DE4126636C2 - Bildüberlagerungsschaltkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bildüberlagerungsschaltkreis der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, aus der DE-OS 36 19 799 bekannten Bildüberlagerungsschaltkreis werden die ersten und zweiten Videosignale von zwei unabhängigen Videosignalquellen in einer Mischstufe gemischt. Dabei wird das von der zweiten Videosignalquelle kommende Videosignal als Haupt-Videosignal ausgewählt und unmittelbar an die Mischstufe gegeben. Das von der ersten Videosignalquelle empfangene erste Videosignal wird an eine Signaltrenneinrichtung zum Trennen des Unter-Videosignals in Luminanz- und Farbdifferenzsignale gegeben. Außerdem werden die Synchronisationssignale in einem Synchronisationssignalprozessor getrennt. In einer zweiten Signaltrenneinrichtung werden aus dem Haupt-Videosignal die Synchronisationssignale abgetrennt. Eine erste Analog-Digital-Wandlereinrichtung formt das Farbdifferenzsignal und das Luminanzsignal, die von der ersten Signaltrenneinrichtung abgegeben werden, in digitale Signale um. Die digitalen Signale werden über einen Multiplexer und einen Bildprozessor sowie über eine Speicherverwaltungseinheit an die Speichereinrichtungen gegeben. Mit Hilfe eines zweiten Bildprozessors werden die in den Speichereinrichtungen gespeicherten digitalen Daten ausgelesen und über einen Demultiplexer an eine Digital-Analog-Wandlereinrichtung gegeben, um die ausgelesenen digitalen Signale in analoge Farbdifferenz- und Luminanzsignale umzuformen. Diese Signale werden in einem Farbkodierer, der auch ein Synchronisationssignal von dem Synchronisationsgenerator erhält, zusammengesetzt. Dann werden diese Bild- und Synchronisationssignale über eine Überlagerungsstufe als zusammengesetztes und wiedergewonnenes Unter-Videosignal an die Mischstufe gegeben.

Aus der US-PS 3 654 386 ist eine Bildüberlagerungsschaltung bekannt, mit der die Bilder zweier Videokameras auf einem gemeinsamen Monitor so abgebildet werden können, daß das Bild der einen Videokamera in einem kleineren Bildausschnitt innerhalb des in einem größeren Bildabschnitt dargestellten Bildes der zweiten Videokamera dargestellt wird. Zu diesem Zweck sind Schalter vorgesehen, die jeweils synchron umgeschaltet werden, um z. B. während aller mit einer ungeraden Ordnungszahl versehenen Felder des Videosignals das Videosignal der ersten Videokamera und während aller Felder mit gerader Ordnungszahl des Videosignals das Videosignal der zweiten Videokamera an den Monitor zu übertragen. Mit Hilfe der horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale, die gemeinsam für beide Videokameras erzeugt werden, sowie besonderen Einstellschaltungen für die horizontalen und vertikalen Größenabmessungen eines Bildausschnittes erfolgt die ineinander verschachtelte Anordnung der Videosignale der ersten und zweiten Videokameras auf dem Monitor.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bildüberlagerungsschaltkreis der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß in einfacher Weise zwei unterschiedliche Bilder in voller Größe auf einem einzigen Monitor dargestellt werden können.

Bei einem Bildüberlagerungsschaltkreis der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Bildüberlagerungsschaltkreis zeichnet sich dadurch aus, daß die Mischeinrichtung durch eine einfache Schaltereinrichtung realisiert wird, die den Ausgang des Schaltkreises zwischen einer das unbeeinflußte Haupt-Videosignal führenden Leitung und einer das wiedergewonnene, d. h. zusammengesetzte Unter-Videosignal führenden Leitung umschaltet. Diese Umschaltung erfolgt dabei im Takt einer Taktimpulsfolge, die aus den horizontalen Synchronisationssignalen des Haupt-Videosignals abgeleitet werden. Damit kann diese Schalteinrichtung in sehr einfacher Weise so umgeschaltet werden, daß z. B. das Haupt-Videosignal während aller Felder mit ungerader Ordnungszahl eines Videosignals und das Unter-Videosignal während aller Felder mit einer geraden Ordnungszahl an den Ausgang und damit an den Monitor übertragen werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun bei­ spielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildüberlagerungs­ schaltkreises.

Fig. 2 zeigt Betriebswellenformen an verschiedenen Punk­ ten des Bildüberlagerungsschaltkreises der Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird der Aufbau des vorlie­ genden Ausführungsbeispiels beschrieben.

