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Anordnung zur Verarbeitung von Signalen
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anamorPhotische Bilder Die Erfindung betrifft eine Verarbeitungsvorrichtung
zur Verarbeitung von bildsignalen anamorphotischer Bilder auf einem Laufbildfilm
für eine ßreitbandvorführung mit einem vorgegebenen TIöhen-Breitenverhailtnis.
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zur Erzielung eines Panoramoeffekts bei einem Laufbildfilm mit der
Standardbreite wird nach dem Stand der Technik eine anamorphotische optische Linse
verwendet, die das aufgezeichnete Bild entlang ihrer horizontalen Achse komprimiert.
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Wenn das aufgezeichnete Bild auf einen Bildschirm projiziert wird,
wird mit Hilfe einer weiteren kompatiblen anamorphotischen Linse das proJizierte
Bild in horizontaler richtung expandiert, so daß auf der Leinwand nunmehr wieder
das korrekte Verhältnis zwischen Höhe und Breite gewährleistet ist. Die erhöhte
Breite der ausgeleuchteten Leinwand ergibt den Panormaeffekt.
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Im Fernsehen werden derartige Filme auch gesendet. Da aber das Verhältnis
von Höhe zur Breite der Bildschirme herkömmlicher Fernseher nicht dem der großen
Breitwandleinwände in Kinos entspricht, wird nur ein Abschnitt des Laufbildes in
horizontaler Richtung zur Erzeugung des Fernsehbildes mit korrektem öhen-Breitenverhältnis
benötigt.
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Daher wird ein Verarbeitungsprozeß angewendet, in dem ein anamorphotischer
Konverter verwendet wird, mit dessen Hilfe der subjektiv am meisten interessierende
Teil des Laufbildes für die Fernsehübertragung ausgewählt wird.
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Herkömmliche anamorphotische Konverter arbeiten mit optischen Einrichtungen
zur Vergrößerung bzw. Expansion photographisch produzierter Bilder in horizontaler
Richtung. Abgesehen von einer geringen Nichtlinearität in dem Expansionsverhältnis,
die durch Aberrationen in der anamorphotischen Linse bedingt ist, wird das optische
System mittels mechanischer oder elektromechanischer Einrichtungen bewegt und unterliegt
Trägheits- und Hysteresiserscheinungen, die die Genauigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
und der Gesamtempfinglichkeit des Steuersystems verringern. Diese Nachteile machen
ein schnelles oder augenblickliches Verschwenken des Bildausschnittes subjektiv
unannehmbar.
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Ein anderes Problem ist darin zu sehen, daß das nach dem Stand der
Technik erzeugte Bild nur denjenigen Abschnitt der auf dem photographischen Film
vorhandenen Information zeigt, der im Fernsehverhältnis von drei vertikalen Einheiten
zu vier horizontalen Einheiten entspricht. Für eine Realzeitverarbeitung des Films
für Fernsehzwecke wäre es jedoch wünschenswert, die gesamte auf dem photographischen
Film vorhandene Information zu sehen und ohneweiteres in der Lage zu sein, den Abschnitt
im Film zu identifizieren, der für die Fernsehwiedergabe ausgewählt
werden
soll.
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Mit der Erfindung soll daher unter Verwendung elektronischer Einrichtungen
mit hoher Auflösung und dimensionsmäßiger Linearität aus einem anamorphotischen
photographischen Bild ein Fernsehbild erzeugt werden. Ferner soll ein elektronischer
anamorphotischer Konverter geschaffen werden, der für eine Realzeitverarbeitung
geeignet ist, andererseits aber auch ein Vorprogrammieren erlaubt.
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Bei der erfindungsgemäBen Lösung, wie sie in den Ansprüchen niedergelegt
ist, wird ein Video- oder Bildsignal mit einer ersten Geschwindigkeit während eines
ausgewählten Abschnittes eines Fernsehzeilenintervalls aufgezeichnet. Das gespeicherte
Signal wird dann mit einer zweiten Geschwindigkeit abgerufen, die geringer als die
erste Geschwindigkeit ist, so daß jeder Abschnitt der Zeile die Zeitdauer des gesamten
Fernsehzeilenintervalls belegt. Wenn das Uberarbeitete Signal mit einem herkömmlichen
Fernsehempfänger wiedergegeben wird, wird jeder ausgewählte Abschnitt einer Zeile
auf eine volle Zeilenlänge gestreckt.
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Das Bildsignal entspricht einem anamorphotisch aufgezeichneten Bild,
und der Unterschied in den Geschwindigkeiten ist dafür verantwortlich, daß ein ausgewählter
Abschnitt des Bildes wieder im natürlichen oder korrekten Höhen-Breitenverhältnis
erscheint. Das Bildsignal stammt von einem durch Kompression der Abmessungen des
Bildes in horizontaler Richtung relativ zu den Abmessungen in vertikaler Richtung
anamorphotisch aufgezeichneten Farblaufbildfilm. Außer einem ProJektor ist ein Umwandler
vorgesehen, der für jede im Farbfernsehsystem verwendete Primärfarbe einen eigenen
Kanal
hat. Die Vorrichtung zum Speichern der Bildsignale hat drei Kanäle mit der gleichen
Kapazität und Bandresonanzkurve.
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Vorzugsweise hat jeder Kanal eine Speichereinheit, die zumindest eine
analoge Verzögerungsleitung einschließt.
