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Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Verarbeitung von Videobildsignalen, um
sogenannte digitale Videoeffekte zu erzielen.
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Bei solch einer Verabeitung wird jedes Halbbild eines Fersehbildes als eine Folge von
diskreten, digitalen Werten von Pixeln gespeichert, die die Luminanz- oder Chrominanzinformation
des originalen, Signals enthalten und durch Abfragen des originalen Signals mit einer
angemessenen Pixelwiederholungsrate erhalten wurden. Das originale Signal kann durch Abfragen des
Speichers reproduziert werden, oder es kann ausgewählte Bildinformation vom Speicher
zurückgeholt und am Fernsehschirm in jeder gewünschten Position oder Orientierung dargestellt
werden, indem der Speicher in einem zweckentsprechend zeitlich abgestimmten Verhältnis zu
den Syndironisierungssignalen, die das Fernsehraster definieren, angesprochen wird. So
zurückgeholte Information kann mit anderer Bildinformation kombiniert werden, um Muster oder
Kollagen aus diskreten Bildern zu erzeugen, und es können verschiedene Effekte erzielt
werden, indem die Grenzen zwischen den entsprechenden Mustern, die die einzelnen
Bildinformationen enthalten, verschoben werden.
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Um Bilder von mehr als einer Quelle zu kombinieren, ist es generell notwendig, ein
sogenannten Tastsignal bereitzustellen, welches dazu dient, den Bereich des Fernsehschirms, in welchem
ein Bild erscheinen soll, um ein anderes zu überlagern, zu definieren, und eine bekannte
Anordnung, um solch ein Tastsignal in Verbindung mit einem Referenzvideosignal, welches im
Hintergrund erscheinen soll, zu erzeugen, wird in US-A-4 533 952 beschrieben.
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Ein Effekt ist bekannt als "Multifreeze", bei dem bewirkt wird, daß ein Bildbereich, der als sich
gegenüber dem Hintergrund bewegend gezeigt wird, eine Spur von eingefrorenen Bildern
hinterläßt.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System zu schaffen, um solche
Effekte zu erzielen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Videobild-Verarbeitungssystem geschaffen mit
einer Anordnung zum Empfangen eines ersten Videosignals von einer zum Bereitstellen eines
Hintergrundes oder Hintergrundbildes bestimmten Signalquelle, einer Anordnung zum
Empfangen
eines zweiten Videosignals von einer Signalquelle, die dem Definieren eines sich
bewegenden Bildes, das gegen den von dem ersten Signal bereitgestellten Hintergrund
wiederzugeben ist, in Verbindung mit einem Tastsignal dient, welches den Bildbereich definiert, der von
dem sich bewegenden Bild in jedem Vollbild des Videobildes eingenommen werden soll, einer
Anordnung zum Speichern von Informationen, die aus dem zweiten Signal und dem
zugehörigen Tastsignal in jeder Teilbildperiode des zweiten Signals abgeleitet werden, einer Anordnung
zum Verarbeiten des zweiten Signals und des Tastsignals vor dem Speichern dieser
Informationen zwecks Kombination dieser Införmationen mit Informationen, die entsprechend während
einer früheren Teilbildperiode gespeichert wurden, und einer weiteren Verarbeitungsanordnung
zum Bereitstellen eines zusammengesetzten Videoausgangssignals durch Kombinieren der
ersten und zweiten Signale und des verarbeiteten und gespeicherten zweiten Signals sowie zum
Bereitstellen eines kombinierten Tastsignals durch Kombinieren des ankommenden Tastsignals
mit dem verarbeiteten und gespeicherten Tastsignal.
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Vorzugsweise ist die besagte erste Verarbeitungsanordnung mit weiteren Anordnungen
verbunden, um den Wert des verarbeiteten Tastsignals vor dessen Speicherung zu reduzieren.
Diese Reduzierung ist vorzugsweise variabel und bringt ein Abklingen in das Tastsignal ein, so
daß ein gefrorenes Bild, das durch Zurückholen vom Speicher reproduziert wurde,
dementsprechend in das reproduzierte Bild eingeblendet wird, während das entsprechende Bildsignal
bei voller Amplitude gehalten wird.
