DE3853555T2

DE3853555T2 - Verarbeitung des Bewegungsvektors in digitalen Fernsehbildern.

Info

Publication number: DE3853555T2
Application number: DE3853555T
Authority: DE
Inventors: Richard Joseph Andrew Avis; Clive Henry Gillard; John William Richards
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2008-05-21
Also published as: EP0294957A3; DE3853555D1; JPS63313981A; US4864398A; EP0294957B1; EP0294957A2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Bewegungsvektorverarbeitung in digitalen Fernsehbildern. Eine solche Verarbeitung wird bei Fernsehstandardumsetzern und bei Zeitlupenprozessoren verwendet.
Ein Wechseln internationaler Fernsehprogramme benötigt aufgrund der in verschiedenen Ländern verwendeten verschiedenen Fernsehstandards, beispielsweise das in den UK verwendete (625/50)-PAL-System mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde und das in den USA verwendete (525/60)-NTSC-System mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde, Standardumsetzer.
Es sind bisher viele verschiedene Standardumsetzer vorgeschlagen worden. Einer der am besten bekannten ist der von der British Broadcasting Corporation entwickelte ACE (= Advanced Conversion Equipment). Grundsätzlich arbeitet der ACE zeilenweise auf einem digitalen Eingangsfernsehsignal, um interpolierte Samples abzuleiten, die zur Bildung eines digitalen Ausgangsfernsehsignals erforderlich sind. Die Interpolation wird nicht nur räumlich unter Verwendung von vier sukzessiven horizontalen Abtastzeilen des Eingangsternsehsignals ausgeführt, sondern auch zeitlich unter Verwendung von vier sukzessiven Halbbildern des Eingangsfernsehsignals. So wird jede Zeile des Ausgangsfernsehsignals durch Multiplikation jeweiliger Samples von 16 Zeilen des Eingangsfernsehsignals mit jeweiligen Gewichtungskoeffizienten abgeleitet.
Weitere Details des ACE sind der UK-Patentschrift GB-A-20 59 712 und aus "Four-field digital standards converter for the eighties" von R.N.Robinson und G.J. Cooper auf den Seiten 11 bis 13 von "Television" (das Journal der Royal Television Society) für Jan./Febr. 1982 zu entnehmen.
Obgleich der ACE gute Resultate liefert, besteht das Problem, daß die Einrichtung sehr voluminös ist. Um dieses Problem zu überwinden, haben wir bisher einen Fernsehstandardumsetzer vorgeschlagen, der drei Halbbildspeicher und vier 4-Zeilen- Speicher zum Empfang eines digitalen Eingangsfernsehsignals eines Standards und Ableiten von Arrays von 16 Zeilen daraus aufweist, wobei jedes Array aus vier sukzessiven Zeilen aus jedem der vier sukzessiven Halbbilder des Eingangsfernsehsignals besteht. Ein Gewichtungskoeffizient-Speicher speichert Sätze von sechzehn Gewichtungskoeffizienten, wobei die jeweiligen Sätze mit sowohl räumlichen als zeitlichen Positionen jeweiliger Zeilen eines digitalen Ausgangsfernsehsignals eines anderen Standards relativ zu den sechzehn Zeilen des Eingangsfernsehsignals korrespondieren. Zwei Interpolationsfilter leiten dann Zeile um Zeile das Ausgangsfernsehsignal durch Multiplikation korrespondierender Samplewerte von jeder der sechzehn Zeilen des Eingangsfernsehsignals mit einem jeweiligen Gewichtungskoeffizienten in einem Satz Gewichtungskoeffizienten und Summieren der resultierenden Produkte zur Bildung eines interpolierten Samplewertes ab, und vier Ausgangshalbbbild-Speicher erhalten und speichern die abgeleiteten Zeilen des Ausgangsfernsehsignals. Zum Speichern der zusätzlichen Zeilen, die abgeleitet werden, wenn das Ausgangsfernsehsignal mehr Zeilen als das Eingangsfernsehsignal aufweist, ist zwischen einem der Interpolationsfilter und den Ausgangshalbbild-Speichern ein 45-Zeilen-Speicher angeordnet. Weitere Details sind unserer UK-Patentschrift GP-A-21 40 644 zu entnehmen.
Die Ausführung solcher Standardumsetzer, die vertikale/zeitliche Interpolationstechniken verwenden, stellen einen Kompromiß zwischen der Erzeugung verschwommener Bilder unter Beibehaltung eines guten Bewegungsportraits bzw. - abbildes und einer Beibehaltung der vertikalen Auflösung jedoch auf Kosten einer "Verwackelung" dar. Erstere ist das Ergebnis einer Nachfilterung zur Verhinderung störender Alias-Effekte, letztere das Ergebnis der Einmischung der benachbarten zweidimensionalen Wiederholungs-Samplestrukturen.
Wir haben deshalb vorgeschlagen, daß in Fernsehstandardumsetzern und Zeitlupenprozessoren eine Bewegungsvektor-Abschätzung aufgenornen werden sollte. Das Problem bei der Majorität der existierenden Bewegungsvektor-Abschätzungsverfahren liegt darin, daß ihre Anwendung in Richtung Videokonferenztyp-Anwendungen tendiert, bei denen generell der Gegenstand entweder der Kopf und die Schultern einer einzelnen Person oder eine um eine Tisch sitzende kleine Gruppe Leute ist. Mit Fernsehbildern dieser Art ist die Bewegung im Vergleich zu Rundfunkfernsehbildern, bei denen beispielsweise bei einem Pferderennwettkampf die Kamera den in einem Rennen führenden folgen kann, relativ einfach. In dieser Situation ist die Bewegung komplex, beispielsweise weil die Kamera schwenkt. So kann sich der Hintergrund gut mit Geschwindigkeiten bewegen, die größer als acht Pixel pro Feld sind, während im Vordergrund wenigstens ein Pferd galoppiert. Dies bedeutet, daß das Bewegungsvektor-Abschätzverfahren versuchen muß, die Beine des Pferdes zu verfolgen, die sich gut in Richtungen bewegen können, die von der des sich schon bewegenden Hintergrundes verschieden sind.
Auch NHK Laboratories Note Nr. 326, Jan. 1986, S. 1 bis 15 beschreibt einen Fernsehstandardumsetzer einer Art, die eine Einrichtung zum Analysieren der Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangsfernsehsignals eines Fernsehstandards und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von der Bewegung, eine Einrichtung zum nachfolgenden Aufreihen der Halbbilder in Abhängigkeit von den Bewegungsvektoren derart, daß effektiv statische Bilder dargestellt werden, und eine Einrichtung zum Bewirken einer Umsetzung unter Verwendung der statischen Bilder zum Ableiten des erforderlichen Ausgangsfernsehsignals eines anderen Fernsehstandards aufweist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Fernsehstandardumsetzer dieser generellen Art bereitgestellt, der durch eine Einrichtung zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren im Zeitbereich gekennzeichnet ist, wobei die Aufreihungseinrichtung so arbeitet, daß die Malbbilder in Abhängigkeit von den gefilterten Bewegungsvektoren aufgereiht werden. Die Erfindung resultiert aus der Erkenntnis, daß Fehler bei den Bewegungsvektoren als Ergebnis eines Rauschens im ankommenden Video und Fehler bei der Bestimmung der Vektoren auftreten können, und aus der Erkenntnis, daß das resultierende Ausgangsbild ein besseres Bewegungsprotrait bewegter Objekte bereitstellt, obgleich die rekursive Filterung der Bewegungsvektoren einen Verlust von Bewegungsvektorinformation zur Folge hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch Fernsehstandardumsetzer für 625 Zeilen und 50 Halbbilder pro Sekunde in 525 und 60 Halbbilder pro Sekunde bereitgestellt, der einen ersten Zeitbasiskorrektor zum Empfang eines digitalen Eingangsfernsehsignals mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde aufweist, und
gekennzeichnet ist durch
einen mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors verbundenen Bewegüngsanalysator zum Analysieren einer Bewegung in dem Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von dieser Bewegung,
einer Einrichtung zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,
ein ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors verbundenes Schieberegister,
einen Interpolator zum Ableiten von Samples eines benötigten zweiten digitalen Ausgangsfernsehsignals mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde in Abhängigkeit von aus dem Schieberegister und dem gefilterten Bewegungsvektoren abgeleiteten Samples und
einen zweiten Zeitbasiskorrektor zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Ausgangsfernsehsignals.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Fernsehstandartdumsetzer für 525 Zeilen und 60 Halbbilder pro Sekunde in 625 Zeilen und 50 Halbbilder pro Sekunde bereitgestellt, der einen ersten Zeitbasisumsetzer zum Empfang eines digitalen Fernsehsignals mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde aufweist, und
gekennzeichnet ist durch
einen mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors verbundenen Bewegungsanalysator zum Analysieren einer Bewegung in dem Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von den Bewegungsvektoren,
eine Einrichtung zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,
ein ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors verbundenes Schieberegister,
einen Interpolator zum Ableiten von Samples eines benötigten digitalen Ausgangsfernsehsignals mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde in Abhängigkeit von aus dem Schieberegister und den gefilterten Bewegungsvektoren abgeleiteten Samples, und
einen zweiten Zeitbasiskorrektor zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Ausgangsfernsehsignals.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Zeitlupenprozessor bereitgestellt, bestehend aus
einer Eingangsschaltung zum Empfang eines digitalen Eingangsfernsehsignals,
einem Bewegungsanalysator zum Analysieren einer Bewegung in dem digitalen Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von der Bewegung, und
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,
ein Schieberegister zum Halten verschiedener sukzessiver Halbbilder des Eingangsfernsehsignals,
einen Interpolator zum Ableiten von Samples eines benötigten digitalen Zeitlupen-Ausgangsfernsehsignals in Abhängigkeit vom Zeitlupengrad sowie von aus dem Schieberegister abgeleiteten Samples und von den gef ilterten Bewegungsvektoren, und einen 2-Halbbild-Zeitbasiskorrektor zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Zeitlupen-Ausgangssfernsehsignals.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und in denen
Figur 1 in Form eines sehr vereinfachten Blockschaltbildes einen Fernsehstandardumsetzer zeigt,
Figur 2 in Form eines Blockschaltbildes einen ersten Fernsehstandardumsetzer zeigt,
Figur 3 in Form eines Blockschaltbildes einen zweiten Fernsehstandardumsetzer zeigt,
Figur 4 einen Teil des Standardumsetzers nach Figur 3 in Form eines detaillierten Blockschaltbildes zeigt,
Figur 5 Zeitdiagramme zur Erklärung der Arbeitsweise nach Figur 4 zeigt,
Figur 6 einen Teil des Standardumsetzers nach Figur 2 in Form eines detaillierten Blockschaltbildes zeigt,
35 Figur 7 Zeitdiagramme zur Erklärung der Arbeitsweise nach Figur 6 zeigt,
Figur 8 einen Teil des Standardumsetzers nach Figur 2 in Form eines detaillierten Blockschaltbildes zeigt,
