DE3029425C2 - Realzeitvorrichtung zur Verarbeitung von Bildsignalen eines Farblaufbildfilms - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Realzeitvorrichtung zur Verarbeitung von Bildsignalen eines Farblaufbildfilms mit einem vorgegebenen Höhen-Breitenverhältnis mit:
  einem Laufbildprojektor zum Projizieren der Bilder des Laufbildfilms in dem gleichen Höhen-Breitenverhältnis,
  einem Konverter zur kontinuierlichen Abgabe von den projizierten Bildern entsprechenden Bildsignalen einschließlich der Zeilen-, Halbbild- und Vollbildintervalle und der zugeordneten horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale sowie eines Bezugssignals, wobei der Konverter das Farbbild in spektrale Komponenten zerlegt und mit Hilfe einer Vielzahl von photoelektrischen Einrichtungen, von denen jede auf eine spektrale Komponente des Farbfernsehübertragungssignals anspricht, entsprechende Bildsignale erzeugt,
  einer Vielzahl getrennter Speicher, von denen jeder eines der erzeugten Bildsignale empfängt, wobei jede Speichereinrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit gefüllt wird, und
  einer Abgabeeinrichtung zur Abgabe des Inhalts der getrennten Speichereinrichtungen mit einer zweiten Geschwindigkeit.
• Eine derartige Vorrichtung ist bspw. aus dem US-Patent 42 05 337 bekannt. Mit der bekannten Vorrichtung sollen Fernsehbildsignale ausgehend von einem Laufbildfilm erzeugt werden, wobei eine Anpassung an unterschiedliche Filmgrößen und Filmgeschwindigkeiten ermöglicht werden soll. Hierfür wird nur die Frequenz der Horizontalabtastung der fotoelektrischen Einrichtungen geändert, um eine konstante vorgegebene Anzahl von Abtastzeilen für jede Filmgröße aufrechtzuerhalten. Die auf diese Weise erhaltenen Signale werden dann in den Speicher mit einer ersten Geschwindigkeit eingespeichert und mit einer zweiten Geschwindigkeit ausgelesen, die gleich dem beim Fernsehen verwendeten Standard ist. Dabei ist die Geschwindigkeit, mit der die Signale aus dem Speicher gelesen werden, viel höher als die Geschwindigkeit, mit der sie eingelesen werden.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung so auszubilden, daß die Bilder eines Laufbildfilms, die in horizontaler Richtung für Breitwandvorführungen komprimiert wurden, gedehnt werden, was bislang nur mit Hilfe von zylindrischen Projektionslinsen auf optischem Wege durchgeführt wurde.
• Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs angegebenen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verarbeitung anamorphotischer Bilder ein Tor vorgesehen ist, das auf die Synchronisationssignale anspricht und die getrennten Speichereinrichtungen für einen Abschnitt eines jeden Zeilenintervalls entsprechend dem gleichen Abschnitt eines Teilbildintervalls aktiviert und daß die zweite Geschwindigkeit kleiner als die erste Geschwindigkeit ist, um die Zeitdauer des Zeilenintervalls auszufüllen.
• Die hier vorgeschlagene elektronische Lösung hat gegenüber der optischen Lösung des Problems der Dehnung der in horizontaler Richtung für Breitwandvorführungen komprimierten Bilder eines Laufbildfilms für eine Wiedergabe bspw. im Fernsehen auch den Vorteil, daß eine Auswahl des zu dehnenden und wiederzugebenden Bildabschnittes leicht erfolgen kann und daß besonders Kameraschwenke leicht simuliert werden können.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar
• Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,
• Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild des Speichers in Fig. 1 und
• Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild der Zeitschaltung und der Steuereinrichtung, die in der Anordnung in Fig. 2 verwendet werden.
• In Fig. 1 ist eine Anwendungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Bildinformation für eine Breitwandvorführung in ein Basisband-Bildsignal für eine Wiedergabe auf einem herkömmlichen Fernsehempfänger umgewandelt wird. Im Studio wird dieses Signal natürlich auf einem Magnetband aufgezeichnet und später zur Modulation eines Fernseh-Trägersignals verwendet. Ein üblicher Farbfilm ist in dem Projektor 111 eingelegt. Der Projektor 111 wirft ein Lichtbild auf einen Umwandler oder Konverter 112. Der Konverter 112 hat ein optisches System, das das aufleuchtende Bild in drei Bilder zerlegt, die jeweils einer Primärfarbe zugeordnet sind. Jedes dieser Bilder wird auf ein Target einer Kamera projiziert, deren spektrale Empfindlichkeit der Farbe ihres Bildes entspricht. Diese drei Kameras erzeugen gemeinsam ein Dreikomponenten-Farbsignal, nämlich rot, grün und blau, als Ausgangssignal aus dem Konverter 112. Im Konverter 112 befindet sich außerdem eine herkömmliche Synchronisationsschaltung für einen gemeinsamen Betrieb der Aufnahmeröhren.
