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Testbildgenerator
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Generator für sich zeitlich ändernde
Testbilder, die sich durch eine Funktion B = f(yl) mit f = a(x) + b(y) + c(t) beschreiben
lassen.
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Für bestimmte Testzwecke an Video-Verarbeitungs- und -Ubertragungseinrichtungen
werden Testbilder benötigt, die sich zeitlich ändern. Solche Testbilder können durch
einen sogenannten "zone-plate-generator" erzeugt werden, wie er in der Zeitschrift
"EBU Review-Technical't, No. 195, Okt. 1982, Seiten 218-226 erwähnt ist. Dieser
Generator erzeugt ein Testbild, das sich mit der eingangs erwähnten Funktion beschreiben
läßt. Für die einzelnen Funktionen a, b und c sind Polynome zweiten Grades vorgesehen,
so daß gilt: a(x) = kxO + kx1.x + kx2.x² b(y) = kyO + ky1 .Y + kyoY2 c(t) = kto
+ kt1 t + kt2.t².
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Diese drei Funktionen lassen sich durch drei Rechenwerke realisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Testbildgenerator der eingangs
genannten Art eine Lösung anzugeben, die sich mit geringem Aufwand realisieren läßt.
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Ausgehend von einem Generator für sich zeitlich ändernde Testbilder,
die sich durch eine Funktion 3 = f(0') mit = = a(x) + b(y) + c(t) beschreiben lassen,läßt
sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß ein erster, von einer allgemeinen
Tektfrequenz betriebener Zähler zur Erzeugung der x-Koordinate vorgesehen ist, daß
ein zweiter, durch Horizontal- und Vertikal-Impulse gesteuerten Zähler zur Erzeugung
der y-Koordinate vorgesehen ist, daß ein dritter, von Halbbildern gesteuerter Zähler
zur Erzeugung der t-Koordinate vorgesehen ist, daß ein von den Zählern angesteuertes
Rechenwerk pro Farbe vorgesehen ist, daß im Rechenwerk neben den Rechnerbausteinen
Multiplexer vorgesehen sind, die die Koeffizienten und Variablen der Funktion a(x),
b(y) und c(t) den Rechnerbausteinen im Zeitmultiplex zuführen, daß die Umschaltzeiten
der Multiplexer derart gewählt sind, daß die x-Koordinate und die x-Koeffizienten
während der sichtbaren Bildzeile, daß die y-Koordinate und die y-Koeffizienten während
der horizontalen Austastlücke und daß die t-Koordinate und die t-Koeffizienten während
der vertikalen Austastlücke durchgeschaltet sind, daß nach jedem Rechenwerk ein
Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen ist, daß ein Taktgenerator vorgesehen ist und
daß ein Video-Impulsgeber vorgesehen ist.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Rechenwerke dadurch gekennzeichnet
sind, daß ein erster Multiplexer vorgesehen ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen
der Zähler verbunden sind, daß ein Quadrierer vorgesehen ist, dessen Eingang mit
dem Ausgang des ersten Multiplexers verbunden ist, daß ein erster Multiplizierer
vorgesehen ist, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des ersten Multiplexers und
dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines zweiten Multiplexers für die Konstanten
des zweiten Gliedes der Funktion verbunden ist, daß ein zweiter Multiplizierer vorgesehen
ist, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Quadrierers und dessen zwei-
ter
Eingang mit dem Ausgang eines dritten Multiplexers für die Konstanten des dritten
Gliedes der Funktion verbunden ist, daß ein erster Summierer vorgesehen ist, dessen
erster Eingang mit dem Ausgang des ersten Multiplizierers, dessen zweiter Eingang
mit dem Ausgang des zweiten Multiplizierers und dessen dritter Eingang mit dem Ausgang
eines vierten Multiplexers für die Konstanten des ersten Gliedes der Funktion verbunden
ist, daß ein Demultiplexer vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten
Summierers verbunden ist, daß je ein Register für a(x), b(y) und c(t) vorgesehen
ist, deren Eingänge jeweils mit einem Ausgang des ersten Summierers verbunden sind,
daß ein zweiter Summierer vorgesehen ist, dessen Eingänge jeweils mit einem Ausgang
der Register verbunden sind und daß ein Funktionsgeber zur Bildung der Funktion
B(x,y,t) vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Summierers verbunden
ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein derartiger Testbildgenerator
insbesondere dadurch wesentlich vereinfacht werden kann, daß dasselbe Rechenwerk
im Zeitmultiplex dreifach genutzt wird.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher
erläutert.
