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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
für die
Zusammensetzung und Anzeige von Bildern und insbesondere ein derartiges
Verfahren und eine derartige Einrichtung, mit denen Videosignale,
die von einer Fernsehkamera und/oder einem Videokassettenrekorder
empfangen werden, auf einem für
die graphische Datenverarbeitung geeigneten Anzeigebildschirm eines
Computer-Arbeitsplatzes oder dergleichen angezeigt werden können.
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Durch
die Kombination von Computergraphiken mit Videosignalen mit dem
Zweck der Anzeige eines zusammengesetzten Bildes auf einem Bildschirm
gemäß einer Überlagerungstechnik
und einem Mehrfenstersystem können
Ergebnisse erhalten werden, die an einem Computer-Arbeitsplatz genutzt werden
können,
welcher in einem Multimedia-Präsentationssystem
oder in einem elektronischen Fernkonferenzsystem einsetzbar ist.
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Aus
DE 3141 196 A1 ist
eine Videobildverarbeitungsvorrichtung bekannt, die einen Bildspeicher aus
einer Vielzahl von Bildspeicherelementen umfaßt, die über Eingangs- und Ausgangspuffer
Bilddaten empfangen und abgeben können. Ein Computer kann über die
Ausgangspuffer Bilddaten einlesen, verändern und über die Eingangspuffer in die
Bildspeicher zurückschreiben.
Steuerungen bestimmen die Zeitausschnitte, in denen die Eingangs-
und Ausgangspuffer auf die Bildspeicher zugreifen können, in einem
Zeitmultiplexverfahren. In einem solchen Zeitintervall können zwischen
1 und 8 Bildpunkten übertragen
werden. Anschließend
wird der Zugriff einem anderen Puffer zugewiesen.
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Beim
Durchgang von Daten durch dieses System muß ein Bildspeicherelement fortlaufend
abwechselnd mit Eingangs- und Ausgangspuffern in Verbindung gebracht
werden. Die hierfür
zur Verfügung
stehende Zeit ist der Zahl der Bildspeicherelemente umgekehrt proportional,
was den Datendurchsatz beschränkt.
Da jedem Puffer turnusmäßig der Zugriff
zugewiesen wird, erhält
er ihn auch dann, wenn keine Daten zu übertragen sind Wenn Bilddaten
vom Computer verarbeitet werden, müssen sie das System aus Puffern
und Bildspeicher wenigstens zweimal durchlaufen, was die Antwortzeit
des Systems weiter beschränkt.
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Es
ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Einrichtung für
die Zusammensetzung und Anzeige von Bildern zu schaffen, die unabhängig von
der Zahl der Elemente eines Bildspeichers einen effizienten Datendurchsatz
ermöglichen.
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Es
ist eine zweite Aufgaber der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Einrichtung für
die Zusammensetzung und Anzeige von Bildern zu schaffen, wobei über zwei
oder mehr Kanäle
mit verschiedenen Synchronisationssignalen gelieferte Videosignale
in einen Bildspeicher gleichzeitig eingegeben und aus diesem ausgegeben
werden können.
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Die
erste Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung gelöst
durch eine Bildzusammensetzungseinrichtung, die umfaßt: einen
Videoeingabeabschnitt für
die Umwandlung von eingegebenen Videosignalen in Bilddaten, einen
Bildspeicher, der mehrere Bildspeicherelemente mit jeweils identischem
Aufbau enthält,
einen Videoausgabeabschnitt für
die Ausgabe von im Bildspeicher gespeicherten Anzeigeabschnitt,
einen Steuerabschnitt für
die Steuerung der Wahl der Verbindung der einzelnen Bildspeicherelemente
mit dem Videoein gabeabschnitt oder dem Videoausgabeabschnitt, eine
CPU für
die Steuerung der Graphikdaten und einen Bildzeichnungsabschnitt
für die
Entwicklung von eingegebenen Graphikdaten in Bildelementdaten und
zum Schreiben der Bildelementdaten in die Bildspeicherelemente oder
zum Lesen von Bilddaten aus den Bildspeicherelementen und für die Gewinnung
eines Werkes wie etwa einer Konstruktionszeichnung aus den Bilddaten.
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Die
erste Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch
11.
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In
dieser Konfiguration der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen
der jeweiligen Bildspeicherelemente mit dem Videoeingabeabschnitt und
dem Videoausgabeabschnitt gesteuert, wobei die Anzahl der mit dem
Videoeingabeabschnitt oder dem Videoausgabeabschnitt zu verbindenden
Elemente beliebig festgelegt werden kann. Der Bildzeichnungsabschnitt
liest die Bilddaten, die in den mit dem Videoeingabeabschnitt verbundenen
Bildspeicherelementen gespeichert sind und erzeugt daraus eine Graphik,
woraufhin er die sich ergebenden Graphikdaten in die mit dem Videoausgabeabschnitt
verbundenen Bildspeicherelemente ausgibt und dabei Bilddaten und
Videosignale unter der Steuerung der CPU zusammensetzt.
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Erfindungsgemäß werden
die einzelnen Speicherelemente nicht wie bei
DE 31 41 196 A1 in einem
Multiplexverfahren in ständigem
Wechsel auf den Eingabe- bzw.
Ausgabepuffer geschaltet, sondern die Steuereinrichtung ordnet die
Bildspeicherelemente dem Videosignaleingabeabschnitt oder dem Videosignalausgabeabschnitt
gewissermaßen "dauerhaft" zu, so daß nicht
einzelne Pixel, sondern vollständige
Bilder übertragen
werden können.
Die auf diese Weise getrennt verwalteten Bildspeicherelemente müssen daher
nicht mehr um gemeinsame Ein-/Ausgabeleitungen konkurrieren, sondern
sie erhalten gewissermaßen
feste Verbindungen mit dem Eingabe- oder Ausgabeabschnitt, wie in
2 dargestellt,
solange die Steuereinrichtung ihre Zuordnung nicht ändert. Der
Bildzeichnungsabschnitt
16 kann die Speicherelemente wahlfrei
adressieren, er braucht also nicht abzuwarten, bis ein benötigtes Speicherelement
turnusmäßig zugänglich wird.
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Die
zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bildeingabe-/Bildausgabeeinrichtung
für die
Ausführung
von Eingabe- und Ausgabeoperationen für erste und zweite Videosignale;
diese Einrichtung umfaßt
einen Bildspeicher zum Speichern von ersten Daten bzw. zweiten Daten,
die in den ersten bzw. in den zweiten Videosignalen enthalten sind,
einen Puffer für
die Übertragung
und Speicherung der zweiten Daten, eine Zeitgebereinrichtung für die Ausgabe
einer Austastlücke
oder einer Arbeitsperiode des ersten Videosignals in Form eines Zeiteinstellungssignals
und eine Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung, die aktiv ist,
wenn sie vom Puffer eine Anforderung für eine Übertragungsperiode empfängt, in
der die zweiten Daten zwischen dem Bildspeicher und dem Puffer übertragen
werden, und die an den Puffer eine Übertragungsbestätigung ausgibt;
durch die Ausgabe einer solchen Übertragungsbestätigung wird
eine der von der Zeitgebereinrichtung angegebenen Perioden der Übertragungsperiode
der zweiten Daten zugeordnet. Der Puffer gibt die Forderung nach
einer Zuweisung der Übertragungsperiode
für die
zweiten Daten an die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung aus und stellt für die zweiten
Daten eine Verbindung mit dem Bildspeicher her, wenn die Übertragungsperiode
auf diese Weise zugewiesen wor den ist.
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Die
zweite Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 16.
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Bei
dieser Konfiguration der erfindungsgemäßen Bildeingabe-/Bildausgabeeinrichtung
speichert der Bildspeicher erste Daten und zweite Daten, die in
ersten bzw. zweiten Videosignalen enthalten sind. Der Puffer wird
für die Übertragung
und Speicherung der zweiten Daten verwendet. Die Zeitgebereinrichtung
gibt als Zeitgebersignal eine Austastlücke (eine horizontale oder
eine vertikale Austastlücke)
oder eine Arbeitsperiode (eine horizontale oder vertikale Arbeitsperiode)
des ersten Videosignals aus. Die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung wird
aktiv, wenn sie eine Forderung vom Puffer nach einer Übertragungsperiode
empfängt,
in der zwischen dem Bildspeicher und dem Puffer eine Verbindung
hergestellt wird, woraufhin sie an den jeweiligen Puffer eine Übertragungsbestätigung ausgibt;
dadurch wird eine der von der Zeitgebereinrichtung angegebenen Perioden
der Übertragungsperiode
für die
zweiten Daten zugewiesen. Der Puffer gibt die Forderung nach einer
Zuordnung der Übertragungsperiode
für die
zweiten Daten an die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung aus und stellt für die zweiten
Daten eine Verbindung mit dem Bildspeicher her, wenn die Übertragungsperiode
zugewiesen wird.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Neben-
und Unteransprüchen,
die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung beziehen, angegeben.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert;
es zeigt
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1 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung
der Konfiguration einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung des
Aufbaus eines Anwendungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Speicheradressen-Tabelle der elementaren Bildspeicher von 2;
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4 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
eines Verfahrens zum Kombinieren eines Computergraphik-Bildes mit
Videosignalen;
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5 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
eines Anzeigebildschirms des zusammengesetzten Bildes, das sich
aus der Kombination des Computergraphik-Bildes mit den Videosignalen
ergibt;
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6 eine
Steuertabelle für
die Überwachung
der Verbindungen zwischen den Bildspeicherelementen und den Videoeingabeabschnitten
bzw. Videoausgabeabschnitten;
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7 eine
Darstellung zur Erläuterung
der Konstruktion eines Bildspeichers, wenn eine Bildelement-Verschachtelung vorhanden
ist bzw. wenn keine Bildelement-Verschachtelung vorhanden ist;
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8 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung des
Aufbaus des Videoeingabeabschnittes;
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9 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung des
Aufbaus des Videoausgabeabschnittes;
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10 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung des
Aufbaus eines Bildspeicherelementes;
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11 ein
Signal-Impulsdiagramm für
eine Operation, in der ein neues Bild als Standbild in aktualisierten
Bildspeicherelementen gespeichert wird;
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12 ein
Signal-Impulsdiagramm für
eine Operation, in der jedes Bild von Eingangsvideosignalen in Bildspeicherelementen
gespeichert wird;
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13 ein
Signal-Impulsdiagramm für
die Operation in 12, in der das Lesen der Daten
aus Bildspeicherelementen länger
als eine Bildperiode dauert;
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14 ein
Signal-Impulsdiagramm einer Operation, in der ein Bild von Eingangsvideosignalen,
die einer Verkleinerungs- oder Zeitrafferoperation zugehören, in
Bildspeicherelementen gespeichert wird;
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15 ein
Signal-Impulsdiagramm einer Operation, in der Videosignale von mit
dem Videosignalausgabeabschnitt verbundenen Bildspeicherelementen über ein
Doppelpuffersystem ausgegeben werden;
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16 ein
Signal-Impulsdiagramm zur Erläuterung
der Operation eines Video-RAM in den Bildspeicherelementen;
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17 ein
Blockschaltbild des Aufbaus einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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18 ein
Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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19 ein
Blockschaltbild des Aufbaus einer Videosignal-Schnittstellenschaltung,
die als Eingang ein NTSC-Videosignal
empfängt;
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20 ein
Blockschaltbild des Aufbaus einer Videosignal-Schnittstellenschaltung,
die ein RGB-Videosignal ausgibt;
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21 ein
Signal-Impulsdiagramm zur Erläuterung
der Grundoperation der zweiten Ausführungsform;
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22 ein
Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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23 ein
Signal-Impulsdiagramm zur Erläuterung
der Grundoperation der dritten Ausführungsform;
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24 ein
Signal-Impulsdiagramm zur Erläuterung
von Operationen, die auf die Grundoperation der dritten Ausführungsform
bezogen sind;
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25 ein
Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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26 ein
Signal-Impulsdiagramm zur Erläuterung
der Operation der vierten Ausführungsform;
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27 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung von
Einzelheiten der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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28 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung von
Einzelheiten des Signaleingabeabschnittes, der das NTSC-Videosignalempfängt; und
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29 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung von
Einzelheiten des Signalausgabeabschnittes, der das NTSC-Videosignal ausgibt.
