JPS5836871B2 - 運動経路を記録し表示するためのテレビジョン装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像の運動経路を記録し表示するためのテレビ
ジョン・システムに関する。

多年にわたって１つの対象物の完全な運動経路を１つの
画面に示すため多重閃光を用いるストロボスコープ写真
法が用いられてきた。

この技術は例えばスポーツの動作に関連する微妙な変化
を可視化するための有効かつ啓発的な方法であることが
認められている。

このような写真を形戊する装置には、運動を行う対象物
を間欠的に照明するストロボスコープ光源と、連続的な
露光で写真装置に過負荷を与えないようにする暗い背景
とが含まれる。

この技術は露光させたフイルムの現像を必要とするため
、この写真による試みは画像情報に対し即時のアクセス
も実時間的アクセスも提供するものでない。

テレビジョンにおける同様な効果を再現する試みは記録
装置からの連続する映像を非実時間的に混合することに
制限されてきた。

このような従来の試みはある種の芸術的に満足できる有
効な効果を生ずるには適した結果をもたらすが、装置は
高価になり処理方法は労力と時間を費すものである。

本発明の主な目的は、現在示される位置に加えて時間間
隔の始めからの複数個の以前の位置をも示すように特定
の時間間隔における１つのシーンの対象物の運動を描写
するテレビジョン・ディスプレーを提供することにある
。

本発明の別の目的は、特定の時間間隔が終った後表示さ
れた目的物の複数個の位置を示す信号情報を保有する能
力を有する前述の如き装置の提供にある。

本発明の別の目的は、優れたカラー・テレビジョン技術
の産物を構戊するもの以外の画偉の背景の性質に対して
も、又入カビデオ信号ソースの構或に対しても何らの制
約を与えることのない前述の如きカラーによる表示を提
供するものである。

要約すれば、前記の諸目的は、１つのテレビジョン・フ
レームを記憶することができかつこれに記憶されたテレ
ビジョン信号の個々の画像要素に関する代替的な情報を
受入れるための記憶装置と、該記憶装置に記憶されたテ
レビジョン・フレームを選択された次々に入力するフレ
ームと比較するための装置と組合せて含むシステムによ
り達威されるのである。

記憶されたフレームと次々に入って来る動きを示すフレ
ームとの対応する画像要素間の差を検出すると同時に、
この検出された差を生じた画像要素が記憶されたフレー
ムにおける対応する画像要素と置換され、このような各
々の置換の事実が記録されるかあるいは他の方法で表示
される。

このシステムは、記憶されたフレームにおける以前に置
換された画像要素の別の再度の置換を妨げる。

比較動作の周波数、即ち連続する比較動作間に入力する
テレビジョン・フレーム数は制御可能であり、これは動
きのある対象物の連続位置間の表示における間隔を決定
するものである。

添付図面に関して以下の詳細な記述を照合すれば、本発
明の他の目的、特徴および長所については明らかになり
、その構造および作用もよく理解されよう。

動きのある対象物の経路が視覚化できるように１つのシ
ーンにおける運動物の過去の履歴を記憶し表示する本シ
ステムの全般的な機能は、例えばカップの方向にゴルフ
・ボールをバットする場合によって第１図に概略が示さ
れる。

要約すれば、例えば、ゴルフ・ボールに対するパターの
衝撃の瞬間のような、運動経路を表示し記録を開始した
い時間的瞬間においてオペレータはシステムにこの瞬間
の１つのビデオ・フレームの記憶動作を開始させる。

第１図に「基準フレーム」として識別されるこの記憶さ
れたフレームは、仮に表示されるとすればパッティング
の地面、カップにおける旗、ボールの初期位置、それに
勿論パターをボールに当てるようストロークするゴルフ
ァーを示すことになる。

この記憶された基準フレームは、シーンのどの要素が運
動状態にあったか一本例ではパターのフォロー・スルー
およびカップに向うボールの動き一を決めるため、ボー
ルの動きが重要である時間間隔にわたりこれに対する基
準フレームを提供するために使用される。

本システムの望ましい実施態様においてはこの基準フレ
ームはデイジタル・フレーム・ストアに記憶されるが、
本発明の主旨から逸脱することなくビデオ・フレームを
記憶するために他の利用可能な手段も使用可能であるこ
とは了解すべきである。

「スタート」時点で止められた状態の基準フレームを形
或した後、この記憶されたフレームの各画像要素は本シ
ステムに次々に与えられるビデオの各画像要素と周期的
に比較される。

どちらかといえば静止状態のシーンにおけるボールの動
きのため、記憶された基準フレームと新しいビデオの選
択された連続的なフレームとの比較により差の信号が生
じ、連続するボールの新しい位置を示すこの一連の差信
号が適当な記憶装置に記憶され、又もし表示されるなら
ば、第１図に「差分フレーム」と表示された図に示す如
くボールの経路を追跡することになる。

もし、ボールがその最初の静止位置から停止地点迄移動
するのに要する時間カメラを静止状態に保持するならば
、このシーンの全ての背景の情報は静止状態となって「
差分フレーム」に対して一切の入力を生じない。

要約すれば、これ等の差分信号は記憶された基準フレー
ムに挿入されこのフレーム上にボールの多重位置を表示
する静止フレームを形成し、第１図の３番目の図に示す
如くボールの運動経路を追跡するのである。

この差分記憶装置は、一たん差分を有する画像要素が記
憶されると、画面の消去迄再び変化しないという特徴を
もつものでなければならない。

実際には、本システムの望ましい構或においては、動き
を示す差分が新しい画像要素と基準フレーム中の対応す
る画像要素との間に検出される場合、これに含まれる画
像要素は直ちにフレーム記憶のこの位置に最初あったこ
れら画像要素を置換する。

