DE68915912T2

DE68915912T2 - Videosignalerzeugung als Zeitlupenaufnahme.

Info

Publication number: DE68915912T2
Application number: DE68915912T
Authority: DE
Inventors: Terry Ralph Hurley; Naoki C O Patents Divis Nishio
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2009-08-18
Also published as: GB2223144A; EP0360413A3; DE68915912D1; GB2223144B; GB8822186D0; EP0360413B1; JP2946583B2; JPH03501558A; EP0360413A2; GB8918797D0; GB2223141A; WO1990003704A1; US4987489A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Zeitlupen-Videosignalen. Ein Zeitlupen-Videosignal (Fernsehsignal) wird erzeugt, indem man die Zahl der Halbbilder gegenüber dem ursprünglichen Signal erhöht, das resultierende Signal aber mit derselben Halbbildfrequenz wie das ursprüngliche Signal darstellt; dadurch ergibt sich eine Zeitlupen-Wirkung. Herkömmlicherweise erreicht man die Erhöhung der Zahl von Halbbildern, indem man Halbbilder des ursprünglichen Signals wiederholt. Soll ein wiederholtes Bild dieselbe Zeilensprung-Polarität haben, wird das Halbbild unverändert belassen. Soll ein wiederholtes Bild die entgegengesetzte Zeilensprung-Polarität haben, dann kann es räumlicher Interpolation (z.B. räumlicher Interpolation zwischen seinen Zeilen) unterzogen werden, um seine Zeilensprung-Polarität zu ändern. Diese räumliche Interpolation kann bezüglich einer festgelegten Richtung stattfinden. So ist es z.B. möglich, die räumliche Interpolation in rein vertikaler Richtung durchzuführen, d.h. unter Mittelung vertikaler Zeilen, die z.B. von einem räumlichen (vertikalen) Filter im Verhältnis ½:½ bewirkt wird. Dieses Verfahren der räumlichen Interpolation bezüglich einer festgelegten (z.B. der vertikalen) Richtung hat folgende Nachteile:
1. Es kommt zu einem Verlust an sichtbarer vertikaler Auflösung, da jedes Halbbild infolge des Zeilensprung-Halbbildverfahrens nur die halbe vertikale Bildinformation enthält. Mit abnehmender Geschwindigkeit wird der Verlust an sichtbarer vertikaler Auflösung immer schlimmer, bis schließlich bei einem Standbild die Hälfte der vertikalen Auflösung verlorengeht.
2. Es kommt zu einer Zunahme an sichtbarer vertikaler Bandüberlappung infolge des Fehlens eines vertikalen Vorfilters vor Wiederholung der Zeilensprung-Halbbilder, das eine Abtastung aller Spektralanteile oberhalb der Nyquist-Grenze verhindern würde.
3. Aufgrund der Tatsache, daß manche Halbbilder zum Zweck der Änderung der Zeilensprung-Polarität räumlich interpoliert werden, manche aber nicht, kommt es zu Schwebungseffekten, die das Flimmern des dargestellten Bildes verstärken. Dieser Effekt ist besonders unangenehm bei Zeitlupengeschwindigkeiten, die nahe bei der ursprünglichen (oder Normal-) Geschwindigkeit liegen.
Prinzipiell bestünde ein alternatives Verfahren zur Halbbild-Wiederholung darin, durch lineare zeitliche Interpolation zwischen den Halbbildern des ursprünglichen Signals eine neue Reihe von Halbbildern zu erzeugen. Dies würde allerdings den Einsatz von Vorfiltern in der vertikalen sowie in der Zeitrichtung erfordern, um eine Abtastung aller Spektralanteile oberhalb der Nyquist-Grenze und damit Bandüberlappung zu verhindern. Aus dieser Beschränkung der räumlichen/zeitlichen Auflösung ergäben sich schwere subjektive Beeinträchtigungen bei Bildbewegungen, die als Bildunschärfe wahrgenommen würden. Dieses Verfahren allein kann daher keine befriedigenden Ergebnisse liefern. In den internationalen (PCT) Patentanmeldungen WO-A-85/02080 und WO-A-85/04542 wird der Einsatz eines Bewegungsdetektors in einer Vorrichtung zur Fernsehsignalverarbeitung offenbart. WO-A-85/02080 beschäftigt sich mit der "Aufwärtsmischung" eines Zeilensprung-Signals in ein Format ohne Zeilensprung bei einem Empfänger für Satellitenrundfunk; hierbei werden zusätzliche Zeilen interpoliert und mit den Zeilen des Eingangs-Halbbildes kombiniert, so daß man ein Ausgangssignal ohne Zeilensprung erhält. Ein Bewegungsdetektor überwacht verzögerte Zeilen und Halbbilder des Eingangssignals und erzeugt ein Signal; dieses gelangt zu einem Halbbild-Speicherprozessor, der wiederum ein Steuersignal für einen Interpolator (zur Interpolation der zusätzlichen Zeilen) erzeugt. In WO-A-85/02080 wird erwähnt, daß die Bewegungsdetektion auf einem absoluten Bilddifferenzsignal basieren kann; weiter wird dort erwähnt, daß bei der Aufwärtsmischung eines Zeilensprung-Signals die zeitliche Interpolation dann besser geeignet ist, wenn es keine Bewegung gibt, da durch sie die vertikale Auflösung nicht geschmälert wird, daß hingegen bei vorhandener Bewegung die vertikale Interpolation besser geeignet ist, die dafür zu einem Verlust an vertikaler Auflösung führt, wenn es keine Bewegung gibt. WO-A-85/04542 befaßt sich mit gleichartigen Systemen; spezifischer geht es darin um den Aufbau des Bewegungsdetektors, der ein absolutes Bilddifferenzsignal erzeugt. Keines dieser beiden Schriftstücke befaßt sich mit Zeitlupen-Systemen; bei diesen wird aufgrund der Tatsache, daß die Darstellung in Zeitlupe erfolgt - im allgemeinen zum Zweck einer genauen Untersuchung durch die Betrachter (z.B. um zu sehen, wer ein Rennen gewonnen hat) - , jede Verschlechterung der Bildqualität deutlicher zu sehen sein als bei einem Bild in Normalgeschwindigkeit. Die europäische Patentanmeldung EP-A-0279 549 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Zeitlupen-Videosignals, die einen räumlichen Interpolator enthält. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitlupen-Videosignalen vorgesehen
mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangsvideosignals, aus dem ein Zeitlupen-Ausgangsvideosignal im Zeilensprungverfahren erzeugt werden soll,
mit einer räumlichen Interpolationseinrichtung, die für jedes Halbbild des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals zwischen den Zeilen eines - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildes räumlich interpoliert und so ein Halbbild eines räumlich interpolierten Videosignals erzeugt,
und mit einer Einrichtung zur Steuerung der räumlichen Interpolation, die für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals diejenigen in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder auswahlt, die der räumlichen Interpolationseinrichtung zugeführt werden sollen,
gekennzeichnet durch
eine Zeitfiltereinrichtung, die für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen einem Paar von - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildern derselben Zeilensprung-Polarität linear zeitlich interpoliert und so ein Halbbild eines zeitlich interpolierten Videosignals erzeugt,
eine Einrichtung zur Steuerung der Zeitfilterung, die für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals diejenigen in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder auswählt, die der Zeitfiltereinrichtung zugeführt werden sollen,
eine Mischeinrichtung, die das räumlich interpolierte Videosignal in einem veränderbaren Mischungsverhältnis mit dem zeitlich interpolierten Videosignal mischt und so das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal erzeugt,
und einen Bewegungsanzeiger, der durch Vergleichen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder erfaßt, ob es in dem durch die gespeicherten Halbbilder verkörperten Bild örtliche Bewegung gibt oder nicht, und der aufgrunddessen die Mischeinrichtung so steuert, daß das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal in Bildgebieten, wo im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem zeitlich interpolierten Videosignal besteht, während es in Bildgebieten, wo mehr als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem räumlich interpolierten Videosignal besteht,
wobei der Bewegungsanzeiger das Mischungsverhältnis so steuert, daß der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal mit zunehmender erfaßter Bewegung allmählich ansteigt, von praktisch null, wenn im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, auf praktisch 100%, wenn mehr als das vorbestimmte Maß an Bewegung erfaßt wird.
Die Vorrichtung verwendet eine einfache Art adaptiver Signalverarbeitung, indem der Bewegungsanzeiger zwischen staionären und in Bewegung befindlichen Teilen des Bildes unterscheidet, die dann auf unterschiedliche Weise behandelt werden können. So wird in stationären oder beinahe stationären Gebieten neue Bildinformation durch lineare Interpolation zwischen Bildpunkten erreicht, die gegeneinander zeitlich versetzt sind (sich also in unterschiedlichen Halbbildern befinden); dies ist möglich, weil in Gebieten ohne oder mit nur geringer Bewegung ein Bildpunkt des Zeitlupen-Ausgangssignals auf den Werten von Bildpunkten des Ausgangssignals basieren kann, die räumlich dieselbe Position einnehmen, aber zeitlich versetzt sind. Im Gegensatz dazu erhält man in Gebieten, wo mehr als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung stattfindet, neue Bildinformation durch Interpolation von Bildpunkten, die innerhalb desselben Halbbildes des Eingangssignals gegeneinander räumlich versetzt sind; dies ist möglich, weil in solchen Gebieten ein Bildpunkt des Zeitlupen-Ausgangssignals auf den Werten von Bildpunkten basieren kann, die zeitlich dieselbe (vorzugsweise die nächstgelegene) Position einnehmen, aber räumlich versetzt sind.
