DE2939400A1

DE2939400A1 - Anordnung zum fernsehmaessigen darstellen und aufzeichnen von bewegungsbahnen

Info

Publication number: DE2939400A1
Application number: DE19792939400
Authority: DE
Inventors: Henry W Mahler
Original assignee: CBS Inc
Current assignee: CBS Broadcasting Inc
Priority date: 1978-10-04
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB2031685B; DE2939400C2; IT1120543B; US4233631A; SE7905464L; ES481802A1; DK147135C; NO150780C; NO150780B; SE436536B; AR220403A1; AU521574B2; DK261379A; DK147135B; NO792083L; CA1123508A; IT7950113A0; FR2438397B1; JPS5549076A; FR2438397A1

Description

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10602 Ks/li

CBS C-1420

U.S. Serial No.: 948,362

Piled: October 4, 1978

CBS Inc.
New York, N.Y., V.St.v.A.

Anordnung zum fersehmäßigen Darstellen und Aufzeichnen

von Bewegungsbahnen

Die Erfindung bezieht sich auf Pernsehanlagen und betrifft insbesondere eine Anordnung zur Erzeugung eines Fernsehbildes, das die Bewegungsbahn eines sich bewegenden Objekts in einer ansonsten stillen Szene darstellt.

In den Unterlagen der älteren Patentanmeldungen P 28 $9 059·2 und P 29 25 350.3 sind Anordnungen zur Erzeugung eines Fernsehbildes beschrieben, das die Bewegung eines Objekts in einer Szene während eines wählbaren Zeitintervalls so darstellt, daß zusätzlich zur gegenwärtigen Position des Objekts auch eine Vielzahl früherer Positionen, beginnend mit dem Start des Zeitinte*· valls, abgebildet sind. Dieser Effekt wird erreicht, indem ein Einzelbild der Pernsehinformation, das die Szene am Beginn der wiedergebenden Aktion darstellt, als Bezugsbild gespeichert wird und indem Bildpunkte der anschließend ankommenden Videoinformation mit Bildpunkten des Bezugsbildes verglichen werden. Die— jenigen Bildpunkte, die sich meßbar von entsprechenden Bildpunkten des Bezugsbildes unterscheiden, werden markiert und gespeichert. Wiedergegeben wird dann die Realzeit-Videoinformation,in welcher diejenigen markierten und gespeicherten Bildpunkte, welche die aufeinanderfolgenden Bilder des bewegten Objekts darstellen, als Ersatz eingefügt sind. Theoretisch kann man einen solchen Effekt zwar erzielen, wenn man als Bezugsbild ein Pern-

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seh-Vollbild nimmt und anschließend ankommende Fernseh-Vollbilder mit dem gespeicherten Bezugs-Vollbild vergleicht. Da sich jedoch ein eingefrorenes Vollbild der Videoinformation, welches aus einem Bewegungsablauf herausgegriffen ist, nicht ohne das bekannte "Teilbilderflackern" darstellen läßt, wird Vorzugsweise die Information nur eines einzigen Teilbildes gespeichert, und da hierzu ein Umlaufspeicher verwendet wird, führt das Umlaufen dieser Information dazu, daß das einzelne Teilbild mit sich selbst zu einem Quasi-Vollbild verflochten wird. Der in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen durchgehend verwendete Ausdruck "Teilbild" soll also auch den Begriff "Vollbild" umfassen, sofern dieser nicht ganz offensichtlich unanwendbar ist oder wenn nicht ausdrücklich eine besondere Ausnahme gemacht wird. Die beschriebenen Anordnungen gestatten Fer sehtricks mit fast allen den in der Stroboskop—Photographic möglichen Vorzügen und führen außerdem Funktionen durch, die bisher in der Film- oder Fernsehtechnik nicht realisierbar waren. Diese Ergebnisse werden ohne Spezial-Beleuchtungseinrichtungen oder schwarze Hintergründe erzielt, wie man sie bei der Stroboskop-Photographie braucht, und die Darstellung kann sowohl live als auch im Replay während des normalen Ablaufs der Berichterstattung über Sportveranstaltungen oder andere Ereignisse erfolgen.

Obwohl die in den genannten älteren Patentanmeldungen beschriebenen Anordnungen aufeinanderfolgende Positionen darstellen, die ein bewegtes Objekt über eine wählbare Zeitspanne in einer ansonsten stillen Szene einnimmt, gibt es Fälle, bei denen die Wirkungsweise dieser Anordnungen nicht ganz befriedigend ist. Wenn nämlich eine Vielzahl von sich manchnal überschneidenden Bewegungsbahnen eines Objekts wiedergegeben werden soll, a„B, wiederholte Hin- und Herflüge eines Tennisballs über das Netz_t dann neigen die getrennten Bilder des Balles in den früheren Flugbahnen dazu, die in den späteren Flügen gezeichneten Bilder zu überdecken. Dies führt zu einer verwirrenden Überlappung von abgebildeten Positionen, so daß man keine besonders brauchbare oder schöne Information über irgendeine gegebene Flugbahn, ein-

