DE3010990A1

DE3010990A1 - Digitales stehbildspeichersystem

Info

Publication number: DE3010990A1
Application number: DE19803010990
Authority: DE
Inventors: Phillip Patrick Bennett; Richard John Taylor
Original assignee: Micro Consultants Ltd
Current assignee: Quantel Ltd
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1980-10-02
Also published as: GB2047042B; DE3010989A1; FR2452222A1; GB2046053A; GB2046053B; FR2452222B3; DE3010988A1; US4302776A; FR2452155B3; US4286291A; GB2047042A; GB2047041B; GB2047041A; FR2452154A1; FR2452154B3; FR2452155A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein digitales Stehbildspeichersystem zum Speichern einer Anzahl von Bildern.

In der GB PA 7 928 615 (35 220/78) ist es bereits vorgeschlagen worden, Stehbilder, beispielsweise fotografische Diapositive unter Verwendung einer Fernsehkamera zu speichern, um das Stehbild in ein Standardfernsehformat umzuwandeln, das dann an einem Videobandaufzeichnungsgerät gespeichert werden kann, um das Teilbild des Stehbildes zu speichern, wobei das Teilbild mehrmals auf dem Band gespeichert wird. Bei der Rückgewinnung des Bildes integriert das Speichersystem das Bild Teilbild für Teilbild, um ein Ausgangsbild zu liefern, das ohne Rücksicht auf Mangel im Speichermedium selbst unbeeinträchtigt erscheint.

Durch die Erfindung wird ein Speichersystem geliefert, das die effektiv gespeicherte Datenmenge herabsetzen kann, um einen grösseren Speichernutzeffekt zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße digitale Stehbildspeichersystem ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste digitale Teilbildspeichereinrichtung zur Aufnahme einer Teilbildvideoinformation in digitaler Form in Echtzeit, eine nicht im Echtzeitbetrieb arbeitende Speichereinrichtung zur Aufnahme und zum Speichern der digitalen Daten, die durch die Teilbildspeichereinrichtung aufgenommen sind, mit einer geringeren Geschwindigkeit als sie von der Teilbildspeichereinrichtung empfangen werden, und eine Eingangs prozessoreinrichtung zwischen der Teilbildspeichereinrichtung und der nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung vorgesehen sind, um die Datenmenge von der Teilbildspeichereinrichtung vor der Aufnahme durch die nicht im Echtzeitbetrieb arbeitende Speichereinrichtung herabzusetzen und dadurch wirksam die Speicherkapazität der nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung zu erhöhen.

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Das erfindungsgemäße System weist vorzugsweise eine zweite digitale Teilbildspeichereinrichtung zur Aufnahme der bei der Datenwiedergewinnung ausgegebenen Daten der nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung und eine Ausgangs prozessoreinrichtung auf, die zwischen der nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung und der zweiten Teilbildspeichereinrichtung vorgesehen ist, um die Datenmenge von der nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung zu erhöhen, bevor die Daten von der zweiten Teilbildspeichereinrichtung empfangen werden und dadurch effektiv Daten zu liefern, die den ursprünglich durch die erste Teilbildspeichereinrichtung aufgenommenen Daten entsprechen .

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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 zeigt das Grundaufzeichnungssystem. Figur 2 zeigt das Grundwxedergabesystem.

Figur 3 zeigt das Wiedergabesystem unter einer Rechner- oder Computersteuerung.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Grundaufzeichnungssystems mehr im einzelnen.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Grundwiedergabesystems mehr im einzelnen zusammen mit einer Einrichtung zur Änderung der Bildgröße.

Figur 6 zeigt das Erfordernis für die 4fsc und 2fsc Abtastung.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich zum Umwandeln von 4fsc Abtastungen auf 2fsc Abtastungen eignet.

Figur 8 zeigt die Hilf strägerphasenbe.ziehung zwischen den -verschiedenen Bildzeilen.

Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich .für die Umwandlung von Abtastungen von 2fsc auf 4fsc eignet.

Figur 10 zeigt die verschiedenen Stufen einer derartigen Umwandlung.

Figur 11 zeigt die verschiedenen Bauteile für die Änderung der Bildgröße in Abhängigkeit von der gewählten Größe.

Figur 12 zeigt mehr im einzelnen die Rechenfunktion zum Halten der Abtastungen für eine Größenänderung des Interpola-

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tionstaktgenerators.

Figur 13 zeigt in einer graphischen Darstellung die für die Bildzusammensetzung verwandten Teile der Bildpunkte^

Figur 14 zeigt ein übliches System zur Ausführung der Multiplikationsfunktion.

Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems, das einen einzigen Multiplikator für die Horizontalinterpolation verwendet.

Figur 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Vertikalinterpolation.

Figur 17 zeigt eine Anordnung, die sich für die Ausbildung des in Figur 5 dargestellten Decodierers eignet.

Figur 18 zeigt ein erweitertes System mit einer Einrichtung zur Datenübertragung auf ein analoges Videobandaufzeichnungsgerät mit einem zusätzlichen Teilbildspeicher zum schnellen Umschalten von einem Bild auf ein anderes Bild.

Figur 19 zeigt eine andere Ausbildung mit abgewandelten Einrichtungen einschließlich einer Einrichtung zum Überblenden.

Figur 20 zeigt die Bilddrehung, die dadurch erreicht wird, daß die Interpolationskoeffizienten manipuliert werden.

Figur 21 zeigt das Mehrfachanzeigeformat für eine Anzahl von verkleinerten Bildern.

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Bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung weist^ das Aufzeichnungssystera eine Kamera 12 zur Aufnahme des Bildes eines Diapositivs 10 auf. Das Ausgangssignal der Kamera wird von einem Echtzeitspeicher 14 aufgenommen. Die digitalen Daten zur Speicherung werden von der Kamera erforderlichenfalls über einen Decodierer oder einen Analogdigitalwandler mit einer Abtastfrequenz von viermal der Hilfsträgerfrequenz aufgenommen. Auf die Daten vom Speicher 14 wird durch einen digitalen Prozessor 16 im Nichtechtzeitbetrieb zugegriffen/ wobei dieser Prozessor die Abtastung mit viermal Hilfsträgerfrequenz (4 χ fsc) auf zweimal Hilf strägerfrequenz (2 χ fsc) umwandelt'. Die vom Prozessor" ausgegebenen Daten werden auf einer Platte 18 aufgenommen und gespeichert, die beispielsweise eine Nichtechtzeitspeicherung liefert.

Während des Aufzeichnungsvorganges, bei dem die Daten von einer Videosignalquelle dem Stehbildspeicher eingegeben werden, erfolgt die digitale Speicherung somit in zwei Stufen, nämlich im Echtzeitbetrieb im Festkörperspeicher 14 und nicht im Echtzeitbetrieb im Plattenspeicher 18.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein /4 jx. ... . Farbträgerabtastsignal dazu verwandt, die Grundumwandlung von de"r analogen in die digitale Form und die anfängliche Abspeicherung im Echtzeitbetrieb zu bewirken. Diese Analogdigitalumwandlung ist eine herkömmliche Technik, die bei vielen digitalen Fernsehsystemen angewandt wird, die eine Umwandlung und Abspeicherung verwenden .

Der Inhalt des Echtzeitspeichers wird auf die Platte übertragen, deren Kapazität begrenzt ist, so daß eine Datenverdichtung erwünscht ist. Bei diesem System wird von einem später im einzelnen beschriebenen Verfahren Gebrauch gemacht, bei der Übertragung zwischen der Echtzeit und der Nichtechtzeit die 4 χ Farbträgerabtastung in eine 2 χ Farbträgerabtastung umzuwandeln.

Das Umwandlungssystem 16 ist so ausgelegt, daß es im Nichtecht-

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zeitbereich arbeitet, was eine beträchtliche Vereinfachung der Schaltung ermöglicht und eine Arbeit mit sehr hoher Geschwindigkeit nicht länger erforderlich macht. Gleichzeitig kann die digitale Filterfunktion leichter auf ihre optimale Charakteristik gebracht werden.

Während der Umwandlungsprozeß zwischen der 4 χ und der 2 χ Farbträgerabtastung tatsächlich eine digitale Filterfunktion ist und Arten der digitalen Filterung bekannt sind, ist das Vorsehen einer Umwandlung in einer Nichtechtzeitschaltung statt in der bekannten Echtzeitanordnung, ihr Aufbau und ihre Anordnung bei einem elektronischen Stehbildspeicher oder bei einem digitalen Library-System als neue und zusätzliche Maßnahme anzusehen, da aufgrund des Nichtechtzeitbetriebes die Vorrichtung· in ihrem Aufbau einfacher wird und dennoch optimal arbeitet, was auch für die Verwendung von räumlich benachbarten Zeilen gilt.

