DE3812930C2 - Einrichtung zur Erzeugung von Spezialeffekten bei der elektronisch erzeugten Bilddarstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für Spezialeffekte zur Verwen­ dung bei der Produktion von Fernsehprogrammen oder ähnlichem.

Bei Fernsehproduktionen ist ein Verfahren zur Erzeugung von ganz oder teilweise unscharfen Bildern durch Verwendung von Geräten für Spezialeffekte bekannt, bei dem der unscharf wiederzugebende Bildabschnitt so erzeugt wird, daß Bildelemente mit bestimmter Größe (im folgenden als mosaikförmige Bildelemente bezeichnet) zu dem Bildabschnitt zusammengesetzt werden, wodurch ein Mosaik­ effekt erzeugt wird, der einen Abschnitt mit grober Detailwie­ dergabe bildet.

Mit solchen Mosaikeffekten mit groben Details können die ge­ wünschten Bildabschnitt mit der entsprechenden beziehungsweise erforderlichen Unschärfe dargestellt werden, wobei zusätzlich der Vorteil besteht, daß der Anteil fremder Bildelemente, die in den unscharfen Bildabschnitten erkannt werden können, gering ist. Dies wird durch Erzeugen des Inhaltes der mosaikförmigen Bildelemente aus dem Videosignal des ursprünglichen Bildes er­ reicht.

Ein solches Gerät für Spezialeffekte mit einem Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern digitalisierter Videosignale, einer Steu­ erschaltung und einem Speicher ist zum Beispiel in der JP 58- 14678 A beschrieben. Bei diesem Gerät werden die intermittierend abgetasteten Videosignale in den Speicher eingeschrieben. Beim Auslesen der Signale aus dem Speicher werden ihre Pauseninter­ valle so interpoliert, daß die gleichen Videosignale zur Bildung der mosaikförmigen Bildelementen sowohl horizontal als auch vertikal in bestimmten Intervallen kontinuierlich wiedergegeben werden.

Wenn Abmessungen, Form und Wiedergabepositionen jedes Bildele­ mentes entsprechend den gewünschten Anforderungen spezifiziert werden können, kann der Mosaikeffekt als ein Mittel bei der Produktion einer Vielzahl von Fernsehprogrammen verwendet wer­ den.

Bei diesen bekannten Geräten mit intermittierender Videosignal­ abtastung und Interpolation über einen Speicher ist es jedoch schwierig, einen dynamischen Wechsel der Signalabtastintervalle oder der Schreib- oder Lesetakte der Signale in den beziehungsweise aus dem Speicher durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Spezialeffekte bei der elektronisch erzeugten Bilddarstellung zu schaffen, mit der bei einfa­ chem Aufbau mosaikförmige Bildelemente mit gewünschter Form und Abmes­ sung an gewünschten Stellen eines Gesamtbildes erzeugt werden können und mit der auch dynamische Taktwechsel durchgeführt werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patenanspruch 1 angege­ ben. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsge­ dankens zum Inhalt.

Erfindungsgemäß wird ein Zwischenspeicher verwendet, der zur Erzeugung von verzögerten Videodaten durch Verzögerung der Eingangs-Videodaten für eine bestimmte Zeit dient, wobei die Eingangs-Videodaten und die verzögerten Vi­ deodaten selektiv über eine Schalteinrichtung ausgegeben werden, so daß die mosaikförmigen Bildelemente mit gewünschter Abmessung und/oder Form er­ zeugt werden.

Da die eingegebenen Videodaten für eine bestimmte Zeit durch den Zwischen­ speicher verzögert werden, können kontinuierliche Videodaten für eine ge­ wünschte Zeitperiode durch selektive Ausgabe der eingegebenen Videodaten und der verzögerten Videodaten über die Schalteinrichtung erzeugt werden.

Folglich wird ein mosaikförmiges Bildelement mit gewünschter Abmessung und/ oder Form durch selektives Umschalten der eingegebenen und der verzö­ gerten Videodaten zu geeigneten Zeitpunkten, die einem gewünschten Mosaik­ muster entsprechen, gebildet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungs­ form der Erfindung:

Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder des Horizontal- und Vertikal-Mo­ saikgenerators eines Zwischenspeichers gemäß der Dar­ stellung von Fig. 1;

Fig. 4 die schematische Darstellung des Inhaltes einer digita­ len Speicherschaltung für einen Pixel;

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen von horizontalen und verti­ kalen Mosaikmustern;

Fig. 7 die schematische Darstellung eines mosaikförmigen Bildelementes; und

Fig. 8 bis 11 schematische Darstellungen von erfindungsgemäß er­ zeugten mosaikförmigen Bildelementen auf einem Bildschirm.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 das gesamte, erfindungsgemäße. Gerät zur Erzeugung von Spezialeffekten, bei dem die eingegebenen Videodaten SVD_IN zu einem Analog/ Digital-Wandler 2 geführt werden, so daß zum Beispiel der In­ formationsgehalt eines Pixels (das sich aus drei roten, blauen und grünen Ele­ menten zusammensetzt) in 15-Bit-wertige Videodaten DT_VD1 umgesetzt wird.

