DE68913710T2 - Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von videobildsignalen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen von Modifikationen an ursprünglichen, ein Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen zum Erzeugen von modifizierten, ein modifiziertes Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen. Die Erfindung ist dafür geeignet, jedoch nicht darauf beschränkt, Signale in der Form von codierten Misch-Signalen zu modifizieren, welche Standards entsprechen, z.B. dem gemäß dem D2-Standard digital codierten, digitalisierten PAL- oder NTSC-Standard.
• Ein Videographiksystem ist in unserem amerikanischen Patent US-A-4,514,818 offenbart, bei welchem durch Erzeugen eines analogen Videosignals aus digital gespeicherten Bilddaten ein Videobild auf einem Monitor dargestellt wird. Die Bilddaten können durch die Betätigung eines Griffels auf einer Berührungstafel modifiziert werden, bei der eine Bewegung des Griffels die Betätigung eines Zeichen- oder Malgeräts, z.B. eines Pinsels, einer Zeichenkreide oder einer Spritzpistole simuliert. Eine das in dem erwähnten Patent offenbarte Verfahren ausführende Vorrichtung wird von uns hergestellt und unter dem Warenzeichen PAINTBOX (Malkasten) vertrieben.
• Videographiksysteme werden häufig während der Nach- Produktionsstadien der Videoherstellung verwendet, wobei ein Videoclip durch das System (Teilbild für Teilbild) derart manipuliert wird, daß Elemente von einer Filmaufnahme hinzugefügt oder entfernt werden können oder animierte Sequenzen erzeugt werden. Die Originalaufzeichnungen sind häufig in der Form von Misch-Signalen, z.B. PAL oder NTSC, welche Misch- Signale genannt werden, da sie über einen einzelnen Kanal übertragen werden können, wobei das Chrominanzsignal (Farbton und Farbsätigung) häufig über dem Luminanzsignal frequenzmultiplexiert ist. Um jedoch eine Bearbeitung durch ein Videographiksystem zu ermöglichen, müssen die Teilbilder in getrennte Komponenten decodiert werden, wobei ein Basisbandsignal für jede der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau oder für jedes Signal aus einer ein Luminanz- und zwei Farbdifferenzsignale umfassenden Gruppe vorgesehen ist. Wenn es erforderlich ist, können die Komponenten-Signale nach Bearbeitung in Gemisch-Form rückcodiert werden.
• Ein sich aus dem Decodieren zwischen Misch-Video (z.B. PAL) und Komponenten-Video ergebendes Problem liegt darin, daß diesem Verfahren unterzogene Clips mit unbearbeiteten Clips nicht perfekt zusammenpassen. Eine mögliche Lösung würde darin bestehen, den Codier- und Rückcodiervorgang als Teil des Editierverfahrens an allen Videoclips durchzuführen, dies ist jedoch nicht nur zeitraubend, sondern führt auch zu einer unnötigen Verschlechterung der Gesamtproduktion.
• Die Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Bearbeitung von Videobildsignalen zu schaffen. Die Erfindung zielt ferner darauf ab, ein decodiertes Mischsignal bearbeiten, rückcodieren und dann mit nicht decodierten Clips editieren zu können, wobei Differenzen zwischen den beiden Clips minimiert werden.
• Erfindungsgemäß wird ein Verfahren geschaffen zum Durchführen von Modifikationen an ursprünglichen, ein Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen zum Erzeugen von modifizierten, ein modifiziertes Bild darstellenden, digitalen Misch- Videosignalen, bei welchem Verfahren die ursprünglichen Misch-Signale unverändert gespeichert werden und zusätzlich decodiert und in Komponentensignalform gespeichert werden, um eine Bearbeitung von wenigstens ausgewählten Abschnitten derselben zu ermöglichen, entsprechende Steuersignale bei der Bearbeitung erzeugt werden und wenigstens die bearbeiteten Abschnitte der in Gemisch-Form rückcodierten Komponentensignale mit zugeordneten Abschnitten der gespeicherten, ursprünglichen Misch-Signale unter Steuerung der Steuersignale kombiniert werden.
• Einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung gemäß wird eine Vorrichtung geschaffen zum Modifizieren ursprünglicher, ein Bild darstellender, digitaler Misch-Videosignale zum Erzeugen von modifizierten, ein modifiziertes Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen, bei welcher Vorrichtung die ursprünglichen Misch-Signale unverändert gespeichert werden und zusätzlich decodiert und in Komponentensignalform gespeichert werden, um eine Bearbeitung von wenigstens ausgewählten Abschnitten derselben zu ermöglichen, entsprechende Steuersignale bei der Bearbeitung erzeugt werden und wenigstens die bearbeiteten Abschnitte der in Gemisch-Form rückcodierten Komponentensignale mit zugeordneten Abschnitten der gespeicherten, ursprünglichen Misch-Signale unter Steuerung der Steuersignale kombiniert werden.
• Die obigen und weitere Merkmale der Erfindung sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen angegeben und werden zusammen mit sich daraus ergebenden Vorteilen durch Betrachtung der folgenden, sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehenden, detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung klarer werden.
• In der beigefügten Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt.
• In der Zeichnung ist ein System zum Bearbeiten von Videobildsignalen gezeigt, bei welchem individuelle Teilbilder von einem ersten digitalen Videobandgerät DVTR1 abgespielt und auf einem zweiten, ähnlichen Bandgerät DVTR2 aufgezeichnet werden. Die Bandgeräte tasten ein konventionelles Mischvideosignal ab, ohne es zu demodulieren; bei NTSC-Maschinen ist die Abtastgeschwindigkeit entsprechend einem als D2 bezeichneten Aufzeichnungsstandard 14,4 MHz. Die Bandgeräte können einen Teil einer herkömmlichen Editieranlage bilden, in der sie miteinander verbunden wären; eine durchgezogene Linie, welche eine derartige Verbindung darstellt, ist in der Figur nicht gezeigt.
• Das System weist eine Videographikvorrichtung auf, welche der von der Anmelderin hergestellten und unter dem Warenzeichen PAINTBOX (Malkasten) vertriebenen ähnelt. Einzelne Teilbilder werden einem Komponenten-Teilbildspeicher 15 zugeführt, der dazu angeordnet ist, ein Luminanzsignal (Y) und zwei Farbdifferenzsignale (U und V) über einen die NTSC- oder PAL- Mischsignale decodierenden Decoder 16 zu speichern. Das YUV- Signal entspricht dem als 4:2:2 bezeichneten Standard und wird von einem Prozessor 17 gesteuert mit Videogeschwindigkeit gelesen, wobei das gespeicherte Teilbild auf einem Monitor 18 betrachtet werden kann. Die Videographikvorrichtung umfaßt ferner eine Berührungstafel 19 und einen Griffel 20, wodurch in dem Teilbildspeicher 15 gespeicherte, ausgewählte Bildpunkte abhängig von der Betätigung eines Griffels 20 auf der Tafel 19 durch einen Videokünstler modifiziert werden.
• Nachdem jedes Teilbild bearbeitet wurde, können die Komponentensignale durch einen Codierer 21 in Gemisch-Form rückcodiert werden und auf dem DVTK2 aufgezeichnet werden. Da der Codierer 21 kein zu dem von dem Decodierer 16 durchgeführten Verfahren exakt reziprokes Verfahren durchführen kann, unterscheiden sich decodierte, in dem Speicher 15 gespeicherte und in Gemisch-Worm rückcodierte Teilbilder geringfügig von denen, welche im normalen Editierbetrieb direkt auf das DVTR2 übertragen worden sind.
