DE3216652C2

DE3216652C2 - Video-Umrandungsgenerator

Info

Publication number: DE3216652C2
Application number: DE3216652A
Authority: DE
Inventors: James F. Evergreen Col. Duca; Jerry A. Arvada Col. Moline
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1986-01-02
Also published as: AU544512B2; JPH0588032B2; GB2099258B; US4392156A; DE3216652A1; GB2099258A; FR2505116A1; CA1177953A; AU8321182A; NL8201213A; FR2505116B1; JPS57186871A

Abstract

Umrandungs-Schlagschatten und/oder Rahmenumriß-Erzeugungssignale werden wahlweise durch einen Offset-Verstärker mit Verstärkungsfaktor < 1 geführt und dann Verzögerungsleitungen in Rückkopplung zugeführt, zur wahlweisen Abänderung der horizontalen und vertikalen Vorlaufflanken der durch die Schleife erzeugten Wellenform, die wiederum das wahlweise zusammengeschaltete, zusammengesetzte Videobild in der Weise abändert, daß die Größe bzw. Länge des Luminanz-Schlüsselsignals zunimmt oder dessen Form abgewandelt wird. Hierdurch kann beispielsweise ein auslaufender Schlagschatten um eine Video-Einfügung herum innerhalb eines Video-Hintergrunds erzeugt werden, wie in Fig. 3B dargestellt ist.

Description

gekennzeichnet durch

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g) eine Rückkoppelungsleitung (62.64,66) als Teil der Verzögerungsschaltung (14,16,...), welche den Ausgang der Verzögerungsschaltung mit deren Eingang verbindet für die Rückführung eines Rückführungssignals geringerer Signal-Amplitude als das ursprüngliche Eingangssignal an der Verzögerungsschaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung mit einer auslaufenden Nachlaufflanke.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückkoppelungsleitung (62, 64, 66) ein Offset-Verstärker (62) mit Verstärkungsfaktor < 1, vorzugsweise von etwa 0,95 bis 0.99 eingeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Offset-Verstärker (62) mit einem der beiden Eingänge eines Eingangs-ODER-Gatters (66) der Verzögerungsschaltung (14, 16,...) verbindbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Offset-Verstärker (62) eine Einstelleinrichtung (68) zur Festlegung des Grades des Offsets umfaßt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die VerzögerungsschaltuRg (14,16,...) mit jedem Rückkoppelungs-Zykius in vertikaler Richtung eine Signalverzögerung um eine horizontale Zeile und in horizontaler Richtung um ein Pixel bewirkt

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkoppelungsschleife einen Schleifenschalter (64) umfaßt zum Schließen der Schleife bei Erzeugung des erwünschten Randeffekts.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendglied (46) und ggf. das Umrandungsgücd (44) von je einer MuitiplizierschsUung gebildet ist

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausgabe-Schaltungsanordnung (38) zur wahlweisen Kopplung von Ausgangssignalen der Verzögerungsschaltung (14, 16,...) mit dem Einblendglied (46) und dem Umrandungsglied (44) entsprechend dem erwünschten Randeffekt

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizierschaltungen mit Multiplizier-Offset-Einstelleinrichiungen (45, 47) versehen sind zur wahlweisen Festlegung der Länge der Nachlaufflankeneffekte im zusammengeschalteten, zusammengesetzten Videobild.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung auslaufender Randeffekte das verzögerte, auslaufende Video-Einblec-isignal am Steuereingang sowie am ersten Eingang des Einblendglieds (46) anliegt (F ig. 3B).

11. Schaltungsanordnung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Randeffekts mit Schlagschatten das unverzögerte Video-Einblendsignal am Steucreingang und am ersten Eingang des Einblendglicds (46) anliegt, und daß das verzögerte, auslaufende Video-Einblendsignal am Steuereingang des Umrandungsglieds (44) anliegt (Fig. 3D).

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Randeffekts bei einem »Matte«-Umriß das verzögerte, auslaufende erste Umrißsignal am Steuereingang des Einblendglieds (64) und ein »Matte«-Videosignal als Video-Einblendsignal am ersten Eingang des Einblendglieds (64) anliegt (F ig. 3F).

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Derartige Schaltungseinrichtungen werden eingesetzt, um Videosignale mischen zu können und um Spezialeffekttechniken zu erzielen. Videoinformationen verschiedener Bildquellen können durch Mischen (mixing) oder Tricküberblendung (wiping) verarbeitet wer-

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den. Man kann auch ein zusammengesetztes Bild her- Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichstellen, mit Hilfe der elektronischen »Keying«- oder nung beispielsweise erläutert. Es zeigt
»Matte«-Verfahren. Eine Schaltungseinrichtung der Fig. 1 ein Schemadiagramm eines bekamen Videoeingangs genannten Art ist z. B. die Ampex-Umschal- Umrandungsgenerators, dessen Wirkungsweise anhand tungseinrichtung aus der Serie 4000 gemäß Ampex-Ka- 5 der F i g. 3A und 3E beschrieben werden wird;
talogNr. 1809376-01,November 1979. Fig.2 ein Schemadiagramm des erfindungsgemäßen

Während der Durchführung der verschiedenen Umrandungsgenerators, dessen Wirkungsweise anhand Misch-Oberblend- und/oder Schlüssel-Verfahren muß der F i g. 3B, 3C, 3D und 3F erläutert werden wird;
Nachdruck auf line klare Bilddefinition, & h. aaf gute F i g. 3A bis 3F graphische Veransehaulichungen verÜbergänge innerhalb des Bildes gelegt werden. Dies gilt to gleichbarer Funktionsabläufe der bekannten Anordinsbesondere dann, wenn Titel oder andere graphische nung gemäß F i g. 1 und der erfindungsgemäßen Anord-Bildeleinente eingeblendet werden. Die Büddefinition nung gemäß Fig.2, wobei Videoausgabe-Wellenfor-(picture definition) bzw. die Obergänge innerhalb des men dargestellt sind, wie diese an speziellen Punkten a Bildes werden dadurch hervorgehoben, daß man den bis e innerhalb der Schaltungen erscheinen wie auch die Titel, die Videoinformation usw. mit einer symme- 15 entsprechenden Umrandungseffekte innerhalb des frischen oder unsymmetrischen Umrandung ausgewähl- schließlich erhaltenen, wahlweise zusammengeschalteter Helligkeit umgibt, oder dadurch, daß man verschie- ten, zusammengesetzten Videoausgangsbildes; und
dene Bereiche des Bildes, z. B. verschiedene Bereiche F i g. 4 und 5 Schemadiagramme der Schaltung gederTitelzeichen,anfärbt. maß Fig.2 in Zusammenstellung mit Abschnitten der

