DE69020753T2

DE69020753T2 - Farbfernsehbildfenster für ein Videoanzeigegerät.

Info

Publication number: DE69020753T2
Application number: DE1990620753
Authority: DE
Inventors: Leon Lumelsky; Daniel Helmut Mccabe; Alan Wesley Peevers
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: DE69020753D1; EP0384419B1; EP0384419A2; EP0384419A3; JPH0432593B2; JPH02250585A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft weitgehend graphische Raster- Abtastbildschirmgeräte und im besonderen die Anzeige unmittelbar übertragener Farbfernsehbilder auf solchen Raster-Abtastbildschirmgeräten.

Hintergrund der Erfindung

Die Anzeige eines Pernsehbildes auf einem Graphikbildschirm erfordert allgemein, daß ein Fernsehsignal, welches das Bild definiert, digital abgetastet und in einem digitalen Speicher gespeichert wird, der als Bildpuffer bezeichnet wird. Das Abtasten und Speichern erfordert es, die Zeitbasis des Fernsehbildsignals zu korrigieren, einschließlich einer Zeitkomprimierung des Fernsehbildes, wenn dies erforderlich ist, um sowohl Fernsehbilder als auch Graphikbilder auf demselben Bildschirm darzustellen. Wenn es gewünscht wird, ein Fernsehbild auf dem Graphikbildschirm innerhalb eines willkürlichen Fensters anzuordnen, wird es normalerweise erforderlich sein, im Prozeß der Abtastung die Abmessungen des Fernsehbildes zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, daß das Bild selbst nicht den vollen Bildschirm wiedergibt, sondern ein willkürliches Fenster, das innerhalb des Vollbildes liegt.
Das Problem der gleichzeitigen Betrachtung von Videosignalen und verschiedener Formen von nichtbewegten Bildern (Text, Graphiken, Kommentare usw.) auf einem einzelnen hochauflösenden Bildschirm wurde von A. Fernandez et al: 'A Raster Assembly Processor for Integrated HDTV Display of Video and Image Windows', Global Telecommunication Conference, 15. November 1987, Tokyo, Japan, Seiten 731 bis 739 offenbart.
K. Kashiwagi et al: 'Scaling Algorithmus for Bit-Map-Image', IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 78, 1. Dezember 1984 offenbart eine Skalierungsoperation mit einem rechtwinkligen Binärbild. Die Skalierungsoperation besteht aus einer horizontalen Skalierung und einer vertikalen Skalierung. Der Zweck dieses Dokumentes besteht darin, einen einfachen horizontalen oder vertikalen Skalierungsalgorithmus zu zeigen.
Fig. 1 zeigt die Abbildung eines Fernseh-Quellfensters 2, bezeichnet mit Ws, in ein Zielfenster 4 auf einem hochauflösendem Graphikbildschirm, bezeichnet mit Wd. Die folgenden zusätzlichen Bezeichnungen werden in Fig. 1 verwendet: Ls - Anzahl der Zeilen im Fernsehvollbild; Ps - Anzahl der Punkte, die den aktiven Teil der vollen Länge der Fernsehzeile repräsentieren; Xs, Ys - die Breite beziehungsweise Höhe des Fernsehfensters, angegeben in Anzahl der Bildelemente und Zeilen; xs, ys - Koordinaten eines Bildelementes im Fernsehfenster, bezogen auf die obere linke Ecke dieses Fensters; ps, ls - Koordinaten der oberen linken Ecke des Fernseh-Quellfensters, bezogen auf den gesamten Fernsehbildschirm. Entsprechend bezeichnet Ld die Anzahl der Zeilen des hochauflösenden Zielbildschirms. Pd repräsentiert die Anzahl der Bildelemente, die in einer aktiven Zeile des hochauflösenden Rasters aus dem Bildpuffer gelesen und aufgefrischt werden; Xd und Yd repräsentieren die Länge beziehungsweise Höhe des Zielfensters auf dem hochauflösenden Bildschirm, auf den das Fernseh-Quellfenster abgebildet werden soll; xd, yd - die Koordinaten eines Bildelementes innerhalb des Zielfensters; pd, ld - die Koordinaten der oberen linken Ecke des Zielfensters bezogen auf die obere linke Ecke des hochauflösenden Bildschirms.
Für die Anzeige eines Fernsehbildes auf einem Graphikbildschirm sind einige Eigenschaften wünschenswert:
- Die volle Größe des Fernsehbildes sollte dem hochauflösenden Graphikbildschirm bezüglich der Anzahl der Bildelemente pro Zeile und der Anzahl der Zeilen entsprechen.
- Der Abtastprozeß sollte das korrekte Höhe-Breite-Formatverhältnis des Bildes schützen. Anders ausgedrückt, eine Objektform sollte durch den Abtastprozeß nicht gestört werden. Zum Beispiel sollte ein Kreis kein Oval werden.
- Es ist vorteilhaft, für das Verhältnis der Höhe des Fernseh-Quellfensters zur Höhe des Graphikbildschirm-Zielfensters eine beliebige rationale Zahl wählen zu können. Genauso ist es vorteilhaft, für das Verhältnis der Breite des Fernseh-Quellfensters zur Breite des Graphikbildschirm- Zielfensters eine beliebige rationale Zahl wählen zu können. Außerdem sollte die Auswahl der zwei Transformationsverhältnisse voneinander unabhängig sein. Dies gewährleistet die Abbildung eines willkürlich ausgewählten rechtekkigen Fernsehfensters auf ein willkürliches Graphikbildschirmfenster.
Die oben dargestellten, eistierenden Lösungsansätze, die versuchen die Anforderungen zu erfüllen, beinhalten eine analoge Skalierungstechnik oder eine Bildelement-Interpolationstechnik, die beide typlscherweise eine umfangreiche und teure Hardware erfordern.
Die analoge Skalierungstechnik macht es im allgemeinen erforderlich, daß die Abtastfrequenzen manipuliert werden oder daß die Frequenz des Videoauffrischtaktes verändert wird. Keines der beiden Frequenzeinstellungsverfahren arbeitet in vertikaler Richtung gut. Außerdem stellen sie typischerweise nur einen begrenzten Satz an Transformationsverhältnlssen bereit.
Die Bildelement-Interpolationshardware muß schnell genug sein, um die Anforderungen an die Abtastung unmittelbar übertragener Videobilder zu erfüllen. Außerdem muß die Interpolation mit den Bildelementen der drei Farben (rot, grün und blau) parallel ausgeführt werden. Folglich ist die Interpolationshardware für Farbfernsehbilder im Vergleich zu der Interpolationshardware für einfarbige Fernsehbilder dreimal so groß. Zusätzlich basieren die standardmäßigen Fernsehcodierschemata - NTSC (USA, Japan), PAL (Deutschland, England) oder SECAM (Frankreich, UdSSR) - alle nicht auf der rot/grün/blau-Farbvideodarstellung sondern auf der Helligkeits/Farb ("Y/C")-Farbvideodarstellung. Die Helligkeits/- Farbdarstellung gestattet es, daß das zusammengesetzte Videosignal nur die halbe Bandbreite - jede separat - hat, wie die erforderliche Bandbreite für die Übertragung von drei Signalen, die jeweils eine der drei Primärfarben codieren. Genauso benötigt das Speichern der Helligkeits-/Farbsignale nur den halben Speicher, wie er für das Speichern der digitalisierten Signale, welche die drei Primärfarben repräsentieren, erforderlich ist.
Aus den oben herausgestellten Gründen sind analoge Skalierungsverfahren und Bildelement-Interpolationsverfahren prinzipiell auf Speichersysteme für stehende Bilder beschränkt oder auf die Anzeige von einfarbigen Fernsehbildern oder auf Fernsehbilder wesentlich reduzierter Größe und mit wesentlich reduzierter Bildauffrischfrequenz.
Im allgemeinen sind konventionelle analoge Skalierungs- und Interpolationstechniken zu teuer, um zur Anzeige von unmittelbar übertragenen Fernsehbildern auf Graphikbildschirmen von Arbeitsplatzrechnern der unteren und mittleren Preisklasse verwendet zu werden.
Eine vor kurzem eingeführte Technik des digitalen Fernsehens basiert auf der Helligkeits/Farbdarstellung von Farbfernsehbildern zur Decodierung, Verarbeitung und Speicherung. In Abhängigkeit vom Fernsehstandard benutzt diese digitale Fernsehtechnik nur ein oder zwei feste Standardabtastfrequenzen, um die digitale Verarbeitung eines Fernsehbildes bereitzustellen, einschließlich der digitalen Decodierung, der Helligkeits- und Farbsteuerung. Die Abtastfrequenz wird mit Blick
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teristika des Fernsehsignals ausgewählt. Im besonderen ist die Abtastfrequenz fest und durch Bezugnahme auf ein Vielfaches der Farb-Unterträgerfrequenz definiert, um die Decodierung und Steuerung des Farbfernsehsignals zu vereinfachen.
Zum Beispiel verwendet eine digitale Fernsehtechnik, die als "ITT Intermetall"-System bezeichnet wird, eine Abtastfrequenz von 14,32 MHz, was das Vierfache der NTSC-Unterträgerfrequenz von 3,58 MHz ist. Beim ITT Intermetall-System wird jede Zeile durch 760 Werte Helligkeitsinformation und 380 Werte Farbinformation dargestellt. Jeder Helligkeitswert wird durch 8 Bits dargestellt und jeder Farbwert wird durch 8 Bits dargestellt. Die Datenstruktur wird in Fig. 2 gezeigt. Die Farbe C besteht aus zwei Komponenten, die mit "R-Y" beziehungsweise "B-Y" bezeichnet werden. Indem digitale Daten verfügbar sind, die jede der drei Komponenten Helligkeit Y, Farbe R-Y und Parbe B-Y repräsentieren, können die Daten, welche die Primärfarben Rot R, Grün G und Blau B darstellen, auf der Grundlage bestimmter Regeln abgeleitet werden. Die ITT Intermetall-Prozedur enthält auch eine Zeitmultiplextechnik, um die Helligkeits- und Farbinformation als 12-Bit-Werte darzustellen.
Eine zweite digitale Fernsehtechnik wird als "CCIR 601" oder "4:2:2"-Standard bezeichnet. Das digitale Fernsehsystem verwendet eine Abtastfrequenz von 13,5 MHz, welche ungefähr ein Vielfaches der Horizontalfrequenz ist, die bei dem SECAM- oder PAL- Farbfernsehsystem verwendet wird, nämlich 625 Zeilen pro Bild, 50 Bilder pro Sekunde und ein Vielfaches der Horizontalfrequenz, die in dem NTSC-Farbfernsehsystem verwendet wird, nämlich 525 Zeilen pro Bild, 60 Bilder pro Sekunde. Wenn der 4:2:2-Standard zur Abtastung von NTSC-Fernsehbildern verwendet wird, wird jede aktive Zeile durch 720 Helligkeitswerte und 720 Farbwerte repräsentiert.
Philips hat integrierte Schaltkreise für digitale Fernsehsignalverarbeitung auf dem Markt, welche auf der Abtastfrequenz von 13,5 MHz beruhen, die jedoch eine reduzierte Farbauflösung wie im Fall des ITT Intermetall-Systems bereitstellen. Zur Darstellung der abgetasteten Helligkeits-/Farbdaten durch 12 Bits pro Abtastwert wird ebenfalls ein Zeitmultipleverfahren verwendet. Die Philipsschaltung stellt 720 Helligkeitswerte und 360 Farbwerte pro Fernsehzeile bereit.
Beim Anpassen einer der konventionellen digitalen Fernsehtechniken zur Anzeige auf einem hochauflösenden Graphikbildschirm treten verschiedene Probleme auf. Zwei Probleme ergeben sich aus der Verwendung einer festen Abtastfrequenz und der Zeitschachtelung der Helligkeits-/Farbdaten.
Die Verwendung einer festen Abtastfrequenz verhindert die Anwendung des konventionellen Skalierungs-Lösungansatzes zur oben beschriebenen Bildtransformation, welche die Veränderung der Frequenz des Abtasttaktes einschließt. Außerdem gestattet das zeitmultiplexe Helligkeits-/Farbdatenformat nicht die Verwendung konventioneller Bildelement-Interpolationsverfahren für farbige Bildelemente, ohne daß zuerst zeitaufwendige Schritte zum Wandeln der Helligkeits-/Farbdaten in Bildelemente, die die Primärfarben repräsentieren, durchgeführt werden. Nach der Verarbeitung durch Bildelement-Interpolationsverfahren müssen die sich ergebenden Bildelemente, die noch die Primärfarben repräsentieren, zurück in das ursprüngliche Helligkeits-/Farbformat gewandelt werden, wenn die Daten am kompaktesten in digitalen Speichern gespeichert werden sollen.
Ein ernstes Problem beim Anpassen einer konventionellen digitalen Fernsehtechnik zur Anzeige eines Fernsehbildes auf einem hochauflösenden Graphikbildschirm besteht darin, daß praktisch kein konventioneller Graphikbildschirm die Kombination Anzahl Bildelemente pro Zeile und Anzahl Zeilen pro Bild verwendet&sub1; die in den konventionellen digitalen Fernsehschemata eingesetzt wird. Außerdem haben digitale Helligkeits-/Farbsignale einer Fernsehleitung typischerweise ein effektives Höhe-Breite-Verhältnis von wesentlich kleiner Eins. Im Gegensatz dazu haben konventionelle Graphikbildschirme Bildelemente ein effektives Höhe-Breite-Verhältnis von ungefähr Eins, das heißt, konventionelle Graphikbildschirme haben im wesentlichen "quadratische" Bildelemente. Die Differenz im effektiven Höhe-Breite-Verhältnis ist eine Folge der Unterschiede in den Anforderungen an den Videotakt von konventionellen Graphikbildschirmen und an den Abtasttakt von konventionellen digitalen Fernsehsystemen.
Im speziellen basiert die Frequenz des Videotaktes eines Graphikbildschirms generell auf den Anforderungen an die Auflösung des Bildschirms, bezogen auf die Größe einer rechteckigen Matrix aus Bildelementen, die auf dem Graphikbildschirm angezeigt wird. Auch ist bei einem Graphikbildschirm, wie oben erwähnt, das Höhe-Breite-Verhältnis eines Bildelementes im allgemeinen nahezu gleich Eins. Die Verwendung eines solch "quadratischen" Bildelementes erleichtert die Berechnung der Koordinaten der Bildelemente zur Darstellung von Vektoren oder Polygonen, die auf dem Bildschirm dargestellt werden sollen.