• Das in der Figur gezeigte, diese Erfindung verkörpernde System überwindet dieses Problem durch Speichern jedes Teilbilds des Bilds in zwei Formen. Es wird also zusätzlich zu der decodierten Version eines Teilbilds in Komponentenform auch die ursprüngliche, codierte Version desselben Teilbilds in Gemisch-Form gespeichert. Nach Bearbeitung werden in Komponentenform gespeicherte Bereiche des Bilds modifiziert worden sein und diese Bereiche werden ausgewählt und codiert, um ein Ausgangssignal zu bilden. In Bereichen jedoch, welche nicht modifiziert worden sind, werden Signale aus dem Misch- Teilbildspeicher genommen, wodurch sichergestellt wird, daß diese Bereiche mit ähnlichen Bereichen in Teilbildern zusammenpassen, welche nicht von dem System bearbeitet worden sind.
• Das System weist einen D2-Teilbildspeicher 22, einen 8-Bit-Schlüsseldatenspeicher 23 und einen Videoselektor 24 auf. Jedes zur Bearbeitung in YUV umgewandelte Eingangsteilbild wird in seiner ursprünglichen codierten Form auch in dem D2-Teilbildspeicher 22 gespeichert. Der Videoselektor ist dann dazu ausgebildet, entweder aus den als Vm bezeichneten, bearbeiteten Signalen oder aus dem ursprünglichen Videoeingangssignal Vi in Abhängigkeit von einem Schlüsseldatensignal k auszuwählen. Das Schlüsseldatensignal ist ein Mehrbitsignal und kann als solches Anteile sowohl des Eingangssignals als auch des bearbeiteten Signals kombinieren. Das Ausgangsvideosignal Vo wird deshalb durch die in der Figur dargestellte Gleichung erhalten, d.h. das Ausgangssignal ist das Produkt von k und dem bearbeiteten Videosignal Vm plus das Produkt von 1-k und dem ursprünglichen Eingangsvideosignal Vi.
• Die Werte von k werden abhängig von der Betätigung des Griffels 20 erzeugt und auf einer Bildpunkt-für-Bildpunkt-Basis gespeichert. Wenn YUV-Signale im Speicher 15 von Griffelsignalen abhängig modifiziert werden, werden deshalb gleichzeitig Schlüsseldatensignale in dem Speicher 23 erzeugt. Die derartige Erzeugung eines Schlüsseldatensignals ist der in dem amerikanischen Patent Nr. 4602286 (entspricht dem britischen Patent Nr. 2113950B) beschriebenen Erzeugung eines Schablonensignals ähnlich, so daß das Schlüsseldatensignal 8 Bit tief ist und weiche Ränder aufweist. Bei einigen Anwendungen können die Ränder des Schlüsseldatensignals zu hart sein und das System kann mit Filtermitteln zum Weichmachen von durch Schlüsseldatensignale definierten Rändern ausgestattet sein. Die Schlüsseldatensignale können alternativ aus den Berieb einer Spritzpistole simulierenden Spritzprofilen erzeugt werden, selbst dann, wenn andere Pinseltypen auf dem Bild verwendet werden.
• Die Figur zeigt eine Anwendung des Systems, bei der das ursprüngliche Eingangsbild von einem in drei Dreiecke unterteilten Quadrat gebildet ist. Die D2-Videoeingangssignale für das Bild werden direkt in den D2-Mischspeicher 22 geschrieben, während sie parallel zum Mischspeicher über den Decoder 16 auch in den Komponentenspeicher 15 geschrieben werden. Dann wird ein Bild durch Lesen der gespeicherten Komponentendaten mit Videogeschwindigkeit auf dem Monitor 18 angezeigt und ein Künstler "bemalt" das Bild, was in diesem Beispiel das Andern der Farbe des unteren Dreiecks umfaßt. Abhängig von der Betätigung des Griffels 20 auf der Berührungstafel 19 wird ferner ein 8-Bit-"Schatten" des modifizierten Dreiecks in dem Schlüsseldatenspeicher 23 erzeugt und das neue Bild wird auf das DVTR2 bei Fertigstellung der Bearbeitung aufgezeichnet.