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In 1 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieses System umfaßt Bildspeicher-Baueinheiten
oder Bildspeicherelemente 1 bis 8 mit jeweils
identischem Aufbau, einen Videosignaleingabeabschnitt 11 für die Umwandlung
von Eingangsvideosignalen in digitale Bilddaten und die Ausgabe
der Daten in die Elemente 1 bis 8, einen Bildsynchronisationssignal-Erfassungsabschnitt 12 für die Erfassung
eines Bildsynchronisationssignals von Eingangsvideosignalen und
für die
Ausgabe der Signale an die Elemente 1 bis 8, einen
Videosignalausgabeabschnitt 13 zum Auslesen von Daten aus den
Elementen 1 bis 8 und zum Umwandeln der Daten
in Videosignale, einen Bildsynchronisationssignal-Erzeugungsabschnitt 14 für die Erzeugung
von der Ausgabe von Videosignalen dienenden Bildsynchronisationssignalen
und für
die Ausgabe der erzeugten Signale an die Elemente 1 bis 8 und
an den Videosignalausgabeabschnitt 13, eine Steuereinrichtung 15 für die Steuerung
der Wahl der Verbindungen der Elemente 1 bis 8 mit
dem Videosignaleingabeabschnitt 11 oder dem Videosignalausgabeabschnitt 13,
eine CPU 18 zum Steu ern von Graphikdaten, einen Bildzeichnungsabschnitt 16 zum
Entwickeln von in ihn eingegebenen Graphikdaten in Bildelementdaten
und zum Schreiben der Bildelementdaten in die Elemente 1 bis 8 und
einen Signalbus 17 zum Übertragen
von Steuerinformation von der CPU an den Steuerabschnitt 15 und
zum Übertragen
der Graphikdaten von der CPU an den Bildzeichnungsabschnitt 16.
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Die
Steuereinrichtung 15 enthält eine Steuertabelle, die
später
beschrieben wird. In die Steuertabelle sind die Verbindungen der
geeigneten Bildspeicherelemente mit dem Videosignaleingabeabschnitt 11 oder
dem Videosignalausgabeabschnitt 13 eingetragen.
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Der
Bildzeichnungsabschnitt 16 kann in jedem Zeitpunkt auf
die Elemente 1 bis 8 zugreifen.
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Da
jedes Element wahlweise mit dem Videosignaleingabeabschnitt 11 oder
mit dem Videosignalausgabeabschnitt 13 verbunden werden
kann, können
für die
Eingabe- und Ausgabeoperationen dieselben Elemente verwendet werden.
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Darüber hinaus
kann durch die Schaffung von mehreren Bildspeicherelementen mit
dem gleichen Aufbau die Größe des Bildspeichers
leicht erweitert werden. In dem Fall, in dem sehr feine Videosignale
in das System eingegeben werden sollen, kann die Anzahl der Bildspeicherelemente,
die wahlweise mit dem Videosignaleingabeabschnitt verbunden werden
erhöht
werden. Wenn andererseits sehr feine Videosignale aus dem System
ausgegeben werden sollen, kann die Anzahl der Bildspeicherelemente,
die wahlweise mit dem Videosignalausgabeabschnitt verbunden werden,
erhöht
werden. In Abhängigkeit
von den Anforderungen kann die Anzahl der Elemente, die wahlweise
mit dem Videosignaleingabeabschnitt verbunden werden, bzw. die Anzahl der
Elemente, die wahlweise mit dem Videosignalausgabeabschnitt verbunden
werden, beliebig auf gewünschte
Werte gesetzt werden.
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In 2 ist
eine mögliche
Konfiguration der Ausführungsform
aus 1 gezeigt.
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Die
Steuereinrichtung 15 enthält eine Steuertabelle, die
später
mit Bezug auf 6 beschrieben wird. In die Steuertabelle
ist die Art der Verbindung der einzelnen Bildspeicherelemente mit
dem Videosignaleingabeabschnitt 11 oder dem Videosignalausgabeabschnitt 13 eingetragen.
Darüber
hinaus gibt die Steuereinrichtung 15 über die Leitung 11b eine
Bilddaten-Spezifikation für
den Videosignaleingabeabschnitt 11 und über die Leitung 13b eine
Bilddaten-Spezifikation für
den Videosignalausgabeabschnitt 13 an. Der Bildzeichnungsabschnitt
kann in jedem Zeitpunkt auf die Elemente 1 bis 8 zugreifen.
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In
der gezeigten Konfiguration sind die vier Elemente 1 bis 4 über eine
Leitung 11a mit dem Videosignaleingabeabschnitt 11 verbunden,
während
die verbleibenden vier Elemente 5 bis 8 über eine
Leitung 13a mit dem Videosignalausgabeabschnitt 13 verbunden
sind. Die folgende Beschreibung wird beispielhaft für den Fall
gegeben, daß sowohl
dem Eingabeabschnitt 11 als auch dem Ausgabeabschnitt 13 jeweils
vier Elemente zugewiesen sind.
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In 3 ist
eine Speicheradressen-Tabelle der Bildspeicherelemente 1 bis 8 von 2 gezeigt.
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Wie
aus der Tabelle ersichtlich ist, sind für den Zugriff des Bildzeichnungsabschnittes 16 die Adressen
der Elemente auf einen einzigen Speicherraum, dessen Bereich sich
von der Adresse 0 bis zur Adresse 8n-1 erstreckt, abgebildet. Jedem
Element sind n Adressen zugeordnet. Wenn ein Element mit dem Eingabeabschnitt 11 verbunden
ist, können
die n Adressen als Eingangsadressen für Videosignale verwendet werden.
Wenn dagegen das Element mit dem Ausgabeabschnitt 13 verbunden
ist, können
die n Adressen für
die Ausgabe der Videosignale verwendet werden.
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In 4 ist
ein Flußdiagramm
gezeigt, das der Erläuterung
eines Verfahrens für
die Kombination eines computererzeugten Bildes mit Videosignalen dient.
In einem Schritt 501 werden Videosignale eingegeben, die
in die Elemente 1 bis 4 geschrieben werden sollen,
welche für
die Verbindungen mit dem Eingabeabschnitt 11 ausgewählt sind.
In einem Schritt 502 liest der Bildzeichnungsabschnitt 16 die Bilddaten
aus den Elementen 1 bis 4 aus. In einem Schritt 503 werden
die erhaltenen Bilddaten mittels numerischer Operationen wie etwa
einer Oberflächenabbildung
verarbeitet. In einem Schritt 505 werden die sich ergebenden
Bilddaten in die Elemente 5 bis 8 geschrieben,
die für
Verbindungen mit dem Ausgabeabschnitt 13 bestimmt sind.
In einem Schritt 504 schreibt der Bildzeichnungsabschnitt 16 ein
dreidimensionales Graphikbild, zu dem die der numerischen Operation
unterworfenen Bilddaten hinzugefügt
werden sollen, in die Elemente 5 bis 8. Im Ergebnis
werden das computererzeugte Bild und die Videosignale zu einem Videosignal
kombiniert. In 5 ist ein Anzeigebildschirm
gezeigt, in dem das zusammengesetzte Bild dargestellt ist, welches
durch die Kombination des computererzeugten Bildes mit den Videosignalen
erzeugt wird.
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In 6 ist
eine Steuertabelle für
die Steuerung der Verbindungen der Bildspeicherelemente mit dem
Videosignaleingabeabschnitt bzw. mit dem Videosignalausgabeabschnitt
gezeigt. Diese Tabelle ist in der Steuereinrichtung 15 enthalten.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Eingangspuffer als Zweifach-Puffersystem aufgebaut. Die
Elemente 1 und 2 sind einem Puffer a zugewiesen,
während
die Elemente 3 und 4 einem Puffer b zugewiesen
sind. Andererseits ist auch der Ausgangspuffer als Zweifach-Puffersystem
aufgebaut. Die Elemente 5 und 6 sind einem Puffer
a zugewiesen, während
die Elemente 7 und 8 einem Puffer b zugewiesen
sind.
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Durch
die Änderung
der Inhalte der Steuertabelle mit dem Ziel des Wechsels der Kombination
der mehreren Bildspeicherelemente ist es möglich, die Elemente in einem
Einfach-, einen Zweifach- oder einem Dreifach-Puffersystem zu verwenden.
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In 7 ist
eine Darstellung gezeigt, mit der eine Bildspeicherkonfiguration
erläutert
wird, wenn eine Bildelement-Verschachtelung vorhanden ist bzw. nicht
vorhanden ist.
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Nun
wird ein Beispiel für
die Operation der Kombination der Elemente 1 und 2 beschrieben.
