DE3789750T2

DE3789750T2 - Speicher zur Bildtransformation.

Info

Publication number: DE3789750T2
Application number: DE3789750T
Authority: DE
Inventors: Ronnie D Barnett; Richard A Jackson
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2007-10-09
Also published as: EP0264726A3; CA1252877A; AU7989587A; EP0264726B1; JPS63109670A; JP2558236B2; US4743970A; DE3789750D1; AU591350B2; EP0264726A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Speicherarchitekturen und insbesondere Bildtransformationsspeicher zur Verwendung mit einem digitalen Videoeffektesystem.
Ein digitales Videoeffektesystem empfängt analoge oder digitale Videodaten von verschiedenen Quellen, wie etwa Kameras, Videobändern und Platten, usw., über einen Eingangsbereich. Die Videodaten werden in dem Eingangsbereich in ein gewünschtes digitales Format umgewandelt und gemäß der an dem Ausgang des Systems gewünschten Effekte passend gefiltert. Die gefilterten, digitalen Videodaten werden dann transformiert, d. h. ein Transformationsbereich führt räumliche Transformationen aus, wie etwa eine Vergrößerung, Verkleinerung, Übersetzung und Drehung. Die ein Bild darstellenden digitalen Videodaten werden auf normale, unveränderte Weise in einen Bildpuffer geschrieben, und zwar unter Verwendung eines Satzes von Adressen, die von einem Eingangs-Adreßgenerator erzeugt worden sind. Ein Ausgangs- Adreßgenerator, der manchmal als Umkehr- bzw. Transformations- Adreßgenerator bezeichnet wird, liest das Bild so aus dem Bildpuffer, daß die gewünschte Transformation erzeugt wird. Ein Adreßgrenzdetektor fühlt, wenn sich eine gegebene Ausgangsadresse außerhalb des Adreßbereichs des Bildpuffers befindet und tastet das Video nach diesen Adressen aus. Die Adressen aus dem Transformations-Adreßgenerator werden von den ursprünglichen Adressen eines Ausgangsanzeigeschirms, wie etwa eines Fernsehbildschirms, hergeleitet, multipliziert mit einer Transformationsmatrix T'. Parallel zu Videobildpuffer zum Speichern der Luminanz- und Chrominanzkomponenten des Bildes, wird ein Key-Bildpuffer betrieben, um Form- und Transparenzinformationen über das Bild vorzusehen, wobei der Key auf die gleiche Weise transformiert wird wie das Bild. Das transformierte Bild aus dem Bildpuffer wird mit einem Hintergrundbild proportional zu dem Keywert (zwischen 0 und 1) gemischt, um das letztendlich angezeigte Bild zu erzeugen.
Bei der Transformation eines Zwischenzeilen-Videobilds in einem digitalen Videoeffektesystem ist es wünschenswert, die Videoverarbeitung an einem Vollbild durchzuführen, als ob es sich um kein Zwischenzeilenbild handeln würde. Dieses räumliche Transformationssystem ist in US-A-4.463.372, "Spatial Transformation System Including Key Signal Generator", erteilt an Phillip P. Bennett und Steven A. Gabriel, am 31. Juli 1984, beschrieben. In Fig. 6 und der Spalte 19 dieses Patents wird eine bestimmte Speicherarchitektur beschrieben, welche drei Vollfeldpufferspeicher verwendet. Die Eingabe dieser drei Pufferspeicher stellt das digitalisierte Videobild dar, das durch das digitale Videoeffektesystem transformiert oder auf andere Weise verarbeitet werden soll. Die Feldpuffer funktionieren auf einer Dauerumlaufbasis, wobei ein Puffer ein eingehendes Datenfeld empfängt, während die anderen beiden Puffer, welche das neueste vollständige Datenfeld und das vorangehende vollständige Datenfeld aufweisen, über einen Multiplexer Ausgaben vorsehen, welche zusammen das vollständige Datenbildraster darstellen. Somit empfängt ein Feldpufferspeicher an aufeinanderfolgenden Datenfeldern zuerst ein Dateneingangsbild, gibt dann das neueste vollständige Datenfeld aus und gibt schließlich das vorherige vollständige Datenfeld aus, wobei sich der Zyklus alle drei Felder wiederholt.