Zur Erzeugung derartiger Umrandungs- oder Rand- 20 Umschalteinrichtung.

effekte wird das erste Umriß-Signa! (Keying-Signal) GcmäS F i g. 1 wird ein Eir.gabs-Vicecsigr.ai (Videowahlweise verbreitert, und zwar in der verlikiisn Rieh- Einblendbildsignal), welches beispielsweise dem in ein tung entsprechend einer Verzögerung, z. B. um zwei ho- gegebenes Hintergrund-Videobild (Grundbild) einsetzrizontale Zeilen und in der horizontalen Richtung durch baren Videobild (Einblendbild) entspricht, an einem Verzögerung z. B. um zwei Bildelemente oder PixeL Im 25 Schaltungspunkt a einem Eingang 10 des bekannten Vi-FaIIe der Erzeugung einer vollständigen Umrandung deo-Umrandungsgenerators 12 zugeführt, insbesondere muß das Video-Einblend-Signal (insert video signal) einer ersten Verzögerungsleitung 14 zur Verzögerung selbst verzögert werden und zwar in der vertikalen und um eine horizontale Zeile (l/# Das Eingabe-Videosiin der horizontalen Richtung jeweils um die Hälfte der gnal bzw. Videobild kann aus einem Schriftfeld, einem vorstehend angegebenen Werte, um eine symmetrische 30 Titel bzw. Zwischentitel oder anderen graphischen GeUmrandung sämtlicher Seiten der Video-Einblendung bilden bestehen, wie diese von einer Titel-Kamera oder mit einer einer einzigen Zeile entsprechenden Breite zu einem Graphik- oder Zeichengenerator erzeugt werden erreichen. Es ist ferner möglich, in das Video-Grundbild können; d. h. es kann sich um ein beliebiges benötigtes die Umrandung einzumischen bzw. einzublenden, die Videosignal von einer beliebigen Videoquelle, insbesonsich aus der Differenz zwischen dem zweiten Umriß-Si- 35 dere Video-Kamera handeln. Das 1//-verzögerte Signal gna! (enveloping signal) und dem ersten Umriß-Signal (Verzögerung um eine horizontale Zeile) wird einer (Keying-Signal) ergeben; ferner kann man eine Bildbe- zweiten 1 //-Verzögerungsleitung 16 zugeführt; das sich tonung durch Anfärben oder Kolorieren erreichen wie ergebende 2//-verzögerte Signal (Verzögerung um auch mittels einer sogenannten »Matte«-Umrißlinie. zwei horizontale Zeilen) wird einem ODER-Gatter 18 Zur Koloriei ung von Titeln usw. kann ein Farbhinter- 40 zugeführt zusammen mit dem 1 //-verzögerten Signal grund-Generator eingesetzt werden. und dem O/Z-verzögerten, d. h. dem nicht verzögerten

Ein Nachteil bekannter Video-Umrandungpgenerato- Eingabe-Videosignal. Die Videosignale mit OH-, \H-

ren ist der, daß diese nicht in der Lage sind, die Größe und 2H-Verzögerung werden dem ODER-Gatter über

einer Vollschatten· oder Schlagschatten-Umrandung eine Schaltanordnung 19 zugeführt, welche von einer

oder-Umrißlinie abzuwandeln, insbesondere zu vergrö- 45 ersten Reihe von mit 51, 52 und 53 bezeichneten

Bern oder deren Struktur abzuwandern. Schaltern gebildet ist Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Schal- Das ODER-Gatter 18 ist mit einem Verzögerungs-

tungsanordnung eingangs genannter Art bereitzustel- glied 20 mit einer Verzögerung von angenähert 150 Na-

len, weiche schattenartige Umrandungsbereiche ein- nosekunden (ns) verbunden, d. h. mit einer Verzögerung

stellbarer Ausdehnung erzeugen kann. 50 um ein Bildelement oder Pixel (\p) im NTSC-Farbfern-

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des An- sehsystem; anschließend ist ein weiteres lp-Verzögespruchs 1 gelöst. Die Größe und die jeweilige Ausprä- rungsgüed 24 vorgesehen. Das ODER-Gatter 18 sowie gung bzw. Konfiguration der Randeffekte um ausge- die Veriögerungsglieder 20 und 24 sind an ihren jeweiliwählle Videobereiche kann wahlweise in horizontaler gen Ausgängen mit einem ODER-Gatter 22 über eine und/oder vertikaler Richtung verändert werden und 55 zweite Reihe von Schaltern 5 V, SV und 53 der Schalzwar durch wahlweise erneutes Hindurchleiten des ent- tanordnung 19 verbunden. Die Bezeichnungen 51 CTL, sprechenden Signals durch die vorhandenen Verzöge- 5 2 CTL und 5 3 CTL werden in F i g. 1 zur Bezeichnung rungsschaltungen hindurch, welche herkömmlicherwei- der Steuerbefehle (control commands) für das Umschalse eingesetzt werden zur Erzeugung der normalen hori- ten der jeweiligen jchalterpaare 51-5 Γ, 52-52' und zontalen und vertikalen Umrandungseffekte. Weiterhin 60 53-53' zwischen ihren Auf/Zu-Stellungen verwendet ermöglicht es die Erfindung, das durch wahlweise Um- Das Ausgangssignal des ODER-Video am Schaltungsschaltung, insbesondere durch wahlweise Zuschaltung punktfc bezeichnet

von Videoquellen, zusammengesetzte Videobild abzu- Ein UND-Gatter 26 empfängt sowohl das am Anändern durch entsprechendes Abändern der horizonta- Schluß 10 anliegende Eingabe-Videosignal als auch die ten und vertikalen N*chlaufflanken der über die Rück- {5 Signale der XH- und 2/7-Veriögerungsleitungen 14 und kopplungsleistung erzeugten Signalform. 16. Das UND-Gatter 26 ist sowohl mit aufeinanderfol-