Eine größere Verbesserung wurde an dem System auch bezüglich des Wiedergabebetriebes vorgenommen, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Die von der Platte 20 ausgegebenen Daten werden von einem nicht im Echtzeitbetrieb arbeitenden Prozessor 22 empfangen, der die Daten von 2 χ fse auf 4 χ fse vor der Aufnahme durch den Echtzeitspeicher 24 umwandelt. Das System kann die Daten auch so manipulieren oder beeinflussen, daß sich eine Bildvergrößerung oder . verkleinerung ergibt, wie es später beschrieben wird. Die Speicherdaten werden mit einer normalen Geschwindigkeit zum Anzeigen an einem Monitor 25 ausgelesen, indem sie beispielsweise zuerst in einem Digitalanalogwandler iii eine analoge Form umgewandelt wurden und erforderlichenfalls verschlüsselt wurden.

Während dieses Wiedergabebetriebes werden die Daten somit von der Platte auf den im Echtzeitbetrieb arbeitenden Festkörperspeicher über einen SignalVerarbeitungsweg übertragen. Die Funktion des Verarbeitungsweges besteht darin, eine Umwandlung von der 2 χ auf die 4 χ Farbträgerkodierung zu liefern, was die umgekehrte Funktion der oben beschriebenen Funktion ist, so daß der Echtzeitspeicher dieselbe Art von kodierten Daten enthält,

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wie sie ursprünglich eingegeben wurde. Bei diesem System liegt der Verarbeitungsweg wiederum im ttichtechtzeitbereich, so daß die erforderliche Filterfunktion unter Verwendung von elektronischen Schaltungen mit niedriger Geschwindigkeit und niedrigerem Energieverbrauch ausgeführt werden kann.

Eine weitere Verbesserung und ein weiteres Kennzeichen betrifft die Verwendung eines Nichtechtzeitwiedergabeprozessors, um Bilder zu erzeugen, die im Vergleich mit den ursprünglich gespeicherten Bildern auf der Platte vergrößert oder verkleinert sind. Es kann auch die relative Lage im normalen Teilbild geändert werden. Das stellt in Wirklichkeit ein elektronisches Nichtechtzeitzoomsystem dar, damit Bilder in Programme, beispielsweise in Nachrichtensendungen, über geeignete Schaltungen eingeblendet werden können. Dieses System hat Ähnlichkeiten mit den Fähigkeiten eines elektronischen Diapositivabtasters mit einem Zoomobr jektiv. Bei einem digitalen Bibliotheks- oder Librarysystem ist jedoch möglich, die Bildgröße in einer komprimierten oder vergrößerten Form wiederzuspeichern, die sich für die Verwendung in einer Abfolge eignet. Durch eine Beeinflussung der Bildpunktadressierung kann auch eine Bilddrehung geliefert werden.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnungen können 'aus einem kombinierten System bestehen, das sich in den Plattenspeicher und in den Echtzeitspeicher teilt, wenn ein derartiges System brauchbar ist, es können jedoch auch separate Systeme vorgesehen sein.

Der Inhalt des Plattenspeichers kann mehrere hundert separate Bilder umfassen, so daß das Problem besteht, den Inhalt des Speichers zu überprüfen, um das benötige Bild zu finden. In der oben bereits erwähnten GB Patentanmeldung 35 220/78 ist es bereits beschrieben, Identifizierungsdaten einzuschließen, um ein bestimmtes im Speicher gehaltenes Bild zu identifizieren. Bei der in Figur 3 dargestellten erweiterten Anordnung steht das System unter der Steuerung eines Computers 27 in Abhängigkeit von Steuerdaten, die von einer Videoanzeige- und Tasteneinheit 30 zugeführt

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werden. Obwohl somit die Steuerung der Platte,des Prozessors 22 und des Speichers 24 unter Verwendung von Hardware verwirklicht werden kann, wie es beispielsweise in der US PS 4 183 058 beschrieben ist, ist es zweckmäßig, eine Software-Steuerung zu verwenden, um eine größere Flexibilität zu erzielen, wie es beispielsweise in der US PS 4 148 070, 4 163 249 und 4 172 264 dargestellt ist. Eine Möglichkeit, die diese Anordnung bietet, besteht darin, eine Matrix von Bildern im Kleinformat zu liefern, die gemeinsam an einem Schirm angezeigt wird. Diese Möglichkeit der überprüfung auf gut Glück zeigt den Inhalt des Speichers in einer Reihe von Polyphotoformaten an-, wobei bis zu 64 Kleinbilder auf einmal an der Kathodenstrahlröhre angezeigt werden können. Es ist dann möglich, Seiten im Speicher zu betrachten.

Ein weiteres Merkmal bezieht sich auf den Indexierungsmechanismus.

Um eine Reihe von Stehbildern in geeigneter Weise zum Einblenden in ein Fernsehprogramm zusammenzusetzen, ist es notwendig, jede Fotographie im Bibliothekssystem durch eine Nummer oder eine Kodierung zu identifizieren. Das System kann die Nummer dem Bild überlagert dadurch anzeigen, daß eine Steuerfunktion ausgeübt wird. Durch die Wahl einer Reihenfolge von Nummern kann.der Benutzer die gewünschte Bildfolge zusammenstellen. Dadurch daß jedoch eine geeignete Software vorgesehen ist, die beispielsweise Standardtechniken verwendet, ist eine Querverweisung des Inhalts des Speichers über eine Reihe von Klassifikationen möglich. Im typischen Fall umfaßt der Speicherinhalt Sportpersönlichkeiten, Politiker, Schauspieler, Brände, Fußballspiele, Rennen usw. Jedes Bild ist durch eine Codenummer bezeichnet, die es dem Betrachter erlaubt, eine vollständige Seite von Dingen abzurufen, die unter irgendeine der oben genannten Klassifikationen fallen. Beispielsweise kann er eine Seite von Sportpersönlichkeiten betrachten, um daraus seine Bilder zu wählen.

Durch eine Weiterentwicklung des Systems derart, daß es möglich

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ist, eine Reihe von zwei separaten Stehbildern in Echtzeit zu zwei separaten digitalen Speicherungen zusammenzusetzen, wird es möglich, ein digitales Verfahren vorzusehen, das eine Umblendung von der einen auf die andere Speicherung erlaubt. Das digitale Verfahren kann dadurch vorgesehen werden, daß ein digitales Videosignal mit einer Konstanten multipliziert wird, während das zweite digitale Videosignal mit einem Wert gleich eins minus derselben Konstanten multipliziert wird, wie es im folgenden näher in Verbindung mit Figur 19 beschrieben wird.

Obwohl das BildbibliotheksaufZeichnungssystem gemäß Figur'1 als ein System angesehen wurde, das Stehbilder speichert, die selbst von Stehbildern, beispielsweise von Diapositiven, aufgenommen sind, kann das System auch so ausgebildet werden, daß es Laufbilder aufnehmen und diese für eine künftige Verwendung speichern kann.

Wenn ein stehendes Bild aus laufenden Bildern genommen wird, indem beispielsweise ein bestimmter Ausschnitt von einem Videoband genommen wird, ist es notwendig, den Lauf zwischen Teilbildern zu unterbrechen, wenn ein zufriedenstellendes Stehbild erzeugt werden soll. Bei einem bekannten Verfahren wird dazu ein Einzelteilbildauf Zeichnungssystem verwandt, bei dem eine wiederholte Teilbildfolge dazu dient, eine Laufunterbrechung zu erzeugen. Der Nachteil dieses Systems besteht darin, daß die vertikale Auflösung stark beeinträchtigt ist. Bei dem vorliegenden Bibliothekssystem wird zweckmäßigerweise ein Verfahren zur Laufunterbrechung verwandt, bei dem Laufbilder dann, wenn das ankommende Videosignal beispielsweise nicht vom einem Diapositiv kommt, eingefangen werden, was durch den Einfrier- bzw. Haltesteuerblock 17 für den Speicher 14 dargestellt ist, wobei Bewegungsdetektoren im Haltesteuerblock 17 Teile des Bildes auswählen, die ortsfest gehalten werden und diese Teile als Folge von zwei Teilbildern bei der vollen vertikalen Auflösung aufzeichnen, während der Mechanismus während des Bildlaufs gesperrt ist, so daß nur eine einzige Teilbildwiedergabe vom Speicher 14 verwandt wird. Ein derartiges Bildhaltesystem ist in der GB Patentanmeldung 35988/78 beschrieben. 0 30 040/0797

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Obwohl die Auswahl eines gewünschtes Bildes, das tatsächlich im Falle einer Bildmatrixseite oder als ein Bild aus einer Liste von Titeln angezeigt wurde, so beschrieben wurde, daß dieses Bild über eine Tastatur gewählt wird, ist es auch möglich, die gewünschten Bilder unter Verwendung beispielsweise eines Lichtstiftes auszuwählen.