In Fig. 1 ist ein erster Videoeingangsanschluß 11, der ein erstes Videosignal (in diesem Ausführungsbeispiel das Hauptvideosignal) von einer in Fig. 1 nicht gezeigten Quelle erhält, mit Kontaktpunkten a1 und a2 von ersten und zweiten Regelungsschaltern SW1 und SW2 verbunden, während ein weite­ rer Eingangsanschluß 12, der ein zweites Videosignal (in diesem Ausführungsbeispiel das Untervideosignal) von einer ebenfalls nicht gezeigten, zweiten Quelle erhält, mit Kon­ taktpunkten b1 und b2 der ersten und zweiten Regelungsschal­ ter SW1 und SW2 verbunden ist.

Der erste Regelungsschalter SW1 ist mit dem Kontaktpunkt b3 eines dritten Regelungsschalters SW3 und auch mit dem Eingang eines Haupt-Synchronisations/Chrominanz-Unterträger­ trennbereichs 110 verbunden.

Der zweite Regelungsschalter SW2 ist mit einem Tiefpaß­ filter 20 und dem Eingang eines Untersynchronisati­ ons/Farbdifferenzsignal-Trennbereichs 30 verbunden, von dem erste und zweite Ausgänge jeweils mit horizontalen und ver­ tikalen Untersynchronisationseingängen eines in einem Ga­ tearray gebildeten Regelungsbereichs 60 verbunden sind.

Die Regelungskontakte des ersten Regelungsschalters SW1 und des zweiten Regelungsschalters SW2 erhalten beide ihre Befehle von dem Regelungsbereich 60.

Ein erster Eingang eines Multiplexers 40 wird von dem Ausgang des Tiefpaßfilters 20 und ein zweiter und dritter Eingang werden jeweils von einem dritten und vierten Ausgang des Untersynchronisations/Farbdifferenzsignal-Trennbereichs 30 bereitgestellt; ein erster und ein zweiter Auswahleingang SEL1 und SEL2 werden von Ausgängen des Regelungsbereichs 60 erzeugt, und der Ausgang ist mit einem Eingang eines A/D- Wandlers 50 verbunden.

Der Ausgang und der Abtasttakteingang des A/D-Wandlers 50 sind beide mit dem Regelungsbereich 60 verbunden.

Ein Dateneingang und -ausgang zusammen mit einem Adreßeingang eines Speicherbereichs 70 sind mit dem Regelungsbe­ reich 60 verbunden.

Der Eingang und Ausgang eines Schreibtaktpulsgenerators 81 sind mit dem Regelungsbereich 60 verbunden.

Ein Dateneingang und ein Abtasttakteingang eines D/A- Wandlers 90 werden beide von dem Regelungsbereich 60 bereit­ gestellt. Ebenso werden ein erster, zweiter und dritter Aus­ gang des D/A-Wandlers 90 an einen Kodierer 100 angelegt.

Ein erster und zweiter Ausgang des Haupt-Synchronisati­ ons/Chrominanz-Unterträgertrennbereichs 110 stellen jeweils erste Hauptsynchronisationssignale für einen Haupt-Horizon­ tal- und Vertikalsynchronisationssignaleingang des Rege­ lungsbereichs 60 und ebenso für Eingänge eines Ge­ rade/Ungeradedetektors 120 (hiernach E/O-Detektor bezeich­ net) zur Verfügung.

Der Eingangsanschluß eines vertikalen Austastsignalgene­ rators 130 erhält seine Eingaben von einem ersten Ausgangs­ anschluß des Haupt-Synchronisations/Chrominanz-Unterträger­ trennbereichs 110, während sein Ausgang an einen zweiten Eingang eines UND-Gatters 142 angelegt ist. Ein Chrominanz­ unterträger von einem dritten Ausgang des Haupt-Synchroni­ sations/Chrominanz-Unterträgertrennbereichs 110 wird an den Kodierer 100 angelegt.

Ein erster Eingang eines ODER-Gatters 141 wird mit einem Regelungssignal von einem Eingangsanschluß 2 eines System­ kontrollers (in den Zeichnungen nicht gezeigt) und ein zwei­ ter Eingang mit dem Ausgang des E/O-Detektors 120 verbunden, während der Ausgang des ODER-Gatters 141 mit einem ersten Eingangsanschluß des UND-Gatters 142 verbunden ist.

Ein dritter Eingang des UND-Gatters 142 erhält ein Fen­ stersignal von einem Ausgang des Regelungsbereichs 60, wäh­ rend sein Ausgang zur Regelung des dritten Schalters SW3 an­ gelegt wird.

