DE69215733T2

DE69215733T2 - Vorrichtung zur Detektion der relativen Bewegung zwischen Inhalten von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Videosignals

Info

Publication number: DE69215733T2
Application number: DE69215733T
Authority: DE
Inventors: Michihiro Aso; Yoshiaki Hanashiro; Kenji Matsuoka; Taro Watanabe
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2012-04-11
Also published as: DE69215733D1; EP0508476A1; EP0508476B1; US5253052A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von Größen relativer Bewegung zwischen den durch aufeinanderfolgende Halbbilder eines Videosignals ausgedrückten Bildern, wie beispielsweise aus einer aus einem wackelvorgang einer Kamera resultierenden Bewegung im Fall eines durch eine Videokamera kompakter Bauart erzeugten Videosignals.
Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines Beispiels einer aus dem Stand der Technik bekannten Bewegungsgrößen- Erfassungsvorrichtung, die in der Druckschrift JP-A-1269371 beschrieben ist. Vier Positionen, die als Repräsentativpunkte bezeichnet werden, sind durch die Vorrichtung in einem bestimmten Horizontalzeilenintervall jedes Halbbilds eines Eingangs-Videosignals fest definiert, jeweils entsprechend vier Bildelementen des Videosignals. Ein solcher Satz von vier Repräsentativpunkten ist - bezeichnet mit P0, P1, P2 und P3 - in Fig. 2 dargestellt. Diese Punkte erscheinen in dem Horizontalzeilenintervall wie dargestellt mit einem festen Abstand von 17 Bildelementintervallen zwischen aufeinanderfolgenden Repräsentativpunkten.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Digital- Videosignal-Quelle, 2 bezeichnet eine Repräsentativpunkt- Speicherschaltung zum Speichern von Signalwerten von Repräsentativpunkten innerhalb des Videosignals, und 3 bezeichnet eine Speichersteuerschaltung 1 zum Steuern der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 2. 4 bezeichnet eine operationelle Schaltung, die auf das Signal, welches aus der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 2 ausgelesen wird, welches Repräsentativpunktwerte eines ein Halbbild zuvor oder früher auftretenden Halbbilds darstellt, und auf das Ausgangssignal von der Digital-Videosignal-Quelle 1, die das aktuelle Videosignal darstellt, wirkt. 5 bezeichnet eine Erfassungsspeicherschaltung, die aus einer Vielzahl von Speicherschaltungsabschnitten besteht, zum Speichern von Ausgangssignalwerten aus der operationellen Schaltung 4. 6 bezeichnet eine Speichersteuerschaltung II zum Steuern der Erfassungsspeicherschaltung 5. 7 bezeichnet eine Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung, die periodisch, beispielsweise einmal pro Halbbild-Intervall, eine Größe und eine Richtung einer Bildbewegung auf der Grundlage der kumulativen gespeicherten Inhalte in der Erfassungsspeicherschaltung 5 ermittelt. 8 bezeichnet eine Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung zum Ermitteln der Positionen (innerhalb von jedem Halbbild-Intervall) der Repräsentativpunkte P0, P1, P2, P3, für welche Bildelementwerte in der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 2 gespeichert sind. 9 bezeichnet eine Betriebssteuerschaltung zum Steuern der Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 8 und der Speichersteuerschaltung II 6. 10 bezeichnet eine Systemsteuerschaltung zum Bereitstellen einer übergeordneten Steuerung der vorstehend erwähnten Schaltungen.
