DE3309847A1

DE3309847A1 - Bildverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE3309847A1
Application number: DE3309847A
Authority: DE
Inventors: Neil Roy Newbury Berkshire Hinson; Paul Roderick Noel Kellar; Richard John Barnes London Taylor
Original assignee: Quantel Ltd
Current assignee: Quantel Ltd
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DE3309847C2; US4709393A; US4563703A; DE3348093C2; GB8306339D0

Description

- r-

Bildverarbeitungssystem

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungssystem u.a. zur Verwendung bei speziellen Effekten beim Fernsehen.

Bei bekannten Systemen, die beispielsweise für spezielle Effekte verwandt werden, wird die Bildinformation von einem Bildspeicher empfangen, der als Pufferspeicher wirkt, und werden zur Erzeugung des gewünschten speziellen Effektes von einem Ausgangsprozessor im typischen Fall Daten von gewählten Adressen im Bildspeicher aufgenommen, um ein Bild mit einer gegenüber dem dem Speicher eingegebenen Bild anderen Form oder Grosse wiederzubilden.

Obwohl derartige Systeme über einen begrenzten Bereich spezieller Effekte, wie sie gegenwärtig zur Verfügung stehen, arbeiten, behindert die Art, in der sie arbeiten, ihre .Flexibilität.

Durch die Erfindung soll ein System geschaffen werden, das eine grössere Flexibilität in der Bildmanipulation liefern kann, während die Bildqualität beibehalten wird, so dass das sich ergebende Bild nicht merklich beeinträcht ist.

Das erfindungsgemässe Bildverarbeitungssystem für die Bildformmanipulation ist gekennzeichnet durch eine Bildspeichereinrichtung zum Aufnehmen der Bildpunktinformation an einer Vielzahl von Speicherplätzen äquivalent zu einem Videobild, eine Adressiereinrichtung zum Adressieren gewählter Bildspeicherplätze mehrmals innerhalb einer Bildperiode in Abhängigkeit von der geforderten Manipulation, eine

33098Α7

Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Bildinformation an einem gegebenen Speicherplatz immer dann, wenn der Speicherplatz adressiert wird,und eine Steuereinrichtung zum Ändern der gelieferten Verarbeitung in Abhängigkeit von der Dichte der Bildinformation an einer gegebenen Stelle des Bildes innerhalb einer Bildperiode.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Adressiervorrichtung für ein Bildspeicherverarbeitungssystem geschaffen, das gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung, die nur . gewählte Adressen der gewünschten Bildspeicheradressen bestimmt, auf die zugegriffen werden muss, eine Einrichtung zum Fortschreiben der gewählten Adressen der gewünschten Adressen mit einer Geschwindigkeit, die langsamer als die normale Bildgeschwindigkeit ist,und eine Adresseninterpolationseinrichtung zum Berechnen aller gewünschten Adressen, auf die zuzugreifen ist, aus den zur Verfügung stehenden Adressendaten sowohl räumlich als auch zeitlich, so dass alle Adressen, auf die zuzugreifen ist, mit normaler Bildgeschwindigkeit fortgeschrieben verfügbar sind.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Grundausführungsbeispiel eines Systems in Verbindung mit einem Aspekt der Erfindung.

Fig. 2 zeigt verschiedene Aspekte der Bildmanipulation.

Fig. 3 zeigt die Bildverarbeitung .des in Fig. 1 dargestellten Systems mehr im einzelnen.

■'··.· ···"··· 33098Λ7

- AA-

Fig. 4 zeigt weitere Einzelheiten der Verarbeitung. Fig. 5 zeigt einen weiteren Aspekt der Bildmanipulation.

Fig. 6 zeigt ein System, das eine geeignete Adressenmanipulation liefern kann.

Fig. 7 zeigt die Adresseninterpolationstechnik für das System hinsichtlich eines zweiten Aspektes der Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine Adresseninterpolationsanordnung, die sich mit der räumlichen Manipulation befasst.
15

Fig. 9 zeigt eine Anordnung sowohl zur räumlichen als auch zur zeitlichen Interpolation der Adressen.

In Fig. 1 ist ein Grundausführungsbeispiel bezüglich eines Aspekts der Erfindung dargestellt. Ein Prozessor 10 empfängt die ankommende Bildinformation zusammen mit derjenigen Information, die vorher im Bildspeicher 11 gespeichert ist. Die x, y Adresse des Bildspeichers, auf die zugegriffen wird und die einen gegebenen Bildpunkt bezeichnet, wird durch das Ausgangssignal einer Adressiereinrichtung 12 bestimmt. Zusätzlich wird von der Adressiereinrichtung ein Steuerparameter Z zum Steuern der Verarbeitung im Prozessor 10 geliefert.