Das obige System wird im folgenden im einzelnen anhand von Figur 4 beschrieben.

Das ankommende Videosignal, das von einem Stehbild oder einem Laufbild stammen kann und zu den Bezugsssignalen des Systems asynchron sein kann oder nicht, wird einem Analogdigitalwandler 13 zugeführt, wenn es nicht bereits in digitaler Form vorliegt. Das Ausgangssignal des Analogdigitalwandlers liegt im typischen Fall in Form von 8 bits mit einer Frequenz von 4 χ fsc vor, wobei diese Daten in den Teilbildspeicher 14 unter der Steuerung der Folgesteuerung 15 unter Verwendung üblicher Techniken eingeschrieben werden. Das Auslesen des gespeicherten Teilbildes vom Speicher 14 kann aufgrund seiner asynchronen Fähigkeit mit einer niedrigeren Datengeschwindigkeit,die mit dem Rest des System kompartibel ist, das heißt im typischen Fall mit einer Geschwindigkeit von 2 M Byte/sec erfolgen. Die ausgelesenen Daten werden durch den Wandler 16 verarbeitet, der die Daten von 4 χ auf 2 χ fsc umwandelt, um Daten mit einer Geschwindigkeit von 1 M Byte/sec auszugeben. Der Wandler 16 ist hauptsächlich dazu .vorgesehen, die der Plattensteuerung 18 zugänglich gemachte Informationsmenge dadurch herabzusetzen, daß die Redundanz des Fernsehsignals ausgenutzt wird, wodurch die Speicherdichte wirksam erhöht wird. Das Auslesen vom Speicher 14 und das Einschreiben auf die Platte 18 erfolgt unter der Steuerung der Folgesteuerung 19. Das System kann somit eine Umwandlung vom Vierfachen auf das Zweifache auf der Leseseite des Speichers statt mit der normalen Videodatengeschwindigkeit mit einer Datengeschwindigkeit liefern, die mit der Platte kompartibel ist. Während somit im typischen Fall vor dem Speicher eine Datenfrequenz . von 14,3 MHz erforderlich ist, ist nach

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dem Speichern nur eine Frequenz von 2 MHz notwendig.

Die Folgesteuerung 19 kann unter der Steuerung des Computersystems 27 und 30 in Figur 3 gebildet sein.

Die Anordnung in Figur 5 zeigt ein Beispiel der Wiedergabeeinrichtung in Figur 2 zusammen mit der Datenverarbeitung, die eine Änderung der Bildgröße erlaubt.

Die Bilddaten, die auf der Platteneinheit 20 gespeichert sind, die auch die Antriebseinheit 18 sein kann, werden· mit einer Datengeschwindigkeit, die mit dem Plattenantrieb kompartibel ist, d.h. im typischen Fall mit einer Geschwindigkeit von 1 M Byte/sec ausgegeben. Der Prozessor 22 wandelt die Daten von 2 χ fsc auf 4 χ fsc um, um die Daten wieder in die Form zu bringen, in der sie ursprünglich im Aufzeichnungssystem vor der Verarbeitung erzeugt wurden. Die Daten werden mit einer Geschwindigkeit von · 2 M Byte/sec dem Großenänderungsprozessor 23 zugänglich gemacht, der die Größe des gewünschten Bildes unter Berücksichtigung der Reihenfolgeinformation von der Folgesteuerung 26 ändern kann, wie es im folgenden näher im einzelnen beschrieben wird. Grundsätzlich werden die Videodaten in ihren digitalen Luminanz- und Chrominanzanteil durch den Decodierer 34 entschlüsselt und werden die Luminanz Y und die Chrominanz I/Q in separaten Horizontalinterpolatoren 35,36 und Vertikalinterpolatoren 37,38 unter der Steuerung eines Interpolationstaktgenerators 39 verarbeitet. Der Interpolationstaktgenerator 39 entscheidet, wie groß eine Bildgröße gewählt ist und welche Abtastproben und ihr prozentualer Anteil an verschiedenen Abtastproben für eine gegebene komprimierte Größe beispielsweise erforderlich sind. Dadurch daß der Prozessor 23 an einer Stelle vorgesehen ist, an der er die Daten mit einer relativ geringen Geschwindigkeit von der Platte empfängt, ist es möglich, eine durch und durch hochentwickelte digitale Datenverarbeitung zu liefern, um eine Größenänderung ohne Schwierigkeiten mit einer Qualitätsverminderung zu erzielen.

Die Folgesteuerungen 26 und 32 können beispielsweise durch das

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Computersystem 27 und 30 in Figur 3 gesteuert werden.

Die verarbeiteten Videodaten liegen am Teilbildspeicher 24, wobei diese Daten noch in ihren getrennten Anteilen vorliegen. Der Teilbildspeicher erlaubt es, die Daten mit einer langsameren Plattengeschwindigkeit von im typischen Fall 2 M Byte/see unter der Steuerung der Folgesteuerung 26 und des Generators 46 einzugeben und mit einer schnelleren Videofrequenz von beispielsweise 4,3 MHz unter der Steuerung einer Lesefolgesteuerung 32 auszulesen, die auf Standardbezugssignale festgelegt ist. Die Folgesteuerung liefert auch die Steuereingangssignale einem Kodierer 28, der die Videodaten wieder in ein zusammengesetztes Format verschlüsselt, wobei die verschlüsselten Daten am Prozeßverstärker 29 gleichfalls unter der Steuerung der Folgesteuerung 32 liegen. Die ausgegebenen digitalen Videodaten werden in der gewünschten Weise durch einen Wandler 31 in analoge Form umgewandelt. Dadurch daß der Kodierer 28 hinter dem Teilbildspeicher vorgesehen ist, ist es nicht erforderlich, einen Farbtoninverter vorzusehen, so daß die Probleme vermieden werden, die mit dem Farbtonflimmern verbunden sind. Bei dem Grundsystem kann die Datenverarbeitung zur Änderung der Bildgröße fehlen, so daß die in Figur 5 dargestellte Anordnung eher der Umkehrung der in Figur 4 dargestellten Anordnung entspricht.

Obwohl in den Figuren 4 und 5 separate Systeme dargestellt sind, können einige Elemente einschließlich des Teilbildspeichers gemeinsam benutzt werden.

Im folgenden wird der Wandlermechanismus des Blockes 16 in Figur 4 anhand der Figuren 3 und 7 beschrieben. Die Hilfsträgerwellenform in Figur 6 ist mit Amplitudenproben an den Punkten X mit einer Häufigkeit von 4 χ pro Zyklus (4 fsc) dargestellt. Um die Abtastfrequenz herabzusetzen, während dennoch die gewünschten Daten beibehalten werden, ist an den Punkten O eine Abtastung dargestellt, die einer Häufigkeit von 2 fsc entspricht. Wird die verringerte Anzahl der Abtastpunkte längs der Achse gewählt, so wurden die Daten ungültig. Das ist nur ein Problem bei hochfre-

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quenten Anteilen der Videodaten.