Das Höhe-Breite-Verhältnis eines aktiven Anzeigebereiches eines Bildschirms, sei es ein Bildschirm einer Graphikanzeige oder ein Fernsehschirm, wird als "Bildschirmformatverhältnis" bezeichnet. Somit ist bei einem konventionellen Graphikbildschirm mit einem effektiven Höhe-Breite-Verhältnis der Bildelemente von im wesentlichen Eins und einem Bildschirmformatverhältnis von Vier zu Drei, die Anzahl der Bildelemente in einer aktiven Zeile gleich 4/3 der Anzahl der aktiven Zeilen. Der Graphikbildschirmadapter (VGA) für die Familie der IBM "PS/2" Arbeitsplatzrechner hat eine Auflösung von 640 mal 480 Bildelementen, was einem Bildschirmformatverhältnis von 4/3 entspricht. Ein anderer IBM Graphikbildschirmadapter mit der Bezeichnung Nr. 8514A hat eine Auflösung von 1024 mal 768 Bildelementen, was ebenfalls einem 4/3 Bildschirmformatverhältnis entspricht. Der heutige standardmäßige Fernsehempfänger besitzt ebenfalls ein Bildschirmformatverhältnis von 4 zu 3, jedoch ein vorgeschlagener Standard für das hochauflösende Fernsehen ("HDTV") hat ein Bildschirmformatverhältnis von 16 zu 9.
Die Probleme beim Versuch der Anpassung konventioneller digitaler Fernsehtechniken zur Darstellung von unmittelbar übertragenen Fernsehbildern auf einem konventionellen Graphikbildschirm werden bei Fensteranwendungen noch komplizierter.
Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargelegt ist, stellt eine vorteilhafte Lösung für das oben erwähnte Problems und die entsprechenden Nachteile bereit.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Abbildung eines Fernsehbildes auf einen Graphikbildschirm bereit, bei dem eine standardmäßige digitale Fernsehtechnik zur Verarbeitung des Fernsehsignals verwendet werden kann und das die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik vermeidet.
Allgemein ausgedrückt betrifft die vorliegende Erfindung das Abtasten und Speichern eines Farbfernsehsignals in Übereinstimmung sowohl mit den Anforderungen des digitalen Fernsehens als auch mit den Anforderungen von Graphikbildschirmen, einschließlich der Fensteranforderungen, wie sie zusammen mit Computern und Arbeitsplatzrechnern verwendet werden. Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Kontraktion oder Vergrößerung von unmittelbar übertragenen Farbfernsehbildern bereit, welche vorzugsweise gemäß eines Standards der digitalen Fernsehtechnik aufgenommen worden sind, wobei eine Ausgabe eines Graphikbildes an den Graphikbildschirm mit vernünftiger Bildqualität bereitgestellt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gestatten es einem Computergraphikbildschirm, einen rechteckigen Fensterabschnitt von im wesentlichen willkürlicher Größe und Lage aus einem Fernsehbild in einen rechteckigen Fensterbereich des Graphikbildschirms von im wesentlichen ebenfalls willkürlicher Größe und Lage abzubilden. Außerdem gestatten es bevorzugte Ausführungsformen, daß das Fernseh-Bildschirmformatverhältnis entweder geschützt oder modifiziert wird, wenn ein Fenster eines standardmäßigen Fernsehbildes auf ein willkürlich großes Fenster auf dem Graphikbildschirm abgebildet wird. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gestatten die Darstellung eines hochaufgelösten Fernsehbildes mit einem 16:9 Bildschirmformatverhältnis oder einem anderen Bildschirmformatverhältnis auf einem Graphikbildschirm mit einer anderen Auflösung und mit einem 4/3 oder einem andern Bildschirmformatverhältnis.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zur Verwendung in Arbeitsplatzrechnerumgebungen der unteren und mittleren Preisklasse gut geeignet, weil sie die Verwendung standardmäßiger integrierter Schaltkreise des digitalen Fernsehens und anderer Hardware zum Abtasten, Codieren und Wiederherstellen von Fernsehbildern zur Darstellung auf einem Graphikbildschirm ermöglichen. Standardmäßige Hardware für das digitale Fernsehen, welche für Konsumenten-Fernsehempfänger produziert wird, ist im allgemeinen zur Verwendung innerhalb der vorliegenden Erfindung geeignet und typischerweise preiswert und kompakt.
In einem bevorzugten Verfahren der Erfindung wird eine Anzahl Xs von Quellpunkten, die eine Zeile eines Quell-Fernsehbildes repräsentieren, entweder eines Vollbildes oder ein Fensterabschnittsbildes, auf eine Anzahl Xd von Ziel-Bildelementen innerhalb eines Ziel-Graphikbildschirmspeichers abgebildet. Wenn die Anzahl der Quellpunkte die Anzahl der Bildelemente übersteigt, d.h, wenn Xs > Xd, kann das Bild in X-Richtung zusammengezogen werden, indem im Verlauf der Abbildung der Quellpunkte auf die Ziel-Bildelemente verschiedene Quellpunkte gestrichen werden. Wenn die Anzahl der Quellpunkte kleiner ist als die Anzahl der Ziel-Bildelemente, d.h., wenn Xs < Xd, kann das Bild in X-Richtung gedehnt werden, indem im Verlauf der Abbildung der Quellpunkte auf die Ziel-Bildelemente verschiedene Quellpunkte kopiert werden. Ein Bildskalierungs-Steuerschema, das eine Folge von Bits umfaßt, wird verwendet, um zu bestimmen, welche Quellpunkte je nach Fall übersprungen oder kopiert werden sollen. Das Bildskalierungs-Steuerschema weist eine Anzahl Bits auf, die gleich oder größer der größeren Zahl ist, größer als die Anzahl der Quellpunkte Xs und die Anzahl der Ziel-Bildelemente Xd. Das Bildskalierungs-Steuerschema wird vorzugsweise unter Verwendung einer Computergrapkik-Vektor-Zeichenprozedur erzeugt. Eine Vektor-Zeichenprozedur, als Bresenham-Vektor-Zeichenprozedur bekannt, wird im besonderen bevorzugt. Die Verwendung einer Vektor-Zeichenprozedur gestattet es, den Maßstab von Bildern schnell und im wesentlichen gleichförmig zu ändern. Graphikbildschirmfenster, die Fernsehbilder enthalten, können schnell repositioniert und in ihrer Größe verändert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen
Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die die Abbildung eines Fensterabschnittes eines Fernsehbildes auf einen Fensterbereich eines Graphikbildschirms zeigt;
Fig. 2 eine Abbildung ist, die den Aufbau von Farbfernsehsignalen in dem Stand der Technik entsprechender digitaler Fernsehtechnik zeigt, wie dies in dem obigen Abschnitt über den technischen Hintergrund der Erfindung diskutiert wurde;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Abbildung eines linearen Vektors auf eine Bildelementmatrix eines Graphikbildschirms ist;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Digitalfernseh- /Graphikbildschirm-Schnittstelle der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Bildfenster-Steuereinrichtung der bevorzugten Digitalfernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstelle von Fig. 4 ist;
Fig. 6 ein Schaltplan eines Adreßdecoders und Betriebsartenregisters der Bildfenster-Steuereinrichtung von Fig. 5 ist;
Fig. 7 ein Schaltplan von Teilen einer horizontalen Fenstersteuereinrichtung und einer Synchronisationseinrichtung/Generators der Bildfenster-Steuereinrichtung von Fig. 5 für die horizontale Bildkontraktion ist;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm ist, das die Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 7 für den Fall verdeutlicht, in dem ein Fernsehbild auf einen Graphikbildschirm abgebildet wird, ohne daß eine Skalierung in horizontaler Richtung stattfindet;
Fig. 9 ein Zeitdiagramm ist, das die Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 7 für den Fall verdeutlicht, in dem ein Fernsehbild auf einen Graphikbildschirm abgebildet wird und eine Skalierung in horizontaler Richtung stattfindet;
Fig. 10 ein Schaltplan von Teilen der horizontalen Fenstersteuereinrichtung und der Synchronisationseinrichtung/Generators der Bildfenster-Steuereinrichtung von Fig. 5 für die Bilddehnung in horizontaler Richtung ist;
Fig. 11 ein Schaltplan einer Helligkeitswert-Registergruppe der Bildfenster-Steuereinrichtung von Fig. 5 ist;
Fig. 12 ein schematisches Blockschaltbild einer horizontalen Abtaststeuerschaltung für die horizontale Fenstersteuereinrichtung von Fig. 5 ist, welche ein "Zittern" in die Abbildung von aufeinanderfolgenden Fernsehzeilen auf den Graphikbildschirm einführt;
Fig. 13 ein Schaltplan von Teilen einer vertikalen Fenstersteuereinrichtung und einer Synchronisationseinrichtung/Generators der Bildfenster-Steuereinrichtung von Fig. 5 für die vertikale Bildkontraktion ist; und
Fig. 14 eine Darstellung ist, die die Arbeitsweise der vertikalen Fenstersteuereinrichtung von Fig. 13 zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Jetzt bezugnehmend auf Fig. 3, betrachten wir die Abbildung einer Anzahl Xs von Quellpunkten, die eine Zeile eines Quell-Fernsehbildes repräsentieren, auf eine Anzahl Xd von Ziel-Bildelementen im Fall der Bildkontraktion Xd < Xs. Man betrachte jetzt den Prozeß des Zeichnens eines geradlinigen Vektors, der sich innerhalb eines rechtwinkligen Koordinatengitters, bezeichnet als (xs, xd), zwischen den Endkoordinaten (0,0) und (Xs,Xd) erstreckt, indem ein Satz von Bildelementen angeordnet wird, der den Vektor in dem Koordinatengitter darstellen soll. Vektor-Zeichenprozeduren gehen so vor, daß mit einem Punkt P0 begonnen wird, und dieser im Ursprung, der durch die Koordinaten (0,0) definiert ist, plaziert wird. Danach wird nacheinander für jede folgende xs-Koordinate xs' = xs + 1 durch eine Berechnung festgestellt, ob die xd-Koordinate inkrementiert werden muß, um die Koordinaten (xs', xd') zu lokalisieren, in welchen aufeinanderfolgende Punkte plaziert werden sollen, die den Vektor repräsentieren. Analoge Schritte können ausgeführt werden, um die Abbildung der xs-Quellpunkte auf die Xd-Zielorte zu berechnen. Im allgemeinen werden die Xs-Quellpunkte mit s0, s1, s2, s3, ... bezeichnet und können den xs-Koordinaten aus der Vektor-Zeichenprozedur zugeordnet werden. Die Ziel-Bildelemente Xd werden mit p0, p1, p2, p3, ... bezeichnet und können den d-Koordinaten aus der Vektor-Zeichenprozedur zugeordnet werden. Jedesmal wenn in der Vektor-Zeichenprozedur ein Inkrement der Xd-Koordinate zur Anordnung eines den Vektor repräsentieren den Punktes bestimmt werden würde, wird ein entsprechender Quellpunkt auf ein Ziel- Bildelement abgebildet. Somit würden bei der den Bildmaßstab verändernden Abbildung, analog zu der in Fig. 3 dargestellten Vektor-Zeichenprozedur, die Quellpunkte s0, s2, s3, s5, ... auf die Ziel-Bildelemente p0, p1, p2, ... in einem Bildpuffer abgebildet. Die Quellpunkte s1, s4, s6, ... können übersprungen werden. Als ein Ergebnis dessen wird eine im allgemeinen gleichmäßige Verteilung des Satzes der Quellpunkte auf einen Satz Ziel- Bildelemente abgebildet. Gleiche Betrachtungen werden im Fall der Bilddehnung mit Xd > Xs angestellt, mit dem Unterschied, daß verschiedene Quellpunkte kopiert anstatt übersprungen werden.
Dieselbe Prozedur wird unabhängig davon mit Bezug auf ganze Zeilen in vertikaler Richtung angewandt. Im besonderen bestimmt ein Vektor-Zeichenalgorithmus, ob spezielle Fernsehzeilen im Verlauf des Speicherns von Quellzeilen in einen Ziel-Bildpuffer übersprungen oder kopiert werden sollen.
Im allgemeinen wird die Verarbeitung der X- und Y-Richtungen des Fernsehbildes unabhängig voneinander durchgeführt. Desweiteren ist der Prozeß der Skalierung für beide Richtungen im wesentlichen identisch. Die X-Richtung wird detailliert betrachtet. Die Behandlung der Y-Richtung erfolgt analog, indem die Quellpunkte durch ganze Fernsehzeilen substituiert werden und zur Verkürzung wird dies nicht detailliert besprochen.
Die grundlegende Bildskalierungsoperation kann ausgedrückt werden als
xd = xs * Xd / Xs
worin:
xd die aktuelle Bildelementposition des Zielbildes ist;
xs die aktuelle Bildelementposition des Quellbildes ist;
Xd die Gesamtgröße des Zielbildes in X-Richtung ist; und
Xs die Gesamtgröße des Quellbildes in X-Richtung ist.
Weil ein diskretes Bildelementgitter verarbeitet wird, haben alle Koordinaten ganzzahlige Werte.
Es sind drei Fälle zu betrachten: (a) Xd > Xs, (b) Xd = Xs und (c) Xd < Xs. In dem Fall Xd > Xs ist das Zielbild größer als das Quellbild, was eine Dehnung des ursprünglichen Bildes ergibt. In dieser Situation kann ein einzelner Quellpunkt auf mehrere Ziel-Bildelemente abgebildet werden. Anders ausgedrückt jeder Quellpunkt wird auf mindestens ein und möglicherweise auf eine Vielzahl Ziel-Bildelemente abgebildet. Wenn Xd = Xs ist, haben die zwei Bilder dieselbe Größe, somit ist die Skalierungsoperation eine triviale Eins-zu-Eins-Abbildung. Im Fall Xd < Xs ist das Zielbild kleiner als das Quellbild, was zu einer Kontraktion des Bildes führt. In dieser Situation können mehrere Quellpunkte auf ein einzelnes Ziel-Bildelement abgebildet werden. Es gibt verschiedene Strategien, welche dazu verwendet werden können, um zu bestimmen, welche Quellpunkte oder Punkte zu einem speziellen Ziel-Bildelement beitragen, so wie dies unten diskutiert wird.

