DE3888231T2

DE3888231T2 - Videoausarbeitung mit einer Software-Lineartastschaltung.

Info

Publication number: DE3888231T2
Application number: DE19883888231
Authority: DE
Inventors: Ivan J Maltz
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2008-05-18
Also published as: JPH0646793B2; CA1310771C; EP0292239B1; DE3888231D1; JPS63314979A; EP0292239A3; EP0292239A2

Description

Allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft Videoausarbeitungssysteme und insbesondere Videoausarbeitungssysteme, welche einen softwaregesteuerten Lineartaster für einen Zeichengenerator verwenden, welcher antialiasierte Zeichen, durchscheinende Buchstaben sowie Ein- und Überblendungen vorsieht, ohne daß ein externer Schalter oder Taster notwendig ist.
GB-A-2 078 049 offenbart eine Vorrichtung zum Mischen eines graphischen Bilds über ein Hintergrundbild, so daß das Symbol auf dem Hintergrundbild überlagert wird. Durch Reduzierung des Wertes des Hintergrundsignals über die graphische Bildfläche wird das graphische Symbol warnehmbar transparent gemacht.
In einer Videoerzeugungsumgebung muß eine Videoquelle häufig über eine zweite Videoquelle maskiert oder gemischt werden. Im allgemeinen wird ein Videotaster zur Erzeugung des zusammengesetzten Bilds verwendet. Zeichengeneratoren und andere Graphikvorrichtungen führen häufig zusätzlich zu deren normalen Farbausgaben ein Tastsignal zu. Das Tastsignal wird dazu verwendet, in das Hintergrundvideo ein Loch zu schneiden. Bei der Betrachtung auf einem Monitor sieht das Tastsignal wie eine kontrastreiche Schwarz-Weiß-Ausgabe des graphischen Bilds aus. Für Teile des Schirms, an denen das graphische Bild das Hintergrundvideo verdecken würde, ist das Tastsignal weiß und für Teile, an denen das Hintergrundvideo sichtbar ist, ist das Tastsignal schwarz. Das Tastsignal und die Farbausgaben werden in einen Videotaster eingegeben, welcher das Tastsignal dazu verwendet, zwischen einem graphischen Vordergrundbild und einer Hintergrundvideoquelle umzuschalten, um eine einzelne Videosignalausgabe, das maskierte Video zu erzeugen.
Durch herkömmliche Graphikvorrichtungen erzeugte Tastsignale weisen harte Ränder auf, d. h., die Vordergrundvideoquelle ist entweder an oder aus und niemals dazwischen, wie dies in Fig. 1A dargestellt ist. Leider kann der scharfe Übergang zwischen Vordergrund- und Hintergrundvideo "Chromaschleichen" und andere störende Erzeugnisse in dem zusammengesetzten Bild verursachen. Soft-Taster wurden dazu entwickelt, den Rand zwischen dem Vordergrund- und dem Hintergrundvideo weicher zu gestalten. Zwei Steuerungen, das Trennen und die Verstärkung, transformieren das harte Tastsignal mit scharfem Rand in ein glattes, geneigtes Tastsignal. Die Trennungssteuerung wählt einen Schwellenwert aus, über welchem das Tastsignal als An angesehen wird und unter welchem das Tastsignal als Aus betrachtet wird. Die Verstärkungssteuerung spezifiziert die Neigung des Ausgangs- Tastsignals. Das geneigte Tastsignal, dargestellt in Fig. 1B, wird dann in einen Lineartaster gespeist, um basierend auf der Luminanzhöhe des eingehenden Tastsignals einen bewerteten Durchschnitt zwischen dem Vordergrund- und dem Hintergrundvideo zu erzeugen.
Die durch herkömmliche Zeichengeneratoren erzeugten gezackten Ränder werden durch den harten Übergang zwischen dem Hintergrundvideo und den Vordergrundzeichen verursacht. Diese Übergänge erfolgen an Bildpunktgrenzen, kennzeichnenderweise 25 bis 50 Nanosekunden auseinanderliegend. Die Ränder eines zweckmäßig antialiasierten Zeichens werden mit dem Hintergrund gemischt. Das Ausmaß der Mischung ändert sich von Bildelement zu Bildelement und hängt von der Form des Zeichens ab. Bei den für eine unabhängige Graphikanzeige, d. h., kein Hintergrundvideo, notwendigen antialiasierenden Berechnungen werden bekannte Verarbeitungstechniken für digitale Signale verwendet. Soft- Taster reduzieren die "Zacken" durch Unscharfgestaltung der Ränder der Zeichen. Da ein Soft-Taster die wahre Form eines Zeichens nicht kennt, bestehen immer noch antialiasierende Erzeugnisse. Ein korrektes Antialiasieren setzt voraus, daß die nahezu vertikalen Ränder eines Zeichens einen schnellen Übergang aufweisen, ein oder zwei Bildelemente von An zu Aus, während die nahezu horizontalen Ränder einen langsamen Übergang aufweisen, bis zu zwanzig Bildelementen. Es treten häufig ernste Probleme auf, wenn einen antialiasierte Anzeige über ein Hintergrundvideo maskiert wird. Ein harter Taster umrandet die Vordergrundgraphik mit der ursprünglichen Hintergrundfarbe. Ein Soft-Taster schwächt dieses Problem zwar etwas ab, doch können immer noch Teile der ursprünglichen Hintergrundfarbe durchschlagen.