Diese Videodaten DT_VD1 werden synchron mit einem Pixel-Takt einem Hori­ zontal-Mosaikgenerator 3 zugeführt, der diese als Videodaten DT_VD2 einem Vertikal-Mosaikgenerator 4 zuführt, der wiederum ein Ausgangssignal DT_VD3 erzeugt. Der Horizontal- und Vertikal-Mosaikgenerator bilden zusammen ei­ ner Zwischenspeicher. Die Signale DT_VD2 und DT_VD3 werden von dem Hori­ zontal- beziehungsweise Vertikal-Mosaikgenerator gegenüber dem Signal DT_VD1 für die Perioden eines Pixel-Taktes und eines horizontalen Abtastinter­ valles verzögert. Die Videodaten DT_VD3 werden in einen Speicher 5 eingelesen und als Videodaten DT_VD4 synchron mit einem Pixel-Takt aus diesem wieder ausgelesen. Sie werden dann in einem Digital/Analog-Wandler 7 in ein Ana­ logsignal umgewandelt und von dort als Ausgangs-Videodaten SVD_OUT abgege­ ben.

Der Horizontal-Mosaikgenerator 3 ist so ausgelegt, daß er eine gleichzeitige Pa­ rallelverarbeitung der angelegten 15-Bit-Videodaten DT_VD1 durchführen kann. Wie in Fig. 2 für ein Bit gezeigt ist, werden die synchron mit einem Pi­ xel-Takt angelegten Videodaten DT_VD1 über einen ersten Eingangsanschluß a1 und einen Ausgangsanschluß c1 eines einpoligen Umschalters 3A zu einer 1-Pi­ xel-Verzögerungsschaltung 3B geführt, so daß sie für die einem Pixel-Takt ent­ sprechende Zeit verzögert und dann als Videodaten DT_VD2 ausgegeben werden, sowie außerdem zu einem zweiten Ausgangsanschluß b1 des Umschalters 3A zurückgelangen.

Wenn an den 15-Bit Horizontal-Mosaikgenerator 3 synchron mit einem Pixel- Takt ein Horizontal-Mosaik-Tastsignal KH mit logischen "0"-Pegel angelegt wird, wird der erste Eingangsanschluß (a1) des Umschalters 3A durchgeschal­ tet. Andernfalls, das heißt wenn das Signal KH logischen "1"-Pegel hat, liegt der zweite Eingangsanschluß b1 am Ausgang.

Wenn folglich das Horizontal-Mosaik-Tastsignal KH logischen "0"-Pegel hat, werden die angelegten Videodaten DT_VD1 für eine einem Pixel-Takt entspre­ chende Zeit verzögert und als Videodaten DT_VD2 am Ausgangsanschluß des Ho­ rizontal-Mosaikgenerators 3 abgegeben. Wenn jedoch das Horizontal- Mosaik- Tastsignal KH den logischen "1"-Pegel hat, werden die unmittelbar vor den an­ gelegten Videodaten DT_VD1 liegenden Videodaten eines Pixels für eine einem Pixel-Takt entsprechende Zeitdauer verzögert und als Videodaten DT_VD2 zum Ausgangsanschluß geführt. Auf diese Weise kann ein aus kontinuierlichen Pi­ xeln zusammengesetztes Bildelement entsprechend einem Mosaikmuster, das in horizontaler Richtung aus den logischen Pegeln des Horizontal-Mosaik- Tastsignals KH besteht, erzeugt werden.

Der Vertikal-Mosaikgenerator 4 ist ähnlich dem Horizontal-Mosaikgenerator 3 aufgebaut, und so ausgelegt, daß er eine gleichzeitige Parallelverarbeitung der anliegenden Videodaten DT_VD2 ausführen kann. Wie in Fig. 3 für ein Bild ge­ zeigt ist, werden die synchron mit einem Pixel-Takt angelegten Videodaten DT_VD2 über einen ersten Eingangsanschluß a2 und einen Ausgangsanschluß c2 eines einpoligen Umschalters 4A zu einer 1H-Verzögerungsschaltung 4B ge­ führt, so daß sie für eine bestimmte Zeit entsprechend einem horizontalen Ab­ tastintervall verzögert werden. Anschließend erfolgt die Ausgabe der Videoda­ ten DT_VD3 sowie ihre Rückführung zu einem zweiten Eingangsanschluß b2 des Umschalters 4A.

