EP1512282A1 - Verfahren und vorrichtung zum darstellen eines digitalisierten bildes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum darstellen eines digitalisierten bildes

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EP1512282A1
EP1512282A1 EP03759822A EP03759822A EP1512282A1 EP 1512282 A1 EP1512282 A1 EP 1512282A1 EP 03759822 A EP03759822 A EP 03759822A EP 03759822 A EP03759822 A EP 03759822A EP 1512282 A1 EP1512282 A1 EP 1512282A1
Authority
EP
European Patent Office
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image
digitized
points
digitized image
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03759822A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul-Friedrich Von Hase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Technology Solutions GmbH
Original Assignee
Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Technology Solutions GmbH filed Critical Fujitsu Technology Solutions GmbH
Publication of EP1512282A1 publication Critical patent/EP1512282A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
    • H04N7/0117—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal
    • H04N7/0122—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal the input and the output signals having different aspect ratios
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for displaying a digitized image.
  • DVDs digital virtual disc
  • This storage medium for feature films is intended to replace the VHS video tapes, which is still the most widely used medium in the future.
  • DVDs have the advantage that the mechanical load is not so great, so that the playback quality is not impaired even with frequent playback, and in addition to higher image quality, there are other advantages such as sound in several languages and additional effects.
  • the video image on a DVD is composed of a large number of pixels with corresponding image information. The resolution is 720 pixels in the horizontal direction and 576 pixels in the vertical direction.
  • the typical digitized image recorded on a DVD is divided into 720 columns and 576 lines.
  • Usual DVD players offer three different playback formats. Firstly 16: 9, secondly 4: 3 (full screen / pan and scan) and thirdly 4: 3 (letterbox).
  • the 16: 9 format is intended for display on wide-format televisions that have an aspect ratio of 16: 9.
  • the digitized image stored on the DVD is scanned unchanged and fed to the television as an analog video signal, for example via the so-called "scart connection".
  • the 16: 9 television set now has more or less pronounced black picture edges above or below the displayed picture.
  • the black image strip above and below the image is correspondingly wider on a 16: 9 television set.
  • the recorded image is shown full-screen on the television as a so-called "full screen”. Because of the very different aspect ratio of the screen compared to the aspect ratio of the feature film to be displayed, the image is distorted, so that stretching in the vertical direction is perceptible.
  • the 4: 3 (pen and scan) playback method is offered. For this purpose, a 4: 3 section is selected from the actual picture format and carried along with the main plot of the film. Since this is very complex and has to be stored on the DVD as additional information, such information is only available in a few feature films.
  • the invention is based on the object of using a simple means to display a broadband image with as little distortion as possible on an analog display device over the full area. This object is achieved with the measures specified in claim 1.
  • image information that is to be displayed is shortened in the horizontal direction and is stretched across the entire display device width in the horizontal direction by the display means that vertical expansion of the broadband image is avoided despite full-screen display.
  • Figure 1 shows an embodiment of the image display according to the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of an apparatus for performing the method according to the invention
  • FIG. 1 shows an image of a digitized image broken down into pixels P, which is provided for this purpose by means of an image feed device.
  • a normalized length B 1
  • This image is said to be in a format customary for DVD applications.
  • This means that the image is divided into 720 columns in the horizontal direction and 576 lines in the vertical direction, with a respective pixel lying at the intersection of rows and columns.
  • the pixels can thus be defined in the horizontal direction by their coordinates. That means the columns can be numbered from left to right as A0 to AM and the rows from top to bottom as B0 to BN. Accordingly, the first point is in the upper left corner with PA0 / B0 and the point in the lower right
  • the individual pixels PA0 / B0 to PAM / BN present in the image feed device 1 are scanned line by line at the upper or lower edge, ie starting at the line B0 or BN, for the conversion into an analog signal.
  • This representation has the following effects.
  • a usual line number of 625 lines is used in the PAL system and 576 lines in accordance with the usual DVD standard, taking into account that, for example, a blanking gap of a few lines is selected in accordance with the PAL system , ie at the top and bottom there are image lines that lie outside the visible area, the supplied image is almost completely displayed in the vertical direction. This would initially lead to vertical distortion.