Figur 9 Zeitdiagramme zur Erklärung der Arbeitsweise nach Figur 8 zeigt,
Figur 10 einen Teil des Standardumsetzers nach Figur 2 in Form eines detallierteren Blockschaltbildes zeigt,
10 Figur 11A schematisch die Bewegung eines Objekts in sequentiellen Halbbildern zeigt,
Figur 11B korrespondierende Bewegungsvektoren zeigt,
Figur 12 in Blockform den Vergleich von Bewegungsvektoren zeigt,
Figur 13 bis 15 jeweils Beispiele von Bewegungsvektoren aus drei seguentiellen Halbbildern zeigen,
Figur 16 die Wirkung der rekursiven Filterung von Bewegungsvektoren zeigt,
Figur 17 in Blockform ein generelles Beispiel eines Filters mit unendlichem Pulsantwort zeigt,
Figur 18 schematisch eine Negativvektorfilterung zeigt,
Figur 19 in Blockform ein Filter mit unbegreztem Ansprechen auf einen Impuls für Negativvektorfilterung zeigt,
Figur 20 schematisch eine Positivvektorfilterung zeigt und
Figur 21 in Blockform ein Filter mit unbegreztem Ansprechen auf einen Impuls tür Positivvektortilterung zeigt.
Zum leichteren Verständnis der zu beschreibenden Bewegungsvektorverarbeitung werden zuerst die Form und Arbeitsweise zweier Standardumsetzer und eines Zeitlupenprozessors gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine solche Bewegungsvektorverarbeitung verwenden, beschrieben. Die zu beschreibenden Standardumsetzer halten die vertikale Auflösung aufrecht und beseitigen das "Verwackeln" durch Bewegungskompensation zwischen Halbbildern. Tatsächlich wird die Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Halbbildern analysiert. Diese Halbbilder können dann derart Pixel um Pixel "aufgereiht" werden, daß sie statische Bilder darstellen, bei denen eine Umsetzung stattfinden kann. Dies hat zur Folge, daß die vertikale Auflösung beibehalten werden kann.
Die zu beschreibenden Standardumsetzer können in zwei Teile unterteilt werden. Der erste Teil ist einem bekannten Standardumsetzer analog, der eine vertikale/zeitliche Interpolation zur Umsetzung zwischen einem Fernsehstandard von 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde (= 525/60- Fernsehstandard) und einem Fernsehstandard von 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde (= 625/50-Fernsehstandard). Allein dies würde ein Ausgangssignal erzeugen, bei welchem die vertikale Auflösung jedoch mit dem zusätzlichen Effekt der Verschmierung aufrechterhalten ist. Zur Beseitigung dieser Verschmierung werden vier beim Umsetzungsprozeß verwendete Halbbilder des digitalen Eingangsfernsehsignals unter der Kontrolle von Bewegungsvektoren aufgereiht, die von einem den zweiten Teil des Standardumsetzers bildenden Bewegungsanalysators erzeugt werden.
Dies ist in Form eines sehr vereinfachten Blockschaltbildes in Figur 1 gezeigt. Der Videoteil eines digitalen Eingangsfernsehsignals eines Standards, das beispielsweise durch Abtastung eines analogen Fernsehsignals bei 13,5 MHz abgeleitet worden ist, wird einem Interpolator 1 zugeführt, von dem der Videoteil des benötigten Ausgangsfernsehsignals eines anderen Standards abgeleitet wird. Ein Bewegungsanalysator 2 erhält das Luminanzvideo und leitet Bewegungsvektoren ab, die Daten bereitstellen, welche die Bewegung zwischen sukzessiven Halbbildern des Eingangsfernsehsignals zum Steuern des Betriebs des Interpolators 1 darstellen. Der Interpolator 1 arbeitet generell ähnlich wie der korrespondierende Teil eines bekannten Standardumsetzers, beispielsweise eines solchen wie er oben angegeben ist. Er enthält jedoch auch die Einrichtung zur Aufreihung der vier bei der Interpolation unter der Steuerung der Bewegungsvektoren verwendeten Halbbilder.
Die Repositionierung der vier Halbbilder wird in zwei Stufen ausgeführt. Die erste Stufe umfaßt eine Variierung der Adresse eines jedem Halbbild zugeordneten variablen Verzögerungselements zum Repositionieren des Bildes bei der nächstliegenden Zeile oder dem nächstliegenden Sample. Die zweite Stufe verwendet sowohl eine vertikale als auch horizontale Interpolationstechnik zum Repositionieren innerhalb von ± 1/16-Zeile oder ±1/8 eines Samples. Selbst ohne Bewegung werden beide obigen Techniken verwendet, um eine Umsetzung von Zeilenstandards zu ermöglichen.
Der Vertikalinterpolator weist vier Abgriffe bzw. Abtastpunkte pro Halbbild auf, wodurch effektiv ermöglicht wird, daß ein 8-Abtastpunkt-Vertikalfilter auf die statischen Bilder angewendet werden kann. Ein 8-Abtastpunkt-Interpolator ermöglicht es, daß eine gute vertikale Auflösung bei minimaler Verzerrung aufrechterhalten wird. Der Effekt der Verzerrung im Horizontalinterpolator ist weniger ein Problem, so daß ein 2-Abtastpunkt-Horizontalfilter verwendet wird, obgleich beispielsweise ein 4-Abtastpunkt-Horizontalfilter verwendet werden kann.
Der zeitliche Interpolator wird beim normalen Betrieb verwendet, um eine Interpolation perspektivischer Änderungen zu ermöglichen, oder wenn keine sensiblen Bewegungsvektoren detektiert werden können, in welchem Fall der Interpolator 1 zum normalen Standardumsetzbetrieb zurückkehren muß, bei welchem keine Bildrepositionierung stattfindet.
Beim Umsetzen von einer hohen Halbbildrate in eine niedrigere Rate werden die ankommenden Halbbilder derart interpoliert, daß ein interpoliertes Halbbild ohne irgendeine Bewegungsverschlechterung gelegentlich fallengelassen werden kann. Die ganze Interpolation wird mit der Eingangshalbbildrate ausgeführt und zu einem Zeitbasiskorrektor überführt, der dann die erzeugten Halbbilder über die benötigte Zeitperiode für den Ausgangsstandard verbreitet.
Der obige Betrieb ist bei einer Umsetzung von 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde (= 525/60) in 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde (= 625/50) notwendig. Es ist jedoch auch evident, daß 625 Zeilen erzeugt werden müssen, wenn nur 525 Zeilen im Eingangssignal existieren.
Um das Zeilenzahlumsetzproblem zu überwinden, wird am Eingang ein zweiter Zeitbasiskorrektor zum Erzeugen eines Signals mit 585 Zeilen mit der 60 Hz-Rate zu erzeugen. Ein 585-Zeilenformat kann die ganze aktive Bildinformation im 625-Zeilenformat enthalten. Infolge dieses ersten Zeitibasiskorrektors gibt es gelegentlich Zeilen, die keine Videoinformation haben. Die Interpolatorspeicher werden während dieser Zeit eingefroren, so daß eine zusätzliche interpolierte Zeile von dem zur Erzeugung der vorhergehenden Ausgangszeile verwendeten gleichen Zeilen erzeugt werden kann. Dieser Prozeß ermöglicht es, daß 625 Zeilen aus den ursprünglichen 525 interpoliert werden können.
Der Grund für die Auswahl des 585/60-Formats wird nun detaillierter erklärt. Ein 685-Zeilen-Bild enthält 288 aktive Zeilen in jedem Halbbild und 720 Samples in jeder horizontalen Zeile mit der Abtastrate von 13,5 MHz. Die unten zu beschreibenden Schaltungen des Fernsehstandardumsetzers nach den Figuren 2 und 3 verwenden Techniken, welche es ermöglichen, daß das Bild horizontal um plus oder minus 24 Samples verschoben wird. Dies erfordert eine minimale horizontale Austastung von 48 Samples. Die Gesamtzahl der in einem Halbbild erforderlichen Samplepositionen beträgt deshalb
(720 + 48) x 288
= 221184.
Es gibt klar beträchtliche Vorteile bei der Verwendung eines 13,5 MHz-Taktes im ganzen System, in welchem Fall die Zahl der Taktzyklen innerhalb einer 60 Hz-Periode (genauer einer 59,94 HZ-Periode) gleich
225225
beträgt.
Wenn in einem einzeln Rahmen 576 Datenzeilen erforderlich sind, ist die Zahl horizontaler Samples gleich 782,03125. Obgleich diese Zahl ausreicht, die erforderlichen 720 + 48 Samples zu enthalten, bedeutet das Bruchteilsample, daß die Struktur auf einer Zeile zu Zeile-Basis nicht orthogonal war. Dies verursacht beträchtliche Design-Schwierigkeiten beim Rest des Standardumsetzers, da die Zahl erforderlicher Zeilen graduell von 576 erhöht wurde, bis eine ganze Zahl Samples, tatsäschlich 770, in jeder Zeile existiert.
Das einzige Format, welches die orthogonale Struktur erreicht, ist das 585/60-Format, das zusätzlich eine brauchbare vertikale Austastung von 4 Zeilen im ersten Halbbild, 5 Zeilen im zweiten Halbbild und 50 Samples horizontaler Austastung gibt.
Im Zeitlupenmodus von 625/50 in 625/50, auf den unten Bezug genommen wird, besteht nicht das Erfordernis des Speicherns des aktiven Videos des 625-Formats innerhalb einer 60 Hz- Periode, so daß die Interpolation und andere Verarbeitung im normalen 625/50-Format ausgeführt werden.
Bei der Umsetzung von einer niedrigen Halbbildrate in eine höhere Halbbildrate muß der Eingangszeitbasiskorrektor einen Videostrom mit der Ausgangsrate erzeugen. Dies wird ausgeführt, indem gelegentlich ein Eingangshalbbild wiederholt wird. Wenn das wiederholte Halbbild auftritt, müssen alle Interpolatorspeicher eingefroren werden, so daß die Interpolation auf die gleichen Eingangshalbbilder ausgeübt wird, die zur Erzeugung des vorhergehenden Ausgangshalbbildes verwendet werden.
Wenn diese Technik nicht verwendet würde, wären zwei Sätze aus Interpolator und Bewegungsdetektor erforderlich, um das fehlende Halbbild zu bilden. Die obige Operation wird bei einer Umsetzung von 625/50 in 525/60 ausgeführt. Um zu ermöglichen, daß während einer Periode von 60 Halbbildern pro Sekunde 625 Zeilen existieren, muß wieder das 585/60-Zwischenformat angenommen werden. Während dieses Prozesses sind einige der interpolierten Zeilen nicht erforderlich, da aus den ursprünglichen 625 nur 525 zu erzeugen sind. Am Ausgang ist deshalb ein Zeitbasisumsetzer erforderlich, um das endgültige 525/60-Format zu erzeugen.
Die erforderliche Interpolationsgröße wird durch Vergleich einer Eingangs- und Ausgangs-Synchronisationsimpulsphase bestimmt.
Wie oben erwähnt, wird eine Bewegungsanalyse auf der Luminanz des Eingangsvideos ausgeführt. Das verwendete Verfahren umfaßt eine Anzahl Stufen zum Erreichen eines einzigen Bewegungsvektors für jedes Pixel. Die Bewegung kann im Bereich von ± 24 Pixeln horizontal und ± 8 (Halbbildrate) vertikal detektiert werden.
Bei einer ersten Stufe wird die Bewegung im Bild bei Punkten auf dem Schirm, die um 16 Samples horizontal und 8 Zeilen vertikal räumlich beabstandet sind, unter Verwendung einer Blockanpassungstechnik bestimmt. Die ursprünglichen Bewegungsvektoren in einem Halbbild werden alle sechzehn Samples und alle acht Zeilen berechnet. Jeder einzelne dieser Punkte liegt im Zentrum eines Suchblocks. Konzeptionell wird jeder Block ± 24 Sample horizontal und + 8 und -8 Samples vertikal über dem nächsten Halbbild abgetastet, wobei jedesmal die Summation der Differenz zwischen den zwei Halbbildern über dem Bereich des Suchblocks erzeugt wird. Die minimale Gesamtdifferenz zeigt dann an, in welcher Richtung sich das Objekt sich bei diesem Punkt bewegt hat.
In der Praxis wird die obige Technik in separaten Schritten angewendet, was stark die Menge und Komplexität der erforderlichen Hardware reduziert.