Bei Echtzeit-Fernsehbildspeichern sind wesentliche Halbleiterspeichermengen erforderlich. Da die Bildelemente (Pixel) in Intervallen von etwa 70 Nanosekunden auftreten, kann auf zur Zeit erhältliche Speicherchips, die kostengünstig sind und einen verhältnismäßig niedrigen Leistungsverbrauch aufweisen, bei Pixeltaktfolgen nicht zugegriffen werden. Zur Unterbringung der erforderlichen Bandbreite verwirklicht das Patent von Bennett u. a. jeden Feldpufferspeicher als acht Module mit einem Speicher von 32K·8, auf welche sequentiell zugegriffen wird, d. h. einmal alle acht Pixeltaktfolgen. Bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, daß auf die gespeicherten Daten in einer bestimmten Reihenfolge zugegriffen wird und somit handelt es sich nicht um einen Bildspeicher mit vollständig wahlfreiem Zugriff.
Wie dies dort angegeben ist, gibt es drei Datenkanäle, die parallel transformiert werden: einen Luminanzkanal, einen Chrominanzkanal und einen zugeordneten Keykanal. Zur Erleichterung der Herstellung und der Wartung des digitalen Videoeffektsystems ist es von Vorteil, wenn die Hardware in jedem Kanal austauschbar ist. Standardfernsehformate sehen jedoch eine Video-Luminanzkomponente mit voller Bandbreite und zwei Video- Chrominanzkomponenten mit halber Bandbreite vor, weshalb eine unterschiedliche Verarbeitung für die Luminanz- und die Chrominanzkomponenten notwendig ist. Ferner ist es bei der Transformation von Bildern notwendig, zwischen den tatsächlich in dem Bildspeicher gespeicherten Bildelementen, Bildelemente zu gewinnen, um eine ruhige Bewegung und Kontinuität des Bildes vorzusehen.
Somit ist eine Interpolation notwendig und diese Interpolation setzt nicht nur den Zugriff auf ein Bildelement des Bildspeichers voraus, sondern auch den Zugriff auf benachbarte Bildelemente. Verlangt wird ein Bildtransformationsspeicher, der identische Bildspeicher für Vollbandbreitensignale und Halbbandbreitensignale vorsieht, um eine Austauschbarkeit der verschiedenen Bildspeicher in einem digitalen Videoeffektesystem zu ermöglichen, welches einen Interpolator mit einer vollständig wahlfrei zugriffsfähigen Ausgabe eines adressierten Bildelements und dessen benachbarter Bildelemente versorgt und welches die Manipulation eines Datenrahmens bei scheinbaren Echtzeitpixelfolgen ermöglicht.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bildtransformationsspeicher mit einem Bildpuffer zum Speichern von Daten, welche Bildelemente von digitalisierten Videodaten darstellen, wobei der Puffer einen Eingang für die digitalisierten Videodaten aufweist sowie einen Ausgang für gespeicherte digitalisierte Videodaten, wobei der Bildpuffer drei Feldspeicher zum Speicher sequentieller Felder der digitalisierten Videodaten aufweist, wobei jeder Feldspeicher eine Mehrzahl von Speicherbanken aufweist;