前の比較に続いて１つ又はいくつかのフレームづつ行わ
れる次の比較においてある差分が検出されると、この差
信号は最初にこのフレーム記憶にあったこれらの画像要
素をボールの新しい位置において置換する。

ボールの運動経路が表示されるべき期間にわたってこの
プロセスは継続するが、その持続時間はオペレータによ
り制御される。

フレーム記憶における変更された画像要素はこの期間中
は再び変更されてはならない。

このようにボールがカップ内に落込むかあるいは別の場
所で停止する迄の経路に沿って進行するようにボールの
連続的な位置が記憶される。

このサイクルの終りは、停止ボタンの動作により、ある
いはボールの全ての異なる位置を示す静止状態のフレー
ムが表示可能である自動的に決められ予め選択された期
間の終了と同時に決定される。

この画像情報は必要に応じて任意に記憶でき、あるいは
運動が完了すると直ちに消去することができる。

画像情報のシーケンスは種々の方法で表示できる。

例えば、第１のモードは、「開始」ボタンの作動と同時
に基準フレームを記憶し、かつこの「開始」の瞬間から
運動の停止迄、記憶されたビデオと置換された画像要素
を表示し、「停止ボタン」の作動と同時に全ての置換さ
れた画像要素を含む基準フレームを表示し続ける。

別のモードにおいては、基準フレームは「開始の瞬間に
記憶され、置換された画１象要素は前の場合のように運
動期間中これらの画像要素が生じる際基準フレームに挿
入されるが、置換された画像要素が生じる際これに伴う
ライブ（ ｌｉｖｅ）ビデオ信号が運動期間中表示され
、この運動期間の終りに「停止」ボタンの作動と同時に
全ての置換された画像要素を含む記憶された基準フレー
ムが表示される。

この場合、「開始」と「終了」の間の時間間隔において
は表示された運動は殆んど活動状態を呈し、ボールが連
続的にカップに向って移動するように見えるが、又移動
するボールの後にはこのボールの以前の位置の映像が残
って見える。

このモードにおいては、選択された時間間隔の終了即ち
「停止」迄置換された画像要素および記憶された基準ビ
デオの両方又は片方の表示を遅延する可能性をも包含す
る。

前に述べた２つのモードの何れにも含まれないものとし
ては置換された画像要素以外の全ての画像要素を完全に
抑制することで、この場合には静止状態の背景は暗黒と
して表示される。

この静止伏態の暗黒の採用は最後の静止状態のフレーム
表示に行われ、又「差分」フレームの内容のみを表示す
ることにより行うことができる。

前述の諸機能を達戊するためのシステムの基本的な構或
は第２図に示され、基準フレーム遅延回路１０と、更新
フレーム遅延回路１２と、各々がａとｂで示される２つ
の入力および使用状態で２つの入力の内どれを出力ター
ミナルｄに結合するかを選択するよう作用するＣで示さ
れる制御ターミナルを有する１対のマルチプレクサ１４
．１６と、コンパレータ１８と、開路位置Ｒと閉路位置
Ｓを有するスイッチ２０とを含んでいる。

例えばカラー・テレビジョンカメラから入るビデオ信号
はコンパレータ１８の１つの入力ターミナルと更にマル
チプレクサ１６の下方の入力ターミナルｂに与えられる
。

マルチプレクサ１６の出力ターミナルｄはマルチプレク
サ１４の下方の入力ターミナルｂに接，涜され、スイッ
チ２０が閉路位置即ちＳ位置にある時は更新フレーム遅
延回路１２の入力側にも接続され、この遅延回路の出力
はマルチプレクサ１６の上方の入力ターミナルに接続さ
れている。

マルチプレクサ１４の出力ターミナルｄは基準フレーム
遅延回路１０の入力側に接続されこの遅延回路の出刃は
マルチプレクサ１４の上方の入力ターミナルａとコンパ
レータ１８の第２の入力ターミナルにも接続されている
。

ターミナル２２における制御信号は両方のマルチプレク
サの制御ターミナルＣに与えられ、入力ターミナルａ又
は下方の入力ターミナルｂに生じる信号の何れかをこの
両者に選択させる。

市販される多くの型式の倒れでもよいマルチプレクサ（
デイジタル又はアナログ）は、必要に応じてどんな情報
が記憶されようともこれを任意に保持するため循環モー
ドによる２つのフレーム遅延回路の使用を可能にする。

前に要約された結果を達戊するためには、第２図に機能
的に示したシステムは３つの作用状態、即ち入カビデオ
信号に何の作用も生じない「リセット」伏態と、「開始
」状態と、「停止」状態を有する。

「リセット」状態においては、スイッチ２０はその開路
即ちＲ位置にあり、両方のマルチプレクサの制御ターミ
ナルに与えられる制御信号は両方のマルチプレクサの下
方の人力ターミナルｂに生じる信号を選択する如きもの
である。

この状態においては入カビデオ信号は縦列のマルチプレ
クサ１６．１４を経てマルチプレクサ１４の出力ターミ
ナルに接続されることが判ろう。

スイッチ２０が開いているため、この人カビデオは更新
フレーム遅延回路１２には何の作用も与えず、マルチプ
レクサ１４の出力ターミナルに生じる信号が基準フレー
ム遅延回路１０の入力側に与えられるが、これはマルチ
ブレクサ１４の入力ターミナルａが不作用状態であるた
め出力信号に影響を及ぼすことはない。

システムのオペレータが記録を望む動作の開始を見た時
、ボタンを押すことによって「開始」状態を開始するが
、このボタンはスイッチ２０をそのＳ位置に閉路すると
ともにターミナル２２における制御信号レベルを変化さ
せるように作用し、その結果両方のマルチプレクサ１４
．１６がその上方の入力ターミナルに与えられた信号を
選択する。