Die Funktionsweise der vorstehenden Schaltungen ist wie folgt. Ein digitales Videosignal wird von der Digital- Videosignal-Quelle 1 zugeführt, und Bildelementwerte entsprechend den durch die Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 8 bezeichneten Repräsentativpunkt-Positionen werden gesteuert durch die Speichersteuerschaltung 3 in die Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 2 geschrieben. Die Werte, die infolgedessen eingeschrieben werden, werden während jeweils vorbestimmter Zeitintervalle (nachstehend als Vergleichsintervalle bezeichnet) in dem nachfolgenden Vollbild ausgegeben, d.h., die Repräsentativpunktwerte für das vorangehende Halbbild werden während entsprechender Vergleichsintervalle während des aktuellen Halbbilds des Videosignals ausgegeben. Die operationelle Schaltung 4 wirkt auf das aktuelle Videosignal und die Repräsentativpunkt- Videosignalwerte des vorangehenden Vollbilds, um operationelle Ergebniswerte zu ermitteln, die darauffolgend dazu verwendet werden können, eine Bildbewegungsgröße zu beurteilen, im einzelnen durch Subtrahieren - während jedem Vergleichsintervall - des diesem Vergleichsintervall entsprechenden Repräsentativpunktwerts (aus dem vorangehenden Halbbild) von aufeinanderfolgenden Bildelementwerten des aktuellen Halbbilds, Ermitteln des Absolutwerts jeder Subtraktion und Verarbeiten dieses Absolutwerts so, daß ein operationelles Ergebnis erhalten wird. Diese Ergebniswerte werden gesteuert durch die Speichersteuerschaltung 6 auf kumulative Art und Weise in entsprechend ausgewählte der Speicherschaltungsabschnitte der Erfassungsspeicherschaltung 5 eingeschrieben. In dem ersten Beispiel dieses Standes der Technik gibt es vier Vergleichsintervalle, die jeweils vier Repräsentativpunkten entsprechen. Zwei der jeweiligen Bereiche dieser Vergleichsintervalle sind - jeweils mit R0 und R1 bezeichnet - in Fig. 2 dargestellt. Wie gezeigt, ist jedes Vergleichsintervall gleich 64 Bildelementintervallen, d.h. dem Vierfachen des Abstands zwischen nebeneinanderliegenden Repräsentativpunkten. Positionen innerhalb jedem Vergleichsintervall in Bezug auf den Repräsentativpunkt dieses Intervalls werden durch jeweilige Sätze von Bezeichnungen oder Designationen ausgedrückt; zwei dieser Sätze, R00 bis R064 und RlO bis R164, sind in
Fig. 2 gezeigt, d.h. jeder Satz besteht aus 64 Bildelementpositionen. Im folgenden werden die Entfernung zwischen einer solchen Position innerhalb eines Vergleichsintervalls und der entsprechende Repräsentativpunkt als relativer Entfernungswert bezeichnet. Wie in Fig. 2 gezeigt, überlappen diese Vergleichsintervalle sukzessive. Demzufolge werden (obwohl aus dem einfachen Blockdiagramm gemäß Fig. 1 nicht ersichtlich) innerhalb der Überlappungsregionen zwischen diesen Bereichen Paare von Ergebniswerten parallel aus der operationellen Schaltung 4 ausgegeben. Beispielsweise wird unter der Annahme, daß das n-te Bildelement des Horizontalzeilenintervalls, welches die Repräsentativpunkte enthält, dem Repräsentativpunkt P0 entspricht, das n-te Bildelement des aktuellen Halbbilds (in der operationellen Schaltung 4) mit dem P0-Repräsentativpunktwert aus dem vorangehenden Halbbild an der Position R032 innerhalb des Vergleichsintervalls R0 verglichen, während es gleichzeitig mit dem P1-Repräsentativpunktwert aus dem vorangehenden Halbbild an der Position R115 innerhalb des Vergleichsintervalis R1 verglichen wird.
Die grundlegenden Prinzipien der Vorrichtung sind wie nachstehend angegeben. Jedes Ergebnis, welches für einen bestimmten Repräsentativpunktwert innerhalb eines Vergleichsintervalls erhalten wird, wird kumulativ zu jedem der für dieselbe Relativposition innerhalb jedem der anderen drei Vergleichsintervalle erhaltenen Ergebnisse addiert. Infolgedessen werden beispielsweise die vier für die vier Repräsentativpunkte P0, P1, P2, P3 mit den Relativpositionen R032, R132, R232 bzw. R332 erhaltenen Ergebnisse kumulativ addiert und in einer bestimmten Adresse eines bestimmten Speicherschaltungsabschnitts der Erfassungsspeicherschaltung 5 gespeichert. Fig. 3 zeigt, wie die für die verschiedenen Relativpositionen R00 etc. erhaltenen Ergebnisse in jeweiligen Adressen und Speicherschaltungsabschnitten der Erfassungsspeicherschaltung 5 gespeichert werden. Nach Abschluß eines solchen kumulativen Additions- und Speichervorgangs für die vier aufeinanderfolgenden Repräsentativpunkte wird, falls beispielsweise keine Relativbewegung des durch das aktuelle Halbbild ausgedrückten Bildes in Bezug auf das vorangehende Halbbild vorhanden war, das endgültige kumulative, für die vier Repräsentativpunktpositionen erhaltene Ergebnis (welches, wie in Fig. 3 gezeigt, in Adresse 8 des Speicherschaltungsabschnitts M0 gespeichert ist) das kleinste aller kumulativen Ergebnisse sein, die in den Adressen jedes der Speicherschaltungsabschnitte M0, M1, M2 und M3 gespeichert verbleiben. Daher wird die Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung 7 auf der Grundlage der Inhalte, die in der Erfassungsspeicherschaltung 5 gespeichert verbleiben, in diesem Fall entscheiden, daß keine Bildbewegung vorhanden war.
