DE4139401A1 - Schaltungsanordnung zur videobildverarbeitung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur videobildverarbeitungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsanord
nung und insbesondere auf eine solche Anordnung, die ein
Faltungsfilter für die Verarbeitung von Bildelementen bzw.
Pixeln verwendet, welche ein Videobild darstellen.
Bildverarbeitungstechniken sind seit langem in Anwendung,
um eine Videosignalinformation zu modifizieren, so daß
Spezialeffekte, Verstärkungen bzw. Hervorhebungen und
visuelle Modifikationen eines von einem Videosignal wie
dergegebenen Bildes erzeugt werden. Fortschritte in der
integrierten Schaltungstechnologie, wie der LSI- und VLSI-
Technologie, haben es möglich gemacht, Schaltungen bereit
zustellen, die eine zweidimensionale Bildverarbeitung rela
tiv preiswert und effektiv erreichen. Eine derartige Bild
verarbeitung wird generell als zweidimensionale Verarbei
tung bezeichnet, da sie Effekte, Verstärkungen und Modi
fikationen sowohl in horizontaler Richtung als auch in
vertikaler Richtung des Bildes hervorruft.
Beispiele einer zweidimensionalen Bildverarbeitungsanord
nung umfassen ein Tiefpaßfilter, ein Hochpaßfilter und
eine Faltungsfilter. Eine Faltungsfilterung von Bilddaten
wird dadurch erzielt, daß ein gewünschter Bildbereich de
finiert wird, wie ein Bereich, der durch n·n Bildelemente
bzw. Pixel dargestellt ist, die um einen in Betracht zu
ziehenden Pixel zentriert sind, daß jedes der n·n Pixel
gewichtet wird und daß sodann die gewichteten Pixel zur
Lieferung eines verarbeiteten Pixels summiert werden, wel
ches dann als der Betrachtung unterzogenes Pixel verwendet
wird. In typischer Weise ist die n·n-Matrix nicht kleiner
als 2·2, und üblicherweise kann sie eine 3·3- oder
eine andere ungeradzahlige Matrix sein (das heißt n ist
eine ungerade Zahl).
Eine zweidimensionale Bildverarbeitung durch Filterung
kann durch digitale Filtertechniken implementiert werden.
Ein digitales Filter ist ohne weiteres imstande, unter
schiedliche Filteroperationen auszuführen, um unterschied
liche Effekte oder Verstärkungen verschiedener Bilder zu
erzielen. So kann beispielsweise ein adaptives Filter ohne
weiteres so betrieben oder programmiert sein, daß ein Typ
einer Filteroperation ausgeführt wird, wenn die zugeführte
Bildinformation eine Szene darstellt, die ein sich bewe
gendes Bild umfaßt, und daß ein anderer Typ von Filterope
ration dann ausgeführt wird, wenn die Bildinformation eine
Szene darstellt, die ein Standbild enthält.
Bei vielen Anwendungen liefert der Einsatz eines Tiefpaß
filters für die Bildverarbeitung weniger als zufrieden
stellende Ergebnisse. Der Grund hierfür liegt darin, daß
ein Tiefpaßfilter sogar in dem Fall, daß es durch digitale
Techniken implementiert wäre, über das gesamte Videobild
gleichmäßig betrieben ist, was bedeutet, daß eine gewisse
lokalisierte Bildverarbeitung nicht bewirkt werden kann.
In entsprechender Weise macht es der Einsatz eines Hoch
paßfilters schwierig, falls nicht sogar unmöglich, eine
lokalisierte Verarbeitung eines Bildes zu erzielen. Darü
ber hinaus neigt die einem Tiefpaßfilter innewohnende
Eigenschaft dazu, daß eine kritische Kanten- bzw. Flanken
information verlorengeht oder verschlechtert ist; dem
gegenüber können die einem Hochpaßfilter innewohnenden
Eigenschaften zu einer Erscheinung führen, die als grober
Bereich visuell erscheint, der durch angehobene Stör
komponenten verursacht wird, und zwar sogar dann, wenn
der Bildbereich selbst durch eigentlich glatte Luminanz
übergänge dargestellt ist.
Schwierigkeiten und Nachteile sind außerdem dann gegeben,
wenn ein relativ einfaches Faltungsfilter für die Bildver
arbeitung verwendet wird, da eine nichtlineare Verarbei
tung und andere ziemlich komplizierte Verarbeitungstechni
ken nicht ohne weiteres erzielt werden. Ein typisches adap
tives Filter ist relativ kompliziert und wird generell
monoton gesteuert. Demgemäß werden die lokalen Verarbei
tungsfähigkeiten eines derartigen adaptiven Filters nicht
ohne weiteres geändert. In konsequenter Weise wird ein
adaptives Filter, welches für einen Typ der Bildverarbei
tung verwendet wird, nicht ohne weiteres so umgesetzt,
daß ein anderer Typ von Bildverarbeitung ausgeführt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bild
verarbeitungsanordnung bereitzustellen, welche die zuvor
erwähnten Nachteile, Mängel und Schwierigkeiten überwindet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Bildverarbeitungsanordnung bereitzustellen, die imstande
ist, verschiedene unterschiedliche Typen einer örtlichen
Verarbeitung dadurch auszuführen, daß einfach relativ
simple, direkte Veränderungen dabei vorgenommen werden.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin,
eine Bildverarbeitungsanordnung zu schaffen, die Spezial
effekte, Verstärkungen und/oder Modifikationen eines Ein
gangsbildes vorzunehmen gestattet, ohne eine komplizierte
Struktur hierfür zu erfordern.
Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vor
liegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillier
ten Beschreibung näher ersichtlich werden, wobei die neuen
Merkmale besonders in den beigefügten Ansprüchen erfaßt
sind.
Gemäß der Erfindung ist eine Videobild-Verarbeitungsanord
nung geschaffen für die Verarbeitung von Pixeln, die ein
Videobild ausmachen bzw. bilden. Ein Steuerdatengenerator
erzeugt Steuerdaten für die Festlegung einer bestimmten
Pixelverarbeitungsoperation für ein zu berücksichtigendes
Pixel sowie einen Parametergenerator, der auf diese Steuer
daten anspricht, um eine Reihe von Parameterkoeffizienten
zu erzeugen, die einem Faltungs- bzw. Convulutionsfilter
zusammen mit dem zu berücksichtigenden Pixel sowie zusammen
mit Pixeln zugeführt werden, die in einem Eingangs-Videobild
enthalten sind und die in Umgebungsbeziehung zu dem berück
sichtigenden Pixel stehen. Das Faltungsfilter faltet die
aufgenommenen Pixel mit den Parameterkoeffizienten und
erzeugt dadurch ein verarbeitetes Pixel.
Bei einer Ausführungsform umfaßt der Steuerdatengenerator
eine Speichereinrichtung, die voreingestellte bzw. vorge
gebene Steuerdatenwerte in Zuordnung zu den Pixeln des
Eingangs-Videobildes speichert. Die Speichereinrichtung
kann beispielsweise die Steuerdatenwerte in einer Matrix
aufzeichnen, die kennzeichnend sind für das Eingangs-Video
bild. Als weiteres Beispiel kann die Speichereinrichtung
einen Bildspeicher für die Speicherung eines Bildes (wie
eines Videobildes) von Steuerdatenwerten umfassen, wobei
jeder Wert einer Pixelstelle in dem Eingangs-Videobild
entspricht.
Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform dieser Erfindung
kann der Parametergenerator einen adressierbaren Speicher,
wie einen Schreib-Lese-Speicher bzw. RAM-Speicher für die
Speicherung einer Vielzahl von Sätzen von Parameterkoeffi
zienten umfassen, wobei ein bestimmter Satz durch die
Steuerdaten adressiert und damit ausgelesen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Steuerdaten
generator aus einer gespeicherten Reihe bzw. Matrix bestimm
ter Steuerwerte, die unterschiedliche Muster darstellen,
wobei das Faltungsfilter in effektiver Weise die verschie
denen Eingangs-Videobilder in Übereinstimmung mit den be
stimmten Mustern mischt, um ein zusammengesetztes gemisch
tes Bild zu erzeugen.
In Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführungsform
stellen die durch den Steuerdatengenerator erzeugten Steuer
daten ein geometrisches Muster, wie ein kreisförmiges
Muster, dar, und das Faltungsfilter überlagert in effekti
ver Weise das betreffende Muster einem Eingangs-Videobild,
um einen Spotlichteffekt hervorzurufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform arbeitet der Steuer
datengenerator in der Weise, daß eine Kante oder Grenz
linie im Eingangs-Videobild ermittelt wird und daß Para
meterkoeffizienten so ausgewählt werden, daß das Faltungs
filter die Kante oder Grenzlinie in dem Bild verstärkt.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform ermittelt der
Steuerdatengenerator eine Bewegung im Eingangs-Videobild,
um einen Bewegungsvektor zu liefern, der seinerseits den
Satz der Parameterkoeffizienten bestimmt, die dem Faltungs
filter zugeführt werden. Hierbei erzeugt das Faltungsfilter
einen Bewegungs-Unschärfeeffekt, um die ermittelte Bewegung
zu verstärken.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform ermittelt der
Steuerdatengenerator die Nähe eines zu berücksichtigenden
Pixels zu einer Linie im Eingangs-Videobild, um eine Reihe
von Parameterkoeffizienten auszuwählen, die in Abhängigkeit
von ihren Werten dazu dienen, die Linie im Eingangs-Video
bild zu verstärken oder abzuschwächen.
Bei einer weiteren, zusätzlichen Ausführungsform stellen
die erzeugten Steuerdaten räumliche Koordinaten-Korrektur
faktoren einer Linse dar, die beispielsweise dazu benutzt
wird, ein Eingangs-Videobild zu erzeugen; die Parameter
koeffizienten werden dabei als Funktion eines Linsen-Ab
errations-Korrekturvektors ausgewählt, um das Eingangs-
Videobild hinsichtlich der Linsenaberration zu korrigieren.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend bei
spielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm eine grundsätzliche
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A und 2B veranschaulichen schematisch eine Pixelmatrix
sowie eine Reihe von Parameterkoeffizienten, die
durch das in Fig. 1 dargestellte Faltungsfilter
verwendet werden.
Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform
eines Parametergenerators, der in Verbindung mit
dieser Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 4 zeigt teilweise in Blockdarstellung, teilweise
schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Faltungs
filters, welches in Verbindung mit der Erfindung
verwendet werden kann.
Fig. 5 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung als Bild
mischer eingesetzt.
Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform
der Erfindung, die dazu verwendet wird, einen
Spotlichteffekt in einem Videobild hervorzurufen.
Fig. 7 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform
der Erfindung, die dazu herangezogen wird, eine
Kontur in einem Eingangs-Videobild zu verstärken.
Fig. 8A bis 8C veranschaulichen Matrixreihen eines Eingangs-
Videobildes, die Steuerdaten und das verarbeitete
Bild für die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform.
Fig. 9 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die für ein Bewegungs-
Unschärfefilter verwendet wird.
Fig. 10A bis 10E veranschaulichen unterschiedliche Bewegungsvek
toren, die durch den bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 9 verwendeten Bewegungs-Detektor ermittelt
werden.
Fig. 11A bis 11E veranschaulichen unterschiedliche Sätze von Para
meterkoeffizienten, die durch die in Fig. 10 ge
zeigten Bewegungsvektoren erzeugt werden.
Fig. 12 zeigt in einem Blockdiagramm eine noch weitere
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die
imstande ist, als Strichdicken-Änderungsfilter
zu arbeiten (z. B. als Strichverstärkungs- oder
Strichabschwächungs-Filter).
Fig. 13A bis 13C veranschaulichen Matrizen, die für ein Verständnis
der Arbeitsweise der in Fig. 12 gezeigten Ausfüh
rungsform von Nutzen sind.
Fig. 14 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine noch
weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die als Linsen-Aberrationskorrektureinrichtung
verwendet wird.
Nunmehr werden die bevorzugten Ausführungsformen detailliert
beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und ins
besondere auf Fig. 1 wird anhand eines Blockdiagramms eine
grundsätzliche Ausführungsform einer Videobild-Verarbei
tungsanordnung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung
erläutert. Diese Anordnung besteht aus einer Videoquelle 1
für die Lieferung eines Eingangs-Videobildes, einem Steuer
datengenerator 2 und einem zweidimensionalen Filter 3.
Die Videoquelle besteht vorzugsweise aus einem Bildspeicher
für die Lieferung einer zeilenweisen Pixelmatrix eines
Eingangs-Videobildes, welches beispielsweise mittels einer
Videokamera, eines Videorecorders, eines Video-Discplayers,
eines Computers (wie eines Personal Computers) oder derglei
chen wiedergegeben sein kann. Die in dem Bildspeicher ge
speicherten Pixel bzw. Bildelemente werden aus diesem
Speicher ausgelesen und als aufeinanderfolgende Pixel dem
zweidimensionalen Filter 3 zugeführt. Alternativ dazu können
die Pixel dem zweidimensionalen Filter als Pixelblock zuge
führt werden, wie als n·n Pixelreihe bzw. -matrix.
Der Steuerdatengenerator 2 ist imstande, Steuerdaten zu
erzeugen, die einen bestimmten bzw. besonderen Pixelver
arbeitungsbetrieb festlegen, der durch das zweidimensionale
Filter 3 ausgeführt wird. Bei der in Fig. 1 dargestellten
grundsätzlichen Ausführungsform besteht der Steuerdaten
generator aus einer Speichereinrichtung, wie einem Bild
speicher mit weitgehend denselben Pixelstellen wie den
Pixelstellen, die in dem von der Videoquelle 1 geliefer
ten Eingangs-Videobild enthalten sind. Ein Steuersignal,
wie ein 8-Bit-Steuerdatenwort, kann an jeder Pixelstelle
gespeichert werden, die in dem Steuerdatengenerator ent
halten ist. Es ist anzuerkennen, daß jedes Steuerdatenwort
somit irgendeinen von 255 Pegeln oder Werten darstellen
kann.
Vorzugsweise wird jede Pixelstelle, die in der Videoquelle 1
enthalten ist, für das zweidimensionale Filter 3 ausgelesen,
und in entsprechender Weise wird das an einer entsprechenden
Pixelstelle im Steuerdatengenerator 2 gespeicherte Steuer
datenwort ausgelesen und dem zweidimensionalen Filter zuge
führt. Wie noch beschrieben werden wird, bestimmt das so
ausgelesene besondere Steuerdatenwort die Verarbeitung
des Pixels, welches von der Videoquelle abgegeben worden
ist (zuweilen wird dies hier als "zu berücksichtigendes
Pixel" bezeichnet werden). Demgemäß wird der Steuerdaten
generator dazu herangezogen, eine pixelweise Verarbeitung
des Eingangs-Videobildes durchzuführen.