Damit sollte in stationären Gebieten des Bildes die volle vertikale Auflösung erreichbar sein, da in solchen Gebieten zeitliche Interpolation verwendet wird. Auch sollte es in stationären Gebieten des Bildes zu keiner Zunahme der vertikalen Bandüberlappung kommen, da in solchen Gebieten keine räumliche Interpolation verwendet wird. Weiterhin wird das oben beschriebene Problem, das im Fall des oben beschriebenen Standes der Technik zum Auftreten von Bildflimmern führt, vermieden.
Die erfindungsgemäße adaptive Anordnung kann auch den Einsatz lokaler Apertur- Korrektur zur Verringerung der Unschärfe in Gebieten mit Bewegung ermöglichen.
Die Mischeinrichtung erzeugt das Zeitlupen-Videoausgangssignal, indem sie das räumlich interpolierte Videosignal und das zeitlich interpolierte Videosignal in einem variablen Mischungsverhältnis mischt, und der Bewegungsanzeiger steuert das Mischungsverhältnis so, daß der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal mit zunehmender erfaßter Bewegung allmählich ansteigt: von praktisch null, wenn im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, auf praktisch 100%, wenn mehr als das vorbestimmte Maß an Bewegung erfaßt wird. Der erwähnte Anstieg könnte stufenweise erfolgen, doch erfolgt er vorzugsweise kontinuierlich, z.B. geradlinig oder krummlinig.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Zeitlupen-Videosignals vorgesehen, umfassend
das Speichern einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangsvideosignals, aus dem ein Zeitlupen-Ausgangsvideosignal im Zeilensprungverfahren erzeugt werden soll,
und die räumliche Interpolation für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen den Zeilen eines - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildes, wodurch ein Halbbild eines räumlich interpolierten Videosignals erzeugt wird,
gekennzeichnet durch
die lineare zeitliche Interpolation für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen einem Paar von - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildern derselben Zeilensprung-Polarität, wodurch ein Halbbild eines zeitlich interpolierten Videosignals erzeugt wird,
die Mischung des räumlich interpolierten Videosignals mit dem zeitlich interpolierten Videosignal in einem veränderbaren Mischungsverhältnis, wodurch das Zeitlupen- Ausgangsvideosignal erzeugt wird,
und das Vergleichen der gespeicherten Halbbilder zum Zweck der Erfassung, ob es in dem durch die gespeicherten Halbbilder verkörperten Bild örtliche Bewegung gibt oder nicht, sowie Steuerung der Mischung der räumlich und zeitlich interpolierten Videosignale, so daß das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal in Bildgebieten, wo im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem zeitlich interpolierten Videosignal besteht, während es in Bildgebieten, wo mehr als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem räumlich interpolierten Videosignal besteht, und daß der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal mit einer Zunahme der erfaßten Bewegung allmählich ansteigt von praktisch null, wenn im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, auf praktisch 100%, wenn mehr als das vorbestimmte Maß an Bewegung erfaßt wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines erläuternden und nicht begrenzenden Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitlupen-Videosignalen;
Fig. 2A und 2B zeigen jeweils verschiedene Anordnungen, die ein räumlicher Interpolator oder Filter als Bestandteil der Vorrichtung aus Fig. 1 annehmen kann;
Fig. 3A und 3B zeigen in schematischen Darstellungen, wie die Zeilen eines Videosignal- Halbbildes vom räumlichen Interpolator kombiniert werden, wenn sich dieser in der Anordnung aus Fig. 2A bzw. 2B befindet;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild zur detaillierteren Darstellung eines in Fig. 1 gezeigten Bewegungsanzeigers;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild zur detaillierteren Darstellung eines zum in Fig. 4 gezeigten Bewegungsanzeiger gehörenden Bilddifferenzfilters;
Fig. 6A und 6B zeigen jeweils beispielhafte Bewegungskurven, wie sie im Bewegungsanzeiger aus Fig. 4 erzeugt werden;
Fig. 7 ist eine stark schematisierte Darstellung von Halbbildern eines Eingangsvideosignals, das der Vorrichtung aus Fig. 1 zugeführt wird, sowie von Halbbildern eines Zeitlupen-Ausgangsvideosignals, das von der Vorrichtung aus Fig. 1 erzeugt wird; und
Fig. 8 zeigt auf ähnliche Weise wie Fig. 1 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Zeitlupen-Ausgangsvideosignals mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente aus einem Eingangsfarbvideosignal mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitlupen-Videosignalen, die ein digitales Eingangsvideosignal, welches in der Form von Eingangsvideodaten an einem Eingang 10 vorliegt, in ein digitales Zeitlupen-Ausgangsvideosignal (Ausgangsvideodaten) umwandelt, das dann an einem Ausgang 20 zur Verfügung steht. Die Ausgangsvideodaten weisen ein Standardformat auf. Das bedeutet, sie können zum Beispiel bei einer Halbbildfrequenz von 50 Hz 625 Zeilen pro Bild urnfassen oder bei einer Halbbildfrequenz von 60 Hz aus 525 Zeilen pro Bild bestehen. Da auch die Eingangsvideodaten üblicherweise von einem Videosignal im Standardformat stammen werden, wird man dieses Signal normalerweise durch eine vor dem Eingang 10 angeordnete Aufzeichnungseinrichtung (nicht dargestellt) verlangsamen müssen, so daß es dem Eingang 10 mit einer Halbbildfrequenz oder mittleren Halbbildfrequenz zugeführt wird, die um einen durch die von der Vorrichtung bewirkte Geschwindigkeitsverringerung (in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung) bestimmten Faktor kleiner ist als die Ausgangs-Halbbildfrequenz (im weiteren auch als "Referenz-Halbbildfrequenz" bezeichnet). (Dies wird unten genauer erklärt).
Die Vorrichtung enthält einen Mikroprozessor 20, der gemäß seiner Programmierung verschiedene Signale zur Steuerung des unten beschriebenen Betriebs der Vorrichtung erzeugt, und vier an den Eingang 10 angeschlossene Halbbildspeicher A bis D. Über einen Steuerbus 22 steuert der Mikroprozessor 20 das Schreiben der vom Eingang 10 kommenden Eingangsvideodaten in die Halbbildspeicher A bis D derart, daß zu jedem Zeitpunkt vier aufeinanderfolgende Halbbilder (im weiteren auch als "Eingangshalbbilder" bezeichnet) des digitalen Eingangsvideosignals in den entsprechenden Halbbildspeichern A bis D gespeichert sind. Diese vier aufeinanderfolgenden Halbbilder sind jeweils zeitlich symmetrisch um den Zeitpunkt (bezüglich der Ausgangsdaten), an dem die Vorrichtung gerade arbeitet. Genauer gesagt, sollen in den Halbbildspeichern A bis D zu einem beliebigen Zeitpunkt vier aufeinanderfolgende Halbbilder F1 bis F4 gespeichert sein. Benötigt die Vorrichtung anschließend Zugriff auf den aus den Halbbildern F2 bis F4 sowie einem Halbbild F5 (welches nach F4 kommt, wenn die Vorrichtung Zeitlupe in Vorwärtsrichtung liefert, oder vor F1, wenn die Vorrichtung Zeitlupe in Rückwärtsrichtung liefert) bestehenden Satz vier aufeinanderfolgender Halbbilder, dann wird das Halbbild F5 anstelle des Halbbildes F1 in den Halbbildspeicher A geschrieben. Entsprechend wird zu einem späteren Zeitpunkt ein Halbbild F6 anstelle des Halbbildes F2 in den Halbbildspeicher B geschrieben, usw.
Über Busse 24, 26, 28, 30 sind die Ausgänge der Halbbildspeicher A bis D jeweils mit einem Selektor 32, mit einem Selektor 34 und mit einem Bewegungsanzeiger 36 (dieser wird unten unter Bezug auf Fig. 4 genauer beschrieben) verbunden.
Der Mikroprozessor 20 liefert dem Selektor 32 ein Signal zur Auswahl des nächstgelegenen Halbbildes; aufgrund dessen verbindet der Selektor während der Erzeugung jedes Halbbildes der Ausgangsvideodaten (im weiteren auch als "Ausgangshalbild" bezeichnet) mit seinem Ausgang einen ausgewählten der Busse 24, 26, 28, 30; somit wird während der Erzeugung dieses Ausgangshalbbildes ein entsprechend aus den gespeicherten Eingangshalbbildern ausgewähltes Halbbild (nämlich dasjenige) welches dem Ausgangshalbbild zeitlich am nächsten liegt) dem Ausgang des Selektors 32 und von dort einem räumlichen Interpolator oder Filter 38 (wird unten unter Bezug auf Fig. 2A und 2B genauer beschrieben) zugeführt. Wie der Mikroprozessor 20 während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes das nächstgelegene Halbbild auswählt, um es dem räumlichen Interpolator 38 zuzuführen, wird unten unter Bezug auf Fig. 7 genauer beschrieben.