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Dieser Abklingprozesseor beinhaltet vorteilhafterweise einen Strukturgenerator, um ein Muster
in das ausklingende Bild einzufügen.
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Ein weiterer Prozessor kann beigeordnet werden, um das verarbeitete und gespeicherte
Tastsignal zu modifizieren, bevor es mit dem ankommenden Tastsignal kombiniert wird, um
weitere Effekte in das gefrorene, darzustellende Bild oder die Bilder einzufügen.
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Die Erfindung wird anhand eines Beispiels in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht,
wobei die einzige Figur ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des
Videobild-Verarbeitungssytems gemäß der Erfindung ist.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Quelle eines
Videosignals, welches für den Hintergrund sorgt, vor dem ein sich bewegendes Bild oder Bildmuster
dargestellt werden soll. Solch ein Hintergrund kann Bildinformation enthalten oder auch nicht,
und kann entweder ein stationäres oder ein sich bewegendes Bild zeigen.
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Das Bezugszeichen 2 bezeichnet die Quelle eines Videosignals, das die sich vor dem durch das
Signal der Quelle 1 gelieferten Hintergrund bewegende Bildinformation liefert.
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Das Signal von der Quelle 2 wird mit einem sogenannten Tastsignal verbunden, welches von
einer Quelle 3 geliefert wird, um den Bereich oder die Bereiche des Vollbildes des Videobildes
anzuzeigen, das die von dem Signal der Quelle 2 gelieferte Bildinformation enthalten soll.
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Die Signale der Quellen 2 und 3 können in einer dem Fachmann wohl bekannten Art von einem
System für digitale Videoeffekte abgeleitet werden. So kann das Signal der Quelle 2 von einem
Speicherungs- und Interpolationssystem der Art abgeleitet werden, wie sie in EP-A-0260997,
veröffentlicht am 23.03.88, beschrieben wird, und das Tastsignal der Quelle 3 kann von einem
System zur Erzeugung von Mustern der Art abgeleitet werden, wie sie in EP-A-0268359,
veröffentlicht am 25.05.88, beschneben wird. Alternativ dazu können die Signale von einem
System abgeleitet werden, welches ein Gemisch einer Anzahl von Signalen liefert, wie in EP-
A-0260998, veröffentlicht am 23.03.88, beschrieben.
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Typischerweise wird das Tastsignal von Quelle 3 als eine Zahl aus dem Bereich von 0 - 128
geliefert, wobei die Nummer 128 anzeigt welche Bereiche des Schirms Bild enthalten, und die
Nummer 0 zeigt an, welche Bereiche leer bleiben sollen. An den Rändern eines aktiven Bildes
ändert sich das Tastsignal gleichmäßig zwischen den zwei Werten und kann auch
Zwischenwerte im aktiven Bildbereich annehmen, um ein Bild anzuzeigen, welches teilweise in einer
Anzahl von verschiedenen Richtungen präsent ist. Zum Beispiel kann das Tastsignal über den
ganzen Bereich gleichmäßig in seinem Wert reduziert werden, um das Bild transparent zu
machen; es kann völlig oder teilweise in ausgewählten Bereichen entfernt werden, um die Form
des Bildes zu ändern oder es kann mit scheinbarer Entfernung des Bildes von der
Bildschirmfläche verändert werden, um das Bild in den Hintergrund verschwinden zu lassen.
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Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Signalkombinationsschaltkreis, der in bekannter Art so
ausgelegt ist, daß er ein Gemisch der ankommenden Bildsignale an einen Ausgang 5 liefert und
ein Gemisch der ankommenden Tastsignale an den Ausgang 6. Der Signalkombinationskreis ist
so ausgelegt, daß er die Bildinformation des Hintergrunds von Quelle 1 an einem Eingang 7
und die Signale der Quellen 2 und 3 an Eingängen 8 bzw. 9 empfängt.