Ein System, das in der Lage ist, die Umwandlung von 2 fsc auf 4 fsc zu liefern, ist in Figur 7 dargestellt. Tatsächlich empfängt der Wandler 16 Videodaten von den beiden Zeilen L₁ und L.., um die Datenumwandlung durchzuführen. Da die Bilddaten stillstehen (falls sie sich bewegen,durch den Teilbildspeicher 14 eingefangen sind) müssen die Zeilen nicht vom selben Teilbild kommen, wie es anhand von Figur 8 beschrieben wird. Die Zeilen n-6 bis η geben die aufeinanderfolgenden Zeilen eines Teilbildes der Videoinformation wieder, wobei die ausgezogenen' und die unterbrochenen Linien gerad zahlige und ungerad zahlige Teilbilder jeweils wiedergeben. Es ist ersichtlich, daß aufgrund der PhasenbeZiehung der analogen Signale beispielsweise die Zeilen n-4 und n-3 kompartibel sind, allerdings nur dann, wenn sich das Bild nicht bewegt, da sonst Bewegungsfehler aufgrund von Änderungen in den Teilbildern auftreten können. Bei bekannten Anordnungen, bei denen versucht wurde, die Information von zwei Zeilen auszunutzen, war es daher notwendig, beispielsweise die Zeilen n-4 und η zu verwenden, da diese die beiden nächsten Zeilen der richtigen Phasenbeziehung vom selben Teilbild sind, um eine Beeinträchtigung der Bildqualität aufgrund der Bewegung zu vermeiden. Bei dem vorliegenden System können aufgrund des ortsfesten Bildes benachbarte Zeilen n-4 und n-3 verwandt werden, und kann dadurch, daß der Prozessor mit einer herabgesetzten Datengeschwindigkeit vorgesehen ist, die durch die Auslesegeschwindigkeit vom Speicher 14 in Figur 4 bestimmt wird, ein geeigneter Wandler verwirklicht werden.

Wenn in Figur 7 die Zeile L₁ als diejenige Zeile genommen wird, die von 4 fsc auf 2 fsc zu kodieren ist, dann wird auch die Information von der Zeile L„, die unter L₁ liegt, beim Verarbeiten einer Zeile vom ersten Teilbild und von einer Zeile über L₁ verwandt, wenn eine Zeile vom anderen Teilbild kodiert wird.

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Die Daten für die Zeile L₁ werden von einem Filter 40 empfangen, das die Videodaten in hoch- und niederfrequente Daten teilt. Die hochfrequenten Daten mit 4fsc liegen an einem Addierer 42, an dem auch hochfrequente Daten vom Filter 41 bezüglich der Zeile L₂ liegen. Die niederfrequenten Daten mit 4 fsc von den jeweiligen Filtern 40 und 41 liegen über Schalter 43 und 44 an Addierern 47 oder 49. Diese Schalter sind so angeordnet, daß sie derart schließen, daß nur jede zweite Amplitudenprobe zu den Addierern geht. Die Amplitudenproben a, b, c und d für die Zeilen L₁ und Lp werden daher vom Filter 40 aufgrund des Schalters 43 auf die Proben b und d reduziert , während vom Filter 41 aufgrund des Schalters 44 nur die Proben a und c kommen werden. Die Datengeschwindigkeit ist daher auf 2 fsc reduziert. Der Addierer 42 wird den Mittelwert der hochfrequenten Daten von den beiden Zeilen erzeugen und die Geschwindigkeit 4 fsc wird effektiv durch den Schalter 46 herabgesetzt, der zwischen den Addierern 47 und 49 so hin- und herschaltet, daß die Proben b, d, b, d zum Addierer 47 und die Proben a,c,a,c zum Addierer 48 gehen. Die gemittelten hochfrequenten Daten werden daher zu den niederfrequenten Daten addiert und vom Ausgang des Addierers 47 oder des Addierers 49 mit 2 fsc zur Verfügung gestellt.

Die Anordnung für den Prozessor 22, der bei dem Wiedergabesystem gemäß Figur 5 verwandt wird, ist in Figur 9 dargestellt. Daten mit 2 fsc liegen an den Filtern 50 und 51 jeweils für die Zeilen L₁ und L„- Die niederfrequenten Daten liegen an Sperrschaltern 53 und 54 jeweils und die hochfrequenten Daten werden vom Addierer 52 empfangen, der diese Amplitudenproben für die beiden Zeilen zusammenfaßt. Da jede Zeile verschiedene Amplitudenproben mit 2 fsc enthalten wird, wird das Ergebnis nach der Zusammenfassung aus Amplitudenproben mit einer Frequenz von 4 fsc bestehen. Die Sperrschalter 53 und 54 halten die Daten, damit die Amplitudenproben wiederholt werden können, so daß wiederum Daten den Addierern 57 und 59 mit 4 fsc geliefert werden. Jeder Sperrschalter kann durch ein Tiefpaßfilter jeweils mit einer Verzögerung in Stufen von einer halben Amplitudenprobe ersetzt werden. In jedem

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Fall addiert der Addierer 57 die Hochfrequenz- und die Niederfrequenzdaten, um eine 4 fsc Videodatenkette zu erzeugen, die vom Wandler 23 oder möglicherweise direkt vom Speicher 24 in Figur 5 empfangen wird.

In dem Diagramm in Figur 10 ist dargestellt, wie die Amplitudenproben über die Umwandlung effektiv manipuliert werden. Die Figuren 10a, 10b und 10c geben die Amplitudenproben entlang der jeweiligen Zeilen wieder. Die mit einem X wiedergegebenen Amplitudenproben werden gehalten und die mit + wiedergegebenen Proben gehen bei der Umwandlung von 4 auf 2 fsc in Figur'7 verloren. Die HF-Probendaten mit 2 fsc, die in Figur 10d und e dargestellt sind und durch die Filter 50 und 51 in Figur 9 getrennt sind, werden im Addierer 52 kombiniert, um HF-Probendaten mit 4 fsc zu liefern, wie es in Figur 10f dargestellt ist. Die LF-Probendaten, die beispielsweise durch das Filter 50 getrennt sind, werden durch den Sperrschalter 53 gehalten, um sie zu wiederholen, wie es in Figur 10g dargestellt ist, wodurch sich die in Figur 10h dargestellten Amplitudenproben mit 4 fsc ergeben.

Im folgenden wird im einzelnen der Bildgrößenprozessor 23 in Figur 5 beschrieben. Wie es bereits dargestellt wurde, werden die Videodaten in die Luminanz- und Chrominanzanteile über den Decodierer 34 entschlüsselt und an die Horizontalinterpolatoren 35 und 36 und die Vertikal interpolator en 37. und 38 jeweils gelegt. Die Interpolatoren weisen Tiefpaßfilter auf, die die ankommenden digitalen Daten filtern, um eine Verletzung der Amplitudenprobennahrae, Vorschriften bei verminderten Bildgrößen zu verhindern. Zusätzlich können sie künstliche Amplitudenproben zwischen den ursprünglich eingegebenen Punkten liefern, indem sie eine Filterung mit nicht ganzzahligen Gruppenverzögerungen liefern. Die Arbeitsweise der Interpolatoren wird durch den Interpolationstaktgenerator 39 gesteuert, der die Eingabeabtastung mit der gewünschten Anzahl von Amplitudenproben verbindet, die erforderlich ist, um ein Bild mit verminderter Größe zu bilden, d.h. das gewünschte Verhältnis dazwischen zu erzeugen, das der

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erforderlichen Bildgröße folgt. Wie es in Figur 11 dargestellt ist, liegt die Anzahl der Amplitudenproben längs einer bestimmten Zeile für das ankommende nicht komprimierte Bild als jeweilige Bildpunkte fest. Für ein komprimiertes Bild wird die Anzahl der Bildpunkte, die ausgegeben werden muß, geringer sein. Wenn ein Bild mit halber Größe erforderlich ist, dann kann die Hälfte der Anzahl der Amplitudenproben in Figur 11a dazu verwandt werden, die gewünschten Amplitudenproben von Figur 11b zu bilden. Das umfaßt eine Kompression in horizontaler Richtung. In vertikaler Richtung wird ähnlich vorgegangen. Wenn statt einer Kompression von 2:1 eine Verkleinerung von 1,5:1 gewählt ist, dann ist es nicht nur erforderlich, eine Amplitudenprobe zu wählen, sondern auch die am nächsten an einer gewünschten Position liegenden Amplitudenproben zu interpolieren, wenn ein Bild mit verminderter Qualität vermieden werden soll.

Das ist in Figur 11c und 11d wiedergegeben, die jeweils die ankommenden Amplitudenproben und die ausgehenden Amplitudenproben zeigen. In dieser Grundsituation können die ausgehenden Amplitudenproben durch die Daten von den beiden am nächsten liegenden Originalamplitudenproben künstlich zusammengesetzt werden, wobei der prozentuale Anteil jeder Amplitudenprobe in Abhängigkeit davon gewählt ist, wie nahe diese Amplitudenproben an der gewünschten Ausgangsprobenposition liegen. Wieder wurde nur die horizontale Bildkompression betrachtet. In der Praxis hat es 'sich jedoch herausgestellt, daß statt der Verwendung gerade der Bildpunktdaten von dem am nächsten liegenden Bildpunkt auf beiden Seiten Daten von mehreren Bildpunkten auf beiden Seiten verwandt werden können, wobei der prozentuale Anteil der tatsächlich von jedem Bildpunkt verwandten Daten um so kleiner ist, je weiter die Bildpunkte von der in Betracht gezogenen Position entfernt liegen.