Bevorzugte Ausführung^formen sind in den Unteran- genden Ip-Verzögerungsleitungen 28 und 30 als auch Sprüchen aneeeeben. mit einem UND-Gatter 32 verkoDDelt Die Auseänee

der Verzögerungsleitungen 28 und 30 sind ebenfalls mit dem UND-Gatter 32 verkoppelt. Das UND-Gatter 32 wiederum ist an einen Invertierer 34 angeschlossen und über diesen an ein UND-Gatter 36. Das ODER-Videosignal des ODER-Gatters 22 wird einer Pufferstufe 35 zugeführt und das sich ergebende ODER-Schlüsselsignal (OR key signal) einem zweiten Eingang des UND-Gatters 36 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 36 ist in Fig. I als Umriß-Schlüsselsignal (outline key signal) am Schaltungspunkt c bezeichnet.

Eine Ausgabe-Schaltanordnung 38 ist vorgesehen, welche drei Kontaktreihen umfaßt mit entsprechenden, mit S5, 56 und 57 bezeichneten Schaltern. Die drei Kontaktstellungen jeder Reihe sind in Fig. 1 mit I, 2 und 3 bezeichnet; die jeweiligen Schaltstellungen werden durch entsprechende Stellungs-Steuersignale

55 CTL 56 CTi. und 57 CTZ. festgelegt. Das I W-verzögerte Signal der Verzögerungsleitung 14 wird auch einer Ip-Verzögerungsleitung 40 zugeführt: das resultierende IW plus lp-verzögerte Signal (IW-verzögerte Signal, d. h. Verzögerung um eine horizontale Zeile sowie um ein Pixel) wird über einen Schaltungspunkt t/der jeweiligen Stellung 1 (bzw. dem entsprechenden Einzelkontakt) der Kontaktreihen 55, 56 und 57 zugeführt. Das das ODER-SchlUsseisignal darstellende Ausgangssignal der Pufferstufe 35 ist mit der Stellung 2 (bzw. dem entsprechenden Einzelkontakt) der Kontaktreihe 57 verkoppelt, während das Uniriß-Schlüsselsignal (outline key signal) des UND-Gatters 36 mit der Schaltstellung 3 (bzw. mit dem entsprechenden Einzelkontakt) der Kontaktreihe 56 verkoppelt ist. Die Schaltstellungen 2 (bzw. die entsprechenden Einzelkontakte) der Kontaktreihen 55 und 56 sind mit dem am Anschluß 10 anliegenden unverzögerten Eingabe-Videosignal verkoppelt. Die Kontaktstellung 3 der Reihe 55 schließlich ist über einen Anschluß 42 an ein »Matte«-Videosignal (Rahmen-Videosignal) gekoppelt; die Kontaktotcüüng 3 der Kontaktreihe 5 7 ist in geeigneter Weise geerdet

Eine mit der Schaltungsanordnung integrierte Multipliziereinrichtung 43 ist in F i g. 1 als Umrandungsmultiplizierschaltung (Umrandungsglied) 44 dargestellt, die wiederum mit einer Vordergrund-, d.h. Einfügungs-Multiplizierschaltung (Einblendglied) 46 verkoppelt ist. Obschon in Fig. 1 aufeinanderfolgende Multiplizierschaltungen dargestellt sind, ist es klar, daß die Multiplizier-Funktionen tatsächlich in im allgemeinen üblicher Art und Weise parallel durchgeführt werden. Die gemeinsame Seite bzw. der gemeinsame Kontakt der Kontaktreihe 57 (siehe Fig. 1) stellt ein Umrandungs-Steuersignal (zweites Umrißsignal) für die Multiplizierschaltung 44 zur Verfügung über einen Offset- oder Regel-Verstärker 47 mit Offset- und Verstärkungs-Steuerungen bzw. Einstelleinheiten 45 bzw. 49 und einer Begrenzerschaltung 51. Die Schaltung 44 empfängt daneben auch ein Hintergrund-Videosignal (Video-Grundbildsignal) über einen Anschluß 48 sowie ein Umrandungsluminanz-Steuereingangssignal (Umrandungssignal) über ein Umrandungs-Einstellpotentiometer 50. Letzteres sorgt für eine Veränderung bzv/. Veränderbarkeit des Luminanzpegels (Leuchtdichtegrad) der Umrandung (border). Die Vordergrund Multiplizierschaltung 46 stellt das wahlweise geschaltete, zusammengesetzte Videosignal über einen Ausgabe-Anschluß

56 bereit, d. h. am Schaltungspunkt e, wobei das zusammengesetzte Videobild (composite video) dem eingefügten Vordergrund-Videobild (inserted foreground video) entspricht mit einem wahlweise festgelegten Umrandungseffekt (border effect) bzw. einem Hintergrund-Videobild (background video) mit wahlweise festgeleg· ' tem Umriß-Effekt (outline effect) usw.

in der Umrandungs-Betriebsart (border mode) beispielsweise umfaßt das Ausgabe-Videosignal die Video- "', Einfügung (video insert) mit einer vollen IW-Verzöge- | rungs-Umrandung(l W- Verzögerung um eine horizon- <j tale Zeile) in vertikaler Richtung und einer vollen Ip- ·; Verzögerungs-Umrandung (Ip-Verzögerung um ein :-;j Pixel) in der horizontalen Richtung, wie in üblicher Wei- 'j

ίο se mit Hilfe der bekannten Schaltung gemäß Fig. I und y^: Fig. 3A wie nachfolgend beschrieben, erzeugt werden ^;? kann.