Schritt 1:

Prüfen auf eine Minimaldifferenz in genau drei Positionen, einer Mittelposition, sechzehn Samples nach links und sechzehn Samples nach rechts.

Schritt 2, startend vom oben bezeichneten Punkt:

Prüfen auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Punkten in Schritten von acht Samples oder Zeilen.

Schritt 3, startend vom oben bezeichneten Punkt:

Prüfen auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten von vier Samples oder Zeilen.

Schritt 4, startend vom oben bezeichneten Punkt:

Prüfen auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten von zwei Samples oder Zeilen.

Schritt 5, startend vom oben bezeichneten Punkt:

Prüfen auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten eines Samples oder einer Zeile.

Schritt 6.

Nach Schritt 5 ist die Bewegung des Objekts am nächstliegenden Pixel detektiert worden. Ein genauerer Vektorwert kann durch Hinzufügen eines sechsten Schrittes erhalten werden, bei welchem die durch den Schritt 5 angezeigte und bei der Endposition erzeugte Differenz mit den zwei Differenzen oberhalb und unterhalb verglichen wird, um den vertikalen Vektorwert einzustellen, und mit den zwei Differenzen links und rechts verglichen wird, um den horizontalen Vektorwert einzustellen.
Die obige Technik bezieht sich auf die Erzielung einer Korrelation zwischen dem Bezugssuchblock und einem ähnlichen Block aus Videodaten auf dem folgenden Halbbild (den Suchpositionen). Beim Schritt 5 ist es möglich, daß die wahre Bewegung ein halbes Pixel mehr oder weniger als detektiert beträgt, jedoch ist es notwendig, daß in diesem Punkt die beste Korrelation auftritt, obgleich eine exakte Korrelation nicht erreicht werden kann. Um sicherzustellen, daß dies auftritt, kann das Bild sowohl vertikal als auch horizontal durch ein Gauß-Filter gefiltert werden, das + 6 dB Dämpfung bei 1/2- Nyquistfrequenz aufweist.
Ähnlich kann für den Schritt 4 das Bild mit 6 dB Dämpfung bei 1/4-Nyquistfrequenz gefiltert werden, was einen Einzelpixelfehler bei der Detektion ermöglicht.
Schritt 3 verwendet ein Bild, das mit 6 dB Dämpfung bei 1/8- Nyquistfrequenz gefiltert wird, was einen Zweipixelfehler ermöglicht.
Schritt 2 verwendet ein Bild, das mit 6 dB Dämpfung bei 1/16- Nyquistfrequenz gefiltert wird, was einen Vierpixelfehler ermöglicht.
Schließlich verwendet Schritt l ein Bild, das mit 6 dB Dämpfung bei 1/32-Nyquistfrequenz gefiltert wird, was einen Achtpixelfehler ermöglicht. Da die Bilder während der Schritte 1, 2, 3 und 4 so stark gefiltert werden, können zusätzlich die Samples reduziert, beispielsweise in der Zahl halbiert werden, was die Zahl der Berechnungen und den Aufwand an Hardware noch weiter stark reduziert. Die effektive Suchblockgröße ist 16 Zeilen hoch und 48 Samples lang. Ein großer Suchblock ist notwendig, um die Bewegung großer flächenhafter Bereiche genau zu detektieren. Der zentrale Teil flächenhafter Bereiche ist unwichtig, da sich die Werte der Pixel in diesen Punkten von einem Halbbild zum nächsten nicht ändern, jedoch sind die Ränder solcher Objekte offensichtlich wichtig. Wenn die Bewegungsdetektion auf ± 24 Samples horizontal und ± 8 Zeilen vertikal begrenzt ist, hat ein Block der obigen Größe die Minimalgröße zum Sicherstellen einer genauen Bewegungsdetektion.
Bei den Standardumsetzern weist das in den Bewegungsanalysator 2 eintretende Luminanzvideo in Abhängigkeit von den Umsetzmoden verschiedene Formen von 585 Zeilen/60 Halbbildern pro Sekunde auf. Diese können wiederholte Zeilen für eine 525-Eingabe oder wiederholte Halbbilder für eine 625-Eingabe enthalten. Zusätzlich enthält die Eingabe beide Halbbildpolaritäten. Der erste Prozeß dient zum Sicherstellen einer Kontinuität von Daten und einer einzelnen Halbbildpolarität für die Bewegungsabschätzverarbeitung. Dies wird durch Interpolation auf den Eingangsdaten durch eine Vektorschnittstelle zur Aufrechterhaltung der Kontinuität und durch eine horizontale Filterung zur Unterstützung einer nachfolgenden Bewegungs-Detektion/Korrelation ausgeführt.
Separate Ausgangssignale aus dieser Schaltung werden an Bewegungsabschätzvektorfilter und Bewegungsdetektor-Halbbildspeicher/Vektorselektoren gegeben. Das Ausgangssignal der Vektorschnittstelle besteht, wie oben beschrieben, aus räumlich kontinuierlichen Einzelhalbbild-Polaritätsdaten. Das Ausgangssignal für die Halbbildspeicher/Vektorselektoren hängt von dem Eingabe- und Ausgabemodus ab. Bei einigen Moden ist es kontinuierlich und bei anderen enthält es wiederholte Zeilen/Halbbilder. Die Vektorfilter und Vektorkalkulatoren führen die oben umrissenen Schritte aus.
Die Verarbeitung der verschiedenen Schritte wird durch Vektorkalkulatoren und einen Vektorprozessor ausgeführt. Die Vektorkalkulatoren führen die Schritte 1 bis 5 und der Vektorprozessor führt den Schritt 6 aus. Zusätzlich führt der Vektorprozessor die zweite Stufe bei der Bewegungsabschätzung wie folgt aus:
Für jeden 8x16-Block wird eine Wahl von vier aus sieben Bewegungsvektoren getroffen, wobei die sieben Bewegungsvektoren der eine für diesen speziellen Block und die sechs für die sechs nächsten Blöcke sind.
Zusätzlich bestimmt der Vektorprozessor auch die vier allgemeinsten bzw. häufigsten Bewegungsvektoren im ganzen Eingangshalbbild, die modale Bewegungsvektoren genannt werden. Die primäre Verwendung der modalen Bewegungsvektoren liegt in den Grenzbereichen in der nähe des Randes eines Halbbildes, wo es tatsächlich nicht möglich ist, irgendwelche lokale Bewegungssvektoren zu berechnen. Wenn überdies einer oder mehrere der lokalen Bewegungsvektoren gleich sind, werden diese durch die modalen Bewegungsvektoren ersetzt.
Bei der nächsten Stufe der Bewegungsdetektion werden für jedes Pixel die vier Bewegungsvektoren geprüft, indem die Differenz zwischen den extrapolierten Positionen auf dem Halbbild 0 zum Halbbild 1 erzeugt. Während einer Standardumsetzung muß ein Halbbild zwischen zwei Halbbildern interpoliert werden, beispielsweise zwischen Halbbild 0 und Halbbild 1. So werden die zwischen diesen zwei Halbbildern erzeugten Bewegungsvektoren als die für die Bewegung am repräsentativsten betrachtet. Von diesen zwei Halbbildern werden vier Bewegungsvektoren verwendet. Um zu entscheiden, welches der korrekte Bewegungssvektor ist, wird ein Pixel aus Halbbild 0 mit einem Pixel aus Halbbild 1 unter Verwendung des Bewegungsvektors verglichen, um zu entscheiden, von wo das zu erzeugende Pixel auf dem Halbbild 0 gekommen und wohin es beim Halbbild 1 gegangen ist. Wenn mathematisch die Position x, y, z erzeugt werden muß, wobei x = horizontale Position, y = vertikale Position und z = zeitliche Position zwischen Halbbild 0 und Halbbild 1 bedeuten, sind die für den Vergleich benutzten Pixel so, wie unten gezeigt. Es sei angenommen, daß sich das Halbbild 0 bei z = 0 und das Halbbild 1 bei z = 1 befindet.
Pixel aus Halbbild 0
x&sup0; = x - (Vh*z)
y&sup0; = y - (Vv*z)
Pixel aus Halbbild 1
x¹ = x + (1-z)Vh
y¹ = y + (1-z)Vv
Vh = horizontale Komponente des Vektors
Vv = vertikale Komponente des Vektors.
Für jeden Bewegungsvektor wird ein Modul der Differenz zwischen dem im Halbbild 0 und im Halbbild 1 angezeigten Pixel gefunden. Die Minimaldifferenz wird als eine erste Abschätzung zur Anzeige des korrekten Bewegungsvektors angenommen.
Wenn eine Zahl Bewegungsvektoren eine sehr ähnliche Differenz erzeugen, werden diese Bewegungsvektoren erneut unter Anwendung eines Vergleichs zwischen Halbbild -1 und Halbbild 0 geprüft.
Pixel aus Halbbild -1
x&supmin;¹ = x - (1+z)Vh
y&supmin;¹ = y - (1+z)Vv.
Der minimale Differenzmodul der durch diese zweite Prüfung erzeugten verbleibenden Bewegungsvektoren wird dann als der den genauesten Bewegungsvektor darstellende Vektor betrachtet.
Wenn eine Zahl Bewegungsvektoren wieder ähnliche Differenzen aufweist, besteht die Option, keine Bewegung anzunehmen. Wenn nur die horizontale Komponente variiert hat und nicht die vertikale Komponente, wird nur die horizontale Komponente auf 0 gesetzt und die vertikale Komponente als der detektierte Wert beibehalten. Wenn nur die vertikale Komponente variiert hatl wird die horizontale Komponente beibehalten und nur die vertikale Komponente auf 0 gesetzt. Wenn die gewählte Pixeldifferenz zu groß ist, besteht die Option, den ganzen Bewegungsvektor in beiden Richtungen auf 0 zu setzen.
Eine Endstufe wird angewendet, wenn einmal jedem Pixel ein Bewegungsvektor zugeordnet worden ist. Hier wird die Bewegung jedes Pixels von einem Halbbild zum nächsten nachgeführt bzw. verfolgt und auf den Vektorwert ein rekursives Filter angewendet. Dies beseitigt die Effekte des Rauschens und kleine Bewegungsabschätzfehler und glättet auch die Trajektorie der Bewegungsvektoren.
Es gibt zwei mögliche Wege des Verfolgens der Bewegung eines Pixels.
Im ersten wird der Bewegungsvektor für ein Pixel in einem Halbbild t dazu benutzt, auf ein Pixel im Halbbild t+1 zu zeigen. Der für dieses Pixel bestimmte Bewegungsvektor im Halbbild t+1 wird dann rekursiv gefiltert, um den endgültigen Bewegungsvektor für das Pixel im Halbbild t+1 zu bilden.
Beim zweiten wird der Bewegungsvektor für ein gegebenes Pixel im Halbbild t dazu benutzt, auf ein Pixel im Halbbild t-1 zu zeigen. Der Bewegungsvektor aus diesem Pixel wird dann rekursiv mit dem Bewegungsvektor für das gegebene Pixel gefiltert, um den endgültigen Bewegungsvektor für dieses gegebene Pixel im Halbbild t zu bilden.
In jedem Fall ist das endgültige Ausgangssignal ein Bewegungsvektor für jedes Pixel, der aus dem Bewegungsanalysator 2 zum Interpolator 1 gegeben wird, um bei der Aufreihung der vier beim Standardumsetzprozeß verwendeten Halbbilder angewendet zu werden.
Der erste Standardumsetzer zur Umsetzung eines digitalen Eingangsfernsehsignals mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde in ein digitales Ausgangsfernsehsignal mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde ist in detaillierter Blockform in Figur 2 gezeigt.
Das mit 50 Halbbildern pro Sekunde und einer Abtastrate von 13,5 MHz hereinkommende Video, d.h. CCIR 601-Daten, wird einem Demultiplexer 31 zugeführt, der es in Luminanzkomponenten Y, Synchronisationssignale SYNC und Chrominanzkomponenten UV separiert. Die Luminanzkomponenten Y werden einem 4-Halbbild-Luminanz-Zeitbasiskorrektor (Zeitbasiskorrektor = TBC = time basis corrector) 11Y zugeführt und die Chrominanzkomponenten UV werden einem 4-Halbbild-Chrominanz-TBC 11C zugeführt. Die Synchronisationssignale SYNC werden zusammen mit einem Eingangshalbbild-Polaritätssignal aus einem externen Eingang und einem Ausgangshalbbild-Synchronisationsbezugssignal aus einem anderen externen Eingang einer Steuerung 32 zugeführt. Die TBCs 11Y und 11C wiederholen gelegentlich Halbbilder, derart, daß das Ausgangssignal bei 60 Halbbildern pro Sekunde liegt. Die Steuerung der TBCs 11Y und 11C, welche die Wiederholung eines Halbbildes bewirkt, wird von den Eingangshalbbild-Synchronisationsimpulsen und den erforderlichen Ausgangshalbbild-Synchronisationsimpulsen abgeleitet. Der Vergleich der Synchronisationsimpulse stellt auch eine zeitliche Verschiebungsfigur bereit, welche die Größe einer an den Ausgängen der TBCs 11Y und 11C benötigten zeitlichen Interpolation derart anzeigt, daß eine glatte Bewegung bei 60 Halbbildern pro Sekunde beobachtet wird.