Im folgenden wird anhand von Figur 12 beschrieben, wie der Interpolationstaktgenerator diese Synthese steuern kann. Kompressionsdaten werden von der Steuerung 27 in Figur 5 zur Verfügung gestellt. Ein Sperrschalter 60 empfängt die Daten X und Y, die den

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gewünschten Kompressionsgrad wiedergeben, von der Folgesteuerung 26 in Figur 5. Für ein Bild mit voller Größe ist somit X = 1 und Y=O, für ein Bild mit halber Größe ist X = 2 und Y=O usw. Die obere Hälfte des Sperrschalters empfängt die gesamten Probendaten, d.h. 1,2 usw., während die untere Hälfte die Teilprobendaten empfängt, wie es im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

Das Ausgangssignal des Sperrschalters liegt am Addierer 46, der an seinem zweiten Eingang das Ausgangssignal eines weiteren Sperrschalters 63 empfängt. Dieser Sperrschalter 63 empfängt das Addiererausgangssignal und wird zu Beginn jeder Zeile gelöscht und empfängt weiterhin die Taktimpulse vom Ausgang des Comparators 64. Der Comparator 64 vergleicht das Ausgangssignal des Zählers 65 mit dem Ausgangssignal des Sperrschalters 63. Der Zähler 65 zählt,wieviele Bildpunkte aufgetreten sind, was angibt, welcher Bildpunkt zu irgendeinem Zeitpunkt vorliegt,und der Comparator 64 entscheidet, ob dieser Bildpunkt für die Interpolation erforderlich ist, wie es im folgenden beschrieben wird. Wenn ein Bild mit voller Größe erforderlich ist, dann wird der Sperrschalter 60 zu Beginn der Zeile auf 1,0 gesetzt und werden der Sperrschalter 63 und der Zähler 65 gelöscht. Während des ersten Rechenzyklus am Bildpunkt 0 liegt an beiden Seiten des Comparators der Wert 0, so daß ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, d.h. mit dem logischen Wert 1 erzeugt wird, das angibt, daß eine Amplitudenprobe erwünscht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sperrschalter 63 getaktet. Die Eingangssignale zum Addierer 61 haben zu diesem Zeitpunkt die Werte 1,0 vom Sperrschalter 60 und 0 vom Sperrschalter 63, so daß das Ausgangssignal des Addierers 61 den Wert 1,0 hat, der dem Sperrschalter 63 eingegeben wird. Während des nächsten Rechenzyklus für den zweiten Bildpunkt am Bildpunkt 1 liegt der Wert 1,0 auf beiden Seiten des Comparators 64, so daß ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1 ausgegeben wird, das anzeigt, daß dieser Bildpunkt erforderlich ist. Zum selben Zeitpunkt wird der Sperrschalter 63 getaktet und wird ein Eingangssignal mit dem Wert 2,0 vom Addierer 61 eingegeben, der aus einem Wert 1,0 vom Sperrschalter 60 und einem Wert 1,0 vom Sperr-

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schalter 63 gebildet ist. Dieser Vorgang wird für jede Eingangsamplitudenprobe wiederholt. Wenn ein Bild mit halber Größe erforderlich ist, dann wird das Sperrschaltereingangssignal auf 2,0 gesetzt und werden zu Beginn der Zeile der Sperrschalter 63 und der Zähler 65 gelöscht. Am Bildpunkt 0 liegt der Wert 0 an beiden Seiten des Comparators, was zu einem Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1 führt, und wird der Sperrschalter 63 getaktet. Zu diesem Zeitpunkt hat das Eingangssignal am Addierer 61 den Wert 2,0 von dem Sperrschalter 60 und 0,0 vom Ausgang des Sperrschalters 63. Der einmal getaktete Sperrschalter 63 enthält den Wert 2,0. Aufgrund des Ausgangssignals des Comparators wird in diesem Zyklus eine Ausgangsamplitudenprobe erzeugt.

Während des nächsten Zyklus am Bildpunkt 1 liegt der Wert 2,0 vom Sperrschalter 63 an einer Seite des Comparators 64 und liegt der Wert 1 an der Gegenseite. Der Comparator erzeugt daher ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 0, so daß der Sperrschalter 63 nicht getaktet wird und auch keine Ausgangsamplitudenprobe erzeugt wird.

Im dritten Zyklus am Bildpunkt 2 liegt dann der Wert 2,0 an beiden Seiten des Comparators 64, so daß ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1 erzeugt wird, so daß der Sperrschalter 63 getaktet wird und angezeigt wird, daß diese Amplitudenprobe erforderlich ist. Das Eingangssignal am Sperrschalter 63 vom Addierer 61 umfaßt den Wert 4,0, der aus dem Wert 2,0 vom Sperrschalter 60 und dem Wert 2,0 vom Ausgang des Sperrschalters 63 gebildet ist. Dieser Vorgang wird wiederholt. Zu diesem Zeitpunkt sind dem Interpolationsfilter in Figur 5 Koeffizienten zugeführt, die eine Grenzfrequenz gleich der Hälfte des Maximums in dieser Richtung liefern.

Wenn eine Größe zwischen der halben Größe und der vollen Größe erforderlich ist, dann kommt in. der im folgenden beschriebenen Weise der Ausgangsbruchteil des Sperrschalters 63 zur Wirkung. Wenn eine Größe so gewählt ist, daß das Eingangssignal zum Sperr-

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schalter 60 den Wert 1,5, d.h. 1 + (Ix-=-) umfaßt, dann v/erden zu Beginn der Zeile der Sperrschalter 63 und der Zähler 65 gelöscht, woraufhin am Bildpunkt 0 der Wert Null an beiden Seiten des Comparators 64 liegt und ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1 erzeugt wird, wodurch der Sperrschalter 63 getaktet wird und angezeigt wird, daß diese Amplitudenprobe erforderlich ist. Das Eingangssignal am Sperrschalter 63 beim Takten umfaßt einen Wert 1,5, der aus einem Wert 1,5 vom Sperrschalter 60 und dem Wert 0,0 vom Sperrschalter 63 gebildet ist.

Beim zweiten Zyklus am Bildpunkt 1 wird ein Eingangssignal am Comparator 64 mit dem Wert 1,0 vom Sperrschalter 63 (nur der ganzzahlige Teil ist angemessen) und mit dem Wert 1 vom Zähler 65 anliegen.- Der Comparator 64 liefert somit ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1, so daß eine Ausgangsamplitudenprobe erzeugt wird und der Sperrschalter 63 mit dem Ausgangssignal vom Addierer 61 getaktet wird, das den Wert 3,0 hat, der aus einem Wert 1,5 vom Sperrschalter 60 und einem Wert 1,5 vom Sperrschalter 63 gebildet ist. Der Restwert, d.h. der Wert = vom Sperrschalter 63 wird in den Interpolationsfiltern von Figur 5 verwandt. Dieser Wert ■=· legt effektiv die Position des künstlich zu bildenden Bildpunktes relativ zu den Originalbildpunkten fest, die in diesem Fall auf halbem Wege zwischen den Bildpunkten 1 .und 2 liegt.

Der Interpolationstaktgenerator von Figur 12 ist doppelt vorgesehen, um das gesamte Taktsteuersystem sowohl für die Horizontalinterpolation als auch für die Vertikalinterpolation zu liefern. Wenn der in Figur 12 dargestellte Taktgenerator als Horizontalinterpolationstaktgenerator angesehen wird, so wird der Zähler 65 einmal pro Bildpunkt getaktet. Im Vertikalgenerator wird die Arbeitsweise statt mit der Bildpunktgeschwindigkeit mit der Zeilengeschwindigkeit erfolgen und wird das Ausgangstaktsignal dazu verwandt, die VertikalInterpolationen statt auf einer Bildpunktbasis auf der Basis Zeile für Zeile zu tasten.