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schließlich der letzten, erhält. Ein Zuschauer, der ein über Fernsehen gesendetes Tennismatch beobachtet, wird insbesondere in Fällen eines langer andauernden Flugballwechsels wenig Interesse an bereits erledigten Flugbällen haben,sondern wird sich im Grunde nur für den Hin- und Herflug des Balles über das Netz im letzten oder in den letzten beiden Ballwechseln interessieren, am meisten für die allerjüngste Flugbahn. Daher sollte eine Anordnung zum Darstellen mehrerer, sich möglicherweise überkreuzender Bewegungsbahnen eines bewegten Objekts zweckmäßigerweise diejenigen Bilder des bewegten Objekts aus der Darstellung streichen oder "löschen", die zu einer früheren Bewegungsbahn gehören, so daß nur beabstandete Bilder von kürzlicheren aufeinander folgenden Positionen des bewegten Objekts erscheinen. Besonders günstig wäre es, wenn das Bild, das die augenblickliche Position des Objekts darstellt, eine vorbestimmte Helligkeit hat, während dahinter eine begrenzte Anzahl von Bildern erscheint, deren Intensität von Bild zu Bild abnimmt.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einer Fernsehdarstellung der oben beschriebenen Art ein besseres Aussehen zu geben, und zwar insbesondere in Fällen, in denen sich mehrere aufeinanderfolgende Bewegungsbahnen des Objekts, dessen Bewegung nachgezeichnet werden soll, überkreuzen, oder in denen sich der Betrachter nur für eine begrenzte Anzahl von Bildern interessiert^ die dem laufenden Bild eines bewegten Objekts vorausgehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Patentanspruch 1 charakterisierten Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist den in den obengenannten älteren Patentschriften beschriebenen Anordnungen insoweit ähnlich, als sie einen Bezugsbildspeicher zum Speichern von Videoinformationen enthält, die eine Szene am Beginn einer Aktionsperiode darstellen, ferner einen Vergleicher zum Vergleichen von Bildpunkten ausgewählter, nacheinander ankommender Fernsehteilbilder mit entsprechenden Bildpunkten des gespeicherten Bezugsbildes,

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sowie eine Einrichtung zum Markieren und Speichern derjenigen Bildpunkte der ausgewählten nacheinander ankommenden Teilbilder, bei denen durch den Vergleich festgestellt wurde, daß sie sich meßbar von entsprechenden Bildpunkten des Bezugsbildes unterscheiden. Während Jedoch bei den älteren Anordnungen die Aktionsperiode durch die Bedienungperson beendet wird und zu diesem Zeitpunkt ein Videosignal erzeugt wird, um die imwesentlichen stille Szene und darin als Ersatz eingefügt die während der gewählten Zeitspanne gespeicherten Bildpunkte darzustellen, ist die Aktion bei der erfindungsgemäßen Anordnung live und fortlaufend, wobei ein vorgewählter Amplitudenanteil der markierten Bildpunkte mit einem dazu komplementären Amplitudenanteil des Realzeit-Videosignals gemischt wird, und zwar so, daß sich die Amplitude der markierten Bildpunkte mit einer wählbaren Geschwindigkeit verringert. Die Anordnung arbeitet in einer rekursiven Weise, so daß Jedes der früheren Bilder des bewegten Objekts jedesmal um ein vorbestimmtes Maß schwächer gemacht wird, wenn ein neu ankommendes Teilbild mit dem gespeicherten Teilbild gemischt wird, und daß sich frühere Bilder nach und nach im Hintergrund auflösen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der in der älteren Patentanmeldung P 28 39 059*2 beschriebenen Anordnung;

Figur 2 ist ein Funktionsblockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Nachzeichnen von Bewegungen;

Figur 3 ist ein Funktionsblockschaltbild einer Schaltung zur Realisierung des Mischvorgangs in der Anordnung nach Pigur 2;

Figur 4- veranschaulicht, wie der Betrieb der Anordnung nach Figur 2 auf die Bilddarstellung wirkt*

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Die nachstehende Beschreibung erläutert eine derzeit besonders geeignet erscheinende Ausführungsform der Erfindung; sie ist jedoch nicht in einschränkendem Sinne zu lesen sondern soll lediglich das allgemeine Prinzip der Erfindung veranschaulüien.