einer Steuereinrichtung, welche bewirkt, daß die genannten Daten an dem genannten Eingang in einen ausgewählten der Feldspeicher der drei Feldspeicher eingeschrieben werden und welche bewirkt, daß die in den anderen beiden Speichern der drei Speicher gespeicherten Daten zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden;
einer Adressierungseinrichtung zur Auswahl einer Datenadresse, welche ein gewünschtes Bildelement in einer entsprechenden Speicherbank darstellt, wodurch die ausgewählten Bildelementdaten aus der ausgewählten Adresse zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden;
dadurch gekennzeichnet, daß Daten, welche ein Bildelement (A) darstellen, in einer der genannten Speicherbanken jedes Feldspeichers gespeichert sind und daß Daten, welche jedes benachbarte, rechts und unter dem genannten Bildelement an dieses angrenzende Bildelement (B, C, D) darstellen, in entsprechenden anderen Banken jedes genannten Feldspeichers gespeichert sind;
wobei die genannte Adressierungseinrichtung ferner die Adressen in den genannten entsprechenden anderen Banken auswählt, welche die die genannten benachbarten Bildelemente darstellenden Daten speichern, wenn die Adressierungseinrichtung die Adresse von Daten auswählt, welche das gewünschte Bildelement in der genannten einen Speicherbank darstellt, wodurch zusammen mit den ausgewählten Bildelementdaten Daten zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden, welche benachbarte Bildelemente darstellen, die rechts und unter dem genannten Bildelement an dieses angrenzen.
Somit wird ein Bildtransformationsspeicher für ein digitales Videoeffektesystem offenbart, welches drei Feldspeicher aufweist, wobei jeder Feldspeicher vier Ebenen umfaßt und wobei jede Ebene vier Bänke aufweist. Die ein Bild darstellenden digitalisierten Videodaten werden feldweise in einen Bildspeicher eingegeben. Wenn ein Feld des Bilds in einen Feldspeicher geschrieben wird, so werden das gegenwärtige Feld und das vorangehende Feld aus den beiden anderen Feldspeichern ausgelesen, um einen vollständiges Bildrahmen des Bilds vorzusehen. Jede Ebene eines Feldspeichers enthält das gleiche Feld der Videobilddaten für eine Vollbandbreitenkomponente, wie etwa die Luminanz, und die anderen Ebenen enthalten das gleiche Feld der Videobilddaten für Halbbandbreitenkomponenten, wie etwa Chrominanz-Videodaten, während jede Bank in der Ebene ein Viertel des Felds des Videobilds enthält, wobei die Bildelemente der Videobilddaten sequentiell in aufeinanderfolgende Banken eingelesen werden. Für jedes zur Ausgabe adressiertes Bildelement werden vier benachbarte Bildelemente, welche ein Feld aus einem Feldspeicher darstellen, oder acht benachbarte Bildelemente, die zwei Felder aus zwei Feldspeichern darstellen, zur Verarbeitung an einen Interpolator ausgegeben. Wenn auf einen Feldspeicher mit voller Bandbreite zugegriffen wird, so werden die Bildelemente mit der Pixeltaktfolge aus den aufeinanderfolgenden Ebenen des Speichers ausgegeben, jedoch bleibt die Adresse für zwei Taktfolgen die gleiche, um auf die beiden Chrominanzkomponenten zuzugreifen. Somit liegt der Unterschied zwischen Kanälen mit voller und mit halber Bandbreite eher in der Adressierung als in der Hardware.
Die Aufgaben, Vorteile und neuartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung gelesen wird.
Fig. 1 ist eine Blockdiagrammansicht eines Teilstücks eines digitalen Videoeffektesystems;