A. Bilddehnung

Wir nehmen an, ein Bild soll gedehnt werden, das heißt, es wird Xd > Xs angenommen. Wir beginnen mit der Definition eines Fehlerterms E zu:
E(xd, xs) = 2 * xs * Xd - 2 * xd * Xs.
Der Fehlerterm ist eine Neuaussage der Skalierungsoperation; die Quell- und Zielkoordinaten xs und xd sind mit den Quell- und Zielabmessungen über kreuz multipliziert worden, und das Ergebnis ist mit dem Faktor 2 multipliziert worden. Theoretisch würden von allen möglichen Quell-Ziel-Paaren, die als kontinuierliche Variablen betrachtet werden, nur die gültige Quell- und Zielkoordinaten repräsentieren, die die Bedingung E=0 identisch erfüllen. Praktisch werden die Quell- und Zielkoordinaten auf ein diskretes Gitter beschränkt. Folglich führt die Koordinatenauswahl im allgemeinen zu einem Nicht-Null-Fehler. Die Werte für xs und xd können jedoch so ausgewählt werden, daß der Fehler E im Durchschnitt zu verschwinden tendiert.
Wie oben dargestellt wird bei der Bilddehnung jede Quellkoordinate auf eine oder mehrere Zielkoordinaten abgebildet. Es gibt mehr Zielkoordinaten als Quellkoordinaten. Jede Zielkoordinate wird einzeln bearbeitet. Im besonderen muß nacheinander für jede Zielkoordinate eine Entscheidung gefällt werden, ob die Quellkoordinate verwendet werden soll, welche für die unmittelbar vorhergehende Entscheidungskoordinate verwendet wurde oder ob die nächstfolgende Quellkoordinate verwendet werden soll. Somit muß für die nächstfolgende Zielkoordinate, xd + 1, entschieden werden, ob die Quellkoordinate xs auf diese Koordinate abgebildet werden soll oder ob xs + 1 auf diese Koordinate abgebildet werden soll. Diese Entscheidung wird durch Untersuchung des Fehlerterms E getroffen.
E(xd+1, xs) = 2 * xs * Xd - 2 * (xd + 1) * Xs = 2 * xs * Xd - 2 * xd * Xs - 2 * Xs
oder
E(xd+1, xs) = E(xd, xs) - 2 * Xs (I)
Genauso gilt
E(xd+1, xs+1) = 2 * (xs +1) * Xd - 2 * (xd + 1) * Xs = 2 * xs * Xd - 2 * xd * Xs + 2 * Xd - 2 * Xs
oder
E(xd+1, xs+1) = E(xd, xs) + 2 * (Xd - Xs) (II)
Erinnern wir uns, daß für die Bilddehnung Xd > Xs gilt, so daß Xd - Xs > 0 und daß nach Definition Xs > 0 ist. Die Ausdrücke (I) und (II) sind die Grundlage für die folgende Strategie zur Minimierung des durchschnittlichen Fehlerterms E: Wenn E(xd, xs) > 0 sollte der Fehlerterm negativer gemacht werden; ein Schritt in Richtung (xd+1, s) wird dieses Ziel erreichen. Umgekehrt sollte der Fehlerterm positiver gemacht werden, wenn E(xd, xs) < 0 ist; ein Schritt in Richtung (yd+1, xs+1) wird sich diesem Ziel tendenziell nähern.
Um diese Prozedur zu starten, sind zwei Anfangswerte für den Fehlerterm E erforderlich. Für einen ersten Anfangswert des Fehlerterms E sei E(0, 0) = 0, weil ohne Einbuße an Allgemeingültigkeit der ersten Quell- und Zielkoordinate als praktische Vereinbarung der Wert Null zugewiesen werden kann.
Auf der Grundlage geometrischer Überlegungen, die einen zweiten Anfangswert des Fehlerterms E betreffen, kann der Fehler der zweiten Zielkoordinate auf der Hälfte zwischen der ersten und zweiten Quellkoordinate genommen werden.
Speziell wird E(xd, xs) bei xd = 1 und xs = 1/2 betrachtet:
E(1, 1/2) = 2 * (1/2) * Xd - 2 * (1) * Xs = Xd - 2 * Xs
Ein Algorithmus für die Bilddehnung in der Programmiersprache Pascal hat die Form:

ExpandImage (Xd, Xs)

INT Xd; /*Gesamtzahl der Ziel-Bildelemente */
INT Xs; /*Gesamtzahl der Quell-Bildelemente */
BEGIN
fehler = Xd - 2 * Xs; /* Nimm Abfangsfehler */
xs = 0; /* Beginne mit erstem Quell-Bildelement */
xd = 0; /* Beginne mit erstem Ziel-Bildelement */
WHILE (xd < Xd) ; /* für alle Ziel-Bildelemente */
pixel = GetPixel(xs); /* Lese Quell-Bildelement */
PutPixel(xd, pixel); /* Schreibe Ziel-Bildelement */
IF (fehler < 0); /* Ist der Fehler negativ ? */
fehler= fehler + 2 * (Xd - Xs) ;/* Fehler positiver machen */
xs = xs + 1; /* nächstes Quell-Bildelement */
ELSE
fehler = fehler - 2 * Xs; /* Fehler negativer machen */
END IF
xd = xd + 1 /* nächstes Ziel-Bildelement */
END WHILE
END
Beachte: Das Lesen des nächsten Quell-Bildelementes muß nicht für jedes Ziel-Bildelement ausgeführt werden, weil ein Quell- Bildelement im allgemeinen mehrmals wiederverwendet werden kann.