Der Mikroprozessor 20 liefert noch weitere Signale (wiederum unten unter Bezug auf Fig. 7 genauer beschrieben) für die Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes, nämlich ein Zeilensprung-Polaritätssignal, das dem räumlichen Interpolator 38 zugeführt wird, ein Zeit-Polaritätssignal, das dem Selektor 34 und dem Bewegungsanzeiger 36 zugeführt wird, sowie ein Halbbild-Polaritätssignal, das dem Bewegungsanzeiger 36 zugeführt wird.
Der Selektor 34 umfaßt ein Paar Schalter, die so miteinander gekoppelt sind, daß in der dargestellten Position der Bus 24 (Halbbildspeicher A) mit einem Ausgangsbus 40 und der Bus 28 (Halbbildspeicher C) mit einem Ausgangsbus 42 verbunden ist, während in der anderen Position der Bus 26 (Halbbildspeicher B) mit dem Bus 40 und der Bus 30 (Halbbildspeicher D) mit dem Bus 42 verbunden ist. Man erkennt somit, daß den Bussen 40 und 42 während der Erzeugung eines bestimmten Ausgangshalbbildes Eingangshalbbilder derselben Zeilensprung-Polarität zugeführt werden, nämlich entweder die in den Halbbildspeichern A bzw. C gespeicherten Halbbilder oder die in den Halbbildspeichern B und D gespeicherten Halbbilder.
Die Vorrichtung umfaßt des weiteren ein Zeitfilter oder einen zeitlichen Interpolator 44, bestehend aus zwei Multiplizierschaltungen 46, 48 und einem Addierglied 50, die in der dargestellten Weise verschaltet sind. Die Busse 40 und 42 sind mit ersten Eingängen der Multiplizierschaltungen 46 bzw. 48 verbunden. Während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes erzeugt der Mikroprozessor 20 (wie unten unter Bezug auf Fig. 7 genauer beschrieben wird) einen Zeitkoeffizienten T, dessen Wert zwischen null und eins liegen kann, sowie dessen Komplement (1-T). Der Zeitkoeffizient T und sein Komplement (1-T), die während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes einen konstanten Wert beibehalten, werden zweiten Eingängen der Multiplizierschaltungen 46 bzw. 48 zugeführt. Dementsprechend multipliziert die Multiplizierschaltung 46 während der Erzeugung eines jeden Ausgangshalbbildes jeden Bildpunkt des aus dem Halbbildspeicher A oder C zugeführten Halbbildes mit dem Zeitkoeffizient T, während die Multiplizierschaltung 48 jeden Bildpunkt des aus dem Halbbildspeicher B oder D zugeführten Halbbildes mit dem Komplement (1-T) multipliziert. Die von den Multiplizierschaltungen 46 und 48 erzeugten Ausgangssignale werden vom Addierglied 50 addiert, und das so erzeugte zeitlich interpolierte Ausgangssignal wird auf einen Bus 52 geleitet.
Eine weitere Komponente der Vorrichtung ist ein Mischer 54, bestehend aus zwei Multiplizierschaltungen 56, 58 und einem Addierglied 60, die in der dargestellten Weise verschaltet sind. Über einen Bus 62 wird das vom räumlichen Interpolator 38 entwickelte räumlich interpolierte Ausgangssignal einem ersten Eingang der Multiplizierschaltung 56 zugeführt, und über den Bus 52 wird das vom Zeitfilter 44 entwickelte zeitlich interpolierte Ausgangssignal einem ersten Eingang der Multiplizierschaltung 58 zugeführt. Während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes erzeugt der Bewegungsanzeiger 36 einen Bewegungskoeffizienten K, dessen Wert zwischen null und eins liegen kann, sowie dessen Komplement (1-K). Der Wert von K kann sich während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes ändern; er hängt von der vom Bewegungsanzeiger 36 erfaßten lokalen Bewegung des Bildes ab, das durch die dem Bewegungsanzeiger 36 aus den Halbbildspeichern A bis D zugeführten Halbbilder verkörpert wird. Der Bewegungskoeffizient K und sein Komplement (1-K) werden zweiten Eingängen der Multiplizierschaltungen 56 bzw. 58 zugeführt. Dementsprechend multipliziert die Multiplizierschaltung 56 während der Erzeugung eines jeden Ausgangshalbbildes jeden Bildpunkt des räumlich interpolierten Videosignals (dieses wird ihr über den Bus 62 vom räumlichen Interpolator 38 zugeführt) mit dem aktuellen Wert des Bewegungskoeffizienten K, während die Multiplizierschaltung 58 jeden Bildpunkt des zeitlich interpolierten Videosignals (dieses wird ihr über den Bus 52 vom Zeitfilter 44 zugeführt) mit dem aktuellen Wert des Komplements (1-K) multipliziert. Die von den Multiplizierschaltungen 56 und 58 erzeugten Ausgangssignale werden vom Addierglied 60 addiert, und das so erzeugte Zeitlupen- Ausgangsvideosignal wird an den Ausgang 20 der Vorrichtung geleitet. Man wird also feststellen, daß der Mischer 54 das räumlich interpolierte Videosignal mit dem zeitlich interpolierten Videosignal mischt und so das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal erzeugt, wobei das Mischungsverhältnis zu einem gegebenen Zeitpunkt durch den aktuellen Wert des Bewegungskoeffizienten K bestimmt ist. Für K=0 besteht das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal vollständig aus dem zeitlich interpolierten Videosignal, während der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal null ist. Mit wachsendem K nimmt der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen- Ausgangsvideosignal allmählich zu, bis schließlich für K=1 der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal 100% beträgt (während der Anteil des zeitlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal null ist).
Der Mikroprozessor 20 kann mit einer Eingangsleitung 64 versehen werden, die die Eingabe von Steuerinformation ermöglicht, beispielsweise Angaben vom Bediener über den verlangten Grad von Zeitlupe (d.h. das Verhältnis von Zeitlupengeschwindigkeit zu Normalgeschwindigkeit), der schrittweise oder kontinuierlich verstellbar sein könnte, und über die verlangte Richtung (vorwärts oder rückwärts) der Zeitlupe. Andererseits ist es auch möglich, die Vorrichtung nur einen festen Grad von Zeitlupe liefern zu lassen; in diesem Fall muß keine solche Steuermöglichkeit durch den Bediener vorgesehen werden. Weiter kann der Mikroprozessor 20 mit einer Ausgangs-Steuerleitung 66 versehen werden, die mit der oben erwähnten, vor dem Eingang 10 der Vorrichtung angeordneten Aufzeichnungseinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist; auf diese Weise kann die Geschwindigkeit oder Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der die Eingangsvideodaten dem Eingang 10 zugeführt werden, so gesteuert werden, daß der angenommene Wert mit der (im Verhältnis zur Normalgeschwindigkeit verringerten) Geschwindigkeit übereinstimmt, mit der die Eingangsvideodaten in die Halbbildspeicher A bis D geschrieben werden müssen. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, daß die Vorrichtung Zeitlupe entweder in der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung liefern kann, wobei der Mikroprozessor 20 so konfiguriert werden könnte, daß er die zuzuführenden Halbbilder aus Eingangsvideodaten entweder in der normalen (also in der ursprünglich aufgezeichneten) Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge abruft. (Wenn die Normalgeschwindigkeit V ist, dann bedeutet das, daß die Geschwindigkeit des von der Vorrichtung gelieferten Ausgangssignals irgendwo zwischen +V und -V liegen kann, einschließlich null (Standbild)). Die Aufzeichnungseinrichtung könnte zum Beispiel ein Videobandaufzeichnungsgerät (VTR) sein, das zur Wiedergabe mit verringerter Geschwindigkeit (bezogen auf die Normalgeschwindigkeit) in beiden Richtungen geeignet ist; in diesem Fall könnte der Mikroprozessor 20 die Wiedergabegeschwindigkeit so steuern, daß die Halbbilder des Eingangssignals mit der korrekten (verlangsamten) Zeitabfolge eintreffen. Alternativ könnte die Aufzeichnungseinrichtung auch einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) umfassen, der zur Speicherung eines Segments von z.B. fünf Sekunden des digitalen Eingangsvideosignals geeignet ist (dies ist in der UK-Patentanmeldung GB-A-2 201 314, entsprechend EP-A-0 279 549 - Sony Corporation - beschrieben); in diesem Fall könnte der Mikroprozessor 20 veranlassen, daß Halbbilder nach Bedarf (in beiden Richtungen) aus dem RAM in die Halbbildspeicher A bis D eingelesen werden.