Verlangt wird ein Videoausarbeitungssystem, welches antialiasierende Erzeugnisse beseitigt, während es die Fähigkeit zur Ausführung neuer Ausarbeitungseffekte unabhängig von externen Videotastern vorsieht.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit:
einer Einrichtung zur Definition eines graphischen Bilds;
einer Einrichtung zur Bereitstellung eines Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds;
einer Einrichtung zur unabhängigen Veränderung des Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds, zur Erzeugung
eines gewünschten Effekts; und
einer Einrichtung zur Kombination des graphischen Bilds mit einem Hintergrundbild, und zwar in einem durch das Tastsignal bestimmten Verhältnis, um eine Mischbildausgabe zu erzeugen, die den gewünschten Effekt enthält.
Vorgesehen ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung einer Durchsichtigkeit eines graphischen Bilds, umfassend die Schritte:
Definition eines Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds;
Veränderung des Tastsignals, unabhängig für jeden Teil des graphischen Bilds gemäß einer gewünschten Durchsichtigkeit; und Mischen des graphischen Bilds mit einem Hintergrundbild, und zwar in einem Verhältnis, das durch das Tastsignal an jedem Teil des graphischen Bilds bestimmt wird, zur Erzeugung einer Mischbildausgabe, bei der das graphische Bild die gewünschte Durchsichtigkeit aufweist.
Offenbart wird somit ein Videoausarbeitungssystem mit Softwaresteuerung eines integrierten Lineartasters. Ein Graphikgenerator umfaßt einen großen Run-Längen-codierten Bildpuffer, eine Farbpaletten-Verweistabelle und einen integrierten Lineartaster. Die Ausgabe der Farbpaletten- Verweistabelle ist ein digitales Datenwort für jede Teilfarbe und für Tastung. Alle vier Signale werden in analoge Werte umgewandelt, die Farbbestandteile werden in ein gewünschtes normiertes Fernsehvideosignal codiert und das Videosignal und das Tastsignal werden zu einem Lineartaster geleitet. Das Tastsignal schafft für neue Effekte einen Durchsichtigkeitswert für die Farbe von dem Codierer, es schafft eine Erkenntnis über die Form des Zeichens oder des graphischen Bilds, für ein verbessertes Antialiasieren und es wird durch Veränderung der Tastwerte in der Färbpaletten-Verweistabelle für Überblendungen und Einblendungen verwendet.
Die Aufgaben, Vorteile und andere neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung gelesen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigt
die Fig. 1A und 1B eine harte Tastung und eine Soft-Tastung, gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Videoausarbeitungssystems mit einem integrierten Lineartaster gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 3A, 3B, 3C und 3D ein graphisches Bild mit verschiedenen Videoeffekten, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt wurden;
Fig. 4 eine Tastung gemäß der vorliegenden Erfindung, zur Schaffung eines durchscheinenden Effekts.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In bezug auf Fig. 2 empfängt eine Zentraleinheit (CPU) 10 Eingaben einer Bedienungsperson über eine Tastatur 12 oder aus einem Massenspeicher 14, wie etwa einer Magnetplatte. Ein Direktzugriffsspeicher (RAM) 16 und eine Farbpaletten- Verweistabelle 18 sind mit der CPU 10 verbunden. Ein Run-Längen- Codierer (RLD) 20 ist zwischen dem RAM 16 und der Farbpaletten- Verweistabelle 18 eingefügt, da das in dem RAM gespeicherte Graphikbild in einem "Run-Längen-codierten" Format gegeben ist. Die Ausgaben der Farbpaletten-Verweistabelle 18 sind drei Grundfarbenbestandteile und ein Tastsignal. Die drei Grundfarbenbestandteile werden über entsprechende Digital-Analog- Wandler (D/A) 24, 26, 28 in einen Videocodierer 22 eingegeben, um ein Graphikbild zu erzeugen, das mit einem Eingangshintergrundvideo zusammengesetzt wird. Ein Lineartaster 30 empfängt als Eingaben das Hintergrundvideo, das Graphikbild von dem Videocodierer 22 und über den D/A-Wandler 32 das Tastsignal, um eine gemischte bzw. zusammengesetzte Videoausgabe auszugeben. Die Zeitgebung für das Videoausarbeitungssystem ist durch eine Zeitgeberschaltung 34 vorgesehen, welche von dem Hintergrundvideo alle notwendigen Zeitgebersignale ableitet, welche dem RLD 20 und dem Videocodierer 22 zugeführt werden, um eine Synchronisierung des Graphikbilds mit dem Hintergrundvideo zu gewährleisten.