B. Bildkontraktion

In dem Fall, wenn Xd < Xs ist, wird das Quellbild in seiner Größe reduziert, um in das Zielbild zu passen. Die Analyse der Kontraktion gleicht der der Dehnung im vorhergehenden Unterabschnitt. Zu Beginn wird ein Fehlerterm E definiert:
E(xs, xd) = 2 * xd * XS - 2 * xs * Xd.
Der Fehlerterm der Kontraktion beinhaltet eine kreuzweise Multiplikation, wie dies auch der Fehlerterm der Dehnung enthielt. Die zwei Fehlerterme unterscheiden sich jedoch darin, daß die Quell- und Zielkoordinaten und die Quell- und Zielgrößen vertauscht sind.
Bei der Bilddehnung hat das Zielbild mehr Bildelemente als die Quelle. Deshalb wurden nacheinander alle Zielkoordinaten verarbeitet und es wurden Entscheidungen darüber getroffen, ob zu der nächsten Quellkoordinate weitergegangen werden sollte. Bei der Bildkontraktion werden nacheinander alle Quellkoordinaten bearbeitet, und es wird für jede Quellkoordinate eine Entscheidung getroffen, ob zur nächsten Zielkoordinate weitergegangen werden soll.
Es ist zu beachten, daß die Bildkontraktionsoperation eine Vielzahl von Quellpunkten auf ein einzelnes Ziel-Bildelement abbildet. In einem solchen Fall können entweder einige der Quellpunkte gestrichen werden, was zu einem Informationsverlust führt, oder es kann ein zusammengefaßter Beitrag mehrerer Quell-Bildelemente in jedes Ziel-Bildelement einfließen, wie dies unten detailliert diskutiert wird.
Für jede Quellkoordinate muß entschieden werden, ob die Zielkoordinate verwendet werden soll, welche bei der unmittelbar vorhergehenden Quellkoordinate verwendet wurde oder ob zur nächstfolgenden Zielkoordinate weitergegangen werden soll. Somit muß für die nächstfolgende Quellkoordinate, xs + 1, entschieden werden, ob die Zielkoordinate xd jene Koordinate abbildet oder ob die nächstfolgende Zielkoordinate xd + 1 jene Koordinate abbildet. Diese Entscheidung wird dadurch getroffen, daß der Fehlerterm E für die zwei Fälle (xs+1, xd) und (xs+i, xd+1) untersucht wird:
Somit ergibt sich
(xs+1, xd) = 2 * xd * XS - 2 * (xs + 1) * Xd = 2 * xd * XS - 2 * xs * Xd - 2 * Xd
oder
E(xs+1, xd) = E(xs, xd) - 2 * Xd. (III)
Genauso
E(xs+1. xd+1) = 2 * (xd + 1) * XS - 2 * (xs + 1) * Xd = 2 * xd * XS - 2 * xs * Xd + 2 * Xs - 2 * Xd
oder
E(xs+1, xd+1) = E(xs, xd) + 2 * (Xs - Xd). (IV)
Erinnern wir uns, daß nach Definition Xd > 0 ist und daß für die Bildkontraktion Xs > Xd gilt, so daß Xs - Xd > 0 ist. Folglich bedeutet Ausdruck (IV), daß der Fehlerterm E(xs, xd) durch Fortschreiten in Richtung (xs+1, xd+1) positiver gemacht wird. Umgekehrt bedeutet Ausdruck (III), daß E(xs, xd) durch Fortschreiten in Richtung (xs+1, xd) negativer gemacht wird.
Analog zu dem oben diskutierten Fall der Bilddehnung kann für die zwei Anfangswerte des Fehlerterms für die Bildreduktion angenommen werden, sie seien:
E(0, 0) = 0
E(1, 1/2) = 2 * (1/2) * Xs - 2 * (1) * Xd = Xs - 2 * Xd.
Der Algorithmus der Bildkontraktion in einer Pascal-Programmiersprache hat die Form:
ReduceImage (Xs, Xd)
INT Xs; /*Gesamtzahl der Quell-Bildelemente */
INT Xd; /*Gesamtzahl der Ziel-Bildelemente */
BEGIN
fehler = Xs - 2 * Xd; /* Nimm Anfangsfehler */
xd = 0; /* Beginne mit erstem Ziel-Bildelement */
xs = 0; /* Beginne mit erstem Quell-Bildelement */
WHILE (xs < Xs) ; /* für alle Quell-Bildelemente */
pixel = GetPixel(xs); /* Lese Quell-Bildelement */
PutPixel(xd, pixel); /* Schreibe Ziel-Bildelement */
IF (fehler < 0); /* Ist der Fehler negativ ? */
fehler = fehler + 2 * (Xs - Xd) ; /* Fehler positiver machen */
xd = xd + 1; /* nächstes Ziel-Bildelement */
ELSE
fehler = fehler - 2 * Xd; /* Fehler negativer machen */
END IF
xs = s + 1 /* nächstes Quell-Bildelement */
END WHILE
END
Wie vorhergehend schon erwähnt wurde, kann im Fall der Bildkontraktion eine Vielzahl Quellpunkte auf jedes beliebige spezielle Ziel-Bildelement abgebildet werden, was einen Verlust an Informationsgehalt darstellt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten dieses Absinken des Informationsgehaltes zu behandeln. Der einfachste Lösungsansatz diese Abnahme des Informationsgehaltes zu behandeln besteht darin, sie zu ignorieren. Die oben dargestellte Prozedur repräsentiert diesen Ansatz. Folglich wird, wenn mehrere Quellpunkte auf ein einzelnes Ziel-Bildelement abgebildet werden, nur einer der Quellpunkte ausgewählt. Die anderen Quellpunkte werden gestrichen.
Ein bevorzugterer Ansatz für die Behandlung des Problems besteht darin, den Durchschnitt der Quellpunkte zu bilden, und diesen Durchschnitt in das Ziel-Bildelement zu schreiben. Konventionelle Anti-Aliasing-Techniken benutzen eine im allgemeinen gleiche Durchschnittsbildung. Ein Problem bei solch einem Ansatz mit Durchschnittsbildung besteht darin, daß eine Hardwareimplementierung teuer ist, besonders dann, wenn die Ausführung mit Videofrequenzen erfolgen muß.
Ein besonders bevorzugter Ansatz besteht darin, ein "Zittern" in die Verarbeitung der Bildzeilen einzuführen. Bis jetzt war die Verarbeitung jeder Bildzeile im wesentlichen identisch. Im besonderen deshalb, weil der Anfangsfehlerterm für jede Bildzeile identisch war, wurden bei jeder Bildzeile dieselben Quellpunkte gestrichen. Dies kann zu Artefakten führen, wie beispielsweise zum Verlust ganzer vertikaler Linien in Bildern.
Der besonders bevorzugte Ansatz besteht darin, jede Bildzeile anders als die benachbarten Zeilen zu verarbeiten. Zum Beispiel kann ein unterschiedlicher Anfangsfehlerterm für jede Bildzeile verwendet werden. In der oben diskutierten Bildkontraktionsprozedur wurde der Anfangswert für den Fehler durch Untersuchung des Fehlers bei (1, 1/2) bestimmt. Wenn die Entscheidungsschwelle an einem ersten Quellübergang zufällig abgetastet wird, findet man Anfangswerte für den Fehlerterm, welche noch ein ungefähr korrektes Bild erzeugen. Speziell kann der Fehlerterm E bei (1, r) untersucht werden, worin r eine Zufallszahl im Bereich 0 < r < 1 ist. In diesem Fall gilt:
E(1, r) = 2 * r * Xs - 2 * (1) * Xd
Der Anfangswert des Fehlerterms E wird sich zwischen -2 * Xd und 2 * (Xs - Xd) verändern und wird in dem Maß in diesem Intervall gleichverteilt sein, in dem r zwischen 0 und 1 gleichverteilt ist. Der durchschnittliche Anfangswert des Fehlerterms E wird Xs- 2 * Xd sein, welches der Anfangsfehler der ursprünglichen Bildkontraktionsprozedur war.
Wir beziehen uns jetzt auf Fig. 4. Ein hochauflösender Graphikbildschirm akzeptiert ein unmittelbar übertragenes Fernsehsignal von einer analogen Fernsehquelle. Das Fernsehsignal wird durch den digitalen Fernsehdecoder 110 decodiert und in ein digitales Helligkeits-/Farb-Y,C-Format digitalisiert. Das decodierte Fernsehsignal wird durch eine Bildfenster-Steuereinrichtung 100 verarbeitet und unter Steuerung einer Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 in den hochauflösenden Bildpuffer 102 geladen. Abschließend wird der Inhalt des Bildpuffers 102 durch eine digitale Fernseh- Farbmatriy 106 in eine rot/grün/blau-Darstellung decodiert, um auf einem Bildschirm einer hochauflösenden Anzeige 108 dargestellt zu werden. Der digitale Fernsehdecoder 110 liefert auch ein vertikales Synchronisationssignal VS, ein horizontales Synchronisationssignal HS, ein vertikales Dunkelsteuersignal VB, ein horizontales Dunkelsteuersignal HB, ein ungerade/gerade- Feldspezifikationssignal ODDFLD und ein Abtasttaktsignal SCK. Die Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 empfängt von der Bildfenster-Steuereinrichtung 100 eine Anforderung, mit dem Laden des Datenausgangssignals der Bildfenster-Steuereinrichtung 100 in den Bildpuffer 102 zu beginnen und stellt der Bildfenster-Steuereinrichtung die Koordinaten bereit, die das Graphikfenster auf dem Bildschirm spezifizieren. Die Bildfenster-Steuereinrichtung 100 und deren Schnittstelle zum Bildpuffer 102 sowie die Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 werden unten beschrieben. Der digitale Fernsehdecoder 110 und die digitale Fernseh-Farbmatrix 106, welche die Schnittstelle des Bildpuffers 102 zum Monitor 108 bilden, sind konventionelle Baugruppen und werden zur Verkürzung hier nicht detailliert diskutiert.
Wir wenden uns jetzt Fig. 5 zu. Die Bildfenster-Steuereinrichtung 100 ist so aufgebaut, daß sie digitale Helligkeits-/Earbdaten von dem digitalen Fernsehdecoder 110 empfängt, die Daten entsprechend der oben beschriebenen Bildskalierungsprozedur verarbeitet und die resultierenden Daten an den Dateneingang des Bildpuffers 102 sendet. Ein Helligkeitsdatenpfad 120 enthält ein Helligkeitswert-FIFO-Bauelement 122. Ein Farbdatenpfad 124 enthält ein Farbwert-FIFO-Bauelement 126, das mit einer Farbdaten- Registergruppe 128 verbunden ist. Das Helligkeitswert-FIFO-Bauelement 122 speichert zeitweilig die Helligkeitsdaten und das Farbwert-FIFO-Bauelement 126 und die Farbregistergruppe 128 speichern Farbdaten. Für den Fall der Bildkontraktion können die FIFO-Bauelemente 122 und 126 durch drei kommerziell verfügbare integrierte Schaltkreise mit 4-Bit-breiten, 64-tiefen FIFO-Speichereinheiten implementiert werden. Für den Fall der Bilddehnung in vertikaler Richtung kann eine größere Speicherkapazität für die FIFO-Bauelemente 122 und 126 erforderlich sein, wie dies unten diskutiert wird.
Die Eingabe-Eingänge 130, 132 und die Ausgabe-Eingänge 134, 136 der FIFO-Bauelemente 122, 126 sowie die internen Operationen der Farbwert-Registergruppe 128 werden durch eine horizontale Fenstersteuereinrichtung 138 gesteuert. Die horizontale Fenstersteuereinrichtung 138 stellt auch ein horizontales Abtastanforderungssignal HSRQ bereit, welches den horizontalen Synchronisationskoordinaten des Fernsehfensters entspricht. Eine vertikale Fenstersteuereinrichtung ist so aufgebaut, daß sie ein vertikales Abtastanforderungssignal VSRQ erzeugt, das den vertikalen Synchronisationskoordinaten des Fernsehfensters entspricht. Das horizontale Abtastanforderungssignal HSRQ und das vertikale Abtastanforderungssignal VSRQ werden durch ein Abtastanforderungsgatter 142 verknüpft, um das Abtastanforderungssignal SRQ zu erzeugen. Das Abtastanforderungssignal SRQ signalisiert der Bildpuffer-Steuereinrichtung 104, mit dem Laden der Helligkeitswert-Ausgangsdaten und Farbwert-Ausgangsdaten vom Ausgang der Bildfenster-Steuereinrichtung 100 in den Bildpuffer 102 zu beginnen.
Die Synchronisationskoordinaten des Fernsehfensters werden durch interne Zähler einer Synchronisationseinrichtung/Generators 144 definiert. Ein Ausgangssignal vertikaler-Zählwert VCNT wird dadurch erzeugt, daß die Fernsehzeilen innerhalb des Fernsehfeldes gezählt werden; das heißt, dadurch daß die horizontalen Synchronisationsimpulse HS im Bereich zwischen den vertikalen Synchronisationsimpulsen VS gezählt werden. Ein horizontaler Zählwert HCNT ist eine Anzahl von Abtasttaktperioden SCK innerhalb einer Fernsehzeile, d.h., zwischen horizontalen Synchronisationsimpulsen HS. Ein ungerades-Feld-Signal, welches nur während ungerader Fernsehzeilenfelder der Fernsehbilder aktiv ist, kann als ein oberes Bit der Fernsehzeilennummer betrachtet werden, weil seine Verknüpfung mit den vertikalen Zählwertdaten VCNT eine Fernsehzeilennummer innerhalb des Fernsehbildes liefert.