Das zweidimensionale Filter 3 besteht aus einem Parameter
generator 5, einer Verriegelungs- bzw. Latch-Schaltung 6
und einem Faltungsfilter 7. Bei einer in Fig. 3 dargestell
ten Ausführungsform des Parametergenerators 5 ist dieser
als Speichereinrichtung, wie als adressierbarer Speicher,
dargestellt, der imstande ist, eine Reihe von Parameter
koeffizienten abzugeben, die durch den Steuerdatengenera
tor 2 bestimmt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Parametergenerator imstande, eine Vielzahl unter
schiedlicher Sätze von Parameterkoeffizienten zu speichern,
wobei ein bestimmter Satz, der der Verriegelungsschaltung 6
zugeführt wird, durch die Steuerdaten ausgewählt oder be
stimmt wird. Falls der Parametergenerator aus einem Schreib-
Lese-Speicher (RAM) besteht, können die Steuerdaten bei
spielsweise als Adresse herangezogen werden, um aus dem
RAM-Speicher den bestimmten Satz von Parameterkoeffizien
ten auszulesen, der an der adressierten Speicherstelle
gespeichert ist. Bei dem hier beschriebenen Beispiel be
steht der Satz der Parameterkoeffizienten aus neun
Koeffizienten, deren jeder durch eine mehrere Bits (z. B.
acht Bits) umfassende digitale Zahl bzw. Nummer dargestellt
sein kann. Es dürfte einzusehen sein, daß der Parameter
generator 5 durch eine andere Schaltungsanordnung imple
mentiert sein kann, wodurch ein bestimmter Satz von Para
meterkoeffizienten durch den Wert der Steuerdaten ausge
wählt wird, die dort von dem Steuerdatengenerator 2 her
zugeführt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem der
Satz der Parameterkoeffizienten, die durch den Parameter
generator 5 erzeugt werden, aus neun Koeffizienten besteht,
besteht die Verriegelungsschaltung 6 aus neun Verriegelungs
bzw. Latch-Elementen 6A bis 6I, deren jedes imstande ist,
einen entsprechenden Parameterkoeffizienten P1 bis P9 zu
verriegeln oder zu speichern. Diese Parameterkoeffizienten
sind imstande, die Pixel zu wichten, die dem Faltungsfil
ter 7 von der Videoquelle 1 zugeführt werden.
Eine Realisierung des Faltungsfilters wird weiter unten
in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben werden; es genügt
hier darauf hinzuweisen, daß dem Faltungsfilter ein zu
berücksichtigendes Pixel sowie umgebende Pixel zugeführt
werden, deren jedes einer Gewichtung durch einen ent
sprechenden Koeffizienten der Parameterkoeffizienten unter
zogen wird, die in den Verriegelungselementen 6A bis 6I
gespeichert sind. Jedes gewichtete Pixel, das heißt das
zu berücksichtigende gewichtete Pixel und die umgebenden
gewichteten Pixel, werden summiert, um ein verarbeitetes
Pixel zu liefern. Dieses verarbeitete Pixel wird am Aus
gang des zweidimensionalen Filters 3 bereitgestellt.
Das verarbeitete Pixel wird von der weiteren Anordnung
anstelle des eingangsseitigen zu berücksichtigenden Pixels
verwendet. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine
Ausgangs-Speichereinrichtung 4, wie ein Bildspeicher, dazu
herangezogen, die gesamten verarbeiteten Pixel zu speichern,
die durch das zweidimensionale Filter geliefert werden.
Somit speichert der Ausgangs-Speicher 4 eine linien- bzw.
zeilenweise Anordnung der verarbeiteten Pixel, die ein
verarbeitetes Videobild darstellen, das dann übertragen,
aufgezeichnet oder dargestellt bzw. wiedergegeben werden
kann.
Bevor die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh
rungsform beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, daß
die Verarbeitung jedes Pixels eine Funktion der Parameter
koeffizienten ist, die dem Faltungsfilter 7 von dem Para
metergenerator 5 her zugeführt werden. Diese Parameter
koeffizienten werden durch die Steuerdaten bestimmt oder
ausgewählt, welche durch den Steuerdatengenerator 2 erzeugt
werden. Die Verarbeitung kann somit einfach dadurch variiert
werden, daß die Sätze der Parameterkoeffizienten geändert
werden, die durch den Parametergenerator erzeugt werden,
und/oder daß die Steurdaten geändert werden, die von dem
Steuerdatengenerator 2 erzeugt werden. Da es eine relativ
einfache Sache ist, entweder die Steuerdaten oder die Para
meterkoeffizienten zu ändern, kann die besondere Verarbei
tung des Eingangs-Videobildes leicht geändert werden. Wie
beschrieben werden wird, erleichtert die Auswahl der Para
meterkoeffizienten und der Steuerdaten die lokale Verar
beitung des Eingangsbildes.
Nunmehr wird die Art und Weise, in der die in Fig. 1 ge
zeigte Ausführungsform arbeitet, in Verbindung mit dem
hier dargestellten besonderen Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Videoquelle 1 liefert ein Eingangs-Pixelbild VI der
dargestellten Szene; der Steuerdatengenerator 2 gibt Steuer
daten VT mit einer Pixelmatrix ab, die als Ellipse er
scheint. Falls der Steuerdatengenerator als einen Bild
speicher enthaltend angenommen wird, können die Werte der
Pixel an jeder Pixelstelle des Bildspeichers einen Wert
von 0 bis 255 aufweisen. Gemäß einem Beispiel kann der
Wert jedes innerhalb der Ellipse des Steuerdaten-Bild
speichers liegenden Pixels den Wert 0 und jedes Pixel im
Umgebungsbereich den Wert 255 aufweisen. Falls diese Pixel
werte festgelegt und nicht variabel sind, dürfte einzu
sehen sein, daß der Steuerdaten-Bildspeicher einen Fest
wertspeicher (ROM-Speicher) umfassen kann.
Es sei angenommen, daß ein Pixelbereich oder Pixelblock,
der in dem von der Videoquelle 1 bereitgestellten Eingangs-
Videobild enthalten ist, aus den in Fig. 2A dargestellten
Pixeln besteht. Der Einfachheit halber legt die Präfix-
Nummer jedes Pixels die Reihe fest, in der das betreffen
de Pixel liegt, und die Suffix-Nummer gibt die Spalte an.
Somit sind die Pixel in der Reihe 1 dargestellt als G11,
G12, . . . G15, während die Pixel in der Reihe 2 dargestellt
sind durch G21, G22, . . . G25, und so weiter. Wie oben er
wähnt, wird dann, wenn eine bestimmte Pixelstelle von der
Videoquelle 1 ausgelesen und dem zweidimensionalen Filter 3
zugeführt wird, die entsprechende Pixelstelle aus dem Bild
speicher ausgelesen, der den Steuerdatengenerator 2 umfaßt.
Aufeinanderfolgende Bildpixel VI werden dem Faltungsfilter 7
in dem zweidimensionalen Filter 3 zugeführt, während auf
einanderfolgende Steuerdatenwörter VT dem Parametergenera
tor 5 von dem Steuerdatengenerator 2 her zugeführt werden.
In Abhängigkeit von der ausgelesenen bestimmten Pixelstelle
kann der Steuerdatenwert in etwa 255 oder etwa 0 sein.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden wird,
gibt die Videoquelle 1 ein zu berücksichtigendes Pixel
an ein Faltungsfilter 7 ab, und sie liefert außerdem zu
sätzliche Pixel, die in dem Eingangs-Videobild enthalten
sind und die das zu berücksichtigende Pixel umgeben. Wenn
beispielsweise das zu berücksichtigende Pixel mit G33
(Fig. 2A) gegeben ist, gibt die Videoquelle dieses Pixel
sowie die umgebenden Pixel G22, G23, G24, G32, G34, G42,
G43 und G44 an das Faltungsfilter ab. Generell ausgedrückt
heißt dies, daß eine n·n Matrix aus Pixeln von der Video
quelle abgegeben wird, wobei das zu berücksichtigende Pixel
als Mittenpixel angeordnet ist. Bei der hier beschriebenen
bevorzugten Ausführungsform ist n=3.
Wenn das berücksichtigte bzw. zu berücksichtigende Pixel
von der Videoquelle abgegeben wird, wie in dem Fall, daß
das Pixel G33 (zusammen mit seinen umgebenden Pixeln) an
das Faltungsfilter abgegeben wird, wird das Steuerdaten
wort, welches in dem Bildspeicher des Steuerdatengenera
tors 2 an der Pixelstelle gespeichert ist, welche dem Pixel
G33 entspricht, als Steuerdatenwort VT dem Parametergenera
tor 5 zugeführt. Wenn der Steuerdatengenerator die Steuer
daten erzeugt, welche der in Fig. 1 gezeigten Ellipse ent
sprechen, dann ist der Wert des Steuerdatenworts VT generell
entweder 0 oder 255.
Der Parametergenerator 5 spricht auf das ihm zugeführte
Steuerdatenwort VT an, um eine Reihe bzw. einen Satz von
Parameterkoeffizienten zu erzeugen, die bzw. der als eine
n·n Matrix von Koeffizienten gedacht werden kann (wobei
n=3 ist). Fig. 2B veranschaulicht den Satz der Parameter
koeffizienten, die durch den Parametergenerator 5 erzeugt
und in der Verriegelungsschaltung 6 gespeichert werden.
Es dürfte einzusehen sein, daß bei dem hier beschriebenen
Beispiel der Koeffizient P1 dazu herangezogen wird, das
Pixel G22 zu wichten, daß der Koeffizient P2 zur Wichtung
des Pixels G23 herangezogen wird, daß der Koeffizient P3
zur Wichtung des Pixels G24 herangezogen wird, und so
weiter. Da das Pixel G33 das berücksichtigte Pixel ist
und da dieses Pixel in der Mitte der n·n-Matrix aus Pixeln
liegt, die von der Videoquelle an das Faltungsfilter 7
abgegeben werden, dürfte einzusehen sein, daß der Koeffi
zient P5, der in der Mitte der n·n-Matrix der Parameter
koeffizienten angeordnet ist, zur Wichtung des Pixels G33
benutzt wird.
Das Faltungsfilter 7 liefert ein verarbeitetes Pixel g33,
welches aus folgender Beziehung berechnet werden kann:
g33=G22·P1+G23·P2+G24·P3+G32·P4+G33·P5 + . . . +
G44·P9. Demgemäß ist das durch das Faltungsfilter 7 ge
lieferte verarbeitete Pixel VP die Summe der n·n Pixel,
die das berücksichtigte bzw. zu berücksichtigende Pixel
und die umgebenden Pixel umfassen, wobei jedes dieser Pixel
durch einen entsprechenden Koeffizienten der Parameterko
effizienten P1 bis P9 gewichtet ist, die auf Steuerdaten
VT hin von dem Parametergenerator 5 erzeugt sind.
Falls das Eingangs-Videobild Farbkomponenten, wie R-, G-
und B-Komponenten umfaßt, kann der zuvor beschriebene
rechnerische Faltungs-Filterbetrieb für jede dieser Kompo
nenten ausgeführt werden. In entsprechender Weise kann
in dem Fall, daß das Eingangs-Videobild ein Farbbildgemisch
ist, dieses Bild in Luminanz- bzw. Leuchtdichte- und Chro
minanz- bzw. Farbartkomponenten mittels konventioneller
Einrichtungen aufgeteilt werden, und sodann können die
Luminanzkomponente Y und die Chrominanzkomponente C der
zuvor beschriebenen Rechenoperation mittels Faltungsfil
ter ähnlich dem Faltungsfilter 7 unterzogen werden.
Nunmehr sei angenommen, daß das betrachtete Pixel das nächst
benachbarte Pixel ist, welches in der Matrix enthalten ist,
welche in dem Bildspeicher der Videoquelle 1 gespeichert
ist, nämlich das Pixel G34. Das in dem Steuerdaten-Bild
speicher an der Stelle gespeicherte Steuerdatenwort, wel
che dem Pixel G34 entspricht, wird ausgelesen und als
Steuerdaten VT dem Parametergenerator 4 zugeführt, der
seinerseits die Reihe der Parameterkoeffizienten P1 bis P9
erzeugt. Dem Faltungsfilter 7 werden das Pixel G34 sowie
die umgebenden Pixel G23, G24, G25, G33, G35, G43, G44
und G45 zugeführt, wobei jedes dieser Pixel durch einen
entsprechenden Koeffizienten der Koeffizienten P1 bis P9
gewichtet wird. Wie zuvor summiert das Faltungsfilter die
gewichteten Pixel, um das verarbeitete Pixel g34 ent
sprechend folgender Beziehung zu liefern:
g34 = F23 · P1 + G24 · P2 + G25 · P3 + . . . + G45 · P9.
Wenn bei der hier beschriebenen Ausführungsform das aus
dem Steuerdaten-Bildspeicher ausgelesene Steuerdatenwort
ein hohes Luminanzsignal darstellt, wie in dem Fall, daß
das Steuerdatenwort an einer Pixelstelle außerhalb der
in Fig. 1 dargestellten Ellipse angeordnet ist, ist die
Reihe der Parameterkoeffizienten, die durch den Para
metergenerator 5 auf dieses Steuerdatenwort hin erzeugt
werden, so, daß der Parameter P5 (in Fig. 2B dargestellt)
einen Wert 1 hat und daß jeder der übrigen Parameter P1-P4
und P6-P9 den Wert 0 hat. Wenn alternativ dazu das Steuer
datenwort ein niedriges Luminanzsignal darstellt bzw.
wiedergibt, wie im Falle eines Steuerdatenwortes, welches
an einer Pixelstelle innerhalb der in Fig. 1 dargestellten
Ellipse untergebracht ist, ist die Reihe der durch den
Parametergenerator 5 erzeugten Parameterkoeffizienten so,
daß jeder der Parameterkoeffizienten P1 bis P9 den Wert
1/9 aufweist. Demgemäß arbeitet das Faltungsfilter 7 so,
daß dann, wenn das zugeführte, der Betrachtung unterzogene
Pixel an einer Stelle außerhalb der durch den Steuergene
rator 2 dargestellten Ellipse liegt, das betreffende Pixel
direkt dem Ausgangs-Speicher 4 zugeführt wird, ohne mit
irgendeinem der umgebenden Pixel kombiniert zu werden.
Wenn jedoch das der Betrachtung unterzogene Pixel innerhalb
der Ellipse liegt, gibt das Faltungsfilter 7 an den Aus
gangs-Speicher 4 ein verarbeitetes Pixel ab, welches durch
Mittelung des der Betrachtung unterzogenen Pixels mit seinen
umgebenden Pixeln gebildet worden ist. Demgemäß werden die
vorbestimmten Pixel (die in der n·n Matrix enthalten
sind) des Eingangs-Videobildes durch das Faltungsfilter
gemittelt, um ein verarbeitetes Ausgangs-Pixel VP zu
liefern.
Aus der vorstehenden Erläuterung dürfte ersichtlich sein,
daß lediglich die Eingangs-Videosignalbilddaten innerhalb
des elliptischen Bereichs der in dem Steuerdaten-Bild
speicher gespeicherten Steuerdaten durch die Mittelung
der n·n Pixel schattiert oder vignettiert werden, um
ein verarbeitetes Pixel zu liefern. Obwohl der vignettier
te Bereich in Fig. 1 als Ellipse dargestellt ist, dürfte
ohne weiteres einzusehen sein, daß diese Form einfach da
durch modifiziert werden kann, daß die an den entsprechen
den Pixelstellen in dem Steuerdaten-Bildspeicher gespeicher
ten Steuerdatenwerte geändert werden. Dies bedeutet, daß
die Verteilung der durch den Steuerdatengenerator 2 erzeug
ten Steuerdaten ohne weiteres so geändert werden kann,
daß eine unterschiedliche Bildverarbeitung, wie sie er
wünscht ist, geliefert wird. Somit kann die lokale bzw.
örtliche Bildverarbeitung je nach Wunsch geändert werden,
und sie kann ohne weiteres vorgenommen werden, ohne daß
eine komplizierte und teure Anordnung erforderlich ist.