制御信号がマルチプレクサを上方の入力ターミナルに切
換えるよう作用する正確な時間は、システムの各構或要
素の動作が特定のテレビジョン・フレームの始めと終り
に生じることを確保するため人カビデオ信号の垂直同期
に同期されている。

「開始」の瞬間において、基準フレーム遅延回路１０に
含まれるビデオ・フレームは捕獲され、マルチプレクサ
１４を介して再び循環させられ、第１図に略図的に示さ
れる「基準フレーム」を構戊する。

この記憶されたフレームは又画像要素単位で入カビデオ
信号とコンパレータ１８において比較され、このコンパ
レータは基準フレームにおける記憶されたビデオ信号と
入カビデオ信号との間に動きを示す明瞭な差がある場合
は必らずＡで示される出力信号を生じる。

Ａ値が零でなく、かつ更新フレーム遅延回路１２のＺで
示す出力が零である場合、ターミナル２２における制御
信号は変更されて両方のマルチプレクサの下方の入力ｂ
を選択するが、この動作は、Ａ値が零でない短い時間の
間、再循環中の基準フレームに更新情報をロードする作
用を有し、Ａ値が零に戻ると制御動作は再び両方のマル
チプレクサの上方の入力を選択する。

この過程は継続し、オペレータが静止状態の背景に運動
する対象物の軌跡を記録したいと望む限り基準フレーム
に記憶されたビデオ信号と入カビデオ信号の選択された
連続するフレームとの間に比較が行われ、この時点でオ
ペレータは「停止」ボタン（図示せず）を押す等により
システムの「停止」状態を開始する。

制御の「停止」状態の開始と同時に両方のマルチプレク
サの上方の入力ターミナルａが恒久的に選択され、その
結果更新フレーム遅延回路１２はマルチプレクサ１４の
出力側には何の作用も与えず、前記の比較プロセスによ
り挿入された更新情報を含む記憶された基準フ卜．効マ
マルチプレクサ１４の出力側に生じる。

２つのマルチプレクサの上下の入力間で適当な回数選択
を行うためある論理回路を制御回線に与える。

所望の論理回路の特定の構戊は第２図に示さないが、所
望の操作モードを生じる論理回路の組立て方は当業者で
あれば容易に明らかとなろう。

更新情報を受取ったまま基準フレームに挿入し基準フレ
ーム遅延回路１０から出力信号を取出す前述の操作に代
る方法は、基準フレーム遅延回路１０と更新フレーム遅
延回路１２間で適当な回数スイッチ動作を行い何たかの
フレーム遅延回路から出力信号を取出すことである。

しかし、もしこの代替方法を用いる場合は、「停止」状
態を開始する時、ある画像を静止フレーム状態に保持す
ることが決っている限り基準フレームと更新フレームと
の間でスイッチ動作を繰返し続けることが必要となろう
。

更新フレーム遅延回路１２の出力側の信号Ｚがなす全て
のことはいかなる瞬間でもフレーム遅延回路１２の出力
が零であるかどうかに関して情報を与えることであり、
もしこれが零であると同時にＡ値が零でない時所望の論
理が制御回線に与えられることが判るであろう。

信号Ｚの唯一の基準は零であるかないかであるから、以
降において更に詳細に判るように、全フレーム持続時間
の８ビット記憶の代りにビデオ信号の８ビットのＰＣＭ
符号化法を用いることにより更新遅延に対するフレーム
の持続時間の１ビットの記憶を用いることが可能である
。

このため、約２００万ビット乃至約２５万ビットの記憶
容量が減少し、更にシステムの整理（以下に述べる）に
より基準フレームおよび入カビデオの連続するフレーム
におけるビデオの周期的比較動作の結果生じる更新情報
の記憶装置を更に簡単にすることさえ可能である。

どちらかといえば静止した背景シーンにおける動きのあ
る対象物の経路の記憶および表示を行うための基本的な
機能システムについて説明したがこのシステムは現在使
用中のどんなカラー・テレビジョン方式においても使用
でき、本発明の望ましい一実施一態様を第３図において
ＮＴＳＣ方式テレビジョンにおいてデイジタル領域で構
或されたものとして以下に説明する。

例えば、カラー・テレビジョン・カメラからの入力回線
３０におけるビデオ入力信号を８ビット・コードを用い
て米国特許第３，９ ４ ６，４ ３ ２号に開示され
たパルス・コード変調（ＰＣＭ）を用いるなどして符号
化し、１対のマルチプレグサ３２と３４の双方の下方の
入力ターミナルｂお−よび「ｐｉｘｅｌｌ （画像要素
）比較］のためのコンパレータ３６の１つの入力ターミ
ナルに対して与える。

マルチプレクサ３４の出力ターミナルｄは５２５Ｈ一τ
の遅延作用を有する遅延装置３８の入力側に接続され（
Ｈは１つのテレビジョン・ライン間隔を示す）、このこ
とはＮＴＳＣ方式には１フレーム当り５２５本の走査ラ
インが有るためこの遅延装置は１フレームの遅延作用を
生じることを意味する。

実際のシステムにおいては、実際はこの遅延ｃｉ ｌフ
レームより僅かに時間τだけ短くこれは再循環ループに
おいてマルチプレクサ３４の如き他の構或要素により生
じる偶発的なループ遅延の故である。

完全に作用するシステムにおいては、５２５Ｈの遅延は
１つのパルス・コード変調されたビデオ・フレームを記
憶する能力の有るデイジタル・フレームの記憶装置を構
或する。

フレーム記憶装置の実際の形式は重要ではなく、シフト
レジスタ、ランダム・アクセス・メモリー又は他のどん
な形態のアドレス指定可能なメモリーを用いても構或で
きるが、重要な点はデイジタル処理を用いて実質的に無
制限のタイミング精度の達戊が可能であることである。