Nach dem Empfang des Abtastanforderungssignals SRQ erzeugt die Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 ein Folge von Bildpufferadressen FBAD zusammen mit drei Übernahmeimpulsen RAS, CAS, TRQE und einem Bildpuffer-Schreibfreigabesignal FBWE. Der Bildpuffer ist unter Verwendung der dynamischen-Video-RAM-Technologie aufgebaut, wie beispielsweise mit kommerziell verfügbaren integrierten Schaltkreisen mit den Handelsnamen "TMX44C251 1Mbit Video- RAM" von Teyas Instruments Incorporated of Carrolton, Teas. Eine Beschreibung der Steuersignale von dynamischen Video-RAM- integrierten-Schaltkreisen ist in den Datenblättern der Hersteller verfügbar. Die Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 liefert auch horizontale Bildpuffer-Adreßsignale HFBAD und vertikale Bildpuffer-Adreßsignale VFBAD an die horizontale Fenstersteuereinrichtung 138 und an die vertikale Fenstersteuereinrichtung 140, die als Koordinaten von Bildelementen innerhalb des Graphikfensters verwendet werden. Sie liefert ebenfalls das Bildpuffer-Schreibfreigabesignal FBWE an die horizontale Fenstersteuereinrichtung 138 zur Verwendung als Bildpuffer-Abtasttaktfrequenz.
Ein Leitrechner stellt über den Leitrechner-Daten- und Adreßbus unter Steuerung eines Leitrechner-Schreibfreigabe-Signals HWE die benötigten Steuerdaten für die Fenstersteuereinrichtung 100 und die Bildfenster-Steuereinrichtung 104 bereit. Die Decodierung der Adressen der unterschiedlichen Steuerregister und das Einstellen der verschiedenen Betriebsartenregister erfolgt durch eine Decoder/Betriebsart-Konfigurationseinheit 150, die unten diskutiert wird.
Die Decoder/Betriebsart-Konfigurationseinheit 150 ist in Fig. 6 dargestellt. Sie enthält einen Leitrechner-Adreßdecoder 151, fünf UND-Gatter 152 bis 156 und ein Schema-Laden-Betriebsart- Flip-Flop 15- und ein Zittern-Betriebsart-Flip-Flop 158. Das Schema-Laden-Betriebsart-Flip-Flop 15- erzeugt ein Schema-Laden- Betriebsart-Signal LSMOD. Wenn das Schema-Laden-Betriebsart-Signal Null ist, ist das Laden von Helligkeits-/Farbdaten in den Bildpuffer 102 gesperrt und das Laden von Bildskalierungs-Steuerschemata in einen hori zontalen-Kontrakt ions-Steuerschema-Speicher-mit-wahlfreiem-Zugriff ("RAM") 160, in einen vertikalen- Kontraktions-Steuerschema-RAM 162 und in einen Zittern-Steuer- RAM 164 ist freigegeben. Die Abtastschemata werden durch den Leitrechner entsprechend der oben dargelegten Skalierungsprozedur berechnet und während der vertikalen Dunkelsteuerintervalle in den horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160, den vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 162 und den Zittern-Steuer-RAM 164 geladen. Während der aktiven Videozeiten zwischen den vertikalen Dunkelsteuerintervallen wird das Schema-Laden-Betriebsart-Signal LSMOD durch den Leitrechner auf Eins gesetzt, was das Eintasten der Helligkeits-/Farbdaten in den Bildpuffer 102 ermöglicht. Die Signale VRTPAMWE, HORRAMWE und JITRAMWE werden als entsprechende Schreibfreigabe-Signale für die drei RAM- Speichereinheiten 160, 162 beziehungsweise 164 verwendet.
Das Zittern-Betriebsart-Flip-Flop 158 gibt mittels des Zittern- Betriebsart-Signals JITEN die Zittern-Betriebsart während des Eintastens in den Bildpuffer 102 frei oder sperrt diese. Das Sperren der Zittern-Betriebsart erlaubt es, Verarbeitungskapazität des Leitrechners zu sparen, beispielsweise im Fall sich schnell bewegender Bilder, in dem die Einführung des Zitterns weniger von Bedeutung ist als im Fall sich langsam bewegender oder statischer Bilder. Wenn die Zittern-Betriebsart nicht erforderlich ist, befindet sich der Zittern-Steuer-RAM 164 im Ruhezustand und erfordert kein Datenladen vom Leitrechner.
Eine Funktionsdarstellung eines Teils der horizontalen Fenstersteuereinrichtung 138, welche die maßstäbliche Verkleinerung oder Bildkontraktion vornimmt, wird in Fig. 7 gezeigt. Sie enthält zur Erklärung der Schnittstelle zwischen der Synchronisationsschaltung und der horizontalen Fenstersteuereinrichtung 138 auch einen Teil der Synchronisationseinrichtung/Generators 144.
Die horizontale Fenstersteuereinrichtung 138 enthält den horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160. Der horizontale-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 speichert eine Folge von Nullen und Einsen, die als horizontales Bildkontraktions-Steuerschema bezeichnet wird, um ein Helligkeits-Eingabe-Signal, bezeichnet als YFSI zu steuern, welches an den Eingabe-Steuersignal-Eingang 130 des Helligkeitswert-FIFO-Bauelementes 122 angelegt wird. Die Länge des horizontalen-Bildkontraktions-Steuerschemas entspricht der mayimalen Anzahl von Helligkeitswerten am Ausgang des digitalen Fernsehdecoders 110. Zum Beispiel ist die Länge des horizontalen-Bildkontraktions-Steuerschemas 720, wenn der digitale Fernsehdecoder 110 den digitalen Videosignalverarbeitungs-Chipsatz von Philips verwendet.
Das horizontale Bildkontraktions-Steuerschema wird durch den Leitrechner berechnet, zu Gruppen zu je 4 Bits zusammengesetzt und auf die ersten 180 Adressen des horizontalen-Kontraktions- Steuerschema-RAM's 160 geladen, wobei der erste Speicherplatz mit der Adresse 0 gekennzeichnet wird. Im Fall von NTSC oder PAL oder SECAM Fernsehstandards muß der horizontale-Kontraktions- Steuerschema-RAN 160 nicht größer sein als 256 4-Bit-Worte. Im Fall von hochaufgelösten Fernsehen, bei dem die Anzahl der Bildelemente einer aktiven Zeile zwischen 1000 und 2000 liegen kann, muß der horizontale-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 auf 512 vergrößert werden. Es ist auch zu beachten, daß, wenn die Länge des Fernsehfensters kleiner als eine aktive Fernsehzeile ist, der Beginn und das Ende der horizontalen-Skalierungs-Steuerfolge aus Nullen bestehen muß. Deshalb stellt die horizontale-Skalierungs-Steuerfolge, die in dem horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 gespeichert ist, nicht nur die Daten der Skalierungsinformation bereit sondern genauso auch die horizontale Position des Fernsehfensters bezogen auf den Fernsehbildschirm.
Während der Videoabtastung liefert ein Horizontalzähler 168 die Adressen an den Adreßeingang 170 des horizontalen-Kontraktions- Steuerschema-RAM's 160. Der Horizontalzähler 168 wird durch ein Abtasttakt-geteilt-durch-vier-Signal SCK/4 vom Ausgang 172 eines Abtasttakt-Teiler-Zählers 174 getaktet. Der Abtasttakt-Teiler- Zähler 174 dividiert das Abtasttaktsignal durch vier. Sowohl der Horizontalzähler 168 als auch der Abtasttakt-Teiler-Zähler 174 werden durch das horizontale Dunkelsteuersignal HB vom digitalen Fernsehdecoder 110 gelöscht, welches während der Zeitspanne aus ist, während derer eine horizontale Zeile aktiv ist. Als ein Ergebnis dessen beginnt der Horizontalzähler 168 unmittelbar am Anfang des aktiven Teils jeder Fernsehzeile mit dem Zählen und markiert jede Gruppe von vier Fernseh-Abtastwerten durch aufeinanderfolgende Nummern.
Wenn das horizontale-Bildkontraktions-Steuerschema in den horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 geladen oder verändert wird, sperrt das Schema-Laden-Betriebsart-Signal LSMOD, das durch den Leitrechner gesetzt wird, das HB-Signal, das über ein UND-Gatter 176 an den Zurücksetzen-Eingang des Horizontalzählers 168 angelegt wird und schaltet mittels eines Einzelleitungs-Multiplexers mit zwei Eingängen 178 den Takteingang des Horizontalzählers 168 auf ein horizontal-RAM-Schreibfreigabesignal HORRAM- WE, das von dem UND-Gatter 153 der Adreßdecoder/Betriebsart-Konfigurationseinheit 150 kommt. Die Daten von einem Datenbus des Leitrechners werden in den horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 geladen. Das horizontal-RAM-Schreibfreigabe-Signal HORRAMWE inkrementiert den Horizontalzähler 168 nach jedem Laden und stellt damit die nächste Adresse, die in dem horizontalen- Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 geladen werden soll, bereit.
Am Ende des Ladens des Schemas in den horizontalen-Kontraktions- Steuerschema-RAM 160, kann das Schema-Laden-Betriebsart-Signal LSMOD zurück auf 1 gesetzt werden, um das Abtasttakt-geteiltdurch-vier-Signal SCK/4 und das horizontale Dunkelsteuersignal HB auf den Horizontalzähler 168 zurückzuschalten.
Das Abtasttakt-geteilt-durch-vier-Signal SCK/4 vom Abtasttakt- Teiler-Zählers 174 steuert einen parallel-Laden-Freigabeeingang eines Bildkontraktions-vier-Stufen-parallele-Eingabe/serielle- Ausgabe-Schieberegisters 180 an. Das Ausgangssignal des horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM's 160 wird in das Bildkontraktions-Schieberegister 180 geladen. Die Daten werden von dem Bildkontraktions-Schieberegister 180 synchron mit dem Abtasttaktsignal SCK des digitalen Fernsehdecoders 110 herausgeschoben, wodurch eine Einzelbit-Musterfolge am seriellen-Ausgabe- Ausgang 182 des Schieberegisters 180 bereitgestellt wird.
Der serielle-Ausgabe-Ausgang 182 des Bildkontraktions-Schieberegisters 180 ist mit dem D-Eingang 183 eines horizontal-Abtastanforderungs-D-Flip-Flops 184 verbunden. Das erste "Eins"-Signal vom seriellen-Ausgabe-Ausgang 182 lädt das Flip-Flop 184. Ein "Q"-Ausgang 186 des horizontal-Abtastanforderungs-D-Flip-Flops 184 erzeugt das horizontale Abtastanforderungssignal HSRQ. Das horizontale Abtastanforderungssignal wird bis zum nächsten horizontalen Synchronisationssignal HS aktiv bleiben, was ausreichend ist, um die gesamte Fernseh-Datenfolge der aktiven Zeile in den Bildpuffer 102 zu speichern.
Wenn das Zittern-Betriebsart-Signal JITEN vom Zittern-Betriebsart-Flip-Flop 158 Null ist, so daß die Zittern-Betriebsart inaktiv ist, erscheint das Horizontalskalierungs-Bit-Signal am Ausgang eines Einzelleitungs-Multiplexers mit zwei Eingängen 190. Wenn das Horizontalskalierungs-Bit-Signal 1 ist, erzeugt ein ODER-Gatter 192 ein Helligkeitswert-Eingabe-Taktsignal YFSI, welches einen Helligkeitsdatenwert in das Helligkeitswert-FIFO- Bauelement 122 schiebt. Wenn das Horizontalskalierungs-Bit-Signal 0 ist, wird kein YFSI-Signal erzeugt, und der Helligkeitsdatenwert wird nicht in das Helligkeitswert-FIFO-Bauelement 122 geladen, anders ausgedrückt, der Helligkeitswert wird übersprungen.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der Ausgang des Multiplexers 190 ebenfalls mit einem Inkrementeingang 194 eines Bildkontraktions-3-Bit-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 verbunden. Ein oberes-Bit- Ausgangsignal 198 des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 wird in das Farbwert-Schema-Flip-Flop 200 eingetaktet. Das Ausgangssignal des Farbwert-Schema-Flip-Flops 200 steuert ein Farbwert-Steuersignal-Gatter 202, welches eine Folge von Farbwert-Eingabe-Steuersignalen CFSI für das Farbwert-FIFO-Bauelement 126 bereitstellt. Der Ausgang des Farbwert-Schema-Flip- Flops 200 ist ebenfalls mit einem Dekrementeingang 204 des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 verbunden.