Wie oben erwähnt, veranschaulicht Fig. 3 eine Ausführungs
form des Parametergenerators 5, der hier als adressierba
rer Speicher oder als RAM-Speicher dargestellt ist. Bei
der dargestellten Ausführungsform werden die Parameter
koeffizienten P1 bis P9 jeweils in einem entsprechenden
RAM-Speicher 8A bis 8I gespeichert, wobei jeder derartige
RAM-Speicher durch die Steuerdaten VT adressiert wird,
die von dem Steuerdatengenerator 2 erzeugt werden. Wenn
angenommen wird, daß die Steuerdaten VT aus einem 8-Bit-
Wort bestehen, dann wird dieses 8-Bit-Wort als Adresse
verwendet, und jeder der RAM-Speicher 8A bis 8I kann mit
28 = 256 Adressen versehen werden. Es dürfte einzusehen
sein, daß die in jeder adressierbaren Speicherstelle des
RAM-Speicher 8A gespeicherten Daten verschieden sein können
von den Daten, die unter derselben adressierbaren Speicher
stelle des RAM-Speichers 8B gespeichert sind, und so weiter.
So kann beispielsweise hinsichtlich des oben beschriebenen
Beispiels, bei dem das durch den Steuerdatengenerator 2
erzeugte Steuerdatenwort ein hohes Luminanzsignal mit einem
8-Bit-Wert von 250 oder ein niedriges Luminanzsignal mit
einem 8-Bit-Wert von 0 darstellt, der Parameterkoeffizient
0 unter der Adresse 255 der RAM-Speicher 8A bis 8D und
8F bis 8I gespeichert sein, und der Parameterkoeffizient 1
kann unter der Adresse 255 des RAM-Speichers 8E gespeichert
sein. In entsprechender Weise kann der Parameterkoeffizient
1/9 unter der Adresse 0 für jeden der RAM-Speicher 8A bis 8I
gespeichert sein. Falls das Steuerdatenwort VT als gemein
same Adresse für die RAM-Speicher 8A bis 8I benutzt wird,
können somit die folgenden Sätze von Parameterkoeffizienten
ausgelesen werden:
Falls VT = 255 ist, gilt
Falls VT = 0 ist, gilt
Fig. 3 umfaßt einen zusätzlichen adressierbaren RAM-Spei
cher 9. Falls die Bildverarbeitungsanordnung eine Vielzahl
von in Kaskade geschalteten zweidimensionalen Filtern 3
umfaßt, wie dies weiter unten in Verbindung mit den in
Fig. 9, 12 und 14 gezeigten Ausführungsbeispielen bei
spielsweise erläutert wird, deren jedes einen Parameter
generator 5 umfaßt, ist das Steuerdatenwort, welches einer
nächstfolgenden zweidimensionalen Filterstufe zugeführt
wird, in typischer Weise eine modifizierte Version des
Steuerdatenwortes VT, das von dem Steuerdatengenerator 2
erzeugt wird. Das Steuerdatenwort, welches der nächstfol
genden zweidimensionalen Filterstufe zugeführt wird, kann
beispielsweise eine gedämpfte Version des Steuerdatenwor
tes VT sein. Der RAM-Speicher 9 funktioniert in der Weise,
daß die modifizierten Steuerdatenwörter gespeichert werden,
die in Beziehung stehen zu dem Steuerdatenwort VT; die
betreffenden Steuerdatenwörter werden aus dem RAM-Speicher 9
ausgelesen und der nächstfolgenden zweidimensionalen Filter
stufe als modifiziertes Steuerdatenwort VT1 zugeführt.
Es dürfte einzusehen sein, daß in der nächstfolgenden zwei
dimensionalen Filterstufe das Steuerdatenwort VT1 dazu
herangezogen wird, Speicher zu adressieren, um aus diesen
Parameterkoeffizienten in einer Weise analog zu jener aus
zulesen, gemäß der das Steuerdatenwort VT die RAM-Speicher
8A bis 8I adressiert, um aus diesen die Parameterkoeffizien
ten P1 bis P9 auszulesen. Demgemäß wird, wie beschrieben
wird, ein verarbeitetes Pixel, welches durch eine zweidimen
sionale Filterstufe erzeugt worden ist, durch eine kaska
dierte Stufe weiterverarbeitet.
Wie oben erwähnt, veranschaulicht Fig. 4 in einem teilwei
sen Blockdiagramm und in einem teilweisen schematischen
Diagramm eine bevorzugte Ausführungsform des Faltungsfil
ters 7. Das Faltungsfilter besteht aus Pixel-Verzögerungs
oder -Speicherelementen 12A bis 12I, Multiplizierern 13A
bis 13I und Addierern 14A bis 14H. Die Pixel-Speicher
elemente sind als Gruppen von Schieberegistern miteinander
verbunden, wobei jedes Speicherelement imstande ist, ein
Pixelelement während einer Zeitspanne zu speichern, die
gleich der Rate ist, mit der die Pixel von der Videoquel
le 1 (Fig. 1) ausgelesen werden. Bei einer Ausführungsform
können die Pixel-Speicherelemente Pixel-Verzögerungsein
richtungen umfassen. Für einen bald zu beschreibenden Zweck
sind die Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12A bis 12C als
ein Schieberegister verbunden, wobei Pixel-Verzögerungs
einrichtungen 12D bis 12F als weiteres Schieberegister
verbunden sind, während Pixel-Verzögerungseinrichtungen
12G bis 12I als noch weiteres Schieberegister verbunden
sind. Die drei Schieberegister, deren jedes aus drei Pixel-
Verzögerungseinrichtungen besteht, werden dazu verwendet,
eine 3·3-Pixelmatrix für die Multiplizierer 13A bis 13I
bereitzustellen.
Das aus den Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12A bis 12C
bestehende Schieberegister ist so geschaltet, daß es auf
einanderfolgende Pixel VI direkt aufnimmt, die von der
Videoquelle 1 abgegeben werden. Das Schieberegister besteht
aus den Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12D-12F, die mit
einem Zeilenspeicher 10 verbunden sind, dem seinerseits
die aufeinanderfolgenden Pixel zugeführt werden, welche
von der Videoquelle gelesen werden. Der Zeilenspeicher 10
ist imstande, eine Verzögerung gleich einem horizontalen
Zeilenintervall den Pixeln zu erteilen, die von der
Videoquelle 1 abgegeben werden.
In entsprechender Weise ist das aus den Pixel-Verzögerungs
einrichtungen 12G-12I bestehende Schieberegister mit einem
Zeilenspeicher 11 verbunden, der seinerseits mit dem Zeilen
speicher 10 in Kaskade geschaltet ist und der imstande
ist, den Pixeln, die durch den Zeilenspeicher 10 bereits
verzögert worden sind, eine Verzögerung gleich einem hori
zontalen Zeilenintervall zu erteilen. Demgemäß dürfte er
sichtlich sein, daß aufgrund der Zeilenspeicher 10 und 11
ein bestimmtes Pixel in einer horizontalen Zeile, welches
dann von der Videoquelle 1 abgegeben wird, in zeitlicher
Koinzidenz mit dem Pixel in derselben Spalte, jedoch in
der vorangehenden Zeile ist, wie es am Ausgang des Zei
lenspeichers 10 auftritt, welches in zeitlicher Koinzidenz
mit den Pixeln in derselben Spalte ist, das jedoch zwei
vorangehende Zeilen auftritt, wie es am Ausgang des Zeilen
speichers 11 erscheint. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 dürfte
ersichtlich sein, daß dann, wenn das Pixel G32 von der
Videoquelle 1 bereitgestellt wird, das Pixel G22 am Aus
gang des Zeilenspeichers 10 geliefert wird und daß das
Pixel G12 am Ausgang des Zeilenspeichers 11 bereitgestellt
wird.
Der Multiplizierer 13A ist mit der Pixel-Verzögerungsein
richtung 12A und dem Verriegelungselement 6A gekoppelt;
er ist imstande, das am Ausgang der Verzögerungseinrich
tung 12A erzeugte Pixel mit dem in dem Verriegelungsele
ment 6A gespeicherten Parameterkoeffizienten P1 zu multi
plizieren oder zu wichten. In entsprechender Weise ist
der Multiplizierer 13B mit der Pixel-Verzögerungseinrich
tung 12B und dem Verriegelungselement 6B verbunden; er
ist imstande, das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung
12B bereitgestellte Pixel mit dem Parameterkoeffizienten
P2 zu multiplizieren. Aus den dargestellten Verbindungen
der übrigen Multiplizierer dürfte ersichtlich sein, daß
jedes sodann von einer entsprechenden Verzögerungseinrich
tung der Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12A-12I geliefer
te Pixel mit einem entsprechenden Parameterkoeffizienten
P1-P9 multipliziert oder gewichtet ist. Die multiplizierten
oder gewichteten Pixel werden summiert, wie dies durch
aufeinanderfolgende Addierer 14A-14H veranschaulicht ist.
Demgemäß summiert der Addierer 14A die gewichteten Pixel,
welche von den Multiplizierern 13A und 13B geliefert werden;
der Addierer 14B summiert die addierten, gewichteten Pixel,
welche durch den Addierer 14A geliefert werden, mit dem
gewichteten Pixel, welches durch den Multiplizierer 13C
erzeugt wird, und so weiter. Der Addierer 14H erzeugt so
mit das verarbeitete Pixel VP.
Im Betrieb zeigt sich, daß drei aufeinanderfolgende Pixel
in einer Zeile in zeitlicher Koinzidenz durch die Pixel-
Verzögerungseinrichtungen 12A-12C bereitgestellt werden,
daß drei Pixel in der nächsten Zeile in zeitlicher Koinzi
denz durch die Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12D-12F
gebracht sind und daß drei aufeinanderfolgende Pixel in
einer dritten Zeile in zeitlicher Koinzidenz durch die
Pixel-Verzögerungseinrichtungen 12G-12I gebracht sind.
Jedes dieser zeitlich koinzident auftretenden Pixel ist
in einer 3·3-Matrix enthalten und jeweils mit einem
entsprechenden Parameterkoeffizienten P1-P9 multipliziert
oder gewichtet. Die resultierenden gewichteten Pixel werden
durch die Addierer 14A-14H summiert, um das verarbeitete
Pixel VP zu erzeugen.
Es dürfte ersichtlich sein, daß Fig. 4 lediglich als sche
matische Darstellung vorgesehen ist und zum Zwecke der
Vereinfachung gezeigt ist. Die Multiplizierer 13A-13I können
mit unterschiedlichen Kombinationen von Pixel-Verzögerungs
einrichtungen und Verriegelungselementen verbunden sein,
um arithmetische Berechnungen gewichteter Pixel vorzuneh
men, und zwar zum Zwecke der Erzeugung des erwünschten
verarbeiteten Pixels, wie dies oben erläutert worden ist.
Die grundsätzliche Ausführungsform der in Fig. 1 darge
stellten Videobildverarbeitungsanordnung kann modifiziert
werden, um Spezialeffekte, eine örtliche Bildverarbeitung,
Videoverstärkungen oder dergleichen zu erzielen. Nunmehr
werden veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben
werden, um verschiedene Anwendungen unter Heranziehung
der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Zunächst sei auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine An
wendung der vorliegenden Erfindung als Bildmischer oder
Schalter veranschaulicht ist. Die Videoquelle 1 gemäß Fig. 1
ist in Fig. 5 in Form von drei gesonderten Videoquellen 1A,
1B und 1C dargestellt, deren jede imstande ist, Eingangs-
Videosignale VA, VB und VC bereitzustellen, welche drei
unterschiedliche Eingangs-Videobilder des Typs darstellen,
der schematisch in Fig. 5 gezeigt ist. Es dürfte einzusehen
sein, daß die Eingangs-Videosignale VA, VB und VC aus auf
einanderfolgenden Pixeln ähnlich den aufeinanderfolgenden
Pixeln VI bestehen, die von der Videoquelle 1 gemäß Fig. 1
erzeugt werden.
Der Steuerdatengenerator 2 kann eine Speichereinrichtung,
wie einen Bildspeicher ähnlich jenem, wie er in Verbindung
mit Fig. 1 erläutert worden ist, umfassen, welcher imstande
ist, Steuerdatenwörter zu speichern, die unterschiedliche
bestimmte Muster 15A, 15B und 15C kennzeichnen, welche
in der in Fig. 5 gezeigten Konfiguration angeordnet sind.
Falls der Steuerdatengenerator, wie zuvor, einen Bild
speicher umfaßt, werden die in jeder Speicherstelle ge
speicherten Steuerdatenwörter in Synchronismus mit den
aufeinanderfolgenden Pixeln ausgelesen, die von den Video
quellen 1A bis 1C abgegeben werden. Wenn beispielsweise
das Pixel G11 (siehe Fig. 2) von den Videoquellen 1A, 1B
und 1C bereitgestellt wird, wird das Steuerdatenwort,
welches an einer Speicherstelle in dem Steuerdaten-Bild
speicher entsprechend dem Pixel G11 gespeichert ist, als
Steuerdatenwort VT abgegeben. In entsprechender Weise wird
dann, wenn die Videoquellen 1A, 1B und 1C das Pixel G12
abgeben, das Steuerdatenwort ausgelesen, welches in der
Pixel-Speicherstelle des Steuerdaten-Bildspeichers ent
sprechend dem Pixel G12 gespeichert ist. Demgemäß wird
ein Steuerdatenwort in Zuordnung zu einer bestimmten Pixel
stelle an den Parametergenerator 5 abgegeben, wenn das
Bildpixel an der betreffenden Stelle dem Faltungsfilter 7
durch die Videoquellen 1A, 1B und 1C zugeführt wird.
Der Parametergenerator 5 ist imstande, drei Sätze von Para
meterkoeffizienten zu erzeugen, die als Sätze 16A, 16B
und 16C dargestellt sind. In Abhängigkeit vom Wert des
Steuerdatenwortes, welches durch den Steuerdatengenera
tor 2 erzeugt wird, wird ein entsprechender Satz dieser
drei Sätze von Parameterkoeffizienten erzeugt. Wenn bei
spielsweise das Steuerdatenwort kennzeichnend ist für eine
Pixelstelle, die in dem Muster 15A enthalten ist, wird
der Satz 16A der Parameterkoeffizienten durch den Para
metergenerator 5 erzeugt. Falls das Steuerdatenwort eine
Pixelstelle innerhalb des Musters 15B kennzeichnet, er
zeugt der Parametergenerator den Satz 16B der Parameter
koeffizienten. Wenn schließlich das Steuerdatenwort eine
Pixelstelle innerhalb des Musters 15C kennzeichnet, wird
der Satz 16C der Parameterkoeffizienten erzeugt. Es zeigt
sich somit, daß lediglich ein Satz von Parameterkoeffizien
ten für jede Pixelstelle erzeugt wird, zu der dann zuge
griffen wird. Gemäß einem Beispiel kann das Steuerdaten
wort, welches an den Pixelstellen gespeichert ist, die
in dem Muster 15A enthalten sind, einen Wert 0 haben,
während das Steuerdatenwort, das in den Pixelstellen inner
halb des Musters 15B gespeichert ist, einen Wert von 128
haben kann. Demgegenüber kann das Steuerdatenwort, welches
an den Pixelstellen innerhalb des Musters 15C gespeichert
ist, einen Wert von 250 haben. Sodann wird ein Satz 16A
von Parameterkoeffizienten auf ein Steuerdatenwort mit
dem Wert 0 hin erzeugt, während der Satz 16B der Para
meterkoeffizienten auf ein Steuerdatenwort mit dem Wert 128
hin erzeugt wird; der Satz 16C der Parameterkoeffi
zienten wird auf ein Steuerdatenwort mit dem Wert 255 hin
erzeugt.