Bei einer derartigen Umsetzung von 50 Halbbildern pro Sekunde in 60 Halbbilder ist eine Zeilenumsetzung von 625 in 525 notwendig. Es ist deshalb erforderlich, die ursprünglichen 625 Zeilen Information bei einer Rate von 60 Halbbildern pro Sekunde aufrechtzuerhalten, damit sie alle zur Bildung der interpolierten Zeilen verfügbar sind.
Der Standardumsetzer verwendet einen Zwischenstandard, der die ganze aktive vertikale Information des Signals aus 50 Halbbildern pro Sekunde bei der Rate von 60 Halbbildern pro Sekunde enthalten kann. Der Zwischenstandard enthält auch die ganze aktive Zeileninformation, die noch unter Verwendung der ursprünglichen Samplerate von 13,5 MHz orthogonal Zeile um Zeile angeordnet ist.
Der verwendete Zwischenstandard, der, wie oben erklärt, alle diese Erfordernisse erfüllen kann, ist ein 585-Zeilenformat bei 60 Halbbildern pro Sekunde. Bei einer Abtastung mit 13,5 MHz hat jede Zeile dieses Formats genau 770 Samples. Es ist deshalb klar, daß 585 Zeilen ausreichen, um die 576 aktiven Zeilen des 625-Zeilenformats bei einer Rate von 60 Halbbildern pro Sekunde zu enthalten. Da die aktive Zeilenbreite nur 720 Samples beträgt, gibt es noch 50 Samples horizontaler Austastung.
Die Luminanzdaten (= D) aus dem Luminanz-TBC 11Y werden mittels einer Verarbeitungskompensationsverzögerung 17Y einem zeitlichen Luminanzschieberegister 16Y zugeführt, das vier Halbbildspeicher (= FS) 12Y, 13Y, 14Y und 15Y aufweist. Der Luminanz-TBC 11Y führt auch ein zeitliches Einfriersignal (= F) mittels der Verzögerung 17Y dem Schieberegister 16Y zu. Der Chrominanz-TBC 11C führt die Chrominanzdaten (= D) mittels einer Verarbeitungskompensationsverzögerung 17C einem zeitlichen Chrominanzschieberegister 16C zu, welches vier Halbbildspeicher 12C, 13C, 14C und 15C aufweist. Der Chrominanz-TBC 11C führt auch ein zeitliches Einfriersignal mittels der Verzögerung 17C dem Schieberegister 16C zu. Dem Schieberegister 16Y ist ein Luminanzinterpolator 1Y zugeordnet, der Eingangssignale aus jedem der Halbbildspeicher 12Y, 13Y, 14Y und 15Y empfängt und das 585-Zeilenformat ableitet. Das Ausgangssignal des Luminanzinterpolators 1Y wird einem 2- Halbbild-Luminanz-TBC 18Y zugeführt. Dem Schieberegister 16C ist ein Chrominanzinterpolator 1C zugeordnet, der Eingangssignale aus jedem der Halbbildspeicher 12C,. 13C, 14C und 15C empfängt und auch das 585-Zeilenformat ableitet. Das Ausgangssignal des Chrominanzinterpolators 1C wird einem 2- Halbbild-Chrominanz-TBC 18C zugeführt. Wenn die Ausgangssignale der TBCs 11Y und 11C eingefroren sind, werden während eines wiederholten Halbbildes die Schieberegister 16Y und 16C ebenfalls eingefroren, so daß immer vier verschiedene auf einanderfolgende Halbbilder des Eingangssignals in den Schieberegistern 16Y und 16C existieren. Infolgedessen werden die Schieberegister 16Y und 16C zum Bereitstellen der zeitlichen Abgriffe bzw. Abtastpunkte für die Interpolatoren 1Y und 1C benutzt. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Interpolatoren 1Y und 1C.
Jeder zeitliche Abgriff erzeugt vier Zeilenabgriffe bei Positionen, die von den Bewegungsvektoren abhängen, so daß ein zweidimensionales Filter zum Erzeugen der notwendigen Interpolation benutzt werden kann. Das interpolierte Bild enthält 576 aktive Zeilen, so daß ein korrektes Bild erhalten wird, wenn jede sechste Zeile in einem einzelnen Halbbild fallengelassen wird. Die verbliebenen 484 Zeilen erzeugen den aktiven Bildbereich des 525-Zeilenformats. Damit auf diese Weise Zeilen fallengelassen werden können, werden die Ausgangssignale aus den Interpolatoren 1Y und 1C dem 2-Halbbild-TBC 18 zugeführt. Die TBCs 18Y und 18C schreiben in alle 576/2 Zeilen, lesen jedoch nur die erforderlichen 484/2 Zeilen aus, um das erforderliche Ausgangsfernsehsignal bereitzustellen. Die Ausgangssignale aus dem Luminanz-TBC 18Y und des Chrominanz-TBC 18C werden einem Multiplexer 34 zugeführt, der die Luminanzkomponenten Y und die Chrominanzkomponenten UV multiplext, um CCIR 601-Ausgangsdaten in Form eines digitalen Fernsehsignals von 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde bereitzustellen.
Die Steuerung 32 führt dem Luminanz-TBC 11Y und dem Chrominanz-TBC 11C Steuersignale (C) zu. Die Steuerung 32 führt auch Steuersignale dem Luminanz-TBC 18Y und dem Chrominanz-TBC 18C zu. Es führt auch Interpolationssteuersignale (IC) dem Luminanzinterpolator 1L und dem Chrominanzinterpolator 1C zu.
Die vom Luminanz-TBC 11Y zugeführten Luminanzdaten allein werden auch dem im oberen Teil der Figur 2 gezeigten Bewegungsanalysator 2 zugeführt, so daß Bewegungsvektoren erzeugt werden können. Tatsächlich ist zwischen den TBCs 11Y und 11C und den Schieberegistern 16Y und 16C eine Rahmenverzögerung erforderlich, um die zur Verarbeitung der Bewegungsvektoren benötigte Zeit zu ermöglichen. Das Einfrieren der Schieberegister 16Y und 16C muß deshalb ebenfalls um einen Rahmen verzögert werden, und diese Verzögerungen werden durch die Verzögerungen 17Y und 17C bereitgestellt.
Der Bewegungsanalysator 2 weist eine Vektorschnittstelle 35 auf, der die Luminanzdaten aus dem Luminanz-TBC 11Y zusammen mit dem Interpolationssteuersignal aus der Steuerung 32 zugeführt werden. Die Vektorschnittstelle 35 führt auf 625 Zeilen interpolierte Daten einem Vektorfilter 36 und einem Vektorkalkulator 37 zu, die zusammen die oben beschriebene Bewegungsabschätzung ausführen. Das Ausgangssignal des Vektorkalkulators 37 wird einem Modalbewegungsvektorprozessor 38 und auch einem Subpixel-Bewegungsabschätzer zugeführt. Der Bewegungsvektorprozessor 38 führt vier Ausgangssignale und der Subpixel-Bewegungsabschätzer ein einzelnes Ausgangssignal einem Bewegungsvektorreduzierer 40 zu, der vier Ausgangssignale einem Vektorselektor 41 zuführt, den die vorliegende Erfindung insbesondere betrifft.
Die Vektorschnittstelle 35 führt auch die zu geraden Halbbildern interpolierten Daten einer Verarbeitungskompensationsverzögerung 32 zu, zu der sie auch das empfangene Interpolationssteuersignal und auch ein an der Vektorschnittstelle 35 erzeugtes zeitliches Einfrierungssignal (= F) führt. Die Daten aus der Verzögerung 42 werden einem zeitlichen Schieberegister 43 zugeführt, das drei Halbbildspeicher 44, 45 und 46 aufweist, die jeweilige Datenausgangssignale dem Vektorselektor 41 zuführen. Die Verzögerung 42 führt das Interpolationssteuersignal dem Vektorselektor 41 zu, der den ausgewählten Bewegungsvektor einem rekursiven Bewegungsvektorfilter 47 zuführt, dessen Ausgangssignal die Bewegungsvektordaten sind, die dem Luminanzinterpolator 1Y und dem 0hrominanzinterpolator 1C zugeführt werden.
Die Art und Weise, in welcher der Bewegungsanalysator 2 die Bewegungsvektordaten ableitet, ist oben detailliert beschrieben worden und wird unten weiter beschrieben, jedoch wird nun kurz die Arbeitsweise der Elemente 35 bis 43 und 47 beschrieben.
Die Vektorschnittstelle 35 empfängt die Luminanzdaten aus dem Luminanz-TBC 11Y und die Interpolationssteuersignale aus der Steuerung 32. Sie führt 625-Zeilen-Daten, die normalerweise im 585/60-Format enthalten sind, dem Vektorfilter 36 zu. Sie führt auch Daten der Verzögerung 42 zu. Diese Daten müssen ein Bild enthalten, welches im gleichen Zeilenstandard ist, wie das erforderliche Ausgangssignal, das wiederum normalerweise innerhalb des 585/60-Formats enthalten ist. Jedes Halbbild der interpolierten Daten ist auch so gebildet, daß es gerade bzw. geradzahlig erscheint.
Das Vektorfilter 36 erzeugt die für die obigen Schritte 1 bis 5 der Bewegungsdetektion erforderlichen gefilterten Bilddaten. Die gefilterten Bilddaten werden in samplereduzierter Form dem Vektorkalkulator 37 zugeführt.
Der Vektorkalkulator 37 wirkt auf die gefilterten und samplereduzierten Daten aus dem Vektorfilter 36 unter Verwendung eines in den Worten der obigen Schritte 1 bis 5 der Bewegungsdetektion beschriebenen Algorithmus. Der Prozeß ist im wesentlichen eine zweidimensionale binäre Suche nach einer Bewegung bis zur Pixel/Zeilen-Auflösung herab. Für jedes Halbbild werden 1200 Bewegungsvektoren erzeugt und sowohl dem Modalbewegungsvektorprozessor 38 als auch dem Subpixel-Bewegungsabschätzer 39 zugeführt. Er führt dem Subpixel-Bewegungsabschätzer 39 auch umgebende gewichtete absolute Differenzwerte (= WAD-Werte, WAD steht für "weighted absolute difference"), wie sie beim obigen Schritt 5 berechnet werden, zu. Hinsichtlich Einzelheiten der WAD-Berechnungen, siehe "Advances in Picture Coding" Musman et al, Proc. of the IEEE, April 1985. Der das Minimum beim obigen Schritt 5 der Bewegungsdetektion bildende spezielle WAD-Wert bildet einen Gütefaktor (= FOM, steht für "figure of merit")
Der Vektorprozessor 38 berechnet die vier häufigsten Bewegungsvektoren, die in jedem Halbbild detektiert werden und führt sie dem Vektorreduzierer 40 zu.
Der Subpixel-Bewegungsabschätzer 39 empfängt die Bewegungsvektoren aus dem Vektorkalkulator 37 zusammen mit den umgebenden WAD-Werten.
Aus diesen schätzt er die den Bewegungsvektorwerten anzuhängende Subpixel-Bewegung ab. Mit jedem Bewegungsvektor wird auch dessen korrespondierender endgültiger WAD-Wert dem Vektorreduzierer 40 zugeführt.
Der Vektorreduzierer 40 empfängt die Bewegungsvektoren aus dem Vektorprozessor 38 und aus dem Subpixel-Bewegungsabschätzer 39. Für jeden Bewegungsvektor aus dem Subpixel-Bewegungsabschätzer 39 werden die sechs ihm nächstliegenden Bewegungsvektoren zueinander gruppiert. Für jeden Bewegungsvektor gibt es dann 11 Möglichkeiten. Der Reduktionsprozeß selektiert vier Bewegungsvektoren aus den 11 Bewegungsvektoren zur Zufuhr zum Vektorselektor 41 aus.
Der Vektorreduzierer 40 führt den Vektorselektor 41 vier repräsentative Bewegungsvektoren für jeweils sechzehn Pixel durch einen Achtzeilenblock des Bildes zu. Durch einen Vergleich von Pixeln über drei Halbbildern selektiert der Vektorselektor 41 den einzigen besten Bewegungsvektor für jedes Pixel im Bild, so wie es unten detaillierter beschrieben wird. Der selektierte Bewegungsvektor wird dem Bewegungsvektorf ilter r47 zugeführt.
Die Verzögerung 42 verzögert die Daten um einen Rahmen weniger einundzwanzig Zeilen, um andere Verzögerungen im System zu kompensieren.
Das zeitweilige Schieberegister 43 hält die drei vom Vektorselektor 41 verwendeten Datenhalbbilder und führt diese zu.
Das Bewegungsvektorfilter 47 führt einen Bewegungsvektor von einem Halbbild zu einem anderen und übt so auf die Bewegungsvektoren eine gewisse Filterung aus, indem Bewegungssvektoren in verschiedenen Halbbildern kombiniert und dadurch Bewegungsdetektorfehler reduziert werden. Das Ausgangssignal des Bewegungsvektorfilters 47 wird dem Luminzanz- und Chrominanzinterpolator 1Y und 1C zur Steuerung der Aufreihung der Halbbilddaten zugeführt.
