DE3932757C2 - Verfahren und Anordnung zur Ableitung eines Stanzsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ableitung eines Stanzsignals nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein häufig beim Fernsehen angewandtes Verfahren zum Mischen verschiedener Bilder bzw. der entsprechenden Signale ist das sogenannte Farbstanzverfahren, auch Blauwandverfahren oder Chroma Key genannt. Dazu wird ein Vordergrundsignal verwendet, das teilweise eine vorgegebene Farbe - meist Blau - enthält, die durch entsprechende Teile eines Hintergrundsignals ersetzt wird. Beide Signale werden einem Bildmischer zugeführt, der in Abhängigkeit von einem Überblendsignal eine Überblendung zwischen beiden Signalen gestattet. Derartige Verfahren bzw. Anordnungen sind beispielsweise aus dem "Television Engeneering Handbook", K.B. Benson, Mc Graw-Hill Book Company, 1985, Seiten 14.68 bis 14.73 und aus der EP 0 162 502 A2 bekannt.

Als Überblendsignal wird dem Bildmischer ein sogenanntes Stanzsignal zugeführt, das aus dem Vordergrundsignal abgeleitet wird. Dazu sind verschiedene Anordnungen bekannt, die eine Auswahl der jeweils zu ersetzenden Farbe und eine Einstellung der Selektivität ermöglichen. Das somit gewonnene Signal wird einer Begrenzerschaltung zugeführt, bei welcher das Abschneidepotential und die Verstärkung eingestellt werden können. Die Einstellung dieser Größen kann unter Umständen sehr kritisch sein, da beispielsweise die Blauwand durch Ungleichförmigkeiten der Beleuchtung oder Abschattungen durch den Vordergrund keine über die gesamte Fläche gleichmäßige Farbe aufweist. Dabei kann sowohl der Weißwert als auch der Schwarzwert innerhalb des Bildes Änderungen unterworfen sein, so daß bei bekannten Verfahren zur Stanzsignalgewinnung nur für einen Teil des Bildes eine günstige Einstellung des Abschneidepotentials möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei welchem auch bei ungleichförmiger Ausleuchtung und/oder Abschattung der Blauwand bzw. einer anderen geeigneten Fläche die einwandfreie Erzeugung eines Stanzsignals möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs eignet sich sowohl für das Farbstanzen als auch für Stanzverfahren mit monochromen Videosignalen. Im letzteren Fall kann eine zuvor durchgeführte Farbselektion entfallen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung und Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 mehrere Signalverläufe zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel jeweils eines Blockschaltbilds.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1a zeigt schematisch ein Videosignal bei idealer Ausleuchtung, das zwischen einem Schwarzwert (0%) und einem Weißwert (100%) verläuft. Der dargestellte Zeitabschnitt kann beispielsweise einer Zeile oder einem Halbbild entsprechen, was für die Erläuterung der Erfindung ohne Bedeutung ist. Die gestrichelte Linie stellt ein Abschneidepotential dar, wie es bei bekannten Schaltungen eingestellt wird.

Fig. 2b zeigt ein Videosignal, dessen Weißwert infolge ungleichförmiger Ausleuchtung innerhalb einer Zeile oder eines Halbbildes abnimmt. Bei einem konstanten Abschneidepotential, was durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, ergeben sich bezogen auf die jeweilige Amplitude verschiedene Abschneidepotentiale. Im dargestellten Fall nimmt die Breite der einzelnen Impulse des Stanzsignals von links nach rechts ab. Übergänge zwischen dem Vordergrund und dem Hintergrund erscheinen bei dem bekannten Verfahren in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ort innerhalb des Bildes verschieden ausgeprägt.

Dieses wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das ein zeitlich veränderliches Abschneidepotential zur Folge hat, verhindert. Das Abschneidepotential nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in Fig. 1b und in den folgenden Fig. 1c und 1d strichpunktiert dargestellt. Bei dem in Fig. 1b dargestellten Signalverlauf kann das Abschneidepotential aus der positiven Hüllkurve gewonnen werden, welche schematisch durch Plus-Zeichen dargestellt ist.

Fig. 1c zeigt ein weiteres Videosignal, bei welchem sich eine ungleichförmige Ausleuchtung wie beim Signal nach Fig. 1b lediglich beim Weißwert bemerkbar macht. Es erfolgt jedoch ein Abfall der Signalamplitude von der Mitte des Bildes zu den Rändern. Ein entsprechender Verlauf ergibt sich auch für das strichpunktiert dargestellte Abschneidepotential. Dabei liegt das Abschneidepotential etwa bei der Hälfte der Hüllkurve. Andere Einstellungen sind je nach Erfordernissen im einzelnen möglich.

Fig. 1d zeigt ein Videosignal, bei dem sowohl der Weißwert als auch der Schwarzwert einen an sich unerwünschten Verlauf aufweisen. Um für ein derartiges Videosignal mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Abschneidepotential abzuleiten, werden die positive Hüllkurve (+++) und die negative Hüllkurve (- - -) mit jeweils einem an sich bekannten Hüllkurvendetektor abgeleitet und daraus der arithmetische Mittelwert gebildet. Aus Fig. 1d ist ersichtlich, daß mit den bekannten Verfahren bei dem dargestellten fehlerhaften Videosignal die Ableitung eines Stanzsignals kaum möglich ist, da der am stärksten angehobene Schwarzwert nur wesentlich kleiner als der niedrigste Weißwert ist und somit nur ein sehr kleiner Amplitudenbereich für ein konstantes Abschneidepotential (lange Striche) zur Verfügung steht.

Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem in an sich bekannter Weise eine Schaltungsanordnung 1 zur Verschiebung des Potentials des bei 4 zugeführten Videosignals, eine Multiplizierschaltung 2 und ein zweiseitiger Begrenzer 3 vorgesehen sind. Am Ausgang 5 der Begrenzerschaltung ist das Stanzsignal abnehmbar. Die Wirkung der Schaltung 1 besteht letztlich darin, daß zu dem Videosignal eine das Abschneidepotential darstellende Spannung U_ab hinzugefügt wird. Deshalb wird die Schaltung 1 Addierschaltung genannt.

Die Anwendung der Schaltungen 1 bis 3 zur Stanzsignalformung ist an sich bekannt und braucht im einzelnen nicht weiter beschrieben zu werden. Bei den bekannten Schaltungen wird als Addierschaltung 1 häufig eine Klemmschaltung verwendet, bei welcher das Klemmpotential in Abhängigkeit von U_ab geändert wird. Es ist jedoch auch die Verwendung von Differenzverstärkern möglich. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden vorzugsweise Schaltungen verwendet, welche auch eine Addition des Videosignals mit einem zeitlich veränderlichen Signal erlauben, also beispielsweise Differenzverstärker. Der Multiplizierschaltung 2 wird eine Spannung zur Einstellung der Verstärkung zugeführt. Zur Einstellung dieser Spannung ist in Fig. 2 ein Potentiometer 6 angedeutet.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Videosignal einem Hüllkurvendetektor 7 zugeführt, der in an sich bekannter Weise von einem Spitzenwertgleichrichter gebildet wird, dessen Zeitkonstante derart gewählt ist, daß sich das Ausgangssignal in Form einer Hüllkurve den jeweils positiven Spitzenwerten im Verlauf einer Zeile oder eines Halbbildes anpaßt. Die somit gewonnene positive Hüllkurve wird in einem geeigneten Speicher 8 für ein Bild gespeichert. Zur Erzeugung des Abschneidepotentials wird der für die jeweilige Stelle des Bildes bzw. für den jeweiligen Bildpunkt ermittelte Wert der Hüllkurve aus dem Speicher 8 ausgelesen und über einen einstellbaren Amplitudenabschwächer 9 als Abschneidepotential U_ab der Addierschaltung 1 zugeführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist außerdem ein weiterer Hüllkurvendetektor 10 vorgesehen, der aus negativen Spitzenwerten eine negative Hüllkurve erzeugt, die in einem weiteren Speicher 11 abgelegt wird. Werte beider Hüllkurven werden aus den Speichern 8, 11 ausgelesen und einer Rechenschaltung 12 zugeführt, die nach der in Fig. 3 angegebenen Formel einen Mittelwert berechnet und als U_ab ausgibt. Als Rechenschaltung kann vorzugsweise eine Logikschaltung oder ein entsprechend programmierter Nur-Lesespeicher (PROM) verwendet werden.

Wie bei der Anordnung nach Fig. 2 kann U_ab mit einem Faktor n verändert werden, der zwischen 0 und 1 einstellbar ist. U_ab kann somit zwischen der negativen Hüllkurve (n = 0) und der positiven Hüllkurve (n = 1) eingestellt werden. Bei n = ½ entspricht U_ab dem arithmetischen Mittelwert beider Hüllkurven.

Die Anordnungen nach den Fig. 2 und 3 können sowohl in analoger als auch in digitaler Schaltungstechnik realisiert werden. Bei einer Realisierung in analoger Schaltungstechnik sind vorzugsweise digitale Speicher 8, 11 vorzusehen, die über nicht dargestellte Analog/Digital- und Digital/Analog-Wandler mit den analogen Baugruppen verbunden sind.

Claims (9)

1. Verfahren zur Ableitung eines Stanzsignals, wobei ein durch Farbselektion abgeleitetes Videosignal mit einem Abschneidepotential einer Begrenzerschaltung zugeführt wird, welche das Stanzsignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschneidepotential in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine positive Hüllkurve des Videosignals gebildet wird und daß das Abschneidepotential im wesentlichen den gleichen Verlauf der Hüllkurve jedoch mit geringerer Amplitude aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschneidepotential jeweils etwa halb so groß wie die Hüllkurve ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine positive und eine negative Hüllkurve gebildet werden und daß das Abschneidepotential bei einem Mittelwert aus beiden Hüllkurven verläuft.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert etwa der arithmetische Mittelwert ist.

6. Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Videosignal einer Addierschaltung (1) zugeführt wird, der ein Multiplizierer (2) nachgeschaltet ist, dem eine zweiseitige Begrenzerschaltung (3) nachgeschaltet ist, die das Stanzsignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ferner einem Hüllkurvendetektor (7) zuführbar ist, dessen Ausgangssignal positive Spitzenwerte des Videosignals darstellt und dessen Ausgang mit einem Speicher (8) verbunden ist und daß aus dem Speicher ausgelesene Signale der Addierschaltung (1) zuführbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Reihe mit dem Speicher (8) ein Amplitudenabschwächer (9) angeordnet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal einem weiteren Hüllkurvendetektor (10) zuführbar ist, dessen Ausgangssignal negative Spitzenwerte des Videosignals darstellt und dessen Ausgang mit einem weiteren Speicher (11) verbunden ist, und daß die Ausgänge der Speicher (8, 11) über eine Rechenschaltung (12) mit der Addierschaltung (1) verbunden ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (12) von einer Logikschaltung gebildet wird.