Fig. 2 zeigt ein. Video-SchlüsscI-Umrandungser/eiigersystem 60 (video key border generator system) gcmaß der erfindungsgemäßen Mcrkmalskombination, wobei zu einem großen Teil das bekannte System 12 gemäß Fig. 1 Verwendung findet; einander enisprc- j

chende Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern vcrsc- ■' hen. Beim System 60 gemäß F i g. 2 isi jcuiK.ii uus ■'■ ODER-Gatter 22 ausgangsseitig mit einem Offsot-Vcrstärker 62 verkoppelt, über diesen mit einer Schalteinrichtung 64 (Schalter 54) und über diese mit einem F.ingang eines ODER-Gatters 66 (siehe Fig.2). Letzteres ODER-Gatter 66 ist an seinem zweiten Eingang mit

dem Eingabe-Videobild bzw. Eingabe-Videosignal am ,

Anschluß 10 verkoppelt und mit seinem Ausgang mit der ersten 1 W-Verzögerungsleitung 14. Der Offsct-Verstärker Li besitzt eine Verstärkung < t und umfaßt eine Offset-Einstellmöglichkeit über eine Offsct-Steucrung bzw. Offset-Einstellglied 68. Insbesondere hat der Verstärker 62 einen Verstärkungsboreich (gain range) in der Größenordnung von 0,95 bis 0,99 und führt zu einem Offset (bzw. Ausgleich bzw. p-Abweichung oder bleibende Regelabweichung) von —5% bis —50% des Spit- , ze-zu-Spitze-Video-Pegels (peak-to-peak video level). Die jeweils eingenommene Kontaktstellung des Schaltsrs S4 wird über ein Kontaktstellungs-Steuersignal __ 54 CTL gesteuert.
Obschon die Schaltanordnung 19,38 und 64 im Ausführungsbeispiel als gesonderte Schalter innerhalb des Umrandungserzeugungssystems angegeben sind, liegt es auf der Hand, daß die Umschaltung (auch) über die herkömmlichen Cross-point- oder Kreuzungspunkt-Schaltungen der Umschalteinrichtung gemäß Fig.4 und 5 erzielt werden kann. So wirkt die erste Reihe von Schaltern 51,52 und 53 der Schalteinrichtung 19 mit dem entsprechenden ODER-Gatter 18 zusammen zur Bildung der drei entsprechenden Kreuzungspunkt-Schalter 51, 52, 53 in Fig.5. Das gleiche gilt für die

so zweite Reihe an Schaltern SV, 52'. 53' der Schalteinrichtung 19 in Verbindung mit dem ODER-Gatter 22. Weiterhin werden die Steuerbefehissignale 51 CTZ. bis 5 7 CTL für die entsprechenden Kreuzungspunkt-Schalter von einer nicht dargestellten zentralen Logikeinheit der Umschalteinrichtung entsprechend den üblichen Anforderungssignalen für die spezielle Umschaltfunktion bereitgestellt, d.h. für die Anforderung für Voll- oder Schlagschatten-Umrandung (full or drop shadow border), für Umrißlinie (outline) usw.

μ Das erfindungsgemäße System 60 gemäß Fig. 2 umfaßt demnach eine Rückkoppel-Schleife, die sich vom ODER-Gatter 22 zum Eingang der ersten 1W-Verzöge- ^; rungsleitung 14 erstreckt und für aufeinanderfolgende <, Rückkoppel-Zyklen mit abfallender Amplitude sorgt

ö5 und auf diese Weise für fortlaufend zunehmende Verzö- ^ gerungen bei der Erzeugung der Keying- oder Schlüs- c selsignale; d. h, das Videosignal oder -Bild wird um eine zusätzliche horizontale Zeile in vertikaler Richtung zeit- _a

verzögert und um eine Pixel-Zeit in horizontaler Richtung und zwar jedesmal, wenn das Signal rückgekoppelt bzw. zurückgeführt wird, wobei sein Pegel fortwährend abfällt entsprechend der Größe des Offset (insbesondere der Offsetspannung bzw. des Nullpunkts) auf welchen der Verstärker 62 eingestellt ist. Das Ausmaß des Offset im Rückkoppel-Vorgang bestimmt die Neigung bzw. den CVid der Verzögerung und trägt auf diese Weise zum Anwachsen der Größe der Umrandung (border), des Schlagschattens (drop shadow) und/oder der »Matte«-Umrißlinie bzw. Rahmen-Umrißlinie btfi und zwar an der rechten und/oder an der unteren Seite der Einfügung oder des Hintergrund-Videobildes.

Es ist ersichtlich, daß der Typus des von den Systemen gemäß Fig. I und 2 jeweils erzeugten Randeffektes durch die Stellungen der Schaltanordnungen 19,38 (wie auch der Schalleinrichtung 64 in F i g. 2) bestimmt ist, die wiederum festlegen, welche Einfügungs- oder Hin- t**mrttr\A-\JtAAr\Kit*r\n\t* VeriuAnHiinn finr4«fcn u/i«» ütioh HlA