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Die analoge Verzögerungsleitung wird mit der ersten Geschwindigkeit
bzw. Frequenz mit einem aus einem Bezugssignal abgeleiteten Signal getaktet. Jede
Speichereinheit weist eine zweite analoge Verzögerungsleitung auf, und die zwei
analogen Verzögerungsleitungen wechseln sich in ihrer Funktion ab, so daß, während
die eine zur Aufzeichnung bereit ist, die andere aus dem während der vorangegangenen
Fernsehzeile aufgezeichneten Abschnitt das Ausgangssignal liefert. Die analogen
Verzögerungsleitungen sind vom "bucket brigade"-Typ, bei denen analoge Spannungswerte
mit einer gewissen Transportgeschwindigkeit hindurchgeschoben werden.
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Erste und zweite Zeit-Steuereinrichtungen wirken mit einer Toreinrichtung
zur Auswahl und zum Bestimmen der Größe des während jedes Zeilenintervalls gespeicherten
Abschnittes zusammen. Die erste Zeit-Steuereinrichtung ist variabel und bestimmt
die Zeit, zu der der Speicher mit dem Aufzeichnen beginnt. Die zweite Zeit-Steuereinrichtung
ist festeingestellt und läuft, wenn mit der Aufzeichnung begonnen wird, um die aufzuzeichnende
Menge zu bestimmen. Die Steuerung der variablen Zeit-Steuereinrichtung wird mit
Hilfe einer Zählereinrichtung durchgeführt, die von verschiedenen Eingangssignalen
mit sich ändernden oder festen Frequenzen, welche einer der zwei Richtungen zugeordnet
sind, abhängen. Das Ausgangssignal des Zählers wird als lDinstellwert für die variable
Zeit-Steuereinrichtung verwendet, und das Voreinstellen erfolgt nur während der
vertikalen Synchronisationssignale.
Der Zähler ist ein n-Bit-Zähler,
von dem die bits mit höherer Wertigkeit zum Einstellen verwendet werden, während
die bits mit der geringsten Wertigkeit zur Steuerung der variablen Verzögerung verwendet
werden.
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Die variable Verzögerung dient zur Feineinstellung der Phase des zur
hinderung des variablen Zeitgebers verwendeten Signals.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und tierkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung, anhand welcher das Ausführungsbeispiel beschrieben wird, stellen
dar: Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnurg.
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Figur 2 ein detailiertes Blockschaltbild des Speichers in Figur 1
und Figur 3 ein detailiertes Blockschaltbild der Zeitschaltung und der Steuereinrichtung,
die in der Anordnung in Figur 2 verwendet werden.
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In Figur 1 ist eine Anwendungsform der Erfindung dargestellt, bei
der die Bildinformation für eine Breitwandvorführung in ein Basisband-Bildsignal
filr eine Wiedergabe auf einem herkömmlichen Fernsehempfänger umgewandelt wird.
Im Studio wird dieses Signal natürlich auf einem Magnetband aufgezeichnet und später
zur Modulation eines Fernseh-Trägersignals verwendet. Ein üblicher Farbfilm ist
in dem Projektor 111 eingelegt. Der Pur'ejektor 111 wirft ein Lichtbild auf einen
Umwandler oder Konverter 112. Der Konverter 112 hat ein optisches System, das das
aufleuchtende Bild in drei Bilder zerlegt, die Jeweils einer Primärfarbe zugeordnet
sind. Jedes dieser Bilder
wird auf ein Target einer Kamera projiziert,
deren spektrale Empfindlichkeit der Farbe ihres Bildes entspricht. Diese drei Kameras
erzeugen gemeinsam ein Dreikomponenten-Farbsignal, nämlich rot, grün und blau, als
Ausgangssignal aus dem Konverter 112. Im Konverter 112 befindet sich außerdem eine
herkömmliche Synchronisationsschaltung für einen gemeinsamen Betrieb der Aufnahmeröhren.
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Es sei hervorgehoben, daß die Bildinformation entlang jeder horizontalen
Abtastlinie der auf dem Film im Projektor 111 aufgezeichneten Bildinformation entspricht.
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Insbesondere wird sich die Anwendung von herkömmlichen anamorphotischen
Verfahren bei der Produktion des Laufbildfilms in den Bildausgangssignalen des Konverters
112 bemerkbar machen, so daß die horizontalen Abmessungen in einer aufgezeichneten
Szene relativ zu den vertikalen Abmessungen komprimiert sind. Daher wird das projizierte
Bild einen ähnlichen Effekt in dem Dreikomponenten-Ausgangssignal des Konverters
112 erzeugen. Um ein Fernsehsignal zu erhalten, daß eine Wiedergabe in den wahren
Proportionen erlaubt, ist ein Expansionsprozeß zwischen dem Eingang und dem Ausgang
######## ### ####### ### ### ####### eines Speichers 114 erforderlich. is läßt sich
jedoch bei diesem Expansionsprozeß nicht vermeiden, daß ein Teil der Bildinformation
auf dem Film verloren geht. Um eine subjektiv angenehme Fernsehwiedergabe einer
bedeutsamen Information zu ermöglichen, wird ein Redigierungsprozeß angewendet,
bei dem ein Teil der Bildinformation für die Fernsehwiedergabe subjektiv ausgewählt
wird, wobei nur die am wenigsten bedeutsame Information ausgeschieden wird.