Der räumliche Interpolator (Filter) 38 bewirkt die räumliche Interpolation oder Filterung der ihm zugeführten Halbbilder des Signals: Das heißt, er interpoliert zwischen den Zeilen jedes solchen Halbbildes. Jede Art Filter, die für diesen Zweck geeignet ist, kann verwendet werden. Eine geeignete Ausführungsart des Interpolators 38, bei der die räumliche Interpolation in vertikaler Richtung erfolgt (d.h. bei der die Interpolation zwischen vertikal aufeinander ausgerichteten Bildpunkten verschiedener Zeilen erfolgt), wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2A und 2B beschrieben. Diese Art des räumlichen Interpolators 38 umfaßt zwei, wie dargestellt in Kaskade geschaltete Zeilenverzögerungsglieder 68, 70, zwei Addierglieder 72, 74, zwei Multiplizierschaltungen 76, 78, eine Einrichtung (nicht dargestellt) zur Entwicklung konstanter Gewichtskoeffizienten C0 und C1, die an die Multiplizierschaltungen 76 bzw. 78 angelegt werden, einen Schalter 80, eine Halbierschaltung 81 sowie weitere Schalter (nicht dargestellt), mittels derer das Filter entweder in die in Fig. 2A dargestellte Anordnung oder in die in Fig. 2B dargestellte Anordnung gebracht werden kann. (In diesem Zusammenhang erscheint es übersichtlicher, beide Anordnungen getrennt darzustellen, als ein voll ständiges Schaubild mit allen Schaltern zu zeigen und die verschiedenen Anordnungen zu erklären). Die Zeilenverzögerungsglieder 68 und 70 bewirken eine Verzögerung von einer Zeile (1H), d.h. die Verzögerung (1H) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen eines Halbbildes (und nicht eines Vollbildes), im Fall von PAL beispielsweise also 64 Mikrosekunden (312,5 Zeilen pro Halbbild bei einer Halbbildfrequenz von 50 Hz).
Die unterschiedlichen Anordnungen nimmt der räumliche Interpolator 38 während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes in Übereinstimmung mit dem Zeilensprung- Polaritätssignal an, das der räumliche Interpolator vom Mikroprozessor 20 erhält. Das Zeilensprung-Polaritätssignal erfüllt zwei Aufgaben. Erstens teilt es dem räumlichen Interpolator 38 mit, ob die Zeilensprung-Polarität des vom Selektor 32 ausgewählten nächstgelegenen Eingangshalbbildes mit der gewünschten Zeilensprung-Polarität des Ausgangshalbbildes übereinstimmt oder nicht (in diesem Zusammenhang sollte angemerkt werden, daß das Zeitlupen-Ausgangssignal konventionelles Format aufweist und aufeinanderfolgende Halbbilder daher die entgegengesetzte Zeilensprung-Polarität haben sollten). Unterscheiden sich die Zeilensprung-Polaritäten nicht, so wird die Anordnung aus Fig. 2A angenommen, sind die Polaritäten hingegen unterschiedlich, so wird die Anordnung aus Fig. 2B angenommen. Die Anordnung aus Fig. 2B ändert die Zeilensprung-Polarität des ausgewählten Eingangshalbbildes, so daß sie mit der gewünschten Polarität übereinstimmt. Die zweite Aufgabe des Zeilensprung-Polaritätssignals besteht darin, dem räumlichen Interpolator 38 im Fall unterschiedlicher Zeilensprung-Polaritäten (wenn also eine Änderung der Zeilensprung-Polarität erforderlich ist) mitzuteilen, in welcher Richtung der Unterschied besteht, so daß der Interpolator weiß, in welcher Richtung (von geradzahlig nach ungeradzahlig oder von ungeradzahlig nach geradzahlig) die Änderung erfolgen muß.
In der Anordnung aus Fig. 2A (wo keine Änderung der Zeilensprung-Polarität erforderlich ist) sind die Addierglieder 72, 74 und die Multiplizierschaltungen 76, 78 mit dem Knoten und mit den entgegengesetzten Enden der in Kaskade geschalteten Zeilenverzögerungsglieder 68, 70 verbunden und dienen so als Kombiniereinrichtung mit dem Effekt, daß das räumlich interpolierte Ausgangsvideosignal auf dem Bus 62 eine Kombination aus drei Zeilen des vom Selektor 32 gelieferten Eingangshalbbildes ist und dieselbe Zeilensprung-Polarität wie dieses hat. Genauer sieht man das unter Bezugnahme auf Fig. 3A, die drei Zeilen L-1, L und L+1 des Eingangshalbbildes zeigt, wobei L die aktuell am Knoten der Zeilenverzögerungsglieder 68, 70 vorliegende Zeile ist: Hier wird eine Zeile des Ausgangshalbbildes durch Kombination jedes Bildpunktes der Zeile L (multipliziert mit dem Gewichtskoeffizienten C0) mit vertikal angrenzenden Bildpunkten der unmittelbar oberhalb und unterhalb der Zeile L befindlichen Zeilen L-1 und L+1 (jeweils multipliziert mit dem Gewichtskoeffizienten C1) gebildet, wobei die Lage der gebildeten Zeile im Ausgangshalbbild mit der Lage der Zeile L im Eingangshalbbild identisch ist, da es keine Änderung der Zeilensprung-Polarität geben soll.
In der Anordnung aus Fig. 2B (wo eine Änderung der Zeilensprung-Polarität erforderlich ist) ist das Addierglied 74 mit den Enden eines der beiden Zeilenverzögerungsglieder 68 oder 70 verbunden, und zwar mit dem Zeilenverzögerungsglied 68, wenn sich der Schalter 80 in der dargestellten Stellung befindet, und mit dem Zeilenverzögerungsglied 70, wenn sich der Schalter 80 in der anderen Stellung befindet. (Außerdem enthält die Integratorschaltung an der gezeigten Stelle die Halbierschaltung 81, damit ihr Verstärkungsfaktor auf eins verringert wird). In jedem Fall wird daher vertikale Interpolation zwischen nur zwei Zeilen des Eingangshalbbildes durchgeführt, um eine vertikal interpolierte Zeile der entgegengesetzten Zeilensprung-Polarität zu erzeugen. In beiden Stellungen des Schaltes 80 wird das am rechten Eingang des Addierglieds 74 anliegende Signal (also das am Knoten zwischen den Zeilenverzögerungsgliedern 68, 70 vorliegende Signal) mittels des Zeilenverzögerungsglieds 68 relativ zum Eingangssignal um eine Zeile (1H) verzögert. Das am linken Eingang des Addierglieds 74 anliegende Signal hingegen wird je nach Stellung des Schalters 80 entweder um 0H oder um 2H verzögert. Unter Bezugnahme auf Fig. 3B, die drei Zeilen L-1, L und L+1 des Eingangshalbbildes zeigt, wobei L die aktuell am Knoten der Zeilenverzögerungsglieder 68, 70 vorliegende Zeile ist, bedeutet dies: Eine Zeile des Ausgangshalbbildes wird, je nach Stellung des Schalters 80, durch Kombination jedes Bildpunktes der Zeile L mit einem vertikal angrenzenden Bildpunkt der Zeile L-1 oder mit einem vertikal angrenzenden Bildpunkt der Zeile L+1 gebildet. Als Zeile des Ausgangshalbbildes erhält man also entweder die in Fig. 3B an der Stelle Lx oder die in Fig. 3B an der Stelle Ly dargestellte Zeile. Beide Zeilen Lx und Ly haben die entgegengesetzte Zeilensprung-Polarität wie die Zeilen des Eingangshalbbildes, doch befindet sich die Zeile Lx oberhalb, die Zeile Ly unterhalb der Zeile L. Eine Änderung der Stellung des Schalters 80 ermöglicht also in der Anordnung aus Fig. 2B eine Änderung der Zeilensprung-Polarität in beide Richtungen, d.h. von geradzahlig nach ungeradzahlig oder von ungeradzahlig nach geradzahlig, um die gewünschte Zeilensprung-Polarität des Ausgangshalbbildes zu erreichen.
Der Bewegungsanzeiger wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 genauer beschrieben. Während der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes werden dem Bewegungsanzeiger 36 durch die Busse 24, 26, 28, 30 alle vier in den Halbbildspeichern A bis D gespeicherten aufeinanderfolgenden Eingangshalbbilder zugeführt. Bildpunkt für Bildpunkt erzeugt ein erster Subtrahierer 82 aus den Bildpunkten der in den Halbbildspeichern A und C gespeicherten Eingangshalbbilder (die beide dieselbe Zeilensprung-Polarität haben) ein erstes Bilddifferenzsignal A-C, und ein erster Größenwandler 84 bildet durch Entfernen des Vorzeichens des ersten Bilddifferenzsignals daraus ein erstes absolutes Bilddifferenzsignal A-C . Genauso erzeugt ein zweiter Subtrahierer 86 aus den Bildpunkten der in den Halbbildspeichern B und D gespeicherten Eingangshalbbilder (die beide die andere Zeilensprung-Polarität haben) Bildpunkt für Bildpunkt ein zweites Bilddifferenzsignal B-D, und ein zweiter Größenwandler 88 bildet durch Entfernen des Vorzeichens des zweiten Bilddifferenzsignals daraus ein zweites absolutes Bilddifferenzsignal B-D .
Sowohl das erste als auch das zweite absolute Bilddifferenzsignal A-C und B-D werden einem Selektor 90 zugeführt; dieser wird durch das oben erwähnte Zeit- Polaritätssignal gesteuert, das vom Mikroprozessor 20 erzeugt wird und auch zur Steuerung des Selektors 34 dient. Der Selektor 90 fünktioniert so, daß entweder (i) das erste absolute Bilddifferenzsignal A-C auf einen Ausgangsbus 92 und das zweite absolute Bilddifferenzsignal B-D auf einen Ausgangsbus 94 gelangt oder (ii) das zweite absolute Bilddifferenzsignal B-D auf den Bus 92 und das erste absolute Bilddifferenzsignal A-C auf den Bus 94 gelangt. Aufgrund des Zeit-Polaritätssignals stellt sich der Selektor 90 bei der Erzeugung jedes Ausgangshalbbildes so ein, daß das absolute Bilddifferenzsignal, das aus den gespeicherten Halbbildern gebildet wird, deren Zeilensprung- Polarität der gewünschten Zeilensprung-Polarität des Ausgangshalbbildes entspricht, auf den Bus 94 (und das andere absolute Bilddifferenzsignal auf den Bus 92) gelangt.