Die dargestellte Anordnung stellt eine radikale Abkehr von den bekannten Systemen insofern dar, als die Adressiereinrichtung effektiv die Form des zu erzeugenden Bildes über einen Verarbeitungsvorgang bestimmt, der ein Bild

dadurch aufbaut* dass mehr als einmal in der Bildperiode auf bestimmte Bildspeicherplätze zugegriffen wird, so dass effektiv alle Originalbildpunkte so angeordnet werden, dass sie irgend wohin gelangen, obwohl ihre Stellen von ihren ursprünglichen Bildpunktstellen verschieden sein werden. Die Adressiereinrichtung erzeugt zusätzlich den Steuerparameter, um sicherzustellen, dass die richtigen Bruchteile der Bildpunkte dem Bildspeicher zusätzlich gegeben werden.

Im folgenden wird mehr im einzelnen der Verarbeitungsund Adressierungsmechanismus beschrieben. Der Adressierungs- und Speichermechanismus ist komplizierter als es zunächst erscheint insofern, als ein System entwickelt wurde, bei dem die Bildpunkte als ein Teil eines Zellengitters angesehen werden können, wobei diese Bildpunkte nicht allein einer Zelle zugeordnet werden müssen, sondern Anteile haben können, die einer Anzahl von Zellen zugeordnet sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Ein Standardbild (ohne Verarbeitung), das aus einer Vielzahl von Bildpunkten aufgebaut ist, würde somit in aufeinanderfolgenden Zellen im Bildspeicher gespeichert, die durch die Bildpunkte P,, P₂, P, und J?, in Fig. 2a wiedergegeben sind, wobei die Adressiereinrichtung 12 als eine Einrichtung angesehen werden kann, die eine Standardadressierungsabfolge mit einem Wert von Z liefert, der im typischen Fall auf einen Wert gleich 1 festgelegt ist. Obwohl nur die Bildelemente P.J bis P. dargestellt sind, ist es ersichtlich, dass alle Zellen des Bildspeichers ein Bildelement bei dieser Arbeitsweise enthalten würden.

Die Darstellung in Fig. 2b zeigt die Änderung in den Bildpunkten, wenn ein Bild (noch in Standardgrosse) horizontal und vertikal um einen halben Bildpunkt aufgerollt wird. 35

Der Einfachheit halber sind nur die Punkte P₁ und P₂ dargestellt. Es ist ersichtlich, dass nunmehr jedes der Bildelemente P- und P₂ vier Teile hat, die benachbarten Speicherzellen zugeordnet sind. In der Praxis ist der Teil eines gegebenen Bildelementes, der einer Zelle zuaddiert wird, von der χ und y Adresse bekannt, die von der Adressiereinrichtung 12 geliefert wird, die so ausgebildet ist, dass sie eine Hauptadresse und einen Rest erzeugt, wobei der Rest den Bruchteil liefert, der einer gegebenen Zelle zugeordnet ist und den Z-Parameter umfasst.

Für Fig. 2b gilt somit, dass der Bildspeicher 11 und der Prozessor 10 unter der Steuerung der Adressiereinrichtung 12 am Anfang effektiv das Bildelement P₁ empfangen und nach einer Verarbeitung teilweise das Bildelement P^ den Zellen C. und C₂ und den geeigneten Zellen auf der nächsten Zeile Cq und Cr zuordnen. Anschliessend wird das Bildelement P₂ verarbeitet und in den Zellen C₂, C₃, Cr und Cs angeordnet. Dieser Prozess berücksichtigt in der Praxis die bereits vom Bildelement P- beispielsweise der Zelle C₂ zugeordnete Information, so dass auf diesem Zellenplatz zum Auslesen zugegriffen wird, woraufhin eine Verarbeitung in Abhängigkeit vom gelieferten Wert von Z folgt und anschliessend das verarbeitete Ausgangssignal in den Speicher eingeschrieben wird.

Wenn in der Praxis ein Aufrollen des Bildes ohne eine BiIdgrössenänderung (Zoom) erfolgt, dann werden die Teile benachbarter Bildelemente, die einer Zelle zugeordnet sind, immer am Ende der Verarbeitung zu 1 aufaddiert. In der Darstellung mit Fig. 2b sind vier Lese-, Verarbeitungsund Schreibarbeitsvorgänge erforderlich, um die gewünschte Bildinformation zu liefern, wobei Z bei diesem Beispiel gleich 1/4 ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines Prozessors 10, der dazu geeignet ist, die notwendige Grundbildmanipulation zu liefern, ist in Fig. 3 dargestellt.

Ein Multiplikator 15 empfängt die ankommende Information, die nach einem Multiplizieren einem Addierer 16 zugeführt wird. Der Wert von Z wird immer so gewählt, dass er zwischen 0 und 1 liegt.