Fig. 2 ist eine Blockdiagrammansicht eines der Bildspeicher aus Fig. 1, gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine Blockdiagrammansicht eines der Feldspeicher, welche den Bildspeicher aus Fig. 2 bilden;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Adressierung des Feldspeichers aus Fig. 3;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Adressierung von zwei Feldspeichern, die einen vollständiges Rahmen darstellen;
Fig. 6 ist eine Blockdiagrammansicht einer der Bänke, welche den Feldspeicher aus Fig. 3 darstellen;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Speicherung der Halbbandbreitendaten in entsprechenden Ebenen des Feldspeichers aus Fig. 3;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Ausgabe von Vollbandbreitendaten und Halbbandbreitendaten aus den Ebenen aus Fig. 6 für aufeinanderfolgende Bildelemente;
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der Ausgabe von Vollbandbreitendaten und Halbbandbreitendaten aus den Ebenen aus Fig. 6 für nicht-aufeinanderfolgende Bildelemente.
In bezug auf Fig. 1 ist ein Teil eines digitalen Videoeffektesystems dargestellt, welches den Bildtransformationsspeicher der vorliegenden Erfindung umfaßt. Die Videokomponenten eines Bildes, wie etwa ein Vollbandbreiten- Luminanzkomponente und zwei Halbbandbreiten-Chrominanzkomponenten gemäß einem digitalen Standardfernsehformat, werden in entsprechende Luminanz- und Chrominanz-Bildpuffer 11, 13 geschrieben, und zwar unter der Steuerung eines Schreib- oder Vorwärts-Adreßgenerators 15, der durch einen Pixeltaktgeber 17 getaktet wird. Unter der Steuerung eines Schreib-Adreßgenerators wird ferner eine entsprechende Vollbandbreiten-Keykomponente in einen Key-Bildpuffer 25 geschrieben. Das Bild wird aus den entsprechenden Bildpuffern 11, 13, 25 unter der Steuerung eines Lese-, Umkehr- bzw. Transformations-Adreßgenerators 19 ausgelesen, der ebenfalls durch den Pixeltaktgeber 17 getaktet wird. Die Adreßfolge aus dem Transformations-Adreßgenerator 19 ist das Produkt sequentieller Anzeigeadressen und einer Transformationsfunktion T', die durch Bedienungseingabe über eine Anschlußsteuerung 21 bestimmt wird. Die Ausgabe der Bildpuffer 11, 13, 25 ist eine Mehrzahl von Bildelementen, die im Verhältnis zu dem adressierten Bildelement stehen, welche in einen Interpolator 23 eingegeben werden, um ein Zwischenbildelement für eine ruhige Bewegung des transformierten Bilds zu erzeugen. Die Adresse aus dem Transformations-Adreßgenerator 19 wird durch einen Adreßgrenzdetektor 27 geprüft, welcher über eine Austastungsschaltung 29 Videoausgaben für ungültige Bildpufferadressen verhindert. Die Komponenten werden durch eine Kombinatorschaltung 33 verknüpft oder weiterverarbeitet und mit einem Hintergrundvideosignal gemäß dem Keysignal gemischt, wobei sich das Keysignal der gleichen Transformation unterzogen hat wie das Bild. Die Ausgabe der Kombinatorschaltung 33 ist das gewünschte transformierte Bild zur Anzeige.