• Es sei hervorgehoben, daß die Bildinformation entlang jeder horizontalen Abtastlinie der auf dem Film im Projektor 111 aufgezeichneten Bildinformation entspricht. Insbesondere wird sich die Anwendung von herkömmlichen anamorphotischen Verfahren bei der Produktion des Laufbildfilms in den Bildausgangssignalen des Konverters 112 bemerkbar machen, so daß die horizontalen Abmessungen in einer aufgezeichneten Szene relativ zu den vertikalen Abmessungen komprimiert sind. Daher wird das projizierte Bild einen ähnlichen Effekt in dem Dreikomponenten-Ausgangssignal des Konverters 112 erzeugen. Um ein Fernsehsignal zu erhalten, das eine Wiedergabe in den wahren Proportionen erlaubt, ist ein Expansionsprozeß zwischen dem Eingang und dem Ausgang eines Speichers 114 erforderlich. Es läßt sich jedoch bei diesem Expansionsprozeß nicht vermeiden, daß ein Teil der Bildinformation auf dem Film verloren geht. Um eine subjektiv angenehme Fernsehwiedergabe einer bedeutsamen Information zu ermöglichen, wird ein Redigierungsprozeß angewendet, bei dem ein Teil der Bildinformation für die Fernsehwiedergabe subjektiv ausgewählt wird, wobei nur die am wenigsten bedeutsame Information ausgeschieden wird.
• Ein Hauptmerkmal der Anordnung der Fig. 1 ist darin zu sehen, daß der Redigierungsprozeß mit Hilfe der Elektronik und der Ausnutzung aller sich hinsichtlich der Geschwindigkeit ergebenden Vorteile ausgeführt wird. Das Redigieren erfolgt in Verbindung mit dem Speicher 114, einem Haupttaktgeber 116, einer Steuereinheit 117, einer Zeitschaltung 118, einer Signalzusammensetzeinheit 119 und einem Fernsehmonitor 121. Die in Figur im Bildsignalweg verbleibenden Bauteile sind ein Signalprozessor 123 und ein Kodierer 124, die beide in bekannter Weise aufgebaut sind und in denen die zur Abgabe eines genormten zusammengesetzten und für eine sofortige Aussendung oder eine magnetische Aufzeichnung bei späterer Aussendung geeigneten Farbbildsignals erforderlichen bekannten Operationen ablaufen. Die Kenngrößen des Prozessors 123 können mit Hilfe von herkömmlichen "gain", "pedestal" und "gamma"-Potentiometern (nicht gezeigt) geändert werden, wie dies aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist.
• Ein anderes wichtiges und vorteilhaftes Merkmal, das eine Realzeit-Bearbeitung erlaubt, ist in der Anwendung des T.V.- Monitors 121 für eine Fernsehbildwiedergabe zu sehen. Das Bild-Eingangssignal für den Monitor 121 wird am Ausgang der Signalzusammensetzeinheit 119 abgenommen. Die Signalzusammensetzeinheit 119 kombiniert die drei erzeugten Signalkomponenten in etwa in Übereinstimmung mit dem nach NTSC festgelegten Verhältnis. Die Signalzusammensetzungseinheit 119 weist ein Widerstandsnetzwerk auf, mit dessen Hilfe die drei Bildsignalkomponenten zur Erzeugung eines Helligkeitssignals für den monochromatischen Monitor 121 kombiniert werden. Die Zeitschaltung 118 liefert Synchronisations-Impuls-Signale an den noch verbleibenden Eingang der Signalzusammensetzeinheit 119, die dem Bildsignal überlagert werden. Diese Impulse treten in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Abschnitt in horizontaler Richtung auf, dessen Abmessungen um einen Faktor, meistens einhalb, komprimiert sind. Diese Impulse treten mit einer Rate von zwei pro Bildzeile auf, bestimmen ein Ausleseintervall im Speicher 114, wie im einzelnen noch erläutert wird, und kennzeichnen den Abschnitt der Bildinformation aus dem Kodierer 124, der für die Fernsehwiedergabe ausgewählt wird. Um im Monitor 121 eine Bildwiedergabe im richtigen Verhältnis zu ermöglichen, muß das Monitorraster in vertikaler Richtung um einhalb reduziert werden. Der für die Wiedergabe ausgewählte Teil der Szene wird von zwei vertikalen Linien mit konstanter Leuchtdichte begrenzt. Obwohl der Abstand zwischen den Linien fest ist und durch die Größe des anamorphotischen Faktors bestimmt ist, werden die Stellungen mit Hilfe der Steuereinheit 117 ausgewählt. Dem Fachmann ist ohne weiteres klar, daß die Anordnung nach Fig. 1 abgeändert werden kann, beispielsweise wenn die Überwachung mit Hilfe eines Farbmonitors geschehen soll.
• Mit der Steuereinheit 117 lassen sich drei Arbeitsweisen in Verbindung mit dem Redigierungsprozeß verwirklichen. Diese drei Arbeitsweisen sind das manuelle Verschwenken, das abgehackte Verschwenken und das automatische Verschwenken aus einer vorgegebenen Anfangsstellung in eine Endstellung mit fester Geschwindigkeit. Außerdem können andere Arbeitsweisen unter Verwendung einer Hilfssteuereinheit 115 angewendet werden, die einen mit Mikroprozessoren aufgebauten Computer mit einem angeschlossenen Speicher umfaßt. In diesen zusätzlichen Betriebsarten kann die Hilfssteuereinheit 115 als Prozessoreinheit dienen, die die mechanische Trägheit während des automatischen oder manuellen Verschwenkens simuliert, als Geschwindigkeitsvervielfacher beim manuellen Verschwenken, als Speicher für alle Redigierungsoperationen (Selbstlerneffekt) oder als vorprogrammierte Playback-Einheit. Letztere Funktion ist besonders bei unmittelbarer Sendung vorteilhaft. Bei den Betriebsarten, die Rechenarbeit erfordern, wie z. B. bei der Simulierung der Trägheit, kann die Hilfssteuereinheit 115 als Computer vorliegen. Für diesen besonderen Anwendungszweck lassen sich die in großem Umfang erhältlichen Mikroprozessoren bestens verwenden.