• Für Bildpunkte innerhalb des modifizierten Dreiecks werden die aus dem Speicher 15 gelesenen und durch den Codierer 21 codierten Bilddaten dem DVTR2 zugeführt; diese Bildpunkte wurden von dem Künstler modifiziert. Für Bildpunkte außerhalb des schattierten Dreiecks jedoch werden die codierten Ausgangssignale aus dem Codierer 21 ignoriert und die Daten direkt dem Speicher 22 entnommen, so daß diese unbearbeiteten Bereiche nicht von Bildern unterschieden werden können, welche direkt von Band zu Band geliefert werden. Entlang des Rands des modifizierten Dreiecks weisen die Schlüsseldatensignale Zwischenwerte auf, so daß die dem DVTR2 zugeführten Signale von einer Kombination der Ausgangssignale des Codierers 21 und des Teilbildspeichers 22 gebildet sind, wodurch sichergestellt wird, daß an den Übergangsbereichen zwischen den Ursprungsquellen keine sichtbaren Linien zu sehen sind.
• In der Figur ist ferner ein zweiter Monitor 25 dargestellt, welcher dazu ausgebildet ist, das Mischausgangssignal von der Kombiniereinrichtung 24 aufzunehmen. Dieser Monitor zeigt das tatsächliche Teilbild, welches von dem DVTR2 aufgezeichnet werden wird, daher können bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn der Künstler diesen Monitor statt des Monitors 18 verwendet.
• Nachdem diese Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, versteht es sich, daß diese Ausführungsform lediglich beispielhaft ist und daß Modifikationen und Variationen, welche denjenigen mit geeigneten Kenntnissen und Fähigkeiten in den Sinn kommen mögen, durchführbar sind, ohne den Bereich der Erfindung, so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, zu verlassen.

Claims (15)

1. Verfahren zum Durchführen von Modifikationen an ursprünglichen, ein Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen zum Erzeugen von modifizierten, ein modifiziertes Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen, bei welchem Verfahren die ursprünglichen Misch-Signale (Vi) unverändert gespeichert werden und zusätzlich decodiert und in Komponentensignalform gespeichert werden, um eine Bearbeitung von wenigstens ausgewählten Abschnitten derselben zu ermöglichen, entsprechende Steuersignale (k) bei der Bearbeitung erzeugt werden und wenigstens die bearbeiteten Abschnitte der in Gemisch-Form rückcodierten Komponentensignale (Vm) mit zugeordneten Abschnitten der gespeicherten, ursprünglichen Misch- Signale (Vi) unter Steuerung der Steuersignale (k) kombiniert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Misch- Videosignale (Vi) in einem ersten Speicher (22) gespeichert werden, die Komponentenvideosignale in einem zweiten Speicher (15) gespeichert werden und die Steuersignale (k) in einem Steuersignalspeicher (23) gespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem ein auf eine Griffel- und Berührungstafeleinrichtung (19, 20) ansprechender Prozessor (17) die ausgewählten Komponentenvideosignale bearbeitet und die Steuersignale erzeugt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der Prozessor (17) dazu ausgebildet ist, die Steuersignale (k) auf die Position des sich in Kontakt mit der Berührungstafel (19) befindenden Griffels (20) ansprechend zu erzeugen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Steuersignale Mehr-Bit-Signale umfassen, welche einen Bereich von Werten zwischen einem ersten und einem zweiten Extremwert festlegen; und bei welchem ein Steuersignal mit einem dem ersten Extremwert entsprechenden Wert anzeigt, daß entsprechende Komponentenvideosignale nicht modifiziert worden sind und nur die ursprünglichen Misch-Signale auszuwählen sind, ein Steuersignal mit einem dem zweiten Extremwert entsprechenden Wert anzeigt, daß entsprechende Komponentenvideosignale eingehend modifiziert worden sind und nur die in Gemisch-Form rückcodierten, bearbeiteten Komponentenvideosignale auszuwählen sind, und ein Steuersignal mit einem Wert innerhalb des Bereichs anzeigt, daß die mit zugeordneten, bearbeiteten Misch-Videosignalen kombinierten ursprünglichen Misch-Videosignale auszuwählen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Kombinieren zugeordneter, ursprünglicher Misch-Videosignale und bearbeiteter Misch-Videosignale in einer durch die zugeordneten Steuersignalwerte bestimmten gewichteten Kombination wenn sowohl die ursprünglichen als auch die bearbeiteten Misch- Signale ausgewählt sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend Zuführen der Komponentensignale an einen Monitor (18) zur Sichtanzeige des durch diese dargestellten Bilds.