遅延装置３Ｂの出力は局部的なクロミナンス基準に同期
されて２つの出力信号、即ち１つはＹ＋Ｃ信号（実質的
に櫛歯形フィルタ４０ｒこ対する入力と対応する）、他
はＹ ＋ Ｃ（ｔ）即ち輝度或分に加えて時間の関数と
して生じるクロミナンス反転を伴う反転クロミナンス或
分を有する信号を生じるように作用する公知の構或の櫛
歯型フィルタ４０に与えられる。

特に、１つのフレームにおいてはクロミナンスが反転さ
れ、次のフレームでは反転せず、次のフレームでは再び
反転され・・・・・・というようにして遅延装置３８の
出力のカラー・サブキャリアが常に局部のクロミナンス
基準に対して適正な位相にあるように保証するものであ
るが、これはＮＴＳＣ方式においては再循環フレームが
連続するフレームにおいてその彩度或分を反転させなけ
ればならないためである。

櫛歯状フィルター４０からのＹ＋Ｃ出力信号はコンパレ
ータ３６に対して第２の入力として与えられ、又マルチ
プレクサ３４の上方の入力側にも与えられる。

このように、マルチプレクサ３４の出力ターミナルから
遅延装置３８、櫛歯フィルタ４０を経て再びマルチプレ
クサ３４の上方の入力側に至る太い回線経路は遅延装置
３８に記憶された基準フレームに対する循環ループであ
る。

記憶された基準フレームと入カビデオ信号の選択された
フレームとの間のコンパレータ３６による動きの検出と
同時に更新情報を記憶された基準フレームへ挿入する操
作を制御する目的からタッグーモジュール４２が設けら
れる。

このタッグーモジュール４２は、第２図のシステムの場
合のように記憶装置ではなく、むしろいくつかの入力信
号に応答してマルチプレクサ３４に対する制御を適当回
数行って更新情報を基準フレームに挿入するよう作用す
る論理回路である。

この論理回路は３つの入力即ち遅延装置３８からの８ビ
ットの符号化された記憶フレームの最下位ビットと、記
憶されたフレームと選択された入力フレームとの間の比
較が任意の閾値レベルを越える時生じる真の論理人力Ａ
を有する。

タッグーモジュール４２の論理が受入れるように構或さ
れる限り真の論理が正か負かは重要でない。

タッグーモジュール４２に対する第３の入力は、マルチ
プレクサ３４の制御ターミナルＣにも接続される「オペ
レータ制御＃１」と示された回線４４上に与えられる。

「強制ＬＳＢ＝１ｊと表示されたタッグーモジュール４
２の１つの出力は再循環ループに接続され、このループ
に生じる信号は８ビットの再循環中の符号化信号の最下
位ビットを「１」に等しく強制する。

タッグーモジュール４２の第２の出力は、Ａ値および再
循環ビデオ信号の最下位ビットが同時に「Ｏ」に等しい
時は常にマルチプレクサ３４に対して「タッグ制御」信
号を与える。

「オペレータ制御＋２」と表示された第２の制御回路４
６はマルチプレクサ３２の制御ターミナルＣに接続ざれ
システムの作用が連続的であるかサンプルされるか、又
「停止」制御として作用するかどうかを決定する。

「サンプリング率可能化」と表示される制御回線４８は
マルチプレクサ３４に至り、動きの更新率のオペレータ
による選択により決定される論理レベルを示し、この重
要性は説明の進行と共に明らかとなろう。

最後に、太い線の再循環ループの最下位ビットは、「オ
ペレータ制御４２の作用によりマルチプレクサ３２が適
正に条件付けされる時、記憶された基準フレームをシス
テム出力ターミナル５２へ接続させるために太い線の再
循環ループの最下位ビットが回線５０を経てマルチプレ
クサ３２の第２の制御ターミナルに接続される。

回線５０と４６の論理状態はマルチプレクサ３２をして
入力側ｂから、ライブのビデオ信号に対して以前の更新
信号を挿入させる入力側ａに切換させる。

第２図の機能的ダイヤグラムの場合におけるように、第
３図のシステムは３つの操作状態即ち「リセット」、「
開始」および「停止」を有する６リセット状態において
は、「開始」回線４４は１−ＯＦＦｊとなり、タッグー
モジュール４２からの「タッグ制御」および「強制ＬＳ
Ｂ＝ＩＪ出力は共に「ＯＦＦ」となる。

マルチプレクサ３４が再循環ループに対する入力側を選
択するため、このループは「リセット」状態で再循環し
ないが、これは入力側ｂが選択されるためである。

又システム出力ターミナル５２の出力信号は入力回線３
０の入カビデオ信号と対応するがこれはサンプル出力モ
ード動作の場合を除いてマルチプレクサ３２がこの入力
信号を選択するよう条件付けられる。

ためであり、「オペレータ制御４Ｐ２」が動作させられ
ない限りこの操作は通常連続する。

「開始」状態においては、「開始」回線４４は「ＯＮ」
になってマルチプレクサ３４をして基準フレームを再循
環ループに接続させ、又タッグーモジュール４２からの
「タッグ制御」出力をしてマルチプレクサ３４の制御動
作を引継ぎ、その結果基準フレームが再循環中は、常に
最下位ビットは零に等しくＡ値＝１であり、マルチプレ
クサ３４は入力ターミナルｂに切換って入カビデオ信号
から更新情報を受入れる。

又、システムが連続モードにある時、マルチプレクサ３
２の上方の制御入力側に与えられる回線５０上の「１」
に等しい最下位ビットの発生は、マルチプレクサ３２を
してその上方の入力ターミナルａに生じる彩度位相補正
された再循環中の更新信号を選択させる。

システムの「停止」状態は、制御信号をマルチプレクサ
３２の制御ターミナルＣに与える「オペレータ制御４１
＝２ｊの作用により開始され、このためマルチプレクサ
３２をしてその上方の入力ターミナルａに生じるＹ ＋
Ｃ （ｔ）信号を選択させる。