Das in Fig. 5 dargestellte Faltungsfilter unterscheidet
sich etwas von dem oben in Verbindung mit Fig. 1 erläuter
ten Faltungsfilter, weshalb das betreffende Filter als
Faltungsfilter 7A bezeichnet wird. Wenn hierbei eine be
stimmte Zeile aus aufeinanderfolgenden Pixeln von den
Videoquellen 1A, 1B und 1C geliefert wird, sind die Pixel
in aufeinanderfolgenden Zeilen einer Reihe bzw. Matrix
angeordnet, wobei die erste Zeile der Reihe aus aufeinan
derfolgenden Pixeln VA gebildet ist, die durch die Video
quelle 1A erzeugt werden, während die nächste Zeile der
Pixel in der betreffenden Matrix aus aufeinanderfolgenden
Pixeln VB gebildet ist, die durch die Videoquelle 1B er
zeugt werden. Eine dritte Zeile aus Pixeln in der betref
fenden Matrix ist aus aufeinanderfolgenden Pixeln VC ge
bildet, die durch die Videoquelle 1C erzeugt werden. Es
sei beispielsweise angenommen, daß aufeinanderfolgende
Pixel einer horizontalen Zeile 1 durch jede der Video
quellen 1A-1C bereitgestellt werden. Die resultierende
Matrix bzw. Reihe der Pixel, die dem Faltungsfilter 7A
zugeführt werden, erscheint als folgendes Gemisch:
Eine zusammengesetzte 3·3-Matrix aus Pixeln, die aus
der vorstehenden Matrix abgeleitet ist, wird in dem
Faltungsfilter 7A mittels eines entsprechenden Satzes 16A
oder 16B oder 16C von Parameterkoeffizienten gewichtet,
und zwar in Abhängigkeit davon, ob das der Betrachtung
unterzogene Pixel an einer Stelle innerhalb des Musters
15A oder des Musters 15B oder des Musters 15C angeordnet
ist, welches durch den Steuerdatengenerator 2 erzeugt wird.
Es dürfte einzusehen sein, daß das Faltungsfilter 7A in
derselben Weise funktioniert wie das Faltungsfilter 7,
um ein verarbeitetes Pixel VB zu erzeugen. Aufeinander
folgende verarbeitete Pixel, die im Ausgangs-Speicher 4
gespeichert sind, erzeugen somit ein verarbeitetes Bild,
welches als ein Gemisch aus Bildern erscheint, die durch
die Videoquellen 1A, 1B und 1C geliefert werden, wobei
die Mischung in Übereinstimmung mit den Mustern gegeben
ist, die durch den Steuerdatengenerator 2 erzeugt sind.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel ist ersichtlich,
daß aufgrund der Sätze der Parameterkoeffizienten, die
durch den Parametergenerator 5 erzeugt werden, das durch
die Videoquelle 1A bereitgestellte Bild direkt produziert
wird, wenn Pixel, die an den Pixelstellen angeordnet sind,
welche in dem Muster 15A enthalten sind, verarbeitet werden.
Das durch die Videoquelle 1B bereitgestellte Bild wird
direkt produziert, wenn Pixel, die an Pixelstellen ange
ordnet sind, welche innerhalb des Musters 15B liegen, ver
arbeitet werden. Das durch die Videoquelle 1C bereitge
stellte Bild wird schließlich direkt produziert, wenn Pixel
verarbeitet werden, die an jenen Pixelstellen innerhalb
des Musters 15C angeordnet sind. Das zusammengesetzte ge
mischte Bild, welches in dem Ausgangs-Speicher 4 gemäß
Fig. 5 gespeichert ist, veranschaulicht diese Bild-Misch-
oder Schaltoperation. Es ist zu erkennen, daß andere Misch-
oder Schaltanordnungen einfach dadurch implementiert werden
können, daß die Steuerdatenwörter ausgetauscht werden,
die durch den Steuerdatengenerator 2 erzeugt werden,
und/oder daß die Sätze der Parameterkoeffizienten geändert,
erhöht oder vermindert werden, die durch den Parametergene
rator 5 erzeugt werden, und zwar auf ein Steuerdatenwort
hin, welches dort von dem Steuerdatengenerator zugeführt
wird.
Eine weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung ist in
Fig. 6 veranschaulicht, in der eine Ausführungsform gezeigt
ist, die zur Erzeugung eines Spotlight- bzw. Spotlicht-
Effekts in einem Videobild herangezogen wird. Hierbei be
steht die Videoquelle aus einer Videokamera 18, die imstande
ist, eine Szene 17 aufzunehmen oder abzubilden. Der Steuer
datengenerator besteht aus einer weiteren Videokamera 21,
die imstande ist, eine steuerbare Szene aufzunehmen oder
abzubilden, die beispielsweise aus einer dunklen Platte
bzw. Scheibe 20 besteht, der ein heller Hintergrund 19
überlagert ist, wobei die Beziehung oder Position der Plat
te zum Hintergrund durch den Anwender einstellbar ist. Die
Kamera 18 (die durch eine zusätzliche, nicht dargestellte
Schaltung erweitert sein kann) wird somit dazu benutzt,
aufeinanderfolgende Pixel VI des Videobildes 17 zu erzeugen.
Die Kamera 21 ist imstande, aufeinanderfolgende Steuer
datenwörter VT zu erzeugen, die von der dadurch abgebildeten
Szene gewonnen werden, nämlich der Überlagerung der dunklen
Scheibe 20 auf den hellen Hintergrund 19.
Ein zweidimensionales Filter 3 ähnlich dem zweidimensiona
len Filter 3 gemäß Fig. 1 wird dazu benutzt, die aufeinan
derfolgenden Pixel VI des Videobildes 17 mit Parameter
koeffizienten zu falten, die auf die Steuerdatenwörter VT
hin erzeugt werden, welche aus der durch die Kamera 21
abgebildeten Szene gewonnen sind. Bei der hier beschrie
benen Ausführungsform wird der Satz 22A der Parameterkoef
fizienten dann erzeugt, wenn das Steuerdatenwort VT aus
der Abbildung der dunklen Scheibe 20 abgeleitet wird. Der
Satz 22B der Parameterkoeffizienten wird auf die Abbildung
des hellen Hintergrundes 19 hin erzeugt. Diese Sätze der
Parameterkoeffizienten 22A und 22B liefern vorzugsweise
die in Fig. 6 gezeigten Werte.
Im Betrieb wird dann, wenn ein Pixel der Szene 17, die
an einer in der dunklen Scheibe 20 enthaltenen Pixel
stelle angeordnet ist, erzeugt wird, der Satz 22A der Para
meterkoeffizienten erzeugt, was dazu führt, daß die Pixel
der Szene 17 direkt zum Ausgangs-Speicher 4 gelangen. Wenn
jedoch ein Pixel der Szene 17, die an einer Pixelstelle
entsprechend dem hellen Hintergrund 19 angeordnet ist,
erzeugt wird, dient der Satz 22B der Parameterkoeffizien
ten dazu, das Pixel zu bedämpfen, beispielsweise um den
Faktor 0,5, wobei dieses bedämpfte Pixel in dem Ausgangs-
Speicher 4 gespeichert wird. Als Ergebnis zeigen die in
dem Ausgangs-Speicher 4 gespeicherten Pixel bedämpfte Werte
an jenen Stellen auf, die dem hellen Hintergrund 19 ent
sprechen, während unbedämpfte Werte entsprechend jenen
Stellen vorhanden sind, die in der Scheibe 20 angeordnet
sind. Demgemäß ist die von der Kamera 18 aufgenommene Szene
mit einem Spotlight-Effekt in einem Bereich ausgestattet,
der durch die Scheibe 20 definiert ist und dessen Lage
relativ zu dem hellen Hintergrund 19 gegeben ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die imstande ist, eine Kontur eines Eingangs-Videobildes
zu verstärken, ist in Fig. 7 veranschaulicht. Hier umfaßt
der Steuerdatengenerator einen Kanten-Detektor 24, der
mit der Videoquelle 1 verbunden ist und der imstande ist,
eine Grenzlinie oder Kante eines Objekts im Bild zu er
mitteln, welches von der Videoquelle geliefert wird, um
dafür kennzeichnende Steuerdaten VT zu erzeugen. Bei der
bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Kanten-Detektor 24
ein Faltungsfilter, dessen Arbeitsweise unten beschrieben
wird. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß andere Einrich
tungen verwendet werden können, um den Kanten-Detektor zu
realisieren, der für eine ermittelte Grenzlinie kennzeich
nende Steuerdaten erzeugt.
Ein zweidimensionales Filter 3 ist mit dem Kanten-Detek
tor 24 verbunden, um von diesem Steuerdaten VT aufzunehmen.
Das zweidimensionale Filter ist ferner mit der Videoquelle 1
über eine Verzögerungsschaltung 23 verbunden, die so ange
paßt ist, daß eine "Anpassung" an die dem Kanten-Detektor
innewohnende Verzögerung erfolgt. Demgemäß werden die Ein
gangs-Videodaten VI, nämlich die von der Videoquelle ge
lieferten aufeinanderfolgenden Pixel, einer solchen Verzö
gerung ausgesetzt, daß die verzögerten Videodaten VJ dem
zweidimensionalen Filter in zeitlicher Koinzidenz mit den
Steuerdaten VT zugeführt werden. Es zeigt sich somit dann,
daß ein Pixel VI dem zweidimensionalen Filter zum selben
Zeitpunkt wie ein Steuerdatenwort VT zugeführt wird, welches
von dem betreffenden Pixel gewonnen wird, wobei das Steuer
datenwort kennzeichnend ist dafür, ob das betreffende Pixel
bei oder nahe einer Grenzlinie des Eingangs-Videobildes
liegt.
Bei der in Fig. 7 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
ist der in dem zweidimensionalen Filter 3 enthaltene Para
metergenerator imstande, erste oder zweite Sätze von Para
meterkoeffizienten zu erzeugen, die als Sätze 26A bzw. 26B
gekennzeichnet sind, und zwar in Abhängigkeit vom Wert
des Steuerdatenwortes VT, welches durch den Kanten-Detek
tor 24 erzeugt wird. Das (nicht dargestellte) Faltungs
filter, welches in dem zweidimensionalen Filter enthalten
ist, faltet ein betrachtetes Pixel, das von der Videoquelle
1 geliefert wird, sowie umgebende Pixel mit entsprechenden
Parameterkoeffizienten, die in dem Satz 26A oder 26B ent
halten sind, um ein verarbeitetes Pixel VB zu erzeugen.
Es zeigt sich, daß der Ausgangs-Speicher 4 mit dem zwei
dimensionalen Filter gekoppelt ist und die dadurch verar
beiteten Pixel VB speichert. Infolgedessen wird ein hin
sichtlich der Grenzlinie verstärktes Bild in dem Ausgangs-
Speicher gespeichert und für die Anzeige, Übertragung,
Aufzeichnung oder weitere Verarbeitung verfügbar gemacht.
Nunmehr wird die Art und Weise, in der die in Fig. 7 dar
gestellte Ausführungsform arbeitet, um eine Kontur in einem
Eingangs-Videobild zu verstärken, beschrieben werden. Es
sei angenommen, daß das Eingangs-Videobild eine einem
Hintergrund überlagerte Scheibe ist, wie dies in Fig. 7
veranschaulicht ist, oder, was weit instruktiver ist, die
Kante eines Objekts, wie eine vertikale Kante, enthält.
Die individuellen Pixel, welche dieses Bild ausmachen,
werden sukzessiv dem Kanten-Detektor 24 zugeführt und
mittels der Verzögerungsschaltung 23 dem zweidimensiona
len Filter 3 zugeleitet. Bei der gerade beschriebenen Aus
führungsform umfaßt der Kanten-Detektor ein Faltungsfilter
mit einer 3·3-Parameter-Koeffizientenmatrix 25, welche
die individuellen Parameterkoeffizienten enthält, die hier
dargestellt sind. Die Parameterkoeffizienten, welche diese
Matrix ausmachen, werden dazu herangezogen, einen betrach
teten Pixel zuzüglich der umgebenden Pixel zu wichten.
Die gewichteten Pixel werden summiert. Es dürfte einzusehen
sein, daß die Pixel, welche durch die Parameterkoeffizien
tenmatrix 25 gewichtet werden, in einer 3· 3-Matrix ange
ordnet sind, deren Mitten-Pixel das betrachtete Pixel ist.
Aus der dargestellten Parameterkoeffizientenmatrix dürfte
ersichtlich sein, daß das Mitten-Pixel oder das der Be
trachtung unterzogene Pixel durch den Parameterkoeffizien
ten 8 gewichtet wird und daß jedes der umgebenden Pixel
durch den Parameterkoeffizienten -1 gewichtet wird.
Zur Erzielung eines leichten Verständnisses sei angenommen,
daß eine vertikale Kante oder Grenzlinie im Eingangs-Video
bild enthalten ist. Fig. 8A veranschaulicht eine Anzahl
von Pixeln in bezug auf diese vertikale Kante bzw. Grenz
linie 27. Der Einfachheit halber ist Pixeln links der Grenz
linie 27 der Wert 0 zugeordnet, und Pixeln rechts der Grenz
linie 27 ist der Wert 1 zugeordnet. Es dürfte selbstver
ständlich einzusehen sein, daß andere Pixelwerte verwendet
werden können und daß die vertikale Grenzlinie durch eine
nennenswerte Werteänderung von einem Pixel zum nächst be
nachbarten Pixel dargestellt ist. Gleichwohl ist zum Zwecke
der Vereinfachung und für ein leichtes Verständnis die
Grenz- bzw. Übergangslinie 27 in Fig. 8 als eine Demarka
tion zwischen Pixeln mit dem Wert 0 und Pixeln mit dem
Wert 1 dargestellt. Ein Teil der Pixel, die in dem in
Fig. 8A dargestellten Bereich enthalten sind, sei als Pixel
A, B, C, . . . K, L, wie dargestellt, gekennzeichnet. Wenn
bezüglich des Pixels A angenommen wird, daß es das zu be
trachtende Pixel ist, dann werden dieses Pixel und dessen
umgebende Pixel in dem Kanten-Detektor 24 durch die Para
meterkoeffizientenmatrix 25 einer Faltung unterzogen, was
zu einem verarbeiteten Pixel A′ mit dem Wert 0 führt. Falls
das Pixel B in Fig. 8A als nächster zu berücksichtigende
Pixel als angenommen wird, verarbeitet das in dem Kanten-
Detektor 24 enthaltene Faltungsfilter dieses Pixel mit
der Parameter-Koeffizientenmatrix 25, um das verarbeitete
Pixel B′ mit dem Wert -3 zu erzeugen. Falls das Pixel C
anschließend das zu berücksichtigende Pixel ist, weist
das durch den Kanten-Detektor 24 erzeugte verarbeitete
Pixel C′ den Wert 3 auf. Falls schließlich das Pixel D
als das zu berücksichtigende Pixel angenommen wird, wird
es durch den Kanten-Detektor 24 verarbeitet, was zu dem
verarbeiteten Pixel D′ mit dem Wert 0 führt. Es dürfte
ersichtlich sein, daß die weitere Verarbeitung der Pixel E,
F, G, . . . K, L zu verarbeiteten Pixeln E′, F′, G′, . . .
K′, L′ mit den in Fig. 8B dargestellten Werten führt.