Um eine Grundlage zum Verständnis der Erfindung zu geben, sei zunächst anhand der Figur 1 das bewegungszeichnende System nach der erwähnten Patentanmeldung P 28 39 059.2 kurz beschrieben. Es sei angenommen, daß das System in Digitaltechnik arbeitet und daß das zu verarbeitende Signal ein NTSC-Farbfernsehsignal ist. über eine Eingangsleitung 10 wird ein codiertes Videoeingangssignal dem "1"-Eingang eines ersten Multiplexers 12 und dem "O"-Eingang eines zweiten Multiplexers 14 sowie einem Eingang eines Bewegungsdetektors 16 zugeführt. Am Beginn eines von der Bedienungsperson eingestellten "Aktionsintervalls" wird das erste Teilbild des Videosignals über den Multiplexer 12 auf einen digitalen Teilbildspeicher 18 gekoppelt, der die Fähigkeit hat, ein einzelnes, in Pulscodemodulation verschlüsseltes Fernsehteilbild zu speichern. Bei der Speicherung dieses anfänglichen Bezugs-Teilbildes werden alle untersten (d.h niedrigstwertigen) Bits auf dem Binärwert Null belassen (LSB » 0), denn das unterste Bit wird als Steuerbit für weiter unten beschriebene Zwecke verwendet. Das Ausgangssignal des Teilbildspeichers 18 wird einer farbartinvertierenden und intensivierenden Schaltung 20 zugeführt, die einen mit Kammfilter arbeitenden und mit dem eingangsseitigen Farbart-Bezugssignal synchronisierten Farbartinverter bekannter Konstruktion enthalten kann, um dafür zu sorgen, daß stets die richtige Phasenbeziehung zwischen dem Farbhilfsträger im Ausgangssignal des Teilbildspeichers 18 und dem Farbart-Bezugssignal im Videoeingangssignal besteht. Der Ausgang des Teilbildspeichers 18 ist außerdem mit dem "O"-Eingang des Multiplexers 12 und einem zweiten Eingang des Bewegungsdetektors 16 verbunden· Der gestrichelt gezeichnete Signalweg vom Ausgang des Multiplexers 12 über den Teilbildspeicher 18 und zurück zum "O"-Eingang des Multiplexers 12 stellt eine Umlaufschleife für das im Speicher 18 gespeicherte Bezugs-Teilbild dar. Die untersten Bits der

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im Teilbildspeicher 18 gespeicherten Codewörter werden als Kontroirbit verwendet, das dem ersten Eingang einer Steuerlogik 22 zugeführt wird, die auf das Kontrollbit und auf ein passendes Signal vom Bewegungsdetektor 16 hin ein logisches Signal LSB⁴ zur Steuerung des Multiplexers 14 erzeugt* Die Steuerlogik 22 empfängt noch ein anderes Signal, das mit STR bezeichnet ist und, wenn bestimmte andere Bedingungen erfüllt sind, einen aktivierenden Logikwert für die Steuerung der beiden Multiplexer hat, um Abfragefrequenzen, Tastung usw. einzustellen.

Nach einer wählbaren Anzahl von Teilbildern ab dem Einspeichern des Bezugs-Teilbildes, bestimmt durch das an die Steuerlogik 22 gelegte Signal STR, wird das an der Leitung 10 ankommende digitale Videoeingangssignal im Bewegungsdetektor 16 mit dem im Teilbildspeicher 18 gespeicherten digitalen Videosignal verglichen. Der Bewegungsdetektor subtrahiert die im Teilbildspeicher 18 gespeicherten Bildpunkte von entsprechenden Bildpunkten der am Eingang ankommenden Videoinformation, und der Absolutwert der Differenz wird mit einer voreingestellten Zahl verglichen, um ein Steuersignal Δ zu liefern, das auf die S teuer logik 22 gegeben wird, die abhängig davon an ihrem Ausgang ein Logiksignal Ά* zur Steuerung des Multiplexers 12 erzeugt. Wenn die Differenz die voreingestellte Schwellenzahl übersteigt, wird dies als Zeichen für eine stattgefundene Bewegung gewertet, und der betreffende Bildpunkt der ankommenden Videoinformation wird im Teil— bildspeicher 18 infolge der Steuerwirkung des Signals Δ¹ gespeichert, vorausgesetzt, daß unterste Bit des bisher gespeicherten Bildpunktes ist gleich liull (d.h. LSB = 0). Dieser Vorgang wird in Abständen entsprechend der gewählten Anzahl von Teilbildern (d,h. mit der gewählten Abfragefrequenz) wiederholt, bis die Bedienungsperson das "Akt ions int ervall¹¹ beendet. Zur besseren Durchführbarkeit der Logik- und Steueroperationen wdbrd das unterste Bit LSB jeder Bildpunktinformation, die als Folge einer Bewegung in den Teilbildspeicher 18 neu eingefügt wird, auf den Logikwert ¹¹I¹¹ gebracht. Indem man alle mit LSB » 1 gespeicherten Bildpunkte von zukünftigen Änderungen ausschließt, läßt sich auch erreichen, daß ein bereite erneuerter Bildpunkt selbst im

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Falle einer gefühlten Bewegung nicht mehr geändert wird. Dies ist notwendig, damit nach dem Durchgang des bewegten Objekts nicht wieder der stille Hintergrund erscheint, womit die gespeicherte Objektposition ausgeläschtwerden würde.