Es wird angenommen, daß die
Größe eines
jeden Bildspeicherelementes durch 512 Bildelemente in Vertikalrichtung
und 1024 Bildelemente in horizontaler Richtung bei einer Tiefe von
8 Bits gegeben ist. Wenn keine Bildelement-Verschachtelung ausgeführt wird, können die
Bilddaten vollständig
in einem einzigen Bildspeicherelement gespeichert werden. In diesem Beispiel
sind jedoch zwei Elemente in Tiefenrichtung überlappend angeordnet, um einen
Bildspeicher mit 512 Bildelementen in vertikaler Richtung und 1024 Bildelementen
in horizontaler Richtung bei einer Tiefe von 8 Bits zu schaffen.
Wenn eine Verschachtelung der Bildelemente ausgeführt wird,
wird jedes Bildspeicherelement dazu verwendet, nacheinander zwei
benachbarte Bildelemente der der Speichergröße zugeordneten Bilddaten,
d. h. 512 Bildelemente in vertikaler Richtung und 1024 Bildelemente
in horizontaler Richtung bei einer Tiefe von 8 Bits, zu speichern.
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Das
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Bildelement-Verschachtelung
wird in die Steuertabelle der 6 eingetragen.
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Durch
Umschalten der Bildelement-Verschachtelung zwischen den Bildspeicherelementen kann
die Bildspeichergröße und die
Speicher-Zugriffsgeschwindigkeit sowohl für Videosignale, die bei konkurrentem
Speicherzugriff eine Hochgeschwindigkeitslese-/-schreiboperation
erfordern und die einer großen
Bildgröße zugehören, als
auch für
Videosignale, für
die eine ausreichend lange Schreib/Leseperiode zur Verfügung steht
und die einer kleinen Bildgröße zugeordnet
sind, optimiert werden.
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In 8 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus des Videosignaleingabeabschnittes
gezeigt. Diese Konfiguration umfaßt einen NTSC-Dekodierer 71 zum
Umsetzen eines NTSC-Signals in ein YUV-Signal, eine Umformungsmatrix 72 zum
Umformen des YUV-Signals in ein RGB-Signal, eine Farbtabelle 73 zum
Umsetzen des RGB-Signals in Bilddaten, die eine verringerte Anzahl
von Bits enthalten, einen Seriell-/Parallel-Umsetzer 74 zum
Parallelisieren der Bilddaten auf der Grundlage der Bildelement-Verschachtelung
und einen Wähl-
oder Multiplexabschnitt 75 zum Auswählen entweder des YUV-Signals,
des RGB-Signals oder aber der aus dem RGB-Signal erhaltenen Bilddaten,
gemäß einem über eine
Leitung 11b empfangenen Steuersignal. Die vom Abschnitt 75 ausgegebenen
Bilddaten werden über
eine Signalleitung 11a an die Bildspeicherelemente übertragen.
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Für diese
Ausführungsform
wird angenommen, daß die
Eingangsvideosignale NTSC-Signale sind, die in den USA und in Japan
als Fernsehsignale verwendet werden. Das Verfahren und die Einrichtung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
können
jedoch auch für
die in Europa verwendeten PAL-Signale und für Signale für das hochauflösende Fernsehen
(HDTV) auf ähnliche
Weise verwendet werden, wobei lediglich der NTSC-Dekodierer 71 durch einen für das betreffende
Signalsystem geeigneten Dekodierer ersetzt werden muß.
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In 9 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus des Videosignalausgabeabschnittes
gezeigt. Dieser Abschnitt enthält
einen Wähl-
oder Multiplexabschnitt 81, der gemäß einem über eine Leitung 13b empfangenen
Steuersignal feststellt, ob die Bilddaten von den Bildspeicherelementen
ein YUV-Signal, ein RGB-Signal oder aber aus dem RGB-Signal erhaltene
Bilddaten umfassen, eine Signalleitung 13a zum Liefern
der Bilddaten von den Bildspeicherelementen an den Multiplexerabschnitt 81,
einen Parallel-/Seriell-Umsetzer 82 zum Serialisieren der
Bilddaten gemäß der Bildelement-Verschachtelung,
eine Farbtabelle 83 zum Umformen der die begrenzte Anzahl von
Bits enthaltenden Daten in ein RGB-Signal, eine Umformungsmatrix 84 zum
Umformen des RGB-Signals
in ein YUV-Signal und einen NTSC-Kodierer 85 zum Umsetzen
des YUV-Signals in ein NTSC-Signal.
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Für diese
Ausführungsform
wird angenommen, daß die
Eingangsvideosignale NTSC-Signale sind, die in den USA und Japan
als Fernsehsignale verwendet werden. Der Videosignalausgabeabschnitt
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform kann
jedoch auch für
PAL- und HDTV-Signale verwendet werden, wobei lediglich der NTSC-Kodierer 85 durch
einen für
das betreffende Signalsystem geeigneten Kodierer ersetzt werden
muß.
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In 10 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Bildspeicherelementes gezeigt.
Dieser Aufbau enthält
einen Zugriffsanschluß 91,
einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 92, einen seriellen
Anschluß 93,
einen Puffer 94 zum An- oder Abkoppeln des Videosignalausgabeabschnittes
und einen Puffer 95 zum An- oder Abkoppeln des Videosignaleingabeabschnittes.
Diese Puffer 94 und 95 werden durch die Steuereinrichtung 15 gesteuert,
derart, daß eine
Verbindung mit dem Videosignaleingabeabschnitt oder dem Videosignalausgabeabschnitt
hergestellt wird, wenn entweder der Eingabeabschnitt oder der Ausgabeabschnitt
für die
Ankopplung gewählt
wird. Wie später
in Verbindung mit 11 beschrieben wird, koppeln
darüber
hinaus die Puffer 94 und 95 die Datenpfade ab,
wenn der Bildzeichnungsabschnitt 16 auf den Speicher zugreift,
um zu verhindern, daß Daten
an den Speicher geliefert werden. Das System enthält ferner
einen Zustandsbeurteilungsabschnitt 96 für die Steuerung
der Abkopplung des Puffers 95, ein Eingabe-/Ausgabe-Setzregister 98,
eine Wähleinrichtung
SEL 99 zum Umschalten zwischen dem Bildsynchronisationssignal
des Eingangsvideosignals und demjenigen des Ausgangsvideosignals,
ein Aktualisierungsanforderungsregister 100, ein Aktualisierungsbestätigungsregister 101,
einen Synchronisationseinstellabschnitt 102, ein Verkleinerungsverhältnisregister 103,
ein Schieberegister 104 und ein Verkleinerungsabschluß-Register 105.
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Nun
werden mit Bezug auf die 11 bis 15 die
Operationen der Register und der anderen Komponenten, die in den
Bildspeicherelementen enthalten sind, beschrieben.
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Für das RAM 92 kann
ein universales Video-RAM (VRAM) verwendet werden. Das VRAM enthält einen
sogenannten Split-Puffer, der den Unterschied zwischen den BildelementTaktsignalen
der Eingangsvideosignale bzw. der Ausgangsvideosignale absorbiert.
Wenn ein dynamisches RAM (DRAM) oder ein statisches RAM (SRAM) anstelle des
VRAM verwendet wird, ist es lediglich erforderlich, zusätzlich einen
Puffer vorzusehen, der den Bildelement-Taktunterschied absorbiert.
In 16 ist ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das
für die
Erläuterung
des VRAM im Bildspeicherelement nützlich ist.
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In
diesem Diagramm werden vom Videosignaleingabeabschnitt 11 Videosignale
an die Elemente 1 bis 4 ausgegeben. Das den Bildelement-Zyklus des
Eingangsvideosignals angebende Bildelement-Taktsignal ist asynchron
zum Speicherzyklus. In der Austastlücke unmittelbar nach dem horizontalen
Synchronisationssignal ist keinerlei wirksame Bildelementinformation
enthalten.
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Im
allgemeinen ist der Split-Puffer des VRAM als Zweifach-Puffersystem
aufgebaut: Die Speicherkapazität
eines einzelnen dieser Puffer reicht nicht aus, um die einer Zeile äquivalenten
Eingangsvideosignale zu speichern. Nach der Austastlücke werden daher
die Videosignale in den Split-Puffer eingegeben, der in einem mit
einem Bildelement-Taktsignal synchronisierten Zeitablauf n Bildelemente
speichern kann. Anschließend
wird der Split-Puffer umgeschaltet, derart, daß die n nachfolgenden Bildelemente
im anderen Split-Puffer gespeichert werden. Während dieser Operation werden
die Daten der im Split-Puffer gespeicherten n Bildelemente von diesem
Puffer an den Speicher übertragen.
Die Datenübertragungsoperation
wird durch ein Datenübertragungssignal,
das mit dem Speicherzyklus synchronisiert ist, ausgelöst. Im Ergebnis
kann durch die obige Operation der Unterschied, der auftritt, weil
das Bildelement-Taktsignal zum Speicherzyklus asynchron ist, ab sorbiert
werden.
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In 11 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operation nützlich ist,
in der Daten eines neuen (Einzel-) Bildes als Standbild in einem
aktualisierten Bildspeicherelement gespeichert werden.
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Wenn
aus den der Eingabeoperation zugeordneten Elementen 1 bis 4 die
Bilddaten vollständig ausgelesen
worden sind, gibt der Bildzeichnungsabschnitt 16 einen
Aktualisierungsanforderungsbefehl aus und setzt den Befehl im Aktualisierungsanforderungsregister 100.
Der Synchronisationseinstellabschnitt 102 gibt die Information,
daß der
Befehl im Aktualisierungsanforderungsregister 100 gesetzt worden
ist, synchron zum Bildsynchronisationssignal an das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 weiter.
Wenn das Bestätigungsregister 101 die
Anforderung bestätigt,
setzt der Bildzeichnungsabschnitt 16 das Aktualisierungsanforderungsregister 100 zurück. Der
Synchronisationseinstellabschnitt 102 gibt die Information,
daß das
Register 100 zurückgesetzt
worden ist, synchron zum Bildsynchronisationssignal an das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 weiter, wie
dies entsprechend bereits für
die Meldung der Setzung des Befehls im Register 100 geschehen
ist. Der Synchronisationseinstellabschnitt gibt also das Signal,
daß das
Aktualisierungsanforderungsregister gesetzt worden ist, für die Dauer
eines Bildes aus. Dies hat zum Ergebnis, daß das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 während der
Dauer eines Bildes in dem Zustand (der durch das Signal gesetzt worden
ist) gehalten wird. Andererseits wird das Signal auch an den Zustandsbeurteilungsabschnitt 97 geschickt.