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Der Kombinationsschaltkreis 4 hat weiterhin Eingänge 10 und 11, die so ausgelegt sind, daß
sie entsprechende Bild- und Tastsignale von Ausgängen 12 und 13 eines Speichers 14 erhalten.
Der Speicher 14 ist in bekannter Art so ausgelegt, daß er die einem Vollbild entsprechenden
Bildinformationen während jedes Halbbildes eines Videosignals empfängt und speichert und
ebenfalls während der gleichen Halbbilddauer die entsprechenden Tastsignalwerte empfängt
und speichert. Die Bildsignale und die Tastsignale werden an die Eingänge 15 und 16 des
Speichers geliefert und die Anordnung ist so getroffen, daß wenn die während jeder Halbbilddauer
abgeleitete Signalinformation in den Speicher über Eingänge 15 und 16 geschrieben wurde, die
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Bild- und Tastsignalinformation, die während eines vorherigen Halbbildes des Videosignals
gespeichert wurde, von den Ausgängen 12 und l3 gelesen werden kann.
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Die Ausgänge 12 und 13 des Speichers sind an Eingänge 17 und 18 eines weiteren
Kombinationsschaltkreises 19 angeschlossen, dessen Eingänge 20 und 21 ebenfalls mit den
Signalquellen 2 und 3 verbunden sind. So dient der Kombinationsschaltkreis 19 dazu, die Bild- und
Tastsignale, die einerseits von den Quellen 2 und 3 und andererseits von den Ausgängen 12 und 13
des Speichers 14 empfangen werden, zu kombinieren, und um kombinierte Bild- und
Tastsignale an Ausgänge 22 und 23 zu liefern. Zwischen dem Ausgang 23 des
Kombinationsschaltkreises 19 und dem Eingang 16 des Speichers 14 ist ein Schaltkreis 24 vorgesehen, welcher
dazu dient, das Tastsignal vor dem Speichern zu dämpfen und somit eine kontrollierte
Abschwächung für den unten beschriebenen Zweck in dieses Signal einzubringen.
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Ebenso ist zwischen dem Ausgang 13 des Speichers 14 und dem Eingang 11 des Kombinierers
4 ein weiterer Schaltkreis 25 vorgesehen, der dazu dient, das vom Speicher 14 gelesene
Tastsignal zu modifizieren, um ein kontrolliertes Profil ebenfalls für den unten beschriebenen
Zweck in das Signal einzubringen.
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Der Betrieb der oben beschriebenen Schaltung geht folgendermaßen vor sich:
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Jede Kombinationsschaltung 4 und 19 erzeugt eine Videoausgangssignal an 5 oder 22, das in
seiner Amplitude nicht vermindert ist, das jedoch Anteile der verschiedenen, gemischten
Eingangssignale in Proportionen enthält, die sich zu eins addieren. Falls nur ein Eingang einer
speziellen Kombinationsschaltung in Gebrauch ist, ist das Videosignal von dessen Ausgang
identisch mit dem Videosignal am benutzten Eingang, unabhängig vom Wert des zugeordneten
Tastsignals.
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Ein nicht gezeigtes Steuersystem, typischerweise ein Mikroprozessor, der unter manueller
Steuerung sein kann, kann jeden Eingang zu jeder Kombinationsschaltung an- und ausschalten,
und das Hintergrundeingangssignal von Quelle 1 oder das von Quelle 2 an den Speicher 14
gehende Videosignal oder beides mit einer elektronisch erzeugten kontrastarmen Farbe ersetzen.
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Das Steuersystem ist außerdem so ausgelegt daß es die Bedienung der
Kombinationsschaltkreise 4 und 19 steuert, um die Priorität zwischen den Signalen von Quelle 2 und dem Ausgang
13 des Speichers 14 zuzuteilen, wenn die Bildinformation in das endgültige Signal gemischt
wird.
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Angenommen die Quelle 2 soll vorherrschen, so wird das endgültige Signal, welches von dem
Kombinierer 4 gemischt wurde, Bildkomponenten enthalten, die vom Hintergrund der Quelle 1
und der sich bewegenden Information von Quelle 2 geliefert wurden, in Verbindung mit
Bildinformation, die vom Speicher 14 zurückgeholt wurde und die außerhalb der Grenzen des sich
bewegenden Bildes von Quelle 2 dargestellt werden soll. Die restliche, vom Speicher 14
gelieferte Bildinformation wird aufgrund des Umlaufeffekts von Speicher 14 auf dem Bildschirm als
stehendesd Bild eingefroren.