Genau die gleiche Hardeware kann als ein Zeitlupenprozessor bei einem guten Bewegungsportrait für entweder ein 625/50- oder ein 525/60-Fernsehsignal verwendet werden. Es ist jedoch nicht notwendig, den Vertikalinterpolator zum Bereitstellen der Zeilenzahlumsetzung zu verwenden. In allen Fällen bestimmt die Steuerung 32, welche Aktion erforderlich ist, indem der Eingangs-/Ausgangsstandard aus den Eingangs-Halbbild- und Ausgangs-Halbbild-Synchronisationsimpulsen erkannt wird. Bei Zeitlupenbewegung wird die Eingangs-Halbbildpolarität benutzt.
Während bei einer Umsetzung von 50 Halbbildern pro Sekunde in 60 Halbbilder pro Sekunde gelegentlich ein Halbbild wiederholt wurde, wird bei der Zeitlupenbewegung das Halbbild die gleiche Zahl mal wiederholt, wie das Eingangs-Halbbild wiederholt wird. Da die wiederholten Halbbilder nicht in die Schieberegister 16Y und 16C geschrieben werden, enthalten die Schieberegister 16Y und 16C wieder unterschiedliche aufeinanderf olgende Halbbilder. In der Tat wird die ursprüngliche Verschachtelungsstruktur aufrechterhalten und erlaubt eine volle Auflösung von wiederzugebenden Bildern, wenn ein Videobandrecorder ohne irgendeine eigene Interpolation wiedergibt. Die erforderliche zeitliche Verschiebung wird durch Vergleich der tatsächlichen Halbbildratenimpulse, sei sie 50 Halbbilder pro Sekunde oder 60 Halbbilder pro Sekunde, mit der Rate, mit welcher ein neues Halbbild empfangen wird, berechnet. Um die zeitliche Verschiebung auf diese Weise zu bestimmen, muß dem System ein Signal zur Verfügung stehen, welches die wahre Halbbildpolarität des wiederholt wiedergegebenen bzw. rückgespielten Halbbildes anzeigt. Der Vertikalinterpolator erzeugt immer die am Ausgang erforderliche Halbbildpolarität.
Konzeptionell sind die TBCs 11Y und 11C für den Zeitlupenbetrieb nicht wirklich erforderlich, sondern ihr Vorhandensein stellt eine Rahmensynchronisationserleichterung bereit und vereinfacht auch die Systemkonfiguration.
Der zweite Standardumsetzer zum Umsetzen eines digitalen Eingangsfernsehsignals mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde in ein digitales Ausgangsfernsehsignal mit 625 und 50 Halbbildern pro Sekunde ist in detaillierter Blockform in Figur 3 gezeigt.
In diesem Fall erfordert die Interpolation, daß die ganzen Eingangsdaten in aufeinanderfolgender Form verfügbar sind. In diesem Fall wäre es deshalb nicht möglich, die 50 Halbbilder pro Sekunde vor den Interpolatoren 1Y und 1C umzusetzen. Die Eingangsdaten enthalten jedoch nur 484 aktive Zeilen und die Interpolatoren 1Y und 1C müssen 576 erzeugen. Die 2-Halbbild-TBCs 18Y und 18C sind deshalb vor dem Standardumsetzer positioniert, um die notwendigen Zeitschlitze für die Umsetzung von 484 Zeilen in 576 Zeilen zu erzeugen.
Die ursprüngliche kontinuierliche Zeilenstruktur wird in die TBCs 18Y und 18C geschrieben, jedoch im 585-Zeilenstandard ausgelesen, wobei annähernd jede sechste Zeile ausgetastet wird. Die Interpolatoren 1Y und 1C werden dann dazu benutzt ein kontinuierliches Bild mit der Ausgangszeilenrate zu erzeugen, indem ihre Zeilenspeicher während der Austasteingangszeile eingefroren und die erforderliche zusätzliche Zeile am Ausgang erzeugt wird, wobei sichergestellt ist, daß ein räumlich korrektes Bild erzeugt wird. Die erforderliche zeitliche Verschiebung wird detektiert und im ersten Standardumsetzer angewendet, obgleich die Interpolation derart ausgeübt wird, daß ein Halbbild gelegentlich fallengelassen werden kann, wobei die Bewegung glatt belassen wird. Das Halbbild wird so fallengelassen, daß eine Umsetzung von 60 Halbbildern pro Sekunde in 50 Halbbilder pro Sekunde erreicht wird. Das Fallenlassen eines Halbbildes wird durch Verwendung der Vier-Halbbild-TBCs 11Y und 11C am Ausgang erreicht.
Infolgedessen unterscheidet sich der zweite Standardumsetzer von dem in Figur 2 gezeigten ersten Standardumsetzer nur geringfügig. Insbesondere sind die Luminanz-TBCs 11Y und 18Y gegenseitig vertauscht und auch die Chrominanz-TBCs 11C und 18C sind gegenseitig vertauscht. Auch sind keine zeitlich eingefrorenen Signale erforderlich.
In beiden Fällen hat die Steuerung 32 verschiedene Funktionen wie folgt:
Steuerung des Lesens und Schreibens der TBCs 11Y, 11C, 18Y und 18C, Erzeugung einer zeitlichen Verschiebezahl und des zeitlichen Einfriersignals im Fall des ersten Standardumsetzers, und Erzeugung einer vertikalen Verschiebezahl zusammen mit vertikalen Interpolationssteuersignalen. Diese Funktionen werden nun detaillierter beschrieben.
Als erstes schalten am Ende eines jeden 60 Hz-Halbbildes die 2-Halbbild-Luminanz und -Chrominanz-TBCs 18Y und 18C immer zwischen Halbbildspeichern. Jedoch hängt der Betrieb der 4- Halbbild-Luminanz- und -Chrominanz-TBCs 11Y und 11C vom Betriebsmodus ab und deren Steuerung ist auch mit der Erzeugung des zeitlichen Verschiebesignals verbunden. Tatsächlich wird die Steuerung der Luminanz- und Chrominanz-TBCs 11Y und 11C vom Eingangshalbbild- und Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal bestimmt.
Die Ableitung des zeitlichen Verschiebesignals wird nun im Fall des Betriebs von 525/60 in 625/50 unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben.
In der Figur 4 ist die Steuerung 32 so dargestellt, daß sie einen Zeilenzähler 61 und einen ersten und zweiten Signalspeicher 62 und 63 aufweist. Einem Taktanschluß des Zeilenzählers 61 wird ein Zeilentaktsignal zugeführt, während das Eingangshalbbild- Synchronisationssignal einem Rücksetzanschluß des Zeilenzählers 61 und einem Taktanschluß des zweiten Speichers 62 zugeführt wird. Das Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal wird einem Taktanschluß des ersten Speichers 62 zugeführt. Das Ausgangssignal des Zeilenzählers 61 wird dem Eingang des ersten Speichers 62 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Eingang des zweiten Speichers 63 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal das den Luminanz- und Chrominanz- Schieberegistern 11Y, 11C, 18Y und 18C zugeführte zeitliche Verschiebesignal ist.
Das Eingangshalbbild- und Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal sind in der Figur 5A bzw. 5B gezeigt. Die Figur 5C zeigt das Ausgangssignal des Zeilenzählers 61, der wiederholt von 0 bis 524 zählt. Die Figuren 5D und 5E zeigen die Ausgangssignale des ersten und zweiten Speichers 62 bzw. 63. Durch Verriegelung des Zählers 61 wird die erforderliche Proportion der Eingangshalbbildperiode bestimmt. Der zeitliche Verschiebewert tn zeigt die Position zwischen zwei Eingangshalbbildern an, bei welcher das Ausgangshalbbild derart interpoliert werden muß, daß beim Fallenlassen des in Figur 5A gezeigten schraffierten Feldes noch eine kontinuierliche Bewegung auftritt. Infolgedessen ist das Halbbild, welches die in Figur 5E schraffiert gezeigte zeitliche Verschiebung verwendet, dasjenige, welches fallengelassen wird. Unter Bezugnahme auf die Figuren 5A und 5B ist zu erkennen, daß das fallengelassene Halbbild dasjenige ist, welches mit keiner neuen zeitlichen Verschiebung verbunden ist. Das fallenzulassende Halbbild (siehe Pfeil) wird der folgenden Schaltung durch das zeitliche Einfriersignal angezeigt.
Die Ableitung des zeitlichene Verschiebesignals wird nun im Fall des Betriebs von 625/50 in 525/60 unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 beschrieben.
In der Figur 6 ist die Steuerung 32 so dargestellt, daß sie einen Zeilenzähler 71 und einen Signalspeicher 72 aufweist. Einem Taktanschluß des Zeilenzählers 71 wird ein Zeilentaktsignal zugeführt, während das Eingangshalbbild-Synchronisiserungssignal einem Rücksetzanschluß des Zeilenzählers 71 zugeführt wird. Das Ausgangsshalbbild-Synchronisationssignal wird einem Taktanschluß des Speichers 72 zugeführt. Das Ausgangssignal des Zeilenzählers 71 wird dem Eingang des Speichers 72 zugeführt, dessen Ausgangssignal das den Luminanz- und Chrominanz-Schieberegistern 11Y, 11C, 18Y und 18C zugeführte zeitliche Verschiebesignal ist.
Das Eingangshalbbild- und Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal sind in der Figur 7A bzw. 7B dargestellt, die Figur 7C zeigt das Ausgangssignal des Zeilenzählers, der wiederholt von 0 bis 624 zählt. Die Figur 7D zeigt das Ausgangssignal des Speichers 72. Durch Verriegelung des Zählers 71 wird die erforderliche Proportion der Eingangshalbbildperiode bestimmt. Infolgedessen zeigt der zeitliche Verschiebewert tn wieder die Position zwischen Eingangshalbbildern an, bei welcher das Ausgangshalbbild so interpoliert werden muß, daß bei Wiederholung des schraffierten Halbbildes noch eine kontinuierliche Bewegung auftritt. Das wiederholte Halbbild ist dasjenige, welches mit zwei zeitlichen Verschiebewerten verbunden ist.
Die Ableitung bzw. Abweichung des zeitlichen Verschiebesignals ist im Fall der Zeitlupe, sei es von 525/60 in 525/60 oder von 625/50 in 625/50, die gleiche und wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 beschrieben.
In der Figur 8 ist die Steuerung 32 so dargestellt, daß sie einen Zeilenzähler 81, einen Halbbildspeicher 82, einen ersten bis vierten Signalspeicher 83 bis 86 und ein ausschließliches ODER-Tor 87 und einen Skaler 88 aufweist. Das Eingangshalbbild-Synchronisationssignal ist einem Taktanschluß des ersten Speichers 83, einem Taktfreigabeansschluß des Halbbildzählers 82 und einem zweiten Rücksetzanschluß des Zeilenzählers 81 zugeführt. Das Eingangshalbbild-Polaritätssignal ist dem ersten Speicher 83 und dann dem zweiten Speicher 84 und auch einem Eingang des Tores 87 zugeführt. Der zweite Speicher 84 gibt ein Ausgangssignal an den zweiten Eingang des Tores 87, dessen Ausgangssignal einem ersten Rücksetzanschluß des Zeilenzählers 81, einem Rücksetzanschluß des Halbbildzählers 82 und einem Taktanschluß des dritten Speichers 85 zugeführt ist, der einen Geschwindigkeitsdetektorspeicher bildet. Ein Zeilentaktsignal ist einem Taktanschluß des zweiten Speichers 84 und jeweiligen Taktanschlüssen des Zeilenzählers 81 und des Halbbildzählers 84 zugeführt. Das Ausgangssignal des Zeilenzählers 81 ist einem Eingangsanschluß des Skalers 88 zugeführt, und das Ausgangssignal des Halbbildspeichers 82 ist einem Eingang des dritten Speichers 85 und auch einem Verschiebeeingangsanschluß des Skalers 88 zugeführt. Das Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal ist einem Taktanschluß des vierten Speichers 86 zugeführt. Das Ausgangssignal des dritten Speichers 85 ist einem Skalenfaktoranschluß des Skalers 88 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem vierten Speicher 86 zugeführt ist, dessen Ausgangssignal wiederum das zeitliche Verschiebesignal ist.
Das Eingangshalbbild-Synchronisationssignal und das Eingangshalbbild-Polaritätssignal sind in der Figur 9A bzw. 9B gezeigt. Die Figur 9C zeigt auch die Eingangshalbbild-Synchronisationssignale an, und die Figur 9D die Ausgangshalbbild-Synchronisationssignale. Die Figuren 9E und 9F zeigen die Arbeitsweisen des Halbbildzählers 82 und des Zeilenzählers 81 an, die jeweils Halbbilder bzw. Zeilen von 0 bis N zählen. Die Figur 9G zeigt das Ausgangssignal des vierten Speichers 86, welches das zeitliche Verschiebesignal ist. Die Figur 9H zeigt das zeitliche Einfriersignal (das aktiv ist, wenn es niedrig ist) und, wie durch die Pfeile angedeutet, ist das schraffierte Halbbild, welches die gezeigte zeitliche Verschiebung verwendet, eine Wiederholung des vorhergehenden Halbbildes, welches die zeitliche Verschiebung t1 verwendet hat.