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Ein Hauptmerkmal der Anordnung der Figur 1 ist darin zu sehen, daß
der Redigierungsprozeß mit Hilfe der Elektronik und der Ausnutzung aller sich hinsichtlich
der Geschwindigkeit ergebenden Vorteile ausgeführt wird. Das Redigieren erfolgt
in
Verbindung mit dem Speicher 114, einem Haupttaktgeber 116, einer
Steuereinheit 117, einer Zeitschaltung 118, einer Signalzusammensetzeinheit 119
und einem Fernsehmonitor 121.
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Die in Figur im Bildsignalweg verbleibenden Bauteile sind ein Signalproz=r
123 und ein Kodierer 124, die beide in bekannter. Weise aufgebaut sind und in denen
die zur Abgabe eines genormten zusammengesetzten und für eine sofortige Aussendung
oder eine magnetische Aufzeichnung bei späterer Aussendung geeigneten Farbbildsignals
erforderlichen bekannten Operationen ablaufen. Die Kenngrößen des Prozessors 123
können mit Hilfe von herkömmlichen "gain", 'lpedestal!l und "gamma'LPotentiometern
(nicht gezeigt) geändert werden, wie dies aus dem Stand der Technik wohl bekannt
ist.
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LEin anderes wichtiges und vorteilhaftes Merkmal, das eine Realzeit-Bearbeitung
erlaubt, ist in der Anwendung des T.V.-Monitors 121 für sine Fernsehbildwiedergabe
zu sehen. Das Bild-Eingangs signal für den Monitor 121 wird am Ausgang der Signalzusammensetzeinheit
119 abgenommen. Die Signalzusammensetzeinheit 119 kombiniert die drei erzeugten
Signalkomponenten in etwa in Übereinstimmung mit dem nach TSC festgelegten Verhältnis,
Die Signalzusammensetzungeinheit 119 weist ein Widerstandsnetzwerk auf, mit dessen
Iiilfe die drei Bildsignalkomponenten zur Erzeugung eines Iielligkeitssignals für
den monochromatischen Monitor 121 kombiniert werden. Die Zeitschaltung 118 liefert
Synchronisations-Impuls-Signale an den noch verbleibenden Eingang der Signalzusammensetzeinheit
119, die dem Bildsignal überlagert werden. Diese Impulse treten in Übereinstimmung
mit dem ausgewählten Abschnitt in horizontaler Richtung auf, dessen Abmessungen
um einen Faktor, meistens ein halb, komprimiert sind. Diese Impulse treten mit einer
tWate von zwei pro Bildzeile auf, bestimmen ein Ausleseintervall im Speicher 114,
wie im einzelnen noch erläutert wird, und kennzeichnen den Abschnitt der Bildinformation
aus dem Kodierer 124, der für die Fernsehwiedergabe ausgewählt wird. Um im Monitor-121
eine Bildwiedergabe im richtigen Verhältnis
zu ermöglichen, muß
daS Monitorraster in vertikaler Richtung um einjialb reduziert werden. Der für die
Wiedergabe ausgewählte Teil der Szene wird von zwei vertikalen Linien mit konstanter
Leuchtdichte begrenzt. Obwohl der Abstand zwischen den Linien fest ist und durch
die Größe des anamorphotischen Faktors bestimmt ist, werden die Stellungen mit Hilfe
der Steuereinheit 117 ausgewählt. Dem Fachmann ist ohne weiteres klar, daß die Anordnung
nach Figur 1 abgeändert werden kann, beispielsweise wenn die Uberwachung mit Hilfe
eines Farbmonitors geschehen soll.
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Illit der Steuereinheit 117 lassen sich drei Arbeitsweisen in Verbindung
mit dem Redigierungsprozeß verwirklichen. Diese drei Arbeitsweisen sind das manuelle
Verschwenken, das abgehackte Verschwenken und das automatische Verschwenken aus
einer vorgegebenen Anfangsstellung in eine Endstellung mit fester Geschwindigkeit.
Außerdem können andere Arbeitsweisen unter Verwendung einer Hilfssteuereinheit 115
angewendet werden, die einen mit Mikroprozessoren aufgebauten Computer mit einem
angeschlossenen Speicher umfaßt. In diesen zusätzlichen Betriebsarten kann die Hilfssteuereinheit
115 als Prozessoreinheit dienen, die die mechanische Trägheit während des automatischen
oder manuellen Verschwenkens simuliert, als Geschwindigkeitsvervielfacher beim manuellen
Verschwenken, als Speicher für alle Redigierungsoperationen (Selbstlerneffekt) oder
als vorprogrammierte Playback-Einheit. Letztere Funktion ist besonders bei unmittelbarer
Sendung vorteilhaft. Bei den Betriebsarten, die Rechenarbeit erfordern, wie z.B.
bei der Simulierung der Trägheit, kann die Hilfssteuereinheit 115 als Computer vorliegen,
Für diesen besonderen Anwendungszweck lassen sich die in großem Umfang erhältlichen
Mikroprozessoren bestens verwenden.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß alle logischen Schaltungen, die
hier beschrieben sind, ohne weiteres in Form integrierter Schaltkreise ausgeführt
werden können. Geeignete integrierte Schaltkreise sind beispielsweise in "TTL Applications
Handbook August 1973, von Semiconductor Components Group, Fairchild Camera and Instrument
Corporation angegeben. Natürlich kann aber auch die Transistor-Transistor-Logik
von anderen Herstellern verwendet werden oder können andere Typen geeigneter logischer
Schaltkreise herartgezogen werden.
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In Figur 2 ist der innere Aufbau des Speichers 114 dargestellt.