• An dieser Stelle sei erwähnt, daß alle logischen Schaltungen, die hier beschrieben sind, ohne weiteres in Form integrierter Schaltkreise ausgeführt werden können. Geeignete integrierte Schaltkreise sind beispielsweise in "TTL Applications Handbook" August 1973, von Semiconductor Components Group, Fairchild Camera and Instrument Corporation angegeben. Natürlich kann aber auch die Transistor-Transistor-Logik von anderen Herstellern verwendet werden oder können andere Typen geeigneter logischer Schaltkreise herangezogen werden.
• In Fig. 2 ist der innere Aufbau des Speichers 114 dargestellt. Im Prinzip hat der Speicher 114 drei Kanäle 211-213, die synchron arbeiten, um die ausgewählten Abschnitte ihrer jeweiligen Bildsignale zu dehnen, die aus der vom Filmaufzeichnungsmedium stammenden Bildinformation abgeleitet sind. Da alle Kanäle gleich aufgebaut sind, ist nur der Kanal 211 im einzelnen dargestellt. Die im Kanal 211 verwendeten Verzögerungseinrichtungen BBD 216 und BBD 217 vom "bucket-brigade"- Typ sind nach der Ladungskopplungsmechanismus-Technologie hergestellte Spannungsspeichereinheiten.
• In jeder Verzögerungseinrichtung 216 und 217 befinden sich in Wirklichkeit zwei Register, die Abfrage- oder analoge Spannungswerte speichern, die mit einer Geschwindigkeit hindurchgeschoben werden, die von der vorgegebenen Taktfrequenz aus dem Haupttaktgeber 116 (Fig. 1) und den Haltesignalen (HA für die Verzögerungseinrichtung 216 und HB für die Verzögerungseinrichtung 217) abhängen. Außerdem weist jedes Register im Inneren ein Ladungsträgerinjektionstor an seinem Eingang und einen Verstärker an seinem Ausgang auf. Diese Einrichtungen sind im Handel erhältlich. Bei einer Einrichtung handelt es sich um das CCD 321 455/910-Bit-Analog- Schieberegister von Fairchild Instrument Corporation.
• Im kommerziellen Bereich müssen die Videovorführungen eine hohe Auflösung haben. Deshalb arbeiten die beiden Register in jeder der Verzögerungseinrichtungen 216 und 217 im Multiplex-Betrieb, wobei ihre Eingänge miteinander verbunden sind und sie parallel verwendet werden. Nach dem Stand der Technik findet im Multiplexbetrieb ein Abfragen zweimal während jeder Taktsignalperiode und einmal in jedem Register statt, so daß die Abgabe aufeinanderfolgender Abfragewerte zwischen den beiden Registern wechselt. Wenn die Taktfrequenz 14,3 MHz beträgt bzw. viermal so groß wie das 3,58 MHz- Video-Bezugssignal ist, wird eine Signalauflösung von 910 Bits pro Bildzeile erhalten. Jede der Verzögerungseinrichtungen hat bei der im Multiplex-Verfahren zur Anwendung gelangenden doppelten Taktimpulsfolge eine Verzögerungsspeicherkapazität von wenig mehr als 31 Mikrosekunden, was einer halben horizontalen Abtastzeile der Bildinformation entspricht. Wenn die gespeicherte Bildinformation erhalten bzw. aus jeder Verzögerungseinrichtung ausgelesen ist, wird aufgrund der Beziehung zwischen dem Haltesignal und der Taktimpulsfolge die Transportgeschwindigkeit der gespeicherten Bildinformation um einhalb verringert, wodurch das Signal und die Abmessungen der Bildinformation um den Faktor 2 gestreckt werden. Im Ergebnis wird aus jedem Kanal des Speichers 114 ein Video-Ausgangssignal erhalten, bei dem die wahren Proportionen wiederhergestellt sind. Darüber hinaus übersteigt die effektive Abgabegeschwindigkeit beim Einlesen des Eingabe-Bildsignals 28 MHz, so daß die Ausgangs-Bildbandbreite 7 MHz übersteigt, wie es durch das Nyguist-Kriterium für jede Farb- und Helligkeitskomponente eines Fernsehsignals gefordert wird. Im Ergebnis erhält man eine extrem lineare Verzögerung ohne irgendeinen Verlust in der Signalauflösung, wie er sich sonst ergeben würde, wenn das Signal ein farbkodiertes T.V.-Signal bzw. Fernsehsignal wäre.
• In jedem der Kanäle 211-214 wird eine Kombination aus zwei Verzögerungseinrichtungen verwendet, da beim Auslesen der Information mit geringerer Transportgeschwindigkeit die Information mit einer geringeren Eingabegeschwindigkeit eingelesen wird. Jede Verzögerungseinrichtung steht daher für jede andere horizontale Abtastzeile zur Verfügung. Aufgrund des Wechsels zwischen den beiden Verzögerungseinrichtungen ergibt sich eine Verzögerungseinrichtung, die neue Informationen aufnehmen kann, während Information aus der anderen Verzögerungseinrichtung ausgelesen wird. Demgemäß wird mit dem Multiplex-Schalter 219, der durch das von der Zeitschaltung 118 in Fig. 1 über den Leiter M abgegebene Signal aktiviert wird, die passende Verzögerungseinrichtung zur Abgabe des Bildausgangssignals ausgewählt. Die übrigen Bauteile im Bildsignalweg sind ein Tiefpaßfilter 221 und ein Trennverstärker 222.