Art und Weise, in der diese der Multipliziereinrichtung 43 zugeführt werden. So wird dann, wenn der Schalter 54 gemäß Fig.2 geschlossen ist, die Rückkoppel-Schleifen-Technik eingesetzt, um die Größe der Umrandung, des Schlagschattens (drop shadow) oder der Umrißlinie gemäß der Erfindung zu vergrößern. Die Stellungen der Schalteinrichtung 19 legen fest, welche« d*r Eingabesignale OW, 1 Wund/oder 2W(Verzögerung um U bzw. 1 bzw. 2 horizontale Zeilen) im Rückkoppel-Weg eingesetzt werden und welche einfache ODER-Funktion oder Kombination von ODER-Funktionen bei der Umr\.idungs-Steuerung eingesetzt wird. Zusammen mit der Rückkoppel-Schleife und der Schaltanordnung 19 bestimmen die Schaltstellungen der Ausgabe-Schaltanordnung 38, welches der unverzögerten und/oder verzögerten Rückkoppel-Videosignale an die Vordergrund-Multiplizierschaltung 46 angelegt wird und welche als Key- oder-Schlüssel-Signal (Umrißsignal) von den Umrandungs- und Vordergrund-Multiplizierschaltungen 44,46 verwendet wird. Die Ausführungsform des jeweils erzeugten Randeffektes hängt also davon ab, welches Videosignal als Füll-Signal (Video-Einblendbildsignal) eingefügt oder als Hintergrund (Video-Grundbild) beibehalten wird und welches als Umrißsignal zur Steuerung der Multiplizierschaltungen 44, 46 eingesetzt wird.

In den Fig.3A bis 3F lassen die vertikale Spalten bildenden, übereinanderliegenden Bildteile aufeinanderfolgender Darstellungen den Vergleich verschiedener Betriebsbedingungen sowie der sich hieraus ergebenden Typen von Randeffekten zu, wie diese während der Umrandungs-Halbschatten- und Umriß-Betriebsmoden der Umrandungserzeugungssysieme gemäß F i g. 1 und/oder F i g. 2 erzeugt werdea Die verschiedenen Spalten der F i g. 3 zeigen für jeden Betriebsmodus: Die Kontaktstellungen der in diesem Text mit 51, 52, S3, S4, S 5. 56 und 57 bezeichneten Schalter, die an ausgewählten Schaltungspunkten a, b.c. d und e in den Schaltungen beider Systeme erzeugten bzw. auftretenden Wellenformen und die sich hieraus ergebenden Randeffekte, wie diese im sich schließlich ergebenden Ausgangsbild entsprechend dem wahlweise geschalteten, zusammengesetzten Videobild auftreten. So erzeugt beispielsweise das bekannte Umrandungsungserzeugungssystem 12 gemäß Fig. 1 die in den Fig.3A und 3E dargestellten herkömmlichen Umrandungseffekte (border effects) und Rahmenumrißeffekte (matte outline effects), wie dies durch die Art des erwünschten Randeffekts und die dementsprechenden Kontaktstellungen der Schaltanordnungen 19 und 38 festgelegt ist. Fig.3C zeigt ferner Schalterstellungen und Umrandungseffekte, nämlich einen Halbschatteneffckt (drop shadow effect) bei dem zwar die erfindungsgemäße Rückkoppcl-Schlcifcn-Technik nicht eingesetzt wird, wobei dennoch eine Verbesserung gegenüber den herkömmlichen bekannten Halbschatteneffekten vorliegt, da hierbei eine sichtbare Stufe zwischen dem Einfügungs-Videobild und dem Beginn des Schlagschattens (drop shadow) vorliegt.

Bei dem bekannten System 12 gemäß Fi g. 1 und 3A wird demnach dann, wenn die Schalter 51, S 2, S3 sämtliche in ihrer geschlossenen oder »An«-Stellung sich befinden, die Schalter S4 in der offenen oder »Aus«-Stellung, die Schalter S5 und S6 in der Stellung 1 sowie der Schalter S 7 in der Stellung 2, das jeweilige Videosignal mit voller Umrandung mit IW- und Ip-Verzögerung erzeugt, wie in Fig. 3A mit der Bezugsziffer 70 gekennzeichnet ist. Die linke ober? Ecke der Umrendun⁵⁷ be* ginnt bei der Zeit ίο, d. h. mit dem Anfang des Key- oder Schlüssel-Signals; das Video-Einblendsignal bzw. -bild ist um eine Zeile (IW^ und 1 Pixel (Ip,) verzögert, so daß dieses zum Zeitpunkt f_o + IW + Ip beginnt. Die horizontale Verzögerung ist anhand der Wellenform 71 in Fig.3A am Schaltungspunkt dmit /₀ + Ip bezeichnet (da die Spalte mit den Wellenformen lediglich die horizontale Wellenform, d. h. eine Zeile darstellt).

In der bekannten Ausführung wird das Video-Einblendbild (insert video) also oben und unten entspre-

jo chend einer Verzögerung um eine horizontale Zeile umrandet und an beiden Seiten jeweils mit einer Umrandung, welche einer Verzögerung um ein Pixel entspricht; das Einfügungs-Video-Einblendbild liegt demnach bei 1W (-1W + \p) und besitzt eine vollständig

J5 umlaufende Umrandung. Das 1 W-Signal wird am Punkt d der F i g. 1 erzeugt und über die Schalter SS und S 6 dem Vordergrund-Multiplizierer 46 zugeführt und dient daher sowohl als (verzögertes) Einblendbildsignal als auch als (verzögertes) Umrißsignal (Einfügungs-Key- oder Schlüssel-Signal).

Dementsprechend befinden sich die Schalter S1, S 2, S3, 54, der Reihe nach in den Stellungen »aus«, »an«, »aus« und »aus« und die Schalter 55,56,57 jeweils in den Schaltstellungen 3, wenn mit Hilfe des bekannten Systems gemäß F i g. 1 ein Rahmenumrißeffekt (matte outline effect) gemäß F i g. 3E erzeugt werden soll. Die dem Umriß-Key-oder-Schlüssel-Signal entsprechende UND-Funktion der 1 Wplus !p-Verzögerungen wird dazu benützt, die Einfügungs-Schlüsselfunktion (insert key) über die Stellung 3 des Schalters 56 und die Vordergrund-Muluplizierschaltung 46 zu steuern. Das zweite ümrißsignal (Umrandungssteuersignal) liegt über dem Schalter S7 an Erde; das Video-Grundbild (Hintergrund-Video-Signal) wird folglich über die Umrandungs-Multiplizierschaltung 44 der Vordergrund-Multiplizierschaltung 46 zugeführt Das Matte- oder Rahmen-Videosignal wird über die Schaltanordnung, den Anschluß 42 und den Schalter 55 als Video-Einblendsignal zugeführt Das sich ergebende entsprechend umgeschaltete, zusammengesetzte Video-Ausgabesignal entspricht einem Rahmen- bzw. einer Rahmen-Umrißlinie 72 (matte outline), welcher um den Video-Hintergrund herum verläuft, wie in F i g. 3E dargestellt ist
Was das in Fig.2 dargestellte, erfindungsgemäße Umrandungs-Erzeugungssystem betrifft so stellt F i g. 3B beispielhaft die Erzeugung einer auslaufenden (bzw. abklingenden oder abfallenden) Einfügung mit vergrößerten Abmessungen dar, wobei das Einblend-