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Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Testbildgenerator und Figur
2 zeigt ein Rechenwerk für diesen Generator.
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Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Testbildgenerator für farbige
Testbilder. Die Anordnung enthält einen Taktgenerator 1, einen Video-Impulsgeber
2, Zähler 9-11, Rechenwerke 12, 17 und 18, Digital-Analog-Umsetzer 19 bis 21, einen
Ausgang 22 für rot, einen Ausgang 23 für
grUn und einen Ausgang
24 für blau.
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Der Video-Impulsgeber 2 enthält für BAS-Signale einen Ausgang 3 für
Halbbildimpulse, einen Ausgang 4 für Horizontal-Impulse, einen Ausgang 5 für Vertikal-Impulse,
einen Ausgang 6 für einen allgemeinen Takt von 13,5MHz, einen Ausgang 7 für ein
Synchronsignal und einen Ausgang 8 für ein Austastsignal.
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Zur Erzeugung der x-Koordinate wird der Zähler 9 mit der allgemeinen
Taktfrequenz von 13,5 MHz betrieben, d.h. während einer Zeilendauer von 64 - 12
= 52 (12/uns für Horizontal-Austastlücke) ergeben sich 13,5 MHz . 52/us = 702 Zählerimpulse.
Da der Koordiantsursprung in Bildmitte liegen soll, muß der Zähler 9 von -351 bis
+350 zählen. Er wird von dem Horizontalimpuls zu Beginn einer neuen Zeile auf -351
gesetzt. An den Setzeingängen der Synchronzähler ist die Zahl -351 fest verdrahtet
angeschlossen.
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Zur Erzeugung der y-Koordinate wird mit dem Zähler 10, der durch die
Horizontalimpulse getaktet wird, die Anzahl der Zeilen gezählt. Da während eines
Halbbildes 312 Zeilen geschrieben, zwanzig oder einundzwanzig Zeilen aber in der
Vertikalaustastlücke liegen und damit nicht sichtbar sind und der Ursprung in Bildmitte
liegen soll, muß der Zähler 10 von (312 - 20)/2 A 145 bis -146 zählen (Rückwärtszähler).
Es ergibt sich also eine y-Koordinate, die von -146 bis +145 jede Zeile des Fernsehbildes
erfaßt. Hat der Zähler 10 seinen unteren Stand von -146 erreicht, wird er durch
einen Vertikalimpuls zum Anfang eines neuen Halbbildes wieder auf +145 gesetzt.
Die Setzeingänge des Zählers sind dementsprechend angeschlossen. Durch entsprechende
Verdrahtung wird der Zählerzus-tand mit zwei multipliziert, und im ersten Halbbild
Null und im zweiten Halbbild eines Vollbildes Eins addiert, so daß die y-Koordinate
Werte von
-292 bis +291 annehmen kann.
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Zur Erzeugung der t-Koordinate wrd der Zähler 11 mit dem Halbbildimpuls
getaktet. Dieser Zähler 11 ist ebenso wie die Zähler 9 und 10 ein 12-Bit-Zähler,
von dem 10 Bit weiterverarbeitet werden. Man kann also bis 210 = 1024 zählen.