Zur Erzeugung des zeitlichen Einfriersignals ist die Steuerung 32 in der Figur 10 so dargestellt, daß sie ein synchrones RS-Flipflop 91, einen Signalspeicher 92, einen Inverter 93 und ein UND-Tor 94 aufweist. Das Ausgangshalbbild-Synchronisationssignal ist einem Eingang des Flipflops 91, dem Eingang des Inverters 93 und einem Taktfreigabeanschluß des Speichers 92 zugeführt. Das Eingangshalbbild-Synchronisationsisgnal ist dem anderen Eingang des Flipflops 91 zugeführt, während ein Zeilentaktsignal Taktanschlüssen des Flipflops 91 und des Speichers 92 zugeführt ist. Das Ausgangssignal des Flipflops 91 ist einem Eingang des Tores 94 zugeführt, wel-5ches an seinem anderen Eingang des Ausgangssignal des Inverters 93 empfängt. Das Ausgangssignal des Tores 94 ist dem Eingang des Speichers 92 zugeführt, dessen Ausgangssignal das zeitliche Einfriersignal bildet. Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist so, daß ein Einfrieren auftritt, wenn einem Eingangshalbbild-Synchronisationsimpuls mehr als ein Ausgangshalbbild-Synchronisationsimpuls folgt.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Figur 2 wird nun die Erzeugung der vertikalen Verschiebezahl durch die Steuerung 32 beschrieben. Der gleiche Adressengenerator, der Daten aus dem Luminanz-TBC 11Y in den Luminanzinterpolator 1Y und den Bewegungsanalysator 2 liest, adressiert auch einen löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (= EPROM = erasable programable read only memory), der die vertikale Verschiebezahl zusammen mit vertikalen Einfriersignalen erzeugt, wie es erforderlich ist.
(In der Anordnung nach Figur 3, die zum Umsetzen von 525/60 in 625/50 verwendet wird, werden die Leseadressen des Luminanz-TBC 18Y verwendet, jedoch werden bei allen anderen Moden diese Adressen des Luminanz-TBC 11Y verwendet.)
Die vertikale Verschiebezahl wird unter der Annahme, daß sowohl das Eingangs- als auch Ausgangshalbbild gerade sind, erzeugt, und sie zeigt dann die Position zwischen zwei Eingangszeilen an, bei der Ausgangszeile so interpoliert werden muß, daß ein nicht gestörtes Bild erzeugt wird, wenn bei der Umsetzung von 625/50 in 525/60 gelegentlich eine Zeile fallengelassen wird,
oder bei der Umsetzung von 525/60 in 625/50 gelegentlich eine Zeile wiederholt wird.
Wenn vom Luminanz-TBC 111Y (18Y) eine Zeile wiederholt wird, wird ein Vertikaleinfriersignal erzeugt.
Wenn die Ausgangshalbbilder nicht gerade sind, müssen die Interpolatoren 1Y und 1C Gebrauch von der Eingangshalbbildpolarität und Ausgangshalbbildpolarität machen, um eine korrekte Interpolation sicherzustellen. Die Inhalte des EPROM werden auf ähnliche Weise wie oben im Zusammenhang mit der Figur 10 für das zeitliche Verschiebesignal beschrieben unter Verwendung der bekannten Zeilenposition sowohl beim 525- als auch beim 625-Bild erzeugt.
Die Form und Arbeitsweise des Bewegungsvektorfilters 47 (Figur 2), den die vorliegende Erfindung insbesondere betrifft, wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 11 bis 21 detaillierter beschrieben.
Wie oben dargelegt, führt der Vektorreduzierer 40 dem Vektorselektor 41 vier repräsentative Vektoren für jeden Block aus sechzehn Pixel mal acht Zeilen des Bildes zu. Durch Vergleich der Pixel über drei Halbbildern selektiert der Vektorselektor 41 den einzigen besten Bewegungsvektor für jedes Pixel im Bild und dieser Bewegungsvektor wird dem Bewegungsvektorfilter 47 zugeführt, bei welchem die Bewegung jedes Pixels von einem Halbbild zum nächsten nachgeführt bzw. verfolgt und auf den Bewegungsvektorwert eine rekursive Fitlerung ausgeübt wird. Dies beseitigt die Effekte des Rauschens und kleiner Bewegungsabschätzungsfehler und glättet auch die Trajektorie der Bewegungsvektoren.
Es gibt zwei mögliche Wege des Nachführens der Bewegung eines Pixels.
Beim ersten Modus (Negativvektormodus) wird der Bewegungsvektor für ein gegebenes Pixel im Halbbild t dazu benutzt, auf ein Pixel im Halbbild t-1 zu zeigen. Der Bewegungsvektor von diesem Pixel wird dann mit dem Bewegungsvektor für das gegebene Pixel rekursiv gefiltert, um den endgültigen Bewegungsvektor für dieses gegebene Pixel im Halbbild t zu bilden.
Beim zweiten Modus (Positivvektormodus) wid der Bewegungsvektor für ein Pixel im Halbbild t dazu benutzt, auf ein Pixel im Halbbild t+1 zu zeigen. Der für dieses Pixel im Halbbild t+1 bestimmte Bewegungsvektor wird dann mit dem Bewegungsvektor für das gegebene Pixel rekursiv gefiltert, um den endgültigen Bewegungsvektor für dieses gegebene Pixel im Halbbild t+1 zu bilden.
Diese rekursive Filterung und zugeordnete Verarbeitung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 11 bis 21 detaillierter betrachtet. Grundsätzlich ist beabsichtigt, daß die bei der Interpolation benutzten gefilterten Bewegungsvektoren naturgemäß glatt und vorhersagbar sind, so daß die subjektiven Effekte im endgültigen Bild insgesamt verbessert werden. In diesem Kontext umfaßt der Ausdruck "rekursive Filterung und zugeordnete Verarbeitung" tatsächlich zwei getrennte Prozesse. Der erste ist die tatsächliche "rekursive Filterung" und der zweite kann mit "Hauptvektorbestimmung" bezeichnet werden und ist primär mit der Detektion von Bewegungsvektoren befaßt, die wesentlich verschieden sind, beispielsweise als Ergebnis eines Szenenwechsels. Es sei darauf hingewiesen, daß "erster" und "zweiter" nicht notwendig die Reihenfolge anzeigen, in denen diese Prozesse stattfinden, und daß der zweite Prozeß bei manchen Ausführungsformen fortgelassen werden kann.
Es sei die Bewegung eines einzelnen Objekts vor einem statischen Hintergrund betrachtet. Nach dem Photographieren und Zuführen des resultierenden Videos zum Standardumsetzer werden Bewegungsvektoren erzeugt, welche die Trajektorie des Objekts zeigen. Aufgrund des Videorauschens und kleiner Fehler bei der Bestimmung der Bewegungsvektoren ist es unwahrscheinlich, daß die Bewegungsvektoren perfekt kontinuierlich sind. Die Bewegung des Objekts sollte jedoch leicht erkennbar sein, so wie es in den Figuren 11A und 11B angedeutet ist, wobei Figur 11A die Bewegung eines Objekts in sequentiellen Halbbildern zeigt und Figur 11B sukzessive Bewegungsvektoren zeigt, die von sequentiellen hereinkommenden Halbbildern erzeugt werden.
Durch Vergleich der Bewegungsvektoren aus sequentiellen Halbbildern können einige fehlerhafte Zustände und eine gewisse Bildinhaltsinformation bestimmt werden. Beispielsweise sei angenommen, daß die Bewegungsvektoren von drei sequentiellen Halbbildern durch Halbbildspeicher 101 und 102 abgeleitet, so wie es in der Figur 12 gezeigt ist, und einem Komparator 103 zugeführt werden. Die resultierenden Vergleiche sind:
a) In einem ersten Fall (Figur 13) ist Vt-2 ähnlich zu Vt-1 und beide sind verschieden von Vt.
Vt ist so signifikant verschieden von Vt-2 und Vt-1, daß es wahrscheinlich erscheint, daß die Bewegung des Objekts bei einem Punkt A gestoppt hat (beispielsweise als das Ergebnis eines Szenenwechsels) . Vt sollte deshalb nicht als eine Fortsetzung von Vt-1 und Vt-2 betrachtet werden.
b) In einem zweiten Fall (Figur 14) ist Vt-2 ähnlich zu Vt aber beide verschieden von Vt-1.
Es erscheint wahrscheinlich, daß Vt-2 und Vt Teil einer kontinuierlichen Bewegung sind. Deshalb ist es wahrscheinlich, daß ein Fehler bei der Berechnung von Vt-1 ist und dieses deshalb unbeachtet bleiben sollte.
c) In einem dritten Fall (Figur 15) ist Vt-2 ähnlich zu Vt-1 und ähnlich zu Vt.
Die Bewegung ist kontinuierlich und es ist vernünftig anzunehmen, daß Vt-2, Vt-1 und Vt die Trajektorie des Objekts darstellen.
Es ist einzusehen, daß bei der Bestimmung der Gleichheit oder Ungleichheit der obigen Vektoren ein gewisser Grad Flexibilität enthalten sein muß. Es ist unwahrschienlich, daß zwei sequentielle Vektoren identisch sind, jedoch können sie unter definierten Genauigkeitsgrenzen noch eine kontinuierliche Bewegung darstellen. Der Zweck der rekursiven Filterung der sequentiellen Bewegungsvektoren liegt darin, das Bewegungsportrait eines Objekts zu verbessern, das sonst kleine Fehler enthalten kann. Diese kleinen Fehler können als Ergebnis des die Erzeugung der Bewegungsvektoren beeinträchtigenden Rauschens im herkommenden Video auftreten oder auch als Ergebnis kleiner Fehler bei der tatsächlichen Bestimmung dieser Vektoren. Die Figur 16 zeigt ein Beispiel der Wirkung einer rekursiven Filterung bei der Erzeugung eines resultierenden Bewegungsvektors.
Die rekursive Filterung wird generell in einem Filter mit unbegrenztem Ansprechen auf einen Impuls (= IIR-Filter, IIR steht für "infinite impulse response") ausgeführt, so wie es in der Figur 17 gezeigt ist. Das IIR-Filter weist einen Multiplizierer 111, dem das Eingangssignal zugeführt ist, einen Addierer 112, von welchem der resultierende Bewegungsvektor abgeleitet wird, und einen Halbbildspeicher 113 und Multiplizierer 114 auf, die mit dem Addierer 112 eine Schleife bilden. Den Multiplizierern 111 und 114 werden geeignete Koeffizienten zugeführt.
Es gibt zwei mögliche Implementierungen. Sie unterscheiden sich in Bezug auf die Gewinnung von Vx aus dem Halbbildspeicher 113. Die erste Implementierung ist mit Negativvektor und die zweite mit Positivvektor bezeichnet.
Beim Negatiwektormodus sei der hereinkommende Bewegungssvektor Vt in Figur 18 betrachtet. Der Bewegungsvektor Vx, mit dem Vt kombiniert wird, muß aus dem Halbbildspeicher gewonnen werden. Beim Negativvektormodus wird dies unter Verwendung einer negativen Version von Vt zum Zeigen auf die Position im vorhergehenden Halbbild, aus dem er gekommen ist, ausgeführt. Ideal sollte Vx der resultierende Bewegungsvektor zum Datieren von bzw. Zeigen auf Vt-1, Vt-2 usw. sein. Es ist jedoch unwahrscheinlich, daß -Vt exakt auf einen resultierenden Bewegungsvektor zeigt. Anstelle dessen zeigt er auf einen resultierenden Bewegungsvektor in der gleichen Nähe des erforderlichen resultierenden Bewegungsvektors. Generell ist die Differenz zwischen dem Bewegungsvektor, auf den gezeigt ist, und dem erforderlichen Bewegungsvektor minimal und führt zu einer zufriedenstellenden Ausgabe.
Das modifizierte IIR-Filter für den Negativvektormodus ist in Figur 19 gezeigt. Im Vergleich zum Basisfilter nach Figur 17 wird der Eingangsbewegungsvektor zusätzlich einem Negator 115 zugeführt und der resultierende negierte Eingangsbewegungsvektor wird einem Addierer 116 zugeführt. Ein Leseadressengenerator führt grundlegende Leseadressen für den Halbbildspeicher 113 dem Addierer 116 zu, während ein Schreibadressengenerator 118 Schreibadressen direkt dem Halbbildspeicher 113 zuführt.
Der Eingangsbewegungsvektor für jedes Pixel ist durch x-, y- Koordinaten dargestellt, deren jede eine 8-Bit-Zahl ist.
Deshalb beträgt die Busbreite des ganzen Bewegungsvektorf ilters nach Figur 19 sechzehn Bit.