Die Busse 92 und 94 sind mit entsprechenden Eingängen eines Bilddifferenzfilters 96 verbunden, das in Fig. 5 genauer gezeigt wird. Wie man in Fig. 5 sieht, umfaßt das Bilddifferenzfilter 96 drei Zeilenverzögerungsglieder (1H) 98, 100, 102, einen Schalter 104, zwei Addierglieder 106, 107 und zwei Halbierschaltungen 108, 109, die alle auf die dargestellte Weise miteinander verbunden sind. (Die Halbierschaltungen 108, 109 dienen dazu, den Verstärkungsfaktor des Filters 96 bei eins zu lassen). Der Schalter 104 wird durch das oben erwähnte, vom Mikroprozessor 20 erzeugte Halbbild-Polaritätssignal gesteuert; die von diesem Signal erfüllte Aufgabe entspricht der oben erwähnten zweiten Aufgabe des Zeilensprung-Polaritätssignals, welches dem räumlichen Interpolator 38 zugeführt wird und anzeigt, in welche Richtung die Zeilensprung-Polarität geändert werden muß. Wie man aus einem Vergleich von Fig. 2B und Fig. 5 erkennt, sind die Komponenten 98, 100, 104, 106 und 108 aus Fig. 5 in der Tat genauso angeordnet wie die Komponenten 68, 70, 80, 74 und 81 aus Fig. 2B und fünktionieren auch auf die gleiche Weise. Sie bewirken also Bildpunkt für Bildpunkt eine vertikale Interpolation oder Filterung zwischen zwei benachbarten Zeilen des im Bus 92 befindlichen absoluten Bilddifferenzsignals < entweder A-C oder B-D ) und erzeugen am Ausgang des Addierglieds 106 ein Signal, das um ½H vertikal verschoben ist (die Richtung der Verschiebung hängt von der Stellung des Schalters 104 ab) und so in seiner vertikalen Position (Zeilensprung-Polarität) dem anderen, im Bus 94 befindlichen absoluten Bilddifferenzsignal (entweder B-D oder A-C ) nach Durchlaufen des Zeilenverzögerungsgliedes 102 entspricht. Die jeweiligen verarbeiteten absoluten Bilddifferenzsignale entsprechen also, so wie sie an den entsprechenden Eingängen des Addiergliedes 107 liegen, derselben vertikalen Position, so daß das Ausgangssignal des Addiergliedes 107 einer absoluten Bilddifferenz an genau derselben räumlichen Position entspricht, wie sie sich nach Mittelung über zwei aufeinanderfolgende (Zeilensprung-) Bilder des gespeicherten Eingangsvideosignals ergibt. Das Bilddifferenzfilter 96 empfängt also die ersten und zweiten absoluten Bilddifferenzsignale A-C und B-D und liefert durch Kombination derselben Bildpunkt für Bildpunkt an einen Ausgangsbus 110 ein Signal, dessen Größe ein Maß für die Bilddifferenz und damit für Bewegung ist. Dieses Signal kann dann, wie in Fig. 4 zu sehen ist, im Sinne einer Hardware-Verringerung einen Quantisierer 112 durchlaufen, um die Bit-Anzahl zu verringern.
Man sollte bedenken, daß die durch das Signal auf dem Bus 110 verkörperte Bilddifferenz ebensogut durch Rauschen wie durch Bewegung hervorgerufen sein könnte. Wenn große Rauschanteile vorhanden sind, könnte es dadurch zu Ungenauigkeiten kommen. Zur Behandlung dieses Problems kann das Signal zwecks Rauschbefreiung ein räumliches Filter 114 (z.B. ein 3x3-Filter) durchlaufen; in dem vom räumlichen Filter 114 ausgegebenen gefilterten Bilddifferenzsignal werden rauschbedingte Ungenauigkeiten in der Bilddiferenz eine geringere Rolle spielen, und das Signal wird deshalb exakter die bewegungsbedingte Bilddifferenz widerspiegeln.
Das vom räumlichen Filter 114 ausgegebene rauschbefreite Bilddifferenzsignal gelangt zu einem Bewegungskurven- oder Transferfunktionsgenerator 116, der den oben beschriebenen Bewegungskoeffizienten K (sowie sein Komplement (1-K)) erzeugt. Die optimale Form der Bewegungskurve wird im Detail davon abhängen, welche Art Quelle oder Aufhahmeeinrichtung (z.B. Röhrenkamera oder CCD-Kamera) ursprünglich zur Aufhahme des Videosignals eingesetzt wurde. Zwei mögliche Beispiele sind als Graphen in Fig. 6A bzw. 6B dargestellt; in beiden Fällen ist der Wert von K auf der vertikalen Achse und die Größe des am Bewegungskurvengenerator 116 anliegenden Eingangssignals auf der horizontalen Achse aufgetragen. In beiden Fällen steigt der Wert von K allmählich und kontinuierlich von null an (im Fall von Fig. 6A geradlinig, im Fall von Fig. 6B krummlinig), während der Wert des Eingangssignals (als Maß für Bewegung) von null ansteigt; er erreicht schließlich den Wert eins und bleibt bei diesem Wert, sobald das Eingangssignal einen vorbestimmten Wert überschreitet, was gleichbedeutend ist damit, daß aufgrund der Größe der erfaßten Bewegung klar ist, daß zeitliche Filterung oder Interpolation unbefriedigend sein wird und deshalb nur räumliche Interpolation eingesetzt werden soll.
Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 genauer erläutert. Fig. 7 zeigt in (a) die in den Halbbildspeichern A bis D gespeicherten Halbbilder des Eingangsvideosignals und in (b) die daraus erzeugten Halbbilder des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals. Wegen der größeren Deutlichkeit sind die Halbbilder in beiden Fällen als zu entsprechenden Zeitpunkten auftretende senkrechte Striche dargestellt; dies ist natürlich nicht zutreffend, da die Halbbilder jeweils zeitlich ausgedehnt sind und im wesentlichen zeitlich zusammenhängen. In der Realität können die in Fig. 7 (a) und (b) dargestellten senkrechten Striche als Startpunkte der Halbbilder betrachtet werden, aber diese Striche sollen um der Deutlichkeit und Einfachheit willen trotzdem als Halbbilder bezeichnet werden.
Wie oben erläutert wurde, wird das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal einem gewünschten Format entsprechen, bei dem der in Fig. 7 (b) dargestellte zeitliche Abstand zwischen den Ausgangshalbbildern beispielsweise 1/50 Sekunde oder 1/60 Sekunde beträgt. Ursprünglich hatten die Eingangshalbbilder denselben zeitlichen Abstand. Allerdings hat sich wegen der Zeitlupe der zeitliche Abstand zwischen den Eingangshalbbildern, was den Bildinhalt angeht, relativ zu den Ausgangshalbbildern in einem dem Grad der Zeitlupe entsprechenden Maß vergrößert. (Beträgt der Grad an Zeitlupe 1:2, dann bedeutet das beispielsweise, daß sich der zeitliche Abstand zwischen den Eingangshalbbildern - zumindest im Verhältnis zu den Ausgangshalbbildern, was den Bildinhalt angeht - um einen Faktor 1:2 vergrößert hat). Somit ist die in Fig. 7 bei (a) bzw. (b) dargestellte zeitliche Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangshalbbildern zutreffend, und die Zeitskala ist in beiden Fällen dieselbe. (In der Darstellung aus Fig. 7 ist der Grad von Zeitlupe rein willkürlich als etwa 1:2,2 gewählt).
Im Eingangssignal haben aufeinanderfolgende Halbbilder natürlich die entgegengesetzte Zeilensprung-Polarität, nämlich geradzahlig oder ungeradzahlig. Klarerweise müssen auch die aufeinanderfolgenden Halbbilder des Ausgangssignals jeweils die entgegengesetzte Zeilensprung-Polarität haben. Die Zeilensprung-Polaritäten der in Fig. 7 (a) und (b) gezeigten Halbbilder sind jeweils als geradzahlig (E) oder ungeradzahlig (O) gekennzeichnet.
Nun wird beschrieben, wie die Vorrichtung betrieben wird, so daß sie die in Fig. 7 (b) mit X, Y und Z bezeichneten Ausgangshalbbilder erzeugt. Die Beschreibung setzt voraus, daß die Ausgangshalbbilder X, Y und Z in dieser Reihenfolge erzeugt werden, so daß sich Zeitlupe in der Vorwärtsrichtung ergibt; es soll aber daran erinnert werden, daß sie auch in der umgekehrten Reihenfolge erzeugt werden könnten, um Zeitlupe in der Rückwärtsrichtung zu erzeugen.
Die Erzeugung jedes der Ausgangshalbbilder X, Y und Z erfordert den Zugriff auf die in Fig. 7 (a) mit F1, F2, F3 und F4 bezeichneten Eingangshalbbilder, die gemäß Annahme in den Halbbildspeichern A bis D gespeichert sein sollen; und zwar hat der Mikroprozessor 20 vor Beginn der Erzeugung des Ausgangshalbbildes X veranlaßt, daß diese vier Halbbilder in die Halbbildspeicher geschrieben werden. (Die vor und nach den Halbbildern X, Y und Z kommenden Ausgangshalbbilder erfordern den Zugriff auf andere Sätze von vier aufeinanderfolgenden Eingangshalbbildern).
Zunächst soll das Ausgangshalbbild X betrachtet werden. Das dem Ausgangshalbbild X zeitlich am nächsten gelegene Eingangshalbbild ist das Eingangshalbbild F2. Der Mikroprozessor 20 berechnet dies aus der Kenntnis der zeitlichen Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen. In der Folge erzeugt der Mikroprozessor 20 vor Beginn der Erzeugung des Ausgangshalbbildes X ein Signal zur Auswahl des nächstgelegenen Halbbildes, aufgrund dessen der Selektor 32 so konfiguriert wird, daß der das Halbbild F2 enthaltende Halbbildspeicher mit dem räumlichen Interpolator 38 verbunden ist. Die Zeilensprung-Polarität (geradzahlig) des Ausgangshalbbildes X ist identisch mit der Zeilensprung-Polarität (geradzahlig) des nächstgelegenen Eingangshalbbildes F2. Der Mikroprozessor 20 erzeugt deshalb vor Beginn der Erzeugung des Ausgangshalbbildes X ein Zeilensprung-Polaritätssignal, aufgrund dessen der räumliche Interpolator die in Fig. 2A dargestellte Konfiguration einnimmt.
Da das zu erzeugende Ausgangshalbbild X geradzahlige (E) Polarität hat, sendet der Mikroprozessor 20 vor Beginn der Erzeugung des Ausgangshalbbildes X dem Selektor 34 und dem Bewegungsanzeiger 36 ein Zeit-Polaritätssignal, aufgrund dessen zum einen der Selektor 34 die zwei gespeicherten Halbbilder mit derselben (geradzahligen) Zeilensprung-Polarität, nämlich F2 und F4, an das Zeitfilter 44 leitet, und aufgrund dessen zum anderen der zum Bewegungsanzeiger 36 gehörende Selektor 90 in die Stellung gebracht wird, bei der das zweite absolute Bilddifferenzsignal F2-F4 auf den Bus 94 und das erste absolute Bilddifferenzsignal F1-F3 auf den Bus 92 gelangt. (Wäre das zu erzeugende Halbbild von ungeradzahliger (O) Polarität, dann würden die Selektoren 34 und 90 die jeweils entgegengesetzten Stellungen einnehmen). Der Mikroprozessor 20 erzeugt auch ein Halbbild-Polaritätssignal, um den Schalter 104 im zum Bewegungsanzeiger 36 gehörenden Bilddifferenzfilter 96 in die geeignete Stellung zu bringen; diese hängt davon ab, in welche Richtung der aus den Komponenten 98, 100, 104, 106 und 108 bestehende Teil des Filters das auf dem Bus 92 befindliche Signal um ½H verschiebt, und dadurch wird sichergestellt, daß die an den jeweiligen Eingängen des Addiergliedes 107 anliegenden Signale derselben vertikalen Position entsprechen.