Der Abschnitt 97 koppelt in dieser Zeit den Puffer 95 vom
Videosignaleingabeabschnitt ab. Während der Zeitperiode, in der
der Puffer 95 abgekoppelt ist, werden die Inhalte des RAM 92 ungeändert gehalten,
so daß die
Bilddaten an den Bildzeichnungsabschnitt 16 geliefert werden
können.
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Aufgrund
eines Bildaktualisierungs-Anforderungsbefehls, der von denjenigen
Bildspeicherelementen ausgegeben wird, die mit dem Videosignaleingabeabschnitt
verbunden sind, werden die Bilddaten eines Bildes von Eingangsvideosignalen
als neues Standbild in den Bildspeicherelementen gespeichert.
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In 12 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operation nützlich ist,
in der jedes Einzelbild von Eingangsvideosignalen als bewegtes Bild
in den Bildspeicherelementen gespeichert sind.
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Dieses
Diagramm zeigt beispielhaft eine Operation, in der die zur Eingabe
verwendeten Elemente 1 bis 4 als Zweifach-Puffersystem
betrieben werden. Wenn Bilddaten vollständig vom Puffer a erhalten
worden sind, setzt der Bildzeichnungsabschnitt 16 das dem
Puffer a zugeordnete Aktualisierungsanforderungsregister 100.
Der Synchronisationseinstellabschnitt 102 meldet an das
Aktualisierungsbestätigungsregister 101 synchron
zum Bildsynchronisationssignal, daß das Register 100 gesetzt
worden ist. Das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 bestätigt den
so gesetzten Zustand, woraufhin der Abschnitt 16 das Register 100 zurücksetzt. Während der
Zeitperiode, in der das dem Puffer a zugeordnete Register 101 gesetzt
gehalten wird, ist es möglich,
Bilddaten aus dem Puffer a zu lesen. Nach Abschluß der Leseoperation
setzt der Abschnitt 16 das dem Puffer b zugeordnete Register 100.
Wenn das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 die
Setzung bestätigt,
setzt der Abschnitt 16 das Register 100 zurück Während der
Zeitperiode, in der das dem Puffer b zugeordnete Register 101 gesetzt
gehalten wird können
Bilddaten aus dem Puffer b gelesen werden. Wenn die Leseoperation
abgeschlossen ist, setzt der Abschnitt 16 erneut das dem
Puffer a zugeordnete Register a. Durch wiederholte Ausführung der
obigen Operationen können
die jeweiligen Bilder der Eingangsvideosignale in den Bildspeicherelementen
gespeichert werden.
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Es
wird jedoch hier angenommen, daß die Zeit,
die zum Lesen der Bilddaten aus der Zweifach-Puffereinheit durch
den Bildzeichnungsabschnitt 16 erforderlich ist, in jedem
Fall kürzer
als die Periode des Bildsynchronisationssignals (die Bildperiode)
ist.
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Wie
oben mit Bezug auf 11 beschrieben, können durch
die Schaffung des Umschaltvorgangs zwischen den Steuerverfahren
zur Steuerung der Register durch den Bildzeichnungsabschnitt die
Aktualisierungsoperation und die Eingabeoperation verwirklicht werden.
In der Aktualisierungsoperation werden vor einer Ausgabe eines Bildaktualisierungs-Anforderungsbefehls
die Inhalte der Bildspeicherelemente ungeändert gehalten, derart, daß bei der
Ausgabe des Befehls nur ein Bild von Eingangsvideodaten als Standbild
in den Bildspeicherelementen aktualisiert wird. In der Eingabeoperation
empfangen die für
die Verbindung mit dem Videosignaleingabeabschnitt gewählten Bildspeicherelemente als
Eingänge
von bewegten Bildern die entsprechenden Bilder von Videosignalen.
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In 13 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operation nützlich ist,
in der die Zeit, die zum Lesen der Bilddaten aus den Bildspeicherelementen
durch den Bildzeichnungsabschnitt erforderlich ist, die Bildperiode übersteigt.
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In
diesem Beispiel werden die Bildspeicherelemente 1 bis 4 in
einem Zweifach-Puffersystem verwendet. Wenn die Bilddaten aus dem
Puffer a vollständig
gelesen worden sind, setzt der Bildzeichnungsabschnitt 16 das
dem Puffer a zugeordnete Aktualisierungsanforderungsregister 100.
Der Synchronisationseinstellabschnitt 102 meldet synchron zum
Bildsynchronisationssignal an das Aktualisierungsbestätigungsregister 101,
daß das
Register 100 gesetzt worden ist. Wenn das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 den
Zustand bestätigt,
setzt der Abschnitt 16 das Register 100 zurück Während der Zeit,
in der das Register 101 gesetzt ist, können Bilddaten aus dem Puffer
a gelesen werden. Nach Abschluß der
Leseoperation setzt der Abschnitt 16 das Register 100.
Wenn das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 den
so gesetzten Zustand bestätigt,
setzt der Abschnitt 16 das Register 100 zurück Bis zu
diesem Punkt ist die Operation gleich der in Verbindung mit 12 beschriebenen
Operation.
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Wenn
der Bildzeichnungsabschnitt nicht innerhalb einer Bildperiode das
Lesen der Bilddaten aus den Bildspeicherelementen beenden kann,
wird das Lesen ohne Unterbrechung in der nachfolgenden Bildperiode
fortgesetzt. Nach Beendigung der Leseoperation setzt der Abschnitt 16 das
dem Puffer a zugeordnete Register 100. Danach kehrt die
Steuerung zum normalen Verfahren der Steuerung der Register, wie
es in 12 gezeigt ist, zurück.
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In 14 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operation nützlich ist,
in der ein Bild von Eingangsvideosignalen, das einer Verkleinerungsoperation
unterworfen worden ist, in den Bildspeicherelementen gespeichert
wird.
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In
diesem Beispiel werden die Bildspeicherelemente in dem Zweifach-Puffersystem
für die
Eingabe verwendet. Der Umfang der Signale wird auf die Hälfte des
ursprünglichen
Umfangs verringert, so daß im
Verklei nerungsverhältnisregister 103 das
Verkleinerungsverhältnis "1/2" gesetzt wird.
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Nachdem
die Bilddaten vollständig
erhalten worden sind, setzt der Abschnitt 16 das dem Puffer
a zugeordnete Register 100. Der Synchronisationseinstellabschnitt 102 meldet
synchron zum Bildsynchronisationssignal an das Aktualisierungsbestätigungsregister 101,
daß das
Register 100 gesetzt worden ist. Die Ausgabe des Synchronisationseinstellabschnittes 102 wird
außerdem
an das Schieberegister 104 geliefert. Im Register 104 wird
die Ausgabe des Synchronisationseinstellabschnittes um die Periode eines
Bildes verzögert
und anschließend
an das Verkleinerungsabschluß-Register 105 geliefert.
Wenn das Aktualisierungsbestätigungsregister 101 bestätigt, daß das Register 100 gesetzt
worden ist, setzt der Abschnitt 16 das Register 100 zurück Anschließend bestätigt der
Abschnitt 16, daß das
dem Puffer a zugeordnete Verkleinerungsabschluß-Register 105 gesetzt
worden ist. Wenn die Bilddaten vollständig aus dem Puffer b gelesen
worden sind, setzt der Abschnitt 16 außerdem das dem Puffer b zugeordnete Register 100.
Danach wird die Operation auf ähnliche Weise
wie oben beschrieben wiederholt.
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Gemäß diesem
Verarbeitungsverfahren kann ein bewegtes Bild in Abhängigkeit
vom Verkleinerungsverhältnis
in die Bildspeicherelemente eingegeben werden. Hierbei muß die Anzahl
der Stufen des Schieberegisters 104 in Abhängigkeit
vom Verkleinerungsverhältnis
geändert
werden.
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Darüber hinaus
kann anstatt der das Verkleinerungsverhältnisregister 103 und
das Schieberegister 104 umfassenden Verkleinerungssteuereinrichtung
eine Steuertabelle verwendet werden, in der das Vorliegen oder Nichtvorliegen
einer Verkleinerungsoperation für
jedes der 30 Bilder pro Sekunde eingetragen ist, wodurch die Anzahl
der pro Sekunde zu aktualisierenden Bilder beliebig gesetzt wird.
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In 15 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das zur Erläuterung der Operation nützlich ist, in
der Videosignale von den mit dem Videosignalausgabeabschnitt verbundenen
Bildspeicherelementen über
ein Zweifach-Puffersystem
ausgegeben werden.
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In
diesem Beispiel werden die Bildspeicherelemente als Zweifach-Puffersystem
verwendet. Wenn Bilddaten vollständig
in den Puffer a geschrieben worden sind, setzt der Bildzeichnungsabschnitt 16 das
dem Puffer a zugeordnete Aktualisierungsanforderungsregister 100 und
setzt dann das dem Puffer b zugeordnete Aktualisierungsanforderungsregister 100 zurück. Die
Synchronisationseinstelleinrichtung 102 meldet synchron
zum Bildsynchronisationssignal an das Aktualisierungsbestätigungsregister 101,
daß das
Register 100 gesetzt worden ist. Selbst wenn dem Abschnitt 16 bestätigt wird,
daß das
Register 101 gesetzt worden ist, setzt der Abschnitt 16 das
Register 100 nicht zurück
Wenn anschließend der
Schreibvorgang in den Puffer b beendet ist, setzt der Abschnitt 16 das
dem Puffer b zugeordnete Register 100 und setzt das dem
Puffer a zugeordnete Register 100 zurück Nach diesem Zeitpunkt wird
die Operation ähnlich
wie oben wiederholt ausgeführt.
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Andererseits
wird das im Register 101 gesetzte Signal auch an den Zustandsbeurteilungsabschnitt 96 geschickt,
dieser Abschnitt 96 steuert die Abkopplung des Puffers 94,
der die Bildspeicherelemente mit dem Videosignalausgabeabschnitt
verbindet. Während
der Zeitperiode, in der der Puffer 94 abgekoppelt ist,
können
in die mit den Videosignalausgabeabschnitt verbundenen Elemente 5 bis 8 Videodaten
aus dem Bildzeichnungsabschnitt 16 geschrieben werden.