Die Fig. 2 zeigt einen der Bildpuffer 11, 13, 25, welcher drei Feldspeicher 12, 14, 16 auf Rotationsbasis verwendet, um an dem Ausgang eines 3 : 2 Selektors 18 einen im wesentlichen entschachtelten Datenrahmen vorzusehen. Die digitalisierten Videodaten, entweder Vollbandbreiten-Luminanzdaten oder Halbbandbreiten-Chrominanzdaten, abhängig von dem Bildpuffer 11, 13, 25, in welchen die Daten eingegeben werden, werden in einen der drei Feldspeicher 12, 14, 16 geschrieben, und zwar gemäß der Auswahl durch ein Schreibsignal eines Koppelpunkt-Schaltkreises 20 und des Schreib-Adreßgenerators 15. Gemäß der Auswahl durch Lesesignale des Koppelpunkt-Schaltkreises 20 und der Ausgangs- Adreßgeneratoren 24, 26, geben die anderen beiden der drei Feldspeicher 12, 14, 16 Daten an den 3 : 2 Selektor 18 ab, und zwar wie dies durch die Adressen aus dem Transformations- Adreßgenerator 19 bestimmt wird. Dem 3 : 2 Selektor 18 wird ein Auswahlsignal CTL1 zugeführt, um zu bestimmen, welcher der drei Feldspeicher die gegenwärtig vollständigen Felddaten aufweist, welcher die vorherigen vollständigen Felddaten aufweist und welcher für die Ausgabe ignoriert wird. Die Ausgabe des 3 : 2 Selektors 18 stellen zwei Datenfelder dar, welche ein Vollbildraster darstellen, das das gegenwärtige vollständige Datenfeld und das vorherige vollständige Datenfeld aufweist.
Zum Beispiel bei der Feldzeit N empfängt der Feldspeicher Eins 12 das nächste Feld des digitalisierten Videos von der Eingangsleitung, der Feldspeicher Zwei 14 führt das vorherige vollständige Datenfeld dem 3 : 2 Selektor 18 zu und der Feldspeicher Drei 16 führt dem Selektor das gegenwärtige vollständige Datenfeld zu. Bei der Feldzeit N+1 weist der Feldspeicher Eins das gegenwärtige vollständige Datenfeld zur Ausgabe an den Selektor auf. Bei der Feldzeit N+2 weist der Feldspeicher Eins das vorherige vollständige Datenfeld zur Ausgabe an den Selektor auf, der Feldspeicher Zwei weist das gegenwärtige vollständige Datenfeld zur Ausgabe an den Selektor auf und der Feldspeicher Drei empfängt ein neues Datenfeld von der Eingangsleitung. Bei der Zeit N+4 beginnt der Zyklus erneut, wobei der Feldspeicher Eins von der Eingangsleitung ein neues Datenfeld empfängt. Auf diese Weise sieht der Ausgang des Selektors 18 den letzten vollständigen Datenrahmen zur weiteren Verarbeitung durch das digitale Videoeffektesystem vor.
Jeder Feldspeicher 12, 14, 16 weist vier identische Speicherbänke 28, 30, 32, 34 auf, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Gesamtspeicherkapazität der vier Bänke ist ausreichend, um ein vollständiges Datenfeld von Videodaten zu umfassen. Das Videodatenfeld wird in den Bänken 28, 30, 32, 34 so gespeichert, daß für jedes adressierte Bildelement die drei am nächsten liegenden Bildelemente gespeichert werden, und zwar je eines in den verbleibenden Bänken, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn Daten horizontal in den Feldspeicher eingeschrieben werden, so werden die Bildelemente in der Bankreihenfolge A, C, A, C, A, C, usw., auf den geraden Zeilen und in der Reihenfolge B, D, B, D, B, D, usw., auf den ungeraden Zeilen gespeichert. Wenn Daten vertikal eingeschrieben werden, werden die Bildelemente auf den geraden Spalten in der Bankreihenfolge A, B, C, D, A, B , C , D, usw., und auf den ungeraden Spalten in der Reihenfolge C, D, A, B, C, D, A, B, usw., gespeichert. Wenn Daten aus dem Feldspeicher ausgelesen werden, so zeigt der Bildtransformations- Adreßgenerator 19 auf die obere linke Ecke eines gewünschten Satzes von vier Bildelementen, auf welchen zugegriffen werden soll. Ein lokaler Adreßgenerator 36 bestimmt, auf welche Adresse in jeder der vier Bänke 28, 30, 32, 34 zugegriffen werden soll. Wenn die durch den Bildtransformations-Adreßgenerator ausgewählte Adresse des oberen linken Bildelements "n" ist, so werden die anderen Bildelementadressen, die durch den lokalen Adreßgenerator 36 erzeugt werden, wie folgt berechnet:
Oberes linkes Pixel = n
Oberes rechtes Pixel = n + 1 Spalte
Unteres linkes Pixel = n + 1 Zeile
Unteres rechtes Pixel = n + 1 Zeile + 1 Spalte
Aus Fig. 4 wird deutlich, daß die beiden niedrigstwertigsten Bits des Zeilenadreßsignals, die mit Y0 und Y1 bezeichnet sind, und das niedrigstwertigste Bit des Spaltenadreßsignals, welches mit X0 bezeichnet ist, aus dem Bildtransformationsspeicher dazu verwendet werden können, die Bankausrichtung des gewünschten Bildelement-Vierers zu bestimmen.
Die Fig. 5 zeigt dieses Konzept unter Verwendung von zwei Feldern als Erweiterung auf einen vollständigen Rahmen mit zwei Feldern, die jeweils in vier Bänke unterteilt sind, wie dies vorstehend beschrieben ist und unter Verwendung der drei niedrigstwertigsten Bits des Zeilenadreßsignals. Der lokale Adreßgenerator 36 übersetzt die Rahmendadressen des Bildtransformations-Adreßgenerators wie folgt in Feldadressen:
Feld 1 Adresse = (Rahmenadresse)/2
Feld 2 Adresse = (Rahmenadresse + 1)/2
Diese Adressen werden gemäß vorstehender Beschreibung dazu verwendet, acht simultane Bildelemente vorzusehen, zwei horizontal und vier vertikal, die ein Interpolator dazu verwenden kann eine Interpolation höherer Ordnung durchzuführen, falls dies notwendig ist. Ein solcher Interpolator ist in US-A-4.700.232 beschrieben, welches EP-A-87115626.1 entspricht.
Jeder der Feldspeicher 12, 14, 16 setzt sich nicht nur aus den vier Bänken 28, 30, 32, 34 zusammen, sondern auch aus den vier identischen Ebenen 38, 40, 42, 44. Jede Ebene ist zwischen den vier Bänken aufgeteilt und umfaßt eine ausreichende Speicherkapazität, um ein vollständiges Videodatenfeld zu umfassen und jede Ebene ist eindeutig adressierbar. Jede Ebene 38, 40, 42, 44 umfaßt einen eigenen Adreßgenerator 48, 50, 52, 56. Ein Ausgabemultiplexer 46 wählt sequentiell eine der vier Speicherebenen aus, um die Ausgabe vorzusehen.
Wenn Daten in jeden Feldspeicher 12, 14, 16, geschrieben werden, so werden alle vier Ebenen identisch adressiert, was zur Speicherung des gleichen vollständigen Videobilddatenfelds in den Banken führt, die in allen Ebenen dupliziert werden. Wenn das Bild aus dem Feldspeicher 12, 14, 16 ausgelesen wird, so wird auf das erste adressierte Pixel von der passenden Bank aus Ebene Eins 38 zugegriffen. Während die erste Ebene 38 auf das erste Bildelement sowie die benachbarten Pixeln zugreift, wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das zweite Pixel von der Ebene Zwei 40 angefordert. Während die ersten und zweiten Ebenen 38, 40 auf ihre entsprechenden Pixel zugreifen, wird das dritte Pixel auf ähnliche Weise von der passenden Bank der Ebene Drei 42 angefordert. Ferner wird auf die Ebene Vier 44 auf die gleiche Weise zugegriffen, wodurch der Zyklus abgeschlossen wird. Das fünfte Pixel wird wieder von der Ebene Eins 38 angefordert. Somit muß die Speicherzugriffszeit nur ein Viertel der erforderlichen Bildelementfolge betragen.