Eine weitere Aufgabe, die der Mikroprozessor 20 erfüllen muß, besteht in der Berechnung des Zeitkoeffizienten T (und seines Komplements (1-T)), der dem Zeitfilter 44 während der Erzeugung des Ausgangshalbbildes X zugeführt wird. Die Werte von T und (1-T), die die lineare Interpolation zwischen den zeitlichen Positionen der ausgewählten Eingangshalbbilder F2 und F4 bewirken, so daß sich die zeitliche Lage des gewünschten Ausgangshalbbildes X ergibt, sind in Fig. 7 (c) zu sehen (wobei den Werten das Suffix x hinzugefügt wurde, um die Tatsache herauszustellen, daß sie speziell für das Ausgangshalbbild X gelten); sie können vom Mikroprozessor 20 mittels einfacher Arithmetik, basiert auf der Kenntnis des zeitlichen Auftretens der Halbbilder F2, F4 und X, natürlich leicht in Form von Zeiteinheiten berechnet und auf der Grundlage, daß der Abstand zwischen den Halbbildern F2 und F4 eine Einheit ist, normiert werden; so werden die tatsächlichen Werte T und (1-T) erzeugt, die dann dem Zeitfilter 44 zugeführt werden.
Die wichtigsten vom Mikroprozessor 20 bewirkten Auswahlvorgänge, die die Vorrichtung für die Erzeugung des Ausgangshalbbildes X konditionieren und die oben genau dargelegt wurden, sind in der ersten Zeile der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. TABELLE Ausgangshalbbild Vom Selektor 32 ausgewähltes, nächstgelegenes gespeichertes Eingangshalbbild Zeilensprung-Polarität des nächstgelegenen gespeicherten Eingangshalbbildes identisch mit der des Ausgangshalbbildes? Konfiguration des räumlichen Interpolators 38 Dem zeitlichen Interpolator 44 zugeführte gespeicherte Halbbilder
Nachdem die Vorrichtung für die Erzeugung des Ausgangshalbbildes X konfiguriert wurde, werden die gespeicherten Eingangshalbbilder F1 bis F4, beginnend zum richtigen Zeitpunkt, Bildpunkt für Bildpunkt aus den Halbbildspeichern A bis D ausgelesen und über die Busse 24, 26, 28 und 30 den Selektoren 32 und 34 sowie dem Bewegungsanzeiger 36 zugeführt. Das gespeicherte Halbbild F2 wird vom räumlichen Interpolator 38 verarbeitet, die gespeicherten Halbbilder F2 und F4 werden vom Zeitfilter 44 verarbeitet, und die gespeicherten Halbbilder F1 bis F4 werden vom Bewegungsanzeiger 36 verarbeitet; letzterer erzeugt in Übereinstimmung mit der detektierten lokalen Bildbewegung den Bewegungskoeffizienten K und sein Komplement (1-K) und steuert so das Verhältnis, in dem das räumlich interpolierte Videosignal und das zeitlich interpolierte Videosignal vom Mischer 54 zur Erzeugung des Halbbildes X des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals gemischt werden; all dies wurde oben beschrieben. Während dies abläuft, kann der Mikroprozessor 20 zumindest schon einige der Abläufe ausführen, die zur Konditionierung der Vorrichtung für die Erzeugung des nächsten Ausgangshalbbildes Y erforderlich sind, beispielsweise die Berechnung des Zeitkoeffizienten Ty und seines Komplements (1-T)y für jenes Ausgangshalbbild.
Die wichtigsten vom Mikroprozessor 20 auszuführenden Auswahlvorgänge, die die Vorrichtung für die Erzeugung der Ausgangshalbbilder Y und Z konditionieren, sind in der zweiten und dritten Zeile der obigen Tabelle zusammengefaßt. Die Werte der Zeitkoeffizienten Ty und Tz sowie ihrer Komplemente (1-T)y und (1-T)z, die bei der Erzeugung der Ausgangshalbbilder Y und Z verwendet werden, sind in Fig. 7 (d) bzw. (e) dargestellt.
Bei der oben mit Bezug auf Fig. 2A und 2B beschriebenen speziellen Ausführungsform des räumlichen Interpolators wird die räumliche Interpolation zwischen Zeilen eines Halbbildes in einer (festen) genau vertikalen Richtung durchgeführt. D.h. die Interpolation erfolgt zwischen vertikal ausgerichteten Bildpunkten in unterschiedlichen Zeilen. Der Einsatz eines räumlichen Interpolators, der die räumliche Interpolation in der vertikalen Richtung ausführt, ist aber nicht wesentlich. Räumliche Interpolation zwischen Zeilen eines Halbbildes kann auch in von der Vertikalen abweichenden Richtungen eingesetzt werden; schließlich kann die Richtung der Interpolation entsprechend den Bildbedingungen verändert werden (adaptive Interpolation). Zum Beispiel kann ein adaptives Interpolationsverfahren eingesetzt werden, bei dem die Interpolationsrichtung Bildpunkt für Bildpunkt in Übereinstimmung mit dem Bildinhalt geändert (gelenkt) wird, so daß die durch die räumliche Interpolation verursachte Verschlechterung der Bildqualität (die besonders wahrscheinlich ist im Fall sich bewegender Bildgebiete) verringert wird. Das zuvor geschilderte Interpolationsverfahren hat den Vorteil, daß es die in der Einleitung dieser Beschreibung unter 1. bis 3. aufgeführten Nachteile der räumlichen Interpolation in einer festen Richtung beseitigt oder zumindest verringert.
So wie sie oben beschrieben wurde, wird die Vorrichtung bei einem monochromen digitalen Eingangsvideosignal funktionieren. Soll die Vorrichtung auch bei Farbsignalen fünktionieren, werden höchstwahrscheinlich Modifikationen erforderlich sein; so wird es aus verschiedenen Gründen im allgemeinen nötig sein, ein Farbbild-Signalgemisch in seine Leuchtdichte- (Y) und Farbartkomponenten (C) zu decodieren, um es der Zeitlupenverarbeitung unterziehen zu können.
Fig. 8 zeigt eine Möglichkeit zur Modifikation der oben beschriebenen Vorrichtung, um ein Farbsignal verarbeiten zu können. Fig. 8 enthält viele Komponenten, die mit den in Fig. 1 gezeigten Komponenten identisch sind und mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Ein digitales, aus einem Farbbild-Signalgemisch bestehendes Eingangsvideosignal ist in eine Leuchtdichtekomponente (Y) und eine Farbartkomponente (C) decodiert worden (das Verfahren hierfür ist per se bekannt). Die Farbartkomponente (C) besteht in diesem Fall aus zwei ins Basisband demodulierten Farbdifferenzsignalen (R-Y, B-Y), die aber in einem statt in zwei Kanälen behandelt werden können, da die demodulierten Farbdifferenzsignale auf Bildpunkt-Basis gemultiplext wurden (d.h. sie bestehen aus aufeinanderfolgenden Bildpunkten von R-Y und B-Y', die sich ursprünglich an derselben Stelle befünden haben können); sie bilden nun die Farbartkomponente, die darum genau wie die Leuchtdichtekomponente mit der vollen Taktfrequenz verarbeitet werden kann.
Die Leuchtdichtekomponente (Y) wird dem Eingangsanschluß 10 in Fig. 8 zugeführt und auf die gleiche Weise und mit denselben Schaltungselementen (A bis D, 20, 32, 34, 36, 38, 44 und 54), wie oben beschrieben, verarbeitet, so daß am Ausgangsanschluß 20 die Leuchtdichtekomponente (Y) des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals erzeugt wird. Die Schaltungselemente A bis D, 20, 32, 34, 36, 38, 44 und 54, die gemeinsam als Leuchtdichtekanal der Vorrichtung angesehen werden können, sind in identischer Form als Schaltungselemente A' bis D', 20', 32', 34', 36', 38', 44' und 54' dupliziert; diese können gemeinsam als Farbartkanal der Vorrichtung angesehen werden. Der Farbartkanal empfängt auf einem Eingangsanschluß 10' die Farbartkomponente (C) des digitalen Eingangsvideosignals. Die oben aufgeführten Schaltungselemente des Farbartkanals empfangen jeweils vom Mikroprozessor 20 und vom Bewegungsanzeiger 36 dieselben Signale wie die entsprechenden Elemente des Leuchtdichtekanals. Der Mikroprozessor 20 und der Bewegungsanzeiger 36 sind beiden Kanälen gemeinsam, wobei der Bewegungsanzeiger 36 mit den Leuchtdichte-Halbbildspeichern A bis D (und nicht mit den Farbart-Halbbildspeichern A' bis D') verbunden ist. Dementsprechend funktioniert der Farbartkanal im wesentlichen genauso wie der Leuchtdichtekanal; er erzeugt an einem Ausgangsanschluß 20' eine Farbartkomponente (C) des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals.
Bei Bedarf können die Leuchtdichte- und Farbartkomponente des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals an den Ausgängen 20 und 20' kombiniert werden (das Verfahren hierfür ist per se bekannt), so daß ein Ausgangs-Signalgemisch erzeugt wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Zeitlupen-Videosignalen mit einer Speichereinrichtung (A-D; A-D, A'-D') zur Speicherung einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangsvideosignals, aus dem ein Zeitlupen- Ausgangsvideosignal im Zeilensprungverfahren erzeugt werden soll,