bild eine Verzögerung von 1/f aufweist; Fig.3D zeigt beispielshaft einen Halb- oder Schlagschatten (drop shadow) mit vergrößerten Abmessungen und einer harten Kante, wobei das Einblendbild die Verzögerung Null aufweist; Fi g. 3F zeigt beispielshaft einen Rahmen bzw. eine Rahmen-Umrißlinie (matte outline) mit vergrößerten Abmessungen und einer harten Kante. F i g. 3C zeigt einen etwas ungewöhnlichen Schlagschatteneffekt, welcher jedoch ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Rückkopplungstechnik erzeugt worden ist und der nur als Beispiel dargestellt ist Die Abmessungsvergrößerung sowie die Abwandlung der Struktur in den drei Betriebsmoden gemäß F i g. 3B, 3D und 3F erhält man aufgrund der erfindungsgemäßen Rückkopplungs-Schleife, d. h. aufgrund des wiederholten Hindurchleitens des Videosignals durch Offset-Verstärker 62, den Schalter 54. das ODER-Gatter 66 und durch die entsprechenden Einstellungen der Schaitanordnun-

In der Anordnung gemäß F i g. 3B nehmen die Schalter 51, 52, 53 in Fig. 2 der Reihe nach die Schaltstellungen »aus«, »an« und »aus« ein; der Schalter 54 ist geschlossen; die Schalter 55, 56 und 57 nehmen der Reihe nach die Stellungen 1, 1 und 3 ein. Das System stellt die in F i g. 3B dargestellten an den verschiedenen Schaltungspunkten a, b, c,d und eder F i g. 2 erscheinenden Wellenformen bereit Am Schaltungspunkt d erscheint demnach eine Wellenform 74, die das Umrißsignal (Key- oder Schlüssel-Signal) darstellt entsprechend dem Loch, welches das Umriß-Signal in das über den Anschluß 48 empfangenen Video-Grundbild (Video-Hintergrund) schneidet und welches den Bereich des Videobildes darstellt, welches vom Einblendbild (Einfügungs-Videobild) auszufüllen ist. Am Punkt d ist das dargestellte Umrißsignal um ein Pixel in der horizontalen Richtung aufgrund der Verzögerungsleitung 40 verzögert und um eine horizontale Zeile in der vertikalen Richtung aufgrund der Verzögerungsleitung 14. Das ODER-Videosignal am Schaltungspunkt b gemäß F i g. 2 und F i g. 3B klingt am Ende der Eingabe-Video-Wellenform ab, wie durch die Bezugsziffer 76 in F i g. 3 angedeutet ist, und zwar aufgrund der zunehmenden Abschwächung (Offset) des rückgeführten Videosignals verursacht durch den Verstärker 62 mit Verstärkungsfaktor < 1; das heißt, aufgrund der vom Verstärker 62, dem Schalter 54 und dem ODER-Gatter 66 gebildeten Rückkoppel-Schleife. Die Neigung bzw. das Ausmaß des Abfalls entspricht der Größe des Offset, insbesondere der Offsetspannung, wie diese durch das Offset-Potentiometer 68 eingestellt worden ist In F i g. 3B ist auch die am Schaltungspunkt c auftretende Wellenform dargestellt, welche jedoch nicht weiter verwendet wird, da der Kontkat 3 des Schalters 56 offen ist Am Schaltungspunkt d entspricht die Wellenform der am Schaltungspunkt b; sie beginnt nach einer Ip-Verzögerung durch die Verzögerungsleitung 40 in horizontaler Richtung und einer Verzögerung in vertikaler Richtung um eine horizontale Zeile aufgrund der Verzögerungsleitung 14; die Wellenform klingt aus entsprechend der mit 76 bezeichneten Abfallkurve. Am Schaltungspunkt e entsprechend dem Ausgang 56 beginnt das resultierende zusammengeschaltete, zusammengesetzte Videosignal gemäß Fig.3B nach einer Verzögerung von 1H + Ip. d. h. nach einer Verzögerung von 1W, und fällt ab während einer vorbestimmten Anzahl von Rückkoppiungs-Zyklen, wie diese durch die Offset-Einstellung des Verstärkers 62 festgelegt sind Das ausklingende !//-Videosignal legt daher das Umrißsignal (Einfügungs-Key-oder-Schlüssel-Signal) über den Kontakt I des Schalters 56 und die Einfügungs-Multiplizierschaltung 46 fest; daneben definiert das gleiche ausklingende 1//-Videosignal das (verzögerte) Einblendbildsignal

s über den Kontakt 1 des Schalters 55.