Wenn ein synchron mit einem Pixel-Takt an den 15-Bit Vertikal-Mosaikgene­ rator 4 angelegtes Vertikal-Mosaik-Tastsignal KV den logischen "0"-Pegel hat, wird der erste Eingangsanschluß a2 des Umschalters 4A durchgeschaltet. Ent­ sprechend gelangt bei logischem "1"-Pegel des Signales KV der zweite Eingangs­ anschluß B2 zum Ausgangspunkt.

Folglich werden die angelegten Videodaten DT_VD2 für eine einem horizontalen Abtastintervall entsprechende Zeit verzögert und als Videodatensignal DT_VD3 an den Ausgangsanschluß des Vertikal-Mosaikgenerators 4 geführt, wenn das Signal KV auf logischem "0"-Pegel liegt. Im Gegensatz dazu werden bei "1"-Pegel des Signales KV die ein horizontales Abtastintervall vor den eingegebenen Vi­ deodaten DT_VD2 liegenden Videodaten eines Pixels für eine einem horizonta­ len Abtastintervall entsprechende Zeit verzögert und als Videodaten DT_VD3 zum Ausgangsanschluß geführt.

Auf diese Weise kann ein aus kontinuierlichen Pixeln zusammengesetztes mo­ saikförmiges Bildelement entsprechend dem Mosaikmuster, das in vertikaler Richtung aus den logischen Pegeln des Vertikal-Mosaik-Tastsignales KV be­ steht, gebildet werden.

Der Bildspeicher 5 enthält Speicherzellen für 17-Bit Wörter in gleicher Anzahl wie Pixel pro Bild. In dieser Ausführungsform sind die Wortdaten entsprechend Fig. 4 so angeordnet, daß die blauen, grünen und roten Daten DT_B, DT_G und DT_R mit jeweils fünf Bits vom niedrigstwertigen Bit gespeichert sind. Inzwi­ schen sind als Antwort auf einen Befehl eines Bedieners die Signale KH und KV, die einem Pixel nach einem Bild entsprechen, über einen Steuerschaltkreis 6 mit einer CPU und einem Speicher vorher in die zwei hochwertigen Bit-Stellen BH und BV eingeschrieben worden.

Das Signal KH eines gerade in den Bildspeicher 5 eingeschriebenen Bildes hat zum Beispiel, wie in Fig. 5 gezeigt, ein horizontales Mosaikmuster PTN_H, bei dem die entsprechenden horizontalen Bits am linken Ende der zwei rechtwink­ ligen Bereiche AR1A und AR2A, die einem ersten und zweiten rechtwinkligen Bereich an der gewünschten Stellen und mit den gewünschten Abmessungen auf dem wiedergegebenen Bild entsprechen, logische "0"-Pegel, während die ande­ ren Bits auf logischem "1"-Pegel liegen. Das Signal KH eines solchen Musters wird dem Horizontal-Mosaikgenerator 3 synchron mit einem Pixel-Takt zuge­ führt.

Zusätzlich dazu hat das Signal KV eines gerade in den Bildspeicher 5 einge­ schriebenen Bildes ein wie in Fig. 6 gezeigtes vertikales Mosaikmuster PTN_V, bei dem die entsprechenden vertikalen Bits am oberen Ende der zwei recht­ winkligen Bereiche AR1B und AR2B, die ähnlich jenen in dem oben beschriebe­ nen horizontalen Mosaikmusters PTN_H der Fig. 5 sind, logische "0"-Pegel, während die anderen Bits auf logischem "1"-Pegel liegen. Das Signal KV dieses Musters wird dem vertikalen Mosaikgenerator synchron mit einem Pixel-Takt zugeführt.

Die auf diese Weise über den Horizontal-Mosaikgenerator 3 und dem Vertikal- Mosaikgenerator 4 zu dem Bildspeicher 5 geführten Videodaten DT_VD3 werden synchron mit einem Pixel-Takt als Videodaten DT_VD4 ausgelesen und zu einem Digital/Analog-Wandler 7 geführt, der ein analoges Ausgangs-Videosignal SVD_OUT erzeugt und dieses an eine Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) anlegt, so daß, wie in Fig. 7 gezeigt, auf einem Bildschirm DSP 1 ein mosaikförmiges Bildelement erzeugt wird, bei dem die ersten und zweiten rechtwinkligen Berei­ che AR1C und AR2C mit den Pixeln A1 und A2 am linken oberen Rand inner­ halb der entsprechenden Bereiche überlagert sind.