Ein erster Kontaktpunkt a3 des dritten Regelungsschal­ ters SW3 ist mit dem Ausgang des Kodierers 100 verbunden, so daß das Videosignal über einen Ausgangsanschluß 13 angelegt werden kann.

Ein Regelungsbefehl von dem Eingangsanschluß 1 des Sy­ stemkontrollers wird an den Regelungsbereich 60 angelegt.

Fig. 2 zeigt die Betriebswellenformen des Bildüberlage­ rungsschaltkreises aus Fig. 1.

Fig. 2(a) zeigt die Wellenformen des Hauptvideosignals, daß von dem ersten Videoeingangsanschluß 11 zur Verfügung gestellt wird; Fig. 2(b) zeigt die Wellenform des vertikalen Austastsignals, das von dem vertikalen Austastsignalgenera­ tor 130 bereitgestellt wird; Fig. 2(c) zeigt die Wellenform des Ausgangs des E/O-Detektors; Fig. 2(d) zeigt die Wellen­ form des von dem Regelungsbereich 60 ausgegebenen Fenstersignals; und Fig. 2(e) zeigt die Wellenform des Ausgangs eines Überlagerungs-Regelungssignalerzeugungsschaltkreises 140.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und die Wellenformen der Fig. 2 wird die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung erklärt.

Entsprechend der Fig. 1 wählt der erste Regelungsschal­ ter SW1 ein erstes Videosignal für den Hauptbildschirm unter zwei Videosignalen, die verschiedene Bildinformationen tra­ gen, entsprechend dem ersten Regelungssignal CTL1, das von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird, aus und über­ trägt das ausgewählte Signal an den Haupt-Synchronisati­ ons/Chrominanz-Unterträgertrennbereich 110 und an den zwei­ ten Kontaktpunkt b3 des dritten Regelungsschalters SW3. Hier sind das vertikale und horizontale Synchronisationssignal des ersten Videosignals außer Phase mit denen des zweiten Videosignals.

In der Zwischenzeit schaltet der zweite Regelungsschal­ ter SW2 in einem Eingangsbereich 10 das zweite Videosignal für den Unterbildschirm entsprechend dem zweiten Regelungs­ signal CTL2, das von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird, an und überträgt es zum Tiefpaßfilter 20 und zum Un­ tersynchronisations/Farbdifferenzsignal-Trennbereich 30.

Gleichzeitig kann der erste Regelungsschalter SW1 das zweite Videosignal für den Hauptbildschirm entsprechend dem ersten Regelungssignal CTL2, das von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird, auswählen, und der zweite Regelungs­ schalter SW2 kann das zweite Videosignal für den Unterbild­ schirm entsprechend dem zweiten Regelungssignal CTL2, das von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird, auswählen.

Das Tiefpaßfilter 20 filtert Signale über 3 MHz heraus, so daß das Chrominanzsignal eliminiert wird und nur das Lu­ minanzsignal Y an den Multiplexer 40 ausgegeben wird. Die Abschneidefrequenz des Tiefpaßfilters ist einstellbar.

Der Untersynchronisations/Farbdifferenzsignal-Trennbe­ reich 30 trennt das Untersynchronisationssignal von dem Farbdifferenzsignal des Videosignals für den Unterbildschirm und legt dann sowohl das vertikale als auch das horizontale Untersynchronisationssignal an den Regelschaltkreis 60 an und gibt Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y an den Multiplexer 40 aus. Dieser Multiplexer 40 wählt zwischen den R-Y- und B- Y-Signalen entsprechend dem logischen Status des Regelungs­ signals, also "hoch" oder "niedrig", das über die Auswahlan­ schlüsse SEL1 und SEL2 eingegeben wird, und überträgt das ausgewählte Signal an den A/D-Wandler 50.

Der A/D-Wandler 50, wandelt das analoge Luminanzsignal Y und das Farbdifferenzsignal R-Y oder B-Y, das wie oben be­ schrieben ausgewählt wurde, in digitale Signale um und lei­ tet das Ergebnis an den Regelungsbereich 60 synchronisiert zum Abtasttaktsignal CLK1, das von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird.

Bei diesem Vorgang wird der Abtastbereich sowohl von dem Unter-Horizontal- als auch dem Unter-Vertikal-Synchronisati­ onssignal bestimmt, und das Abtasttaktsignal ist ein Schreib­ impulssignal CLK1, das synchron mit dem invertierten Unter- Horizontalsynchronisationssignal im Schreibimpulsgenerator 81 erzeugt wird.