• Fig. 3 zeigt den inneren Aufbau der Zeitschaltung 118 und der Steuereinheit 117 in Fig. 1. Das zusammengesetzte Synchronisationssignal und das Bezugs-Subträgersignal (REF) von 3,58 MHz aus der Synchronisationsschaltung, das im Konverter 112 (nicht gezeigt) in Fig. 1 verwendet wird, werden in die Zeitschaltung 118 eingegeben. Die Steuereingangssignale für die Zeitschaltung 118 werden in der Steuereinheit 117 und/oder in der Hilfseinheit 115 der Fig. 1 erzeugt. Die Ausgangssignale der Zeitschaltung 118 enthalten die Haltesignale, die mit HA und HB bezeichnet sind, sowie das Multiplex-Signal M. Alle diese Signale werden dem Speicher 114 der Fig. 2 zugeführt.
• In Fig. 3 sind zwei 8-Bit-Rückwärtszähler 251 und 252dargestellt, die zur Abgabe der Zeitsignale zusammenarbeiten, aus denen die Halte-Ausgangssignale abgeleitet werden. Diese Ausgangssignale durchlaufen einen Schalter 253 mit zwei Schaltstellungen, die von einem durch zwei dividierenden Dividierer 254 gesteuert werden. Der Dividierer 254 spricht auf die horizontalen Triggersignale an, die aus dem zusammengesetzten Synchronisationssignal (COMP SYN) mit Hilfe des Trennverstärkers 258 und der Einrichtung 259 mit variabler Verzögerung abgeleitet werden. Der Zähler 251 hat variable Startpositionen und zählt rückwärts bis Null und zeigt sie dem Zähler 252 an. Der Zähler 252 beginnt dann mit einer festen Zählung, indem er bis Null zurückzählt. Die variable Zählung des Zählers 251, die eine Verzögerung von Null bis einhalb eines horizontalen Abtastzeilenintervalls sorgt, ist für den Beginn des Einleseintervalls für den Speicher 114 verantwortlich, während die feste Zählung des Zählers 252 die Dauer des Einleseintervalls des halben Abtast-Zeilenintervalls bestimmt. Die Änderung der Startzeit des halbzeiligen Einleseintervalls in dem horizontalen Abtast-Zeilenintervall der Bildinformation stellt das elektronische Äquivalent des mechanischen Verschwenkens über den Rahmen der Filmszene dar.
• Am Anfang eines jeden Einleseintervalls, wie es durch den Start des Zählers 252 ausgelöst wird, liefert das ODER-Tor 255, das an den Schalter 253 das Einlesesignal abgibt, auch einen horizontalen Austastimpuls an den Schalter aus dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung 259. Dieser Impuls dient dazu, in dem Speicher 114 ein Sperrpotential einzugeben (d. h. einen Teil des horizontalen Synchronisationssignals) für die Schwarzsteuerung, während das Ausgangssignal des Zählers 252 ein das Einlesen ermöglichendes Signal für das Bild liefert. Beim Auftreten eines jeden Austastimpulses beginnen die Zähler 251 und 252 zu laufen und bestimmen die Zeitdauer des Einleseintervalls, da sie durch den Taktsignalausgang des durch zwei dividierenden Dividierers 281 zur schrittweisen Zählung veranlaßt werden. Der Dividierer 281 seinerseits wird durch das Ausgangssignal aus der Verzögerungseinrichtung 279 in die Abhängigkeit von dem Signal aus dem Haupttaktgeber 116 angetrieben.
• Im Ausleseintervall, das die volle Zeitdauer einer horizontalen Abtastzeile des Konverters 112 in Fig. 1 überspannt, wird an dem Halteeingang des Registers für die gespeicherte Bildinformation ein Taktsignal angelegt. Dieses Taktsignal wird vom Ausgang des Haupttaktgebers 116 in Fig. 3 mit einem Frequenzmultiplizierer zur Erhöhung des 3,58 MHz-Bezugssignals um einen Faktor von vier abgeleitet. Für das Ausleseintervall kommt das Eingangssignal für den Haltesignaleingang des Speichers 114 der Fig. 2 aus dem Haupttaktgeber 116 über die Verzögerungseinrichtung 279 und dem durch zwei dividierenden Dividierer 281. Da das Eingangssignal für den Dividierer 281 als Taktsignaleingang für den Speicher 114 und das Ausgangssignal aus dem Dividierer als Haltesignal zum Auslesen aus dem gleichen Register verwendet werden, sorgt letzteres dafür, daß nur jeder zweite Impuls des zuerst genannten wirksam wird, wodurch die Transportgeschwindigkeit um die Hälfte reduziert wird. Die langsamere wirksame Transportgeschwindigkeit hat ein elektronisches Strecken der horizontalen Abtastzeile um einen Betrag zur Folge, der den beim Aufzeichnen des Bildes auf dem Film angewandten anamorphotischen Effekt beseitigt.
• Die Verzögerungseinrichtung 279 stimmt in ihrem elektrischen Aufbau mit der Verzögerungseinrichtung 259 überein, und beide sind aus aktiven integrierten Schaltkreisen und passiven Netzwerken unter Verwendung kapazitiver, induktiver und resistiver Elemente aufgebaut. Diese Verzögerungseinrichtungen sind T²L-kompatibel und sind programmierbare logische Verzögerungsleitungen. Wie aus Fig. 3 festgestellt werden kann, empfangen beide Verzögerungseinrichtungen, die Verzögerungseinrichtung 259 und die Verzögerungseinrichtung 279, die gleichen Signale. Die Arbeitsweise dieser Verzögerungsschaltungen wird erläutert, sobald der restliche Teil der Schaltung der Fig. 3 beschrieben worden ist.