Wenn anstelle der Signal KH und KV, die jeweils, wie in den Fig. 5 und 6 ge­ zeigt, aus dem entsprechenden horizontalen Mosaikmuster PTN_H beziehungs­ weise dem vertikalen Mosaikmuster PTN_V zusammengesetzt sind, horizontale und vertikale Mosaikmuster mit jeweils gewünschen Formen, Abmessungen und Positionen verwendet werden, können, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, mosaikförmige Bildelemente mit entsprechender Gestalt, Abmessung und Lage auf den Bildschirmen DSP 2 und DSP 3 erzeugt werden.

Die Art und Weise der Zuführung der Signale KH und KV von der Steuerschal­ tung 6 über den Bildspeicher 5 zu den horizontalen und vertikalen Mosaikgene­ ratoren 3 und 4 basiert darauf, daß aufgrund des wesentlich langsameren Pro­ zessortaktes der CPU in der Steuerschaltung 6 gegenüber dem Pixel-Takt, die ei­ ner Mehrzahl von Pixeln entsprechenden Signale KH und KV einmal in den Bildspeicher 5 eingeschrieben und dann simultan mit den Videodaten DT_VD4 in Abhängigkeit von dem Pixel-Takt ausgelesen werden, wobei der CPU- Takt und der Pixel-Takt zueinander synchron sind.

Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann aufgrund der Verwendung von Verzö­ gerungsschaltkreisen 3B und 4B zur Erzeugung von um einen Pixel bezeihungs­ weise ein horizontales Abtastintervall verzögerten digitalen Daten, sowie der Umsetzung des Videosignales SVD_IN in Videodaten DT_VD1 und DT_VD2, wird ein Gerät 1 für Spezialeffekte geschaffen, das durch selektives Umschalten und Ausgeben der Videodaten DT_VD1 und DT_VD2 oder der verzögerten Videodaten synchron mit einem Pixel-Takt mosaikförmige Bildelemente mit gewünschter Form und Abmessungen an bestimmten Stellen eines Bildschirmes erzeugen kann.

Darüber hinaus können, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, Bilder DSP 4 und DSP 5 erzeugt werden, die jeweils ein aus mehreren kombinierten Elementen zusammengesetztes mosaikförmiges Bildelement mit gewünschter Gestalt und Abmessungen mit horizontalen (oder vertikalen) Streifen enthalten, wenn ein horizontales (oder vertikales) Mosaik-Tastsignal mit bestimmtem horizonta­ len (oder vertikalen) Mosaikmuster zu dem horizontalen (oder vertikalen) Mo­ saikgenerator der obigen Ausführungsform zugeführt wird.

Bei der Produktion von Fernsehsendungen können also frei wählbare mosaik­ förmige Bildelemente erzeugt werden, so daß es möglich ist, ein unscharfes Bild und damit Spezialeffekte zu erzeugen, die bisher nicht möglich gewesen sind.

Bei der obigen Ausführungsform werden die Videodaten zunächst durch den Ho­ rizontal-Mosaikgenerator und dann durch den Vertikal-Mosaikgenerator ge­ führt. Diese Reihenfolge kann jedoch auch umgedreht werden, wobei durch Ver­ wendung der Signale KV und KH die gleichen, oben beschriebenen Effekte er­ zielt werden können. Außerdem kann der 17 Bit Wort-Bildspeicher auch durch einen 16 Bit Wort-Bildspeicher ersetzt werden, wobei durch Verwendung zweier solcher Speicher die gleichen Effekte erzielt werden. Es ist auch möglich, einen geeigneten Speicher zu verwenden, in dem die Horizontal- und Vertikal- Mo­ saiktastsignale synchron mit dem CPU-Takt der Steuerschaltung eingeschrie­ ben und synchron mit dem Pixel-Takt ausgelesen werden.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Erzeugung von Spezialeffekten mit ho­ rizontalen und vertikalen Mosaikmustern bei der elek­ tronisch erzeugten Bilddarstellung, mit:

• 1. einer Eingangsstufe zum Empfang von eingegebenen digitalen Videosignalen (DT_VD1),
• 2. einem Haltekreis (3, 4) zum Zwischenspeichern der eingegebenen digitalen Videosignale in Abhängigkeit von einer Speicherzeit und zur Erzeugung eines ge­ haltenen Videosignals (DT_VD3),
• 3. einem Speicher (5) zur Speicherung von Mosaikmu­ sterdaten, die die horizontalen und vertikalen Mo­ saikmuster darstellen, und
• 4. einer Steuerschaltung (6), die mit dem Haltekreis (3, 4) und dem Speicher (5) verbunden ist und ein Speicherzeit-Einstellmittel zur Einstellung der Speicherzeit entsprechend den im Speicher (5) ge­ speicherten Mosaikmusterdaten sowie ein Auswahlmit­ tel aufweist, durch das wahlweise das eingegebene Videosignal oder das den in dem Speicher (5) ge­ speicherten Mosaikmusterdaten entsprechende zwi­ schengespeicherte Videosignal ausgegeben wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte­ kreis (3, 4) zum Zwischenspeichern einen Horizontal-Mosaikgenerator (3) zur Bil­ dung eines mosaikförmigen Bildelements aus einer kontinuierlichen horizontalen Pixelzeile und einen Vertikal-Mosaikgenerator (4) zur Erzeugung eines mosaikför­ migen Bildelements aus einer kontinuierlichen vertikalen Pixelzeile aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Horizontal- Mosaikgenerator (3) mit:

• 1. einem Umschalter (3A) mit zwei Eingangsanschlüssen (a1, b1), von denen ei­ ner mit den eingegebenen, digitalen Videodaten beaufschlagt ist, sowie einem Ausgangsanschluß (c1),
• 2. einer Einrichtung zur selektiven Verbindung des Ausgangsanschlusses mit einem der beiden Eingangsanschlüsse in Abhängigkeit von einem horizontalen Mosaik-Tastsignal (KH), und
• 3. einer 1-Pixel-Verzögerungsschaltung (3B) mit einem Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß (c1) des Umschalters (3A) verbunden ist und einem Ausgangsanschluß, der mit dem entsprechend anderen der beiden Eingangsan­ schlüsse (a1, b1) des Umschalters verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Vertikal-Mo­ saikgenerator (4) mit:

• 1. einem Umschalter (4A) mit zwei Eingangsanschlüssen (a2, b2), von denen ei­ ner mit den eingegebenen digitalen Videodaten beaufschlagt ist, und einem Aus­ gangsanschluß (c2),
• 2. einer Einrichtung zur selektiven Verbindung des Ausgangsanschlusses (c2) mit einem der beiden Eingangsanschlüsse (a2, b2) in Abhängigkeit von einem vertikalen Mosaik-Tastsignal, und
• 3. einer für die Dauer einer horizontalen Abtastzeile ausgelegten Verzögerungs­ schaltung (4B) mit einem Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß (c2) des Umschalters (4A) verbunden ist, sowie einem Ausgangsanschluß, der an dem entsprechend anderen der beiden Eingangsanschlüsse des Umschalters an­ liegt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

• 1. einen Horizontal-Mosaikgenerator (3) mit einem ersten Umschalter (3A) mit zwei Eingangsanschlüssen (a1, b1), von denen einer die eingegebenen digitalen Videodaten empfängt, und einem Ausgangsanschluß (c1), einer Einrichtung zur selektiven Verbindung des Ausgangsanschlusses mit einem der beiden Ein­ gangsanschlüsse in Abhängigkeit von einem horizontalen Mosaik-Tastsignal, und einer 1-Pixel-Verzögerungsschaltung (3B) mit einem Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß des erstem Umschalters (3A) verbunden ist, so­ wie einem Ausgangsanschluß, der an dem entsprechend anderen Eingangsan­ schluß des ersten Umschalters anliegt, und
• 2. einen Vertikal-Mosaikgenerator (4) mit einem zweiten Umschalter (4A) mit zwei Eingangsanschlüssen (a2, b2), von denen einer die eingegebenen und über die 1-Pixel-Verzögerungsschaltung (3B) geführten digitalen Videodaten emp­ fängt, und einem Ausgangsanschluß (c2), einer Einrichtung zur selektiven Ver­ bindung des Ausgangsanschlusses (c2) mit einem der beiden Eingangsanschlüs­ se in Abhängigkeit von einem vertikalen Mosaik-Tastsignal, sowie einer für die Dauer einer horizontalen Abtastzeile ausgelegten Verzögerungsschaltung (4B) mit einem Eingangsanschluß, der an den Ausgangsanschluß (c2) des zwei­ ten Umschalter (4A) angelegt ist und einem Ausgangsanschluß, der zu dem ent­ sprechend anderen Eingangsanschluß des zweiten Umschalters (4A) geführt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung zum Empfang von eingegebenen Videosignalen einen Analog/ Digital- Wandler (2) zur Umsetzung der eingegebenen analogen Videosignale in digitale Signale aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur selektiven Erzeugung der horizontalen und vertikalen Mosaik-Tastsignale.