10. Bei dem oben bereits erläuterten Beispiel von Fig. 2a kann der Wert von Z als gleich 1 angesehen werden, während er bei der Anordnung von Fig. 2b gleich 1/4 ist, da vier Viertel von benachbarten Bildelementen dazu verwandt werden, die Information in der Zelle C₂ zu erzeugen. Vorausgesetzt somit, dass der Inhalt des Speichers am Anfang jedes Bildes auf Null gelöscht ist, wird die Interpolation zum Erzeugen der Information für jede Zelle automatisch lediglich durch eine Aufeinanderfolge von Lese-Verarbeitungs-Schreibarbeitsvorgängen erzielt.

Dieser Mechanismus eignet sich jedoch nur zum Aufrollen des Bildes wie es ist, wenn eine Änderung in der Bildgrösse vorliegt, dann ist eine zusätzliche Manipulation erforderlich, um Fehler im Bildaufbau zu vermeiden, wie es im folgenden anhand von Fig. 2c erläutert wird. In diesem Fall ist eine 2:1 Verkleinerung in der Bildgrösse dargestellt (ohne Aufrollen) , so dass das Bildelement P₁ in der Zelle C₁ und das Bildelement P₂ teilweise in der C₁ und C₂ liegt. In ähnlicher Weise liegt das Element P₃ vollständig in der Zelle C₂ und liegt das Element P₄ teilweise in der Zelle C₂ und der Zelle C₃. Wenn eine gewisse Regulierung der Datenmenge nicht erfolgt, dann wäre beispielsweise die resultierende Information in der Zelle C~ zweimal so gross wie erwünscht (hinsichtlich der Bildintensität beispielsweise),

Es ist somit notwendig, eine Einrichtung zum Regulieren dieser Situation vorzusehen, wobei aus Fig. 2c ersichtlich ist, dass der Regulierungswert K gleich 1/2 sein muss, um die gewünschte Regulierung an jeder Zelle zu liefern.

Obwohl das einen einfachen Fall darstellt, ergibt sich aus dieser Darstellung das allgemeine Gesetz, dass K = ' Kompressionsverhältnis, Kqmpressionsverhältnisse von 32:1 wurden erfolgreich erzielt. Obwohl der Wert von K als Festwert für eine gegebene Kompression (beispielsweise K = 3 für eine 3-fach-Kompression ) angesehen werden kann, muss die Kompression über das gesamte Bild nicht die gleiche sein, wobei tatsächlich eine variable Kompression zu einer grossen Zahl spezieller Effekte führt, die mit dem vorliegenden System erzielbar sind.

Obwohl der Mechanismus für das Lesen, das Addieren eines manipulierten neuen Bildpunktes und das Schreiben in einem einzigen Zyklus anfänglich sehr einfach erscheinen mag, stellt er in der Tat ein sehr wirksames Werkzeug dar, das die Interpolation und die Filterung in einem Arbeitsablauf oder in einer Abfolge von Arbeitsvorgängen durchführt, ohne dass aufwendige zusätzliche Einrichtungen benötigt werden.

Anhand von Fig. 2d ist erkennbar, dass das Komprimieren _t und Aufrollen dadurch erzielt werden kann, dass die Adressierung um 1/2 Bildelement bewegt wird (wobei nur die Punkte P- und P„ der Einfachheit halber dargestellt sind).

Obwohl Fig. 3 den Grundmechanismus zeigt, der notwendig ist, ist dieser etwas vereinfacht, so dass ein umfassenderes 35

System zum Liefern der gewünschten Verarbeitung in Fig. 4 dargestellt ist, wobfei Fig. 4 zeigt, wie der Bruchteil der Adresse und die Dichtekompensation, die oben erwähnt wurden, verwandt werden. Ein Multiplikator 20 ist nun vorgesehen, um die Dichtekompensation zu liefern. Wie es in Fig. 2b dargestellt ist, kann ein Bildelement so manipuliert werden, dass vier Teile jeder der vier benachbarten Speicherzellen zugeordnet sind. Um diese Manipulation mit vernünfiger Geschwindigkeit zu bewältigen, ist es im typischen.

Fall notwendig, über die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung hinaus,bei der vier Punkte der Reihe nach während eines eingegebenen Bildelementes berechnet werden müssten, zusätzliche Verarbeitungen und Speicherungen vorzusehen. Der einzelne Multiplikator, der einzelne Addierer und der einzelne Bildspeicher in Fig. 3 sind durch vier Bildspeicher 34 bis 37 jeweils mit zugehörigen Multiplikatoren 30 bis 33 und Addieren 16 bis 19 jeweils ersetzt. Die Ausgangssignale von den Bildspeichern werden von einem Summierer 38 aufgenommen, um das kombinierte Ausgangssignal zu erzeugen. Ein derartiges System erlaubt es, dass die ankommenden Bildelemente jeder der vier relevanten Speicherzellen und ihrer zugehörigen Verarbeitung zur Verfügung stehen. Die Adressiereinrichtung 12 ist nun so dargestellt, dass sie die Hauptadressen x, y für die vier jeweiligen Bildspeicher A, B, C und D und zusätzlich den Bruchteil Z der Adressen a, b, c und d und den Dichtekompensationswert K erzeugt. Die Hauptadresse für das Bildelement P₁ für irgendeine der dargestellten Situationen wird A = C. , B = C„, C = Cq und D. = Cr sein. Die Bruchteile werden variieren. Für Fig. 2a ist somit a = 1 und b, c, und d = 0, während K = 1 ist.