  • Embodiment with an aspect ratio Vl 2.35, an almost distortion-free representation should be granted if only 540 of the 720 columns available are scanned and thus displayed.
  • the device for displaying a digitized image according to the method described above is shown in the block diagram.
  • an image feeder 1 for example an image memory
  • the digitized values of the pixels of at least one partial image are stored. These are scanned by the scanning device 3, starting at the column AX, up to the column AY and fed to the analog display device 2 as an analog signal.
  • the analog display device 2 is, for example, a television set which operates according to the PAL system, it would be sufficient if, for example, only one field, ie only the pixels of every second line, is supplied by the image feed device 1. Subsequently, after a field has been scanned, the lines not previously fed in must be fed by the image feeder 1. It is equally possible that the image feed device feeds only one line for scanning at a time and feeds a new line after each line scanned.
  • the image feed device feeds the pixels to be scanned point by point and does not feed the points of the columns A0 to AX-1 or AY + 1 to AM, so that the scanning device 3 then scans all the supplied pixels and a corresponding video signal
  • Display device 2 feeds.
  • the described procedure or the described system can be applied to all presentation standards.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes auf einem Analog-Bildwiedergabe-Gerätes vorgesehen. Bei diesem wird das Bild in vertikaler Richtung vollständig auf dem Bildwiedergabegerät dargestellt und in horizontaler Richtung ein vorbestimmter Bereich nicht dargestellt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes.
Übliche Spielfilme werden heutzutage in einem breitbandigen Format, dem sogenannten Cinemascope-Format hergestellt und auf der Kinoleinwand dargestellt. Derartige Filme weisen folglich ein Bildseitenverhältnis bezogen auf Breite gegenüber Höhe auf, das in der Regel zwischen 2,35:1 und 1,66:1 liegt. Übliche Fernsehgeräte dagegen weisen zumindest in Eu- ropa ein Bildseitenverhältnis von 4:3 auf, was einem Seitenverhältnis von 1,333:1 entspricht. Dies bedeutet, daß ein Fernsehbildschirm in der Regel ein weniger breites Bildseitenverhältnis aufweist als das Bild eines für die Kinodarstellung aufgenommenen Spielfilmes. Um dem Spielfilmformat näher zu kommen, gibt es mittlerweile Fernsehgeräte, die ein
Bildseitenverhältnis 16:9, d. h. 1,777:1 aufweisen. Derartige Fernsehgeräte sind, z. T. wegen höherer Anschaffungskosten, noch nicht übermäßig weit verbreitet.
Mittlerweile werden sehr viele Spielfilme, um sie außerhalb eines Kinos darstellen zu können, auf sogenannten "DVDs" (digital Virtual disc) angeboten und vertrieben. Dieses Speichermedium für Spielfilme soll zukünftig das derzeit noch am häufigsten verbreitete Medium, die VHS-Videobänder ersetzen. DVDs weisen gegenüber Videobändern den Vorteil auf, daß die mechanische Belastung nicht so groß ist und damit die Wiedergabequalität auch bei häufigem Abspielen nicht beeinträchtigt wird und zusätzlich neben einer höheren Bildqualität weitere Vorteile, wie beispielsweise Vertonung in mehreren Sprachen und Zusatzeffekte vorhanden sind. Das Videobild auf einer DVD ist zusammengesetzt aus einer Vielzahl von Bildpunkten mit entsprechenden Bildinformationen. Dabei beträgt die Auflösung in horizontaler Richtung 720 Bildpunkte und in vertikaler Richtung 576 Bildpunkte. Das bedeutet, das typische digitalisierte Bild, daß auf einer DVD aufgezeichnet ist, ist aufgeteilt in 720 Spalten und 576 Zeilen. Übliche DVD-Abspielgeräte bieten drei unterschiedliche Abspielformate an. Erstens 16:9, zweitens 4:3 (Vollbild/pan and scan) und drittens 4 : 3 (Letterbox) .