In der Zwischenzeit speichert der Speicherbereich 70 die digitalisierten Bilddaten an der bezeichneten Adresse mit der Bitrate des obigen Schreibtaktsignals CLK1 entsprechend dem von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellten Adreßsignal oder liest die gespeicherten Daten mit der Bitrat des Lese­ taktsignals CLK2, das ebenfalls von dem Regelungsbereich 60 bereitgestellt wird, ein.

Das obige Lesetaktsignal CLK2 ist ein Taktimpuls, der synchron mit dem invertierten, horizontalen Hauptsynchroni­ sationssignal in dem Lesetaktimpulsgenerator 82 erzeugt wird. Der D/A-Wandler 90 wandelt die von dem Regelungsbe­ reich eingelesenen Bilddaten entsprechend dem Lesetaktsignal CLK2 in analoge Bilddaten um stellt danach ein Luminanzsi­ gnal Y und Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y dem Kodierer 100 zur Verfügung.

Der Haupt-Synchronisations/Chrominanz-Unterträgertrenn­ bereich 110 trennt die Hauptsynchronisationssignale und die Chrominanz-Unterträgersignale von dem Hauptvideosignal, das von dem ersten Regelungsschalter SW1 ausgewählt wurde, und überträgt das vertikale und horizontale Hauptsychronisati­ onssignal an den Regelungsbereich 60 und das Chrominanzun­ terträgersignal von 3,58 MHz an den Kodierer 100.

Der Kodierer 100 kodiert das Luminanzsignal Y und die Chrominanzsignale R-Y und B-Y, während er sie mit dem Chro­ minanzunterträger von 3,58 MHz synchronisiert, der von dem Haupt-Synchronisations/Chrominanz-Unterträgertrennbereich bereitgestellt wird, und überträgt dann das zusammenge­ setzte, wie oben kodierte Bildsignal an den ersten Kontakt­ punkt a3 des dritten Regelungsschalters SW3.

Der E/O-Detektor 120 erhält die horizontalen und verti­ kalen Hauptsynchronisationssignale, um gerade Felder oder ungerade Felder des Videosignals von einem Bild zu unter­ scheiden, und überträgt das resultierende Signal an den er­ sten Eingabeanschluß des ODER-Gatters 141.

Die Wellenformphase des von dem E/O-Detektor 120 ausge­ gebenen Signals wechselt die Felder in einer Zeitspanne zwi­ schen einer Vorderkante des vertikalen Synchronisationssi­ gnals und dem folgenden, wie in Fig. 2(c) gezeigt, so daß ein "niedriges" logisches Signal bei ungeraden Feldern und ein "hohes" logisches Signal bei geraden Feldern ausgegeben wird, wobei ein ungerades Feld erscheint, wenn der Aus­ gleichsimpuls, der nach dem vertikalen Synchronisationssi­ gnal von dem E/O-Detektor festgestellt wird, 3H ist, und ein gerades Feld erscheint, wenn der Ausgleichsimpuls 3,5H ist.

Der vertikale Austastgenerator 130 erhält das von dem Haupt-Synchronisations/Chrominanz-Unterträgertrennbereich 110 bereitgestellte vertikale Hauptsynchronisationssignal und erzeugt vertikale Austastimpulse, wie in Fig. 2(b) ge­ zeigt, die die Abtastlinien eliminieren, die von dem verti­ kalen Rückführen des Elektronenstrahls herrühren, während ein Feld gezeichnet wird, und legt sie an den zweiten Ein­ gangsanschluß des "UND"-Gatters 142 an.

Während dieses Vorgangs wird ein Regelungssignal des "niedrigen" logischen Zustandes von einem äußeren Regelungs­ signalausgangsanschluß zur Bildüberlagerung erhalten, wäh­ rend ein Regelungssignal des logisch "hohen" Zustands für andere digitale Funktionen wie etwa PIP, ART und MOSAIC be­ reitgestellt wird. Demzufolge werden das "niedrige" Bild­ überlagerungssignal und das obige Signal von dem E/O-Detek­ tor 120 von dem ODER-Gatter 141 erhalten und die resultie­ rende logische Summe wird an den ersten Eingang des UND-Gat­ ters 142 angelegt.

Das UND-Gatter 142 erhält das Ausgangssignal des ODER- Gatters 141, das vertikale Austastsignal und das Fenstersi­ gnal, die von dem Regelungsbereich übertragen werden, wie in Fig. 2(d) gezeigt, um ein logisches Produkt zu erzeugen, und gibt das dritte Regelungssignal CTL3 aus, das in Fig. 2(e) erscheint. Das oben erwähnte dritte Regelungssignal CTL3 ist ein Impulssignal mit derselben Periode wie das horizon­ tale Synchronisationssignal, auch wenn das in den Zeichnun­ gen nicht gezeigt ist.

