DE4237982A1 - Farbkorrektureinrichtung für hochauflösende digitale Videosignale - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Farbkorrektureinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Insbesondere im Zusammenhang mit der Abtastung von Farbfilmen sind verschiedene Verfahren zur Farbkorrektur bekanntgeworden. So können beispielsweise die einzelnen Farbwertsignale R, G, B bezüglich ihrer Amplitude, ihrer Schwarzabhebung und ihrer Gradation verändert werden. Ferner ist die Einstellung der Luminanz, der Farbsättigung und des Farbtons für einzelne Sektoren des Farbkreises bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Farbkorrektur für hochauflösende digitale Videosignale anzugeben, mit welcher die bekannten Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden können und weitere verbesserte Verfahren möglich sind.

Die erfindungsgemäße Farbkorrektureinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs vereinigt in vorteilhafter Weise Schaltungen für eine vielfältige Beeinflussung der einzelnen die Farbwiedergabe beeinflussenden Parameter. Insbesondere ist eine sinnvolle Reihenfolge der einzelnen Korrekturmaßnahmen möglich. Bei der Bedienung der erfindungsgemäßen Farbkorrektureinrichtung sind die vorzunehmenden Einstellungen weitgehend unabhängig voneinander. Wenn beispielsweise die primäre Farbkorrektur einmal eingestellt ist, muß sie nicht aufgrund einer Einstellung der anderen Parameter verändert werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Farbkorrektureinrichtung besteht darin, daß bei der Abtastung von insbesondere älteren Farbfilmen mit geringer Farbsättigung, die vor der Multisektor-Farbkorrektur erfolgte Sättigungskorrektur eine bessere Farbselektion bei der Multisektor-Farbkorrektur ermöglicht.

Durch die Zusammenfassung der für die Farbkorrektur erforderlichen Funktionen in einer Einheit ergeben sich erhebliche Einsparungen an Bauteilen dadurch, daß mehrere Funktionen der Farbkorrektur in einem einzigen Baustein, beispielsweise in einem Signalprozessor, oder als reine Software-Algorithmen eines Rechners implementiert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Einige dieser Weiterbildungen ermöglichen, daß die erfindungsgemäße Farbkorrektureinrichtung in einem Umfeld verschiedener digitaler Video-Formate benutzt werden kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn unabhängig von dem digitalen Video-Format innerhalb der erfindungsgemäßen Farbkorrektureinrichtung die Verarbeitung der Chrominanzsignale mit einer der Abtastfrequenz des Luminanzsignals gleichen Frequenz erfolgt.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß an den Ausgang der Multisektor-Farbkorrektur eine Einrichtung zur gleichzeitigen Darstellung zweier Bilder auf einem Bildschirm angeschlossen ist. Dadurch ist ein unmittelbarer Vergleich von bereits korrigierten und nicht korrigierten Bildern möglich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist ein Speicher für mindestens ein Einzelbild vorgesehen, in dem Ausgangssignale der Multisektor-Farbkorrektur ablegbar sind und dessen Inhalt, gegebenenfalls über eine Matrix, dem Eingang der primären Farbkorrektur zuführbar ist. Diese Weiterbildung ermöglicht eine Grundeinstellung der Farbkorrektur für ein Filmmaterial nach einem aufgenommenen Testbild.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Farbkorrektureinrichtung ist in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Dabei sind Signale, wie beispielsweise das Luminanzsignal Y, unabhängig von ihren Veränderungen durch die einzelnen Korrekturen mit gleichen Buchstaben bezeichnet.