Das Format 16:9 ist für die Darstellung auf breitformatige Fernsehgeräte vorgesehen, die entsprechend ein dem Seitenverhältnis von 16:9 aufweisen. In diesem Format wird das auf der DVD gespeicherte digitalisierte Bild unverändert abgetastet und als analoges Videosignal beispielsweise über dem sogenannten "Scart-Anschluß" dem Fernseher zugeführt. Je nach dem, welches Format der aufgezeichnete Film ursprünglich aufweist, ergeben sich nunmehr bei einem 16 : 9-Fernsehgerät mehr oder weniger ausgeprägte schwarze Bildränder oberhalb bzw. unterhalb des angezeigten Bildes. Das heißt, bei einem Filmformat von 1,85:1 sind die schwarzen Ränder verhältnismäßig schmal, da ein 16:9 Anzeigeschirm einem Bildseitenverhältnis von 1,777:1 entspricht. Dem gegenüber ist bei einem Film, der ein Bildformat von 2,35:1 aufweist, auf einem 16:9 Fernsehge- rät der schwarze Bildstreifen oberhalb und unterhalb des Bildes entsprechend breiter.
Man kann nunmehr auch unproblematisch mit der Einstellung 16:9 das ausgegebene Videosignal auch einem Fernsehgerät mit dem üblichen 4:3 Format, d. h. einem Bildseitenverhältnis von
1,333:1 zuführen. Dabei wird das aufgezeichnete Bild bildschirmfüllend als sogenanntes "Vollbild" auf dem Fernsehgerät dargestellt. Wegen des stark unterschiedlichen Seitenverhältnis des Bildschirms im Vergleich zum Bildseitenverhältnis des darzustellenden Spielfilms kommt es zu einer Verzerrungen des Bildes, so daß eine Dehnung in vertikaler Richtung wahrnehmbar ist. Um die zuvor beschriebene Bildverzerrung zu vermeiden, wird die 4:3 (Pen und Scan) Wiedergabeverfahren angeboten. Hierzu wird ein 4 : 3-Ausschnitt aus dem tatsächlichen Bildformat ge- wählt und mit der Haupthandlung des Filmes mitgeführt. Da dies sehr aufwendig ist und als Zusatzinformation auf der DVD abgespeichert werden muß, ist eine derartige Information nur bei wenigen Spielfilmen verfügbar.
Eine weitere Möglichkeit einen Spielfilm mit "Cinemascope" - Format mit minimaler Verzerrung auf einem 4 : 3-Anzeigeschirm darzustellen, ist das sogenannte "Letterbox" -Verfahren. Bei diesem wird das breitformatige Bild in voller Breite übernommen und auf dem Fernsehgeräteschirm dargestellt. Zur Vermei- düng der vertikalen Verzerrung erfolgt eine Reduzierung der Bildpunkte in vertikaler Richtung. Dies erfolgt in der Form, daß 4 Zeilen des Originalbildes in 3 Zeilen im "Lettefbox"- Format umgewandelt werden. Dies erfolgt entweder durch eine entsprechende Umrechnung oder im einfachsten Fall dadurch, daß Zeilen weggelassen werden. Beides führt zu einem Verlust der Auflösung und hat zum Ergebnis, daß auf dem Bildschirm nur ein schmaler Streifen dargestellt wird.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, mit mög- liehst einfachen Mitteln ein breitbandiges Bild mit möglichst geringer Verzerrung auf einem analogen Anzeigegerät möglichst vollflächig darzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst .
Dadurch, daß eine Bildinformation, die dargestellt werden soll in horizontaler Richtung verkürzt wird und durch die Anzeige über die gesamte Anzeigegerätebreite in horizontaler Richtung gestreckt wird, wird trotz Vollbilddarstellung eine vertikale Dehnung des breitbandigen Bildes vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bilddarstellung und
Figur 2 im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
In Figur 1 ist ein Bild in Bildpunkte P zerlegtes digitalisiertes Bild dargestellt, daß für die weitere Darstellung mittels einer Bildzuführvorrichtung hierfür bereitgestellt wird. Das ursprüngliche Originalbild weist zu einer normier- ten Länge B=l eine horizontale Bildseitenlänge A=2,35 auf.