In Fig. 3A ist ein für einen Zeichengenerator kennzeichnendes Zeichengraphikbild 40 dargestellt. Das Zeichengraphikbild 40 umfaßt einen Vordergrundteil 42, der von einem Randteil 44 umgeben ist. Das Bild 40 ist gegen einen Schirm 46 dargestellt und umfaßt einen Fallschattenteil 48, der auf den Schirm projiziert ist. Bei früheren Zeichengeneratoren wird das Zeichenbild 40 mit dem Schirm 46 gemischt und einem externen Schalter oder Videotaster bereitgestellt, um es mit dem externen Hintergrundvideo zu maskieren. Durch die Bereitstellung eines internen Tastsignals sowie der Farbpaletteninformation in der Farbpaletten-Verweistabelle 18 und durch die Anwendung eines integrierten Software-Lineartasters 30 kann das Zeichengraphikbild 40 jedoch direkt mit dem externen Hintergrundvideo gemischt werden, um nicht nur ein verbessertes antialiasiertes Graphikbild zu erzeugen, sondern verschiedene Videotrickeffekte. Ein solcher Effekt ist in verschiedenen Ausführungen in den Fig. 3B, 3C und 3D dargestellt. Der von der Farbpaletten-Verweistabelle 18 als Teil einer Farbe zugeführte Tastwert kann als die Durchsichtigkeit der Farbe betrachtet werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 zeigt ein Tastwert von Null an, daß die Farbe transparent ist, d. h., das Hintergrundvideo ist vollständig sichtbar, und der maximale Tastwert erzeugt eine undurchsichtige Farbe, welche das Hintergrundvideo vollständig verdeckt. Dazwischenliegende Tastwerte erzeugen durchscheinende Farben, wobei ein Teil des Hintergrundvideos durchschlagen kann. In Fig. 3B ist das Zeichengraphikbild 40 durch unterbrochene Linien, welche den Schattenlinien für den Schirm 46 entsprechen, als in dem Vordergrundteil 42 durchscheinend dargestellt. Die Tastsignalwerte für dieses Zeichen in der Farbpaletten- Verweistabelle 18 liefern einen maximalen Tastwert für den Randteil 44, welcher undurchsichtig ist und einen zwischenliegenden Tastwert für den Vordergrundteil 42, so daß der Vordergrundteil bei einer Maskierung mit dem externen Hintergrundvideo in dem Lineartaster 30 einen durchscheinenden Effekt erzeugt, d. h., ein Teil des Hintergrundvideos scheint durch den Vordergrundteil. Der Vordergrundteil 42 kann sogar mehrfarbig sein, um Abtönungs- oder Abschattungseffekte zu erzeugen.
In ähnlicher Weise kann für die Fig. 3C ein geprägter, durchscheinender Effekt durch Anwendung des Vordergrundteils 42, des Fallschattenteils 48 und eines Umkehrfallschattenteils 48' erzielt werden. Das Tastsignal für jeden Teil hat einen unterschiedlichen Wert. So kann der Tastwert für den Vordergrundteil 42 einen verhältnismäßig durchscheinenden Effekt erzeugen, wobei der Tastwert für den Umkehrfallschattenteil 48' einen undurchsichtigeren Effekt erzeugen kann und wobei der Tastwert für den Fallschattenteil 48 einen noch undurchsichtigeren Effekt erzeugen kann. Den beiden Fallschatten 48, 48' kann ferner eine dunkle Farbe bzw. eine helle Farbe zugeteilt werden. Schließlich zeigt die Fig. 3D einen echten Hintergrundschatten, der durch Anwendung des Tastsignals zur Erzeugung eines undurchsichtigen Vordergrundteils 42 und eines durchscheinenden Fallschattens 48 erzielt wird.