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Wie
oben beschrieben, ist es durch die Verwendung des Bildaktualisierungs-Anforderungsbefehls
für die
Aktualisierung der Inhalte der Bildspeicherelemente, die für die Verbindung
mit dem Videosignalausgabeabschnitt ausgewählt sind, möglich, die Bildspeicherelemente
zu steuern, die als Ausgangspuffer für die Verbindung mit dem Videosignalausgabeabschnitt
gewählt
sind.
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In 17 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieses System umfaßt einen Hauptspeicher 110,
eine Wähleinrichtung 112,
einen Videosignaleingabeabschnitt 114, einen Zeilenpuffer 116 für die Ein
gabe von Videosignalen, einen Zeilenpuffer 118 für die Ausgabe
von Videosignalen, einen Videosignalausgabeabschnitt 120,
einen Bildzeichnungsabschnitt 122 und eine CPU 126.
Im Hauptspeicher 110 sind Programme, darauf bezogene Daten,
Graphikdaten vor und nach ihrer Entwicklung, Eingangsdaten von Videosignalen
und Anzeigedaten von Videosignalen gespeichert.
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Die
als Eingangsdaten empfangenen Videosignale werden durch den Videosignaleingabeabschnitt 114 in
digitale Bilddaten umgewandelt. Die einer Zeile äquivalenten Bilddaten werden
dann vorübergehend
in einem mit dem Bildelement-Taktsignal der Eingangsvideosignale
synchronisierten Zeitablauf im Zeilenpuffer 116 gespeichert.
Wenn anschließend
die Wähleinrichtung 112 den
Zeilenpuffer 116 wählt,
werden die Eingangsdaten synchron zu dem am Hauptspeicher 110 gelieferten
Speicherzyklus ausgelesen. Wenn hingegen Anzeigedaten von Videosignalen
aus dem Hauptspeicher 110 ausgegeben werden sollen, werden
die einer Zeile äquivalenten Anzeigedaten
synchron zum Speicherzyklus vom Hauptspeicher 110 an den
durch die Wähleinrichtung 112 gewählten Zeilenpuffer
geliefert. Dann liest der Videosignalausgabeabschnitt 120 die
Inhalte des Zeilenpuffers 118 in einem mit dem Bildelement-Taktsignal
der Ausgangsvideosignale synchronen Zeitablauf aus, um die erhaltenen
Daten in Videosignale zu transformieren.
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Die
CPU 126 steuert die Programme, die Daten derselben und
Daten von Computergraphiken. Die Wähleinrichtung 112 verbindet
entweder den Eingangspuffer 116, den Ausgangspuffer 118,
den Bildzeichnungsabschnitt 122 oder die Signalleitung 124 mit
dem Hauptspeicher 110. In dem Fall, in dem der Bildzeichnungsabschnitt 122 Graphikdaten
verarbeitet, wählt
die Wähleinrichtung 112 den
Abschnitt 122, damit dieser mit Graphikdaten vom Hauptspeicher 110 versorgt
wird. Der Bildzeichnungsabschnitt 122 entwickelt die Daten
und schickt die entwickelten Daten über die Wähleinrichtung 112 an
den Speicher 110. Wenn dagegen Programme und darauf bezogene
Daten in den Hauptspeicher 110 eingegeben und aus diesem
ausgegeben werden, wählt
die Wähleinrichtung 112 eine
Signalleitung 124, um den Speicher 110 mit der
CPU 126 zu verbinden.
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In
dieser Ausführungsform
kommt für
den Hauptspeicher 110 eine Einzelanschlußstruktur
zur Anwendung, die unter Verwendung eines dynamischen RAM (DRAM)
verwirklicht ist.
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Der
Hauptspeicher 110 umfaßt
einen Videosignal-Eingabebereich
zum Speichern der Daten von eingegangenen Videosignalen und einen
Videosignal-Ausgabebereich zum Speichern der Daten von anzuzeigenden
Videosignalen. Diese Bereiche können
in beliebiger Größe (in Bildelementeinheiten)
bereitgestellt werden. Hierzu muß lediglich eine Adressentabelle
erzeugt wer den, um die Speicherbereiche jeweils dem Videosignal-Eingabebereich bzw.
-Ausgabebereich zuzuweisen. Alternativ kann der Hauptspeicher 110 im
voraus in Speicherbereiche mit jeweils fester Größe, d. h. in Bildspeicherelemente
unterteilt werden, derart, daß die
Videosignal-Eingabebereiche und -Ausgabebereiche gemäß Kombinationen,
dieser Bildspeicherelemente definiert sind.
-
Hierbei
können
in einer alternativen Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung in dem in 1 gezeigten Aufbau eine Eingangsschnittstelle zum
Anschließen
von Eingabeelementen wie etwa einer Maus und einer Tastatur und
eine Kommunikations-Steuereinrichtung für die Steuerung der Kommunikation
mit anderen Geräten
mit dem Bus 17 verbunden werden, um zwischen diesen Geräten einen Informationsaustausch
zu ermöglichen,
wodurch leicht ein Fernkonferenzsystem verwirklicht werden kann.
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Gemäß den obigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird jedes Bildspeicherelement wahlweise
mit dem Videosignaleingabeabschnitt oder dem Videosignalausgabeabschnitt
verbunden. Je nach von der Steuereinrichtung festgelegter Verbindung
kann ein und dasselbe Element sowohl für die Ausgabe als auch für die Eingabe
von Videosignalen verwendet verwendet werden. Da die Bildspeicherelemente
den gleichen Aufbau besitzen, kann selbst bei einer Zunahme ihrer
Anzahl das gleiche Verfahren verwendet werden, weshalb die Hinzufügung von
Bildspeicherelementen zum System erleichtert wird. Eingabe- und
Ausgabeabschnitte können
jeweils mit einer beliebigen Anzahl von Bildspeicherelementen verbunden
werden.
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Nun
wird eine genaue Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gegeben, mit der die zweite Aufgabe gelöst wird.
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In 18 ist
ein Blockdiagramm des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das System umfaßt einen Zeitgeber 210,
eine Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220, einen
Bildspeicher 230, einen Prozessor 240, eine Wähleinrichtung 250,
eine Videosignalschnittstelle 270 für ein erstes Videosignal, eine
Monitoranzeige 275, einen Zeilenpuffer 280 für ein zweites
Videosignal, eine Videosignalschnittstelle 290 für das zweite
Videosignal und eine Fernsehkamera 295.
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Als
Zeilendaten-Übertragungsperioden
werden die horizontale Austastlücke
oder die horizontale Arbeitsperiode verwendet, die zusammen eine
Zeilenperiode des ersten Videosignals bilden. Die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 weist
die Zeilendaten-Übertragungsperiode,
die mit der vom Zeitgeber 210 gelieferten horizontalen
Arbeitsperiode übereinstimmt,
dem ersten Videosignal als Übertragungsperiode
der jeweiligen Zeilendaten zu. Darüber hinaus wird die Zeilendaten-Übertragungsperiode,
die mit der horizontalen Austastlücke übereinstimmt, dem zweiten Videosignal
als Übertragungsperiode
der jeweiligen Zeilendaten zugewiesen. Der Prozessor 240 steuert
den Zeitgeber 210 und die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 und verarbeitet
die im Bildspeicher 230 gespeicherten Daten. Sowohl der
Zeilenpuffer 280 als auch die Schnittstellen 270 und 290 können für Eingabe-
und Ausgabeoperationen verwendet werden.
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Bei
einer Ausgabeoperation über
die Schnittstelle 270 werden während der Zeilenübertragungsperiode,
die mit der horizontalen Arbeitsperiode übereinstimmt, die im Anzeigebereich 230d des
Bildspeichers 230 gespeicherten Zeilendaten über eine
Signalleitung 270b an die Schnittstelle 270 ausgegeben, um
mit dem darin erzeugten horizontalen Synchronisationssignal kombiniert
zu werden, und das sich ergebende Signal wird an die Anzeige 275 geliefert. Das
horizontale Synchronisationssignal wird über eine Leitung 270a an
den Zeitgeber 210 und an die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 geliefert.
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Bei
einer Eingabeoperation über
den Puffer 280 und die Schnittstelle 290 wird
das von der Fernsehkamera 295 erzeugte zweite Videosignal
durch die Schnittstelle 290 in ein Synchronisationssignal 290a und
in Zeilendaten 290b separiert und vorübergehend im Zeilenpuffer 280 gespeichert.
Wenn der Zeilenpuffer 280 die Daten empfängt, gibt
er auf der Signalleitung 280a eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung
aus. Wenn der Zeilenpuffer 280 über die Signalleitung 280b die
Antwort erhält,
daß die
Zeilendaten des zweiten Videosignals während der Zeilenübertragungsperiode,
die mit der horizontalen Austastlücke übereinstimmt, übertragen
werden können, werden
die einer Zeile zugehörigen
Daten aus dem Puffer 280 über die Signalleitung 280b,
die Wähleinrichtung 250 und
eine Signalleitung 250b in den Bereich 230i des
Bildspeichers 230 geschrieben.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann in einem Betrieb, in dem die Daten eines Hochfrequenz-Videosignals
aus dem Bildspeicher gelesen werden, eine horizontale Austastlücke des
Hochfrequenz-Videosignals, die nicht für den Speicherzugriff verwendet
wird, für
die Übertragung
von Niederfrequenz-Videosignalen an denselben Bildspeicher verwendet
werden. Für
die Videosignale zweier Kanäle werden
im allgemeinen voneinander verschiedene Synchronisationssignale
verwendet. Bei dieser Ausführungsform
wird jedoch das Niederfrequenz-Videosignal einer Zeile gepuffert
und wird erst dann zum Bildspeicher übertragen, wenn auf Anforderung
der Zuweisung einer horizontalen Austastlücke eine Antwort empfangen
worden ist. Daher können
bei der Datenübertragung
die verschiedenen Synchronisationssignale zugelassen werden.
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Im
folgenden wird ein Signal, das von außen eingegeben oder nach außen ausgegeben
wird als Videosignal bezeichnet, während ein Videosignal, das
zeilenweise im Zeilenpuffer und im Bildspeicher verarbeitet wird,
als Zeilendaten bezeichnet wird, wobei die Videosignalschnittstelle
als Grenze definiert ist.
-
Später werden
mit Bezug auf 21 Einzelheiten des Betriebs
der eben erläuterten
Ausführungsform
beschrieben.
-
In 19 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus der Videosignalschnittstelle für die Eingabe
von NTSC-Videosignalen gezeigt. Die Videosignalschnittstelle 290 enthält einen
NTSC-Dekodierer 20, einen Analog-/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 22,
einen Seriell-/Parallel-Umformer 24 und
einen Synchronisationssignal-Separator 12.