Der dargestellten Farbkorrektureinrichtung können über einen Eingang 1 digitale Farbwertsignale R, G, B zugeführt werden. Mit Hilfe eines Umschalters 2 kann die Farbkorrektureinrichtung auch digitale Videosignale im Format Y, C_R, C_B verarbeiten, die einen weiteren Eingang 3 zuführbar sind und über einen weiteren Umschalter 4 und eine Matrix 5 zum Umschalter 2 gelangen. Eine an sich bekannte primäre Farbkorrektur findet in einer Schaltung 6 statt, wobei für jedes einzelne der Farbwertsignale R, G, B die Amplitude im Weißbereich (W), die Schwarzabhebung und auch die Gradation eingestellt werden können. Außerdem kann eine auf alle Farbwertsignale wirkende Einstellung vorgenommen werden (Master). Die primäre Farbkorrektur 6 kann von einer Einrichtung 7, die beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 25 43 218.2 beschrieben ist, automatisch gesteuert werden. Dazu werden der Einrichtung 7 die Ausgangssignale der primären Farbkorrektur 6 zugeführt und von der Einrichtung 7 Steuersignale an die primäre Farbkorrektur 6 geleitet.

Die derart korrigierten Farbwertsignale werden einer Matrix 8 zugeführt, und dort zu einem Luminanzsignal Y und zwei Chrominanzsignalen C_R und C_B matriziert. An die Matrix 8 schließen sich eine Luminanz-Korrektur-Schaltung 9 und eine Chrominanz-Korrektur-Schaltung 10 an. Die Luminanz-Korrektur-Schaltung 9 dient dazu, die Verstärkung, den Schwarzwert und die Gradation des Luminanzsignals zu verändern. Außerdem ist eine Kompression im Weißen sowie eine Kompression und eine Dehnung im Schwarzen möglich.

Parallel dazu wird in der Chrominanz-Korrektur-Schaltung 10 das Chrominanzsignal im Sinne einer Korrektur der Farbsättigung beeinflußt. Dieses kann allgemein, aber auch partiell in dunklen oder hellen Bildbereichen vorgenommen werden. Zu letzterem wird das korrigierte Luminanzsignal Y von der Luminanz-Korrektur-Schaltung 9 der Chrominanz-Korrektur-Schaltung 10 zugeführt. Außer der Farbsättigungseinstellung kann in der Chrominanz-Korrektur-Schaltung 10 auch eine Farbentsättigung vorgenommen werden.

Das korrigierte Luminanzsignal Y und die korrigierten Chrominanzsignale C_R und C_B werden einer Multisektor-Farbkorrektur in einer Multisektor-Korrektur-Schaltung 11 zugeführt. Eine derartige Schaltung ist beispielsweise beschrieben im US-Patent 3,558,806 und dient dazu, den Farbton, die Farbsättigung und die Luminanz für einzelne Bereiche des Farbkreises unabhängig voneinander zu korrigieren. Der Multisektor-Korrektur-Schaltung 11 können über Eingänge 12, 13 ein Stanzsignal (KEY) oder ein Fenstersignal (WINDOW) zugeführt werden, um gegebenenfalls die Korrekturen örtlich zu begrenzen.

Die Korrektur-Schaltungen 6 (primäre Farbkorrektur), 9, 10 (Luminanz/Chrominanz-Korrektur) und 11 (Multisektor-Korrektur) sind bei dem in der Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel von einem gemeinsamen Steuergerät 14 steuerbar. Dieses enthält an sich ein Bediengerät 15 und einen Rechner 16. Ferner ist ein Speicher 17 vorgesehen, mit dem sämtliche Einstellungen der Korrektur-Schaltungen 6, 9, 10, 11 festgehalten werden können. Dieses kann beispielsweise Szene für Szene oder sogar Bild für Bild erfolgen. Die Korrekturgrößen können dann zeitrichtig aus dem Speicher abgerufen und den Schaltungen 6, 9, 10 und 11 zugeführt werden. Dazu eignet sich beispielsweise ein mit einem Film verwendeter Zeitcode.

Außerdem enthält die Steuereinheit 14 einen Gateway-controller 18, mit dem eine Vernetzung mit anderen Systemen über ein Netzwerk (beispielsweise Cheapernet) 19 möglich ist. Darüber kann beispielsweise auch der Zeitcode zugeführt werden.