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Im Prinzip hat der Speicher 114 drei Kanäle 211-213, die synchron
arbeiten, um die ausgewählten Abschnitte ihrer jeweiligen Bildsignale zu dehnen,
die aus der vom Filmaufzeichnungsmedium stammenden Bildinformation abgeleitet sind.
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Da alle Kanäle gleich aufgebaut sind, ist nur der Kanal 211 im einzelnen
dargestellt. Die im Kanal 211 verwendeten Verzögerungseinrich-tungqn BBD 216 und
BBD 217 vom "bucket-brigade"-Typ sind nach der Ladungskopplungsmechanismus-Technologie
hergestellte Spannungsspeichereinheiten; In jeder Verzögerungseinrichtung 216 und
217 befinden sich in Wirklichkeit zwei Register, die Abfrage- oder Spannungswerte
speichern, die mit einer Geschwindigkeit hindurchgeschoben werden, die von der vorgegebenen
Taktfrequenz aus dem Haupttaktgeber 116 (Figur 1) und den Haltesignalen (HA für
die Verzögerungseinrichtung 216 und HB für die Verzögerungseinrichtung 217) abhängen.
Außerdem weist jedes Register im Inneren ein Ladungsträgerinjektionstor an seinem
Eingang und einen Verstärker an seinem Ausgang auf. Diese Einrichtungen sind im
Handel erhältlich. Bei einer Ein richtung handelt es sich um das CCD 321 455/910-Bit-Analog-Schieberegister
von Fairchild Instrument Corporation.
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* analoge
Im kommerziellen Bereich müssen die Videovorführungen
eine hohe Auflösung haben. Deshalb arbeiten die beiden Register in jeder der Verzögerungseinrichtungen
216 und 217 im Multiplex-Betrieb, wobei ihre Eingänge miteinander verbunden sind
und sie parallel verwendet werden. Nach dem Stand der Technik findet* ein Abfragen
zweimal während jeder Taktsignalperiode und einmal in Jedem Register statt, so daß
die Abgabe aufeinanderfolgender Abfragewerte zwischen den beiden Register wechselt.
Wenn die Taktfrequenz 14,3 MHZ beträgt bzw. viermal so groß wie das 3,58 11HZ-Video-Bezugssignal
ist, wird eine Signalauflösung von 910 Bits pro Bildzeile erhalten. Jede der Verzögerungseinrichtungen
hat bei der im Multiplex-Verfahren zur Anwendung gelangenden doppelten Taktimpulsfolge
eine Verzögerungsspeicherkapazität von wenig mehr als 31 Mikrosekunden, was einer
halben horizontalen Abtastzeile der BiLdinformation entspricht.
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Wenn die gespeicherte Bildinformation erhalten bzw. aus jeder Verzögerungseinrichtung
ausgelesen ist, wird aufgrund der Beziehung zwischen dem Halte signal und der Taktimpulsfolge
die Transportgeschwindigkeit der gespeicherten Bildinformation um einipalb verringert,
wodurch das Signal und die Abmessungen der Bildinformation um den Faktor 2 gestreckt
werden. Im Ergebnis wird aus jedem Kanal des Speichers 114 ein Video-Ausgangssignal
erhalten, bei dem die wahren Proportionen wiederhergestellt sind. Darüberhinaus
übersteigt die effektive Abgabegeschwindigkeit beim Einlesen des Eingabe-Bildsignals
28 MHZ, so daß die Ausgang-Bildbandbreite 7 MHZ übersteigt, wie es durch das Nyguist-Kriterium
für jede Farb- und Helligkeitskomponente eines Fernsehsignals gefordert wird. Im
Ergebnis erhält man eine extrem lineare Verzögerung ohne irgend einen Verlust in
der Signalauflösung, wie er sich sonst ergeben würde, wenn das Signal ein farbkodiertes
T.V.-Signal bzw. Fernsehsignal wäre.
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* im Multiplexbetrieb
In jedem der Kanäle 211-214
wird eine Kombination aus zwei Verzögerungaeinrichtungen verwendet, da beim Auslesen
der Information mit geringerer Transportgeschwindigkeit die Information mit einer
geringeren Eingabegeschwindigkeit eingelesen wird. Jede Verzögerungseinrichtung
steht daher für jede andere horizontale Abtastzeile zur Verfügung. Aufgrund des
Wechsels zwischen den beiden Verzögerungseinrichtungen ergibt sich eine Verzögerungseinrichtung,
die neue Informationen aufnehmen kann, während Information aus der anderen Verzögerungseinrichtung
ausgelesen wird. Demgemäß wird mit dem Multiplex-Schalter 219, der durch das von
der Zeitschaltung 118 in Figur 1 über den Leiter M abgegebene Signal aktiviert wird,
die passende Verzögerungseinrichtung zur Abgabe des Bildausgangssignals ausgewählt.
Die übrigen Bauteile im Bildsignalweg sind ein Tiefpassfilter 221 und ein Tnnnverstärker
222.
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Figur 3 zeigt den inneren Aufbau der Zeitschaltung 118 und der Steuereinheit
117 in Figur 1. Das zusammengesetzte Synchronisationssignal und das Bezugs-Subträgersignal
(REF) von 3,58 iZ aus der Synchronisationsschaltung, das im Konverter 112 (nicht
gezeigt) in Figur 1 verwendet wird, werden in die Zeitschaltung 118 eingegeben.