Somit erzeugt der Kanten-Detektor 24 Steuerdaten VT mit
den in Fig. 8B dargestellten Werten in der Nähe der oder
bei der Grenzlinie 27. Im besonderen veranschaulicht Fig. 8B
eine Zone 28, in der der Steuerdatenwert sich von -3 zu +3
ändert, wenn die Grenzlinie 27 vorhanden ist. Außerhalb
der Zone 28 weisen die Steuerdaten VT den Wert 0 auf, was
anzeigt, daß ein in dem Eingangs-Videobild enthaltenes
Pixel von der Grenzlinie 27 entfernt ist. Wenn die Steuer
daten VT jedoch den Wert -3 aufweisen, befindet sich das
der Betrachtung unterzogene Pixel an der Grenzlinie und
liegt auf dessen einer Seite, wie auf der linken Seite.
Wenn die Steuerdaten den Wert 3 aufweisen, liegt das der
Betrachtung unterzogene Pixel auf der anderen Seite der
Grenzlinie 27, wie auf der rechten Seite der Grenzlinie.
Demgemäß wird die Nähe des der Betrachtung unterzogenen
Pixels zu einer Grenzlinie durch die Steuerdaten VT dar
gestellt, wie dies in Fig. 8B veranschaulicht ist, und
der Wert der Steuerdaten ist ferner kennzeichnend für die
entsprechende Seite der Grenzlinie, auf der das Pixel an
geordnet ist bzw. liegt.
Wie oben erwähnt, ist das zweidimensionale Filter 3 im
stande, den Satz 26A oder den Satz 26B der Parameterko
effizienten auf die zugeführten Steuerdaten VT hin aus
zuwählen. Im besonderen wird der Satz 26A dann ausgewählt,
wenn der Absolutwert der Steuerdaten VT kleiner ist als 1
(|VT|<1); der Satz 26B wird indessen dann ausgewählt, wenn
der Absolutwert der Steuerdaten VT gleich oder größer als
1 ist (|VT|<1). Zur Verstärkung der Grenzlinie entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform sind die Sätze 26A und 26B
der Parameterkoeffizienten so, wie dies in Fig. 7 veran
schaulicht ist.
Es dürfte einzusehen sein, daß die Parameterkoeffizienten
des Satzes 26A als sogenannte Durchsatzmatrix arbeiten,
bei der lediglich das der Betrachtung unterzogene Pixel
des Eingangs-Videobildes durchgelassen und somit als ver
arbeitetes Pixel VP abgegeben wird. Wenn demgemäß der Ab
solutwert der Steuerdaten VT kleiner ist als 1, was be
deutet, daß das Pixel des Eingangs-Videobildes von der
Grenzlinie 27 entfernt ist, wie dies in Fig. 8A und 8B
veranschaulicht ist, wird das der Betrachtung unterzogene
Pixel einfach durch das zweidimensionale Filter 3 durchge
lassen, wie es ist. Fig. 8C veranschaulicht den Fall, daß
dann, wenn der Absolutwert der Steuerdaten kleiner ist
als 1, das heißt, daß VT=0 ist, das der Betrachtung unter
zogene Pixel so, wie es ist, durchgelassen und keiner wei
teren Verarbeitung unterzogen wird. Demgemäß werden die
Pixel A, D, E, H, I und L gemäß Fig. 8A so, wie sie sind,
durchgelassen und im Ausgangsspeicher 4 als verarbeitete
Pixel A′, D′, E′, H′, I′ und L′ gespeichert.
Wenn der Absolutwert der Steuerdaten VT gleich oder größer
als 1 ist, das heißt dann, wenn VT=-3 oder VT=3 gegeben
ist, wie dies in Fig. 8B veranschaulicht ist, dann werden
nunmehr die Parameterkoeffizienten des Satzes 26B ausge
wählt. Ein Vergleich der Fig. 8A und 8B veranschaulicht,
daß dann, wenn das der Betrachtung unterzogene Pixel ge
geben ist durch das Pixel B, C, F, G, J oder K, die Para
meterkoeffizientenmatrix 26B ausgewählt und dazu herange
zogen wird, das der Betrachtung unterzogene Pixel zuzüglich
seiner umgebenden Pixel zu falten. Es dürfte ersichtlich
sein, daß dann, wenn das Pixel B das der Betrachtung unter
zogene Pixel ist, dieses Pixel verarbeitet wird, um ein
verarbeitetes Pixel B′′ mit dem Wert -0,3 zu erzeugen. In
entsprechender Weise werden die Pixel F und J durch das
in dem zweidimensionalen Filter 3 enthaltene Faltungsfil
ter verarbeitet, um verarbeitete Pixel F′′ und J′′ zu er
zeugen, deren jedes den Wert -0,3 aufweist.
Wenn das Pixel C das der Betrachtung unterzogene Pixel
ist und wenn dieses Pixel und dessen umgebende Pixel durch
die Parameterkoeffizienten des Satzes 26B gewichtet werden,
dann führt dies im Ergebnis zu dem verarbeiteten Pixel C′′
mit dem Wert 1,3. Wenn das Pixel C das der Betrachtung
unterzogene Pixel ist und wenn dieses Pixel und dessen
umgebende Pixel durch die Parameterkoeffizienten des Satzes
26B gewichtet werden, dann führt dies in entsprechender
Weise zur Erzeugung des verarbeiteten Pixels G′′ mit dem
Wert 1,3. Schließlich verarbeitet das in dem zweidimen
sionalen Filter 3 enthaltene Faltungsfilter das Pixel K,
um das verarbeitete Pixel K′′ mit dem Wert 1,3 zu erzeugen.
Fig. 8C veranschaulicht die Verarbeitung der in Fig. 8A
gezeigten Pixel, wobei die Verarbeitung entweder durch
die Parameterkoeffizientenmatrix 26A oder durch die Para
meterkoeffizientenmatrix 26B erfolgt, was abhängt vom Wert
der Steuerdaten VT. Dies führt zu der Matrix der verarbei
teten Pixel, wie dies in Fig. 8C veranschaulicht ist. Es
dürfte ersichtlich sein, daß jene Pixel, die der Zone 29
angeordnet sind, einer nennenswerten Veränderung im Wert
an der dazwischen festgelegten Grenzlinie unterzogen werden.
Jene Pixel, die von der Grenzlinie weiter entfernt sind,
weisen Werte auf, die weitgehend dieselben sind, wie sie
die Eingangspixel aufweisen, die in Fig. 8A gezeigt sind.
Aufgrund der Änderung im Wert der Pixel an der Grenzlinie
27, das heißt aufgrund der Änderung im Wert der innerhalb
der Zone 29 enthaltenen verarbeiteten Pixel wird demgemäß
die Grenzlinie oder Kontur, die in dem Eingangs-Videobild
enthalten ist, verstärkt. Da lediglich die Kante oder Grenz
linie verstärkt bzw. hervorgehoben wird, während jene Pixel,
die von der betreffenden Grenzlinie entfernt sind, weit
gehend intakt bleiben, ist die vorliegende Erfindung wirk
sam, um jene Bildbereiche, die relativ gleichmäßig sind,
davon auszunehmen, als grobe bzw. rauhe Bereiche zu er
scheinen.
Nunmehr sei auf Fig. 9 Bezug genommen, in der eine noch
weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veran
schaulicht ist, die geeignet ist für den Einsatz als Be
wegungsunschärfefilter. Bei dieser Ausführungsform wird
die Bewegung in einem Eingangs-Videobild derart hervorge
hoben, daß als Spezialeffekt eine derartige Bewegung un
scharf erscheint. Je schneller die Bewegung eines Objekts
in einer Szene ist, umso stärker wird der Unschärfeeffekt
sein.
Hierbei umfaßt der Steuerdatengenerator einen Bewegungs
vektordetektor 33, und das zweidimensionale Filter besteht
aus kaskadierten Filterstufen 31a, 31b, . . . 31m. Der Bewe
gungsvektor-Detektor 33 ist imstande, die Bewegung inner
halb einer Szene des Eingangs-Videobildes zu ermitteln,
welches von der Videoquelle 1 geliefert wird. Wie darge
stellt, ist der Bewegungsvektor-Detektor direkt mit der
Videoquelle verbunden, um Bilddaten VI aufzunehmen. Ferner
ist er mit der Videoquelle über eine Bildverzögerungsein
richtung 32 verbunden, um für ein vorhergehendes Bild kenn
zeichnende Daten aufzunehmen. Bewegungsvektor-Detektoren
sind auf dem vorliegenden Gebiet bekannt; bei einer Aus
führungsform wird eine Änderung im Pixelwert einer bestimm
ten Pixelstelle von einem Bild zum nächsten Bild ermittelt,
und diese Änderung wird als Bewegungsvektor <MV< angezeigt.
Dieser Bewegungsvektor <MV< kennzeichnet somit eine Änderung
im Ziel-Pixel von einem vorhergehenden Bild zum gerade
vorliegenden Bild. Als Alternative kann anstatt des
Vergleichs eines Ziel-Pixels von einem Bild mit dem nächsten
Bild der Bewegungsvektordetektor 33 von der Art sein, daß
er eine Änderung in einem Pixelblock von einem Bild zum
nächstfolgenden Bild ermittelt. Die durch den Bewegungs
vektor-Detektor erzeugten Bewegungsvektoren werden weiter
unten unter Bezugnahme auf die Fig. 10A bis 10E beschrie
ben werden.
Das zweidimensionale Filter 31a, welches in typischer Weise
aus den in Fig. 9 dargestellten in Kaskade geschalteten
zweidimensionalen Filter aufgebaut ist, ist mit dem Be
wegungsvektordetektor 33 verbunden, um den dadurch erzeug
ten Bewegungsvektor <MV< aufzunehmen. Das zweidimensionale
Filter ist ferner mit der Videoquelle 1 über eine Bildver
zögerungseinrichtung 30 verbunden, so daß für das vorher
gehende Bild kennzeichnende Videodaten VIl aufgenommen
werden. Demgemäß werden dem zweidimensionalen Filter der
für die Bewegung von einem vorhergehenden Bild zum vor
liegenden Bild kennzeichnende Bewegungsvektor und die
Videodaten, vorzugsweise in Form aufeinanderfolgender Bild
pixel zugeführt, die kennzeichnend sind für das Abbild
des vorhergehenden Bildes. Wie dargestellt, umfaßt das
zweidimensionale Filter einen Parametergenerator 34, eine
Verriegelungs- bzw. Zwischenspeicherschaltung 35 und ein
Faltungsfilter 36. Diese Elemente führen dieselben Funk
tionen aus wie der zuvor beschriebene Parametergenerator 5,
die Verriegelungsschaltung 6 und das Faltungsfilter 7.
Es dürfte somit ersichtlich sein, daß der Parametergene
rator in der Weise arbeitet, daß ein Satz von Parameter
koeffizienten als Funktion des Bewegungsvektors (MV) gelie
fert wird, die für diesen Anwendungsfall als Steuerdaten
wirken.
Das zweidimensionale Filter 31a umfaßt ferner eine
Dämpfungseinrichtung 37, die so geschaltet ist, daß sie
den durch den Bewegungsvektordetektor 33 erzeugten Bewe
gungsvektor (MV) aufnimmt und diesen Bewegungsvektor derart
bedämpft, daß der nächstfolgenden zweidimensionalen Filter
stufe 31b ein bedämpfter Bewegungsvektor zugeführt wird.
Die Dämpfungseinrichtung 37 kann ähnlich dem adressierba
ren RAM-Speicher 9 sein, wie dies Fig. 3 zeigt.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind m zweidimen
sionale Filterstufen 31a-31m für den Zweck der Akzentuierung
des Unschärfeeffekts vorgesehen, der durch die Bildverar
beitungsanordnung hervorgerufen wird. Es dürfte aus der
folgenden Erläuterung ersichtlich werden, daß die Größe
dieses Unschärfeeffekts eine Funktion der Anzahl der in
Kaskade geschalteten zweidimensionalen Filterstufen ist,
die verwendet werden.
Im Betrieb ist der Bewegungsvektordetektor 33 imstande,
einen Bewegungsvektor (MV1) zu erzeugen, der von der Art
sein kann, wie dies in Fig. 10A bis 10E veranschaulicht
ist. Falls keine Bewegung eines Ziel-Pixels von einem Bild
zum nächsten ermittelt wird, weist der Bewegungsvektor (MV1)
den Wert 0 auf, wie dies in Fig. 10A veranschaulicht ist.
Falls indessen der Wert eines Ziel-Pixels so geändert wird,
daß das Ziel-Pixel in einem Bild im nächstfolgenden Bild
im ersten oder dritten Quadranten angezeigt wird, dann
erzeugt der Bewegungsvektordetektor 33 den Bewegungsvek
tor V1 oder V2, wie dies Fig. 10B veranschaulicht. Falls
diese Verschiebung des Ziel-Pixels im zweiten oder vierten
Quadranten liegt, erzeugt der Bewegungsvektordetektor den
Bewegungsvektor V3 oder V4, wie dies Fig. 10C zeigt. Falls
das Ziel-Pixel lediglich als in der horizontalen Richtung
anzuzeigendes Pixel erscheint, wie durch ein Pixel nach
rechts oder durch ein Pixel nach links, erzeugt der Bewe
gungsvektordetektor den Bewegungsvektor V5 oder V6, wie
dies in Fig. 10D veranschaulicht ist. Falls diese Ver
schiebung des Ziel-Pixels im wesentlichen lediglich in
der vertikalen Richtung erfolgt, liefert der Vektordetek
tor 33 den Bewegungsvektor V7 oder V8, wie dies in Fig. 10E
veranschaulicht ist.
Der Parametergenerator 34 spricht auf einen Bewegungsvek
tor 0, wie in Fig. 10A, oder auf einen Bewegungsvektor
V1-V8, wie in Fig. 10B bis 10E, an, um einen entsprechen
den Satz von Parameterkoeffizienten zu erzeugen. Falls
beispielsweise der Parametergenerator einen oder mehrere
RAM-Speicher umfaßt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, werden
die Sätze der Parameterkoeffizienten, wie in Fig. 11A-11E
gezeigt, aus diesen RAM-Speichern ausgelesen, falls der
durch den Bewegungsvektordetektor 33 erzeugte Bewegungs
vektor so ist, wie dies in Fig. 10A-10E veranschaulicht
ist. Somit wird der Satz der Parameterkoeffizienten, wie
in Fig. 11A gezeigt, bereitgestellt, wenn der Bewegungs
vektor 0 ist. Der Satz der Parameterkoeffizienten gemäß
Fig. 11B wird indessen dann bereitgestellt, wenn der Be
wegungsvektor V1 oder V2 ist. Der Satz der Parameterkoef
fizienten gemäß Fig. 11C wird indessen bereitgestellt,
wenn der Bewegungsvektor V3 oder V4 ist. Der Satz der
Parameterkoeffizienten gemäß Fig. 11D wird indessen be
reitgestellt, wenn der Bewegungsvektor V5 oder V6 ist.
Schließlich wird der Satz der Parameterkoeffizienten, wie
in Fig. 11E gezeigt, bereitgestellt, wenn der Bewegungs
vektor gegeben ist mit V7 oder V8.