「オペレータ制御−４Ｐ１」は又「タッグ制御」を使用
禁止の状態にさせ、これによりマルチプレクサ３４を再
循環モードに強制的に保持させる。

このモードにおいてはマルチプレクサ３４はその上方の
入力ターミナルａにおける信号を選択するため元の基準
フレームに加えて「開始」と「停止」の制御動作間の期
間においてはこれに付加された全ての更新情報の再循環
動作を継続する。

本システムの適正な操作にとっては、記憶されたフレー
ムと入カビデオ信号間の動きの検出の結果として、再循
環中の記憶されたフレームに挿入された更新情報が、以
降の記憶されたビデオ対人カビデオ信号の比較により「
消去」されないような方法で識別されることが必須要件
であり、さもなければボール（ゴルフの事例における）
の連続してある間隔で離れた位置を表示する能力は失わ
れることになろう。

第３図の実施態様においてはこの作用は、８ビットの符
号化された信号の最下位ビットにより与えられた振巾解
像度を犠牲にし、又その代りこれを更新された画像要素
の識別のための符号化情報として使用することにより、
大きな容量の記憶装置を必要とすることなく達戊される
のである。

これは、各８ビットのワードがマルチプレクサ３４に入
りその結果マルチプレクサ３４に入る全ての画像要素が
僅かに７ビットの振巾情報と１ビットの更新符号化情報
を有するようにするように、任意に各８ビット・ワード
の最下位ビットを零に強制することにより達成される。

従って、再循環中のループに最初記憶された基準フレー
ムにおける全ての画像要素は８ビットの情報を有し、そ
の最下位ビットは常に「０」である。

コンパレータ３６が新しい画像要素と循環ループにおけ
る対応する要素との間に変化が存在することを確定する
時、入力する画像要素は、タッグーモジュール４２の論
理によってｒＯＪであった最下位のビットを「１」にな
るように強制することにより「タッグ付け」され、又直
ちに最初記憶されたフレームにあった情報と置換される
。

しかし、「１」に強制された入カビデオ信号の画像要素
を記述するワードの最下位ビットは、記憶されたビデオ
信号の対応する要素が既にその最下位ビットとして「１
」を有していない場合にだけ記憶されたフレームに入る
ということが強調すべきことである。

即ち、殆んど背景である基準フレームにおけるある位置
が最下位ビット位置に「１１を一たん得ると、「開始」
と「停止」の間のサイクルにおいては決して再び変更で
きないのである。

換言すれば、最初「開始」の操作と同時に遅延装置３８
は１つのビデオ・フレームを捕捉し、個々の画像要素を
示す８ビット・ワードの最下位ビットは自動的に「Ｏ」
となり、このことはこれら画像要素が変更の余地がある
ものとして識別する。

どちらかと言えば実質的に静止状態の視野におけるボー
ル（本例における）又は他の対象物がその位置を変化し
始めてこれにより運動状態の画像要素を生じると、運動
状態のこれらの画像は又任意にその最下位ビットにおい
て「Ｏ」を有する。

これらの画像要素がシステムの前述の動作によってフレ
ームの記憶に挿入されて基準フレーム（主として背景の
情報）における対応位置に最初からあった画像要素を置
換すると、最下位ビットは「１」に強制され、コードワ
ードが一たんその最下位ビットで「１」をとると、本シ
ステムのこの作用サイクルにおいては決して再び変化さ
せられない。

第２図および第３図のシステムについてのこれ迄の記述
においては、ＮＴＳＣ方式におけるカラー・サブキャリ
アの位相がフレーム毎に逆になるという事実に基いてク
ロミナンス情報を失うことなく基準フレームに対し如何
にして更新情報が付加されるかについては殆んど説明し
なかった。

従って基準フレームに記憶されるビデオに挿入される新
しい材料のカラー・サブキャリアの位相は記憶されたビ
デオ信号の位相と同じであることが必要であり、さもな
ければ更新情報における彩度は失われることになる。

理論的には、第３図のシステムは更新情報が遅延装置３
８に入れられる前にそのクロミナンス戊分を反転するこ
とにより入力ビデオ信号の各フレーム毎に更新情報を基
準フレームに与える能力を有するように構或されている
が、この試みはシステムを必要以上に複雑化し、更には
もし入カビデオ信号と記憶ビデオ信号との間の比較がよ
り少い頻度で行われるならば、更に視覚的に快く絵画的
な表示が得られることになる。

例えばもしあるテレビジョン・フィールドのフレーム４
１が基準フレームとして記憶され、フレームＡ６３が生
じる迄更新が行われないとしたら、フレームＡ６．３の
カラー・サブキャリアはフレーム庚１と同じ位相を有し
、従ってフレームＡ６３からの更新情報は記憶フレーム
と更新情報間の生じ得る彩度の位相差に対する配慮なく
して付加することができる。

このように本事例においては記憶されたビデオ信号と入
カビデオ信号間の比較は入カビデオ信号の３番目、５番
目、７番目、９番目・・・・・・等のフレームにおいて
行われ、検出された動きは運動する対象物の連続的位置
により決定される各位置における基準フレームにおいて
更新情報を挿入させることになる。

その軌跡が記録され表示されるべき対象物の動きが比較
的遅い場合においては、入カビデオ信号の１つおきのフ
レームよりも更に少い頻度で更新情報を挿入することが
通常望ましい。

例えば、バットされたゴルフ・ボールの比較的遅い速度
は４つ又は基準フレームから取出された更に大きな数の
フレームから唯１つのフレームに更新情報を挿入して運
動する対象物の連続して表示された位置間に明確な間隔
を供するようにすることによって非常に有効に表示する
ことができるのである。