Demgegenüber wird dann, wenn eine bestimmte relative Bildbewegung (in diesem Beispiel in horizontaler Richtung) vorhanden war, der kleinste kumulative Ergebniswert in einer bestimmten anderen Adresse eines der Speicherschaltungsabschnitte M0, M1, M2 oder M3 verbleiben. Die Größe und die Richtung der Bewegung kann durch die Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung 7 auf der Grundlage des Speicherorts dieses kleinsten kumulativen Ergebnisses beurteilt werden.
Bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung ist es erforderlich, einen Satz von n Speicherschaltungsabschnitten bereitzustellen, wobei n eine natürliche Zahl ist, und der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Repräsentativpunkten wird zu (n N +1) festgelegt, worin N eine die Anzahl der Speicherschaltungsabschnitte repräsentierende natürliche Zahl und n ein Koeffizient ist. N und n sind in dem beschriebenen Beispiel des Standes der Technik jeweils gleich 4. Um den Speicherschaltungsabschnitt, in den ein operationeller Ergebniswert einzuschreiben ist, zu ermitteln, wird der Abstand zwischen der Relativposition für dieses Ergebnis und dem entsprechenden Repräsentativpunkt durch N dividiert; der Wert des Rests bestimmt den Speicherschaltungsabschnitt, in den das Ergebnis einzuschreiben ist. Beispielsweise sei der Abstand zwischen der Relativposition R00 (im Vergleichsintervall R0) und dem entsprechenden Repräsentativpunkt P0 gleich 32. Der Rest aus der Division von 32 durch 4 ist Null, so daß jedes für die Relativposition R00 erhaltene Ergebnis in den Speicherschaltungsabschnitt M0 eingeschrieben werden wird.
Bei einer derartigen Vorrichtung treten jedoch verschiedene praktische Probleme auf. Erstens müssen aufeinanderfolgend nebeneinanderliegende Ergebniswerte in aufeinanderfolgend unterschiedliche der Speicherschaltungsabschnitte eingeschrieben werden. Beispielsweise müssen Ergebnisse, die für die Relativpositionen R0G, R0L, R02 und R03 ermittelt wurden, jeweils in die Speicherschaltungsabschnitte M0, M3, M2 und Ml eingeschrieben werden, wie in Fig. 3 gezeigt, obwohl diese Ergebniswerte in kontinuierlicher Abfolge durch die operationelle Schaltung 4 ermittelt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß natürlich innerhalb jedes der Vergleichsintervalle R0 bis R3 jeweils verschiedene Divisionsrestwerte für aufeinanderfolgende Relativpositionen erhalten werden.
Darüber hinaus müssen dann, wenn zwei Ergebniswerte parallel für zwei unterschiedliche Vergleichsintervalle erhalten werden (beispielsweise für die Positionen R032 und R115 erhaltene Werte, die jeweils auf einem Vergleich mit dem n-ten Bildelement des aktuellen Halbbilds basieren, wie in Fig. 2 dargestellt), diese beiden Werte in jeweils verschiedene Adressen eingeschrieben werden. Infolgedessen ist die Speichersteuerung für die Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung 7 komplex, so daß daher der Maßstab der Speichersteuerschaltung groß sein muß.