-
Der
Dekodierer 20 transformiert ein eingegebenes NTSC-Videosignal
in ein RGB-Videosignal, während
der A/D-Umsetzer 22 das RGB-Videosignal in ein digitales
Signal umsetzt. Für
die Eingabe oder Ausgabe von Videosignalen aus mehreren Kanälen in den
Bildspeicher bzw. aus dem Bildspeicher ist es notwendig, die Bildspeicher-Zugriffszeit
pro Zeile im Vergleich zu dem Fall, in dem Eingabe- und Ausgabeoperationen
von Signalen über
einen einzigen Kanal erfolgen, zu minimieren. Hierzu wird die Signalverarbeitung
parallel ausgebildet, was bedeutet, daß auf mehrere Bildelemente
im Bildspeicher effizient zugegriffen wird. Die an den Seriell-/Parallel-Umformer 24 gelieferte
Zeile wird daher in parallele Form gebracht und auf eine Signalleitung 290b ausgegeben.
Der Synchronisationssignal-Separator 12 erzeugt ein mit
der Zeile des NTSV-Videosignals synchronisiertes horizontales Synchronisationssignal und
gibt das sich ergebende Signal an den Dekodierer 20, den
A/D-Umsetzer 212, den Seriell/Parallel-Umformer 24 und
auf eine Signalleitung 290a aus.
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20 ist
ein Blockschaltbild, das den Aufbau der Videosignalschnittstelle
für die
Ausgabe des RGB-Videosignals zeigt. Die Videosignalschnittstelle 270 enthält einen
Parallel-/Seriell-Umformner 30, einen Digital-/Analog-Umsetzer
(D/A-Umsetzer) 32 und einen Synchronisationssignal-Generator 14.
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Eine
Zeile wird in parallelisierter Form über die Lei tung 270b an
den Umformer 30 geliefert um die Bildspeicher-Zugriffszeit
pro Zeile gering zu halten. Der Umformer 30 serialisiert
die empfangenen Daten für
jedes Bildelement und schickt die sich ergebenden Daten an den D/A-Umsetzer 32.
Die Daten werden in ein RGB-Videosignal umgesetzt und ausgegeben.
Der Generator 14 erzeugt ein mit der Zeile des RGB-Videosignals
zeitlich synchronisiertes horizontales Synchronisationssignal, das
er an den Parallel-/Seriell Umformer 30, den D/A-Umsetzer 32 und auf
die Leitung 270a schickt.
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21 ist
ein Signal-Impulsdiagramm, das für
die Erläuterung
des Betriebs der zweiten Ausführungsform
nützlich
ist.
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Die
Zeilenperiode ist in die horizontale Austastlücke und in die horizontale
Arbeitsperiode des ersten Vio deosignals unterteilt. Der Zeitverschachtelungs-Abschnitt 220 weist
die Zeilendaten-Übertragungsperiode,
die mit der horizontalen Arbeitsperiode übereinstimmt, der Übertragungsperiode
der jeweiligen Zeilendaten des ersten Videosignals zu. In der Zeilendaten-Übertragungsperiode überträgt die Schnittstelle 270 die
einer Zeile äquivalenten
Daten vom Bildspeicher 30 über die Leitung 270b.
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Beim
Eingeben des zweiten Videosignals über den Puffer 280 und
die Schnittstelle 290 werden die Daten einer Zeile über die
Schnittstelle 290 im Zeilenpuffer 280 gespeichert.
Wenn die Daten im Puffer 280 vollständig gespeichert sind, d. h.
wenn das nachfolgende horizontale Synchronisationssignal des zweiten
Videosignals erzeugt worden ist, wird auf eine Leitung 280a eine
Zeilendaten-Übertragungsanforderung
ausgegeben. in dem Diagramm ist die Anforderung durch die Anstiegsflanke
des Zeilendatenübertragungs-Anforderungssignals/-Antwortsignal
dargestellt. Wenn die Steuereinrichtung 220 eine horizontale
Austastlücke
des ersten Videosignals als Zeilendaten-Übertragungsperiode zuweist,
wird als Antwort auf die erwähnte
Anforderung die Übertragungserlaubnis über die
Leitung 280a an den Zeilenpuffer 280 geschickt.
Im Diagramm ist die Antwort durch die Abstiegsflanke des Zeilendatenübertragungs-Anforderungssignals/-Antwortsignals dargestellt.
Dann überträgt der Zeilenpuffer 280 die einer
Zeile äquivalenten
Daten über
die Signalleitung 280b an den Bildspeicher 230.
Die Übertragung
der Zeilendaten erfolgt über
die Signalleitungen 250b und 280b.
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In 27 ist
ein detailliertes Blockschaltbild des Aufbaus der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die grundlegende Konfiguration
dieses Systems ist gleich der in 18 gezeigten
Konfiguration.
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Der
Aufbau enthält
einen Bildspeicher 230, eine Wähleinrichtung 250,
eine Videosignalschnittstelle 270 für ein erstes Videosignal, einen
Zeilenpuffer 280 für
ein zweites Videosignal, eine Videosignalschnittstelle 290 für das zweite
Videosignal mit einem NTSC-Eingabeabschnitt 292, einen
NTSC-Ausgabeabschnitt 294 und einem Seriell-/Parallel-Umformer 114 für die Umformung
eines seriellen Signals in ein paralleles Signal, wenn der NTSC-Eingabeabschnitt 292 gewählt ist,
und für
die Umformung eines parallelen Signals in ein serielles Signal,
wenn der NTSC-Ausgabeabschnitt 294 gewählt ist, einen Oszillator 202 für die Erzeugung
eines eine Abtastfrequenz des ersten Videosignals angebenden Taktsignals,
einen Taktgenerator 204 für die Formung eines vom Oszillator 202 ausgegebenen
Signals, einen Zeichnungsprozessor 206, der eine Steueroperation
für das
Schreiben eines Computergraphik-Bildes in den Bildspeicher 230,
derart, daß das
Bild als erstes Videosignal ausgegeben wird, und für das Schreiben des
zweiten Videosignals in den Bildspeicher 230 ausführt, eine
CRTC 215 mit den Funktionen des Zeitgeberabschnittes 210 und
der Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 von 18,
eine Bildspeichersynchronisation-Steuereinrichtung (FM-PPC) 225 für die Ausgabe
der Adressen und der Daten an den Bildspeicher 230 zur
Steuerung der Lese- und Schreiboperationen, eine Zeichnungs-Steuereinrichtung
(DDA/HOST) 226 für
die Erzeugung von Bilddaten einer Computergraphik und für die Setzung
interner Register der CRTC 215, einen Zähler 222, der an seinem
Eingang ein Synchronisationssignal des NTSC-Videosignals empfängt, um
auf konkurrente Weise den Zustand des Zeilenpuffers 280 im
Zeichnungsprozessor 206 zu erzeugen.
-
Die
Schnittstelle 290 für
das zweite Videosignal kann zum Ein- und Ausgeben des NTSC-Videosignals
verwendet werden. Dieser Abschnitt 290 enthält den NTSC-Eingabeabschnitt 292 und
den NTSC-Ausgabeabschnitt 294, zwischen denen gegebenenfalls
umgeschaltet wird. Wenn anhand des Zustandes des Zählers 222 festgestellt
wird, daß Zeilendaten
im Zeilenpuffer 280 gespeichert worden sind, wird die Zeilendaten-Übertragungsanforderung über die
Leitung 280a' geschickt.
Die CRTC 215 bestimmt gemäß dem Referenztaktsignal des
an sie gelieferten ersten Videosignals die horizontale Austastlücke und
die horizontale Arbeitsperiode. Bei Empfang der Zeilenübertragungsanforderung
bestimmt die CRTC 215 eine horizontale Austastlücke, in
der die Zeile des zweiten Videosignals übertragen werden kann, und
schickt über
die Leitung 280a eine Antwort an den Zeilenpuffer 280.
-
Der
Zeichnungsprozessor 206 arbeitet in einer durch einen nicht
gezeigten Prozessor 240 angegebenen Betriebsart. Die für die Betriebsart
erforderlichen Information enthält
eine Angabe hinsichtlich der Wahl entweder des NTSC-Eingabeabschnitts 229 oder
des NTSC-Ausgabeabschnittes 294, eine Angabe über die
Menge der in einer Zeile oder einer halben Zeile zu übertragenden
Daten, und die Position und die Größe des NTSC-Videosignals im
Bildspeicher 230.
-
In 28 ist
ein Blockschaltbild gezeigt, das den Aufbau des Eingabeabschnittes
für den
Empfang des NTSC-Videosignals im einzelnen zeigt. Die grundsätzliche
Konfiguration ist gleich der Konfiguration von 19.
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Das
in 28 gezeigte System enthält einen Y/C-Separator 21 für die Separierung
eines angegebenen NTSC-Videosignals in ein Helligkeitssignal Y und
ein Farbdifferenzsignal C, einen NTSC-Dekodierer 20 für die Umformung
des Helligkeitssignals Y und des Farbdifferenzsignals C in ein RGB-Signal,
einen Analog-/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 22 für die Umformung des
RGB-Signals in digitale Bilddaten, einen Oszillator 42 für die Erzeugung
eines eine Abtastfrequenz des A/D-Umsetzers 22 angebenden Taktsignals,
eine Phasenverriegelungsschleife (PLL) 44 für die Anpassung
der Phase des Taktsignals an das Synchronisationssignal des eingegebenen
NTSC-Videosignals oder des RGB-Videosignals,
einen Synchronisationssignal-Separator 12 für die Separierung
des multiplexierten Synchronisationssignal aus dem NTSC-Videosignal,
einen Synchronisationssignal-Separator 27 für die Separierung
des multiplexierten Synchronisationssignals aus dem Grün-Signal (G-Signal),
wenn anstelle des NTSC-Videosignals ein RGB-Videosignal eingegeben
wird eine Wähleinrichtung 28 für die Wahl
eines vom Synchronisationssignal-Separator 12 oder 27 ausgegebenen Synchronisationssignals,
Register 46-1 bis 46-4 für die digitale Speicherung
des Wertes der Signale für die
Einstellung des NTSC-Dekodierers 20 ein Register 46-5 für die Angabe
der Wahl entweder des NTSC-Eingabeabschnittes 292 oder
des NTSC-Ausgabeabschnittes 294, Digital-/Analog-Umsetzer (D/A-Umsetzer) 48-1 bis 48-4 für die Umsetzung
der von den Registern 46-1 bis 46-4 angegebenen
Einstellwerte für
den NTSC-Dekodierer 20 in analoge Signale und einen Schalter 50-1 für den Empfang
einer Angabe vom Register 46-5, durch die entweder der NTSC-Eingabeabschnitt 292 oder
der NTSC-Ausgabeabschnitt gewählt
wird.