運動する対象物の種々の運動速度を許容するため第３図
のシステムでは回線４８上に１サンプリング率可能化」
制御が与えられ、これは作用的にはマルチプレクサ３４
のオーバーランド制御を行って入カビデオ信号の２番目
、４番目、６番目又は８番目（又はこれ以外の偶数）毎
の各フレームの倒れかでオペレータの選択により動きの
更新数をプリセットする論理レベルである。

前に述べたことから、どのようなサンプリング数が選択
されようと、更新情報は正確な彩度位相を有し、又対応
する基準画像要素によって前に占有されたフレーム・ス
トアに新しい画像要素（単数又は複数）として挿入され
る。

グリーンにおいてバットされるゴルフ・ボールの場合に
は、このような連続的な更新操作は作用的に静止状態の
シーンにおける芝生を白いボールで置換することになる
。

第３図のシステムはビデオ情報の基準フレームの記憶に
関して記述したが、満足に作用を行ったシステムにおい
ては遅延装置３８はそのフィールド自体でインターレー
ス（飛越走査）された静止フィールドを生じるように構
或されている。

もし２つの完全にインターレースされたフィールドから
或る負の静止フレームが表示されるとストップ・アクシ
ョンは一般には満足できるものとはならないことが前か
ら知られていたが、その理由は時間的従って位置的に分
離された２つのフィールドの一時的な並置によって特に
動きが比較的速い場合には、いわゆる「インターフィー
ルド・フラツター」として知られる現象を生じるためで
ある。

視聴者に対するこの不快な効果はフィールドをそのフイ
ーノレド自体でインターレースすることにより克服され
る。

この技術は本システムにおいては有利に使用され、遅延
装置３８を第４図に示した遅延装置で代替することによ
り構成される。

この遅延装置は２６２Ｈの遅延を生じる第１の遅延装置
５４を含み、その出力はＩＨの遅延を生じる第２の遅延
装置５６の入力側に与えられる。

遅延装置５４と５６の出力ターミナルは、テレビジョン
・システムの垂直同期制御の下に遅延装置５４と５６ガ
もの出力を交互に選択するマルチゾレクサ５８の各入力
側に接続されている。

このように、マルチプレクサ３４（第３図）からの信号
は２６２Ｈ又は２６３Ｈだけ交互に遅延され、遅延の変
化は各フィールドに生じる。

このことは、２番目のフィールド毎に再循環ループの遅
延の和が２ ６ ２Ｈ＋２ ６ ３ＨＢＴ＋ち５２５Ｈ
となることを意味し、これは第３図の遅延装置３８によ
り与えられる遅延作用と同等である，「開始」回線４４
（第３図）が「ＯＮ］になると、基準フィールドは再循
環ループに結合され、２つの遅延装置５４と５６の前述
の作用のため、捕獲されたフィールドはあらゆる実際上
の目的からそれ自体でインターレースされ、これによっ
て動きの速い映像作用におけるインターフィールド・フ
ラツタを除くものであることが明らかであろう。

本システムは、マルチプレクサ３４を４番目毎、８番目
毎、又は１２番目毎のフィールドに応答させることによ
り個々の２６２Ｈと２６３Ｈの遅延を効果的に無視して
、記憶されたそれ自体でインターレースされたフィール
ドと、同じ方向の次に入力する入力フィールドとの間の
検出された差異がその時点においてのみ記憶されたビデ
オ信号において置換されるようになっている。

このように、前述の如く２番目、４番目、６番目・・・
・・・のフィールド毎に比較を行う代りに、第４図の遅
延装置は４つ目のフィールド毎に２つのフレームの遅延
を有効に生じるため、記憶されたそれ自体でインターレ
ースされたフィールドの捕捉に続いて４番目のフィール
ドにおいて最も早い更新がなされ、所望の更新の頻度に
従って、比較は４番目、８番目、１２番目・・・・・・
のフィールド毎に行うことができ、再循環ループにおい
て記憶されたと同じ方向の入力フィールドの比較が常に
行われる。

同様に、偶数のフィールドが４で割切れない場合には記
憶されたビデオ信号の彩度位相の補正を行うことを前提
に偶数番目のフィールド（フレームの整数番号に相等）
毎に更新を行うことができる。

要約すれば、第３図のシステムにおける第４図の遅延装
置の用途はインターフィールドフラツターを排除するた
め、それ自体でインターレースされたフィールドを有効
に静止させ、同時に記憶されたビデオ情報と選択されそ
の後入力したフレームとの間の比較を行う目的で５２５
Ｈに相等する遅延を行うものである。

コンパレータに関する限りは、記憶された自己インター
レースされたフィールドは１つのテレビジョンーフレー
ムと同様に見えるが最終的な表示においてはそれ自体で
インターレースされた静止フィールドの動きと関連する
利点を提供する。

記憶されたフレームと入カビデオ信号の選択されたフレ
ームとの間の動きは種々の方法で決定できるが、第５図
の機能ダイヤグラムに示されたデイジタル・システムが
特に適している。

入カビデオ信号は８ビットのＰＣＭ符号化信号として回
線３０上で受取られて６０で示される適当なレジスタに
与えられるが、このレジスタはその要素が最下位ビット
に対してはｒＯＪ、最上位ビットに対しては「７」を付
した各ワードの個々のビットを受取る。

遅延装置３８（又は３８′）および櫛歯形フィルタ４０
（これも又８ビットのＰＣＭで符号化）からの記憶され
たビデオ信号は、これも又それぞれ最下位から最上位の
ビットを表示するため「０」から「７」迄付された要素
を有する同様な「レジスタ」６２に与えられる。

運動を検出するため記憶されたビデオ信号は入カビデオ
信号と各要素（即ちバイト）毎に比較される。

前述の如く、各ワードの最下位ビットは更新情報に１タ
ッグ」するのに用いるため、記憶された信号の振巾を表
示する７ビット・ワードがビット毎に現時点の即ち入カ
ビデオ信号の振巾を表示する７ビット・ワードと比較さ
れる。