Während das "Aktionsintervall" andauert, wird das Videoeingangssignal über den Multiplexer 14 zum Ausgang gekoppelt, wobei dieser Multiplexer durch das Signal LSB¹ gesteuert wird, das wie erwähnt ein Logiksignal ist, welches von der Steuerlogik 22 aus dem untersten Bit der im Teilbildspeicher 18 enthaltenen Bildpunktinformation gewonnen wird. Wenn dieses Bit eine "1" ist, dann wird das ausgangs se it ige Videosignal vom. Teilbildspeicher 18 und nicht vom eingangsseitigen Videosignal abgeleitet. Somit ist das zur Verfugung stehende Ausgangssignal das live-Signal, welches eingefügt die früheren Bilder eines bewegten Objekts enthält. Beendet die Bedienungsperson das Aktionsintervall, dann wird das letzte Teilbild des Videosignals mit den im Teilbildspeicher 18 enthaltenen Bildern kombiniert und als ein eingefrorenes zusammengesetztes Vollbild im Speicher 18 festgehalten. Es steht dann zur Verfugung als stillstehendes Bild in "Sofortwiedergabe", worin die während des Aktionsintervalls stattgefundene Aktion stroboskopisch dargestellt ist.

Der Teilbildspeicher 18 enthält vorzugsweise die Information nur eines Teilbildes. Beim Umlaufen dieser Information wird dieses einzelne Teilbild mit sich selbst verflochten, um das sogenannte Teilbilderflackem auszuschließen, das sich immer als Problem ergibt, wenn man als Standbild für eine Szene, die schnelle Bewegung enthält, ein ganzes Vollbild nimmt. Um die Kontinuität der Farbphase für aufeinanderfolgende Vollbilder zu bewahren, ist in der Zuleitung zum Multiplexer 14 ein alternierend arbeitender Farbphaseninverter enthalten.

Bei dem in der Patentanmeldung P 28 39 059.2 beschriebenen System wird, wenn sich aufeinanderfolgende Bilder des bewegten Objekts überlappen, den jeweils früheren Positionen des bewegten Objekts

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Vorrang gegeben. Man kann Jedoch auch dem jeweils jüngsten Bild Vorrang geben, so daß bei Bildüberlappungen die jüngere Information beibehalten und die ältere Information in der Überlappungszone ersetzt wird. Dies läßt sich erreichen durch eine Modifikation der in Figur 1 dargestellten Anordnung gemäß der ebenfalls eingangs erwähnten Patentanmeldung P 29 25 330.3,auf deren Offenbarungen hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bei beiden Ausführungsformen ist der Schlüssel zum System die Unterscheidung zwischen den stillen Bildpunkten der Szene und den Punkten, die einer Bewegung ausgesetzt worden sind. Diese Unterscheidung macht es möglich, die stroboskopischen Bilder zu identifizieren und selektiv zu modifizieren. Somit können die spurzeichnenden stroboskopischen Einzelabbildungen bewegter Objekte nach Wahl der Bedienungsperson dazu gebracht werden, mit erhöhtem Kontrast zu erscheinen oder mit einer wählbaren Frequenz zu blinken, wie es ausführlicher in einer älteren Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 28 45 427*5 beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung beinhaltet weitere Steuermaßnahmen, um hinter dem jeweils jüngsten Bild des bewegten Objekts eine begrenzte Anzahl zunehmend schwächer werdender Bilder des Objekts erscheinen zu lassen.

Die Erfindung, die sich gleichermaßen gut in jeder der beiden weiter oben erwähnten Ausführungsarten des bewegungsnachzeichnenden Systems anwenden läßt, sei nun als Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsart beschrieben, und zwar anhand des Blockschaltbildes nach Figur 2, in welchem Teile, die eine Entsprchung in Figur 1 haben,, mit den gleichen Bezugszeichen versehen s±nd. Die Anordnung nach Figur unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 1 durch eine zusätzlich vorhandene Mischeinrichtung 24 mit zwei Eingängen, deren einer mit dem Ausgang des ^eilbildspeichers 18 verbunden ist und deren anderer an die Eingangsleitung iO angeschlossen ist, um das codierte Videoeingangssignal zu empfangen. Der Ausgang des Mischers 24 ist axt dem "O"-Eingang des Multiplexers 12 verbun-

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den. Der Mischer 24 ist also praktisch in die den Multiplexer 12 und den Teilbildspeicher 18 enhaltene Umlaufschleife eingefügt. Wie bei der Anordnung nach Figuriwird das Videoeingangssignal an den "1"-Eingang des Multiplexers 12 gelegt. Die Funktion des Mischers 24 besteht darin, jedesmal wenn die im Teilbildspeicher 18 enthaltene Information auf neuesten Stand gebracht wird, einen vorbestimmten Anteil der Amplitude derjenigen im Teilbildspeicher 18 als Ersatz eingefügten Bildpunkte, die von einer Bewegung betroffen worden sind, mit einem dazu komplementären Anteil der Amplitude des Realzeit-Videosignals zu mischen. Beispielsweise können die Parameter des Mischers 24 so gewählt sein, daß ein Viertel der Amplitude des Videoeingangssignals mit drei Vierteln der Amplitude der von einer Bewegung betroffenen gespeicherten Bildpunkte gemischt wird, so daß die Amplitude der das bewegte Objekt bildenden Punkte mit einer Geschwindigkeit abklingt, die bestimmt ist durch die Frequenz der Vergleiche nacheinander ankommender Teilbilder mit dem Bezugs-Teilbild ("Erneuerungsfrequenz") und durch das Mischungsverhältnis. Dieser Vagang führt dazu, daß die Bilder, welche frühere Positionen des bewegten Objekts darstellen,fortlaufend schwächer oder "verblassen" und am Ende völlig aus der Szene verschwinden. So wird z.B. ein Ball, der in einer ansonsten praktisch stillen Szene wiederholt hin- und hergeschlagen wird, in der Darstellung hinter seiner Augenblicksposition eine Reihe zunehmend schwächer werdender Bilder früheren Positionen haben.