Der Ausgabemultiplexer 46 wird mit den Daten synchronisiert, die an dem Ausgang von jeder Ebene 38, 40, 42, 44 zur Verfügung stehen. Somit stellt die Ausgabe des Multiplexers 46 einen ununterbrochenen Pixelstrom dar, der insofern transparent ist, als daß jedes Pixel aus einer anderen Speicherebene kommt. Diese unabhängige Adressierbarkeit sorgt für einen vollständig wahlfreien Zugriff auf Pixel. Zum Beispiel kann auf das obere linke Pixel eines gespeicherten Bilds, das untere rechte Pixel folgen, auf welches wiederum das mittlere Pixel folgt, doch ist auch jede andere gewünschte Kombination möglich.
Wenn Daten in dem Vollbandbreitenmodus in die Feldspeicher 12, 14, 16 geschrieben werden, so werden alle vier Ebenen 38, 40, 42, 44 identisch adressiert, was zur Speicherung des gleichen Bilds oder Videofelds in allen vier Ebenen führt, wie dies vorstehend beschrieben ist. In dem Halbbandbreitenmodus wird die gleiche Hardware verwendet, mit der Ausnahme, daß zwei Halbbandbreitensignale, wie etwa die Chrominanzkomponenten U und V, in den gleichen Eingang verteilt werden. Das erste Pixel (U = R-Y) wird in die erste Ebene geschrieben, das zweite Pixel (V = B-Y) wird an der gleichen Adresse wie das erste Pixel U in die zweite Ebene geschrieben, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Dies dauert wie bei dem Vollbandbreitenmodus an, so daß alle U-Pixel in den Ebenen Eins und Drei und alle V-Pixel an der gleichen Adreßposition wie die entsprechenden U-Pixel in den Ebenen Zwei und Vier gespeichert werden, wobei die Ebenen Eins und Drei identische U-Daten und die Ebenen Zwei und Vier identische V-Daten aufweisen. Somit wird nur die Hälfte des Speicherplatzes der vier Ebenen verwendet.
Wenn das Bild aus den Feldspeichern ausgelesen wird, so wird auf das zuerst angeforderte Pixel von der Ebene Eins 38, welche die U-Daten aufweist, zugegriffen. Die Adresse wird dann gehalten, während auf das entsprechende V-Pixel von der gleichen Adresse aus Ebene Zwei 40 zugegriffen wird. Auf ähnliche Weise wird von der Ebene Drei 42 auf das zweite Pixel der U-Daten zugegriffen und auf das entsprechende V-Pixel wird von der Ebene Vier 44 zugegriffen. Der Zugriff nach dem Auslesen aus dem Feldspeicher ist absolut wahlfrei, wie dies bei dem Vollbandbreitenmodus der Fall ist. Wenn das erste Pixel aus der Adresse 1 (volle Bandbreite) ausgelesen wird, ignoriert der Halbbandbreitenspeicher das niedrigstwertigste Bit und greift auf die U-Daten von der Adresse 0 in der Ebene Eins 38 zu, worauf bei der nächsten Taktfolge die Adresse 0 in der Ebene Zwei 40 für das entsprechende V-Pixel folgt. Die Fig. 8 veranschaulicht den Auslesevorgang für ein nichttransformiertes Bild, d. h. das eingegebene Bild wird auch ausgegeben, während die Fig. 9 den Auslesevorgang für ein transformiertes Bild veranschaulicht, auf welches wahlfrei zugegriffen wird.
Somit sieht die vorliegende Erfindung einen Bildtransformationsspeicher mit vollständig wahlfreiem Zugriff vor, welcher eine ruhige Bildkontinuität vorsieht sowie eine identische Hardware für die Voll- und Halbbandbreitenkomponenten, und zwar durch die Verwendung eines Rahmenspeichers mit drei Feldern, wobei jedes Feld vier Ebenen aufweist und wobei jede Ebene vier Bänke umfaßt, wobei die Ausgabe der Bänke ein adressiertes sowie benachbarte Pixel zur Eingabe in einen Interpolator vorsieht und wobei die Adressierung der Ebenen bestimmt, ob Vollbandbreiten- oder Halbbandbreitendaten ausgelesen werden.