Jedes Bildelement des Zeichengraphikbilds 40 besteht entweder zu hundert Prozent aus einem Bestandteil, dem Vordergrund 42, dem Rand 44, dem Fallschatten 48 oder dem Schirm 46, oder aus einer Mischung zweier benachbarter Bestandteile. Die sechs möglichen Paarungen sind: Vordergrund-Rand, Vordergrund-Schatten, Vordergrund-Schirm, Rand-Schatten, Rand-Schirm und Schatten- Schirm. Wenn ein Bestandteilpaar fünfzehn zwischenliegende Mischungen aufweisen kann, so kann ein Zeichengraphikbild 40 ein Maximum von 15·6+4=94 möglichen Farben verwenden. In der Anwendung kann die Anzahl der Zwischenmischungen auf sieben begrenzt werden, wodurch ein antialiasiertes, gerandetes und abgeschattetes Zeichen angezeigt werden kann, welche etwa fünfzig Einträge in der Farbpaletten-Verweistabelle verwendet. Wenn ein Bestandteilpaar keine Schirmfarbe umfaßt, wird dessen Tastwert auf einen vollständig undurchsichtigen Wert gesetzt. Wenn einer der Bestandteile die Schirmfarbe ist, so zeigt der Tastwert den prozentualen Anteil der Schirmfarbe für dieses Bildelement an. Ein unterer Tastwert spezifiziert, daß ein höherer prozentualer Anteil des Hintergrundvideos durch den Lineartaster 30 gemischt werden sollte. Die in der Farbpaletten-Verweistabelle 18 gespeicherten Werte rot, grün und blau werden vollständig der Nicht-Schirmfarbe entnommen, so daß die resultierende Mischausgabe keinen Teil der intern erzeugten Schirmfarbe aufweist, wodurch das Schirmdurchschlagen oder das Umrandungsproblem beseitigt werden.
Überblendungs- und Einblendungseffekte können ebenfalls durch den Zeichengenerator erzeugt werden, und zwar durch Veränderung der Tastwerte für die gesamte Farbpaletten-Verweistabelle 18. Wenn alle Tastwerte maximal sind, ist nur das Graphikbild sichtbar. Bei allmählicher Verringerung der Tastwerte vermischt sich das externe Hintergrundvideo mit dem Vordergrundgraphikbild, bis nur das Hintergrundvideo verbleibt, wenn der Tastwert die Null erreicht. Wenn das Vordergrundbild durchscheinende Flächen aufweist, so kann der Veränderungsgrad der Tastwerte für diese Flächen zu dem Grad für undurchsichtige Flächen unterschiedlich gestaltet werden, so daß das Bild gleichmäßig überblendet. Das Gegenteil ist natürlich ebenso möglich, was zu einem Vordergrundgraphikbild führt, das über ein Hintergrundvideo blendet. Es können auch verschiedene Teile des Graphikbilds einzeln übergeblendet werden.
Im Betrieb arbeitet eine Bedienungsperson an der Tastatur 12 mit der CPU 10 zusammen, um ein Graphikbild zu erzeugen, das über das externe Hintergrundvideo maskiert wird. Auf den Massenspeicher 14 wird durch die CPU 10 für Standardbilder wie etwa Schriftarten zugegriffen. Der RAM 16 sieht einen Programmteil vor, welcher den ausführbaren Softwarecode enthält, ferner sieht der RAM einen temporären Speicherteil für Zwischenverarbeitungsergebnisse vor sowie einen Anzeigeerzeugungsteil. Der RLD 20 konvertiert die Run-Längen-codierte Anzeigeinformation von dem RAM 16 in eine Reihe von Zwei-Byte-Segmenten. Ein Byte von dem RLD 20 ist ein Farbadreßwort für die Farbpaletten-Verweistabelle 18 und das andere Byte ist ein Bildelementdauerzählwert, welcher die Anzahl von Bildelementen anzeigt, für welche die Farbe ausgegeben wird. Die Farbpaletten-Verweistabelle 18 wird über Informationen des Massenspeichers 14 geladen und nach Verlangen über die Tastatur 12 durch die Bedienungsperson modifiziert. Die Information über jede Farbstelle der Farbpaletten-Verweistabelle 18 umfaßt einen Wert für jede der Grundfarben, Rot, Grün und Blau sowie einen Tastwert. Die Grundfarben werden in dem Videocodierer 22 kombiniert, um die zweckmäßig codierte Farbausgabe zu erzeugen. Die codierte Farbausgabe wird gemäß den zugeordneten Keywerten in dem Lineartaster 30 mit dem Hintergrundvideo gemischt. Die Bedienungsperson kann durch Veränderung der Keywertinhalte der Farbpaletten-Verweistabelle 18 die gewünschten Videoeffekte erzeugen, was vorstehend erörtert ist. Durch direkte Kombination des Graphikbilds mit dem Hintergrundvideo, anstelle einer ersten Mischung des Bilds mit einem Schirm, werden auch die antialiasierenden Eigenschaften verbessert.
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Videoausarbeitungssystem mit einem integrierten, softwaregesteuerten Lineartaster, der ein verbessertes Antialiasieren von Graphikbildern ermöglicht sowie Videotrickeffekte, durch Zuordnung eines Tastwertes für jeden Farbwert in einer Farbpaletten-Verweistabelle, wobei der Tastwert als Ergebnis einer Bedienungssteuerung gemäß der Programmsteuerung veränderlich ist. Der Tastwert dient zum Mischen des Graphikbilds mit dem Hintergrundvideo, zur Erzeugung eines maskierten Ausgangsvideos.