Die mit der Erfindung erzielte Wirkung ist in Figur 4 veranschaulicht, die als bewegtes Objekt einen von links nach rechts schreitenden Menschen zeigt und für den oben als Beispiel erwähnten Fall gilt, daß ein Anteil von einem Viertel des ankommenden Videosignals mit einem Anteil von drei Vierteln des in der Umlaufschleife gespeicherten Videosignals gemischt wird. Bei diesem Beispiel sind im Teilbildspeicher 18 an den Stellen des Bildes, die von der spätesten Position des bewegten Objekts belegt werden, die jeweils vollen Amplituden (100 %)der Bildpunkte des bewegten Objekts eingefügt, wie es über der am weitesten rechts ge-

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zeichneten Position in Figur 4 angegeben ist. Die gespeicherten Bildpunkte, welche die nächstvorherige Position darstellen, haben 75% ihrer ursprünglichen Amplitude, die gespeicherten Bildpunkte, die das Bild der drittletzten Position darstellen, haben nur noch einen Anteil von 56% der bei der laufenden Erneuerung verwendeten Amplitude, usw., bis zu den Bildpunkten derjenigen Position, die um 6 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt und wo die Bildpunkte des bewegten Objekts nur noch 18% der bei der laufenden Erneuerung eingefügten Amplitude haben. Es ist zu bemerken, daß in jedem Fall die Amplitude der aus einer Bewegung resultierenden Bildpunkte gleich drei Voa?teln der für die nächstspäteren Position genommenen Amplitude ist und daß beim Fortgang dieses Spiels die Amplitude der Bildpunkte, die das Objekt in einer Position darstellen, welche um 12 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt, nur noch etwa 3% der bei der laufenden Erneuerung benutzten Amplitude beträgt. Die Bilder, die frühere Positionen des bewegten Objekts darstellen, verblassen also fortlaufend mehr und mehr und verschwinden schließlich aus der Darstellung. Wie sich nun leicnt einsehen läßt, wird diese Verblassung schneller erfolgen, wenn man den Prozentanteil der Amplitude des gespeicherten Videosignals bei der Mischung kleiner macht, z.B. wenn man 50% der Amplitude des gespeicherten Videosignals mit 50% der Amplitude des neuen Videosignals mischt, In diesem Fall wird die Amplitude der gespeicherten Bildpunkte des bewegten Objekts für die Position, die um 5 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt, nur J0> der Amplitude der laufenden Erneuerung betragen. -Man erkennt also, daß die Amplitude der aus Bewegung resultierenden Bildpunkte mit einer bestimmten Geschwindigkeit abklingt und sich der Amplitude des live-Videosignals nähert, wobei diese Geschwindigkeit vom Mischungsverhältnis beim Hischen des gespeicherten und des live-Videosignals und von der Eeneuerungsfrequenz des Systems abhängt. Vie bereits oben erwähnt, umfaßt die Steuerinformation STS für die Steuerlogik 22 eine Steuerung der Erneuerungsfrequenz, und, wie aus der nachstehenden Beschreibung der J"igur 3 hervorgehen wird, sind Maßnahmen getroffen, um für das Mischungsverhältnis zwischen dem

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neuen und dem gespeicherten Videosignal irgendeinen aus mehreren Werten vorzuwählen. Es ist also möglich, die Verblassungsgeschwindigkeit jeweils passend für die Wiedergabe verschiedenster bewegter Objekte und Bewegungsgeschwindigkeiten einzustellen.
So braucht man beispielsweise zur Verbesserung der stroboskopischen Darstellung eines Ballettänzers eine andere Verblassungsgeschwindigkeit als bei der Darstellung der Plugbahn eines Tennisballes·