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In der Praxis wird ein Bildpunkt aus mehr als einem ursprünglichen Bildpunkt auf beiden Seiten künstlich zusammengesetzt und können beispielsweise Teile von bis zu acht Bildpunkten verwandt werden. Die Kurve A in Figur 13 zeigt die typische Proportion der benutzten benachbarten Bildpunkte. Verschiedene Anteile in Abhängigkeit von dem berechneten Restwert können verwandt werden, wobei durch die Kurve B der Fall dargestellt ist, in dem der Restwert gleich ein Drittel ist. Diese prozentualen Anteile können in einer Nachschlagtabelle beispielsweise unter Verwendung eines Festwertspeichers oder eines Speichers mit direktem Zugriff gespeichert sein, auf die in Abhängigkeit vom berechneten Restwert zugegriffen wird. Die Anteile jedes Bildpunktes können dadurch geliefert werden, daß eine Anzahl von digitalen Multiplikatoren verwandt wird, von denen jeder einen bestimmten ausgelesenen Koeffizienten empfängt, wobei die Ausgangssignale der Multiplikatoren an einem Addierer liegen, um den künstlich gebildeten Bildpunkt an dessen Ausgang zu bilden, wie es in der US PS 4 163 249 und in Figur 14 dargestellt ist. Die ankommenden Bildpunktdaten laufen über Bildpunktverzögerungsglieder 70 bis 73 und jeder digitale Multiplikator 74 bis 78 ist so angeordnet, daß er eine der fünf aufeinanderfolgenden erforderlichen Bildpunktamplitudenproben empfängt, um sie mit einem gewählten Koeffizienten C_ und C. jeweils zu multiplizieren. Obwohl in der Darstellung in Figur 14 fünf Bildpunkte verarbeitet werden, kann die Anzahl der Multiplikatoren und der Verzögerungsglieder erhöht werden, um beispielsweise acht Bildpunkte zu verarbeiten.

Die Ausgangssignale der Multiplikatoren liegen an einem Addierer 79, um die verarbeiteten Ausgangsdaten zu liefern=. Aufgrund der relativ langsamen Datengeschwindigkeit infolge der Tatsache, daß die Größenänderung vor dem Teilbildspeicher 24 in Figur 5 erfolgt, hat es sich in der Praxis als zweckmäßig herausgestellt, diese bekannte Technik so abzuwandeln, wie es im folgenden anhand von Figur 15 beschrieben wird, so daß ein einziger mehrfach ausgenutzter Multiplikator verwandt wird, um die Reihe der Datenamplitudenproben zu verarbeiten. Figur 15 zeigt somit ein System, das

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sich für einen der Horizontalinterpolatoren 35 oder 36 in Figur 5 eignet.

Die Daten werden am Eingang zum Datenspeicher RAM 80 empfangen und die gewünschten Amplitudenproben werden durch diesen Speicher unter der Steuerung des Adressen- und Steuergenerators 87 gehalten, der seinerseits Taktimpulse vom Interpolationstaktgenerator 39 von Figur 5 und insbesondere vom Block 64 in Figur 12 empfängt. Der Datenspeicher 80 hält in Wirklichkeit einen Satz von Daten jeweils von einer Bildpunktamplitudenprobe. Dieser Satz, der beispielsweise acht Amplitudenproben umfaßt, wird der Reihe nach unter der Adressensteuerung 87 dem Eingang des Multiplikators 81 zur Verfügung gestellt, wo er mit einem gewünschten Koeffizienten multipliziert wird, der vom Koeffizientenspeicher 88 geliefert wird. Der Koeffizientenspeicher 88 ist vorher mit Koeffizientensätzen von der Computersteuerung 27 beladen worden. Diese Sätze liefern verschiedene Gruppenverzögerungen, entsprechend dem Restwert,der durch den Restwert bestimmt ist, der durch den Interpolationstaktgenerator entlang der in Figur 13 dargestellten Zeilen berechnet wird, wobei Figur 13 zwei mögliche Kurven zeigt. Der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sperrschalters 63 in Figur 12 gewählte Koeffizient wird vom Multiplikator für den gegebenen bestimmten Bildpunkt verwandt. Das Ausgangssignal des Multiplikators wird mit den vorher multiplizierten Daten mittels des Addierers 83 und des Sperrschalters 84 addiert. Aufgrund der relativ langsamen Datengeschwindigkeit ist es möglich, alle Teile während der Periode zwischen den einzelnen EingangsampIitudenproben zusammenzufassen oder zu addieren. Jedes Datentaktsignal, das von der Steuerung 87 empfangen wird, wird daher bewirken, daß die ankommende Amplitudenprobe in die Datengruppe im Speicher mit direktem Zugriff 80 eingegeben wird. Zwischen den Taktsignalen werden die Daten im Speicher 80 der Reihe nach multipliziert und achtmal addiert, wobei der Sperrschalter 84 vor der Addition auf Null gelöscht wird und nach jeder Multiplikation und Addition unter der Steuerung des Generators 87 getaktet wird.

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Das von dem Sperrschalter 84 zur Verfügung gestellte Ausgangssignal wird selektiv durch den Sperrschalter 84 unter der Steuerung eines Taktsignals vom Interpolationsgenerator 39 gehalten. In Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Comparator 64 in Figur 12 wird somit dann, wenn eine künstliche Amplitudenprobenbildung erforderlich ist, der Sperrschalter 85 getaktet, so daß dieser diese Amplitudenprobe für die Weiterverwendung hält.

Die Vertikalinterpolatoren 37 und 38 von Figur 5 werden in ähnlicher Weise ausgebildet, wie es in Figur 16 dargestellt ist, außer daß statt des Erfordernisses einzelne Bildpunkte zu speichern, Zeilenspeicher verwandt werden. Es sind zwei derartige Anordnungen erforderlich, um die beiden Interpolatoren 37 und 38 zu bilden. Obwohl in Figur 16 nur vier Zeilenspeicher 90' bis 93 dargestellt sind, kann diese Anzahl auch auf die Speicherkapazität von acht Zeilen ausgedehnt werden. Die Daten für jede Zeile werden in die Speicher mit direktem Zugriff 90 bis 93 unter der Steuerung des Blockes 101 eingegeben und die gewünschten Amplitudenproben (eine von jeder Zeile) werden unter dieser Steuerung dem Multiplikator 95 zur Verfügung gestellt, der wie im vorhergehenden Fall jede Amplitudenprobe mit einem Koeffizienten multipliziert, der im Koeffizientenspeicher RAM 100 gehalten ist und vorher über die Computersteuerung 27 in Figur 5 eingegeben wurde. Der Multiplikator wird mehrfach ausgenutzt, um die Amplitudenproben zu verarbeite^und die nacheinander verarbeiteten Amplitudenproben werden durch den Addierer 96 und den Sperrschalter 97 addiert. Beliebige gewünschte künstlich gebildete Amplitudenproben werden durch den Sperrschalter 98 unter Steuerung des Taktsignals vom Generator 39 gehalten, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde. Jede Amplitudenprobe von einer bestimmten Stelle entlang der jeweiligen Fernsehzeilen wird somit multipliziert und addiert, um eine erste künstlich gebildete Amplitudenprobe zu erzeugen. Die nächste Amplitudenprobe wird mittels der Amplitudenproben künstlich gebildet, die von der nächsten Stelle entlang derselben Fernsehzeilen genommen werden, usw. Jeder vollständige Multiplikationsvorgang erfolgt während der Periode zwischen den ankommenden Amplitudenproben, die die ankommenden Daten

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von einer zu verarbeitenden Zeile umfassen. Die Zeilenspeicher bilden wie im vorhergehenden Fall einen Datensatz, der so weitergeschaltet wird, daß er Zeile für Zeile fortgeschrieben wird, wobei die zeitlich früheste Zeile verloren geht und durch die laufenden Daten ersetzt wird.

Die prozentualen Anteile der Bildpunkte werden proportional zu den berechneten Restwerten in ähnlicher Weise wie die Kurven in Figur 13 durch den Interpolator 39 bestimmt.

Im folgenden wird anhand von Figur 5 eine Anordnung mehr im einzelnen beschrieben, die sich als Dekodierer 34 eignet. Wie es bereits in Verbindung mit Figur 9 beschrieben wurde, kann der 2 fsc auf 4 fsc Wandler unter Verwendung der Blöcke 50 bis 59 verwirklicht werden. Infolge der in der Anordnung gemäß Figur 6 ausgeführten Verarbeitungsschritte kann in der Praxis ein Dekodierer verwirklicht werden, der von einigen dieser früheren Schritte Gebrauch macht, wie es im folgenden anhand von Figur beschrieben wird, um einen kombinierten Wandler und Dekodierer zu bilden.