• Die mechanische Position des Filmausschnittes, der für die Fernsehwiedergabe ausgewählt worden ist, wird auf elektronischem Wege duch eine 12-Bitzahl eingestellt, die durch eine Kaskadenschaltung von 4-Bit-Auf-und-Abwärts- Zähler im Zähler 264 erzeugt werden. Die acht höchstwertigsten Bits dieser Zählung werden zur Voreinstellung des Zählers 251 zur Steuerung seines Zählintervalls verwendet. Um diagonale Verzerrungen im wiedergegebenen Fernsehsignal zu vermeiden, wird die 8-Bit-Voreinstellung über die Halteschalter 267 und 268 beim Auftreten eines jeden vertikalen Synchronisationsimpulses vom Zähler 264 an den Zähler 251 übertragen. Die vertikalen Synchronisationsimpulse, die zwischen den Halbbildintervallen (field intervall) bei der Fernsehwiedergabe auftreten, werden aus dem zusammengesetzten Synchronisations-Ausgangssignal des Verstärkers 258 mit Hilfe des vertikalen Synchronisationsseparators 271 erhalten.
• Synchron mit jedem vertikalen Synchronisationsimpuls werten die Halteschalter 267 und 268 die acht höchstwertigsten Bits des Zählers 264 aus und halten diesen Wert, der an ihren Ausgängen anliegt. Innerhalb jedes Halbbildintervalls und beim Auftreten des horizontalen Synchronisationsimpulses, der an den Lasteingängen des Zählers 251 auftritt, wird der Zähler auf einen Wert voreingestellt, der den Anfang des Einleseintervalls des Speichers 114 der Fig. 2 bestimmt, wenn der Rückwärtszähler bis Null zählt. In diesem Zeitpunkt erzeugt der Zähler 251 ein "0"-Ausgangssignal für die Lasteingänge des Zählers 252 , der ebenfalls rückwärts zählt, jedoch während eines festen Intervalls von etwa einem Halben eines horizontalen Zeilenabtastintervalls. Schalter 283 bis 290 sind für die Voreinstellung des festen Intervalls für den Zähler 252 entsprechend geöffnet und geschlossen. Wenn der Zähler 252 bei Null spannungslos ist, liefert er ein "1"-Ausgangssignal an das ODER-Tor 255 und unterbricht dabei das das Einleseintervall begrenzende Haltesignal.
• Es wird nun die Arbeitsweise der verschiedenen, oben beschriebenen Elemente erläutert, um das Verständnis der Einrichtungen zu erleichtern, durch die die Anlage einen besonderen Abschnitt eines anamorphotischen Bildes "dehnt". Wenn ein horizontaler Synchronisationsimpuls am Ausgang des Zählers 259 auftritt, löst er die Eingabe der Werte aus den Zählern 267 und 268 in den Zähler 251 aus. Der horizontale Synchronisationsimpuls läuft auch durch das ODER-Tor 255 zum Schalter 253 und unterbricht das Haltesignal HA, so daß BBD 216 mit dem Einlesen des Bildes beginnt. Wenn die horizontale Synchronisation beendet ist, (und der Video-Abschnitt des Signals beginnt) wird das Haltesignal HA wieder wirksam und BBD 215 "hält", wobei die Bildeingabe gestoppt wird. In der Zwischenzeit zählen die Zähler 251 und 252 in der oben angegebenen Weise rückwärts, und das Ausgangssignal des Zählers 252 wird über das ODER-Tor 255 abgegeben, bis der Endstand des Zählers 252 erreicht ist, was das Ende des Einleseintervalls bestimmt. Dieses Ausgangssignal aus dem Zähler 252 unterbricht HA und dementsprechend wird BBD 216 einen Abschnitt des horizontalen Synchronisationssignals in den Speicher eingelesen und das Bild, das während des Einleseintervalls auftritt, wie es durch die Zähldauer des Zählers 252 bestimmt ist. Das Einlesen des Bildes aus BBD 216 wird unterbrochen, nachdem 252 seinen Endstand erreicht hat. Beim Auftreten des nächsten horizontalen Synchronisationsimpulses wird der Prozeß sich mit BBD 217 angesichts der Schaltwirkung wiederholen, die durch den durch zwei dividierenden Zähler 254 erzeugt wird.
• Wie ersichtlich, legt der durch zwei dividierende Zähler 254 die Signale HA und HB des Schalters 253 abwechselnd an den Ausgang des ODER-Tors 255 (der das Einleseintervall festlegt) und an den Ausgang des durch zwei dividierenden Zählers 281 (der den Auslesebetrieb bestimmt). Ferner kann ohne weiteres erkannt werden, daß, wenn HA auf den Einlesebetrieb gestellt ist, wodurch BBD 216 zum Bildeinlesen veranlaßt wird, HB auf Auslesebetrieb ist, wodurch BBD 217 veranlaßt wird, mit einer geringeren Geschwindigkeit als BBD 216 zu arbeiten. Der durch zwei dividierende Zähler 254 gibt gleichzeitig ein Signal M an den Schalter 219 ab, so daß letzterer immer mit derjenigen BBD-Einheit verbunden ist, der die langsame Auslesegeschwindigkeit aufgeprägt ist. Demgemäß wird der Videoausgang des Schalters 219 "gedehnt".