Die Ausgangssignale der Multisektor-Korrektur-Schaltung 11 werden einem Eingang eines Multiplexers 20 zugeführt, der zwischen diesem Eingang und einem weiteren Eingang periodisch umschaltet, so daß am Ausgang ein aufgeteiltes Bild (split screen) ansteht. Dieser Multiplexer 20 wird ebenfalls von der Steuereinheit 14 gesteuert und kann beispielsweise auch an einem der Eingänge anliegende Signale ständig einem Ausgang 21 zuführen, an dem digitale Videosignale der Form Y, C_R, C_B abnehmbar sind. Über eine Matrixschaltung 22 ist der Ausgang des Multiplexers 20 mit einem weiteren Ausgang 23 der erfindungsgemäßen Einrichtung verbunden, an dem digitale Farbwertsignale R, G, B abnehmbar sind.

Bei der digitalen Übertragung bzw. Verarbeitung von Videosignalen begnügt man sich häufig mit einer 8-Bit-Quantisierung, bei welcher Quantisierungsfehler im allgemeinen nicht sichtbar sind. Bei den Korrekturen mit Hilfe der Schaltungen 6, 9, 10 und 11 können jedoch Teile des Amplitudenbereichs überproportional verstärkt werden, wodurch Quantisierungsfehler sichtbar werden. Es ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung daher vorteilhaft, die Korrektur-Schaltungen für eine größere Quantisierungsgenauigkeit auszuführen - beispielsweise für 10 Bit. Die Schaltung kann trotzdem für 8-Bit-Videosignale verwendet werden, wobei die beiden geringwertigsten Bits nicht benutzt werden.

In einem Bildspeicher 24 (slide file) können Ausgangssignale der Multisektor-Korrektur-Schaltung 11, die zu einem Bild gehören, abgelegt werden. Der Bildspeicher 24 kann auch für mehrere Bilder ausgelegt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die gespeicherten digitalen Videosignale werden sowohl dem Multiplexer 20 als auch dem Umschalter 4 zugeführt. Damit ist eine vielfältige Nutzung des Bildspeichers 24 möglich.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung kann ein optimal korrigiertes Bild in den Bildspeicher 24 eingeschrieben werden, das bei weiteren Korrekturen als Referenzbild dient. Dazu wird zweckmäßigerweise der Multiplexer 20 derart eingestellt, daß ein Teil eines Bildschirms 25 das Referenzbild aus dem Bildspeicher 24 und ein anderer Teil das jeweils zu korrigierende Bild zeigt.

Das im Bildspeicher 24 abgelegte Bild kann jedoch über den Umschalter 4 auch dem Eingang der Farbkorrektureinrichtung zugeführt werden. Damit ist folgender Betriebsablauf möglich: Einem der Eingänge 1, 3 werden Signale von einem Filmabtaster zugeführt, die korrigiert werden sollen. Zu Beginn des Films befindet sich eine Aufnahme eines Testbildes, das beispielsweise Normfarben enthält, wobei Hautfarbe als besonders kritisch inbezug auf Farbverfälschungen anzusehen ist.

Bei der Abtastung der Filmbilder, welche die Testbilder darstellen, werden die Korrektur-Schaltungen 6, 9, 10 und 11 derart eingestellt, daß sie die vom Filmabtaster erhaltenen Signale unverändert zum Bildspeicher 24 weiterleiten. Damit befindet sich im Bildspeicher 24 ein Bild, das gegenüber dem Testbild diejenigen Fehler enthält, die durch die Bearbeitung des Films nach der Aufnahme des Testbildes entstanden sind. Dieses wird dann mit Hilfe der Schaltungen 6, 9, 10, 11 derart korrigiert, daß es auf dem Bildschirm 25 richtig erscheint. Die dann von der Steuereinheit 14 den Schaltungen 6, 9, 10, 11 zugeführten Steuersignale werden gespeichert und stehen als Referenz-Steuersignale bei der weiteren Korrektur des gleichen Films zur Verfügung. Werden danach die einzelnen Szenen des Films korrigiert, so kann die Wirkung der jeweiligen Korrektur auf das gespeicherte Referenzbild begutachtet werden.