-
In 29 ist
ein Blockschaltbild gezeigt, in dem Einzelheiten des Ausgabeabschnittes
für die
Erzeugung des NTSC-Videosignals dargestellt sind. Die grundlegende
Konfiguration ist gleich der in 20 gezeigten
Konfiguration der Videosignalschnittstelle 270. Dagegen
ist der NTSC-Ausgabeabschnitt von 29 ein
Bauelement der Videosignalschnittstelle 290, weshalb auch
die gleichen Bauteile wie in 20 mit
verschiedenen Bezugszeichen bezeichnet sind.
-
Der
Aufbau enthält
einen Digital-/Analog-Umsetzer (D/A-Umsetzer) 52 für die Umsetzung des
digitalen RGB-Signals in ein analoges Signal, einen NTSC-Kodierer 54 für die Transformation
des analogen RGB-Signals in ein NTSC-Videosignal, einen Oszillator 56 für die Erzeugung
eines die Betriebsfrequenz des NTSC-Kodierers 54 angebenden Taktsignals,
einen Oszillator 57 für
die Erzeugung einer Abtastfrequenz des digitalen RGB-Videosignals, einen
Taktgenerator für
die Formung eines vom Oszillator 57 ausgegebenen Signals,
einen Generator 59 für
das horizontale und das vertikale Synchronisationssignal, ein Register 46-6 für die temporäre Speicherung
von im D/A-Umsetzer 52 einzutragenden Daten, ein Register 46-7 für die Angabe
der Wahl entweder des NTSC-Eingabeabschnittes 292 oder
des NTSC-Ausgabeabschnittes 294 und Schalter 50-2 und 50-3,
die aufgrund einer Angabe vom Register 46-7 eine Wahl ausführen.
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Obwohl
in dieser Ausführungsform
dieser Ausführungsform
das erste Videosignal ohne Verwendung eines Puffers verarbeitet
wird, kann wie im Falle des zweiten Videosignals ein Puffer verwendet werden.
Die Verwendung des Puffers erleichtert die zeitliche Anpassung.
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Nun
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform
erzeugt ein Zeitgeber mehr Zeilenübertragungsperioden pro Einheitszeit
an, als der Summe der Gesamtzahl der Zeilen pro Einheitszeit des
ersten Videosignals und der Gesamtzahl der Zeilen pro Einheitszeit
des zweiten Videosignals entspricht. Dadurch kann für sämtliche
Zeilen des ersten bzw. des zweiten Videosignals eine Zeitperiode
für den
Zugriff auf den Bildspeicher gewährleistet
werden.
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Darüber hinaus
werden die Zeilen des ersten bzw. des zweiten Videosignals asynchron
erzeugt. Die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung weist jedoch
entweder bei Empfang einer Zeilenübertragungsanforderung des
ersten Videosignals diesem ersten Videosignal eine Zeilenübertragungsperiode oder
bei Empfang einer Zeilenübertragungsanforderung
des zweiten Videosignals dem zweiten Videosignal die Zeilenübertragungsperiode
zu. Daher kann selbst dann, wenn die Zeilen des ersten und des zweiten
Videosignals nicht zueinander synchron sind, eine Zeilenübertragungsperiode
jeder Zeile zugeordnet werden.
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Selbst
wenn Übertragungsanforderungen des
ersten bzw. des zweiten Videosignals gleichzeitig ausgegeben werden
und somit zwischen diesen Anforderungen ein Konflikt auftritt, kann
die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung eine Steueroperation
ausführen,
in dem sie eine Anforderung in einen Wartezustand versetzt, derart,
daß auf
dem Bildspeicher nacheinander zugegriffen wird, um die ersten und
die zweiten Videosignale zu verarbeiten; dadurch wird der Konflikt
beseitigt. Nun wird die dritte Ausführungsform im einzelnen beschrieben.
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In 22 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das System besitzt im wesentlichen den gleichen
Aufbau wie das in 18 gezeigte System. Der Unterschied
des Aufbaus der dritten Ausführungsform
zu demjenigen der zweiten Ausführungsform
besteht darin, daß anstelle
des Synchronisationssignals 270a von der Videosignalschnittstelle 270 das
Signal eines Oszillators 218 an den Zeitgeber 210 und
an die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 geliefert
wird. Darüber
hinaus ist für
das erste Videosignal ein Zeilenpuffer 260 vorgesehen.
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Der
Zeitgeberabschnitt 210 empfängt vom Oszillator 218 ein
Taktsignal, um eine Zeilendaten-Übertragungsperiode
zu erzeugen, in der Zeilendaten eines Videosignals in den Bildspeicher
eingegeben oder von diesem ausgegeben werden. Die Anzahl der Zeilendaten-Übertragungsperioden
pro Einheitszeit muß größer als
die Summe der Gesamtzahl der Zeilen des ersten Videosignals pro
Einheitszeit und der Gesamtzahl der Zeilen des zweiten Videosignals
pro Einheitszeit sein.
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Die
Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 empfängt eine
Zeilenübertragungsanforderung über eine
Signalleitung 260a von einem später beschriebenen Zeilenpuffer 260 bzw. über eine
Signalleitung 280a von einem später beschriebenen Zeilenpuffer 280 und
weist demjenigen Zeilenpuffer, der die Anforderung tatsächlich ausgegeben
hat, eine Zeilendaten-Übertragungsperiode
zu. Das Ergebnis der Zuweisung wird über die Leitung 260a oder 280a an den
betreffenden Zeilenpuffer gemeldet. Darüber hinaus wird über die
Leitung 220a an den Bildspeicher 230 ein Steuersignal
geschickt, gleichzeitig wird über eine
Signalleitung 220b an eine Wähleinrichtung 250 ein
Befehl geschickt, um einen der beiden Zeilenpuffer mit dem Bildspeicher 230 zu
verbinden.
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Das
System enthält
ferner einen Prozessor 240, der den Zeitgeber 210 und
die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 steuert
und die im Bildspeicher 230 gespeicherten Zeilendaten verarbeitet.
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Sowohl
die Zeilenpuffer 260 und 280 als auch die Videosignalschnittstellen 270 und 290 können für Eingabe-
und Ausgabeoperationen eingestellt werden.
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Wenn
der Zeilenpuffer 260 und die Videosignalschnittstelle 270 für das erste
Videosignal für
eine Ausgabeoperation verwendet werden, werden die im Zeilenpuffer 260 gespeicherten
Zeilendaten über eine
Signalleitung 270b an die Schnittstelle 270 geliefert
und mit einem horizontalen Synchronisationssignal, das in der Schnittstelle 270 erzeugt
wird, kombiniert, woraufhin das Ergebnis als Videosignal an die Monitoranzeige 275 ausgegeben
wird. Der Zeilenpuffer 260 gibt auf die Leitung 260a eine
Zeilendaten-Übertragungsanforderung
aus, wenn die Zeilendaten von ihm vollständig ausgegeben worden sind Wenn
der Zeilenpuffer 260 über
die Leitung 260a eine Übertragungsbestätigung empfängt, wird über eine
Leitung 250b, die Wähleinrichtung 250 und
die Leitung 260b vom Bildspeicher 230 eine in
einen Videoanzeigebereich 230d desselben geladene Zeile von
Daten an den Zeilenpuffer 260 ausgegeben.
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Wenn
andererseits der Zeilenpuffer 280 und die Videosignalschnittstelle 290 für das zweite
Videosignal für
eine Eingabeoperation verwendet werden, wird das von einer Fernsehkamera 295 ausgegebene
Videosignal von der Videosignalschnittstelle 290 in ein
Synchronisationssignal 290a und in Zeilendaten 290b,
die vorübergehend
im Zeilenpuffer 280 gespeichert werden, separiert. Wenn
die Daten gespeichert worden sind, gibt der Zeilenpuffer 280 auf
die Leitung 280a eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung
aus. Wenn er als Antwort hierauf die Erlaubnis zur Übertragung
der Daten über
die Leitung 280b empfängt,
schreibt der Zeilenpuffer 280 über die Leitung 280b,
die Wähleinrichtung 250 und
die Leitung 250b in den Videosignal-Eingabebereich 230i des Bildspeichers 230 eine
Zeile von Daten.
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In 23 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Grundoperation
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist.
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Wenn
der Zeilenpuffer 260 und die Videosignalschnittstelle für das erste
Videosignal auf eine Ausgabeoperation eingestellt sind, gibt der
Zeilenpuffer 260 an die Schnittstelle 270 eine
Zeile von Daten aus. Nach Abschluß der Ausgabeoperation, d.
h. nach Erzeugung des nächsten
horizontalen Synchronisationssignals, gibt der Puffer 260 auf
die Leitung 260a eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung aus.
In dem Diagramm ist die Anforderung durch die Anstiegsflanke des
Zeilendatenübertragungs-Anforderungssignals/-Antwortsignals
dargestellt.
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Wenn
die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 eine Zeilendaten-Übertragungsperiode zuweist,
wird die Übertragungserlaubnis
als Antwort auf die erwähnte
Anfrage über
die Leitung 260a an den Zeilenpuffer 260 gemeldet.
In dem Diagramm ist die Antwort durch die Abstiegsflanke des Zeilendatenübertragungs-Anforderungssignals/-Antwortsignals
dargestellt. Darin empfängt
der Zeilenpuffer 260 über
die Leitung 260b vom Bildspeicher 230 eine Zeile
von Daten.
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Wenn
andererseits der Zeilenpuffer 280 und die Videosignalschnittstelle 290 für das zweite
Videosignal für
eine Eingabeoperation verwendet werden, wird von der Schnittstelle 290 eine
Zeile von Daten geliefert, um im Zeilenpuffer 280 gespeichert
zu werden Wenn die Daten vollständig
gespeichert sind, d. h. wenn das nächste horizontale Synchronisationssignal
erzeugt worden ist, gibt der Zeilenpuffer 280 eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung
an die Leitung 280a aus. In dem Diagramm ist die Anforderung
durch die Anstiegsflanke des Zeilendatenübertragungs-Anforderungssignals/
-Antwortsignals dargestellt. Wenn die Steuereinrichtung 220 eine
Zeilendaten-Übertragungsperiode
zuweist, wird die eine Antwort auf die erwähnte Anforderung darstellende Übertragungserlaubnis über die
Leitung 280a an den Puffer 280 gemeldet. In dem
Diagramm ist die Antwort durch die Abstiegsflanke des Zeilendatenübertragungs/-Anforderungssignals
dargestellt. Dann überträgt der Zeilenpuffer 280 über die
Leitung 280b eine Zeile von Daten an den Bildspeicher 230.