Für Fig. 2b bezüglich des Elementes P₁ sind die Bruchteiladressen a, b, c Uiid d = 1/4 und ist K = 1. Irgendeine Kombination dieser Teile wird immer aufgrund des Vorhandenseins des Summierers 38 gleich 1 sein.

ν- ^τ *

- 47-

jar-

Für die Situation von Fig. 2c und das Bildelement P₁ ist a= 1 und b, c und d = 0, während K = 1/2 ist, für das Bildelement P₂ gilt A, B, C und D sind wie bisher, während a und b = 1/2 und c und d = O sind, wobei K = 1/2 ist. 5

Es sei daran erinnert, dass jeder J3peicher 34 bis 37 ein vollständiger Bildspeicher ist. Wenn somit in das System eingeschrieben wird, drücken die Adressen immer vier verschiedene, jedoch benachbarte Zellen aus, beim Auslesen von dem System ist jedoch die Adresse für jeden Bildspeicher die gleiche. D.h.m.a.W., dass es für die Verarbeitung erwünscht ist, auf vier Zellen zuzugreifen, dass es beim Auslesen jedoch erwünscht ist, nur auf eine einzige Zelle zuzugreifen.

Dadurch, dass der Multiplikator 20 vorgesehen ist, werden die ankommenden Daten wirksam vermindert, was dann erforderlich ist, wenn eine Kompression stattfindet, da sonst der Aufbau von Anteilen von vielen Bildpunkten in einer Zelle zu einer zu grossen Informationsdichte führen würde. Für spezielle Effekte wird die Kompression für jede Zelle im . Bild nicht die gleiche sein.

Aus Gründen der Deutlichkeit ist der Multiplikator 20 separat von den Multiplikatoren 30 bis 33 dargestellt, in der Praxis kann der Multiplikator 20 jedoch im typischen Fall in den Teilern 30, 31, 32 und 33 enthalten sein.

Im folgenden wird ein weiterer spezieller Effekt beschrieben, um "die Anpassungsfähigkeit und Wandelbarkeit des Systems darzustellen. Fig. 5 zeigt einen Effekt, der dem Umschlagen einer Seite P äquivalent ist. Bloss das Erzeugen der erwünschten Form erlaubt es, die richtige Abfolge der Adressierung sowie die Korrektμr des Aufbaues des Bildes zu erreichen. ' An der Kante E der Seite P wird ein stärkerer Aufbau (der

^x copy

■ * β ♦ ♦ * **i^r j » a v if

-VtT-

jedoch durch den Multiplikator 20 kompensiert wird) als im überlappungsteil F vorliegen.

In der Praxis wird der Umschlag F durchsichtig erscheinen, so dass gleichfalls die darunterliegende Bildinformation sichtbar sein wird.

Wenn der Umschlag undurchsichtig sein soll, so dass das darunterliegende Bild verdeckt ist, so kann das durch den Arbeitszyklus Lesen-Ersetzen-Schreiben erreicht werden, der einfach dadurch erzeugt werden kann, dass die Verbindung zwischen dem Ausgang des Bildspeichers 11 und dem Addierer 16 bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung gesperrt wird. Im typischen Fall ist es zweckmässig, ein Identifizierungsetikett über die Adressiereinrichtung zu erzeugen, um sicherzustellen, dass das System weiss, welcher Bereich über dem anderen Bereich liegt.

Im folgenden wird mehr im einzelnen anhand von Fig. 6 beschrieben, wie die Adressiereinrichtung 12 für irgendeine gewünschte Form arbeiten kann.

Anhand der obigen Beispiele ist erkennbar, dass die von der Bedienungsperson gewählte Adressenabfolge effektiv die Form und Grosse des Ausgangsbildes bestimmt sowie die angesammelte Information durch das Vorsehen der Parameter x, y, ζ und K kompensiert wird.

Die einfachen Formen in Fig. 2 können leicht durch die Tastatur 21 zur Eingabe zum Computer 20 erzeugt werden, um die Abfolge der Zellenadressenplätze zu liefern, auf die zugegriffen werden soll, sowie den erforderlichen Wert von Z und K einzugeben.