Ein zweites grundlegendes, bei Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtungen bekannter Bauart auftretendes Problem ist, daß es bisher schwierig war, die Anzahl der für die durch die Vorrichtung verarbeiteten digitalen Signale verwendeten Bit zu reduzieren. Wünschenswert ist, nur eine kleine Zahl von Bit zum Ausdruck jedes Digitalwerts zu verwenden, um den Schaltungsmaßstab zu minimieren, d.h. eine kleinere Zahl von Bit als erforderlich ist, um den vollen Dynamikbereich des digitalen Eingangs-Videosignals auszudrücken. Zur Erreichung dieses Zieles wurde im Stand der Technik (beispielsweise in der Druckschrift JP-A-2-241188) vorgeschlagen, auf das digitale Eingangs-Videosignal einer solchen Vorrichtung dadurch einzuwirken, daß Bit höherer Wertigkeit von jedem Digitalwert des Eingangssignals entfernt werden. Mit einem solchen Verfahren werden jedoch Überlaufprobleme zwischen entsprechenden Bildelementwerten aufeinanderfolgender Halbbilder auftreten. Unter der vereinfachenden Annahme, daß jeder Bildelementwert des digitalen Eingangs- Videosignals durch 8 Bit ausgedrückt wird, und daß ein Repräsentativpunkt in einem Halbbild den Binärwert "0 0 0 0 1 1 1 1" hat, d.h., daß das höchstwertige Bit (MSB) 0 ist und das niedrigstwertige Bit (LSB) 1 ist, und den Wert "0 0 0 1 0 0 0 0" in dem nachfolgenden Halbbild hat, so wird dann, wenn die drei höherwertigen Bit entfernt werden, kein Fehler auftreten, wenn die verbleibenden zwei Sätze niedrigwertiger Bit verglichen werden. Wenn jedoch die vier höherwertigen Bit entfernt werden, wird ein Vergleichsfehler auftreten, d.h. es werden die Werte "1 1 1 1" und "0 0 0 0" verglichen werden. Infolgedessen können dann, wenn ein derart einfaches Entfernungsverfahren verwendet wird und eine starke Reduktion der Bitanzahl erzielt wird, Fehler in den Absolutwerten auftreten, die aus Vergleichen der Repräsentativpunktwerte stammen.
Die Druckschrift EP-A-0 180 446 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der Bewegung eines Femsehbilds aufgrund beispielsweise einer Panningbewegung einer Fernsehkamera. Das Verfahren verwendet eine Blockübereinstimmungstechnik, in welcher Vollbild-Differenzsummendaten, die durch Summieren der Größen der Unterschiede zwischen den Pixeldaten jedes entsprechender repräsentativer Pixel in zwei aufeinanderfolgenden Vollbildern des Fernsehbilds abgeleitet werden, verglichen werden.
Um das erste der vorstehend in Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Probleme zu überwinden, d.h. die Notwendigkeit der Verwendung komplexer Schaltungen zum Steuern des Betriebs der Erfassungsspeicherschaltung, wird erfindungsgemäß eine Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung bereitgestellt, bei der die jeweiligen Adressen und Speicherabschnitte, welchen operationelle Ergebniswerte zugewiesen sind, in Übereinstimmung mit Werten von Sätzen von niedrigwertigen Bit bzw. höherwertigen Bit von Relativpositionswerten, von welchen jeder eine Position bezüglich eines Repräsentativpunkts in Bezug auf einen Repräsentativpunkt, an dem ein operationeller Ergebniswert erhalten wird, festlegt, bestimmt wird. Im einzelnen wird in jedem Halbbild der Wert eines Repräsentativpunkts während eines vorangehenden Halbbilds des digitalen Videosignals mit einem Satz von Datenwerten des Videosignals während des aktuellen Halbbilds verglichen, und zwar mit dem Satz von Datenwerten, der einem Vergleichsintervall entspricht, welches sich vor und nach der Repräsentativpunktposition in dem Halbbild erstreckt. Jedesmal dann, wenn ein Ergebniswert durch Vergleichen eines Datenwerts des aktuellen Halbbilds mit dem Repräsentativpunktwert aus dem vorangehenden Halbbild ermittelt wird, wird auch ein relativer Abstandswert zwischen diesem Datenwert und der Position des Repräsentativpunkts abgeleitet. Im einfachsten Fall, in dem eine aus nur zwei Abschnitten bestehende Erfassungsspeicherschaltung verwendet wird, wird der Zustand des höchstwertigen Bit (MSB) des vorstehend erwähnten relativen Abstandswerts dazu verwendet, den Ergebniswert einem der beiden Speicherabschnitte zuzuweisen. Die verbleibenden Bit niedriger Wertigkeit des relativen Abstandswerts werden dazu verwendet, die Speicheradresse zu definieren, der der Ergebniswert zugewiesen werden wird.
Infolgedessen werden die Speichersteuervorgänge extrem einfach, so daß der erforderliche Schaltungsmaßstab im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich reduziert werden kann.