Bei jedem Taktzyklus tritt ein einzelner Bewegungsvektor in das Filter ein und wird sowohl einer Viertaktzyklusverzögeurng 119 und dem Negator 115 zugeführt. Der Zweck der Viertaktzyklusverzögerung wird unten genannt. Aus der Verzögerung 119 wird der Bewegungsvektor dem Eingangs-Multiplizierer 111 zugeführt, bei welchem er mit einem Koeffizienten 1 multipliziert wird. Der Koeffizient 1 wird dem Multiplizierer 111 kontinuierlich aus einem PROM 120 zugeführt. Der Wert des Koeffizienten 1 ist unter der Steuerung einer Eingangs-"Koeffizientenauswahl 1" auswählbar. Dies ermöglicht zusammen mit einer Eingangs-"Koeffizientenauswahl 2", die einem PROM 121, der kontinuierlich einen Koeffizienten 2 dem Multiplizierer 114 zuführt, zugeführt ist, daß das Ansprechen auf das Filter aktiv geändert wird, beispielsweise als Ergebnis der Detektion des Zustandes a) bei der Majoritätsvektorbestimmung.
Das 16-Bit-Ausgangssignal des Multiplizierers 111 ist dem Addierer 112 zugeführt, um zu dem Ausgangssignal des "Rückkopplungs"-Multiplizierers 114 addiert zu werden, welches das Produkt aus dem Koeffizienten 2 und dem Ausgangssignal des Halbbildspeichers 113 ist. Das Ausgangssignal des Addierers 112 ist der erforderliche geglättete Ausgangsbewegungsvektor und bildet das Ausgangssignal des Filters und wird dem Eingang des Halbbildspeichers 113 zugeführt.
Der Halbbildspeicher 113 weist ausreichend Speicherplatz zum Speichern eines Halbbildes aus Bewegungsvektoren auf, was im vorliegenden Fall 864 pro Zeile für jede der 279,5 Zeilen pro Halbbild sind, insgesamt 252720x16 Bits. Wenn Bewegungssvektoren in den Halbbildspeicher 113 eintreten, werden sie in sequentielle Stellen geschriebene, die durch den Schreibadressengenerator 118 adressiert werden, der einfach eine Zählerkette sein kann, die mit dem Systemtakt getaktet und bei Beginn jedes Halbbildes durch einen Halbbildabtastimpuls rückgesetzt wird.
Bei diesem Negativvektormodus wird der aus dem Halbbildspeicher 113 gelesene Bewegungsvektor durch Verwendung einer negierten Version des hereinkommenden Bewegungsvektors zum Zeigen auf die genäherte Stelle des resultierenden Vektors erhalten. Dies wird dadurch ausgeführt, daß zuerst eine sequentielle grundlegende Leseadresse erzeugt wird, die mit der Stelle in dem Halbbild des erforderlichen Bewegungsvektors korrespondiert, wenn der Wert des Eingangsbewegungsvektors null ist. Dazu wird der negierte Wert des tatsächlichen Eingangsvektors addiert, um auf die Stelle des Rückkopplungsvektors zu zeigen. Unter Verwendung dieser Adresse wird der Halbbildspeicher 113 gelesen und der Rückkopplungsbewegungsvektor dem Multiplizierer 114 zugeführt.
Beim Multiplizierer 114 wird der Rückkopplungsbewegungsvektor mit dem Koeffizienten 2 multipliziert und das Ergebnis dieser Multiplikation dem Addierer 112 zugeführt.
Die Viertaktzyklusverzögerung des Eingangsbewegungsvektors ist erforderlich, um ihn zu verzögern, daß er nicht zum Multiplizierer 113 gelangt, während der gleiche Bewegungsvektor dazu benutzt wird, einen Rückkopplungsbewegungsvektor aus dem Halbbildspeicher 113 zu lesen. In anderen Worten ausgedrückt braucht es vier Taktperioden, um den Eingangsbewegungsvektor zu negieren, ihn zur grundlegenden Leseadresse zu addieren und die resultierende Leseadresse zum Lesen des Halbbildspeichers 113 zu verwenden.
Beim Positivvektormodus sei der hereinkommende Bewegungsvektor Vt in Figur 20 betrachtet. Zu diesem Zeitpunkt beeinflußt Vt die Schreibadresse anstelle der Leseadresse des Halbbildspeichers 113. Wenn einmal der resultierende Bewegungsvektor aus der Kombination von Vt und Vx bestimmt worden ist, wird er im Halbbildspeicher 113 an der Stelle gespeichert, auf die der resultierende Bewegungsvektor zeigt.
Das modifizierte IIR-Filter für den positiven Vektormodus ist in der Figur 21 gezeigt, bei welcher die gleichen Bezugszeichen für Elemente verwendet sind, die mit denen in Figur 19 korrespondieren, auch dort, wo deren genaue Anordnung bzw. Ausbildung etwas unterschiedlich ist. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß das Ausgangssignal des Addierers 112 dem Halbbildspeicher 113 mittels einer Verzögerung 131 zugeführt ist, die dazu vorgesehen ist, die Verzögerung in einem weiteren Addierer 132 zu kompensieren, dem das Ausgangssignal des Addierers 112 ebenfalls zugeführt ist und der auch die grundlegenden Schreibadressen aus dem Schreibadressengenerator 118 empfängt. Schließlich wird das Ausgangssignal des Halbbildspeichers 113 einer Verdeckungseinrichtung 113 zugeführt, der auch Verdeckungskennzeichen zugeführt sind.
Da im Positivvektormodus jeder Eingangsbewegungsvektor in das Filter eintritt, wird er an den "Eingangs"-Multiplizierer 111 gegeben und wie vorher mit dem Koeffizienten 1 multipliziert. Das Ergebnis wird dann dem Addierer 112 zugeführt und zum Ergebnis des Rückkopplungsbewegungsvektors addiert, der im "Rückkopplungs"-Multiplizierer 114 mit dem Koeffizienten 2 multipliziert worden ist. Wie vorher ist das Ausgangssignal des Addierers 112 der endgültige geglättete Bewegungsvektor, der das Ausgangssignal des Filters bildet und auch mittels der Verzögerung 131 dem Halbbildspeicher 113 und direkt dem Addierer 132 zugeführt ist.
Anstelle sequentiell in den Halbbildspeicher 113 geschrieben zu werden, wie es beim Negativvektormodus der Fall ist, wird der Bewegungsvektor in die Stelle im Halbbild geschrieben, auf die er zeigt. D.h. wenn der glatte Bewegungsvektor beispielsweise auf der Zeile 30 bei der Sampleposition 50 ist und einen Wert von +8, +2 aufweist, wird er in die Stelle 30+8, 50-2 geschrieben.
Dies wird dadurch ausgeführt, daß zuerst die grundlegende Schreibadresse erzeugt wird, welche die Adresse der Stelle ist, bei welcher der Bewegungssvektor geschrieben würde, wenn der Wert des Bewegungsvektors null wäre, beispielsweise 30, 50. Der Wert des Bewegungsvektors, beispielsweise 8, 2, wird dann zur grundlegenden Schreibadresse addiert, um die tatsächliche Schreibadresse 38, 48 zu erzeugen. Diese Bestimmung der tatsächlichen Schreibadresse benötigt wenige Taktzyklen. Deshalb wird der Bewegungsvektor entsprechend am Dateneingang des Halbbildspeichers 113 durch die Verzögerung 131 verzögert.
Ein Halbbild später wird der Bewegungsvektor aus dem Halbbildspeicher 113 gelesen. Dies wird seauentiell durch die Leseadressen ausgeführt, die vom Leseadressengenerator 117 zugeführt sind, der wiederum eine vom Systemtakt getaktete Zählerkette sein und von einem Halbbildabtastimpuls rückgesetzt werden kann.
Auf den Halbbildspeicher 113 folgt die Verdeckungseinrichtung 133, die beliebige Stellen abdeckt, in die während des Schreibens des vorhergehenden Halbbildes nicht geschrieben wurde. Die Stellen, die eine Verdeckung erfordern, sind durch ein Verdeckungskennzeichen identifiziert, das zusammen mit dem Bewegungsvektor vom Halbbildspeicher 113 zugeführt ist. Das Verdeckungskennzeichen wird wie folgt bestimmt
Während des Lesens eines Halbbildes aus Bewegungsvektoren wird das Kennzeichen für jede Stelle auf niedrig rückgesetzt, wenn jede Stelle gelesen wird. Dann wird während des Schreibens der Bewegungsvektoren, wenn in eine gegebene Stelle geschrieben wird, das jeweilige Kennzeichen hoch gesetzt. Wenn einmal ein Halbbild aus Bewegungsvektoren geschrieben worden ist, zeigt jedes Kennzeichen, das niedrig bleibt, eine Stelle an, in die nicht geschrieben worden ist und die deshalb eine Verdeckung benötigt.
Es werden nun zwei mögliche Verfahren zur Verdeckung kurz erwähnt, von denen jedes durch ein Steuersignal auswählbar ist, das in der Figur 21 als Pos-Null angedeutet ist. Das erste Verfahren besteht einfach im Anfügen des Wertes null an einen Bewegungsvektor. Dies bewirkt, daß das Ausgangssignal des Filters in Richtung null tendiert. Das Ausgangssignal beginnt jedoch nur tatsäschlich sich null zu nähern, wenn eine signifikante Zahl Bewegungsvektoren auf verdeckten Halbbildern verdeckt sind.
Das zweite Verfahren besteht darin, mit einem räumlich benachbarten Bewegungsvektor zu ersetzen. In dem Fall, daß der verdeckte Bewegungsvektor einer aus einer Gruppe identischer oder im wesentlichen identischer Bewegungsvektoren ist, führt dies zu einem besseren Ergebnis. Wenn er dies jedoch nicht ist, kann das Ergebnis des Ersetzens durch einen falschen Wert schlechter sein als beim Ersetzen durch den Wert null. Aus diesem Grunde und auch wenn eine Serie Bewegungsvektoren zu ersetzen sind, d.h. wenn beispielsweise ein "guter" Bewegungsvektor A zum Ersetzen eines "schlechten" Bewegungsvektors B verwendet wird, der dann zum Ersetzen eines "schlechten" Bewegungsvektors C ersetzt wird, wird gezählt, wie oft mal ein einzelner "guter" Bewegungsvektor zum Ersetzen nachfolgender "schlechter" Bewegungsvektoren verwendet worden ist. Beim Erreichen eines voreingestellten Zählwertes der beispielsweise im Bereich von nul bis sechzehn liegen kann, kehrt die Verdeckung zum Einsetzen von Nullen zurück. Nach der Verdeckung wird der Rückkopplungsbewegungsvektor mit dem Koeffizienten 2 multipliziert und dem Addierer 112 zugeführt.
In der Praxis kann der Halbbildspeicher 113, sei es im Positiv- oder Negativvektormodus in zwei Teile unterteilt werden. Dies deshalb, weil es notwendig ist, einen wahlfreien Zugriff zum Halbbildspeicher 113 zu haben, was zum Lesen im Negativvektormodus und Schreiben im Positivvektormodus erforderlich ist. Es empfehlen sich deshalb Einrichtungen mit einem statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (= SRAM = static random access memory), jedoch verbraucht ein vollständiger Halbbildspeicher aus SRAM-Einrichtungen eine beträchtliche Menge Energie und Plattenraum. Einrichtungen mit einem dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (= DRAM = dynamic random access memory) müssen andererseits aufgrund ihrer relativ niedrigen Zugriffszeit miteinander multiplext werden, wodurch ein wahlfreier Zugriff verhindert wird. Eine Möglichkeit besteht deshalb darin, eine Kombination aus sowohl SRAM- als auch DRAM-Einrichtungen zu verwenden. Dies ist möglich, da es nur notwendig ist, zu jedem beliebigen Zeitpunkt einen wahlfreien Zugriff auf eine begrenzte Zahl Stellen zu haben.
Die maximalen Bewegungsvektorwerte sind plus und minus sechzehn vertikal und plus und minus vierundzwanzig horizontal. Wenn deshalb zweiunddreißig Zeilen des Halbbildes in SRAM- Einrichtungen gespeichert werden, kann ein wahlfreies Lesen und Schreiben ausgeführt werden. Der Rest des Halbbildspeichers 113 kann aus DRAM-Einrichtungen gebildet sein, um Leistung und Plattenraum zu sparen. Im Positivvektormodus ist die 32-Zeilen-SRAM-Speichereinrichtung vor dem übrigen Teil des Halbbildspeichers angeordnet, bei dem ein Halbbild minus zweiunddreißig Zeilen aus DRAM-Einrichtungen gebildet sind. Folglich ist es möglich, wahlfrei in die SRAM-Einrichtungen zu schreiben. Andererseits ist im Negativvektormodus die 32- Zeilen-SRAM-Speichereinrichtung nach dem übrigen Teil des Halbbildspeichers angeordnet, bei dem ein Halbbild minus zweiunddreißig Zeilen aus DRAM-Einrichtungen gebildet sind.
Es sei auf sieben andere europäische Patentanmeldungen hingewiesen, die mit den UK-Patentanmeldungen 8 728 445, 8 728 446, 8728448, 8 728 449, 8 728 450, 8 728 451 und 8 728 452 korrespondieren, die sich auf einen ähnlichen Gegenstand beziehen, den wir am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung angemeldet haben.