Claims

1. Bildtransformationsspeicher mit einem Bildpuffer (11, 13, 25) zum Speichern von Daten, welche Bildelemente von digitalisierten Videodaten darstellen, wobei der Puffer einen Eingang für die digitalisierten Videodaten aufweist sowie einen Ausgang für gespeicherte digitalisierte Videodaten, wobei der Bildpuffer drei Feldspeicher (12, 14, 16) zum Speichern sequentieller Felder der digitalisierten Videodaten aufweist, wobei jeder Feldspeicher eine Mehrzahl von Speicherbanken (28, 30, 32, 34) aufweist;

einer Steuereinrichtung (20), welche bewirkt, daß die genannten Daten an dem genannten Eingang in einen ausgewählten der Feldspeicher (12, 14, 16) der drei Feldspeicher eingeschrieben werden und welche bewirkt, daß die in den anderen beiden Speichern der drei Speicher gespeicherten Daten zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden;

einer Adressierungseinrichtung (24, 26, 36) zur Auswahl einer Datenadresse, welche ein gewünschtes Bildelement in einer entsprechenden Speicherbank (28, 30, 32, 34) darstellt, wodurch die ausgewählten Bildelementdaten aus der ausgewählten Adresse zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden;

dadurch gekennzeichnet, daß Daten, welche ein Bildelement (A) darstellen, in einer der genannten Speicherbanken jedes Feldspeichers gespeichert sind und daß Daten, welche jedes benachbarte, rechts und unter dem genannten Bildelement an dieses angrenzende Bildelement (B, C, D) darstellen, in entsprechenden anderen Banken jedes genannten Feldspeichers gespeichert sind;

wobei die genannte Adressierungseinrichtung (24, 26, 36) ferner die Adressen in den genannten entsprechenden anderen Banken (28, 30, 32, 34) auswählt, welche die die genannten benachbarten Bildelemente darstellenden Daten speichern, wenn die Adressierungseinrichtung die Adresse von Daten auswählt, welche das gewünschte Bildelement in der genannten einen Speicherbank (28, 30, 32, 34) darstellt, wodurch zusammen mit den ausgewählten Bildelementdaten Daten zu dem genannten Ausgang ausgelesen werden, welche benachbarte Bildelemente darstellen, die rechts und unter dem genannten Bildelement an dieses angrenzen.

2. Bildtransformationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videodaten in einer der Speicherbanken bildelementweise gespeichert sind, so daß je eines der am nahesten benachbarten Bildelemente für jedes gegebene Bildelement in den verbleibenden Banken gespeichert ist.

3. Bildtransformationsspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressierungseinrichtung eine Einrichtung zur gleichzeitigen Adressierung von zwei Feldspeichern umfaßt, wenn von dem gegebenen Bildelement gefordert wird, daß es zwei Mehrfachbildelementausgaben zur Eingabe in einen Interpolator erzeugt.

4. Bildtransformationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Feldspeicher ferner folgendes umfaßt:

eine Mehrzahl von Ebenen (38-44), wobei jede Ebene die Kapazität zur Speicherung eines ganzen Felds der digitalisierten Videodaten aufweist, welche ein Bild darstellen und wobei jede Ebene in eine Mehrzahl von Banken unterteilt ist, so daß jede Ebene das identische Bild enthält;

eine Ebenenadressierungseinrichtung (48-54) zur Adressierung jeder Ebene, unabhängig von den anderen Ebenen, und zwar abhängig von einer gewünschten Transformation des Bilds; und

eine Einrichtung zum sequentiellen Multiplexen der Ausgaben der Ebenen, zur Erzeugung eines Ausgangsfelds von Videodaten, welches bezüglich der Tatsache eindeutig ist, daß jedes das Ausgangsfeld gestaltende Bildelement von einer anderen Ebene kommt.

5. Bildtransformationsspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Ebenen Halbbandbreitendaten enthalten, welche zwei Bestandteile der Videodaten umfassen, wobei die Bildelemente, welche die beiden Bestandteile ausmachen, in wechselnden Ebenen gespeichert sind, wobei übereinstimmende Bildelemente der beiden Bestandteile in übereinstimmenden Adressen aufeinanderfolgender Ebenen gespeichert sind.

6. Bildtransformationsspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressierungseinrichtung folgendes umfaßt:

eine Einrichtung zum wahlfreien Zugriff auf jedes Bildelement der Gesamtbandbreitendaten, welche in einem der Feldspeicher enthalten sind; und

eine Einrichtung zum Zugriff auf die übereinstimmenden Halbbandbreitendaten, und zwar durch Verwendung eines abgeschnittenen Adreßworts für den Zugriff auf aufeinanderfolgende Ebenen, wobei das abgeschnittene Adreßwort von einem Mehrbitadreßwort abgeleitet wird, welches durch die Einrichtung zum wahlfreien Zugriff für die Gesamtbandbreitendaten dadurch erzeugt wird, daß das niederwertigste Bit des Mehrbitadreßworts weggelassen wird.