Dieses Bild soll in ein für die DVD-Anwendung übliches Format aufgelöst sein. Dies bedeutet in horizontaler Richtung ist das Bild in 720 Spalten und vertikaler Richtung in 576 Zeilen aufgeteilt, wobei an den Schnittpunkten von Zeilen und Spal- ten ein jeweiliger Bildpunkt liegt. Die Bildpunkte sind somit in horizontaler Richtung durch ihre Koordinaten definierbar. Das heißt die Spalten sind von links nach rechts als A0 bis AM und die Zeilen von oben nach unten als B0 bis BN durchnumerierbar. Entsprechend ist der erste Punkt in der linken oberen Ecke mit PA0/B0 und der Punkt in der rechten unteren
Ecke mit PAM/BN eindeutig benennbar. Mit dieser Auflösung und dem vorgegebenen Bildseitenformat soll das Bild nunmehr auf einem analogen Wiedergabegerät dargestellt werden, daß einen Bildschirm mit einer bezogen auf die normierte vertikale Län- ge von B=l eine horizontale Seitenlänge von C=l,33 aufweist.
Hierzu werden die einzelnen in der Bildzuführvorrichtung 1 vorliegenden Bildpunkte PA0/B0 bis PAM/BN am oberen oder unteren Rand, d. h. bei der Zeile B0 bzw. BN beginnend, für die Umwandlung in ein Analogsignal, zeilenweise abgetastet. Für die zeilenweise Abtastung wird nunmehr jedoch in jeder Zeile erst, wenn die Abtastung von links nach rechts erfolgt in der Spalte AX begonnen und die Abtastung endet in der Spalte AY. Diese Darstellung hat folgende Auswirkung. Um das zugeführte Bild mit dem Bildseitenverhältnis V1=A:B=2 , 35 : 1 verzerrungsfrei auf einem Bildschirm mit einem Bildseitenverhältnis V2=C:B=1, 33 : 1 darzustellen, kann es in vertikaler Richtung nicht bildfüllend dargestellt werden. Da gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel alle Zeilen abgetastet werden, wird bei einer üblichen Zeilenzahl von 625 Zeilen beim PAL-System und 576 Zeilen gemäß dem üblichen DVD-Standard, unter Berücksichtung, daß beispielsweise gemäß dem PAL-System eine Austastlücke von einigen Zeilen gewählt wird, d. h. am oberen und unteren Rand gibt es Bildzeilen, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegen, das zugeführte Bild fast voll- flächig in vertikaler Richtung dargestellt. Dies würde zu- nächst zu einer vertikalen Verzerrung führen.
Da jedoch nur die Spalte von AX bis AY abgetastet und auf dem analogen Anzeigegerät 2 über die gesamte Bildbreite dargestellt wird, wird die vertikale Zerrung des Bildes durch eine horizontale Zerrung ausgeglichen. Bei dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel mit einem Bild-Seitenverhältnis Vl=2,35 dürfte eine nahezu verzerrungsfreie Darstellung dann gewährt sein, wenn nur 540 der 720 zur Verfügung stehenden Spalten abgetastet und damit dargestellt werden.
Die vorhergehenden Ausführungen machen deutlich, daß es nunmehr vorteilhaft ist, wenn je nach dem Seitenverhältnis des abgespeicherten digitalisierten Bildes die horizontal darzustellende Spaltenzahl wählbar ist. D. h. : Sind Spielfilme mit unterschiedlichen Bildformaten möglichst verzerrungsfrei darzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die erste abzutastende Spalte AX und die letzte abzutastende Spalte AY entsprechend wählbar ist.