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Da ein Halbbild die Dauer von 20/us hat, kann man über ca 20 s jeden
Bildpunkt durch die Zustände der Zähler 9 bis 11 genau beschreiben. Der Stand des
Zählers 11 gibt an, in welchem Halbbild er sich befindet, der Stand des Zählers
10 gibt die Zeilennummer, also seine y-Koordinate und der Stand des Zählers 9 gibt
seine x-Koordinate an.
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Die Geschwindigkeit einer Bewegung läßt sich vergrößern, wenn dem
Zähler 11 nach einem Halbbild nicht nur ein Taktimpuls, sondern mehrere Taktimpulse
zugeführt werden. Je mehr Taktimpulse nach einem Halbbild einlaufen, desto schneller
bewegt sich das Bila. Andererseits ergibt sich ein stehendes Bild, wenn man keine
Taktimpulse mehr auf den Zähler 11 gibt.
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Die Funktion B(x,y,t) für rot erzeugt das Rechenwerk 12, für grün
das Rechenwerk 17 und für blau das Rechenwerk 18. Diese Rechenwerke sind in Figur
2 detailliert dargestellt. Den Ausgängen der Rechenwerke 12, 17 und 18 ist jeweils
ein Digital-Analog-Umsetzer 19 bis 21 nachgeschaltet, der ein Video-Zeilensignal
für rot, grün oder blau abgibt.
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Das Rechenwerk nach Fig. 2 enthält Multiplexer 25, 29, 30 und 31,
einen Quadrierer 27, Multiplizierer 26 und 28, Summierer 41 und 46, einen Demultiplexer
42, Register 43, 44 und 45 und einen Funktionsgeber 47. Die Eingänge 6, 13, 14 und
15 sowie der Ausgang 16 entsprechen
den Anschlüssen in Figur 1.
Die Anschlüsse 32 bis 34, 35 bis 37 und 38 bis 40 dienen der Aufnahme der Koeffizienten
der eingangs genannten Polyome zweiten Grades.
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Soll die Funktion a(x) - kxo + kx1 x + kx2 x realisiert werden, werden
dem Summierer 41 über den Multiplexer 31 der Koeffizient kxo, über den Multiplexer
29 der Koeffizient kx1 im Multiplizierer 26 multipliziert mit x und über den Multiplexer
30 der Koeffizient kX2 im Multiplizierer 28 mit dem vom Quadrierer 27 erzeugten
x multipliziert zugeführt. Das Ergebnis wird dem Register 43 zugeleitet. Während
der horizontalen Austastlücke wird im Zeitmultiplex die Funktion b(y) gebildet,
indem die Signale an den Eingängen 14, 33 und 39 verarbeitet werden und das Ergebnis
in das Register 44 eingegeben wird. Im Zeitmultiplex wird während der vertikalen
Austastlücke die Funktion c(t) gebildet, indem die Signale an den Eingängen 15,
34, 37 und 40 herangezogen werden und das Ergebnis in das Register 45 eingespeichert
wird. Anschließend addiert der Summierer 46 die Inhalte der Register 43 bis 45 zu
(x,y,t) zusammen. Der Funktionsgeber 47 erzeugt darauf die Funktion B = In vielen
Fällen reicht es aus, wenn man für die Koeffizienten kx1 ky1' kti, kx2 ky22 kt2
nur positive oder negative Potenten von Zwei zuläßt. Dann lassen sich die Multiplizierer
26 und 28 durch Verschiebematrizen realisieren. Uber die Multiplexer 29 und 30 wird
dann nicht mehr der,Koeffizient selbst, sondern sein Zweier-Logarithmus durchgeschaltet,
was die Realisierung weiter vereinfacht.
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Mit dem erfindungsgemäßen Testbildgenerator lassen sich bewegte Keile,
Kreise, Ellip-sen, Rauten usw. erzeugen.
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Benötigt man lediglich schwarz/weiße Bilder, dann genügt in der Anordnung
nach Fig. 1 ein Rechenwerk nach Fig. 2.
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2 Patentansprüche 2 Figuren
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