Farbkorrekturarbeiten werden häufig als Dienstleistung durchgeführt, wobei die jeweiligen Kunden ein bestimmtes Ergebnis erwarten. Hierfür eröffnet der Bildspeicher 24 die Möglichkeit, zusammen mit dem Kunden bezüglich der Farbkorrektur besonders wichtige Szenen zu korrigieren und diese abzuspeichern. Danach kann der restliche Film korrigiert werden, ohne daß der Kunde die ganze Zeit anwesend sein muß. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, die gespeicherten Referenzbilder ohne Korrektur im Bildspeicher 24 abzulegen. Die zusammen mit dem Kunden erstellten Korrekturdaten werden im Speicher 17 der Steuereinheit 14 abgelegt. Bei dem späteren Ablauf der Korrektur ohne Anwesenheit des Kunden kann der Bediener der erfindungsgemäßen Einrichtung die vom Kunden gewünschte Korrektur anhand des gespeicherten Bildes 23 bei Bedarf wieder aufrufen und auf die jeweils zu korrigierenden Szenen anwenden.

Claims (10)

1. Farbkorrektureinrichtung für hochauflösende digitale Videosignale, dadurch gekennzeichnet, daß digitale Farbwertsignale (R, G, B) einer primären Farbkorrektur (6) unterzogen werden, daß die somit korrigierten Farbwertsignale in ein Luminanzsignal und in Chrominanzsignale matriziert werden, daß sich Korrekturschaltungen (9, 10) für eine getrennte Korrektur der Luminanz und der Farbsättigung anschließen, daß das derart korrigierte Luminanzsignal und die derart korrigierten Chrominanzsignale einer Multisektor-Farbkorrektur (11) unterzogen werden und daß deren Ausgangssignale als korrigiertes Luminanzsignal und korrigierte Chrominanzsignale oder als korrigierte Farbwertsignale zur Verfügung stehen.

2. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der primären Farbkorrektur (6) ein Umschalter (2) vorgeschaltet ist, welchem einerseits die digitalen Farbwertsignale (R, G, B) und andererseits digitale Farbwertsignale aus einer Matrix (5) zuführbar sind, welche ein digitales Luminanzsignal (Y) und digitale Chrominanzsignale (C_R, C_B) empfängt.

3. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfrequenz der Chrominanzsignale der zugeführten digitalen Videosignale und/oder der korrigierten digitalen Videosignale entweder gleich oder halb so groß wie die Abtastfrequenz des Luminanzsignals ist und daß die Verarbeitung der Chrominanzsignale mit einer der Abtastfrequenz des Luminanzsignals gleichen Abtastfrequenz erfolgt.

4. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zugeführte digitale Videosignale und/oder korrigierte digitale Videosignale eine umschaltbare Bitbreite von 8 oder 10 aufweisen, daß die Verarbeitung der Videosignale innerhalb der Einrichtung mit einer Bitbreite von größer 10 erfolgt und daß die korrigierten digitalen Videosignale durch eine Rundung in 8 Bit bis 10 Bit breite Signale umgewandelt werden.

5. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Multisektor-Farbkorrektur (11) eine Einrichtung (20) zur gleichzeitigen Darstellung zweier Bilder auf einem Bildschirm (25) angeschlossen ist.

6. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (24) für mindestens ein Einzelbild vorgesehen ist, in dem Ausgangssignale der Multisektor-Farbkorrektur (11) ablegbar sind und dessen Inhalt, gegebenenfalls über eine Matrix, dem Eingang der primären Farbkorrektur (6) zuführbar ist.

7. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Speichers (24) ferner einer an den Ausgang der Multisektor-Farbkorrektur (11) angeschlossenen Einrichtung (20) zur gleichzeitigen Darstellung zweier Bilder auf dem Bildschirm zuführbar ist.

8. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die primäre Farbkorrektur (6), für die Luminanzkorrektur (9), für die Farbsättigungskorrektur (10) und für die Multisektor-Farbkorrektur (11) ein gemeinsames Bediengerät (14) vorgesehen ist.

9. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bediengerät (14) einen Speicher (17) zur Speicherung von Einstellwerten enthält.

10. Farbkorrektureinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bediengerät (14) mit einem Anschlußgerät (18) für ein lokales Netzwerk (19) versehen ist.