Die Aufgabe des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 ist es, die Differenz zwischen der Anzahl der Helligkeitswerte und der Anzahl der Farbwerte, die in den Bildpuffer 102 geschrieben werden, zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu berechnen. Im speziellen wird der Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 196 durch jedes Abtast-Freigabebit vom serielle-Ausgabe-Ausgang 182 des Schieberegisters 180 um Eins inkrementiert, wenn der Ausgang des Farbwert-Schema-Flip-Flops 200 Null ist, so daß die Abtastung der Farbwerte gesperrt ist; der Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 196 wird dekrementiert, wenn der Ausgang des Farbwert-Schema-Flip-Flops 200 Eins ist, so daß die Abtastung der Farbwerte freigegeben ist, aber die Abtastung der HeIligkeitswerte gesperrt ist; er befindet sich im Haltezustand, wenn sowohl die Abtastung der Helligkeits- als auch der Farbwerte freigegeben oder gesperrt ist.
Die Arbeitsweise des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 ist in unten stehender Tabelle I aufgelistet: Tabelle I VORWÄRTS-/RÜCKWÄRTS-ZÄHLER-ARBEITSWEISE Inkrement-Eingang Dekrement-Eingang Operation Halten Inkrementieren Dekrementieren
Wenn die Differenz zwischen der Anzahl der Helligkeits- und Farbwerte, die in den Bildpuffer 102 geladen wurden, größer als vier ist und wenn das Abtasttakt-geteilt-durch-vier-Signal SCK/4 vom Abtasttakt-Teiler-Zähler 174 sich in einem aktiven Übergangszustand befindet, wird das obere Bit des Bildkontraktions- Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 l und der nächste Abtasttaktimpuls lädt die 1 in das Farbwert-Schema-Flip-Flop 200. Als ein Ergebnis dessen werden vier aufeinanderfolgende Farbwert-Eingabe-Steuerimpulse CFSI ausgegeben, und vier Farbdatenwerte werden, beginnend an einer vier-Horizontalwerte-Grenze, in das Farbwert-FIFO-Bauelement 126 geladen. Wenn der Übergang des Abtasttakt-geteilt-durch-vier-Signal SCK/4 nach vier Abtasttaktimpulsen erneut aktiv wird und der Ausgang des Bildkontraktions- Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 noch Eins ist, wird das Farbwert-Schema-Flip-Flop 200 Null und die nächsten vier Farbwerte werden übersprungen.
Die Verwendung des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 befreit den Leitrechner von der Aufgabe, ein Farbwert-Abtast-Kontraktions-Steuerschema zu berechnen und spart außerdem eine Speichereinheit, welche verwendet werden würde, um ein solches Farbwert-Abtast-Kontraktions-Steuerschema zu speichern.
Die Verwendung eines vier-Bit-Synchronisationsansatzes sichert die Farbwert-Datenstruktur. Die digitale Fernseh-Farbmatrix 106 muß die Anordnung der Farbwertbits erkennen. Deshalb sollten die Farbwerte an einer vier-Bit Adreßgrenze innerhalb des Bildpuffers 102 angeordnet werden. Das Laden der abgetasteten Farbwerte in das Farbwert-FIFO-Bauelement 126 in einer oben beschriebenen Weise gewährleistet eine solche modulo-vier Grenzenanordnung. Zusätzlich beginnt die horizontale Koordinate des Graphikfensters an einer vier-Bit-Grenze, weil es in einer Mehrfensterumgebung unhandlich ist, zusätzliche Informationen zu speichern, um für jedes Fenster festzulegen, wie die Farbdaten innerhalb jenes Fensters angeordnet sind. Desweiteren macht der vier-Bit- Synchronisationsansatz das Laden des horizontalen-Kontraktions- Steuerschema-RAM's 160 schneller, als wenn eine einzelne 1-Bit- Folge verwendet würde.
In Fig. 8 wird ein Zeitdiagramm für den oben beschriebenen Skalierungsmechanismus in dem speziellen Fall dargestellt, in welchem keine Skalierung eingeführt wird. Für jede Fernsehzeile werden 720 8-Bit Helligkeitswerte beziehungsweise 180 4-Bit Farbwerte in das Helligkeitswert-FIFO-Bauelement 122 und in das Farbwert-FIFO-Bauelement 126 als YOUT- und COUT-Daten geladen. Die k-te 4-Bit Farbdatenprobe werden in Fig. 8 als k,1; k,2; k,3 und k,4 durchnummeriert. Die YFSI- und CFSI-Signale sind negative Impulse. Wie in Fig. 8 dargestellt werden die COUT-Farbdaten mit vier Abtasttaktperioden Verzögerung in das Farbwert-FIFO- Bauelement 126 geschrieben. Eine solche Verzögerung ist kein Problem, weil der Bildpuffer 102 die Daten vom Ausgang des FIFO- Bauelementes liest und somit die Verzögerung eliminiert wird.
In Fig. 9 wird ein Zeitdiagramm für den Mechanismus der maßstäblichen Verkleinerung oder der Bildkontraktion entsprechend eines willkürlichen horizontalen Bildkontraktions-Steuerschemas dargestellt. Fig. 9 zeigt im besonderen wie die COUT-Farbwerte bezüglich der YOUT-Helligkeitswerte verteilt sind.
Es ist zu beachten, daß, wenn ein 4:2:2 Formatverhältnis verwendet wurde, der Mechanismus einfach modifiziert werden kann, um die Abtastung der Farbwerte an modulo-zwei Wertgrenzen anstatt modulo-vier Wertgrenzen bereitzustellen. Wenn ein anderes bekanntes Format, bezeichnet mit 4:4:4, verwendet worden ist, für das kein Farbdaten-Zeitmultiplexen eingeführt wird, sollte der Teil der Skalierungsschaltung, welcher die Farbwerte verarbeitet, nicht verwendet werden. In einem solchen Fall können die Helligkeits-Eingabe-Steuersignale YFSI sowohl für die Heiligkeitsdaten als auch für die Farbdaten verwendet werden.
Eine Schaltung für die horizontale Fenstersteuereinrichtung 138, welche die maßstäbliche Vergrößerung in horizontaler Richtung ausführt, d.h. die Bilddehnung in der horizontalen Richtung, ist in Fig. 10 dargestellt. Ein Teil der Bildpuffer-Steuereinrichtung 104 ist ebenfalls in Fig. 10 dargestellt, um die Schnittstelle mit der Bildfenster-Steuereinrichtung 100 zu illustrieren.
Die Schaltung von Fig. 10 gleicht der oben in Verbindung mit Fig. 7 diskutierten Bildkontraktionsschaltung. Um dieselben Daten wiederholt in den Bildpuffer zu schreiben, werden Ausgabeimpulse der FIFO-Bauelemente übersprungen, was eine Bilddehnung bewirkt. Die Bildkontraktionsschaltung von Fig. 7 und die Bilddehnungsschaltung von Fig. 10 können parallel arbeiten, wie dies im folgenden Abschnitt erklärt wird.
Das horizontale Bildkontraktions-Steuerschema, das in dem horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 gespeichert ist, definiert auch im Fall der Bilddehnung den Ort des Fernsehfensters, wie es dies im Fall der Bildkontraktion getan hat, das Schema besteht jedoch aus aufeinanderfolgenden Einsen ohne Nullen, die dem Bildbereich des Fensters entsprechen. Somit bewirkt das horizontale Bildkontraktions-Steuerschema kein beliebiges Überspringen von Daten innerhalb der horizontalen Grenzen des Fensters.
Ein horizontales Bilddehnungs-Steuerschema von Einsen und Nullen, worin Nullen einem Kopieren des Wertes entsprechen, wird in dem horizontalen-Dehnungs-Steuerschema-RAM 220 gespeichert. Die Anzahl 4-Bit-Worte, die in dem horizontalen-Dehnungs-Steuerschema-RAM 220 gespeichert werden können, entspricht der horizontalen Größe des Graphikbildes. Im speziellen ist sie größer oder gleich der Anzahl der Bildelemente einer horizontalen Zeile eines hochauflösenden Bildschirms geteilt durch vier.
Ein Adreßeingang des horizontalen-Dehnungs-Steuerschema-RAM's 220 wird durch ein Ausgangssignal eines Bildpuffer-Horizontaladressenzählers 222 angesteuert. Der Bildpuffer-Horizontaladressenzähler 222 verwendet ein Bildpuffer-Schreibfreigabesignalgeteilt-durch-vier FBWE/4 vom Ausgang eines Bildpuffer-Schreibfreigabezählers 230. Das Bildpuffer-Schreibfreigabesignal FBWE wird vom Bildpufferzähler 104 während des Abtastanforderungssignals SRQ auf den Takteingang des Bildpuffer-Schreibfreigabezählers 230 gegeben. Die Zahl im Bildpuffer-Horizontaladressenzähler 222 entspricht einer Koordinate des in den Bildpuffer zu schreibenden Wortes. Die linke Koordinate, welche den Anfang eines Graphikfensters definiert, wird am Anfang jeder Fernsehzeile durch das horizontale Dunkelsteuersignal HB, das mit einem Laden/Zählen-Eingang 224 des Adreßzählers verbunden ist, aus einem Bildpuffer-horizontale-Startadresse-Register 226 in den Bildpuffer-Horizontaladressenzähler 222 geladen. Der Ladevorgang des horizontalen-Dehnungs-Steuerschema-RAM's 220 ist dem Laden des horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM's, das oben diskutiert worden ist, im wesentlichen identisch und wird zur Verkürzung der Darstellung nicht weiter erklärt.
Das Ausgangssignal des horizontalen-Dehnungs-Steuerschema-RAM's 220 wird in ein Bilddehnungs-vier-Stufen-parallele-Eingabe/serielle-Ausgabe-Schieberegister 228 geladen. Der Takt des Bildpuffer-Horizontaladressenzählers 222 und ein Freigabesignal für das parallele Laden des Bilddehnungs-Schieberegisters 228 werden aus dem Ausgangssignal des Bildpuffer-Schreibfreigabe-Teiler- Zählers 230 abgeleitet. Der Bildpuffer-Schreibfreigabe-Teiler- Zähler 230 teilt das Bildpuffer-Schreibfreigabesignal FBWE durch vier. Der Bildpuffer-Schreibfreigabe-Teiler-Zähler 230 stellt eine Funktion bereit, die der des Abtasttakt-Teiler-Zählers 174 von Fig. 7 gleicht.
Das höchstwertige seriell ausgegebene Bit des serielle-Ausgabe- Ausgangs des Schieberegisters 228 gibt die Helligkeitswert-Ausgabe-Steuerimpulse YFSO und die Farbwert-Ausgabe-Steuerimpulse CFSO frei, indem das Bildpuffer-Schreibfreigabesignal FBWE über ein ODER-Gatter 232 geschaltet wird. Das serielle Ausgangssignal wird ebenfalls durch einen Bilddehnungs-Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 234 gezählt, welcher nachfolgend den D-Eingang eines Bilddehnungs-Farbwert-Schema-Flip-Flops 236 ansteuert. Das Farbwert- Schema-Flip-Flop 236 empfängt die Daten synchron mit einem aktiven Übergang des Ausgangssignals des Bildpuffer-Schreibfreigabezählers 230.
Die Funktionen des Bilddehnungs-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 234 und des Bilddehnungs-Farbwert-Schema-Flip-Flops 236 gleichen sehr stark denen des Bildkontraktions-Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 und des Bildkontraktions-Farbwert-Schema-Flip-Flops 200. Es besteht jedoch ein Unterschied darin, daß ein Ausgangssignal des Bilddehnungs-Farbwert-Schema-Flip-Flops 236, ein Signal bezeichnet als CRFSW, die Farbwert-Registergruppe 128 ansteuert, die unten diskutiert wird.