Die Steuereingangssignale für die Zeitschaltung 118 werden in der Steuereinheit
117 und/oder in der Hilfseinheit 115 der Figur 1 erzeugt. Die Ausgangssignale der
Zeitschaltung 118 enthalten die Haltsignale, die mit HA und lib bezeichnet sind,
so wie das Multiplex-Signal M. Alle diese Signale werden dem Speicher 114 der Figur
2 zugeführt.
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In Figur 3 sind zwei 8-Bit-Rückwärtszähler 251 und 252 dargestellt,
die
zur Abgabe der Zeitsignale zusammenarbeiten, aus denen die Halte-Ausgangssignale
abgeleitet werden. Diese Ausgangssignale durchlaufen einen Schalter 253 mit zwei
Schaltstellungen, die von einem durch zwei dividierenden Dividierer 254 gesteuert
werden. Der Dividierer 254 spricht auf die horizontalen Triggersignale an, die aus
dem zusammengesetzten Synchronisationssignal (CONP S r; it Hilfe des Trennverstärkers
258 und der Einrichtung 259 mit variabler Verzögerung abgeleitet werden. Der Zähler
251 hat variable Startpositionen und zählt rückwärts bis Null und zeigt sie dem
Zähler 252 an. Der Zähler 252 beginnt dann mit einer festen Zählung, in dem er bis
ull zurück zählt. Die variable Zählung des Zählers 251, die eine Verzögerung von
Null bis ein halb eines horizontalen Abtastzeilenintervalls sorgt, ist für den Beginn
des Einleseintervalls für den Speicher 114 verantwortlich, während die feste Zählung
des Zählers 252 die Dauer des Einleseintervalls des halben Abtast-Zeilenintervalls
bestimmt. Die Änderung der Startzeit des halbzeiligen Einleseintervalls in dem horizontalen
Abtast-Zeilenintervalls der Bildinformation stellt das elektronische Äquivalent
des mechanischen Verschwenkens über den Kahmen der Filmszene dar.
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Am Anfang eines jeden Einleseintervalls, wie es durch den Start des
Zählers 252 ausgelöst wird, liefert das ODER-Tor 255, das an den Schalter 253 das
Einlesesignal abgibt, auch einen horizontalen Austastimpuls an den Schalter aus
dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung 259. Dieser Impuls dient dazu, in dem Speicher
114 ein Sperrpotential einzugeben (d.h. einen Teil des horizontalen Synchronisationssignals)
für die Schwarzsteuerung, während das Ausgangssignal des Zählers 252 ein das einlesen
ermöglichendes Signal für das Bild liefert. Beim Auftreten eines jeden Austastimpulses
beginnen die Zähler 251 und 252 zu laufen und bestimmen die Zeitdauer des Einleseintervalls
da
sie durch den Taktsignalausgang des durch zwei dividierenden Dividierers 281 zur
schrittweisen Zählung veranlaßt werden. Der Dividierer LÜ1 seinerseits wird durch
das Ausgangssignal au; der Verzögerungseinrichtung 279 in die Abhängigkeit von dem
Signal aus dem Haupttktgeber 116 angetrieben.
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Im Ausleseintervall, das die volle Zeitdauer einer horizontalen Abtastzeile
des Konverters 112 in Figur 1 überspannt, wird an dem Halteeingang des Registers
für die gespeicherte Bildinformation ein Taktsignal angelegt.
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Dieses Taktsignal wird vom Ausgang des Haupttaktgebers 116 in Figur
3 mit einem Frequenzmultiplizierer zur Erhöhung des 3,8 MHZ-Bezugssignals um einen
Faktor von vier abgeleitet. Für das Ausleseintervall kommt das Eingangssignal für
den Haltesignaleingang des Speichers 114 der Figur 2 aus dem Haupttaktgeber 116
über die Verzögerungseinrichtung 279 und de durch zwei dividierenden Dividierer
281. Da das Eingangssignal für den Dividierer 281 als Taktsignaleingang für den
Speicher 114 und das Ausgangssignal aus dem Dividierer als Haltesignal zum Auslesen
aus dem gleichen Register verwendet werden sorgt letzteres dafür, daß nur Jeder
zweite Impuls des zuerst genannten wirksam wird, wodurch die Transportgeschwindigkeit
um die Hälfte reduziert wird. Die langsammere wirksame Transportgeschwindigkeit
hat ein elektronisches Strecken der horizontalen Abtastzeile zum einen Betrag, der
den beim Aufzeichnen des Bildes auf dem Film angewandten anamorphotischen Effekt
beseitigt.
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Die Verzögerungseinrichtung 279 stimmt in ihrem elektrischem Aufbau
mit der Verzögerungseinrichtung 259 überein, und beide * zur Folge
sind
aus aktiven integrierten Schaltkreisen und passiven Netzwerken unter Verwendung
kapazitiver, induktiver und resistiver Elemente aufgebaut. Diese Verzögerungseinrichtungen
sind T2L-kompatibel und sipd programmierbare logische Verzögerungsleitungen. Wie
aus Figur 3 festgestellt werden kann, empfangen beide Verzögerungseinrichtungen,
die Verzögerungseinrichtung 259 und die Verzögerungseinrichtung 279, die gleichen
Signale. Die Arbeitsweise dieser Verzögerungsschaltungen wird erläutert, sobald
der restliche Teil der Schaltung der Figur 3 beschrieben worden ist.