Entsprechend dem dritten Regelungssignal CTL3 wählt der dritte Regelungsschalter SW3 das Hauptvideosignal aus und gibt dieses aus, wie es von dem ersten Regelungsschalter SW1 während des ungeraden Feldes eingeschaltet wird, und wählt während des geraden Feldes das zusammengesetzte Signal des Unterbildsignals von dem Kodierer 100 zum Anzeigen auf dem Schirm entsprechend dem von dem Block 110 ausgegebenen hori­ zontalen Hauptsynchronisationssignal aus und gibt dieses aus. Als Ergebnis wird ein Bild einem anderen Bild auf einem einzigen Bildschirm überlagert.

Claims (6)

1. Bildüberlagerungsschaltkreis mit
einer Eingangsschaltung (10) zum Empfangen von einem ersten Videosignal und einem zweiten Videosignal, die zwei verschiedenen Bildern entsprechen,
einer Mischeinrichtung (SW3) zum Übertragen eines der ersten und zweiten Videosignale als ein Haupt-Videosignal und des anderen der ersten und zweiten Videossignale als ein Unter-Videosignal an einen mit einem Monitor verbindbaren Ausgang (13),
einer ersten Bildsteuereinrichtung (110), die aus dem Haupt-Videosignal erste vertikale und horizontale Synchronisationssignale abtrennt,
einer zweiten Bildsteuereinrichtung (20, 30), die aus dem Unter-Videosignal ein Luminanzsignal, ein Farbdifferenzsignal und zweite vertikale und horizontale Synchronisationssignale abtrennt,
einer Speichereinrichtung (70) zum Einspeichern und Auslesen der Luminanz- und Farbdifferenzsignale des Unter-Videosignals und
einer Kodiereinrichtung (100) zum Zusammensetzen der aus der Speichereinrichtung (70) ausgelesenen Luminanz- und Farbdifferenzsignale und der von der ersten Bildsteuereinrichtung (110) abgetrennten Synchronisationssignale zur Wiedergewinnung des an die Mischeinrichtung (SW3) abgegebenen Unter-Videosignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischeinrichtung (SW3) eine Schaltereinrichtung aufweist, die im Takt eines aus dem abgetrennten horizontalen Synchronisationssignal des Haupt-Videosignals abgeleiteten Taktsignals (CTL3) umgeschaltet wird, um während abwechselnder gerader und ungerader Felder eines Videosignals jeweils das Haupt- und das Untervideosignal an den Ausgang (13) durchzuschalten.

2. Bildüberlagerungsschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bildsteuereinrichtung (110) aus dem Haupt-Videosignal einen Chrominanzunterträger (f_SC) abtrennt, der der Kodiereinrichtung (100) zum Zusammensetzen der Luminanz- und Farbdifferenzsignale zugeführt wird.

3. Bildüberlagerungsschaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speichereinrichtung (70) die Daten der Luminanz- und Farbdifferenzsignale in Form eines Feldes in Abhängigkeit der Synchronisationssignale der Unter-Videosignale eingespeichert und die in der Speichereinrichtung (70) gespeicherten Daten eines Feldes entsprechend der Synchronisationssignale des Haupt-Videosignals ausgelesen werden.

4. Bildüberlagerungsschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (10) einen ersten und einen zweiten Schalter (SW1, SW2) zum Umschalten zwischen den ersten und zweiten Videosignalen in Abhängigkeit von einem weiteren Taktsignal (CTL1, CTL2) aufweist, das aus den abgetrennten Synchronisationssignalen des Haupt-Videosignals abgeleitet wird.

5. Bildüberlagerungsschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
einen ersten Taktimpulsgenerator (81) zum Erzeugen von Abtasttaktimpulsen für einen Analog-Digital-Wandler (50) und von Taktimpulsen zum Einspeichern von digitalen Daten der Luminanz- und Farbdifferenzsignale des Unter-Videosignals in die Speichereinrichtung (70) und
einen zweiten Taktimpulsgenerator (82) zum Erzeugen von Abtasttaktimpulsen für einen Digital-Analog-Wandler (90) und von Taktimpulsen zum Auslesen der digitalen Daten aus der Speichereinrichtung.

6. Bildüberlagerungsschaltkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom ersten Taktimpulsgenerator (81) erzeugten Taktimpulse synchron mit dem horizontalen Synchronisationssignal des Unter-Videosignals und die von dem zweiten Taktimpulsgenerator (82) erzeugten Taktimpulse synchron mit dem horizontalen Synchronisationssignal des Haupt-Videosignals erzeugt werden.