•7909847

Das Gitter der Bildspeicherzellen kann somit so festgelegt werden, dass es innerhalb der Grenzen der gewünschten Bildform liegt oder nicht und gegebenenfalls kann auf diese Adressen während der Manipulation des Bildes zugegriffen werden.

Es können auch mathematische Standardgleichungen eingegeben werden, um die gewünschten Formen im Computer 20 zu erzeugen. Im Fall beispielsweise eines Kreises wird die Standardlehrbuchgleichung für den Kreis eingegeben und ist es dann einfach durch das Bestimmen der Zellenadresse des Mittelpunktes und des Kreisradius möglich zu bestimmen, ob eine gegebene Zellenadresse innerhalb der Grenzen des Kreises liegt oder nicht, was die sich ergebende Bildform genau bestimmt.

Der gewünschte Formbereich ist gleichfalls ein Anzeichen des Kompressionsverhältnisses, so dass dieses gleichfalls berechnet werden kann, um den Wert K zu bestimmen. Der Wert der Kompression K für einen gegebenen Bildbereich kann beispielsweise unter Verwendung der Standardflächenberechnungstechnik (siehe Seite 129-131 des Hewlett Packart HP25 Handbuches 1975) bestimmt werden, wobei K proportional der Fläche ist.

Die berechneten Werte für χ und y werden zusammen mit dem passenden Wert für K für diese Zelle für eine gegebene Form zu dem Plattenspeicher 23 geführt. In der Praxis enthält die Platte 23 einen gesamten Bereich von Formen einschliesslich Formsequenzen,um eine Bildtransformation von einer Form in eine andere ermöglichen zu können. Wenn die Formen einmal eingegeben sind, wird der Computer 20 nicht notwendigerweise danach benötigt und verwendet das System lediglich den Plattenspeicher 23 als seine Formdatenquelle.

Obwohl der Plattenzugriff viel schneller als der vom Computer ist, ist er nichtsdestoweniger im allgemeinen nicht schnell genug, um mit den"Bildgeschwindigkeiten der Adressierung umgehen zu können. Um dieses Problem zu überwinden, ist ein zusätzlicher Mechanismus vorgesehen, der durch den Adresseninterpolator 24 wiedergegeben ist, der so arbeitet, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Der Plattenspeicher hält in der Praxis nur grobe Zellenadressendaten, wie es durch die Punkte K, L, M, N dargestellt ist, von denen K und L im typischen Fall die erste und die achte Folgebildpunktadresse horizontal und M und N die äquivalenten Adressenpunkte acht Zeilen darunter wiedergeben. Die Punkte Q, R, S und T sind im typischen Fall äquivalente Adressenpunkte 8 Bilder später. Das Fortschreiben der Adressierung mit dieser Geschwindigkeit kann somit durch die Platte gehandhabt werden und die Adressen zwischen ■ den verfügbaren Punkten werden davon sowohl räumlich als auch zeitlich interpoliert, wie es dargestellt ist. Es hat sich herausgestellt, dass dieses Verfahren keine merkliche Beeinträchtigung im erzeugten Bild hervorruft.

Obwohl der Computer 20 so beschrieben wurde, dass er alle Werte für x, y, Z und K liefert, kann es dann, wenn nur Grobadressen der Platte 23 geliefert werden, zweckmässig sein, nun die entsprechenden Grobwerte für die anderen Parameter zu liefern und dann diese Werte gleichfalls zu interpolieren, um die gesamte gewünschte Information herzuleiten. Die Parameter können auch anschliessend an die Adresseninterpolation im Interpolator 24 berechnet · 0 werden, indem das oben erwähnte Rechenverfahren angewandt wird.

Das Adresseninterpolationsverfahren, wie es beschrieben wurde, arbeitet "auch dann, wenn die Platte eine Folge von 35

Effekten liefert, und während die Änderung in der Adressierung von der Platte alle 8 Bilder bei diesem Beispiel fortgeschrieben erzeugt"wird, erzeugt die Adresseninterpolation eine allmählich Änderung über 8 Bilder, indem dem benachbarten Bild eine grössere Wichtung als dem entfernt liegenden " Bild gegeben -wird.

Eine Anordnung zum Liefern der räumlichen Adresseninterpolation ist in Fig. 8 dargestellt. Die Grobadressen werden vom Adressenverzögerungssperrglied 41 empfangen, das eine Verzögerung liefert, die 8 Zeilen von Adressen äquivalent ist. Die verzögerte Adresse wird einem Multiplikator 42 zugeführt und die laufende Grobadresse wird einem Multiplikator 43 vor der Addition im Addierer 44 zugeführt.

Das Addiererausgangssignal geht zu einem weiteren Verzögerungsglied 45, das eine Verzögerung hat, die 8 Bildpunktadressen äquivalent ist, wobei dieses verzögerte Ausgangssignal zum Multiplikator 46 geht. Das unverzögerte Ausgangssignal vom Addierer 44 geht zu einem Multiplikator 47, bevor es vom Addierer 48 empfangen wird, der auch das Ausgangssignal vom Multiplikator 46 empfängt.

Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung ist in c'der Praxis doppelt vorgesehen, um die notwendige Interpolation sowohl für die χ als auch die y Adresse zu liefern.

Da somit, wie es sich aus Fig. 7 ergibt, die K, L, M, N Grobadressen verfügbar sind, können beliebige andere interpolierte Adressen, beispielsweise die Adresse W daraus bestimmt werden. Der Wert von k und 1 wird zwischen 0 und 1 im typischen Fall in Schritten von 1/8 variieren, während die Adressen berechnet werden. Diese Werte für die Multiplikatoren können zweckmässigerweise von Nachschlagtabellen geliefert werdenf'die durch die Adressentaktsignale erhöht werden.

Der Interpolator für die räumliche Adresseninterpolation ist in der in Fig. 9 dargestellten Anordnung enthalten, die die zeitliche Interpolation liefert. Das Ausgangssignal vom Plattenspeicher 23 ist zur Erläuterung so dargestellt, dass es von einem ersten Formspeicher 23A (der die KLMN-Adressen von Fig. 7 beispielsweise hält) und einem zweiten Formspeicher 23B kommt (der die QRST-Werte hält). Nach der räumlichen Interpolation sind dann die Adressenwerte für die zeitliche Interpolation unter Verwendung der Multiplikatoren 52 und 53 verfügbar. Die sich ergebenden Ausgangssignale stehen über den Addierer 54 zur Verfügung. Die Werte für t variieren wiederum zwischen 0 und 1 in Schritten von 1/8, zweckmässigerweise unter Verwendung einer Nachschlagtabelle 55. Dadurch ist es möglich, irgendeine Änderung in der Adressenform zwischen der 8 Bild-, periode schrittweise einzuführen.

Obwohl das System so beschrieben wurde, dass es Grobadressen hat, die über 8 Adressen und 8 Bilder laufen, ist dieser Wert nicht zwingend vorgeschrieben.

Obwohl das System allgemein in Bezug auf die Handhabung von Intensitätswerten für die Bildinformation beschrieben wurde, ist in der Praxis dann, wenn .Farbdaten zu handhaben sind, das System im typischen Fall 3-fach ausgebildet, so dass ein Teil die Helligkeitsdaten und der andere Teil die Chrominanzinformation (beispielsweise den Farbunterschied) handhabt. Bei einem N.T.S.C.-System sind diese Daten jeweils als Y, I und Q Information kodiert. Obwohl eine relativ grosse Anzahl von Bildspeichern benötigt wird, ergibt sich , dass die erhaltene Ergebnisse einen derartigen Aufbau rechtfertigen.

Die Farbe kann auch auf der Basis der Farben Rot Grün und Blau gehandhabt werden.

3'3 O 9 8 A

Obwohl das System zur Verwendung bei speziellen Effekten für Fernsehsendungen beschrieben wurde, kann es auch für andere Arten von Bild- und Vxdeosystemen verwandt werden, die eine Bxldmanipulation in einer völlig freien Form nach der Erzeugung des Bildes benötigen.

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-In-g'.'H. ^έιΟαμαν-ν*, *E>ipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A."Weιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

8000 MÜNCHEN 86 \ 8. Μ§ΓΖ POSTFACH 860820

MOHLSTRASSE 22

TELEFON (089) 980352

TELEX 522621

TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHEN

P/ht.

Quantel Limited/ Kenley, Surrey, Grossbritannien

PATENTANSPRÜCHE

1J Bildverarbeitungssystem für die Bildformmanipulation, gekennzeichnet durch eine Bildspeichereinrichtung (11) zum Aufnehmen der Bildpunktinformation an einer Vielzahl von Stellen äquivalent zu einem Videobild, eine Adressiereinrichtung (12) zum Adressieren gewählter Bildspeicherstellen mehrmals innerhalb einer Bildperiode in Abhängigkeit von der geforderten Manipulation, eine Verarbeitungseinrichtung (10) zum Verarbeiten der Bildinformation an irgendeiner gegebenen Stelle jedesmal dann, wenn die Stelle adressiert wird,und eine Steuereinrichtung (12) zum Ändern der gelieferten Verarbeitung in Abhängigkeit von der Dichte der Bildinformation an einer gegebenen Stelle des Bildes innerhalb einer Bildperiode.

ϊ -J
2. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Adressiereinrichtung einen Generator (12; 20) enthält, um die Adressenstellen mit Unterbildelementgenauigkeit zu bestimmen.