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Die mechanische Position des ########### ### Filmausschnittes, der
für die Fernsehwiedergabe ausgewählt worden ist, wird auf elektronischem Wege durch
eine 12-Bitzahl eingestellt, die durch eine Kaskadenschaltung von 4-Bit-Auf-und-Abwärts-Zähler
im Zähler 264 erzeugt werden. Die acht höchatwertigsten Bits dieser Zählung werden
zur Voreinstellung des. Zählers 251 zur Steuerung seines Zählintervalls verwendet.
Um diagonale Verzerrungen im wiedergegebenen Fernsehsignal zu vermeiden, wird die
8-Bit-Voreinstellung über die Halteschalter 267 und 268 beim Auftreten eines jeden
vertikalen Synchronisationsimpulses vom Zähler 264 an den Zähler 251 übertragen.
Die vertikalen Synchronisationimpulse, die zwischen den Iialbbildinte rvallen *
bei der Fernsehwiedergabe auftreten, werden aus dem zusammengesetzten Synchronisations-Ausgangssignal
des Verstärker 258 mit Hilfe des vertikalen Synchronisationsseparators 271 erhalten.
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Synchron mit jedem vertikalen Synchronisationsimpuls werten die Halte
schalter 267 und 268 die acht höchstwertigsten Bits des Zählers 264 aus und halten
diesen Wert, * (field intervall)
der an ihren Ausgängen anliegt.
Innerhalb jedes Halbbildintervalls und beim Auftreten des horizontalen Synchronisationsimpuls,
der an den Lasteingängen des Zählers 251 auftritt, wird der Zähler auf einen Wert
voreingestellt, der den Anfang des Einleseintervalls des Speichers 114 der Figur
2 bestimmt, wenn der Rückwärtszähler bis Null zählt't. In'diesem Zeitpunkt erzeugt
der Zähler 251 ein "O"-Ausgangssignal für die Lasteingänge des Zählers 252, der
ebenfalls rückwärts zählt, jedoch während eines festen Intervalls von etwa einem
Halben eines horizontalen Zeilenabtastintervalls. Schalter 283 bis 290 sind für
die Voreinstellung des festen Intervalls für den Zähler 252 entsprechend geöffnet
und geschlossen.
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Wenn der Zähler 252 bei Null spannunglos ist, liefert er ein "1"-Ausgangsignal
an das ODER-Tor 255 und unterbricht dabei das das Einleseintervall begrenzende Haltesignal.
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Es wird nun die Arbeitsweise der verschiedenen, oben beschriebenen
Elemente erläutert, um das Verständnis der Einrichtungen zu erleicherten, durch
die die Anlage einen besonderen Abschnitt eines anamorphotischen Bildes "dehnt".
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Wenn ein horizontaler Synchronisationsimpuls am Ausgang des Zählers
259 auftritt, löst er die Eingabe der Werte aus den Zählern 267 und 268 in den Zähler
251 aus. Der horizontale Synchronisationsimpuls läuft auch durch das ODES-Tor 255
zum Schalter 253 und unterbricht das Ilaltesignal HA, so daß BBD 216 mit dem Einlesen
des Bildes beginnt. Wenn die horizontale Synchronisation beendet ist; (und der Video-Abschnitt
des Signals beginnt) wird das Ilaltesignal HA wieder wirksam und BBD 215 "hält",
wobei die Bildeingabe gestoppt wird. In der Zwischenzeit zählen die Zähler 251 und
252 in der oben angegebenen Weise rückwärts, und das Ausgangssignal des Zählers
252 wird über das OD2R-Tor 255 abgegeben, bis der Ehdstand des Zählers 252 erreicht
ist, was das Ende des Ein
leseintervalls bestimmt. Dieses Ausgangssignal
aus dem Zähler 252 unterbricht rlA und dementsprechend wird BBD 216 einen Abschnitt
des horizontalen Synchronisationssignals in den Speicher eingelesen und das Bild,
das während des Einleseintervalls auftritt, wie es durch die Zähldauer des Zälers
252 bestimmt ist. Das Einlesen des Bildes aus BBD 216 wird unterbrochen, nachdem
252 seinen Endstand erreicht hat. Beim Auftreten des nächsten hori7ontalen Synchronisationsimpulses
wird der Prozeß sich ###### mit BBD 217 angesichts der Schaltwirkung wiederholen,
die durch den durch zwei dividierenden Zähler 254 erzeugt wird.
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Wie ersichtlich legt der durch zwei dividierende Zähler 254 die iiA
und tlB des Schalters 255 abwechselnd an den Ausgang des ODER-Tors 255 (der das
Einleseintervall festlegt) und an den Ausgang des durch zwei dividierenden Zählers
281 (der den Auslesebetrieb bestimmt). Ferner kann ohneweiteres erkannt werden,
daß, wenn LiA auf den Einlesebetrieb gestellt ist, wodurch BBD 216 zum Bildeinlesen
veranlaßt wird, HB auf Auslesebetrieb ist, wodurch Bi3D 217 veranlaßt wird, mit
einer geringeren Geschwindigkeit als BBD 216 zu arbeiten.
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Der durch zwei dividierende Zähler 254 gibt gleichzeitig ein Signal
I3 an den Schalter 219 ab, so daß letzterer immer mit derjenigen BBD-Einheit verbunden
ist, der die langsame Auslesegeschwindigkeit aufgeprägt ist. Demgemäß wird der Videoausgang
des Schalters 219 "gedehnt".