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Bevor die Daten des Kombinierers 19 in den Speicher 14 geschrieben werden, werden diese
vom Abklingprozessor 24 weiterverarbeitet, der den Wert des Tastsignals um einen vom
Steuersystem bestimmten Wert vermindert. Dieser kann auf Null gesetzt werden, um das Signal
unverändert passieren zu lassen.
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Dieser Mechanismus erlaubt, das Tastsignal progressiv über eine Zeitdauer zu variieren. Falls
das Bild an einem bestimmten Ort auf dem Bildschirm bei einem bestimmten Feld vorhanden
ist, wird der Kombinierer 19 den Wert des Tastsignals, der zum Abklingprozessor 24 geliefert
wird, auf mindestens das dem originalen Bild entsprechende Tastsignal einstellen. Der
Abklingprozessor 24 wird diesen Wert reduzieren, bevor er in den Speicher geschrieben wird.
Falls sich auf dem nächsten Feld des gleichen Vierecks (zwei Felder später) das originale Bild
weiterbewegt hat, wird der Kombinierer 19 an seinem Ausgang den im Speicher vorhandenen
Wert anliefern. Dieser wird erneut durch die Abschwächung reduziert und so weiter. Der
Nutzeffekt davon ist, daß ein Bild, welches über den Schirm bewegt wird, ein Spur von
gefrorenen Bildern im Videospeicher und eine Spur von abschwächenden Tastsignalen im
Tastsignalspeicher zurückläßt.
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Der Abklingprozessor 24 selbst wird von einem Strukturgenerator (nicht gezeigt) gesteuert,
der den Bildschirmbereich in eine Anzahl von Bereichen aufteilt, typischerweise 32 Pixel mal
32 Zeilen, die die Wiederholungen eines sich wiederholenden Musters sind. Jede Wiederholung
wird sowohl horizontal als auch vertikal halbiert, was vier Unterwiederholungen von 16 Zeilen
mal 16 Pixeln ergibt. Das Steuersystem wählt aus einer Bibliothek von Standardformen, die in
einem Nurlesespeiclier als 16 mal 16 Punkt Zeichnungen gehalten werden, eine aus und macht
vier Kopien der Form in den vier Unterwiederholungen. Das Steuersystem kann für jede
Unterwiederholung die Orientierung der Form innerhalb der Unterwiederholung auswählen. Wenn
so der ganze Bildschirm mit einem sich wiederholenden Muster von Teilbereichsbildern
überzogen ist, modifiziert der Strukturgenerator die Rate der Abschwächung gemäß dem Zustand
des Teilbereichsbildes bei jedem Pixel derart, daß das Muster in der abklingenden Spur von
gefrorenen Bildern, die auf dem Bildschirm erzeugt wird, sichtbar wird.
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Die Tastsignaldaten vom Speicher 14 werden durch den Profilgenerator 25 geleitet, bevor sie
an den Ausgangskombinierer 4 geschickt werden. Der Profilgenerator verarbeitet die
abklingenden Tastsignale, bevor er sie an den Ausgangskombinierer sendet. Er wendet eine Vielfalt
von Funktionen, manche von diesen nicht-linear, auf die Tastsignale an. Der Effekt davon ist,
daß die Art, wie die Spur abklingt, eingestellt werden kann. Zum Beispiel kann die Spur linear
mit der Zeit abklingen, zuerst schnell abklingen und dann langsamer werden, für eine Zeit bei
voller Intensität verbleiben und dann plötzlich verschwinden oder verschwinden und einige
Male zurückkommen.
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Somit zeigt sich, daß eine Anordnung gemäß der Erfindung eine neue und vorteilhafte
Anordnung schafft, um eine Vielfalt von visuellen Effekten zu erzeugen.