• Der Halteschalter 292 ist ein weiterer 4-Bit-Halteschalter, der die vier Bits mit der geringsten Wertigkeit während der vertikalen Synchronisationsimpulse auswertet und die Steuereingangssignale für die variablen Verzögerungseinrichtungen 259 und 279 liefert. Wie aus dem Schaltbild der Fig. 3 hervorgeht, bestimmt die Verzögerungseinheit 259 das Anlegen der horizontalen Synchronisationsimpulse in den Betriebsstellungen des Schalters 253 ein, während die Verzögerungseinheit 279 das gleiche für das Bezugssignal macht, das zur Ansteuerung des Speichers 114 der Fig. 2 und zur Ansteuerung der Zähler 251 und 252 über den Dividierer 281 vewendet wird. Die Verzögerungseinheiten 259 und 279 erlauben variable Signalverzögerungen bzw. variable Phasenverschiebungen, die zur Feineinstellung bei der Schwenkbewegung des Bildausschnittes aus der Fernsehszene dienen. In der Tat ist die mit dem Steuersignal-Bit mit der geringsten Wertigkeit verbundene Verzögerungsstufe in der Größenordnung von etwa 17,5 Nanosekunden, was dem Sechzehnfachen des Bezugssignaleingangs entspricht. Wenn die Verzögerungen in den Einheiten 259 und 279 geändert werden, ist die Schwenkbewegung - obwohl diese in diskreten Schritten erfolgt - so fein, daß sie nur mehr als glatte kontinuierliche Bewegung wahrgenommen wird.
• Wie zuvor erläutert, liefert die Steuereinheit 117 der Fig. 1, deren Schaltbild in Fig. 3 im einzelnen angegeben ist, Steuersignale für die Zeitschaltung 118. Diese Signale werden grundsätzlich als Taktsignale für den Zähler 264 verwendet, dessen Zählung entsprechend den Taktsignalen fortschreitet. Für ein manuelles Verschwenken weist die Steuereinheit 117 einen manuell angetriebenen Tachometer 296, einen Dekodierer 297, und logische ODER-Tore 298 und 299 auf. Der Tachometer 296 ist im Handel von Disc Instrument, Inc. in Costa Mesa, Kalifornien erhältlich, wobei die Drehbewegung einer Welle in ein entsprechendes elektrisches Impulssignal umgewandelt wird. Ein Dekodierer 297 übernimmt bei der Verarbeitung dieser Signale bestimmte logische Funktionen sowie Speicherfunktionen, um Taktsignale zu erzeugen, die die Richtung und die Änderungsgeschwindigkeit der manuell erzeugten Drehbewegung der Welle des Tachometers 296 anzeigen. Dadurch kann die Bedienungsperson des Systems der Fig. 1 dem Bild folgen, als ob sie eine Kamera in der Hand halten würde.
• Im automatischen Verschwenkbetrieb erzeugt der variable Frequenz-Oszillator 301 ein Signal, dessen Frequenz die Verschwenkgeschwindigkeit des Zählers 264 steuert. Die Grenze der Verschwenkbewegung wird manuell mit Hilfe einer Vielzahl von Druckknopfschaltern 303 eingestellt und diese Einstellung wird in eine 4-Bit-Binärzahl entsprechend den vier Bits des Zählers 264 mit der höchsten Wertigkeit mit Hilfe des Kodierers 304 umgewandelt. Wenn die automatische Verschwenkbewegung ausgelöst wird, gibt ein Vergleicher 306 ein von zwei Ausgangssignalen zur Anzeige ab, ob der manuell eingestellten Grenzposition entsprechende Wert aus dem Kodierer 304, der als 4-Bit-Information im Halteschalter 307 festgehalten wird, größer oder kleiner als der Wert des anderen Eingangssignals ist, das aus dem Ausgang des Zählers 264 kommt. Ein entsprechendes Ausgangssignal läuft dann über einen Schalter 308 und aktiviert eines der NAND-Tore 311 und 312. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangsignal aus dem Oszillator 301 an den entsprechenden Eingang des Zählers 264 zur Erzeugung der Schwenkbewegung gelegt. Die Schwenkbewegung wird angehalten, wenn der Zählwert des Zählers 264 dem im Haltekreis 307 gespeicherten Werte entspricht.
• Das Verschwenken wird ausgeführt, indem ein fester Ausschnitt d. h. der für eine Bandaufzeichnung ausgewählte Fernsehausschnitt bzw. -Abschnitte, über die anamorphotische Szene bewegt wird, so daß beim Verschwenken ein sich ändernder Ausschnitt der anamorphotischen Szene dimensionsmäßig für eine unverzerrte Fernsehwiedergabe modifiziert wird, während andere Teile der anamorphotischen Szene unmodifiziert bleiben.
• Der Abschnitt des Bildes, der dimensionsmäßig für eine unverzerrte Wiedergabe aufbereitet wird, wird durch den in dem Zähler 264 eingestellten Wert bestimmt, der durch die Steuereinheit 117 gesteuert wird. Es kann ohne weiteres erkannt werden, daß verschiedenen Werten des Zählers 264 verschiedene Stellen in der anamorphotischen Szene entsprechen. Beispielsweise entsprechen niedrige Zahlen Werten nahe der linken Seite des Bildes und hohe Werte des Zählers 264 Stellen nahe der rechten Seite des Bildes. Was immer für ein Wert in den Zähler 264 eingegeben wird, wird dieser Wert auf die Zähler 267 und 268 übertragen und schließlich auf den Zähler 251, um den Start des Einleseintervalls zu beeinflussen. Die Änderungen des Startpunktes des Einleseintervalls fallen mit der Verschwenkbewegung zusammen, während die Länge des Bildabschnittes, die in dimensionsmäßiger Hinsicht für eine geeignete Fernsehwiedergabe modifiziert werden soll, durch den Wert des Zählers 252 bestimmt wird.