mit einer räumlichen Interpolationseinrichtung (38; 38, 38'), die für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen den Zeilen eines - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildes räumlich interpoliert und so ein Halbbild eines räumlich interpolierten Videosignals erzeugt,

und mit einer Einrichtung (20, 32; 20, 32, 32') zur Steuerung der räumlichen Interpolation, die für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals diejenigen in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder auswählt, die der räumlichen Interpolationseinrichtung zugeführt werden sollen,

gekennzeichnet durch

eine Zeitfiltereinrichtung (44; 44, 44'), die für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen einem Paar von - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildern derselben Zeilensprung-Polarität linear zeitlich interpoliert und so ein Halbbild eines zeitlich interpolierten Videosignals erzeugt,

eine Einrichtung (20, 34; 20, 34') zur Steuerung der Zeitfilterung, die für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals diejenigen in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder auswählt, die der Zeitfiltereinrichtung zugeführt werden sollen,

eine Mischeinrichtung (54; 54, 54'), die das räumlich interpolierte Videosignal in einem veränderbaren Mischungsverhältnis mit dem zeitlich interpolierten Videosignal mischt und so das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal erzeugt,

und einen Bewegungsanzeiger (36), der durch Vergleichen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbilder erfaßt, ob es in dem durch die gespeicherten Halbbilder verkörperten Bild örtliche Bewegung gibt oder nicht, und der aufgrunddessen die Mischeinrichtung so steuert, daß das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal in Bildgebieten, wo im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem zeitlich interpolierten Videosignal besteht, während es in Bildgebieten, wo mehr als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem räumlich interpolierten Videosignal besteht,

wobei der Bewegungsanzeiger (36) das Mischungsverhältnis so steuert, daß der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen-Ausgangsvideosignal mit zunehmender erfaßter Bewegung allmählich ansteigt, von praktisch null, wenn im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, auf praktisch 100%, wenn mehr als das vorbestimmte Maß an Bewegung erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (20, 32; 20, 32, 32') für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals dasjenige gespeicherte Halbbild für die Zuführung zur räumlichen Interpolationseinrichtung (38; 38, 38') auswählt, das dem Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zeitlich am nächsten liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung (20, 32; 20, 32, 32') zur Steuerung der räumlichen Interpolation der räumlichen Interpolationseinrichtung (38; 38, 38') für jedes Halbbild des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals ein Zeilensprung-Polaritätssignal zuführt, aus dem hervorgeht, (i) ob die Zeilensprung-Polarität des für die Zuführung zur räumlichen Interpolationseinrichtung ausgewählten gespeicherten Halbbildes und die erwünschte Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals übereinstimmen oder nicht und (ii) in welcher Richtung sie sich im Fall unterschiedlicher Zeilensprung-Polaritäten unterscheiden, und wobei die räumliche Interpolationseinrichtung (38; 38, 38') als Reaktion auf das Zeilensprung-Polaritätssignal eine erste Anordnung annimmt (bei welcher die Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des räumlich interpolierten Videosignals mit der des ausgewählten gespeicherten Halbbildes identisch ist), wenn die Zeilensprung-Polaritäten gleich sind, hingegen eine zweite Anordnung (bei welcher sich die Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des räumlich interpolierten Videosignals von der des ausgewählten gespeicherten Halbbildes unterscheidet), wenn sich die Zeilensprung-Polaritäten unterscheiden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die räumliche Interpolationseinrichtung (38) ein Zeilenmittelungsfilter mit zwei Zeilenverzögerungsgliedern (68, 70) in Kaskade umfaßt, wobei weiter das räumlich interpolierte Videosignal in der ersten Anordnung durch mit der Verbindungsstelle sowie den entgegengesetzten Enden beider Zeilenverzögerungsglieder (68, 70) verbundene Kombinationseinrichtungen (72, 74, 76, 78) erzeugt wird, so daß das räumlich interpolierte Videosignal eine Kombination aus drei Zeilen des ausgewählten, der räumlichen Interpolationseinrichtung zugeführten gespeicherten Halbbildes ist und dieselbe Zeilensprung-Polarität wie das ausgewählte gespeicherte Halbbild hat, und das räumlich interpolierte Videosignal in der zweiten Anordnung durch ein Addierglied (74) erzeugt wird, das wahlweise mit den Enden nur jeweils eines der beiden in Kaskade geschalteten Zeilenverzögerungsglieder (68, 70) verbunden ist, so daß das Signal eine andere Zeilensprung-Polarität hat als das ausgewählte gespeicherte Halbbild, wobei das Zeilenverzögerungsglied entsprechend der Richtung des Unterschieds zwischen den Zeilensprung-Polaritäten (die aus dem Zeilensprung-Polaritätssignal hervorgeht) so ausgewählt wird, daß das räumlich interpolierte Videosignal die gewünschte Zeilensprung-Polarität hat.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichereinrichtung (A-D; A-D, A'-D') vier aufeinanderfolgende Halbbilder des Eingangsvideosignals speichert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (30, 34; 30, 34, 34') aus den vier gespeicherten Halbbildern für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals diejenigen zwei auswählt und der Zeitfiltereinrichtung (44; 44, 44') zuführt, deren Zeilensprung-Polarität der gewünschten Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6, wobei der Bewegungsanzeiger (36) ein erstes Subtrahierglied und einen ersten Größenwandler (82, 84) umfaßt, die gemäß ihrem Anschluß von den vier in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern diejenigen zwei empfangen, die eine bestimmte Zeilensprung-Polarität haben, und daraus ein erstes absolutes Bilddifferenzsignal erzeugen, weiter ein zweites Subtrahierglied und einen zweiten Größenwandler (86, 88), die gemäß ihrem Anschluß die anderen beiden der vier gespeicherten Halbbilder (die die andere Zeilensprung-Polarität haben) empfangen und daraus ein zweites absolutes Bilddifferenzsignal erzeugen, und eine Einrichtung (96), die durch Kombination der ersten und zweiten Bilddifferenzsignale ein Signal als Maß für die Bilddifferenz und somit für die Bewegung erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (96) zur Kombination der absoluten Bilddifferenzsignale ein Differenzfilter ist, das die Signale räumlich filtert, so daß sie derselben vertikalen Position entsprechen und somit das ein Maß für die Bilddifferenz darstellende Signal einer absoluten Bilddifferenz an derselben vertikalen Position als Mittel über zwei aufeinanderfolgende Vollbilder entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei der Bewegungsanzeiger (36) ein räumliches Filter (114) enthält, welches das ein Maß für die Bilddifferenz darstellende Signal zum Zweck der Rauschverminderung filtert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei der Bewegungsanzeiger (36) einen Bewegungskurvengenerator (116) enthält, der aufgrund des ein Maß für die Bilddifferenz darstellenden Signals Signale zur Steuerung der Mischeinrichtung (54) erzeugt.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, zur Erzeugung eines Zeitlupen-Ausgangsvideosignals mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente aus einem Eingangsfarbvideosignal mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente, wobei