_
3. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Verarbeitungseinrichtung einen Addierer (16) enthält, um die vorher gespeicherte Information von der Bildspeichereinrichtung zu einem Anteil der ankommenden Bildpunktinformation zu addieren, der durch die Steuereinrichtung bestimmt ist.
4. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung einen Multiplikator (15; 20) enthält, um den Anteil der zum Addierer gehenden Information dadurch zu ändern, dass ein Steuerparameter geändert wird, der von der Steuereinrichtung geliefert wird.
5. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Adressiereinrichtung einen Speicher (23) enthält, um die Adresseninformation zu halten, die zu wenigstens einer gewünschten Bildform gehört, und dass die Steuereinrichtung einen Speicher (23) enthält, um die Steuerinformation zu halten, die zu der wenigstens einen gewünschten Bildform gehört.
6. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Speicher in einem gemeinsamen Speicherträger vorgesehen sind.
7. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Bildspeichereinrichtung eine Vielzahl von Bild-

speichern (34-37) enthält, die Adressiereinrichtung gleichzeitigen Zugriff zu einer Adressenstelle in jedem Bildspeicher :

hat und die Verarbeitungseinrichtung eine Vielzahl von Prozessoren (16-19) aufweist, die gleichzeitig arbeiten , können, so dass die Information über einen ankommenden .

Bildpunkt verarbeitet und in jedem Bildspeicher gespeichert wird.
8. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Addiereinrichtung (38) vorgesehen ist, um jedes Ausgangssignal der Bildspeicher zu empfangen und daraus die summierte Bildpunktinformation zu erzeugen.
9. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Adressiereinrichtung eine Einrichtung (23), die nur · einige der gewählten Adressen der gewünschten Bildspeicheradressen bestimmt, auf die zugegriffen werden muss, eine Einrichtung (23) zum Fortschreiben der gewünschten Adressen mit einer Geschwindigkeit, die langsamer als die normale Bildgeschwindigkeit ist,und eine Adresseninterpoliereinrichtung (24) aufweist, um alle gewünschten Adressen, auf die zuzugreifen ist, aus den verfügbaren Adressendaten sowohl räumlich als auch zeitlich zu berechnen, so dass alle Adressen, auf die zuzugreifen ist, mit normaler Bildgeschwindigkeit fortgeschrieben verfügbar sind.
10. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung einen Speicher (23) zum Halten wenigstens einer Adressierungsabfolge enthält.
11. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 10, dadurch

'■ gekennzeichnet, dass die Fortschreibeinrichtung

_ 4 _
zu verschiedenen Teilen des Speichers zugreifen kann.
12. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass der Speicher und die Fortschreibeinrichtung von einem bewegbaren Aufzeichnungsträger (23) geliefert werden, der nur die gewählten Bildspeicheradressen von gewählten Bildern enthält.
13. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , dass Generatoreinrichtungen (20-22) vorgesehen sind, um die gewünschte Adressierungsabfolge vor dem Empfang durch den Speicher zu bestimmen.
14. Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Adresseninterpoliereinrichtung einen ersten Interpolator (40) für die räumliche Adresseninterpolation, um alle relevanten Adressen aus der verfügbaren Information zu bestimmen, die zu einem ersten Bild gehört, einen zweiten Interpolator (40) für die räumliche Adresseninterpolation, um alle relevanten Adressen aus der verfügbaren Information zu liefern, die zum nächsten verfügbaren Bild gehört, und einen Interpolator (52-54) für die zeitliche Adresseninterpolation aufweist, um die relevanten Adressen, die zu den Zwischenbildern gehören, aus der Information zu liefern, die sowohl vom ersten als auch zweiten Interpolator für die räumliche Adresseninterpolation kommt.
15. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass jeder Interpolator für die räumliche Adresseninterpolation einen arithmetischen Prozessor (42-44; 46-48) enthält, um variabel zusammengesetzte Adressen in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Be-Ziehung zu der gerade verfügbaren Adresseninformation zu liefern.
16. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass der Interpolator

für die zeitliche Adresseninterpolation einen arithmetischen Prozessor (52-54) enthält, um variabel eine zusammengesetzte Adresseninformation in Abhängigkeit von ihrer zeitlichen Beziehung zur gerade verfügbaren Adresseninformation zu liefern, wodurch die Adressen in einem Bild über Zwischenbildperioden modifiziert werden, um eine allmähliche Änderung von Bild zu Bild zu bewirken. 10
17. Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , dass ein arithmetischer Informationsgenerator (55) vorgesehen ist, um variabel die gewünschte Zusammensetzung auf Zeitbasis zu steuern.
18. Verfahren zum Verarbeiten einer Bildinformation, dadurch gekennzeichnet , dass eine Bildpunktinformation an einer Vielzahl von Stellen äquivalent zu einem Videobild aufgenommen wird, gewählte Bildspeicherstellen mehrmals innerhalb einer gegebenen Bildperiode in Abhängigkeit von der geforderten Manipulation adressiert werden, die Bildinformation an irgendeiner gegebenen Stelle jedesmal dann verarbeitet wird, wenn diese Stelle adressiert wird,und die gelieferte Verarbeitung in Abhängigkeit von der Dichte der Bildinformation an einer gegebenen Bildstelle innerhalb einer Bildperiode verändert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass bei der Adressierung nur gewählte Adressen der gewünschten Bildspeicheradressen geliefert werden, auf die zugegriffen werden muss, dass die gewählten Adressen der gewünschten Adressen mit einer Geschwindigkeit fortgeschrieben werden, die kleiner als die normale Bild-