• Im automatischen Verschwenkbetrieb wird der Zählwert im Zähler 264 entsprechend der Information aus dem Vergleicher 306 automatisch herauf- oder herabgesetzt. Da letzterer die durch die Schalter 303 kodierte Position mit der Position, wie sie durch den Ausgang des Zählers 264 gegeben ist, vergleicht, wird die Zählung des Zählers 264 automatisch erhöht oder erniedrigt werden, bis der Ausgang des Zählers 264 der durch die Schalter 303 eingestellten kodierten Position entspricht. Da die im Zähler 264 eingestellte Zahl dem Start des Einleseintervalls entspricht, das dem Anfang oder dem linken Rand des dimensionsmäßig modifizierten Abschnittes des Bildes entspricht, ist der visuelle Effekt ähnlich der einer Schwenkbewegung einer Kamera über eine Szene. Während der dimensionsmäßig modifizierte Abschnitt der Szene immer eine bestimmte Länge aufweist, die durch die Einstellung des Zählers 252 bestimmt ist, wird das Bild anstatt sich zu bewegen stabilisiert sein.
• Im abgehackten Betrieb nehmen die Rotoren im Schalter 308 andere Positionen ein, als sie in Fig. 3 gezeigt sind. Nunmehr zwingt der Stroboskopimpuls aus dem Kodierer 304 in Abhängigkeit von der Einstellung der Schalter 303 die vier Bits mit höchster Wertigkeit im Zähler 264 zur Einstellung des Wertes des Kodierers. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, werden die Stellungen des Schalters 308 durch das Schließen des Umschalters 373 manuell gesteuert. Im abgehackten Betrieb ergeben sich anstelle einer glatten durchgehenden Bewegung, wie sie entweder im Handbetrieb oder im automatischen Betrieb der Fall ist, diskrete "Sprünge" in dem gedehnten oder dimensionsmäßig modifizierten Abschnitt des Bildes, der auf dem Fernsehmonitor 121 wiedergegeben wird. Wenn jedoch die dimensionsmäßig modifizierten Abschnitte des Bildes für eine spätere Wiedergabe auf einem Fernsehschirm auf Band aufgezeichnet werden, entspricht die Wirkung derjenigen, die sich beim Zusammenflicken von Filmen ergibt.
• Das beschriebene System stellt eine vollständig elektronische Lösung des Problems dar, das anamorphotische Filmverhältnis für eine Fernsehwiedergabe umzuwandeln, und ist der bekannten optisch-mechanischen Lösung weit überlegen. Das System ist bequem zu handhaben und flexibel, so daß es für jedes Format und jedes Kompressionsverhältnis einsetzbar ist. Das System weist drei getrennte Speicherkanäle auf, die jeweils unmittelbar mit ihrem in den Aufnahmeröhren oder den Abtastköpfen erzeugten Videosignal arbeiten. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung von drei Kanälen mit den gleichen Bandbreiten, die so groß sind, daß die Farbwiedergabe nicht beeinträchtigt wird, und die außerdem eine hohe Flexibilität sichern, da das System nicht auf ein spezielles Farbfernsehbild-Signalformat beschränkt ist. Beispielsweise kann das System in vorteilhafter Weise für das NTSC-, PAL- und SECAM-System angewendet werden. Darüber hinaus übertreffen die Bandpaßeigenschaften der Speicherkanäle die Empfindlichkeit kommerzieller Qualitätskameras, so daß die hierin beschriebene neuartige Lösung die Qualität der Bildauflösung nicht begrenzt, sondern vielmehr die Grenzen durch die konventionellen Sendesysteme gesetzt sind.
• Ein anderes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Zeitschaltungen das Bildbezugssignal verwenden und die horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale als Zeitbasis benutzen. Dadurch ist eine das ganze System durchdringende Synchronisation sichergestellt, bei der Drift- und andere Zeitfehler ausgeschaltet sind, die zweifelsohne für den Zuschauer recht unangenehm wären.