このように、最下位ビットは比較において無視されるが
、差異が広過ぎると許容しきれなくなるので、２つのレ
ベルの比較が用いられる。

特に、記憶されたビデオ信号と入カビデオ信号を表示す
るワードのビツｔ−１．２，３および４は差動増巾器６
４の一と＋の入力ターミナルにそれぞれ与えられ、この
増巾器からの出力は記憶されたビデオ信号と入カビデオ
信号間の差（もしあれば）を表示する４ビットワードで
ある。

差動増巾器からの４ビット・ワードはコンパレータ６６
に与えられ、このコンパレータはこのワードを実質的に
零より大きな予め定めたプリセット値の４ビットの閾値
（６８で表示）と比較する。

もしこの差動増巾器６４からの出力がプリセットされた
閾値を越えるならば、コンパレータは信号をＯＲ回路７
０の１つの入力に与える。

記憶されたビデオ信号とプリセットされたビデオ信号の
ビット１，２，３および４において差はないが、更に上
位のビットに現われる記憶された信号と現在の信号間に
は実際に大きな差が存在する可能性を監視するため、記
憶されたビデオ信号のビツ｝５ ， ６ ． ７と入カ
ビデオ信号の対応するビットとの間に第２の比較が行わ
れる。

このために、記憶されたビデオ信号と現在のビデオ信号
の３つの最上位ビットはそれぞれ第２の差動増巾器７２
の一と十の入力ターミナルに付され、この増巾器からの
３ビット・ワードは３人力ＯＲ回路に与えられる。

差動増巾器７２が記憶されたビデオ信号と現在のビデオ
信号の３つの最上位ビット間に差を検出してその間に運
動を認める場合は、ＯＲ回路７４は信号をＯＲ回路７０
の第２の入力側に与える。

このように、予め定めた閾値を越える４つの最下位ビッ
ト間に差があるか、あるいは前記３つの最下位ビット間
に差がある場合には、信号がＯＲ回路７０の出力側に生
或される。

要約すれば、記憶されたビデオ信号と入カビデオ信号の
比較が予め定めた運動量よりも少いことを示す場合は、
ＯＲ回路７０からは出力が生じない。

しかし、システムが予め定めた量を越える運動量を検出
する場合は、タッグ・モジュール４２（第３図）に与え
るための真の論理信号が生或され、もし記憶されたフレ
ームにおける対応する画像要素を表示するワードの最下
位のビットが同時に「Ｏ」であれば、前記のモジュール
は前に述べた方法でマルチプレクサ３４を制御するため
に「タッグ制御」信号を生戊させる。

前の記述から、もしビデオ信号が従来のＮＴＳＣ方式の
カラー・テレビジョン信号の特性を有するものとすれば
、このビデオ信号がどこから生じたかはその作用に影響
を及ぼすことがないこと、即ち入カビデオ信号はカラー
・テレビジョン・カメラか、ビデオ・テープレコーダか
、スローモーション再生装置か、テレシネ装置の何れか
らでも得ることができることが判るであろう。

従って、スポーツ実況放映の如き「なまの」遠隔放映条
件における使用に便利であり、もしオペレータが発生し
たある特定の事件の放映を失敗したような場合でも、後
でビデオ・テープレコーダからの信号を取出して動きの
ある対象物の運動経路を表示することが可能である。

得られる結果は従来のストロボスコープの静止フレーム
写真と同様であるが、本システムはより大きな表示の柔
軟性およびより少い製作上の制約をもたらすものである
。

本システムはテレビジョンによるスポーツの放送分野に
ついて記述し、この分野においてスローモーションやス
トップ・アクションにおける重要性について説明したが
、本システムにより形或され得る非常に美しく内容の豊
かな画像は又他のエンターテインメントやニュース番組
および教育訓練用にも有効であることが証明されよう。

本発明はカラー・テレビジョンのＮＴＳＣ方式に使用す
るものとして説明したが、これは明らかに白黒テレビジ
ョンにも直接応用でき、又例えば工業的なプロセス制御
用の閉回路システム、あるいは組立ての各工程を教育す
るための訓練用テープの製作にも特に有用となろう。

又色戊分を取扱う回路における比較的簡単な変更により
、ＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式の如き他の公知のカラー
・テレビジョン方式にも同様に応用可能である。

ＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式用のフレーム記憶において
はＮＴＳＣ方式で用いられる「複合符号体係」の代りに
「組立て符号体係」を用いることは一般的でないため、
競合するキャリア信号は存在せず、このため彩度位相反
転の要件は存在しない。