Aus F i g. 3B kann entnommen werden, daß die rechte Seite sowie die Unterseite des Einblendbildes 78 in den Ausmaßen wesentlich vergrößert ist wobei die Vergrößerung der Auskling oder Abfall-Länge entspricht, d. h.

to der Anzahl der Zeilen entsprechend der das Einblendbildsignal wiederholt über die Rückkoppel-Schleife zurückgeführt wird. Diese Anzahl wiederum ist durch den Offset-Verstärker 62 über das Offset-Potentiometer 68 festgelegt Es hat sich herausgestellt, daß bevorzugt bis

is zu 14 Abklingzeilen eingestellt werden. Zu viele Zeilen bei der Rückkopplung erzeugen möglicherweise Verzerrungen im Signal-Rausch-Verhältnis. Man erkennt, daß das Rückkoppel-Signal einen Umrandungseffekt mit wesentlich °rößeren AhmMtimoen »n»nol im V#»rgleich zur bekannten Umrandung gemäß Fig.3A mit einem bisher nicht erhältlichen besonderen Rand-Abklingeffekt anstelle eines »harten« Randeffekts.

In Fig.3D wird ein Schlagschatteneffekt (drop shadow effect) mit vergrößerten Ausmaßen und einer »harten« Kante bzw. Rand gezeigt, welcher mit Hilfe der in Fig.2 dargestellten erfindungsgemäßen Merkmalskombination erzeugt wird. Die Schalter 51,52 und 53 sind der Reihe nach in den Schaltstellungen »aus«, »an«, »aus«; der Schalter 54 ist geschlossen; die Schalter 55, 56 und 57 sind der Reihe nach in den Schaltstellungen 2, 2 und 1. Die Rückkoppel-Schleife in diesem System sorgt für das ODER-Videosignal 80 gemäß F i g. 3D am Schaltungspunkt b, welches einen Schlagschatten 82 mit vergrößerten Ausmaßen erzeugt verglichen mit dem Schlagschatten der Fig.3C. Das OW-verzögcrte Einblendbildsignal, wird als Umrißsignal (Einfügungs-Keyoder Schlüsselsignal) über den Kontakt 2 des Schalters 56 verwendet, und steht mit OH-Verzögerung über den Kontakt 2 des Schalters 55 zum Einblenden durch die Multiplizierschaltung 46 zur Verfügung. Das als 2. Umrißsignal der Multiplizierschaltung 44 zugeführt verzögerte und abfallende Signal am Schaltungspunkt d sorgt für eine entsprechende Umrandung (Schatten) des Grundbildes vor dessen Zuführung zur Multiplizierschaltung 46. Der Offset bzw. die Signalwertreduzierung der Rückkoppel-Schleife bestimmt die Neigung bzw. die Schnelligkeit des Abfalls des Schlagschattens 82; der Luminanz- oder Leuchtdichtepegel wird aufrechterhalten, wie mittels der Umrandungs-Luminanzsteuerung 50 vorgewählt worden ist. Die Härte der Kante des Schlagschatteneffekts, das heißt die Zeit, die zum Umschalten benötigt wird, wird, bestimmt durch die Verstärkungsfaktor-Einstellung des Regel- oder Offset-Verstärkers 52, während die Länge des Schattens durch die Offset-Einstellung des Regel- oder Offset-Verstärkers bestimmt ist

In entsprechender Weise erzeugt die Schaltung gemäß F i g. 2 eine »Matte«- oder Rahmen-Umrißlinie 84 mit vergrößerten Ausmaßen und einer harten Kante.

wie in F i g. 3F dargestellt ist Hierzu nehmen die Schalter 51,52 und 53 der Reihe nach die Schaltstellungen »aus«, »an«, »aus« ein; der Schalter 54 ist geschlossen; die Schalter 55.56 und 57 nehmen sämtlich die Stellung 3 ein. Die Rückkoppel-Schleife der Fi g. 2 erzeugt ν iederum aus dem am Eingang 10 anliegenden, als Umrißinformationssignal dienenden Signal über das auslaufende ODER-Videosignal 86 am Schaltungspunkt b. wie in F i g. 3F am Schaltungspunkt b dargestellt ist. das

Umrißsignal der F i g. 3F am Schaltungspunkt c bzw. am Kontakt 3 des Schalters 56, welches das Loch in das 'ibcr den Anschluß 48 empfangene und durch die Um· randungs-Multiplizierschaltung 44 geführte Video-Grundbild (background video) schneidet. Das Einigend- ■-, bild (das heißt das einzufügende Videobild bzw. Videosignal (insert video)) wird hier als Video-»Matte« oder Video-Rahmen (matte video) über den Anschluß 42 und den Kontakt 3 des Schalters S5 entsprechend dem Umrißsignal hin, bzw. durch dieses gesteuert, der Vordergrund-Multiplizierschaltung 46 zugeführt zur Erzeugung des Rahmen-Umrißkanteneffekts 84 (matte outline edge effect) mit vergrößerten Abmessungen. Die Härte der Kinte sowie das Ausmaß der Rahmen-Umrißvergrößerung bzw. der »Matte«- oder Rahmen-Breite sind durch die Verstärkungsgrad-Einstellung sowie die Offset-Pegeleinstellung des Regel- oder Offset-Verstärkcrs 52 festgelegt, wie dies bsi der Schlagschattencrveügung gemäS Γ i g. 3D der Fall war.

Obwohl in der die Wellenformen zeigenden Spalte der F i g. 3 leurglich horizontale Wellenformen (insbesondere Bildzeilen bzw. Bildzeilen-Abschnitte) dargestellt sind, ist es klar, daß auch die vertikalen Wellenformcn in analoger Weise mit Hilfe der Schaltung gemäß F i g. 2 erzeugt werden. Auf diese Weise werden die in der letzten Spalte der F i g. 3 dargestellten resultierenden Umrandungs- oder Kanteneffekte erzeugt, welche sowohl horizontale wie auch vertikale Verzögerungen bzw. Bildverschiebungen umfaßt So ist z. B. in Fig.3F klnr erkennbar, daß das Video-Einbkndbild in der horizontalcn Richtung um 1 Pixel oder Bildpunkt (nach rechts) verschoben ist und in vertikaler Richtung (nach unten) um eine horizontale Zeile, was durch den Ausdruck fo + IW + \pangezeigt wird. In Fig.3B ist das Video-Einblendbild in horizontaler Richtung um 1 Pixel verschoben und (obwohl in der Zeichnung nicht so klar erkennbar) in vertikaler Richtung um eine horizontale Zeile, was wiederum durch den Ausdruck ίο + 1// + \p in Fig.3B angegeben ist Da die vertikalen Verhältnisse, insbesondere Verschiebungsverhältnisse, u' mittelbar aus der Schaltung gemäß F i g. 2 und der · henden Diskussion der horizontalen Verhältnisse verständlich sind, wird auf eine weitere nähere Erläuterung verzichtet.