• Eine andere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Systems ist darin zu sehen, daß es in hohem Maße mit der Computertechnologie kompatibel ist, daß ferner ein mechanischer Verschleiß ausgeschlossen und daß regelmäßige Wartungsarbeiten nicht erforderlich sind. Außerdem unterliegt die Vorführung nicht chromatischen Aberrationen und anderen optischen Aberrationsquellen. Weiterhin ist die Wirtschaftlichkeit und die relativ große Einfachheit des Systems hervorzuheben, die ohne Abstriche an der Qualität der Vorführung erzielt werden. Setzt man analoge Verzögerungsleitungen ein, so sind Signalumwandlungen, mit denen die Signale in eine digitale Form gebracht werden, nicht mehr nötig, so daß auch die damit verbundenen Amplitudenprobleme beseitigt sind. Jedoch kann die digitale Signalspeichertechnik verbunden mit einer entsprechenden Signalumwandlung nichtsdestoweniger auch erfolgreich eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Realzeitvorrichtung zur Verarbeitung von Bildsignalen eines Farblaufbildfilms mit einem vorgegebenen Höhen-Breitenverhältnis mit:
einem Laufbildprojektor (111) zum Projizieren der Bilder des Laufbildfilms in dem gleichen Höhen-Breitenverhältnis,
einem Konverter (112) zur kontinuierlichen Abgabe von den projizierten Bildern entsprechenden Bildsignalen einschließlich der Zeilen-, Halbbild- und Vollbildintervalle und der zugeordneten horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale sowie eines Bezugssignals, wobei der Konverter das Farbbild in spektrale Komponenten zerlegt und mit Hilfe einer Vielzahl von photoelektrischen Einrichtungen, von denen jede auf eine spektrale Komponente des Farbfernsehübertragungssignals anspricht, entsprechende Bildsignale erzeugt,
einer Vielzahl getrennter Speicher (114), von denen jeder eines der erzeugten Bildsignale empfängt, wobei jede Speichereinrichtung (bspw. 212, 213 von 114) mit einer ersten Geschwindigkeit gefüllt wird, und
einer Abgabeeinrichtung zur Abgabe des Inhalts der getrennten Speichereinrichtungen mit einer zweiten Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung anamorphotischer Bilder ein Tor (255, 253) vorgesehen ist, das auf die Synchronisationssignale anspricht und die getrennten Speichereinrichtungen (212, 213) für einen Abschnitt eines jeden Zeilenintervalls entsprechend dem gleichen Abschnitt eines Teilbildintervalls aktiviert und daß die zweite Geschwindigkeit kleiner als die erste Geschwindigkeit ist, um die Zeitdauer des Zeilenintervalls auszufüllen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheiten mindestens eine analoge Verzögerungsleitung (216) aufweisen und daß ein Taktgeber (116) zur Erzeugung eines ersten Taktsignals vorgesehen ist, das mit der ersten Geschwindigkeit bzw. Frequenz abgegeben wird und aus dem Bezugssignal zum Takten der analogen Verzögerungsleitungen abgeleitet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheiten eine zweite analoge Verzögerungsleitung (217) aufweisen, und daß das Tor (255, 253) abwechselnd die zwei analogen Verzögerungsleitungen (216, 217) in jeder Speichereinheit aktiviert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speichereinrichtung (211, 212, 213) einen mit beiden analogen Verzögerungsleitungen (216, 217) verbundenen und auf die horizontalen Synchronisationsimpulse ansprechenden Schalter (219) zur Auswahl des Inhalts einer der Verzögerungsleitungen aufweist, während die andere der Verzögerungsleitungen für eine Eingabe bereitgestellt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede analoge Verzögerungsleitung (216, 217) vom "bucket- brigade"-Typ mit einer Eingabeeinrichtung zur Eingabe analoger Spannungswerte des anliegenden Bildsignals bei Aktivierung durch das Tor (253, 255) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Einrichtung (251, 252) zur Bestimmung eines ersten und eines zweiten Zeitintervalls vorgesehen sind, die während einer jeden Zeilenausrastlücke aufeinanderfolgen, und daß die erste und die zweite Einrichtung (251, 252) ein zweites, aus dem ersten Taktsignal abgeleitetes Taktsignal empfangen, wodurch die Zeitintervalle in bezug zueinander stehen, und daß ferner die zweite Zeiteinrichtung (252) auf das Ende des ersten Zeitintervalls anspricht, wobei das zweite Zeitintervall zu laufen beginnt und die Torschaltung (255, 253) zum Aktivieren der Verzögerungsleitungen (216, 217) für die Zeitdauer des zweiten Zeitintervalls beaufschlagt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (117) zur Abgabe eines Taktsignals vorgesehen ist, das ein von der Richtung und der Geschwindigkeit einstellbarer Steuereinheiten (296, 301, 303) abhängiges Taktsignal abgibt, daß eine auf das Taktsignal ansprechende Zähleinrichtung (264) zur Zählung der Taktimpulse vorgesehen ist, daß eine Halteschaltung (267, 268) vorgesehen ist, die den etwaigen Zählwert beim Auftreten eines vertikalen Synchronisationsimpulses abgibt und die erste Zeiteinrichtung (251) in Übereinstimmung mit der Änderung im abgegebenen Wert voreinstellt, um die Zeitdauer des ersten Zeitintervalls zu ändern, so daß der gespeicherte Inhalt der analogen Verzögerungsleitungen (216, 217) sich zu einem anderen Ort in dem Zeilenintervall der Videosignale bewegt, wodurch eine Verschwenkbewegung über die projizierten Bilder erzielt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (264) ein n-bit Zähler ist, bei dem n eine positive ganzzahlige Zahl ist, mit dem eine Zählung mit einer ersten Vielzahl von bits und einer zweiten Vielzahl von bits mit im Vergleich zur ersten Vielzahl von bits geringerer Wertigkeit durchgeführt wird, und daß der abgerufene Wert dem Wert der ersten Vielzahl entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungseinrichtungen (259, 279) zur Erzeugung einer Phasenverschiebung in Abhängigkeit von dem Wert der zweiten Vielzahl von bits zur Schaffung feiner Abstufungen in der Verzögerung beim Anlegen des Bezugssignals und des Synchronisationssignals durch die erste und die zweite Zeiteinrichtung (251, 252) und durch die Umschalteinrichtung (219) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor (121) für eine kontinuierliche Bildwiedergabe mit der gesamten Bildinformation vorgesehen ist, der eine Signalkombinationseinrichtung (119) zum Mischen vorbestimmter Abschnitte der Bildsignale umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Toreinrichtung (255), die auf die Synchronisationssignale zur Aktivierung der getrennten Speichereinrichtungen (211, 212, 213) für einen Abschnitt eines jeden Zeilenintervalls entsprechend dem gleichen Abschnitt eines Halbbildintervalls, anspricht, und eine zweite Toreinrichtung (253) vorgesehen sind, die auf die Synchronisationssignale zum abwechselnden Aktivieren der analogen Verzögerungsleitungen (216, 217) in jeder getrennten Steuereinrichtung (211, 212, 213) anspricht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorprogrammierte Playback-Einheit (115).