Das Faltungsfilter 36 faltet das der Betrachtung unter
zogene Pixel VIl zuzüglich dessen umgebende Pixel, wobei
alle Pixel durch die Bildverzögerungseinrichtung 30 zuge
führt werden. Die Faltung erfolgt mit dem besonderen Satz
der Parameterkoeffizienten, die durch den Parametergene
rator 34 erzeugt sind. Es dürfte einzusehen sein, daß dann,
wenn keinerlei Bewegung ermittelt wird, wie dies durch
den in Fig. 10A dargestellten Bewegungsvektor veranschau
licht ist, das der Betrachtung unterzogene Pixel einfach
durch das Faltungsfilter weitgehend unverändert hindurch
gelassen wird. Wenn indessen eine Bewegung in den ersten
oder dritten Quadranten ermittelt wird, wie dies Fig. 10B
veranschaulicht, liefert das Faltungsfilter 36 ein ver
arbeitetes Pixel durch Summierung der gewichteten Pixel
in einer Diagonallinie parallel zur Richtung des Be
wegungsvektors. Falls die Bewegung in den zweiten oder
vierten Quadranten ermittelt wird, wie dies durch den in
Fig. 10C gezeigten Bewegungsvektor veranschaulicht ist,
summiert in entsprechender Weise das Faltungsfilter 36
die gewichteten Pixel, die in einer Richtung parallel zu
dieser Bewegung ausgerichtet sind.
Aus Fig. 10D und 11D geht hervor, daß dann, wenn eine
horizontale Bewegung ermittelt wird, das Faltungsfilter
ein verarbeitetes Pixel dadurch erzeugt, daß die horizontal
ausgerichteten gewichteten Pixel summiert werden. Schließ
lich geht aus Fig. 10E und 11E hervor, daß dann, wenn eine
vertikale Bewegung ermittelt ist, das Faltungsfilter die
gewichteten Pixel summiert, die in vertikaler Richtung
ausgerichtet sind. Aus Fig. 11B-11E ist ersichtlich, daß
die Wichtungskoeffizienten den Wert 1/3 haben.
Während der Satz der Parameterkoeffizienten als ein Satz
von neun Koeffizienten für die Wichtung einer 3·3-Ma
trixreihe veranschaulicht ist, dürfte einzusehen sein,
daß eine größere Anzahl von Parameterkoeffizienten ver
wendet werden kann, um eine Reihe bzw. Matrix aus n·n
Pixeln zu wichten, wie dies oben beschrieben worden ist.
Es dürfte ersichtlich sein, daß das Faltungsfilter 36 ein
verarbeitetes Pixel VI2 dadurch liefert, daß jene Pixel VI1
gemittelt werden, die von der Bildverzögerungseinrichtung
30 her zugeführt werden und die in einer Richtung parallel
zu dem ermittelten Bewegungsvektor ausgerichtet sind, der
durch den Bewegungsvektordetektor 33 geliefert wird. Dieses
verarbeitete Pixel VI2 wird der kaskadierten zweidimensiona
len Filterstufe 31b als das der Betrachtung unterzogene
Pixel zugeführt, und die durch das Faltungsfilter 36 in
der vorangehenden Filterstufe 31a erzeugten verarbeite
ten Pixel, welche das der Betrachtung unterzogene Pixel
umgeben, werden der Stufe 31b für die Faltung mit den Para
meterkoeffizienten zugeführt, die durch den in dieser Stu
fe 31b enthaltenen Parametergenerator erzeugt sind. Ferner
arbeitet die Dämpfungseinrichtung 37 in der Weise, daß
die Größe des Bewegungsvektors <MV1< bedämpft wird, was
zu einem bedämpften Bewegungsvektor <MV2< führt, der dem
in der Stufe 31b enthaltenen Parametergenerator zugeführt
wird. Die Parameterkoeffizienten werden durch den in der
Stufe 31b enthaltenen Parametergenerator auf den bedämpften
Bewegungsvektor <MV2< hin in ähnlicher Weise erzeugt, in
der der Parametergenerator 34 die in Fig. 11A bis 11E
gezeigten Parameterkoeffizienten erzeugt. Das in der Stufe
31b enthaltene Faltungsfilter faltet die ihm zugeführten
verarbeiteten Pixel als Bilddaten VI2 mit dem besonderen
Satz der Parameterkoeffizienten, die durch den Parameter
generator erzeugt worden sind, und zwar auf den bedämpften
Bewegungsvektor <MV2< hin.
Die Dämpfungseinrichtung 37 arbeitet in der Weise, daß
der in Fig. 10A-10E dargestellte Bewegungsvektor um einen
Betrag bedämpft wird, der gleich einer Einheitslänge in
Richtung auf den Ursprung hin ist. Falls diese Einheitslänge
die Länge eines Pixels kennzeichnet und mit 1 angegeben
wird, dann kann eine Einheitslänge in der X-Richtung dar
gestellt werden als <1,0<, während eine Einheitslänge in
der X-Richtung dargestellt werden kann als <0,1<; eine
Einheitslänge in der Diagonalrichtung (wie im ersten oder
dritten Quadranten) kann als <1,1<, dargestellt werden.
Falls der Bewegungsvektor <MV1< irgendein Vektor der in
Fig. 10B-10E dargestellten Vektoren V1-V8 ist, erzeugt
demgemäß sodann die Dämpfungseinrichtung 37 den bedämpf
ten Bewegungsvektor <MV2<, wie dies aus folgender Tabelle
hervorgeht:
<MV1< | |
<MV2< | |
V1|V1-<1,1< | |
V2 | V2-<-1,-1< |
V3 | V3-<-1,1< |
V4 | V4-<1,-1< |
V5 | V5-<1,0< |
V6 | V6-<-1,0< |
V7 | V7-<0,1< |
V8 | V8-<0,-1< |
Die zweidimensionale Filterstufe 31b verarbeitet somit
die Bilddaten VI2, die durch das Faltungsfilter 36 der
zweidimensionalen Filterstufe 31a erzeugt werden, mit den
Parameterkoeffizienten, die durch den bedämpften Bewegungs
vektor <MV2< bestimmt sind, um verarbeitete Bilddaten VI3
zu erzeugen. Die Stufe 31b umfaßt ferner eine Dämpfungsein
richtung ähnlich der Dämpfungseinrichtung 37, und zwar
für den Zweck der Bedämpfung des bedämpften Bewegungs
vektors <MV2<, um einen weiteren bedämpften Bewegungs
vektor <MV3< zu erzeugen. Nachfolgende zweidimensionale
Filterstufen 31c . . . 31m arbeiten in einer ähnlichen bzw.
entsprechenden Weise, wie sie oben in Verbindung mit der
zweidimensionalen Filterstufe 31a beschrieben worden sind,
um Videobilddaten VI3, . . . VIm mit Parameterkoeffizienten
zu falten, die durch bedämpfte Bewegungsvektoren <MV3<
. . . <MVm< bestimmt sind. Wie in Fig. 9 gezeigt, werden
die durch die letzte kaskadierte Stufe 31m erzeugten ver
arbeiteten Pixel VP der Ausgangs-Speichereinrichtung 4
zugeführt und dort gespeichert.
Aufgrund der Verarbeitung der Pixel durch die kaskadierten
zweidimensionalen Filterstufen, wie sie zuvor beschrieben
worden sind, wird dann, wenn ein Objekt in einer Eingangs
szene sich bewegt, wie in Richtung des bei der Videoquel
le 1 dargestellten Pfeiles, das durch die in der Ausgangs-
Speichereinrichtung 4 gespeicherten verarbeiteten Pixel
dargestellte Bild in der betreffenden Richtung verschwom
men bzw. unscharf, wie dies in Fig. 9 schematisch ange
deutet ist. Demgemäß wird das verarbeitete Bild einem
Bewegungs-Unschärfeeffekt unterzogen. Die Größe bzw. das
Ausmaß dieses Effekts ist proportional der Anzahl der in
Kaskade geschalteten Stufen und außerdem der Größe des
Bewegungsvektors <MV1<. Demgemäß kann eine Zunahme oder
Abnahme in diesem Bewegungs-Unschärfeeffekt dadurch er
zielt werden, daß die Anzahl der in Kaskade geschalteten
zweidimensionalen Filterstufen erhöht bzw. addiert oder
vermindert wird und daß außerdem die Größe des Bewegungs
vektors geändert wird, der durch den Bewegungsvektorde
tektor 33 auf die ermittelte Bewegung eines Ziel-Pixels
hin erzeugt wird. Dies bedeutet, daß für eine vorgegebene
Bewegungsgröße die Größe des Bewegungsvektors größer oder
kleiner sein kann, was zur Erhöhung oder Verminderung des
Bewegungs-Unschärfeeffekts für die betreffende ermittelte
Bewegung führt.
Als Modifikation der in Fig. 9 dargestellten Ausführungs
form kann ein nennenswerter Bewegungs-Unschärfeeffekt da
durch erzielt werden, daß lediglich eine zweidimensionale
Filterstufe 31a verwendet wird, wobei die Parameterkoef
fizientenmatrix, die durch den Parametergenerator 34 er
zeugt wird, eine wesentlich größere Matrix, wie eine
10·10-Matrix ist, die als 10·10-Pixelmatrix betreib
bar ist, die das Videobild VI1 umfassen kann, welches dem
Faltungsfilter 36 von der Bild-Verzögerungseinrichtung 30
her zugeführt wird. Dies erfordert indessen einen wesent
lich größeren Speicher, um die unterschiedlichen 10·10-
Parameterkoeffizientenmatrizen aufzunehmen, und überdies
ist ein kompliziertes Faltungsfilter erforderlich, um eine
10·10-Pixelmatrix mit jenen Parameterkoeffizienten zu
falten. Der Einfachheit halber und zur Reduzierung von
Kosten wird somit bevorzugt, eine Vielzahl von kaskadier
ten zweidimensionalen Filterstufen zu verwenden, wobei
jede Stufe von relativ einfachem Aufbau ist und geringe
Kosten verursacht.
Nunmehr sei auf Fig. 12 Bezug genommen, in der in einem
Blockdiagramm eine noch weitere Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung veranschaulicht ist, wobei diese Aus
führungsform imstande ist, als Strichdicken-Änderungsfilter
zu arbeiten, wodurch eine Linie oder ein Strich in einem
Eingangs-Bild verdickt oder abgeschwächt werden kann. Bei
dieser Ausführungsform umfaßt der Steuerdatengenerator
einen Strich-Detektor 40, 41, der imstande ist, einen
Linienstrich in einer Szene des Eingangs-Videobildes zu
ermitteln, welches von der Videoquelle 1 geliefert wird.
Der Steuergenerator funktioniert so, daß er Steuerdaten
erzeugt, die dazu herangezoge 17322 00070 552 001000280000000200012000285911721100040 0002004139401 00004 17203n werden, die effektive Dicke
des betreffenden Striches zu ändern. Der Strich-Detektor
umfaßt ein Faltungsfilter 40 und einen Koeffizienten
matrixgenerator 41, welcher imstande ist, an das Faltungs
filter einen Satz von festliegenden, bestimmten Koeffizien
ten abzugeben, wie dies Fig. 12 veranschaulicht. Das Ko
effizientenfilter 40 ist mit der Videoquelle 1 über einen
binären Größenwandler bzw. eine binäre Quantifizierungs
einrichtung 38 verbunden, die imstande ist, den Leucht
dichtepegel des jeweiligen Pixels des Eingangs-Bildes ent
weder zu einem hohen Pegel oder zu einem niedrigen Pegel
hin zu konvertieren. Diese Quantifizierungseinrichtung
funktioniert somit so, daß ein in einem Strich oder einer
Linie enthaltenes Pixel als "1" und ein im Hintergrund
oder Nachbarbereich enthaltenes Pixel als "0" dargestellt
wird.
Das Ausgangssignal des Strich-Detektors wird von dem Fal
tungsfilter 40 her abgeleitet und dem zweidimensionalen
Filter zugeführt, welches aus dem Parametergenerator 42,
der Verriegelungsschaltung 43 und dem Faltungsfilter 44
gebildet ist. Es dürfte ersichtlich sein, daß dieses
zweidimensionale Filter ziemlich ähnlich dem zweidimen
sionalen Filter 3 ist, das in Fig. 1 gezeigt ist. Der Para
metergenerator 42 ist durch einen RAM-Speicher, wie in
Fig. 3 gezeigt, ausgeführt.
Der Strich-Detektor und das zweidimensionale Filter umfas
sen eine Filterstufe 39a. Wie bei der bevorzugten Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 12 veranschaulicht, ist eine Vielzahl
von Filterstufen 39b, 39c, .. in Kaskade geschaltet. Das
Ausgangssignal der letzten Filterstufe liefert ein ver
arbeitetes Pixel VP, welches dem Ausgangs-Speicher 4 zuge
führt und dort gespeichert wird. Die gespeicherten verar
beiteten Pixel umfassen ein verarbeitetes Videobild, in
welchem die Dicke des ursprünglichen Strichs oder der
ursprünglichen Linie verändert ist.
Die Art und Weise, in der die in Fig. 12 gezeigte Ausfüh
rungsform arbeitet, wird nunmehr in Verbindung mit den
in Fig. 13A-13C gezeigten Matrizen beschrieben werden.
Es sei angenommen, daß ein Bereich bzw. Abschnitt der Pixel,
welche das Eingangsbild umfassen, das von der Videoquelle 1
bereitgestellt wird, so ist, daß nach binärer Quantifi
zierung mittels der Quantifizierungseinrichtung 38 die
quantifizierten Pixel so erscheinen, wie dies in Fig. 13A
gezeigt ist. Es dürfte erkennbar sein, daß die quantifi
zierten Pixel, die in der Zeile enthalten sind, durch die
schraffierten Pixelelemente dargestellt sind, und daß die
im Hintergrundbereich enthaltenen Pixel durch die un
schraffierten Pixelelemente dargestellt sind. Es sei ferner
angenommen, daß, wie oben erwähnt, ein quantifiziertes
Pixelelement innerhalb der Zeile als "1" dargestellt ist,
und daß ein quantifiziertes Pixelelement neben der Zeile
als "0" dargestellt ist. Diese quantifizierten Pixelelemen
te VI1 werden durch die Quantifizierungseinrichtung 38
an das Faltungsfilter 40 abgegeben. Es dürfte einzusehen
sein, daß diese quantifizierten Pixel VI1 außerdem dem
Faltungsfilter 44 zugeführt werden.
Falls das der Betrachtung unterzogene quantifizierte Pixel
durch das Pixel PI gemäß Fig. 13A gegeben ist, faltet nun
mehr das Faltungsfilter 40 dieses Pixel zusammen mit seinen
umgebenden quantifizierten Pixeln mit den in der Koeffizien
tenmatrix 41 enthaltenen Koeffizienten. Demgemäß verar
beitet das Faltungsfilter 40 das Pixel PI durch Wichtung
dieses Pixels und seiner umgebenden Pixel mit entsprechen
den Koeffizienten der in der Matrix 41 dargestellten Ko
effizienten und nimmt eine Summierung der gewichteten Pixel
vor. Dadurch wird ein verarbeitetes Pixel mit dem Wert
1 + 23 + 25 erzeugt. Es dürfte einzusehen sein, daß dieser
Wert als eine acht Bit umfassende Digitalzahl wie folgt
angegeben werden kann: 00101001. Diese 8-Bit-Zahl wird
dem Parametergenerator 42 als Steuerdatenwort zugeführt
und von dem Parametergenerator dazu herangezogen, einen
Satz der Parameterkoeffizienten auszuwählen, der von dem
Faltungsfilter 44 dazu benutzt wird, das der Betrachtung
unterzogene Pixel PI und dessen Umgebungspixel zu falten.
Wenn das der Betrachtung unterzogene, von der Quantisie
rungseinrichtung 38 abgegebene quantisierte Pixel das Pixel
PI2 ist, wie dies Fig. 13A zeigt, dann faltet in ent
sprechender Weise das Faltungsfilter 40 dieses Pixel und
dessen umgebende Pixel mit der Matrix 41, um ein Steuer
datenwort mit dem Wert 2 + 26 zu erzeugen. Dieser Wert
kann als 8-Bit-Steuerdatenwort 01000010 dargestellt werden.