8. Vorrichtung zum Modifizieren ursprünglicher, ein Bild darstellender, digitaler Misch-Videosignale zum Erzeugen von modifizierten, ein modifiziertes Bild darstellenden, digitalen Misch-Videosignalen, bei welcher Vorrichtung die ursprünglichen Misch-Signale (Vi) unverändert gespeichert werden und zusätzlich decodiert und in Komponentensignalform gespeichert werden, um eine Bearbeitung von wenigstens ausgewählten Abschnitten derselben zu ermöglichen, entsprechende Steuersignale (k) bei der Bearbeitung erzeugt werden und wenigstens die bearbeiteten Abschnitte der in Gemisch-Form rückcodierten Komponentensignale (Vm) mit zugeordneten Abschnitten der gespeicherten, ursprünglichen Misch-Signale (Vi) unter Steuerung der Steuersignale (k) kombiniert werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, umfassend erste Speichermittel (22) zum Speichern der unveränderten, ursprünglichen Misch-Signale;

Decodiermittel (16) zum Decodieren der ursprünglichen Misch- Signale in Komponentensignalform;

zweite Speichermittel (15) zum Speichern der Komponentensignale;

ein Bearbeitungsmittel (17, 19, 20) zum Bearbeiten ausgewählter Abschnitte der Komponentensignale und zum Erzeugen entsprechender Steuersignale (k) während der Bearbeitung;

Rückcodierungsmittel (21) zum Rückcodieren der bearbeiteten Abschnitte der Komponentensignale in Gemisch-Form; und

ein durch die Steuersignale (k) gesteuertes Kombiniermittel (24) zum Kombinieren der bearbeiteten Abschnitte der in Gemisch-Form rückcodierten Komponentensignale (Vm) mit zugeordneten Abschnitten der gespeicherten, ursprünglichen Misch- Signale (Vi).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Steuerspeicher (23) zum Speichern der Steuersignale.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher das Bearbeitungsmittel einen Prozessor (17) und eine Griffel- und Berührungstafeleinrichtung (19, 20) umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 10, bei welcher der Prozessor (17) Mittel zum Erzeugen der Steuersignale in Antwort auf die Position des sich in Kontakt mit der Berührungstafel (19) befindenden Griffels (20) und Mittel zum Schreiben der Steuersignale in den Steuerspeicher (23) umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welcher die Steuersignale (k) Mehr-Bit-Signale umfassen, welche einen Bereich von Werten zwischen einem ersten und einem zweiten Extremwert festlegen, und bei welcher das Auswählmittel auf ein den ersten Extremwert aufweisendes Steuersignal anspricht und dadurch anzeigt, daß entsprechende Komponentenvideosignale nicht modifiziert worden sind, um nur die ursprünglichen Misch-Signale auszuwählen, auf ein den zweiten Extremwert aufweisendes Steuersignal anspricht und dadurch anzeigt, daß entsprechende Komponentenvideosignale eingehend modifiziert worden sind, um nur die bearbeiteten Misch- Videosignale auszuwählen, und auf ein einen Wert innerhalb des Bereichs aufweisendes Steuersignal anspricht, um sowohl die ursprünglichen Misch-Videosignale als auch die bearbeiteten Misch-Videosignale auszuwählen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher das Kombiniermittel (24) dazu ausgebildet ist, zugeordnete ursprüngliche Misch-Videosignale (Vi) und bearbeitete Misch-Videosignale (Vm) in einer durch die zugeordneten Steuersignale (k) bestimmten, gewichteten Kombination zu kombinieren, wenn beide Misch-Signale ausgewählt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, ferner umfassend einen Monitor (18) zum Empfang der Komponentensignale zur Sichtanzeige des durch diese dargestellten Bilds.