Im einzelnen stellt die Erfindung gemäß einem Gesichtspunkt bereit:
eine Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung zur Einwirkung auf aufeinanderfolgende Bildelementwerte eines digitalen Eingangs-Videosignals zur Erfassung von Größen relativer Bewegung zwischen Bildinhalten sequentiell auftretender Halbbilder des Videosignals, umfaseine Repräsentativpunkt -Bezeichnungseinrichtung zum Bezeichnen jeweiliger Positionen einer Vielzahl von Repräsentativpunkten innerhalb jedes Felds des digitalen Videosignals;
eine erste Speicherschaltung, die durch die Repräsentativpunkt -Bezeichnungseinrichtung gesteuert wird, zum Wirken während einem gegenwärtigen Halbbild des digitalen Videosignals dahingehend, daß jeweilige Bildelementwerte der Repräsentativpunkte des gegenwärtigen Halbbilds gespeichert werden, während jeder Repräsentativpunktwert eines vorangehenden Halbbilds während eines entsprechenden Vergleichsintervalls ausgegeben wird, wobei sich das Vergleichsintervall vor und nach dem entsprechenden Repräsentativpunkt erstreckt;
eine erste operationelle Schaltungseinrichtung, die während jedem der Vergleichsintervalle arbeitet zum Vergleichen aufeinanderfolgender Bildelementwerte des digitalen Eingangs-Videos,ignals mit den vorangehenden Halbbild-Repräsentativpunktwerten, die von der ersten Speicherschaltung ausgegeben werden, entsprechend jedem Vergleichsintervall zum Ermitteln jeweiliger Sätze von operationellen Ergebniswerten in jedem der Vergleichsintervalle;
gekennzeichnet durch eine zweite operationelle Schaltungseinrichtung zum Ableiten eines entsprechenden Satzes von relativen Abstandswerten für jeden der Sätze von operationellen Ergebniswerten, wobei jeder relative Abstandswert eine Binärzahl ist, die einen relativen Abstand zwischen dem Bildelement entsprechend dem Ergebniswert und dem entsprechenden Repräsentativpunkt repräsentiert; eine zweite Speicherschaltung, die aus einer Vielzahl von Speicherschaltungsabschnitten besteht, deren jeder eine identische Anzahl von Adressen aufweist und deren jeder so arbeitet, daß aufeinanderfolgende operationelle Ergebniswerte, die diesen in entsprechenden Adressen zugeführt werden, kumulativ gespeichert werden, wobei jede Adresse zum Speichern eines Ergebniswerts durch einen festen Satz von niedrigwertigen Bit des relativen Abstandswerts entsprechend dem Ergebniswert bezeichnet wird;
eine Auswahlschaltungseinrichtung zum Übertragen jedes der operationellen Ergebniswerte in einen der Vielzahl von Speicherabschnitten, der in Übereinstimmung mit einer Kombination von Zuständen eines Satzes von hochwertigen Bit des entsprechenden relativen Abstandswerts ausgewählt wird, wobei der Satz die ver bleibenden Bit umfaßt, die nicht in dem festen Satz niedrigwertiger Bit enthalten sind, und aus zumindest dem höchstwertigen Bit des entsprechenden relativen Abstandswert besteht; und
eine Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltungseinrichtung zum periodischen Ableiten einer Größe relativer Bildbewegung auf der Grundlage von kumulativen gespeicherten Werten, die in den Speicherschaltungsabschnitten für den operationellen Ergebniswert enthalten sind.
Jeder der durch die erste operationelle Schaltungseinrichtung erzeugten operationellen Ergebniswerte kann auf der Grundlage einer Größe einer absoluten Differenz zwischen einem Bildelementwert des gegenwärtigen Halbbilds und einem Repräsentativpunkt-Bildelementwert des vorangehenden Halbbilds abgeleitet werden.
Zur Überwindung des zweiten, vorstehend beschriebenen Problems des Standes der Technik, d.h. die Schwierigkeit, die Anzahl von Bit, die für die digitalen Signaiwerte, die von einer derartigen Bewegungsgrößen-Erfassungseinrichung verarbeitet werden, zu reduzieren, weist die Vorrichtung ferner eine Einrichtung auf zum Ausführen einer Pegelerfassung des digitalen Eingangs-Videosignals während des aktuellen Halbbilds und zum Multiplizieren des digitalen Videosignals mit einem Faktor, dessen Wert in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der Pegelerfassung ermittelt wird. Das resultierende Signal wird dann hinsichtlich des Absolutwerts be grenzt. Das resultierende amplitudenbegrenzte digitale Videosignal kann dabei durch eine kleinere Anzahl von Bit als für das digitale Eingangs-Videosignal benötigt ausgedrückt werden, d.h. durch Entfernen eines oder mehrerer der höherwertigen Bit, ohne Gefahr einer aus einem Überlauf aufgrund der Herausnahme der höherwertigen Bit resultierenden Ungenauigkeit.