Der Parametergenerator 42 spricht auf dieses Steuerdaten
wort an, um einen Satz von Parameterkoeffizienten für die
Verwendung durch das Faltungsfilter 44 auszuwählen, damit
das der Betrachtung unterzogene Pixel PI2 und dessen um
gebende Pixel gefaltet werden.
Somit dürfte ersichtlich sein, daß der Steuerdatengenera
tor ein Steuerdatenwort erzeugt, dessen Wert kennzeichnend
ist für die Nähe des der Betrachtung unterzogenen quanti
fizierten Pixels zu einer Linie oder einem Strich, der
im Eingangsbild enthalten ist. Der Wert dieses Steuer
datenworts bei der hier beschriebenen Ausführungsform nimmt
zu, wenn das der Betrachtung unterzogene Pixel sich der
Linie nähert. Der Wert des Steuerdatenworts ist ferner
durch die Dicke der Linie bestimmt. Wenn die Liniendicke
gleich drei Pixelbreiten oder größer als diese ist, dann
ist insbesondere der Wert des Steuerdatenwort ein Maximum,
wenn das der Betrachtung unterzogene Pixel gut innerhalb
der Linie liegt.
Wenn die Ausführungsform gemäß Fig. 12 dazu herangezogen
wird, die Dicke einer im Eingangs-Bild enthaltenen Linie
zu vergrößern bzw. zu verstärken, wird ein quantifizier
tes Pixel, welches als neben der Linie befindlich ermittelt
wird, wie das quantifizierte Pixel PI, als "1" verarbeitet,
so daß es als Teil der ermittelten Linie erscheint. Falls
der Wert des Steuerdatenwortes einen bestimmten Schwell
wert überschreitet, wodurch angezeigt wird, daß das der
Betrachtung unterzogene Pixel neben der Linie liegt, spricht
der Parametergenerator 42 auf das Steuerdatenwort an, um
somit einen Satz von Parameterkoeffizienten des in Fig. 13B
dargestellten Typs zu erzeugen. Dieser Satz der Parameter
koeffizienten wird dem Faltungsfilter 44 zugeführt zur
Faltung des der Betrachtung unterzogenen quantifizierten
Pixels PI sowie der dieses Pixel umgebenden Pixel. Es dürf
te einzusehen sein, daß als Ergebnis dieses Faltungsvor
gangs der Wert des quantifizierten Pixels PI von "0" zu
"1" geändert wird, wie dies in Fig. 13C veranschaulicht
ist. In entsprechender Weise gibt der Strich-Detektor dann,
wenn das der Betrachtung unterzogene quantifizierte Pixel
das Pixel PI3 (Fig. 13A) ist, ein Steuerdatenwort an den
Parametergenerator 42 ab, um den Satz der Parameterkoeffi
zienten auszuwählen, die in Fig. 13B veranschaulicht sind.
Wenn das quantifizierte Pixel PI3 mit diesem Satz von Para
meterkoeffizienten gefaltet wird, ändert sich somit der
quantifizierte Wert dieses Pixels von "0" zu "1".
Demgemäß dürfte ersichtlich sein, daß die Dicke der im
Eingangs-Bild, welches von der Videoquelle 1 geliefert
worden ist, enthaltenen Linie um ein Pixel aufgrund des
Betriebs der Filterstufe 39a vergrößert ist. Die durch
diese verdickte Linie dargestellten verarbeiteten Pixel
werden ihrerseits in der nächstfolgenden Stufe 39b ver
arbeitet, die im wesentlichen in derselben Weise arbeitet,
wie dies oben in Verbindung mit der Stufe 39a erläutert
worden ist. Infolgedessen wird die verdickte Linie um ein
noch weiteres Pixel vergrößert. Da zusätzliche kaskadierte
Filterstufen verwendet werden, um die in dem Videobild
enthaltenen Pixel zu verarbeiten, dient somit jede Stufe
dazu, die Linie um ein Pixel zu verdicken. Der Ausgangs-
Speicher 4 speichert die resultierenden verarbeiteten Pixel
und stellt somit ein Ausgangs-Bild mit einem Strich dar,
dessen Dicke vergrößert worden ist.
Für einen Durchschnittsfachmann dürfte ersichtlich sein,
daß dann, wenn der Satz der Parameterkoeffizienten modi
fiziert wird, der durch den Parametergenerator 42 auf das
von dem Faltungsfilter 40 her zugeführte Steuerdatenwort
ausgewählt wird, das Faltungsfilter 44 so betrieben werden
kann, daß die quantifizierten Pixel PIl in einer solchen
Weise verarbeitet werden, daß die Dicke des in dem Ein
gangs-Bild enthaltenen Striches reduziert wird. So können
beispielsweise die durch den Parametergenerator erzeugten
Parameterkoeffizienten so sein, daß die in einer Linie
oder einem Strich enthaltenen ersten Pixel derart ver
arbeitet werden, daß sie von "1" zu "0" konvertiert werden.
Nunmehr sei auf Fig. 14 Bezug genommen, in der in einem
Blockdiagramm eine noch weitere Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung veranschaulicht ist, die geeignet ist
für den Einsatz als Linsen-Aberrationskorrektureinrichtung.
Bei dieser Ausführungsform sind Videoquellen 1R, 1G und 1B
vorgesehen, um aufeinanderfolgende Pixel eines roten Ein
gangs-Videobildes, eines grünen Eingangs-Videobildes bzw.
eines blauen Eingangs-Videobildes abzugeben. Diese Video
quellen können beispielsweise Bildspeicher umfassen, bei
denen ein Bild eines roten Abbildes, ein Bild eines grünen
Abbildes und ein Bild eines blauen Abbildes gespeichert
sind.
Der Steuerdatengenerator besteht aus Festwertspeichern
(ROM) 45R, 45G und 45B, deren jeder imstande ist, ein
Steuerdatenwort, wie ein 8-Bit-Wort, abzugeben, welches
kennzeichnend ist für einen Rot-Aberrations-Korrektur
vektor, einen Grün-Aberrations-Korrekturvektor bzw. einen
Blau-Aberrations-Korrekturvektor. Wie bei der grundsätz
lichen Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird dann, wenn eine
beispielsweise in der Videoquelle 1B enthaltene Pixelstelle
als Pixel VI1 ausgelesen wird, ein Steuerdatenwort <AV1<
beispielsweise aus dem ROM-Speicher 45B ausgelesen, wobei
dieses Datenwort kennzeichnend ist für den Aberrations-
Korrekturvektor an derselben Pixelstelle. Demgemäß wird
für jedes von der Videoquelle 1B gelieferte Pixel ein Ab
errations-Korrekturvektor für die betreffende Pixelstelle
aus dem ROM-Speicher 45B ausgelesen. In entsprechender
Weise wird für jedes durch die Videoquelle 1G bereitge
stellte Pixel ein Aberrations-Korrekturvektor für die be
treffende Pixelstelle aus dem ROM-Speicher 45G ausgelesen.
Eine entsprechende bzw. ähnliche Beziehung existiert
zwischen der Videoquelle 1R und dem ROM-Speicher 45R. Es
dürfte einzusehen sein, daß die in dem ROM-Speicher 45R,
45G und 45B gespeicherten Aberrations-Korrekturvektoren
räumliche Koordinaten-Korrekturfaktoren einer Linse dar
stellen, die ein zusammengesetztes R-, G-, B-Bild fokus
siert.
Ein entsprechendes zweidimensionales Filter ist für die
Pixel vorgesehen, die in den roten, grünen und blauen
Abbildungen bzw. Bildern enthalten sind. Darüber hinaus
ist, wie dies auch in Fig. 14 gezeigt ist, eine Vielzahl
von zweidimensionalen Filtern für jede Farbe in Kaskade
vorgesehen. Demgemäß wird das zweidimensionale Filter 46Ra
dazu herangezogen, Pixel, die durch die Rot-Videoquelle 1R
bereitgestellt werden, mit Parameterkoeffizienten zu fal
ten, welche durch den Rot-Aberrationskorrekturvektor aus
gewählt sind, der aus dem ROM-Speicher 45 ausgelesen ist.
Dieses zweidimensionale Filter ist mit dem zweidimensiona
len Filter 46Rb in Kaskade geschaltet. In entsprechender
Weise wird das zweidimensionale Filter 46Ga dazu herange
zogen, Pixel, die durch die Grün-VideoquelLe 1G bereitge
stellt werden, mit Parameterkoeffizienten zu falten, welche
durch den aus dem ROM-Speicher 45G ausgelesenen Grün-Aber
rations-Korrekturvektor ausgewählt sind. Dieses zweidimen
sionale Filter ist mit dem zweidimensionalen Filter 46Gb
in Kaskade geschaltet. Schließlich ist das zweidimensionale
Filter 46Ba so geschaltet, daß durch die Blau-Videoquelle 1B
bereitgestellte Pixel mit Parameterkoeffizienten gefaltet
werden, die durch den aus dem ROM-Speicher 45B ausgelesenen
Aberrations-Korrekturvektor ausgewählt sind. Dieses zwei
dimensionale Filter ist mit dem zweidimensionalen Filter
46Bb in Kaskade geschaltet.
Es dürfte ersichtlich sein, daß die zweidimensionalen Fil
ter 46Ra, 46Ga und 46Ba unabhängig voneinander arbeiten.
Der Einfachheit halber und zur Erleichterung wird weiter
hin lediglich das zweidimensionale Filter 46Ba erläutert
werden. In Fig. 14 ist dieses zweidimensionale Filter als
eine Einrichtung veranschaulicht, die einem RAM-Speicher 47a
umfaßt, welcher Sätze von Parameterkoeffizienten umfaßt,
die durch den aus dem ROM-Speicher 45B ausgelesenen Aber
rations-Korrekturvektor <AV1< ausgewählt sind. Der ausge
wählte Satz der Parameterkoeffizienten wird in einer Ver
riegelungs- bzw. Zwischenspeicherschaltung 48a gespeichert
und an ein Faltungsfilter 49a abgegeben, welches diesen
Satz der Parameterkoeffizienten dazu heranzieht, den der
Betrachtung unterzogenen Pixel VI1 sowie dessen umgebende
Pixel, die von der Blau-Videoquelle 1B abgegeben worden
sind, zu falten. Das Faltungsfilter 49a verarbeitet das
der Betrachtung unterzogene Pixel und gibt verarbeitete
Pixel VI2 an das Faltungsfilter 49b ab, welches in dem
kaskadierten zweidimensionalen Filter 46Bb enthalten ist.
Der Aberrations-Korrekturvektor <AV1< wird nicht nur dem
RAM-Speicher 47a des zweidimensionalen Filters 46Ba zuge
führt, sondern er wird ferner einem Dämpfungsglied 50a
zugeführt. Dieses Dämpfungsglied bzw. diese Dämpfungsein
richtung ist ähnlich der zuvor beschriebenen Dämpfungsein
richtung 37 (Fig. 9); es bzw. sie liefert eine bedämpfte
Version des Aberrationskorrekturvektors <AV1<. Damit kann
die Dämpfungseinrichtung 50A ähnlich dem RAM-Speicher 9
gemäß Fig. 3 sein. Der bedämpfte Aberrations-Korrektur
vektor <AV2<, welcher von der Dämpfungseinrichtung 50a
erzeugt wird, wird dem kaskadierten zweidimensionalen Fil
ter 46Bb zugeführt, wo der betreffende Vektor von dem RAM-
Speicher 47b dazu herangezogen wird, einen Satz von Para
meterkoeffizienten für die Faltung der Pixel VI2 auszu
wählen, die durch das zweidimensionale Filter 46Ba ver
arbeitet worden sind. Das zweidimensionale Filter 46Bb
umfaßt ferner eine Dämpfungseinrichtung 50b, die ähnlich
der Dämpfungseinrichtung 50a ist, um eine weitere Be
dämpfung bezüglich des Aberrations-Korrekturvektors vorzu
nehmen. Weitere kaskadierte Stufen können angeschlossen
sein, wie dies in Fig. 14 durch gestrichelte Linien an
gedeutet ist.
Die durch die letzte Stufe der zweidimensionalen Rot-,
Grün- und Blau-Filter erzeugten verarbeiteten Pixel VP
werden in Rot-, Grün- bzw. Blau-Ausgangs-Speichern 4R,
4G bzw. 4B gespeichert. Demgemäß liefert jeder dieser Aus
gangs-Speicher eine Pixel-Reihe bzw. -Matrix, die kenn
zeichnend ist für ein verarbeitetes Videobild einer ent
sprechenden Farbkomponente.
Es dürfte ersichtlich sein, daß die durch den RAM-Spei
cher 47a (oder 47b) ausgewählten Parameterkoeffizienten
durch die Größe des zugeführten Aberrations-Korrekturvek
tors bestimmt sind. Wenn sich dieser Aberrations-Korrek
turvektor mit verschiedenen Pixelstellen ändert, ändert
sich in entsprechender Weise die Verarbeitung der Pixel,
welche durch die Videoquelle bereitgestellt werden. Dem
gemäß können sich die Linsen-Aberrationen nicht gleich
mäßig ändern; das von einer bestimmten Linse gewonnene
Videobild wird trotzdem korrigiert. Durch Bereitstellen
von kaskadierten zweidimensionalen Filtern für die Korrek
tur der Linsen-Aberration dürfte ersichtlich sein, daß
sogar ein beträchtlicher Wert der Aberration leicht und
effektiv korrigiert werden kann, ohne daß eine komplizierte
und teure Anordnung erforderlich ist.