Die Übertragung
der Zeilendaten erfolgt über
die Leitung 250b, die direkt mit dem Bildspeicher 230 verbunden ist,
und die Leitungen 260b bzw. 284b.
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Wenn
während
einer Übertragungsperiode mehrere
Zeilendatenübertragungs-Anforderungen auftreten
und wenn folglich zwischen diesen Anforderungen ein Konflikt entsteht,
weist die Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 220 die
Zeilendaten-Übertragungsperiode
dem ersten der Zeilenpuffer und die nachfolgende Periode dem zweiten
Zeilenpuffer zu. Die Priorität
bei der Zuweisung der Übertragungsperiode
kann beliebig festgelegt sein. Beispielsweise kann die Periode in Übereinstimmung mit
der Reihenfolge des Empfangs der Übertragungsanforderungen zugewiesen
werden.
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In 24 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operationen nützlich ist,
die sich aus der Grundoperation der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ergeben.
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In
der obigen Beschreibung wird in jeder Zeilendaten-Übertragungsperiode
eine Zeile von Daten übertragen;
die Menge der zu übertragenden
Daten muß jedoch
nicht notwendig auf eine Zeile begrenzt sein. In 24 sind
die einer Zeile des zweiten Videosignals äquivalenten Daten in zwei untergeordnete Dateneinheiten
unterteilt. Die Anzahl der Zeilendaten-Übertragungsperioden pro Einheitszeit
ist größer als
die Summe der Gesamtzahl der Zeilen des ersten Videosignals pro
Einheitszeit und eines Wertes, der durch die Verdoppelung der Anzahl
der Zeilen des zweiten Videosignals pro Einheitszeit erhalten wird. Die
hiervon verschiedenen Verarbeitungsprozeduren sind gleich denjenigen
des Signal-Impulsdiagramms von 23. Wenn
eine Zeile eine große
Anzahl von Bildelementen enthält
und während
einer Zeilendaten-Übertragungsperiode
nicht vollständig übertragen
werden kann, ist es sehr wirksam, für die Übertragung dieses Verfahren
zu übernehmen,
in dem die Zeilendaten in mehrere untergeordnete Dateneinheiten
unterteilt werden.
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In 25 ist
ein Blockschaltbild des Aufbaus einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Aufbau enthält einen
Oszillator 140, einen Zeitgeberabschnitt 150,
eine Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 152,
einen Prozessor 126, einen Hauptspeicher 110,
eine Wähleinrichtung 112,
einen Zeilenpuffer 116 für ein erstes Videosignal, eine
Videosignalschnittstelle 114 für das erste Videosignal, einen
Zeilenpuffer 118 für
ein zweites Videosignal und eine Videosignalschnittstelle 120 für das zweite
Videosignal.
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In
dieser Ausführungsform
sind ein als Hauptspeicherbereich des Prozessors 126 verwendeter
Speicher und ein Bildspeicher für
die Speicherung von Videosignalen physikalisch in einen Hauptspeicher 110 integriert.
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Der
Zeitgeber 150 empfängt
vom Oszillator 140 ein Taktsignal, um eine Zeilendaten-Übertragungsperiode
für die
Eingabe oder Ausgabe einer Videosignalzeile in den bzw. vom Bildspeicher
zu erzeugen.
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Die
Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 152 empfängt eine
Zeilendaten-Übertragungsanforderung über eine
Leitung 116a von einem später beschriebenen Zeilenpuffer 160 bzw. über eine
Leitung 118a vom später
beschriebenen Zeilenpuffer 118 und weist die Übertragungsperiode
demjenigen Zeilenpuffer zu, der die Anforderung geschickt hat. Das
Zuweisungsergebnis wird über
die Leitung 116a bzw. 118a an den betreffenden
Zeilenpuffer gemeldet. Darüber
hinaus wird über
die Leitung 152a an den Hauptspeicher 110 ein
Steuersignal geschickt, gleichzeitig wird über eine Leitung 152b an
die Wähleinrichtung 112 ein
Befehl geschickt, damit diese entweder den Zeilenpuffer 116,
den Zeilenpuffer 118 oder den Prozessor 126 wählt.
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Der
Prozessor 126 steuert den Zeitgeber 150 und die
Zeitverschachtelungs-Steuereinrichtung 152 und verarbeitet
die Daten, die die im Hauptspeicher 110 gespeicherten Zeilendaten
umfassen.
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Die
Zeilenpuffer 116 und 118 und die Videosignalschnittstellen 114 und 120 können sowohl
für Eingabe-
als für
Ausgabeoperationen verwendet werden.
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Wenn
der Puffer 116 und die Schnittstelle 114 für das erste
Videosignal für
eine Ausgabeoperation verwendet werden, werden die im Puffer 116 gespeicherten
Zeilendaten über
eine Leitung 114b an die Schnittstelle 114 ausgegeben
und mit einem in der Schnittstelle 114 erzeugten horizontalen
Synchronisationssignal kombiniert und anschließend als erstes Videosignal
ausgegeben. Wenn eine Datenzeile vollständig aus dem Zeilenpuffer 116 ausgegeben
worden ist, gibt dieser auf die Leitung 116a eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung
aus. Wenn der Zeilenpuffer 116 als Antwort auf die erwähnte Anforderung über die
Leitung 116a eine Übertragungserlaubnis
empfängt,
werden von einem Videosignal-Anzeigebereich 110d des Hauptspeichers 110 über eine
Leitung 112b, die Wähleinrichtung 112 und eine
Leitung 116b die nächsten
einer Zeile äquivalenten
Daten in den Puffer eingegeben.
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Wenn
andererseits der Zeilenpuffer 118 und die Schnittstelle 120 für das zweite
Videosignal für eine
Eingabeoperation verwendet werden, wird das eingegebene zweite Videosignal
von der Schnittstelle 120 in ein Synchronisationssignal 120a und
in Zeilendaten 120S, die im Puffer 118 temporär gespeichert
werden, separiert. Am Ende der Datenspeicherung gibt der Puffer
auf eine Leitung 118a eine Zeilendaten-Übertragungsanforderung aus.
Wenn er als Antwort auf diese Anforderung über die Leitung 118a eine Übertragungserlaubnis
empfängt,
wird vom Puffer 118 über
die Signalleitung 118b, die Wähleinrichtung 112 und
die Leitung 112b eine Datenzeile an den Videosignal-Eingabebereich 110i übertragen.
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Wie
oben beschrieben ist die Operation der vierten Ausführungsform
im wesentlichen identisch mit der Operation der in 18 gezeigten
zweiten Ausführungsform.
Der Speicherabschnitt der vorliegenden vierten Ausführungsform
ist jedoch durch einen Hauptspeicher gegeben, der sowohl der Speicherung
von Videosignalen als auch der vom Prozessor 126 verarbeiteten
Daten dient. Um daher einen zufriedenstellenden Durchsatz von Zugriffen
vom Prozessor 126 auf den Hauptspeicher 110 zu
gewährleisten,
muß die
Anzahl der Zeilendaten-Übertragungsperioden
pro Einheitszeit folgendermaßen werden:
zur Gesamtzahl der Zeilen des ersten bzw. des zweiten Videosignals
pro Einheitszeit muß eine bestimmte
Zeitperiode hinzugefügt
werden.
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In 26 ist
ein Signal-Impulsdiagramm gezeigt, das für die Erläuterung der Operation der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist.
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Die
Inhalte des Diagramms sind fast identisch mit den Inhalten des in 21 gezeigten
Diagramms bezüglich
der zweiten Ausführungsform.
Der Unterschied besteht darin, daß eine Zeilendaten-Übertragungsperiode
in der keine Zeilendaten von Videosignalen übertragen werden, von der CPU für den Speicherzugriff
verwendet wird.
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Wie
oben wird erfindungsgemäß ein zeitverschachteltes
Zugriffssteuerverfahren verwendet, in dem die Gesamtzugriffszeit
des Bildspeichers auf Videosignale von zwei oder mehr Kanälen aufgeteilt
ist. Außerdem
enthalten derartige Videosignal voneinander verschiedene Synchronisationssignale,
weshalb erfindungsgemäß ein Bildspeicher-Zugriffsverfahren mit
asynchronen Eigenschaften betrachtet wird.
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Durch
die vorliegende Erfindung können
die Inhalte eines einzigen Bildspeichers als Videosignale von zwei
Kanälen
mit unterschiedlichen Synchronisationssignalen ausgegeben werden.
Wenn daher eine Bedienungsperson ein auf einem Anzeigeschirm eines
Computer-Arbeitsplatzes
angezeigtes Bild mit sehr feinen Videosignalen betrachtet, kann sie
einen Videokassettenrekorder betätigen,
um gleichzeitig ausgegebene NTSC-Videosignale auf ein Video-Magnetband
aufzuzeichnen.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
von einer Fernsehkamera oder dergleichen eingegebene Videosignale
im Bildspeicher zu speichern, während
die Inhalte des einzigen Bildspeichers an ein Anzeigebild ausgegeben
werden. Beispielsweise können
die im Speicher gespeicherten Inhalte als Anzeigebild ausgegeben
werden, nachdem eine Überlagerungsoperation,
in der die gespeicherten Videosignale Bilddaten überlagert werden, und/oder
eine Zusammensetzungsoperation, in der in den Bilddaten ein Videofenster
hergestellt wird, ausgeführt
worden ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist außerdem
auf einen Computer-Arbeitsplatz anwendbar, der in einem Multimedia-Präsentationssystem
und in einem elektronischen Fernkonferenzsystem verwendet werden
kann. Gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann eine Bildeingabe-/Bildausgabeeinrichtung
geschaffen werden, in der Videosignale von zwei oder mehr Kanälen mit
unterschiedlichen Synchronisationssignalen gleichzeitig in einen
einzigen Bildspeicher eingegeben oder aus diesem ausgegeben werden
können.
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Obwohl
besondere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind,
ist es für
den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Änderungen
und Abwandlungen ausgeführt
werden können,
ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.