In Figur 2 ist die Vorrichtung zum Anzeigen eines digitalisierten Bildes gemäß dem voran beschriebenen Verfahren im Blockschaltbild dargestellt. In einer Bildzuführvorrichtung 1, beispielsweise einem Bildspeicher, sind die digitalisierten Werte der Bildpunkte zumindest eines Teilbildes abgespeichert. Diese werden von der Abtasteinrichtung 3, bei der Spalte AX beginnend, bis zur Spalte AY abgetastet und als analoge Signal dem analogen Anzeigegerät 2 zugeführt. Ist das analoge Anzeigegerät 2 beispielsweise ein Fernsehgerät, der nach dem PAL-System arbeitet, wäre es ausreichend, wenn von der Bildzuführvorrichtung 1 beispielsweise nur ein Halbbild, d. h. nur die Bildpunkte jeder zweiten Zeile, zugeführt wird. Anschließend, nachdem ein Halbbild abgetastet ist, müssen die zuvor nicht zugeführten Zeilen von der Bildzuführvorrichtung 1 zugeführt werden. Genausogut ist es möglich, daß die Bildzuführvorrichtung jeweils nur eine Zeile zum Abtasten zuführt und nach jeder abgetasteten Zeile eine neue Zeile zuführt.
Weiterhin ist es denkbar, daß die Bildzuführvorrichtung die abzutastenden Bildpunkte punktweise zuführt und dabei die Punkte der Spalten A0 bis AX - 1 bzw. AY + 1 bis AM nicht zuführt, so daß dann die Abtasteinrichtung 3 alle zugeführten Bildpunkte abtastet und ein entsprechendes Videosignal der
Anzeigeeinrichtung 2 zuführt . Die beschriebene Vorgehensweise bzw. das beschriebene System ist auf alle Darstellungsstandards anwendbar .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Darstellen eines digitalisierten Bildes, das ein erstes Bildseitenverhältnis (VI) aufweist, wobei das di- gitalisierte Bild aus einer Vielzahl von Bildpunkten
(PA/B) zusammengesetzt ist, die in einer vorbestimmten Anzahl von Reihen (A0 , ..., AM) und einer vorbestimmten Anzahl von Pfeilen (B0, ..., BN) aufgelöst ein Bild ergeben,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Darstellung des Bildes auf einem Analog-Wiedergabegerät (2) , mit einem Anzeigeschirm, der ein zweites Bildseitenverhältnis (V2) aufweist, alle Punkte einer Spalte des digitalisierten Bildes dargestellt werden und von jeder Zeile eine erste Gruppe (PAO/B bis PAX/B) und eine zweite Gruppe hintereinander liegender Punkte (PAY/B bis PAM/B) nicht dargestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Gruppe die ersten Punkte einer Zeile bilden und die zweite Gruppe, die letzten Punkte einer Zeile bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzahl der Punkte der ersten und zweiten Gruppe gleich ist .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dargestellten Punkte mit einer Horizontalablenkung darge- stellt werden, die mit der Horizontalablenkung übereinstimmen, mit der alle Punkte einer Reihe des digitalisierten Bil- des auf dem Analog-Wiedergabe-Gerät zeilenfüllend wiedergebbar sind.
5. Anordnung zum Darstellen eines digitalisierten Bildes mit einer Bildzuführvorrichtung (1) die digitale Werte entsprechend einzelner Bildpunkte eines digitalisierten Bildes einer Abtasteinrichtung 3 einem Digital/Analog-Wandler zuführt, der den digitalen Wert eines Bildpunktes in einen analogen Wert umwandelt und als entsprechendes Videosignal einem Analog- Wiedergabe-Gerät (2) zuführt,
d a d.u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bildzuführvorrichtung 1 und die Abtasteinrichtung 3 derart zusammenarbeiten, daß ein vorbestimmter Bildbereich des digitalisierten Bildes, der sich vom oberen zum unteren Rand eines Bildes erstreckt, und eine vorgegebene horizontale Ausdehnung aufweist, nicht abgetastet wird.
6. ' Anordnung nach Anspruch 5 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der nicht abgetastete vorbestimmte Bildbereich jeweils einen linken Rand und/oder rechten Rand des digitalisierten Bildes darstellen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bildzuführvorrichtung 1 jeweils ein Halbbild zum Abtasten durch die Abtastvorrichtung 3 zuführt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bildzuführvorrichtung jeweils nur eine Bildzeile der Abtastvorrichtung 3 zuführt .
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bildzuführvorrichtung (1) jeweils nur einen einzelnen digitalisierten Bildpunkt der Abtastvorrichtung 3 zuführt.
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