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der Halteschalter 292 ist ein weiterer 4-Bit-Halteschalter, der die
vier Bits mit der geringsten Wertigkeit während der vertikalen Synchronisationsimpulse
auswertet und die Steuereingangssignale für die variablen Verzögerungseinrichtungen
259 und 279 liefert. Wie aus dem Schaltbild der Figur 3 her-*Signale
vorgeht,bestimmt
die Verzögerungseinheit 259 das Anlegen der horizontalen Synchronisationsimpulse
in den Betriebsstellungen des Schalters 253 ein, während die Verzögerungseinheit
279 das gleiche für das Bezugssignal macht, das zur Ansteuerung des Speichers 114
der Figur 2 und zur Ansteuerung der Zähler 251 und 252 über den Dividierer 281 verwendet
wird.
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Die Verzögerungaeinheiten 259 und 279 erlauben variable Signalverzögerungen
bwz. variable Phasenverschiebungen, die zur Feineinstellung bei der Schwenkbewegung
des Bildausschnittes aus der Fernsehszene dienen. In der Tat ist die mit dem Steuersignal-Bit
mit der geringsten Wertigkeit verbundene Verzögerungsstufe in der Größenordnung
von etwa 17,5 Nanosekunden, was dem sechzehnfachen der Bezugssignaleingangs entspricht.
Wenn die Verzögerungen in den Einheiten 259 und 279 geändert werden, ist die Schwenkbewegung
- obwohl diese in diskreten Schritten erfolgt - so fein, daß sie nur mehr als glatte
kontinuerliche Bewegung wahrgenommen wird.
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Wie zuvor erläutert, liefert die Steuereinheit 117 der Figur 1, deren
Schaltbild in Figur 3 im einzelnen angegeben ist, Steuersignale für die Zeitschaltung
118. Diese Signale werden grundsätzlich als Taktsignale für den Zähler 264 verwendet,
dessen Zählung entsprechend den Taktsignalen fortschreitet.
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Für ein manuelles-Verschwenken weist die Steuereinheit 117 einen manuell
angetriebenen Tachometer 296, einen Dekodierer 297, und logische ODEX-Tore 298 und
299 auf. Der Tachometer 296 ist im handel von Disc Instrument, Inc. in Costa Mesa,
Kalifornien erhältlich, wobei die Drehbewegung einer Welle in ein entsprechendes
elektrisches Impulssignal umgewandelt wird. Ein Dekodierer 297 übernimmt bei der
Verarbeitung dieser * bestimmte logische Funktionen sowie Speicherfunktionen, um
Taktsignale zu erzeugen, die die Richtung und die Änderungsgeschwindigkeit der manuell
erzeugten Drehbewegung der Welle * Signale
des Tachometers 296
anzeigen. Dadurch kann die Bedienungsperson des Systems der Figur 1 dem Bild folgen,
als ob sie eine Kamera in der Hand halten würde.
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Im automatischen Verschwenkbetrieb erzeugt der variable Frequenz-Oszillator
301 ein Signal, dessen Frequenz die Verschwenkgeschwindigkeit des Zählers 264 steuert.
Die Grenze der Verschwenkbewegung wird manuell mit Hilfe einer Vielzahl von Druckknopfschaltern
303 eingestellt und diese Einstellung wird in eine 4-Bit-Binärzahl entsprechend
den vier Bits des Zählers 264 mit der höchsten Wertigkeit mit Hilfe des Kodieres
304 umgewandelt, Wenn die automatische Verschwenkbewegung ausgelöst wird, gibt ein
Vergleicher 306 ein von zwei Ausgangssignalm zur Anzeige ab, ob der manuell eingestellten
Grenzposition etltsprechende Wert aus dem Kodierer 304, der als 4-Bit-Information
im Halte schalter 507 festgehalten wird, größer oder kleiner als der Wert des anderen
Eingangssignals ist, das aus dem Ausgang des Zählers 264 kommt. Ein entsprechendes
Ausgangssignal läuft dann über einen Schalter 308 und aktiviert eines der NAlqD-Tore
311 und 312. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal aus dem Oszillator 301
an den entsprechenden Eingang des Zählers 264 zur Erzeugung der Schwenkbewegung
gelegt. Die Schwenkbewegung wird angehalten, wenn der Zählwert des Zählers 264 dem
im Haltekreis 307 gespeicherten Werte entspricht.
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Das Verschwenken wird ausgeführt, indem ein fester Ausschnitt d.h.
der für eine Bandaufzeichnung ausgewählte Fernsehaus schnitt bzw. -Abschnitte, über
die anamorphotischen Szene bewegt wird, so daß beim Verschwenken ein sich ändernder
Ausschnitt der anamorphotischen Szene dimensionsmäßig für eine unterzerrte Fernsehwiedergabe
modifiriert wird, während andere Teile der anamorphotischen Szene unmodifiziert
bleiben.
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Der Abschnitt des Bildes, der dimensionsmäßig für eine unverzerrte
Wiedergabe aufbereitet wird, wird durch den in dem Zähler 264 eingestellten Wert
bestimmt, der durch die Steuereinheit 117 gesteuert wird. Es kann ohneweiteres erkannt
werden, dat verschiedenen Werten des Zählers 264 verschiedene Stellen in der anamorphotischen
Szene entsprechen.
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Beispielsweise entsprechen niedrige Zahlen Werten nahe der linken
Seite des Bildes und hohe Werte des Zählers 264 Stellen nahe der rechten Seite des
Bildes. Was immer für ein Wert in den Zähler 264 eingegeben wird, wird dieser Wert
auf die Zähler 267 und 268 übertragen und schließlich auf den Zähler 251, um den
Start des Einleseintervalls zu beeinflussen. Die Änderungen des Startpunktes des
Einleseintervalls fallen mit der Verschwenkbewegung zusammen, während die Länge
des Bildabschnittes, die in dimensionsmäßiger Hinsicht für eine geeignete Fernsehwiedergabe
modifiziert werden soll, durch den Wert des Zählers 252 bestimmt wird.