Im einzelnen umfaßt eine solche Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung ferner eine Signalpegelsteuerschaltung zum Steuern des Pegels des digitalen Eingangs-Videosignals, wobei die Signalpegelsteuerschaltung aufweist:
eine Spitzenwerterfassungsschaltungseinrichtung zum Erfassen von Spitzenpegeiwerten des Eingangs-Videosignals und zum Erzeugen von Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten, die sich in Übereinstimmung mit den Spitzenpegelwerten ändern;
eine Zwischenspeichereinrichtung zum vorübergehenden Halten der Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten und zum Ausgeben von verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten, die in dem vorangehenden Halbbild erzeugt wurden, in einem gegenwärtigen Halbbild des digitalen Eingangs-Videosignals;
eine Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor, die eine erste Multiplikationsfaktor-Auswahlschaltungseinrichtung aufweist, die auf die Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten aus der Spitzenwerterfassungsschaltungseinrichtung anspricht zum Multiplizieren des digitalen Eingangs-Videosignals mit einem Faktor, der in Übereinstimmung mit den Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten festgelegt wird, um ein erstes pegelmodifiziertes digitales Videosignal zu erzeugen, und die eine zweite Multiplikationsfaktor-Auswahlschaltungseinrichtung aufweist, die auf die verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten aus der Zwischenspeicherschaltungseinrichtung anspricht zum Multiplizieren des digitalen Eingangs-Videosignals mit einem Faktor, der in Übereinstimmung mit den verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten vorbestimmt ist, um ein zweites pegelmodifiziertes digitales Videosignal zu erzeugen;
eine Kappungsschaltungseinrichtung zum Durchführen einer Begrenzung von absoluten Werten des ersten pegelmodifizierten digitalen Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden digitalen Videosignals zu der jeweiligen Repräsentativpunkt-Speicherschaltung ; und
eine zweite Kappungsschaltungseinrichtung zum Durchführen einer Begrenzung von absoluten Werten des zweiten pegelmodifizierten digitalen Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden digitalen Videosignals zu der ersten operationellen Schaltungseinrichtung.
Die Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor weist ferner eine Einrichtung auf zum Entfernen einer vorbestimmten Anzahl von niedrigwertigen Bit, die sich von einem niedrigstwertigen Bit aus erstrecken, aus jedem Datenwert des ersten und des zweiten pegelmodifizierten digitalen Videosignals, bevor die pegelmodifizierten digitalen Videosignale an die erste und die zweite Kappungsschaltungseinrichtung übertragen werden.
Darüber hinaus umfaßt eine solche Vorrichtung bevorzugt außerdem eine Filterschaltungseinrichtung zum Entfernen von niedrigfrequenten Komponenten des digitalen Eingangs-Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden gefilterten digitalen Eingangs-Videosignals zu der Multipliziereinrichtung mit wählbarem Faktor und zu der Spitzenwerterfassungs-Schaltungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines bekannten Beispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Vergleichsintervallen von Repräsentativpunkten der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Tabelle, die die Allokation von operationellen Ergebniswerten zu jeweiligen Adressen jeweiliger Speicherschaltungsabschnitte in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Vergleichsintervallen der Vorrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die interne Konfiguration einer operationellen Schaltung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zum Ableiten absoluter Differenzwerte zeigt;
Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die interne Konfiguration einer operationellen Schaltung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zum Ableiten von Speicherallokationsdaten zeigt;
die Fig. 8A und 8B sind Schaltungsdiagramme, die interne Konfigurationen von Speicherschaltungen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 zeigen;
Fig. 9 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung zeitlicher Beziehungen zwischen den Schaltungen gemäß der Fig. 6 und 7 zugeführten Eingangsdatenwerten;
Fig. 10 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen aufeinanderfolgenden Eingangsdatenwerten des digitalen Videosignals und jeweiligen Relativpositionen in den Vergleichsbereichen für jeweilige Repräsentativpunkte in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4;
Fig. 11 ist eine Tabelle, die die Allokation von operationellen Ergebniswerten zu jeweiligen Speicheradressen der Speicherschaltungsabschnitte in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zeigt;
Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungseinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 13 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Vergleichsbereichen für jeweilige Repräsentativpunkte in der Vorrichtung gemäß Fig. 12;
Fig. 14 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen aufeinanderfolgenden Eingangsdatenwerten des digitalen Videosignals und jeweiligen Relativpositionen in den Vergleichsbereichen für jeweilige Repräsentativpunkte in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12,
Fig. 15 ist ein teilweises Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welches eine Signalpegel-Steuerschaltung zeigt;
Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, welches ein erstes Beispiel der internen Konfiguration einer Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm, welches ein zweites Beispiel der internen Konfiguration einer Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 zeigt;
die Fig. 18A, 18B zeigen Beispiele von Eingangs/Ausgangs- Kennlinien zur Signalpegelsteuerung, die mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 erzielbar sind;
Fig. 19 ist ein teuweises Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welches eine Signalpegel-Steuerschaltung zeigt.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm gemäß Fig. 4 und Fig. 5, welches die Repräsentativpunktpositionen und die Vergleichsintervalle für dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht, beschrieben. In Fig. 4 bezeichnet 50 eine Quelle eines digitalen Videosignals, wie etwa eine Videokamera kleiner Bauf orm. Dieses digitale Videosignal wird einer Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 und einer operationellen Schaltung 55 zugeführt. Die Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 wird durch eine Speichersteuerschaltung 52 gesteuert, welche Adreßbit 40 und ein Lese/Schreib-Steuersignal 41 bereitstellt. Der Betrieb der Speichersteuerschal tung 52 basiert auf Ausgangssignalen 42, die von einer Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 53 zugeführt werden, welche die Positionen innerhalb jedem Feld des digitalen Eingangs-Videosignals, an welchen ein Satz von Repräsentativpunkten auftritt, bezeichnen.
Repräsentativpunkt-Information wird von der Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 53 auch - als Signale 30, 31 - einer operationellen Schaltung 61 zugeführt, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird.
Die operationelle Schaltung 55 arbeitet derart, daß aufeinanderfolgende Bildelementwerte des digitalen Eingangs- Videosignals mit Repräsentativpunktwerten (d.h. den Werten von jeweils den Repräsentativpunkten entsprechenden Bildelementen) des vorangehenden Halbbilds während jeweiliger Vergleichsintervalle verglichen werden. Die operationelle Schaltung 55 besteht aus einem ersten operationellen Schaltungsabschnitt 55a und einem zweiten operationellen Schaltungsabschnitt 55b, die parallel arbeiten. Ausgangsergebniswerte, die von diesen operationellen Schaltungen 55a, 55b erzeugt werden, werden als Signale 80, 81 an eine Wechselschalterschaltung 59 übermittelt.
Eine Speicherschaltung 63 wird durch einen ersten Speicherschaltungsabschnitt 63a und einen zweiten Speicherschaltungsabschnitt 63b gebildet, welche selektiv durch die Wechselschalterschaltung 59 als Signale 82, 83 übermittelte Sätze von operationellen Ergebniswerten von dem operationellen Schaltungsabschnitt 55a und dem operationellen Schaltungsabschnitt 55b empfangen. Was das vorstehend beschriebene Beispiel aus dem Stand der Technik anbelangt, beurteilt eine Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung 65 auf der Grundlage der Position einer Adresse innerhalb der Speicherschaltung 63, in der ein kleinster Wert kumulativer Daten gespeichert verblieben ist, eine Größe relativer Bewegung zwischen zwei aufeinanderfolgend auftretenden Halbbildern.
Die operationelle Schaltung 61 leitet jeweilige Relativpositionswerte entsprechend den durch die erste operationelle Schaltung 55 erzeugten operationellen Ergebniswerten ab und besteht aus einem ersten operationellen Schaltungsabschnitt 61a und einem zweiten operationellen Schaltungsabschnitt 61b, welche auf der Grundlage der durch die Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 53 zugeführten Signale 30, 31 und eines von einer Systemsteuerschaltung 67 zugeführten Signals 44, welches aufeinanderfolgende Positionsnummern der Bildelemente des digitalen Eingangs-Videosignals an gibt, arbeitet. Die Systemsteuerschaltung 67 erzeugt verschiedene Steuersignale 43, 44, 45, etc. zum Steuern des übergeordneten Betriebs der Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung auf der Grundlage von horizontal und vertikal synchronisierenden Signalen und einem Abtasttaktsignal, welche aus dem digitalen Eingangs-Videosignal extrahiert werden.