本発明については特定の望ましい実施態様に関してこれ
を他の用途に適用するある変更と共に説明したが、この
ような変更および当業者にとって明らかな他の変更点は
頭書の特許請求の範囲により包含されるべきものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全搬的機能を示す３枚の図、第２図は
本発明の機能を達戊するための基本システムのブロック
図、第３図はカラーテレビジョンにおいて運動経路を表
示し記録するためのシステムの望ましい実施例のブロッ
ク図、第４図は第３図のシステムの一部の別の構或を示
すブロック図、および第５図は過去および現在のビデオ
・フレーム間の相対的運動を決定するため第３図のシス
テムに使用可能な回路の機能ブロック図である。 １０・・・・・基準フレーム遅延回路、１２・・・・・
・更新フレーム遅延回路、１４．１６・・・・・・マル
チプレクサ、１８・・・・・・コンパレータ、２０・・
・・・・スイッチ、２２・・・・・・ターミナル、３２
，３４．５８・・・・・・マルチプレクサ、３６・・・
・・・コンパレータ、３８，５４，５６・・・・・遅延
装置、４０・・・・・・櫛歯型フィルタ、４２・・・・
・タッグーモジュール、６０，６２・・・・・・レジス
タ、６４，７２・・・・・・差動増巾器、６６・・・・
・・コンパレータ、７０，７４・・・・・・ＯＲ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 選択可能な期間にわたり実質的に静止状態のシーン
   において運動する対象物の一連の選択された分離映像を
   同時に表示するためのビデオ信号を入力テレビジョン信
   号から得るための装置において、 １テレビジョン・フィールド又はフレームを記憶するた
   めの記憶装置と、 通常人カビデオ信号を装置の出力ターミナルに結合する
   よう作用し、かつ選択可能な期間の開始に応答して、該
   選択可能な期間の開始時のシーンを表わす、入カビデオ
   信号を前記記憾装置に結合するように動作可能なスイッ
   チング装置と、前記の記憶されたテレビジョン・フィー
   ルド又はフレームを前記の選択可能な期間中後から入力
   する選択されたテレビジョン・フィールド又はフレーム
   と比較し、かつ前記の記憶されたテレビジョン・フィー
   ルド又はフレームと後から入力するフィールド又はフレ
   ームの対応する画像要素間の差の検出に応答して前記ス
   イッチング装置を制御して前記の検出された差を生じた
   前記後から入力するテレビジョン・フィールド又はフレ
   ームの画像要素を記憶するための装置と、 前記の選択可能な期間中に於で、以前に記憶された後か
   ら入力するフィールド又はフレームの画像要素を識別し
   、これに応答して前記スイッチング装置を制御して前記
   選択可能な期間中の後のフィールド又はフレームにおけ
   る対応する画像要素の記憶を阻止するための装置を設け
   、前記スイッチング装置は前記選択可能な期間中、少く
   とも対象物の現在の位置を表示するためにビデオ信号を
   出力ターミナルー＼与えるように動作可能であり、前記
   の選択可能な期間を終了させ、前記スイッチング装置を
   制御して装置の前記出力ターミナルに対して少くとも前
   記の選択可能な期間において前記差の検出に応答して記
   憶された後から入力するフィールド又はフレームの画像
   要素を表示するビデオ信号を結合するための装置とを設
   けることを特徴とする装置。 ２ 前記記憶装置が、これに記憶されたテレビジョン信
   号の個々の画像要素にわたる代替情報を受取るようにな
   っており、 前記の記憶されたテレビジョン・フィールド又はフレー
   ムを前記後から入力する選択されたテレビジョン・フィ
   ールド又はフレームと比較する装置が、前記の記憶され
   たテレビジョン・フィールド又はフレームにおいて前記
   の検出された差を生じた画像要素を前記後から入力する
   フィールド又はフレームのそれと置換することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記スイッチング装置が、前記の選択可能な期間に
   わたり入カビデオ信号および前記の最初に記憶されたＺ
   イールド又はフレームに続くフィールド又はフレームか
   らの記憶された画像要素を表示するビデオ信号を前記装
   置の出力ターミナルに対して切換えるための装置を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲２項記載の装置。 ４ 前記スイッチング装置が、前記の記憶されたフィー
   ルド又はフレームにおいて置換された画像要素を含む該
   記憶フィールド又はフレームを前記の選択可能な期間に
   わたって前記装置の出力ターミナルに対して切換えるた
   めの装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の装置。 ５ 前記入力テレビジョン信号がデイジタル符号化され
   、 前記記憶装置がデイジタル・フレーム記憶装置であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１項記載の装置。 ６ 前記の記憶されたテレビジョンーフレームと、後か
   ら入力するテレビジョン・フレームの内テレビジョン・
   フレームの整数倍だけ前記の記憶されたフレームから変
   立されたものとを順次比較するよう前記スイッチング装
   置を制御するための装置を更に設けることを特徴とする
   特許請求の範囲５項記載の装置。 ７ 選択可能な期間にわたり実質的に静止状態のシーン
   において運動する対象物の一連の選択された分離映像を
   同時に表示するためのビデオ信号を入力テレビジョン信
   号から得るための方法であって、 前記期間中の選択された一連のフィールド又はフレーム
   の間、前記選択されたフィールド又はフレームの内の１
   つ毎の画像要素と、以前の対応する画像要素とを比較し
   、対象物の運動を表わす差が検出されたとき、対応する
   画像要素がそのような差異の検出に応じて前記期間中に
   既に記憶されたものでなければ、前記画像要素を記憶す
   ること、及び前記識別及び運動を表示する信号の記憶期
   間中、少くとも対象物の現在位置を表示するためＣこビ
   デオ信号を出力ターミナルへ与え、前記選択可能な期間
   の終了時に、少くとも記憶された画像要素を表示するビ
   デオ信号を出力ターミナルへ与えること、から成る方法
   。 ８ 選択可能な期間にわたり実質的に静止状態のシーン
   において運動する対象物の一連の選択された映像を同時
   に表示するためのビデオ信号を入力テレビジョン信号か
   ら得るための装置であって、前記期間中の選択された一
   連のテレビジョン・フィールド又はフレームの間、前記
   選択されたフィールド又はフレームの内の１つ毎の画像
   要素と、以前の対応する画像要素とを比較する装置と、
   前記比較装置によって、前記対象物の運動を表わす差が
   検出されたとき、画像要素を記憶する装置と、 前記選択されたフィールド又はフレームに対する画像要
   素がそのような差異の検出に応じて前記選択可能な期間
   中に既に記憶されたものであるものを識別し、前記後か
   ら入力するフィールド又はフレームの対応する画像要素
   を前記期間中に記憶するのを阻止する装置と、前記識別
   及び運動を表示する信号の記憶期間中少くとも、対象物
   の現在位置を表示するためにビデオ信号を出力ターミナ
   ルへ与える装置と、及び 前記選択可能な期間を終了させ、少くとも記憶された画
   像要素を表示するビデオ信号を出力ターミナルへ与える
   装置とから或る装置。