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Im automatischen Verschwenkbetrieb wird der Zählwert im Zähler 264
entsprechend der Information aus dem Vergleicher 306 automatisch herauf- oder herabgesetzt.
Da letzterer die durch die Schalter 303 kodierte Position mit der Position, wie
sie durch den Ausgang des Zählers 264 gegeben ist, vergleicht, wird die Zählung
des Zählers 264 automatisch erhöht oder erniedrigt werden, bis der Ausgang des Zählers
264 der durch die Schalter 303 eingestellten kodierten Position entspricht. Da die
im Zähler 264 eingestellte Zahl dem Start des Einleseintervalls entspricht, das
dem Anfang oder dem linken Rand des dimensionsmäßig modifizierten Abschnittes des
Bildes entspricht, ist der visuelle Effekt ähnlich der einer Schwenkbewegung einer
Kamera über eine Szene. Während der dimensionsmäßig modifizierte Abschnitt der Szene
immer eine bestimmte Länge aufweist, die
durch die Einstellung
des Zählers 252 bestimmt ist, wird das Bild anstatt sich zu bewegen stabilisiert
sein.
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Im abgehackten Betrieb nehmen die Rotoren im Schalter 308 andere Positionen
ein, als sie in Figur 3 gezeigt sind. Nunmehr zwingt der Stroboskopimpuis aus dem
Kodierer 304 in Abhängigkeit von der einstellung der Schalter 303 die vier Bits
mit höchster Wertigkeit im Zähler 264 zur Einstellung des Wertes des Kodierers.
Wie aus Figur 3 hervorgeht, werden die Stellungen des Schalters 308 durch das Schließen
des Umschalters 373 manuell gesteuert. Im abgehackten Betrieb ergeben sich anstelle
einer glatten durchgehenden Bewegung, wie sie entweder im Handbetrieb oder im automatischen
Betrieb der Fall ist, diskrete "Sprünge" in dem gedehnten oder dimensionsmäßig modifizierten
Abschnitt des Bildes, der auf dem Fernsehmonitor 121 wiedergegeben wird. Wenn jedoch
die dimensionsmäßig modifizierten Abschnitte des Bildes für eine spätere Wiedergabe
auf einem Fernsehschirm auf Band aufgezeichnet werden, entspricht die Wirkung derjenigen,die
sich beim Zusammenflicken von Filmen ergibt.
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Das beschriebene System stellt eine vollständig elektronische Lösung
des Problems dar, das anamorphotische Filmverhältnis für eine Fernsehwiedergabe
umzuwandeln,und ist der bekannten optisch-mechanischen Lösung weit überlegen. Das
System ist bequem zu handhaben und flexibel,so daß es für jedes Format und jedes
Kompressionsverhältnis einsetzbar ist. Das System weist drei getrennte Speicherkanäle
auf, die jeweils unmittelbar mit ihrem in den Aufnahmeröhren oder den Abtastköpfen
erzeugtem Videosignal arbeiten. Diese Anordnung ermöglichst die Verwendung von drei
Kanälen mit den gleichen Bandbreiten, die so groß sind, daß die Farbwiedergabe nicht
beeinträchtigt wird,
und die außerdem eine hohe Flexibilität sichern,
da das System nicht auf eine spezielles Farbfernsebild-Signalformat beschränkt ist.
Beispielsweise kann das System in vorteilhafter Weise ftir das rTSe-, PAL-, und
SECAM-System angewendet werden. Darüberhinaus übertreffen die Bandpasseigenschaften
der Speicherkanäle die Empfindlichkeit kommerzieller Qualitätskameras, so daß die
hier in beschriebene neuartige Lösung die Qualität der Bildauflösung nicht begrenzt,
sondern vielmehr die Grenzen durch die konventionellen Sende systeme gesetzt sind.
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Ein anderes Ijerkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Zeitschaltungen
das Bildbezugssignal verwenden und die horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale
als Zeitbasis benutzen. Dadurch ist eine das ganze System durchdringende Synchronisation
sichergestellt, bei der Drift- und andere Zeitfehler ausgeschaltet sind, die zweifelsohne
für den Zuschauer recht unangenehm wären.
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Eine andere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Systems ist darin
zu serien, daß es in hohem Maße mit der mit der C omputertechnologie kompatibe ist
daß ferner ein mechanischer Verschleiß ausgeschlossen und daß regelmäßige Wartungsarbeiten
nicht erforderlich sind. Außerdem unterliegt die Vorführung nicht chromatischen
Aberrationen und anderen optischen Aberrationsquellen. Weiterhin ist die Wirtschaftlichkeit
und die relativ große Einfachheit des Systems hervorzueben, die ohne Abstrlcile
an der Qualität der Vorführung erzielt werden.
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Setzt man analoge Verzögerungsleitungen ein, so sind Signalumwandlungen,
mit denen die Signale in eine digitale Form gebracht werden, nicht mehr nötig, so
daß auch die damit verbundenen Amplitudenprobleme beseitigt sind. Jedoch kann die
digitale Signalspeichertechnik verbunden mit einer entsprechenden Signalumwandlung
nichtsdestoweniger auch erfolgreich eingesetzt werden.
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