Claims

1. Vorrichtung mit:

einer Einrichtung (10-16) zur Definition eines graphischen Bilds;

einer Einrichtung (18) zur Bereitstellung eines Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds;

einer Einrichtung (10, 12, 18) zur unabhängigen Veränderung des Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds, zur Erzeugung eines gewünschten Effekts; und

einer Einrichtung (30) zur Kombination des graphischen Bilds mit einem Hintergrundbild, und zwar in einem durch das Tastsignal bestimmten Verhältnis, um eine Mischbildausgabe zu erzeugen, die den gewünschten Effekt enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Definationseinrichtung eine Prozessoreinrichtung (10, 14, 16) aufweist, die zur Erzeugung graphischer Bilddaten auf Operatorbefehle (12) anspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bereitstellungseinrichtung auf die genannte Prozessoreinrichtung (10, 14, 16) anspricht, wodurch das genannte Tastsignal verändert wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Bereitstellungseinrichtung eine Speichereinrichtung (18) zur Speicherung der Daten aufweist, wobei die genannten Daten mehrere Werte des Tastsignals umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Daten ferner Farbdaten des genannten graphischen Bilds umfassen.

6. Verfahren zur Bereitstellung einer Durchsichtigkeit eines graphischen Bilds, umfassend die Schritte:

Defination (10-18) eines Tastsignals für jeden Teil des graphischen Bilds;

Veränderung (10, 12, 18) des Tastsignals, unabhängig für jeden Teil des graphischen Bilds gemäß einer gewünschten Durchsichtigkeit; und

Mischen (30) des graphischen Bilds mit einem Hintergrundbild, und zwar in einem Verhältnis, das durch das Tastsignal an jedem Teil des graphischen Bilds bestimmt wird, zur Erzeugung einer Mischbildausgabe, bei der das graphische Bild die gewünschte Durchsichtigkeit aufweist.