Die der weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Merkmalskombination dienenden Schemazeichnungen gemäß F i g. 4 und 5 zeigen eine Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltung, bei der diese in die Anordnung aus Verzögerungsleitungen, Gattern usw. der Umschalteinrichtung (switch apparatus) integriert ist Ein- so ander entsprechende Baukomponenten der Fig. 1,2,4 und 5 sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß die Schaltschemau gemäß F i g. 4 und 5 leicht mit dem Blockdiagramm gemäß Fig.2 verglichen werden können. Hierzu ist die vom Offset- oder Regelverstärker 62, dem Potentiometer 68, dem Schalter 54 und dem ODER-Gatter 66 gebildete Rückkoppel-Schleife in größeren Einzelheiten dargestellt Ebenso ist die Zuordnung der Schleife zu den verschiedenen Verzögerungsleitungen 14,16,20,24,28,30 und 40 und den verschie- denen Gattern und Schaltern 18, 19, 22, 26, 32, 36 im Schaltschema in näheren Einzelheiten dargestellt Man erkennt, daß die Schalteinrichtungen 19 und 38 (nicht dargestellt) von Kreuzungspunktschaitungen (crosspoint circuits) der Umschalteinrichtung gebildet werden. Diese Kreuzungspunkte sind gebräuchlich und umfassen herkömmliche schaltbare Transistoren sowie die in Fig.2 (und 5) dargestellte ODER-Gatter-Funktion, die von den ODER-Gattern 18 und 22 in F i g. 2 bereitgestellt wird. Wie F i g. 4 zeigt, wird das ODER-Videosignal des ODER-Gatters 22 (Fig.5) über den Schaltungspunkt b dem Offset oder Regelverstärker 62 zugeführt und von diesem der Schalteinrichtung 64. Letztere ist mit der Verzögerungsleitung 14 über das ODER-Gatter 66 verkoppelt, welches tatsächlich Teil des Kreuzungspunktschalters ist, so daß der Weg der erfindungsgemäßen Rückkoppel-Schleife vollständig ist in Kombination mit den Verzögerungsleitungen und Gattern der Umschalteinrichtung. Da die Verzögerungs- und Gatter-Schaltungen und deren Wirkungsweise als solche bekannt ist, z. B. aus dem Handbuch des eingangs erwühnten Ampex-Umschalters, ist eine genaue Beschreibung der miteinander verbundenen Schaltungen gemäß F i g. 4 und 5 hierin nicht aufgenommen.

Erfindungsgemäß werden demnach herkömmliche Erzeugersignale für Umrandung (border), Schlagschatten (drop shadow) und/oder Rahmen-Umriß (rnatte outline) wahlweise durch einen Offset oder Regelverstärker mit Verstärkung < I hindurchgeschaltet und sodann in vorhandene Verzögerungsleitungen zurückgeführt nach Art einer Rückkoppel-Schleife, um die horizontalen und vertikalen Nachlaufflanken der in dieser Schieife erzeugten Signale wahlweise abzuändern, die wiederum das wahlweise zusammengeschaltete zusammengesetzte Videobild entsprechend abändert, das heißt für wahlweise Vergrößerung der Ausmaße und/ oder für wahlweise Abänderung der Konfiguration oder Form des Umrißsignals (Luminanz-Key-oder-Schlüssel-Signal) sorgt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Einblenden eines Video-Einblendbildes in ein Video-Grundbild mit Bildrand und/oder Bildeinfügungseffekt, umfassend:

a) einen Eingang (48) für ein Video-Grundsignal,

b) einen Eingang (10; 42) für ein Video-Einblendsignal,

c) einen Eingang (10) für ein ggf. vom Video-Einblendbildsignal gebildetes Umrißinformationssignal (Schaltungspunkt a), aus welchem mittels einer Eingangsschaltung (12) ein den Umriß des Video-Einblendbildes im Video-Grundbild festlegendes erstes Umrißsignal (am Schalter 56) und ggf. ein die Größe des Bildrandes festlegendes zweites Umrißsignal (am Schalter ST) ableitbar ist,

d) eine Veizögerungsschaltung (14,16,26,28,30, 32, 34, 19, 18, 20, 24, 22, 4C) zur wahiweisen Verzögerung um eine oder mehrere Horizontalzeilen und/oder um einen oder mehrere Bildpunkte,

e) eine Einblendschaltung (43) mit einem Ein blendglied (46) zum Einbinden des an einem ersten Eingang anliegenden Einblend-Bildsignals (vom Schalter 55) in das an einem zweiten Eingang (48) anliegende Grundbildsignal entsprechend dem an einem Steuereingang anliegende:, ersten Umrißsignal (vom Schalter 56) und ggf. mit einem Umrandungsglied (44) zum Einblenden eines an einem ersten Eingang anliegenden Umrandu.igs-Säjnals (z. B. Schatten) in das an einem zweiter· Eingang anliegende Grund-Bildsignal (48) entsprechend dem an einem Steuereingang anliegenden zweiten Umrißsignal (vom Schalter 57), wobei das Ausgangssigna¹ des Umrandungsgliedes (44) ggf. an den zweiten Eingang des Einblend-Gliedes (46) anlegbar ist, und

f) eine Steuerschaltung (19), welche entsprechend dem gewünschten Effekt wenigstens eines der Signale Einblend-Bildsignal, erstes Umrißsignal und zweites Umrißsignal vor dem Anlegen dieses Signals an die Einblendschaitung (43) durch die Verzögerungsschaltung (14,16,...) führt,