Claims

1. Fernsehstandard-Umsetzer, bestehend aus einer Einrichtung (36 bis 40) zum Analysieren der Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangs fernsehsignals eines Fernsehstandards und Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von dieser Bewegung,

einer Einrichtung (1) zum nachfolgenden Auf reihen der Halbbilder in Abhängigkeit von den Bewegungsvektoren, so daß effektiv statische Bilder dargestellt werden, und

einer Einrichtung (1) zum Bewirken einer Umsetzung unter Verwendung der statischen Bilder zum Ableiten des benötigten Ausgangsfernsehsignals eines anderen Fernsehstandards, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (47) zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren im Zeitbereich, wobei die Aufreihungseinrichtung die Halbbilder in Abhängigkeit von den gefilterten Bewegungsvektoren auf reiht.

2. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 1, wobei die Rekursivfiltereinrichtung (47) so arbeitet7 daß der Bewegungsvektor für ein gegebenes Pixel in einem gegebenen Halbbild zum Zeigen auf ein Pixel im vorhergehenden Halbbild verwendet wird und der für das Pixel im vorhergehenden Halbbild bestimmte Bewegungsvektor dann mit dem Bewegungsvektor des gegebenen Pixels rekursiv gefiltert wird, um den endgültigen Bewegungsvektor für das gegebene Pixel im gegebenen Halbbild zu bilden.

3. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 1, wobei die Rekursivfiltereinrichtung (47) so arbeitet, daß der Bewegungsvektor für ein gegebenes Pixel in einem gegebenen Halbbild zum Zeigen auf ein Pixel im folgenden Halbbild verwendet wird und der für das Pixel im folgenden Halbbild bestimmte Bewegungsvektor dann mit dem Bewegungsvektor für das gegebene Pixel rekursiv gef iltert wird, um den endgültigen Bewegungsvektor für das gegebene Pixel im gegebenen Halbbild zu bilden.

4. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Bewegungsvektoren durch Bestimmen der Bewegung bei räumlich um eine vorbestimmte Zahl Samples horizontal und eine vorbestimmte Zahl Samples vertikal getrennten Punkten mittels einer Blockanpassungstechnik abgeleitet werden.

5. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 4, wobei die Blockanpassungstechnik die Schritte

eines Prüfens auf eine Minimaldifferenz in drei Positionen, der Mittelposition eines Blocks, eine vorbestimmte Zahl Samples nach links und die gleiche vorbestimmte Zahl Samples nach rechts,

eines beim oben angedeuteten Punkt startenden Prüfens auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Punkten in Schritten einer kleineren vorbestimmten Zahl Samples oder Zeilen,

eines beim oben angedeuteten Punkt startenden Prüf ens auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten einer noch kleineren vorbestimmten Zahl Samples oder Zeilen,

eines beim oben angedeuteten Punkt startenden Prüfens auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten einer noch kleineren vorbestimmten Zahl Samples oder Zeilen, und

eines beim oben angedeuteten Punkt startendenden Prüfens auf eine Minimaldifferenz in neun symmetrisch um den obigen Startpunkt verteilten Positionen in Schritten eines Samples oder einer Zeile aufweist.

6. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 5, wobei die Blockanpassungstechnik einen auf den letzten Schritt des Anspruchs 5 folgenden weiteren Schritt eines Vergleichs der bei der durch den letzten Schritt angezeigten Endposition erzeugten Differenz mit den zwei Differenzen darüber und darunter zum Einstellen des vertikalen Vektorwertes und mit den zwei Differenzen links und rechts zum Einstellen des horizontalen Vektorwertes aufweist.

7. Fernsehstandardumsetzer für 625 Zeilen und 50 Halbbilder pro Sekunden in 525 Zeilen und 60 Halbbilder pro Sekunde mit einem ersten Zeitbasiskorrektor (11) zum Empfang eines digitalen Eingangsfernsehsignals mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde,

gekennzeichnet durch

einen mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors 11 verbundenen Bewegungsanalysator (36 bis 40) zum Analysieren einer Bewegung in dem Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von dieser Bewegung, eine Einrichtung (47) zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,

ein ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors (11) verbundenes Schieberegister (12),

einen Interpolator (1) zum Ableiten von Samples eines benötigten zweiten digitalen Ausgangsfernsehsignals mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde in Abhängigkeit von aus dem Schieberegister (12) und den gefilterten Bewegungsvektoren abgeleiteten Samples, und

einen zweiten Zeitbasiskorrektor (18) zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Ausgangsfernsehsignals.

8. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 7, wobei der erste Zeitbasiskorrektor (11) ein 4-Halbbild-Zeitbasiskorrektor (11) und der zweite Zeitbasiskorrektor (18) ein 2-Halbbild- Zeitbasiskorrektor (18) ist.

9. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 8, wobei der 4- Halbbild-Zeitbasiskorrektor (11) aus dem Eingangsfernsehsignal ein zweites Fernsehsignal mit 585 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde zum Zuführen zum Schieberegister (12) ableitet.

10. Fernsehstandardumsetzer für 525 Zeilen und 60 Halbbilder pro Sekunde in 625 Zeilen und 50 Halbbilder pro Sekunde, mit einem ersten Zeitbasisumsetzer (18) zum Empfang eines zweiten digitalen Eingangsfernsehsignals mit 525 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde,

gekennzeichnet durch einen mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors (18) verbundenen Bewegungsanalysator (36 bis 40) zum Analysieren einer Bewegung in dem Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von den Bewegungsvektoren,

eine Einrichtung (47) zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,

ein ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Zeitbasiskorrektors (18) verbundenes Schieberegister (12),

einen Interpolator (1) zum Ableiten von Samples eines benötigten digitalen Ausgangsfernsehsignals mit 625 Zeilen und 50 Halbbildern pro Sekunde in Abhängigkeit von aus dem Schieberegister (12) und den gefilterten Bewegungsvektoren abgeleiteten Samples, und

einen zweiten Zeitbasiskorrektor (11) zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Ausgangsfernsehsignals.

11. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 10, wobei der erste Zeitbasiskorrektor (18) ein 2-Halbbild-Zeitbasiskorrektor (18) und der zweite Zeitbasiskorrektor (11) ein 4-Halbbild- Zeitbasiskorrektor (11) ist.

12. Fernsehstandardumsetzer nach Anspruch 11, wobei der 2- Halbbild-Zeitbasiskorrektor (18) aus dem Eingangsfernsehsignal ein Fernsehsignal mit 585 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde zum Zuführen zum Schieberegister (12) ableitet.

13. Zeitlupenprozessor, bestehend aus

einer Eingangsschaltung (31, 11) zum Empfang eines digitalen Eingangsfernsehsignals,

einem Bewegungsanalysator (36 bis 40) zum Analysieren einer Bewegung in dem digitalen Eingangsfernsehsignal und zum Ableiten von Bewegungsvektoren in Abhängigkeit von der Bewegung,

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (47) zum rekursiven Filtern der Bewegungsvektoren,

ein Schieberegister (12) zum Halten verschiedener sukzessiver Halbbilder des Eingangsfernsehsignals,

einen Interpolator (l) zum Ableiten von Samples eines benötigten digitalen Zeitlupen-Ausgangsfernsehsignals in Abhängigkeit vom Zeitlupengrad sowie von aus dem Schieberegister (12) abgeleiteten Samples und von den gefilterten Bewegungsvektoren, und

einen 2-Halbbild-Zeitbasiskorrektor (18) zum Zusammensetzen der abgeleiteten Samples zur Bildung eines Zeitlupen-Ausgangsfernsehsignals.

14. Zeitlupenprozessor nach Anspruch 13, wobei die Eingangsschaltung (31, 11) einen 4-Halbbild-Zeitbasiskorrektor (11) aufweist.

15. Zeitlupenprozessor nach Anspruch 14, wobei der 4-Halbbild-Zeitbasiskorrektor (11) aus dem Eingangsfernsehsignal ein Fernsehsignal mit 585 Zeilen und 60 Halbbildern pro Sekunde zum Zuführen zum Schieberegister (12) ableitet.