Teile des bestehenden und benutzten Wandlers, d.h. Blöcke 50 bis 54 in Figur 9, sind auf der linken Seite der Figur dargestellt und zwei dargestellte Ausgangssignale umfassen den Luminanzwert HF (+ Farbton oder Farbsättigung) vom Addierer 52 und den Luminanzwert LF vom Sperrschalter 53. Zwei Einzeilenverzögerungsglieder 110 und 111 sind erforderlich, um eine Verzögerung zu liefern, die einer Zeile im selben Teilbild entspricht, wenn beispielsweise das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 111 die Zeile n-6 ist und das Eingangssignal zum ersten Verzögerungsglied 110 die Zeile n-4 ist, wie es in Figur 8 dargestellt ist. Die laufenden und die verzögerten Daten werden im Addierer 112 addiert, so daß tatsächlich der Chrominanzanteil unterdrückt wird und somit das Ausgangsssignal vom Addierer lediglich Y (HF) ist. Dieses Ausgangssignal wird zu Y (LF) vom Wandler mittels eines Addierers 113 addiert, um den wieder gebildeten Luminanzwert mit LF und HF zu

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liefern. Das Ausgangssignal vom Addierer 112 liegt auch an einem Subtrahierer 115, der an seinem Ausgang nur die Chrominanz liefert.

Diese Chrominanzdaten werden vom Inverter 116 empfangen, um die Chrominanz (bei fsc) so umzuschalten, daß Amplitudenprobe für Amplitudenprobe eine andere Chrominanz geliefert wird. Obwohl die Chrominanz-und Luminanζtrennung unter Verwendung digitaler Kammfilter bekannt ist, ist das vorliegende System,das mit 2 fsc zu 4 fsc-Wandlern verwandt wird, nicht bekannt. Die Ausgangsdaten des Addierers 113, die die Luminanzdaten umfassen, werden dem Interpolatorblock 35 in Figur 5 zugeführt, während die Chrominanzdaten vom Inverter 116 zum Interpolatorblock 36 geführt werden.

Das Grundsystem kann in der in Figur 18 dargestellten Weise erweitert werden, um zusätzliche Möglichkeiten vorzusehen. Zusätzlich zu dem kombinierten System von Figur 4 und 5 ist ein analoges Videobandaufzeichnungsgerät 130 vorgesehen, um digitale Daten von der Platte 18/20 übertragen zu können. Die Daten vom Wandler 16 für die Platte 18/20 werden in das richtige digitale Format gebracht und die von der Platte ausgelesenen Daten für das Aufzeichnungsgerät 130 werden in der erforderlichen Weise formatiert. Die Daten gehen zum Aufzeichnungsgerät 130 über einen Prozessor 134, der die Daten verarbeitet, was ein Eingeben einer analogen Synchroninformation einschließt, um digitale Daten am analogen Gerät abspeichern zu können,und der die Synchroninformation bei der Wiedergabe herausnimmt, um richtig formatierte digitale Daten wiederum zu liefern, wie es mehr im einzelnen in der GB Patentanmeldung 7 930 222 beschrieben ist.

Die Ausgangsdaten des Interpolators 23 können von einer Anzahl von Teilbildspeichern 124, 125 beispielsweise empfangen werden und unter der Steuerung des Schalters 127 kann ein bestimmtes Bild zum Senden gewählt werden, um eine Auswahl des Bildmaterials zu ermöglichen. Der Schalter 127 kann in einem Stück mit dem System oder außerhalb vorgesehen sein.

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Der Speicher 24 kann als Vor-Sicht-Speicher verwandt werden, der unabhängig von den anderen Speichern 124 und 125 dazu verwandt, wird, beispielsweise die Möglichkeit einer vorherigen Sichtung zu liefern. Diese Möglichkeit kann auch unter Verwendung des Speichers 14 geboten werden, wenn dieser vorhanden ist. Die Anzahl der benutzten Speicher kann natürlich je nach den Erfordernissen erhöht werden.

Bei der alternativen Anordnung gemäß Figur 19 bestehen die Teilbildspeicher 14 und 25 in Figur 18 aus einem einzigen Speicher, der unter der Steuerung der Schalter 12.0 und 121,die im typischen Fall Festkörperschalter sind, umschaltbar ist, um das Erfordernis, zwei Speicher für diese Funktion vorzusehen, zu reduzieren. Es wä re auch möglich, für eine Größenänderung vor dem Wandler' 16 zu sorgen, wie es nun in Figur 19 dargestellt ist, indem die Position des Prozessors 23 so verschoben wird, daß eine Zunahme oder Abnahme der Bildgröße relativ zur normalen Teilbildgröße vor der Speicherung auf der Platte 18 geliefert wird, falls das erwünscht sein sollte. Bei einer geeigneten Umschaltung ist es weiterhin möglich, die Größenänderungseinrichtung zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Platte 18 gemeinsam auszunutzen.

Die Ausgangsdaten der Speicher 124 und 125 liegen an Multiplikatoren 140 und 142 jeweils, deren Ausgangsdaten an einem Addierer 143 liegen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dasjenige Signal ersetzt, das am Ausgang des Schalters 127 in Figur 18 geliefert wird. Die Multiplikatoren 140 und 142 bieten die Möglichkeit einer Einblendung, indem sie den Bildteil verändern, der von den jeweiligen Speichern verwandt wird, wie es oben anhand von Figur beschrieben wurde. In der Praxis wird das Ausgangsbild dadurch bestimmt, daß ein Wert K oder 1-K gewählt wird, der im typischen Fall von der Steuerung 27 zur Verfugung gestellt wird. Der Wert K wird allmählich von Null auf 1 erhöht, so daß der Wert 1-K von 1 auf Null vermindert wird. Wenn K=O ist, dann wird kein Teil der Ausgangsdaten des Speichers 124 am Ausgang des Addierers 143 geliefert, so daß die Ausgangsdaten vollständig aus den Ausgangsdaten vom Speicher 125 bestehen. Das Ausgabesystem arbeitet somit

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einfach als Schalter. Wenn der Wert K jedoch allmählich erhöht wird, dann nimmt der Teil des Bildes vom Speicher 124 allmählich zu, wodurch der Teil vom Speicher 125 ersetzt wird.

Wenn ein Einblenden nicht erforderlich ist, ist es dadurch, daß der Wert K nur auf 0 oder 1 gewählt wird,möglich, einen einfachen Schaltvorgang zwischen den Speichern 124 und 125 zu bewirken. Die Interpolation, die der Block 23 liefert, wurde bisher als eine lineare Größenänderung quer über das gesamte Bild beschrieben. In der Praxis ist es möglich, die Interpolation zu variieren, um verschiedene optische Effekte zu liefern. Zusätzlich zu der normalen Vergrößerung oder Verkleinerung kann eine zunehmende Größenänderung des Bildes Teilbild für Teilbild die Möglichkeit bieten, das Bild heranzuholen,während unter Verwendung der umgekehrten Technik das Bild zurückgeführt werden kann.

Durch eine Zeile für Zeile erfolgende Änderung der horizontalen und der vertikalen Größe ist es möglich, dem Bild eine verschiedene Form, beispielsweise eine nicht rechtwinklige Form zu geben, wie es mehr im einzelnen in der GB Patentanmeldung 11361/77 beschrieben ist. Durch eine geeignete Kombination von Kombinationen der Horizontal- und Vertikalkoeffizienten in den Interpolatoren ist es möglich, das Bild zu drehen, was dann wichtig ist, wenn das System mit Bildtexten verwandt wird, um beispielsweise eine horizontale Fehlausrichtung durch eine Drehung des Bildtextes zu kompensieren. Das ist in Figur 20 dargestellt. Die tatsächlichen Bildpunktainplitudenproben für die Zeilen 1 , 2 und 3 sind dargestellt und die künstlichen Amplitudenproben A, B, C, D, E und F werden so gewählt, daß sie beim Auslesen eine horizontale Zeile bilden. Eine derartige Zeile wird tatsächlich gedreht gesehen.

Es ist möglich, einen festen Kompressionsgrad zu verwenden, um ein Teilbild zu erzeugen, das eine Anzahl von gespeicherten Bildern umfaßt, so daß die Möglichkeit einer willkürlichen Überprüfung oder eine Möglichkeit der Betrachtung einer Vielzahl von Bildern besteht, wie es in Figur 21 dargestellt ist. Die Bilder

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umfassen eine Anzahl von aufeinanderfolgenden komprimierten Bildern, beispielsweise die Bilder 16, 25 oder 36 bei diesem Beispiel, die gemeinsam für die Anzeige zur Verfügung stehen.