Nachdem die allgemeine Punktion des Mischers 24 in Figur 2 erläutert wurde, sei nun anhand des Blockschaltbildes der Figur 3 eine Schaltung zur Durchführung dieser funktion beschrieben. Es sei wiederum angenommen, daß das System in Digitaltechnik arbeitet und daß das eingangsseitige Videosignal in Pulscodemodulation (PCM) mittels eines 8-Bit-Codes verschlüsselt ist. Das auf der Leitung 10 ankommende Videoeingangssignal sei mit χ und das umlaufende Videosignal am Ausgang des Teilbildspeichers 18 mit
y bezeichnet. Der die gesamte Vergangenheit akkumulierende Wert des gespeicherten Videosignals wird Bildpunkt für Bildpunkt mit dem ankommenden Videosignal (d.h. dem live-Videosignal) verglichen. D.h., das die Amplitude des Vergangenheits-Gesamtsignals
darstellenden 8-Bit-Wortes wird Bit für Bit mit dem die Amplitude des ankommenden Videosignals darstellenden 8-Bit-Wort verglichen. Zu diesem Zweck werden die 8-Bit-Wörter, die das gespeicherte Signal y und das ankommende Videosignal χ darstellen werden dem Minus-Eingang bzw. dem Plus-Eingang eines Differenzverstärkers 30 zugeführt, der das y-Signal vom x-Signal subtrahiert. Die etwaige genesene Differenz, ein mit (x - y) bezeichnetes 8-Bit-Wort, wird einer digitalen Dividierschaltung 32 zugeführt, die das Differenzsignal durch einen Divisor "M" teilt. Der Wert des Divisors M kann von der Bedienungsperson aus mehreren Werten (z.B. aus den Werten 2, 4 und 8) ausgewählt werden,
und zwar durch Betätigung eines an der Frontplatte des Gerätes
sitzenden Steuerknopfes, der schematisch in dem Block
32 dargestellt ist. Falls M = 2 ist, wird das unterste (d.h.
niedrigste) Bit des die Amplitude von (x - y) darstellenden
8-Bit-Wortes fallengelassen; falls M = 4 ist, werden die beiden

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untersten Bits dieses Wortes fallengelassen, und wenn M = 8 ist, dann werden die drei untersten Bits fallengelassen. Das Ausgangs· signal der Dividier schaltung 32 wird in einer Summierschaltung 34 mit dem vom Teilbildspeicher Ί8 kommenden y-Signal addiert, um am Ausgang der Summierschaltung ein 8-Bit-Wort zu erzeugen, dessen Wert gleich y + ist. Dieses Signal wird dem "O"-Eingang des Multiplexers 12 zugeführt und außerdem zurück in den Teilbildspeicher 18 gegeben, um dort das neueste umlaufende Signal zu bilden.

Wie der Mischer 24 zur Erzielung der gewünschten Wirkung funktioniert, sei anhand eines Zahlenbeispiels erläutert, bei dem für den Divisor M der Wert 4 angenommen wird, um dem in Figur 4 veranschaulichten Beispiel zu entsprechen. Die Amplitude eines für die laufende Erneuerung genommenen Signals x, das im folgenden kurz als "Neusignal" bezeichnet werde und dem Teilbildspeicher 18 über den "1"-Eingang des Multiplexers 12 zugeführt wird, habe angenommenerweise einen Anfangswert von T^m* l3zw. 100%, Ein Heusignal χ wird nach einer Verzögerung, die durch den Teilbild— speicher 18 und die gewählte Erneuerungsfrequenz bestimmt ist, zum Signal y. Zu diesem späteren Zeitpunkt ist χ wegen der fortgesetzten Bewegung des Objekts verschwunden. Am Anfang ist also x=1 und V=O, und nach der gewählten. Zeitspanne ist x=O und y=1. Nach einem Erneuerungsdurchlauf dieses Signals y durch die ümlaufschleife und nach Einwirkung des Mischers auf dieses Signal gemäß der Gleichung + y ist die Amplitude des Signals O

O Ί
gleich ' * i = 3/4, d,h» gleich ?5% der Anfasgsaaplitu&e. Mach dem nächsten Erneuerungsdurchlauf ist die Amplitude auf O_^_2^i>₊ 3/4 ₌ 9/^g gefallen, d,h, auf 56_T2^ des Aufangsverts. Wach dem dritten Durchlauf ist die Amplitude auf 43 des Anfangswerts abgesunken, usw., bis y schließlich gleich χ geworden ist, also den Bildwert des Hintergrundes angenommen hat» womit das Bild de« bewegten Objekts in den Hintergrund verschwindet und nicht mehr wiedergegeben wird.