Wir beziehen uns jetzt auf die Fig. 5 und 11. Die Farbwert-Registergruppe 128 enthält eine Registergruppe 250, welche die vier Farbwerte CFOUT speichert, die zuletzt im Bildpuffer gespeichert waren. Wenn das CRFSW-Signal vom Bilddehnungs-Farbwert-Schema- Flip-Flop 236 Eins ist, wird das Ausgangssignal des Farbwert- FIFO-Bauelementes 126 durch einen Registergruppe-Eingangsmultiplexer 252 und einen Registergruppe-Ausgangsmultiplexer 254 direkt auf den Bildpuffer 102 geschaltet. Wenn das CRFSW-Signal vom Bilddehnungs-Farbwert-Schema-Flip-Flop 236 Null wird, was bedeutet, daß die Farbdaten kopiert werden müssen, wird das Ausgangssignal der Registergruppe 250 über den Registergruppe-Ausgangsmultiplexer 254 in den Bildpuffer 102 und gleichzeitig über den Registergruppe-Eingangsmultiplexer 252 zurück in die Registergruppe geladen. Die vier letzten Farbwerte werden solange in den Bildpuffer 102 kopiert werden, solange das CRFSW-Signal auf Null verharrt.
Wenn ein Zittern in den horizontalen Abtastprozeß eingeführt werden soll, ist ein spezielles Nachschlageverfahren, das dem Ansatz der Verwendung eines horizontalen-Bildskalierungs-Steuerschema-RAM's gleicht, möglich aber nicht günstig, da es einen großen RAM erfordert, um unterschiedliche Schemata für alle Fernsehzeilen zu speichern. Grundsätzlich müßte ein solcher RAM groß genug sein, um ein Ein-Bit-Bildschema für den gesamten Bildschirm in der Auflösung des Fernsehbildes zu speichern. Um das Bildschema zu laden, würde auch mehr Zeit benötigt werden, als in der vertikalen Dunkelsteuerperiode zur Verfügung steht.
Ein praktischerer Ansatz besteht darin, einen Hardware-Vektorgenerator zur Berechnung des gewünschten Schemas zu verwenden. Der Vektorgenerator kann im wesentlichen eine beliebige bekannte Vektorzeichentechnik benutzen. Die Bresenham-Linien-Zeichenprozedur wird besonders bevorzugt. Der Vektorgenerator sollte schnell genug sein, um mit der Geschwindigkeit des Abtasttaktes zu arbeiten. Konventionelle Hochgeschwindigkeits-Vektorgeneratoren, welche häufig Teile der Hardware einer Graphiksteuereinrichtung sind, können zu diesem Zweck verwendet werden.
Das Blockschaltbild der Zittern-Steuerschaltung wird in Fig. 12 dargestellt. Die Schaltung enthält einen Bresenham-Vektorgenerator 260 mit ladbaren Anfangsfehlerdaten. Die Anfangsfehlerdaten sind den variablen Entscheidungsdaten äquivalent, die in der sich auf die Bresenhamprozedur beziehenden publizierten Literatur beschrieben werden. Die Anfangsfehlerdaten werden mit jeder neuen Zeile durch ein horizontales Synchronisationssignal vom Ausgang eines 256 mal 10-Bit Anfangsfehler-Wertespeichers 264 in ein Anfangsfehlerregister 262 geladen. Ein Adreßeingang 266 des Anfangsfehler-Wertespeichers 264 wird durch ein Zähl-Ausgangssignal eines vertikalen Fernsehzeilenzählers der Synchronisationseinrichtung/Generator 144 gespeist. Die Anfangsfehler-Datenwerte können vom Leitrechner in einer Weise in den Anfangsfehler-Wertespeicher 264 geladen werden, wie sie bereits oben beschrieben wurde.
Der Vektorzeichenprozeß wird durch ein horizontales Abtastanforderungssignal freigegeben. Ein Ausgangssignal VGOUT des Vektorgenerators, welches normalerweise während des Zeichnens des Vektors als ein Signal zum Inkrementieren der Bildpufferadresse verwendet wird, wird anstatt des Signals vom Bildkontraktions- Schieberegister 180, das in Fig. 7 gezeigt wird, als Schemabit verwendet. Das Zittern-Betriebsart-Freigabesignal JITEN steuert den Multiplexer 190 der Fenstersteuerschaltung von Fig. 7 an, um das Ausgangssignal VGOUT des Vektorgenerators 260 mit dem ODER- Gatter 192 und dem Inkrementeingang 194 des Bildkontraktions- Vorwärts-/Rückwärts-Zählers 196 zu verbinden.
Die vertikale Fenstersteuerschaltung 140 zur maßstäblichen Verkleinerung eines Fernsehbildes in vertikaler Richtung wird in Fig. 13 dargestellt. Die vertikale Fenstersteuerschaltung sperrt ein vertikales Abtastanforderungssignal für die Zeilen, die nicht abgetastet werden sollen.
Ein vertikales-Bildkontraktions-Steuermuster wird in einen 256 4-Bit-Worte vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 300 gespeichert, welcher die vertikalen Koordinaten des abzutastenden Fernsehfensters sowie das Muster der zu überspringenden Zeilen bereitstellt. Die Adresse für den vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 300 wird durch den vertikalen-Fernsehzeilenzähler 302 geliefert, welcher ein Teil der Synchronisationseinrichtung/Generator 144 ist. Der vertikale-Fernsehzeilenzähler 302 ist ein neun-Bit Binärzähler, der in zwei Stufen unterteilt ist: eine niederwertigstes-Bit-Stufe 304 und eine obere-acht-Bit-Stufe 306. Die Ausgangsdaten des vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM's 300 speisen Eingänge eines vertikale-Bildkontraktion-Multiplexers 305, der ein Bit breit ist und vier Eingänge besitzt. Das Ausgangssignal des vertikalen Bildkontraktion-Multipleyers 305 gibt ein vertikales Abtastanforderungssignal VSRQ frei.
Während des Ladebetriebs, der dadurch definiert ist, daß das Schema-Laden-Betriebsart-Signal LSMOD vom Schema-Laden-Betriebsart-Flip-Flop 157 Null ist, trennt ein Taktauswahl-Multiplexer 307 das horizontale Synchronisationssignal HS vom Takteingang der oberen Stufe 306 des vertikale-Fernsehzeilenzählers 302 und schaltet stattdessen ein vertikal-RAM-Schreibfreigabesignal VBAMWE darauf. Das vertikale Synchronisationssignal VS wird durch den Betrieb eines Zurücksetzen-Freigeben-UND-Gatters 308 ebenfalls vom Zurücksetzen-Eingang der oberen Stufe 306 getrennt. Als ein Ergebnis dessen inkrementiert das vertikal-RAM- Schreibfreigabesignal nur die oberen 8 Bits der vertikalen Fernsehzeilenzählung, was es gestattet, daß während vertikaler Dunkelsteuerintervalle Daten vom Leitrechner in den vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 300 in einer Weise geladen werden, die dem Laden der Daten in den horizontalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 160 gleicht.
Während der Abtast-Betriebsart, wenn das Schema-Laden-Betriebsart-Signal LSMOD gleich Eins ist, schaltet der Taktauswahl-Multiplexer 307 das Ausgangssignal der Stufe des niederwertigsten Bits 304, in einem Taktfreigabe-UND-Gatter 310 mit dem horizontalen Synchronisationssignal verknüpft, auf einen Takteingang der oberen Stufe 306 des vertikalen Fernsehzeilenzählers 302. Als ein Ergebnis dessen wird jeder Speicherplatz des vertikalen- Kontraktions-Steuerschema-RAM's 300 während der Abtastung zweimal wiederholt benutzt. Folglich kann das vertikale Bildkontraktions-Steuerschema geladen werden, als ob die Pernsehzeilenfolge keinen Zeilensprung aufweisen würde, so daß ein Programmierer die Zeilensprünge nicht beachten muß, wenn er das vertikale Bildkontraktions-Steuerschema entsprechend der aufeinanderfolgenden Rasterzeilennummern berechnet. Das Schema wird jedoch vom Ausgang des vertikalen Bildkontraktions-Multiplexers 305 entsprechend dem Zeilensprungprinzip des Fernsehrasters gelesen. Aus diesem Grund sind die Steuereingänge des Multiplexers 305 mit dem ODDFLD-Signal des digitalen Fernsehdecoders 110 und mit dem Ausgang der Stufe des niederwertigsten Bits 304 des vertikalen Fernsehzeilenzählers 302 verbunden.
In dem Diagramm von Fig. 14 zeigt ein oberer Teil der Darstellung ein willkürliches vertikales Bildkontraktions-Steuerschema mit der Bezeichnung "Schema der zu überspringenden Zeilen", welches in dem vertikalen-Kontraktions-Steuerschema-RAM 300 gespeichert ist, und eine untere Hälfte zeigt die Wiederherstellung des Schemas während des Abtastprozesses. Durch das ODDFLD-Signal, das, wie in Fig. 14 dargestellt, negativ oder positiv ist, werden zwei Fernsehfelder GERADESFELD und UNGERADESFELD angezeigt. Die Datenfolge der vertikalen Fernsehzeilenzählung während der Abtastung ergibt das Auslesen der Speicherplatznummern des geraden Schemas 0, 2, 4, ... während des geraden Feldes und der Speicherplatznummern des ungeraden Schemas 1, 3, 5, ... während des ungeraden Feldes.
Die vertikale Abtaststeuerung kann in dem Fall, wenn das Skalierungsverhältnis größer als Eins ist, nicht dem Ansatz der horizontalen Bilddehnung gleichen. Es soll angenommen werden, daß die Bildpufferadresse aus dem Grund manipuliert ist, daß die gespeicherten Daten gemäß dem vertikalen Bilddehnungs-Steuerschema wiederholt werden. Ein Problem besteht darin, daß es erforderlich wäre mehrere Zeilendatenspeicher zu haben, um die eingehenden Fernsehdaten für die Wiederholung zu speichern, weil es keine Möglichkeit gibt, das Fernsehsignal für die Zeit einzufrieren, in der der Zeilenabtastprozeß wiederholt werden soll. Im Extremfall müßte ein FIFO-Bauelement in der Lage sein alle Fernsehdaten mit Ausnahme einer Zeile zu speichern.
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, ein zweites Portregister für gestreute Speicherübertragungen für dynamische Video-RAM's zu verwenden. Eine solche Betriebsart ist in verschiedenen Video-RAM-Chiptechnologien enthalten, wie beispielsweise bei den Zwei-Port-Video-RAM's von Texas Instruments. Die Prozedur besteht darin, die unmittelbar in das serielle Port des Bildpuffers 102 eingetastete Zeile zu lesen und diese dann so viele Male in das wahlfreihe Port zu schreiben, wie dies auf Grund der Wiederholungsanforderungen, die durch das vertikale Bilddehnungs-Steuerschema vorgegeben werden, erforderlich ist.
Ein solches Verfahren erfordert eine spezialisierte Steuerung der Video-Auffrischadresse, weil solche Übertragungszyklen nur dann zugelassen werden dürfen, wenn ein sequentielles Port verfügbar ist, zum Beispiel während eines Dunkelsteuerintervalles des hochauflösenden Graphikbildschirms. Somit sollte, wenn eine Zeile wiederholt werden soll, diese in den Bildpuffer eingelesen werden, zum Beispiel auf Adresse 0, dann sollte, wenn ein sequentielles Port nicht verfügbar ist, die nächste Zeile auf die Bildpufferadresse 3 eingelesen werden, bis das Dunkelsteuersignal des hochauflösenden Bildschirms aktiv wird. Dann sollte das Laden der aktuellen Fernsehzeile unterbrochen werden, die Zeile von Adresse 0 sollte in das zweite Port geschrieben werden, dann sollte das zweite Port auf die Operationsspeicheradresse 2 geladen werden und dann sollte die Speicheradresse wieder 3 werden, und die Abtastbetriebsart kann wiederhergestellt werden.
Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es fordert, daß das Graphikfenster durch den ganzen Graphikbildschirm gebildet wird. Aus der Sicht der Praxis wird in dem häufigsten Fall, wenn die Vergrößerung eines niedrig aufgelösten Fernsehbildes auf die volle Größe eines hochauflösenden Bildschirms gefordert wird, der gesamte Graphikbildschirm einbezogen. Die wichtigsten Anwendungen in Mehrfensterumgebungen erfordern typischerweise nur die maßstäbliche Verkleinerung.