die Speichereinrichtung erste und zweite Speicher (A-D, A'-D') zur Speicherung der Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten der aufeinanderfolgenden Halbbilder des Eingangsvideosignals umfaßt,

die räumliche Interpolationseinrichtung erste und zweite räumliche Interpolatoren (38, 38') umfaßt, die die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponente des ausgewählten Halbbildes räumlich interpolieren und so Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten für das Halbbild des räumlich interpolierten Videosignals erzeugen,

die Zeitfiltereinrichtung erste und zweite Zeitfilter (44, 44') umfaßt, die die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des ausgewählten Paares von Halbbildern linear zeitlich interpolieren und so Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten für das Halbbild des zeitlich interpolierten Videosignals erzeugen,

die Mischeinrichtung erste und zweite Mischer (54, 54') umfaßt, die die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des räumlich interpolierten Videosignals und des zeitlich interpolierten Videosignals empfangen und die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals erzeugen,

und der Bewegungsanzeiger (36) durch Vergleichen der in den ersten (Leuchtdichte-) Speichern (A-D) gespeicherten Leuchtdichtekomponenten der Halbbilder erfaßt, ob es örtliche Bewegung im Bild gibt oder nicht.

12. Verfahren zur Erzeugung eines Zeitlupen-Videosignals, umfassend das Speichern (A-D; A-D, A'-D') einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Eingangsvideosignals, aus dem ein Zeitlupen-Ausgangsvideosignal im Zeilensprungverfahren erzeugt werden soll,

und die räumliche Interpolation (38; 38, 38') für jedes Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zwischen den Zeilen eines - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildes, wodurch ein Halbbild eines räumlich interpolierten Videosignals erzeugt wird,

gekennzeichnet durch

die lineare zeitliche Interpolation (44; 44, 44') für jedes Halbbild des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals zwischen einem Paar von - aus den in der Speichereinrichtung gespeicherten Halbbildern ausgewählten - Halbbildern derselben Zeilensprung-Polarität, wodurch ein Halbbild eines zeitlich interpolierten Videosignals erzeugt wird,

die Mischung (54; 54, 54') des räumlich interpolierten Videosignals mit dem zeitlich interpolierten Videosignal in einem veränderbaren Mischungsverhältnis, wodurch das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal erzeugt wird,

und das Vergleichen (36) der gespeicherten Halbbilder zum Zweck der Erfassung, ob es in dem durch die gespeicherten Halbbilder verkörperten Bild örtliche Bewegung gibt oder nicht, sowie Steuerung der Mischung der räumlich und zeitlich interpolierten Videosignale, so daß das Zeitlupen-Ausgangsvideosignal in Bildgebieten, wo im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem zeitlich interpolierten Videosignal besteht, während es in Bildgebieten, wo mehr als ein vorbestimmtes Maß an Bewegung erfaßt wird, praktisch völlig aus dem räumlich interpolierten Videosignal besteht, und daß der Anteil des räumlich interpolierten Videosignals am Zeitlupen- Ausgangsvideosignal mit einer Zunahme der erfaßten Bewegung allmählich ansteigt von praktisch null, wenn im wesentlichen keine Bewegung erfaßt wird, auf praktisch 100%, wenn mehr als das vorbestimmte Maß an Bewegung erfaßt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals dasjenige gespeicherte Halbbild räumlich interpoliert wird, das dem Halbbild des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zeitlich am nächsten liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend

die Erzeugung eines Zeilensprung-Polaritätssignals für jedes Halbbild des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals, aus dem hervorgeht, (i) ob die Zeilensprung-Polarität des für die Zuführung zur räumlichen Interpolationseinrichtung ausgewählten gespeicherten Halbbildes und die erwünschte Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des Zeitlupen- Ausgangsvideosignals übereinstimmen oder nicht und (ii) in welcher Richtung sie sich im Fall unterschiedlicher Zeilensprung-Polaritäten unterscheiden,

und die Ausführung der räumlichen Interpolation (38; 38, 38') gemäß einer ersten Anordnung (bei welcher die Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des räumlich interpolierten Videosignals mit der des ausgewählten gespeicherten Halbbildes identisch ist), wenn die Zeilensprung-Polaritäten gleich sind, hingegen gemäß einer zweiten Anordnung (bei welcher sich die Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des räumlich interpolierten Videosignals von der des ausgewählten gespeicherten Halbbildes unterscheidet), wenn sich die Zeilensprung-Polaritäten unterscheiden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die räumliche Interpolation durch ein Zeilenmittelungsfilter (38) mit zwei Zeilenverzögerungsgliedern (68, 70) in Kaskade ausgeführt wird,

wobei weiter das räumlich interpolierte Videosignal in der ersten Anordnung durch die Kombination von Signalen erzeugt wird, die an der Verbindungsstelle sowie den entgegengesetzten Enden beider Zeilenverzögerungsglieder auftreten, so daß das räumlich interpolierte Videosignal eine Kombination aus drei Zeilen des für die räumliche Interpolation ausgewählten gespeicherten Halbbildes ist und dieselbe Zeilensprung-Polarität wie das ausgewählte gespeicherte Halbbild hat,

und das räumlich interpolierte Videosignal in der zweiten Anordnung durch die Addition von Signalen erzeugt wird, die an den Enden nur jeweils eines ausgewählten der beiden in Kaskade geschalteten Zeilenverzögerungsglieder auftreten, so daß das Signal eine andere Zeilensprung-Polarität hat als das ausgewählte gespeicherte Halbbild, wobei das Zeilenverzögerungsglied entsprechend der Richtung des Unterschieds zwischen den Zeilensprung-Polaritäten (die aus dem Zeilensprung-Polaritätssignal hervorgeht) so ausgewählt wird, daß das räumlich interpolierte Videosignal die gewünschte Zeilensprung-Polarität hat.

16. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 15, umfassend das Speichern (A-D; A-D, A'-D') von vier aufeinanderfolgenden Halbbildern des Eingangsvideosignals.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei für die Erzeugung jedes Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals von den vier gespeicherten Halbbildern diejenigen zwei zeitlich gefiltert (44; 44, 44') werden, deren Zeilensprung-Polarität der gewünschten Zeilensprung-Polarität des Halbbildes des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals entspricht.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei der Vergleichsvorgang (36) das Subtrahieren (82) derjenigen zwei von den vier gespeicherten Halbbildern umfaßt, die eine bestimmte Zeilensprung-Polarität haben, um daraus ein erstes absolutes Bilddifferenzsignal zu erzeugen, weiter das Subtrahieren (86) der anderen beiden der vier gespeicherten Halbbilder (die die andere Zeilensprung-Polarität haben), um daraus ein zweites absolutes Bilddifferenzsignal zu erzeugen, und das Kombinieren (96) der ersten und zweiten Bilddifferenzsignale zu einem Signal, das ein Maß für die Bilddifferenz und somit für die Bewegung darstellt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Kombination (96) der ersten und zweiten absoluten Bilddifferenzsignale in einem Vorgang der Differenzfilterung abläuft, bei dem die Signale räumlich gefiltert werden, so daß sie derselben vertikalen Position entsprechen und somit das ein Maß für die Bilddifferenz darstellende Signal einer absoluten Bilddifferenz an derselben vertikalen Position als Mittel über zwei aufeinanderfolgende Vollbilder entspricht.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei das ein Maß für die Bilddifferenz darstellende Signal zum Zweck der Rauschverminderung räumlich gefiltert wird (114).

21. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 20, zur Erzeugung eines Zeitlupen-Ausgangsvideosignals mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente aus einem Eingangsfarbvideosignal mit getrennter Leuchtdichte- und Farbartkomponente, wobei

der Speichervorgang das Speichern (A-D, A'-D') der Leuchtdichte- und Farbartkomponenten der aufeinanderfolgenden Halbbilder des Eingangsvideosignals umfaßt,

der Vorgang der räumlichen Interpolation die räumliche Interpolation (38, 38') der Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponente des ausgewählten Halbbild es umfaßt, um so Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des Halbbildes des räumlich interpolierten Videosignals zu erzeugen,

der Vorgang der linearen Zeitfilterung die lineare zeitliche Interpolation (44, 44') zwischen den Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des ausgewählten Paares von Halbbildern umfaßt, um so Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des Halbbildes des zeitlich interpolierten Videosignals zu erzeugen,

der Mischvorgang das Mischen (54, 54') der Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des räumlich interpolierten Videosignals und des zeitlich interpolierten Videosignals umfaßt, um so die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponenten des Zeitlupen-Ausgangsvideosignals zu erzeugen,

und im Vergleichsvorgang (36) durch Vergleichen der Leuchtdichtekomponenten der gespeicherten Halbbilder erfaßt wird, ob es örtliche Bewegung im Bild gibt oder nicht.