Bie Arbeitsweise der Anordnung nach Figur 2 ist im wesentlichen

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die gleiche, wie sie oben für die Anordnung in Figur Ibeschrieben worden ist, jedoch mit dem wichtigen Unterschied, daß der Betrieb, nachdem er von der Bedienungsperson einmal eingeschaltet wurde, kontinuierlich weiterläuft und nicht beendet werden muß, um die gewünschte Darstellung zu erhalten. D.h., dank der Tatsache, daß nur eine begrenzte Anzahl von schwächer werdenden Bildern hinter dem letzten Bild des bewegten Objekts erscheint (wobei diese Anzahl durch die Erneuerungsfrequenz und durch den Wert des Divisors M bestimmt ist), arbeitet das System nach Figur 2 mit einer"Selbstbegrenzung" dessen, was am Ende im Bild erscheint. Genauer gesagt: wenn die Anordnung in Betrieb ist, wird das Videοeingangssignal über den Multiplexer 14 zum Ausgang gekoppelt, während dieser Multiplexer durch das Signal LSB¹ gesteuert wird, d.h. durch das Logiksignal, welches von der Steuerlogik 22 aus dem untersten Bit der vom Teilbildspeicher 18 abgegebenen Information abgeleitet wird. Wenn dieses Bit eine "1" ist, dann wird das ausgangsseitige Videosignal vom Teilbildspeicher 18 anstatt vom Videoeingangssignal abgeleitet. Dank des Betriebs des Mischers 24- enthält also das verfügbare Ausgangssignal das live-Videosignal und darin zusätzlich eingefügt eine wählbare Anzahl früherer Bilder aller bewegten Objekte, deren Intensität mit zunehmendem Abstand von der laufenden oder gegenwärtigen Position des Objekts schwächer und schwächer wird. Die Anordnung kann also so lange eingeschaltet bleiben, wie man ein bewegtes Objekt mit diesem Effekt wiederzugeben wünscht. Es ist nicht notwendig, irgendein bestimmtes "Aktionsintervall" festzulegen. Wenn jedoch die Bedienungsperson diese Art der Darstellung irgendwann beenden will, kann sie es durch Auslösung eines Steuerbefehls "STOP" tun, der Bestandteil des Steuereingangs STR für die Steuerlogik 22 ist und die Abschaltung des Mischers 22 bewirkt, um damit ein weiteres Verblassen der dann erscheinenden Bilder des bewegten Objekts zu verhindern, und der bewirkt, daß das Ausgangssignal Bilder des bewegten Objekts mit dem dann herrschenden Zustand der abklingenden Amplitude darstellt.

Obwohl alle Bilder früherer Positionen des bewegten Objekts am

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Ende im Hintergrund verschwinden, ist im Teilbildspeicher 18 noch eine die verschwundenen Bilder betreffende Information enthalten, und zwar durch die Markierung der betreffenden Bildpunkte. Diese Bildpunkte können aufgrund ihrere Markierung nicht geändert werden, auch wenn der Bewegungsdetektor 16 später an der gleichen Stelle der Szene eine Bewegung fühlt. Damit es möglich wird, später wieder eine Information über die Bewegung eines Objekts an einer Stelle erscheinen zu lassen, wo vorher markierte Bildpunkte existierten, kann man Maßnahmen treffen, um die Markierung von einem zuvor markierten Bildpunkt fortzunehiaen, wenn im Mischer 24 für diesen Punkt kein nennenswertes Differenzsignal mehr erzeugt wird. D.h., sobald die Amplitude der markierten Bildelemente unter die Amplitude der zur Bewegungserfassung verwendeten Schwelle fällt, werden diese Punkte durch die Hintergrundinformation er setzt, und ihre Markierung wird fortgenommen. ITimmt man das oben beschriebene Beispiel eines Mischungsverhältnisses von 50% des gespeicherten und 50% des neuen Videosignals, dann werden^ wenn das bewegte Objekt auf TDeispielsweise &% der laufenden Erneuerungsamplitude verblaßt ist, die ursprünglich markierten Bildpunktinformationen, welche die betreffende !Position darstellen j aus dem Teil bildspeicher entfernt, und die betreffenden Plätze des Speieners "werden wieder zxm. Sinfangen einer späteren Bewegung land zur Erzeugung neuer Markierungen aur Verfügung gestellt.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird erkennbar, daß der Betrieb der Anordnung unabhängig davon ist, -woher das eingangsseitige Videosignal stammt, vorausgesetzt es entspricht der verwendeten fsrnsehnora (beim hier beschriebenen Beispiel der iierköJSffi— liehen NTSC-Farbfernsehnorm)« d.h*, das ankommende Videosignal kann von einer Ifarbiernselikamera, von einen Videolsandrekoa^er, von einem Zeitlupen-Wiederga"begerät oder von einem Filmabtaster abgeleitet sein.

Obwohl die Erfinduig vorstehend in Verbindung mit des WSSG-Farbfernsehsystem erläutert wurde^ läßt sie sich auch direkt beim

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Schwarz-Weiß-Fernsehen anwenden und außerdem, unter relativ geringer Abwandlung der zur Behandlung der Farbkomponente dienenden Schaltungsanordnung, auch auf andere bekannte Farbfernsehsysteme wie das PAL- und das SECAM- System. Die vorstehend im einzelnen beschreibene Anordnung ist also nur als Ausführungsbeispiel zu verstehen, d.h. die Erfindung umfaßt auch die angedeuteteten Abwandlungen, die zur Anpassung an andere Anwendungsarten erforderlich sind, sowie weitere Modifikationen.