Claims (45)
1. Schaltungsanordnung zur Videobildverarbeitung, mit der
in einem Videobild enthaltene Pixel verarbeitet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerdateneinrichtung Steuerdaten zur Festlegung einer Pixel-Verarbeitungsoperation für ein einer Betrach tung zu unterziehendes Pixel erzeugt,
daß eine Parametererzeugungseinrichtung auf die Steuer daten hin einen Satz von Parameterkoeffizienten erzeugt,
daß eine Eingangs-Videodateneinrichtung aufeinanderfolgende Pixel eines Eingangs-Videobildes liefert, und
daß eine Faltungsfiltereinrichtung vorgesehen ist, die so geschaltet ist, daß sie den betreffenden Satz der Parameterkoeffizienten und der bestimmten Pixel des Ein gangs-Videobildes einschließlich des der Betrachtung zugrundeliegenden Pixels aufnimmt und die aufgenommenen Pixel mit dem Parameterkoeffizienten faltet und dadurch ein verarbeitetes Pixel erzeugt.
daß eine Steuerdateneinrichtung Steuerdaten zur Festlegung einer Pixel-Verarbeitungsoperation für ein einer Betrach tung zu unterziehendes Pixel erzeugt,
daß eine Parametererzeugungseinrichtung auf die Steuer daten hin einen Satz von Parameterkoeffizienten erzeugt,
daß eine Eingangs-Videodateneinrichtung aufeinanderfolgende Pixel eines Eingangs-Videobildes liefert, und
daß eine Faltungsfiltereinrichtung vorgesehen ist, die so geschaltet ist, daß sie den betreffenden Satz der Parameterkoeffizienten und der bestimmten Pixel des Ein gangs-Videobildes einschließlich des der Betrachtung zugrundeliegenden Pixels aufnimmt und die aufgenommenen Pixel mit dem Parameterkoeffizienten faltet und dadurch ein verarbeitetes Pixel erzeugt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilter
einrichtung eine Wichtungseinrichtung zur Wichtung ent
sprechender Pixel der bestimmten Pixel mit einem der Para
meterkoeffizenten und eine Summiereinrichtung für die
Summierung der gewichteten Pixel unter Lieferung des ver
arbeiteten Pixels umfaßt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die bestimmten Pixel
das der Betrachtung unterzogene Pixel und eine zweidimen
sionale Pixelmatrix umfassen, die um das der Betrachtung
unterzogene Pixel herum zentriert ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweidimensionale
Matrix eine n·n-Pixelmatrix umfaßt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß n=3 ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wichtungseinrich
tung eine Vielzahl von Multipliziereinrichtungen umfaßt,
deren jeder ein entsprechender Parameterkoeffizient und
ein entsprechender Pixel für die Multiplizierung des
zugeführten Parameterkoeffizienten und des Pixels zur
Erzeugung eines gewichteten Pixels zugeführt ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdatenein
richtung eine Speichereinrichtung umfaßt für die Spei
cherung von Steuerdatenwerten, die den Pixeln des Ein
gangs-Videobildes zugehörig sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speichereinrich
tung einen Bildspeicher für die Speicherung eines Bildes
bzw. Rahmens von Steuerdatenwerten umfaßt, wobei jedes
Steuerdatenwort einer Pixelstelle im Eingangs-Videobild
entspricht.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speichereinrich
tung einen Festwertspeicher (ROM) umfaßt.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeu
gungseinrichtung eine adressierbare Speichereinrichtung
für die Speicherung einer Vielzahl von Sätzen von Para
meterkoeffizienten umfaßt, wobei die betreffende adres
sierbare Speichereinrichtung durch die Steuerdaten adres
siert wird, derart, daß aus der betreffenden Speicherein
richtung ein bestimmter Satz von Parameterkoeffizienten
ausgelesen wird, der durch die betreffenden Steuerdaten
bestimmt ist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die adressierbare
Speichereinrichtung einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) um
faßt für die Speicherung der Sätze der Parameterkoeffi
zienten, die von einem Anwender änderbar sind.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Ausgangs-Spei
chereinrichtung vorgesehen ist für die Speicherung einer
Reihe bzw. Matrix von verarbeiteten Pixeln, derart, daß
dadurch ein verarbeitetes Videobild erzeugt wird.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Speicher
einrichtung einen Bild- bzw. Rahmenspeicher für die Spei
cherung eines Videobildes aus verarbeiteten Pixeln umfaßt.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdateneinrich
tung eine gespeicherte Reihe bzw. Matrix aus bestimmten
Steuerwerten umfaßt, wobei die individuellen Steuerwerte
an Stellen gespeichert sind, die den Pixelstellen eines
Eingangs-Videobildes entsprechen,
und daß eine Einrichtung vorgesehen ist für die Wiederge
winnung des Steuerwertes an der Stelle, die der Pixelstelle
des betrachteten Pixels entspricht.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung eine Einrichtung umfaßt, welche auf den aufge
rufenen Steuerwert hin einen entsprechenden Satz von Para
meterkoeffizienten erzeugt, der durch den aufgerufenen
Steuerwert bestimmt ist.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die gespeicherte Reihe
bzw. Matrix der bestimmten Steuerwerte eine Vielzahl von
bestimmten Mustern darstellt.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Eingangs-Videodaten
einrichtung eine Vielzahl von Eingangseinrichtungen für
die Abgabe einer Vielzahl von Eingangs-Bildsignalen umfaßt,
deren jedes eine Vielzahl von Pixel-Zeilen umfaßt,
und daß eine Einrichtung vorgesehen ist für die Kopplung
der Faltungsfiltereinrichtung mit einer entsprechenden
Zeile von Pixeln in den Eingangs-Bildern, derart, daß die
durch die Faltungsfiltereinrichtung aufgenommenen bestimm
ten Pixel aus unterschiedlichen Bildern gewonnen werden,
wobei ein aus verarbeiteten Pixeln bestehendes Bild eine
Mischung der betreffenden Vielzahl von Eingangs-Bildern
ist, die in Übereinstimmung mit den bestimmten Mustern
angeordnet sind.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrich
tung für die Kopplung einer entsprechenden Zeile von Pixeln
mit der Faltungsfiltereinrichtung derart betrieben ist,
daß mit der betreffenden Faltungsfiltereinrichtung eine
vorgegebene Zeile von Pixeln in jedem Eingangs-Bild ge
koppelt ist, der eine nachfolgende Zeile von Pixeln in
jedem Eingangs-Bild folgt.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung so arbeitet, daß ein anderer Satz von Parameter
koeffizienten für jedes Muster dann erzeugt wird, wenn
ein Steuerwert, der an einer in dem betreffenden Muster
enthaltenen Stelle gespeichert ist, wiedererlangt wird.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die gespeicherte Reihe
der bestimmten Steuerwerte Linsen-Aberrationskorrekturvek
toren umfaßt, die räumliche Koordinatenkorrekturfaktoren
für eine Linse darstellen,
und daß die Eingangs-Videodateneinrichtung eine Videokamera
mit der betreffenden Linse aufweist.
21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Eingangs-Videodaten
einrichtung ferner eine Einrichtung für die Bereitstellung
von aufeinanderfolgenden Pixeln einer Vielzahl von Farb
komponentenbildern aufweist
und daß die gespeicherte Reihe der Linsen-Aberrationskorrek
turvektoren eine entsprechende Reihe von Linsen-Aberrations
korrekturvektoren für jedes Farbkomponentenbild umfaßt.
22. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilterein
richtung ein entsprechendes Faltungsfilter für jedes Farb
komponentenbild umfaßt zur Multiplizierung eines berück
sichtigten Pixels eines entsprechenden Farbkomponentenbil
des zusammen mit bestimmten Pixeln, die das betreffende
berücksichtigte Pixel umgeben, mit Parameterkoeffizienten,
die durch den Linsen-Aberrationskorrekturvektor bestimmt
sind, der aus der Stelle gewonnen ist, welche dem berück
sichtigten Pixel des betreffenden Farbkomponentenbildes
entspricht.
23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilterein
richtung eine Vielzahl von in Kaskade geschalteten Fal
tungsfiltern umfaßt, deren jedes einen entsprechenden
Filterabschnitt für eine entsprechende Farbkomponente
enthält.
24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdateneinrich
tung eine Kanten-Detektoreinrichtung umfaßt für die Ermitt
lung einer Grenzlinie in dem betreffenden Eingangs-Video
bild und für die Erzeugung von dafür kennzeichnenden Steuer
daten.
25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für
die Abgabe der aufeinanderfolgenden Pixel eines Eingangs-
Videobildes an die Kanten-Detektoreinrichtung vorgesehen
ist, die eine Einrichtung für die Erzeugung von Grenzlinien-
Steuerdaten umfaßt, welche kennzeichnend sind für eine
entsprechende Seite einer Grenzlinie in dem Eingangs-Video
bild, und daß Einrichtungen vorgesehen sind für die Erzeu
gung von anderen Steuerdaten, die kennzeichnend sind für
den Nicht-Grenzlinien-Bereich des betreffenden Eingangs-
Videobildes.
26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung eine Einrichtung umfaßt, die auf Grenzlinien-
Steuerdaten, welche kennzeichnend sind für eine bestimmte
Seite einer Grenzlinie, hin einen Satz von Parameterkoeffi
zienten erzeugt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist,
die auf weitere Steuerdaten hin einen anderen Satz von
Parameterkoeffizienten erzeugt.
27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorge
sehen ist für die Abgabe der aufeinanderfolgenden Pixel
eines Eingangs-Videobildes an die genannte Kanten-Fest
stelleinrichtung, die ein Kanten-Extraktions-Faltungsfil
ter mit einer bestimmten n·n-Matrix aus Faltungswerten
und eine Einrichtung zur Multiplizierung der betreffenden
Pixel in einer n·n-Matrix aus Pixeln des betreffenden
Eingangs-Videobildes mit entsprechenden Werten der Fal
tungswerte umfaßt, wobei die betreffende n · n-Matrix der
Pixel um das berücksichtigte Pixel herum zentriert ist,
und daß eine Summiereinrichtung vorgesehen ist, welche
die multiplizierten n·n-Pixel summiert und die Steuer
daten liefert.
28. Schaltungsanordnung nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung eine Einrichtung umfaßt für die Speicherung
von ersten und zweiten Sätzen von Parameterkoeffizienten
und daß eine Einrichtung vorgesehen ist für die Auswahl
des ersten Satzes in dem Fall, daß die erzeugten Steuerda
ten einen Schwellwert überschreiten, während der zweite
Satz in dem Fall ausgewählt wird, daß die erzeugten Steuer
daten niedriger sind als der betreffende Schwellwert.
29. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdateneinrich
tung eine Bewegungsfeststelleinrichtung umfaßt für die
Ermittlung der Bewegung in einer Szene eines Eingangs-Video
bildes und für die Erzeugung von dafür kennzeichnenden
Steuerdaten.
30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 29, dadurch
gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung
vorgesehen ist für die Abgabe der aufeinanderfolgenden
Pixel eines Eingangs-Videobildes an die Bewegungsfeststell
einrichtung
und daß die Bewegungsfeststelleinrichtung eine Bildverzöge
rungseinrichtung für die Verzögerung der zugeführten Pixel
um ein Videobildintervall und eine Einrichtung für die
Erzeugung eines Bewegungsvektors als Funktion einer
Differenz zwischen den zugeführten Pixeln und den ver
zögerten Pixeln umfaßt.
31. Schaltungsanordnung nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung eine Auswahleinrichtung für die Auswahl eines
Satzes von Parameterkoeffizienten aus einer Vielzahl von
Parameterkoeffizienten umfaßt, wobei die betreffende Aus
wahl durch den Bewegungsvektor bestimmt ist.
32. Schaltungsanordnung nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilterein
richtung eine Vielzahl von in Kaskade geschalteten Fal
tungsfilterstufen umfaßt.
33. Schaltungsanordnung nach Anspruch 32, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Faltungsfilter
stufe einen Parametergenerator für die Erzeugung eines
entsprechenden Satzes von Parameterkoeffizienten in Ab
hängigkeit von einem zugeführten Bewegungsvektor, eine
Vielzahl von Multiplizierern zum Multiplizieren des er
zeugten Satzes von Parameterkoeffizienten mit einer Reihe
von Pixeln, umfassend den zu berücksichtigenden Pixeln
und bestimmte umgebende Pixel, und eine Summierungsein
richtung umfaßt, die zur Summierung der multiplizierten
Pixel dient, derart, daß ein verarbeitetes Pixel als Aus
gangssignal der Faltungsfilterstufe geliefert wird.
34. Schaltungsanordnung nach Anspruch 33, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Faltungsfilterstufe
ferner eine Dämpfungseinrichtung umfaßt, die einen bedämpf
ten Bewegungsvektor an den Parametergenerator in der nächst
folgenden in Kaskade geschalteten Stufe abgibt.
35. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdatenein
richtung eine Strich-Detektoreinrichtung aufweist für die
Ermittlung eines Zeilenstriches in einer Szene des Ein
gangs-Videobildes und für die Erzeugung von Steuerdaten
zur Anderung der effektiven Dicke des betreffenden Striches.
36. Schaltungsanordnung nach Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorge
sehen ist für die Abgabe der aufeinanderfolgenden Pixel
eines Eingangs-Videobildes an die Strich-Feststelleinrich
tung,
daß die Strich-Feststelleinrichtung eine binäre Quantifi zierungseinrichtung umfaßt, welche einen zugeführten Pixel in einen ersten oder zweiten Wert quantifiziert,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen bestimmten Satz von Matrixkoeffizienten bereitstellt,
und daß ein Strich-Feststellfaltungsfilter vorgesehen ist, welches das zugeführte quantifizierte Pixel und seine um gebenden Pixel mit dem genannten Satz der Matrixkoeffizien ten unter Erzeugung der genannten Steuerdaten faltet.
daß die Strich-Feststelleinrichtung eine binäre Quantifi zierungseinrichtung umfaßt, welche einen zugeführten Pixel in einen ersten oder zweiten Wert quantifiziert,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen bestimmten Satz von Matrixkoeffizienten bereitstellt,
und daß ein Strich-Feststellfaltungsfilter vorgesehen ist, welches das zugeführte quantifizierte Pixel und seine um gebenden Pixel mit dem genannten Satz der Matrixkoeffizien ten unter Erzeugung der genannten Steuerdaten faltet.
37. Schaltungsanordnung nach Anspruch 36, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parametererzeugungs
einrichtung eine Auswahleinrichtung umfaßt, mit der ein
durch die Steuerdaten bestimmter Satz der Vielzahl bestimm
ter Parameterkoeffizientensätze ausgewählt wird.
38. Schaltungsanordnung nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilterein
richtung so geschaltet ist, daß sie das abgegebene quanti
fizierte Pixel und dessen umgebende Pixel für eine Faltung
mit dem ausgewählten Satz der Parameterkoeffizienten auf
nimmt und das verarbeitete Pixel erzeugt.
39. Schaltungsanordnung nach Anspruch 38, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder der bestimmten
Sätze der Parameterkoeffizienten Parameterwerte für eine
Vergrößerung der Dicke des betreffenden Striches zeigt.
40. Schaltungsanordnung nach Anspruch 38, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder der bestimmten
Sätze von Parameterkoeffizienten Parameterwerte für eine
Verringerung der Dicke des betreffenden Striches zeigt.
41. Schaltungsanordnung nach Anspruch 38, dadurch
gekennzeichnet, daß die Faltungsfilterein
richtung eine Vielzahl von in Kaskade geschalteten Faltungs
filtern umfaßt, deren jedes so geschaltet ist, daß es ein
verarbeitetes betrachtetes Pixel und verarbeitete umgebende
Pixel von einem vorangehenden Faltungsfilter aufnimmt für
eine Faltung mit einem bestimmten Satz von Parameterkoeffi
zienten zur Lieferung eines verarbeiteten Ausgangspixels,
derart, daß die effektive Dicke des betreffenden Striches
als Funktion der Anzahl der in Kaskade geschalteten Schal
tungsfilter geändert wird.
42. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerdateneinrich
tung Bilderzeugungseinrichtungen umfaßt für die Erzeugung
von Steuerdaten, die kennzeichnend sind für bestimmte Bild
muster.
43. Schaltungsanordnung nach Anspruch 42, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungsein
richtung eine Bildaufnahmeeinrichtung umfaßt, mit der ein
Abbild des bestimmten Bildmusters aufgenommen wird.
44. Schaltungsanordnung nach Anspruch 43, dadurch
gekennzeichnet, daß das bestimmte Bildmuster
ein Spot- bzw. Spotlichtmuster ist
und daß die Parametererzeugungseinrichtung auf für das
betreffende Spotlichtmuster kennzeichnende Steuerdaten
hin einen ersten Satz von Parameterkoeffizienten erzeugt,
wenn das zu berücksichtigende Pixel innerhalb des Spot
lichtmusters liegt, während ein zweiter Satz von Para
meterkoeffizienten in dem Fall erzeugt wird, daß das zu
berücksichtigende Pixel außerhalb des Spotlichtmusters
liegt.
45. Schaltungsanordnung nach Anspruch 44, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrich
tung Musterpixel erzeugt, die kennzeichnend sind für das
bestimmte Bildmuster,
und daß die Parametererzeugungseinrichtung so angeschlossen
ist, daß sie die abgegebenen aufeinanderfolgenden Muster
pixel in Synchronismus mit den aufeinanderfolgenden Pixeln
aufnimmt, die durch die Faltungsfiltereinrichtung von der
Eingangs-Videodateneinrichtung her aufgenommen sind.
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