Claims

1. Digitale Fernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstelle zum Empfangen digital codierter Helligkeitswerte und Farbwerte, die ein unmittelbar übertragenes Farbfernsehsignal von einem digitalen Fernsehdecoder mit einer vorgegebenen ersten Anzahl Fernsehzeilen pro Bild und einer zweiten Anzahl HeIligkeitswerte pro Fernsehzeile repräsentieren; und zum Speichern ausgewählter Helligkeits- und Farbwerte auf vorgegebenen Speicherplätzen innerhalb eines Bildpuffers zur Anzeige innerhalb eines Fensterbildes auf einem Graphikbildschirm, wobei das Fensterbild eine dritte Anzahl Bildelementzeilen und eine vierte Anzahl Bildelemente pro Zeile besitzt, wobei sich die dritte Anzahl Bildelementzeilen des Fensterbildes von der ersten Anzahl Fernsehzeilen pro Bild unterscheidet und sich die vierte Anzahl Bildelemente pro Zeile von der zweiten Anzahl Helligkeitswerte pro Fernsehzeile unterscheidet, und wobei die Schnittstelle umfaßt:

(a) ein Helligkeitswert-FIFO-Bauelement (122), das mit einem Helligkeitswert-Ausgang des digitalen Fernsehdecoders (110) verbunden ist, um die von dem digitalen Fernsehdecoder kommenden, ausgewählten Helligkeitswerte zu speichern und das weiter mit einem Helligkeitswert-Eingang des Bildpuffers des Graphikbildschirms verbunden ist;

(b) ein Farbwert-FIFO-Bauelement (126), das mit einem Farbwert-Ausgang des digitalen Fernsehdecoders (110) verbunden ist, um die Farbwerte von dem digitalen Fernsehdecoder zu empfangen und das weiter mit einem Farbwert-Eingang des Bildpuffers des Graphikbildschirms verbunden ist;

(c) horizontale Fenstersteuerungsmittel (138), die mit den Steuereingangsmitteln des Helligkeitswert-FIFO-Bauelementes (122) und mit den Steuereingangsmitteln des Farbwert-FIFO-Bauelementes (126) verbunden sind, um das Speichern der einzelnen Helligkeitswerte in dem Helligkeits-FIFO-Bauelement gesteuert freizugeben, um das Lesen der einzelnen Helligkeitswerte aus dem Helligkeitswert-FIFO-Bauelement (122) gesteuert freizugeben, um das Speichern der einzelnen Farbwerte in dem Farbwert-FIFO-Bauelementes (126) gesteuert freizugeben und um das Lesen der einzelnen Farbwerte aus dem Farbwert-FIFO-Bauelementes gesteuert freizugeben, wobei die horizontalen Fenstersteuerungsmittel (138) einen horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher zum Speichern eines binären horizontalen Bildkontraktions-Steuerschemas enthalten und die Anzahl der Bits in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema mindestens so groß ist wie die zweite Anzahl Helligkeitswerte in einer Fernsehzeile;

(d) vertikale Fenstersteuerungsmittel (140) zum gesteuerten Freigeben des Speicherns von Abtastwerten einzelner Fernsehzeilen, wobei die vertikalen Fenstersteuerungsmittel einen vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher zum Speichern eines binären vertikalen Bildkontraktions-Steuerschemas enthalten und die Anzahl der Bits in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema mindestens so groß ist, wie die erste Anzahl der Fernsehzeilen;

(e) Berechnungsmittel, die mit den horizontalen Fenstersteuerungsmitteln (138) und mit den vertikalen Fenstersteuerungsmitteln verbunden sind, um ein horizontales Bildkontraktions-Steuerschema zum Speichern in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher der horizontalen Fenstersteuerungsmittel zu erzeugen und um ein vertikales Bildkontraktions-Steuerschema zum Speichern in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher der vertikalen Fenstersteuerungsmittel zu erzeugen.

2. Digitale Fernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstelle nach Anspruch 1, worin

die horizontale Fenstersteuereinrichtung (138) so ausgelegt ist, daß sie das Speichern entsprechender einzelner Heiligkeits- und Farbwerte in dem Helligkeitswert- beziehungsweise Farbwert-FIFO-Bauelement gemäß dem Zustand der entsprechenden einzelnen Bits in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema, das in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher gespeichert ist, freigibt oder sperrt.

3. Digitale Fernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, worin

die vertikalen Fenstersteuerungsmittel (140) so ausgelegt sind, daß sie das Speichern von Abtastwerten einzelner Fernsehzeilen gemäß dem Zustand der entsprechenden einzelnen Bits in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema, das in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher gespeichert ist, freigeben oder sperren.

4. Digitale Fernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin

die Berechnungsmittel so ausgelegt sind, daß sie die horizontalen und vertikalen Bildkontraktions-Steuerschemata unabhängig voneinander berechnen, indem ein Kreuz-Multiplikations-Fehlerterm schrittweise in Richtung Null verändert wird, wobei sich ein Anfangs-Fehlerterm von Schema zu Schema verändert, um eine Veränderung der Schemata einzuführen.

5. Digitale Fernseh-/Graphikbildschirm-Schnittstellenschaltung zum Empfangen digital codierter Helligkeitswerte und Farbwerte, die ein unmittelbar übertragenes Farbfernsehbild von einem digitalen Fernsehdecoder mit einer vorgegebenen Zeilen-pro-Bild-Anzahl von Fernsehzeilen pro Bild und einer vorgegebenen Punkte-pro-Zeilen-Anzahl von Helligkeitswerten pro entsprechend langer Fernsehzeile repräsentieren; und zum Übertragen ausgewählter Helligkeits- und Farbwerte in einen Bildpuffer zum Speichern auf Speicherplätzen eines Ziel-Fensterbereiches, wobei die Speicherplätze einem Ziel- Fensterbereich auf einem Graphikbildschirm zugeordnet sind; und zur Anzeige eines Quell-Fensterabschnittes des unmittelbar übertragenen Farbfernsehbildes in dem Ziel-Fensterbereich des Graphikbildschirms, wobei der Ziel-Fensterbereich eine wählbare Ziel-Fensterhöhe-Bildelement-Zeilenzahl und eine wählbare Ziel-Fensterbreite-Bildelementanzahl-pro- Zeile besitzt, wobei der Quell-Fensterabschnitt des Farbfernsehbildes eine wählbare Quell-Fensterhöhe-Fernsehzeilenzahl im Quell-Fensterabschnitt und eine Quell-Fensterbreite-Helligkeitswerteanzahl-pro-Fernsehzeile im Quell- Fensterabschnitt besitzt, wobei sich die Ziel-Fensterhöhe- Bildelement-Zeilenzahl im Ziel-Fensterbereich von der Quell-Fensterhöhe-Fernsehzeilenzahl im Quell-Zielabschnitt unterscheidet und sich die Ziel-Fensterbreite-Bildelementanzahl-pro-Zeile im Ziel-Fensterbereich von der Anzahl der Helligkeitswerte pro Fernsehzeile im Quell-Fensterabschnitt unterscheidet; und wobei die Schnittstellenschaltung um-

(a) ein Helligkeitswert-FIFO-Bauelement (122), das einen Helligkeitswert-Eingang, einen Helligkeitswert-Ausgang, einen Helligkeitswert-Eingabe-Steuersignal-Eingang und einen Helligkeitswert-Ausgabe-Steuersignal- Ausgang besitzt, wobei der Helligkeitswert-Eingang des Helligkeitswert-FIFO-Bauelementes mit dem Helligkeitswert-Ausgang des digitalen Fernsehdecoders verbunden werden kann, um ausgewählte Helligkeitswerte, die von dem digitalen Fernsehdecoder empfangen werden, in Abhängigkeit von Eingabe-Steuersignalen, die an den Helligkeitswert-Eingabe-Steuersignal-Eingang angelegt werden, gesteuert einzulesen und wobei der Heiligkeitswert-Ausgang mit einen Helligkeitswert-Eingang des Bildpuffers des Graphikbildschirm verbunden werden kann, um Helligkeitswerte, in Abhängigkeit von Ausgabe-Steuersignalen, die an den Helligkeitswert-Ausgabe- Steuersignal-Eingang angelegt werden, gesteuert aus zugeben und zum Bildpuffer zu übertragen;

(b) ein Farbwert-FIFO-Bauelement (126), das einen Farbartwert-Eingang, einen Farbwert-Ausgang, einen Farbwert- Eingabe-Steuersignal-Eingang und einen Farbwert-Ausgabe-Steuersignal-Eingang besitzt, wobei der Farbwert- Eingang des Farbwert-FIFO-Bauelementes mit einem Farbwert-Ausgang des digitalen Fernsehdecoders verbunden werden kann, um von dem digitalen Fernsehdecoder empfangene Farbwerte in Abhängigkeit von Farbwert-Eingabe-Steuersignalen, die an den Farbwert-Eingabe-Steuersignal-Eingang angelegt werden, gesteuert einzulesen und wobei der Farbwert-Ausgang mit einem Farbwert-Eingang des Bildpuffers des Graphikbildschirms verbunden werden kann, um Farbwerte in Abhängigkeit von Farbwert-Ausgabe-Steuersignaien, die an den Farbwert-Ausgabe-Steuersignal-Eingang angelegt werden, gesteuert aus zugeben und zum Bildpuffer zu übertragen;

(c) horizontale Fenstersteuerungsmittel (138), die mit dem Helligkeitswert-Eingabe-Steuersignal-Eingang und dem Helligkeitswert-Ausgabe-Steuersignal-Eingang des HeIligkeitswert-FIFO-Bauelementes und mit dem Farbwert- Eingabe-Steuersignal-Eingang und dem Parbwert-Ausgabe- Steuersignal-Eingang des Farbwert-FIFO-Bauelementes verbunden sind, um die Eingabe und Ausgabe von einzelnen Helligkeitswerten in und aus dem Helligkeitswert- FIFO-Bauelement gesteuert freizugeben und um die Eingabe und Ausgabe von einzelnen Farbwerten in und aus dem Farbwert-FIFO-Bauelement gesteuert freizugeben, wobei die horizontalen Fenstersteuerungsmittel einen horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher zum Speichern eines binären horizontalen Bildkontraktions-Steuerschemas enthalten und die Anzahl der Bits in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema mindestens so groß ist wie die Werte-pro-Zeilen-Anzahl der Helligkeitswerte innerhalb einer Fernsehzeile und wobei die horizontalen Fenstersteuerungsmittel so ausgelegt sind, daß sie das Einlesen entsprechender einzelner Helligkeits- und Farbwerte aus einer Fernsehzeile in das Helligkeitswert-FIFO-Bauelement beziehungsweise in das Farbwert-FIFO-Bauelement gemäß dem Zustand der entsprechenden einzelnen Bits in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema, das in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher gespeichert ist, freigeben oder sperren;

(d) vertikale Fenstersteuerungsmittel (140) zum gesteuerten Freigeben oder Sperren des Ladens von Helligkeitsund Farbwerten aus einzelnen Fernsehzeilen in den Bildpuffer, wobei die vertikalen Fenstersteuerungsmittel einen vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema- Speicher zum Speichern eines binären vertikalen Bildkontraktions-Steuerschemas enthalten und die Anzahl der Bits in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema mindestens so groß ist wie die Zeilen-pro-Bild- Anzahl der Fernsehzeilen und wobei die vertikalen Fenstersteuerungsmittel so ausgelegt sind, daß sie das Speichern der Abtastwerte einzelner Fernsehzeilen gemäß dem Zustand der entsprechenden einzelnen Bits in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema, das in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher gespeichert ist, freigeben oder sperren; und

(e) Berechnungsmittel, die mit den horizontalen Fenstersteuerungsmitteln und den vertikalen Fenstersteuerungsmitteln verbunden sind, um horizontale Bildkontraktions-Steuerschemata zum Speichern in dem horizontalen Bildkontraktions-Steuerschema-Speicher der horizontalen Fenstersteuerungsmittel zu erzeugen und um vertikale Bildkontraktions-Steuerschemata zum Speichern in dem vertikalen Bildkontraktions-Steuerschema- Speicher der vertikalen Fenstersteuerungsmittel zu erzeugen, wobei die Berechnungsmittel so ausgelegt sind, daß jedes der horizontalen und vertikalen Bildkontraktions-Steuerschemata durch eine Computergraphik-Vektor-Zeichenprozedur berechnet wird.

6. Schnittstellenschaltung gemäß Anspruch 5, worin die Computergraphik-Vektor-Zeichenprozedur das schrittweise Annähern eines Kreuz-Multiplikations-Fehlerterms an Null enthält.

7. Schnittstellenschaltung gemäß Anspruch 5, worin die Computergraphik-Vektor-Zeichenprozedur eine Bresenham-Vektor- Zeichenprozedur ist.

8. Schnittstellenschaltung gemäß Anspruch 5, worin die Computergraphik-Vektor-Zeichenprozedur das Verändern eines Anfangsterms von Schema zu Schema enthält, um eine Veränderung der Schemata herbeizuführen.