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DR. DIETEH V. BEZOLD DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER MAHIA-THUKKSIA-STnASSK 22 POMTKACH ββΟβΟβ D-8OOO MUENCHEN 80 TELEFON 089/47βΟΟβ 470818 . TELEX 02263R Όθ2 K.S/X1 TELEORAMM NUMBBZ CBS C-14-20 U.S. Serial No: 948,362 Filed: October 4-, 1978 CBS Inc. New York, N.Y., V.St.v.A. Anordnung; zum fernsehmäßigen Darstellen und Aufzeichnen von BewegunKsbahnen Patentansprüche

1. Anordnung zum Erzeugen von Videosignalen aus einem ankommenden Fernsehsignal für die gleichzeitige Darstellung einer Folge von Bildern eines Objekts, das sich in einer ansonsten im wesentlichen stillen Szene bewegt, gekennzeichnet durch:

a) eine Speichereinrichtung (18) zum Speichern eines Bezugsteilbildes der Videoinformation, welches die Szene zu einem von einer Bedienungsperson einstellbaren Zeitpunkt darstellt;

b) eine Vergleichseinrichtung (16) zum Vergleichen von Bildpunkten ausgewählter Fernsehteilbilder, die in zeitlichem Abstand nacheinander ankommen, mit entsprechenden Bildpunkten des Bezugs-Teilbildes;

c) eine Einrichtung, die im Falle gefühlter Unterschiede zwischen einander entsprechenden Bildpunkten der nacheinander ankommenden Teilbilder und des Bezugs-Teilbildes wirksam wird, um diejenigen Bildpunkte der nacheinander

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ankommenden Teilbilder, die den gefühlten Unterschied verursacht haben, zu markieren und einzuspeichern;

d) eine Mischeinrichtung (24-), die sukzessiv synchron mit der Ankunft der ausgewählten nacheinander ankommenden Fernseh-Teilbilder einen steuerbaren Bruchteil der Amplitude zuvor markierter und gespeicherter Bildpunkte mit einem steuerbaren Bruchteil der Amplitude entsprechender Bildpunkte jedes der ausgewählten nacheinander ankommenden Teilbilder mischt und das resultierende Signal mit den zuvor markierten und gespeicherten Bildpunkten einspeichert ;

e) eine die markierten und gespeicherten Bildpunkteund die nacheinander ankommenden Teilbilder empfangende Einrich- . tung (14-), die ab dem Start Zeitpunkt Videoausgangs signale zur Wiedergabe liefert, welche die Szene und darin ersetzend eingefügt diejenigen Bildpunkte darstellen, die eine einstellbare Anzahl von dem laufenden Bild des bewegten Objekts vorangegangenen Bildern dieses Objekts darstellen, wobei die Intensität dieser Bilder fortschreitend in Richtung zu den früheren Bildpositionen des bewegten Objektes abnimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (24-) zueinander komplementäre Bruchteile der Amplituden der zuvor markierten und gespeicherten Bildpunkte und der entsprechenden Bildpunkte der nacheinander ankommenden Teilbilder wählt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Steuern der !frequenz, mit der aufeinanderfolgend ankommende J"erns eh-Teilbilder mit dem Bezugs-Teilbild verglichen werden, um dadurch die Anzahl der gleichzeitig mit dem laufenden Bild des bewegten Objekts dargestellten früheren Bilder des Objekts zu

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4. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (24) folgendes aufweist:

a) eine Einrichtung (30), die sukzessiv synchron mit der Ankunft der nacheinander ankommenden Teilbilder diejenigen Signale, welche die zuvor markierten und gespeicherten Bildpunkte darstellen, von denjenigen Signalen subtrahiert, die entsprechende Bildpunkte der ausgewählten nacheinander ankommenden Teilbilder darstellen, um ein Differenzsignal zu erzeugen;

b) eine Einrichtung (32) zum Dividieren des Differenzsignals durch einen Divisor (M) dessen Wert aus mehreren verschiedenen Werten auswählbar ist;

c) eine Einrichtung (34) zum Addieren des dividierten Differenzsignals mit denjenigen Signalen, welche die zuvor markierten und gespeicherten Bildpunkte darstellen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital codiert sind und daß das Bezugs-Teilbild und die markierten Bildelemente in einem gemeinsamen digitalen Teilbildspeicher (18) gespeichert werden.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Fernsehsignale digital codiert sind und daß die Speichereinrichtung für das Bezugs-Teilbild ein erster digitaler Teilbildspeicher ist und daß die markierten Bildpunkte in einem zweiten digitalen Teilbildspeicher gespeichert werden.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Steuern der Frequenz vorgesehen ist, mit der nacheinander ankommende Teilbilder mit dem Bezugs-Teilbild verglichen werden, und daß die Mischeinrichtung (24) komplementäre Bruchteile der Amplituden der zuvor markierten und gespeicherten Bildpunkte und entsprechender Bildpunkte nacheinander ankommender Teilbilder wählt.

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8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer Bedienungsperson steuerbare Einrichtung vorgesehen ist, um die Mischeinrichtung (24) zu einem von der Bedienungsperson währbaren Zeitpunkt nach dem Startzeitpunkt unwirksam zu machen, so daß zum wählbaren Zeitpunkt ein Videosignal zur Wiedergabe geliefert wird, das die Szene und darin ersetzend eingefügt die dann vorhandenen gespeicherten Bildpunkte darstellt, welche in der Intensität abnehmende Bilder des bewegten Objekts wiedergeben.

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