Die angezeigten Bilder können der Reihenfolge folgen, in der sie tatsächlich auf der Platte gespeichert sind, oder können die Reihenfolge haben, in der auf die Bilder tatsächlich zugegriffen wird. Das Bild kann dazu gebracht werden, horizontal oder vertikal durchzulaufen, während der Reihe nach die Bilder zusammengedrückt werden, um die gesamte Bibliothek der gespeicherten Bilder sichtbar zu machen, wie es auch in'der US PS 4 148 070 dargestellt ist.

Die Mehrfachanzeige der Bilder erfolgt durch das Einschreiben von mehr als einem zusammengedrückten Bild von der Platte in den Teilbildspeicher 26. Dieses Zusammendrücken kann während der tatsächlichen Plattenlaufzeit oder auch beim Compilen der Bibliothek erreicht werden, wobei dann ein neues Teilbild auf die Platte rückaufgezeichnet wird.

Das beschriebene System eignet sich für NTSC oder für PAL oder für SECAM in einer Modifizierung, wie sie erforderlich ist, um die jeweilige Art des Fernsehformates zu handhaben.

Obwohl das System oben allgemein so beschrieben wurden, daß ein Speichersystem mit einer großen Anzahl von Möglichkeiten beispielsweise mit der Möglichkeit einer Größenänderung oder einer Verringerung der Datenmenge geliefert wird, kann das System auch so vereinfacht werden, daß es nur eine dieser Möglichkeiten hat.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickhann, Di?l.-Phys Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weicxkann, Difl.-Ckem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN " ^- "3ΓΓ 1980

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DIGITALES STEHBILDSPEICHERSYSTEM

PATENTANSPRÜCHE

1/ Digitales Stehbildspeichersystem zum Speichern einer Vielzahl von Videoteilbildern, gekennzeichnet durch eine erste digitale Teilbildspeichereinrichtung (14), die ein Teilbild der Videoinformation in digitaler Form in Echtzeit aufnimmt, eine in Nichtechtzeit arbeitende Speichereinrichtung (18) zur Aufnahme und zum Speichern der von der ersten Speichereinrichtung (14) aufgenommenen digitalen Daten mit einer geringeren Geschwindigkeit, als der Geschwindigkeit, mit der sie von der ersten Speichereinrichtung (14) aufgenommen werden, und mit einer Eingangsprozessoreinrichtung (16), die zwischen dem Teilbildspeicher (14) und der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) vorgesehen ist, um die Datenmenge von der Teilbildspeichereinrichtung (14) vor der Aufnahme durch die im Nichte.chtzeitbetrieb arbeitende Speichereinrichtung (18) herabzusetzen und dadurch wirksam die Speicherkapazität der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) zu erhöhen.

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2. Speichersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite digitale Teilbildspeichereinrichtung (24) zur Aufnahme der Ausgangsdaten der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) während der Datenwiedergewinnung und durch eine Ausgangsprozessoreinrichtung (22), die zwischen der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) und der zweiten Teilbildspeichereinrichtung (24) vorgesehen ist, um die Datenmenge von der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) vor der Aufnahme der Daten durch die zweite Teilbildspeichereinrichtung (24) zu erhöhen und dadurch wirksam Daten zu liefern, die den ursprünglich durch die erste Teilbildspeichereinrichtung (14) aufgenommenen Daten entsprechen.
3. Speichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Teilbildspeichereinrichtung (14, 24) in Form eines gemeinsamen Teilbildspeichers vorgesehen sind, der zwischen dem Eingang und dem Ausgang der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) umschaltbar ist.
4. Speichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche digitale Teilbildspeichereinrichtungen (124,125) vorgesehen sind, um selektiv die Daten von der Ausgangsprozessoreinrichtung (22) aufzunehmen und eine Anzahl von Stehteilbildern gleichzeitig zur Ausgabe' vom Speichersystem zu liefern.
5. Speichersystem nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Datenübertragungseinrichtung (134) , die die digitalen Daten, die einer Anzahl von Stehbildern entsprechen, die in der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung (18) gehalten sind, zum Halten durch eine Halteeinrichtung (130) überträgt.

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6. Speichersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (130) ein analoges Videobandaufzeichnungsgerät umfaßt und daß die übertragungseinrichtung (134) einen Signalprozessor umfaßt, der den digitalen Daten eine analoge Synchroninformation zugibt, damit die digitalen Daten durch das analoge Bandaufzeichnungsgerät gehalten werden können.
7. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Teilbildspeichereinrichtung einen Festkörperspeicher umfaßt und daß· die im Nichtechtzeitbetrieb arbeitende Speichereinrichtung einen digitalen Plattenspeicher umfaßt.
8. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsprozessoreinrichtung einen Wandler umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er die Zahl der digitalen Datenproben von der Teilbildspeichereinrichtung dadurch herabsetzt, daß er die effektive Datenprobenfrequenz

relativ zu der Frequenz . am Ausgang der ersten Teilbildspeichereinrichtung herabsetzt.
9. Speichersystem nach Anspruch 8, dadurch g e k e η n.-zeichnet, daß der Wandler eine Trennstufe (40,41) , die die digitalen Videodaten von räumlich benachbarten Videozeilen aufnimmt und die Daten in Hochfrequenz-und Niederfrequenzanteile trennt, einen ersten Addierer (42), der die Hochfrequenzanteile von jeder Zeile addiert, und einen zweiten Addierer (47,49) aufweist, der gewählte Videodatenteile vom ersten Addierer (42) zu gewählten Teilen des Niederfrequenzanteils addiert, um die davon abgegebenen Daten um einen Faktor zwei zu verringern.
10. Speichersystem nach Anspruch 9, dadurch g e, k e η n-

z e lehnet, daß die Trennstufe ein erstes digitales Filter (40) und ein zweites digitales Filter (41) umfaßt, an denen jeweils die Daten von einer der beiden benachbarten Videozeilen

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liegen.
11. Speichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsprozessoreinrichtung einen Wandler umfaßt, der die Anzahl der digitalen Datenproben von der im Nichtechtzeitbetrieb arbeitenden Speichereinrichtung dadurch erhöhen kann, daß er die effektive Datenprobenfrequenz relativ zu der Frequenz an seinem Eingang erhöht.
12. Speichersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler eine Trennstufe (50,51) , an der die digitalen Daten von zwei räumlich benachbarten Videozeilen liegen und die die Daten in Hochfrequenz-und Miederfrequenzanteile trennt, einen ersten Addierer (52), der die Hochfrequenzanteile von jeder Zeile addiert, und einen zweiten Addierer (57,59) aufweist, der die Ausgangsdaten vom ersten Addierer (52) zu den Niederfrequenzdaten von der Trennstufe (50,51) addiert, um eine Zunahme der davon ausgehenden Daten um einen Faktor 2 zu liefern.
13. Speichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein erstes digitales Filter (50) und ein zweites digitales Filter (51) aufweist und daß* eine Halteeinrichtung (53,54) vor dem zweiten Addierer vorgesehen ist, um die Niederfrequenzdaten davon für wenigstens eine Datenprobenperiode zu halten und die Niederfrequenzdatenprobe, die dem zweiten Addierer zur Verfügung steht, zu wiederholen.
14. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsprozessoreinrichtung Videodaten mit einer Frequenz von viermal der Hilfsträgerfrequenz aufnehmen und die Datenfrequenz auf zweimal die Hilfsträgerfrequenz herabsetzen kann.
15. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß die Ausgangsprozessoreinrichtung Videodaten mit einer Frequenz gleich zweimal der Hilfsträgerfrequenz aufnehmen und die Datenfrequenz auf viermal die Hilfsträgerfrequenz erhöhen kann.
16. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die erste digitale Teilbildspeichereinrichtung Daten von einem Laufbild auffangen kann, um ein Stehbild mit der vollen Auflösung an beliebigen Teilen des Bildes zu liefern, an denen keine Bewegung auftritt.
17. Speichersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdaten der zusätzlichen Teilbildspeichereinrichtung von einer Einblendsteuereinrichtung (140,142, 143) aufgenommen werden, die eine allmähliche Änderung in der Wahl ihrer Ausgangsdaten über eine vorbestimmte Anzahl von Teilbildperioden erzeugen kann.

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