geschwindigkeit ist_;und dass alle gewünschten Adressen, auf die zuzugreifen ist, dadurch berechnet werden, dass die verfügbare Adresseninformation sowohl räumlich als auch zeitlich interpoliert wird, so dass alle Adressen, auf die zuzugreifen ist, mit normaler Bildgeschwindigkeit fortgeschrieben verfügbar sind.
20. Adressiervorrichtung für ein Bildspeicherverarbeitungssystem, gekennzeichnet "durch eine Einrichtung (23) zum Bestimmen nur gewählter Adressen der gewünschten Bildspeicheradressen, auf die zugegriffen werden muss, eine Einrichtung (23) zum Fortschreiben der gewählten Adressen der gewünschten Adressen mit einer Geschwindigkeit, die langsamer als die normale Bildgeschwindigkeit ist,und eine Adresseninterpoliereinrichtung (24) zum Berechnen aller gewünschten Adressen, auf die zuzugreifen ist, aus den verfügbaren Adressendaten sowohl räumlich als auch zeitlich, so dass alle Adressen, auf die zuzugreifen ist, mit normaler Bildgeschwindigkeit fortgeschrieben verfügbar sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , dass die Bestimmungseinrichtung einen Speicher (23) enthält, um wenigstens einer Adressenabfolge zu halten.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortschreibeinrichtung zu verschiedenen Teilen des Speichers zugreifen kann.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , dass der Speicher und die Fortschreibeinrichtung von einem beweglichen Aufzeichnungsträger (23) geliefert werden, der nur die gewählten Bildspeicheradressen von gewählten Bildern enthält.
24. Vorrichtung nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet , dass Generatoreinrichtungen (20-22) vorgesehen sind, um die gewünschten Adressenabfolgen vor der Aufnahme durch den Speicher zu bestimmen.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet , dass die Adresseninterpoliereinrichtung einen ersten Interpolator (40) für die räumliche Adresseninterpolation, um alle relevanten Adressen aus der verfügbaren Information zu bestimmen, die zu einem ersten Bild gehört, einen zweiten Interpolator (40) für die räumliche Adresseninterpolation, um alle relevanten Adressen aus der verfügbaren Information zu liefern, die zum nächsten verfügbaren Bild gehört,und einen Interpolator (52-54) für die zeitliche Adresseninterpolation enthält, um die relevanten Adressen, die zu Zwischenbildern gehören, aus der Information zu liefern, die sowohl vom ersten als auch vom zweiten Interpolator für die räumliche Adresseninterpolation kommt. 20
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η .zeichnet , dass jeder Interpolator für die räumliche Adresseninterpolation einen arithmetischen Prozessor (42-44; 46-48) enthält, um variabel zusammengesetzte Adressen in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Beziehung mit der gerade verfügbaren Adresseninformation zu liefern.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , dass der Interpolator für die zeitliche Adresseninterpolation einen arithmetischen Prozessor (52-54) enthält, um variabel eine zusammengesetzte Adresseninformation in Abhängigkeit von ihrer zeitlichen Beziehung zu der gerade verfügbaren Adresseninformation zu liefern, wodurch die Adressen innerhalb eines Bildes über Zwischen-

-" 8 —

bildperioden modifiziert werden, um dadurch eine allmähliche Änderung von Bild zu Bild zu bewirken.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27/ dadurch gekennzeichnet, dass ein arithmetischer Informationsgenerator (55) vorgesehen ist, um variabel die gewünschte Zusammensetzung auf Zeitbasis zu steuern.
29. Verfahren zum Liefern der Adressen für ein BiId-Speicherverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet , dass nur gewählte Adressen der gewünschten Bildspeicheradressen geliefert werden, auf die zugegriffen werden muss, dass die gewählten Adressen der gewünschten Adressen mit einer Geschwindigkeit fortgeschrieben werden, die langsamer als die normale Bildgeschwindigkeit ist, und dass alle gewünschten Adressen, auf die zuzugreifen ist, dadurch berechnet werden, dass die verfügbare Adresseninformation sowohl räumlich als auch zeitlich interpoliert wird, so dass alle Adressen, auf die zuzugreifen ist, mit normaler Bildgeschwindigkeit fortgeschrieben verfügbar sind.