Signale 84, 85 zum Steuern des Betriebs der Wechselschalterschaltung 59 (d.h. zum Ermitteln desjenigen der Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b, an den jeder durch die operationellen Schaltungsabschnitte 55a, 55b erzeugte operationelle Ergebniswert übermittelt wird) werden wie nachstehend beschrieben durch die operationelle Schaltung 61 abgeleitet, zusammen mit einem Adreßsignal 86, welches jede Adresse innerhalb jedem der Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b, in welche operationelle Ergebniswerte kumulativ gespeichert werden, ermittelt.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel nur drei mit D0, D1 bzw. D2 bezeichnete Repräsentativpunkte verwendet, wie in Fig. 5 gezeigt, die in gleichen Abständen von 8 Bildelementpositionen innerhalb eines Horizontalzeilenintervalls jedes Halbbilds des digitalen Videosignals angeordnet sind. Wie gezeigt, erstreckt sich jedes der drei Vergleichsintervalle I0, I1 und I2, die jeweils D0, D1 und D2 entsprechen, über einen Bereich von 16 Bildelementpositionen. Die jeweiligen Werte relativer Abstände in Bezug auf DO innerhalb des Vergleichsintervalls I0 sind mit W00 bis W15 bezeichnet (wobei die Position W08 die Position des Repräsentativpunkts D0 ist), wobei die Position W00 einen relativen Abstand von -8 von dem Repräsentativpunkt D0 hat und die Position W15 einen relativen Abstandswert von +7 hat. Vergleichbar hierzu sind die 16 Positionen innerhalb des Vergleichsintervalls I1 mit W10 bis W115 bezeichnet, wobei W18 die Repräsentativpunktposition D1 ist, und die 16 Positionen innerhalb des Vergleichsintervalls 12 sind mit W20 bis W215 bezeichnet, wobei W28 die Repräsentativpunktposition D1 ist. Es wird ferner angenommen, daß die jeweiligen Positionen der Repräsentativpunkte D0, D1 und D2 entlang des Horizontalzeilenintervalls den Bildelementnummern 13, 21 und 29 innerhalb diesem Zeilenintervall entsprechen.
Fig. 6 zeigt die interne Konfiguration der operationellen Schaltung 55. Der operationelle Schaltungsabschnitt 55a besteht aus einem Subtrahierer 72 zum Ermitteln der Differenz zwischen jedem von aufeinanderfolgenden Werten des digitalen Eingangs-Videosignals (angelegt an den Eingangsanschluß 70) und Repräsentativpunktwerten aus dem vorangehenden Halbbild (angelegt an den Eingangsanschluß 69 der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51). Der Absolutwert jeder Differenz wird durch eine Absolutwert-Umwandlungsschaltung 74 ermittelt, und das Ergebnis wird (durch Entfernen der Bit höherer Wertigkeit) durch eine dipping- oder Kappungsschaltung 76 abgeschnitten. Der operationelle Schaltungsabschnitt 55b weist einen identischen Aufbau auf.
Die interne Konfiguration der operationellen Schaltung 61 ist in Fig. 7 gezeigt. Wie dargestellt, besteht der operationelle Schaltungsabschnitt 61a aus einem Subtrahierer 100 zum Ermitteln des Abstands bzw. der Differenz zwischen auf einanderfolgenden Positionsnummern von Bildelementen des digitalen Eingangs-Videosignals (von der Systemsteuerschaltung 67 an den Anschluß 79 gesendet) und Positionsnummern der Repräsentativpunkte (zugeführt von der Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 53), wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Das höchstwertige Bit MSB jedes Subtraktionsergebnisses wird durch eine Bitallokationsschaltung 101 abgetrennt und als ein Auswahlsteuersignal 84 der Wechselschalterschaltung 59 zugeführt. Die verbleibenden Bit niedriger Wertigkeit jedes Subtraktionsergebnisses werden als das vorstehend erwähnte Adreßsignal 86 der Speicherschaltung 63 zugeführt. Der operationelle Schaltungsabschnitt 61b hat einen identischen Aufbau, da jedoch die Schaltungen derart arbeiten, daß die Bit niedriger Wertigkeit jedes Ergebnisses, welches von dem operationellen Schaltungsabschnitt 61 ermittelt wird, identisch sein werden zu denjenigen eines beliebigen Ergebnisses, welches simultan von dem operationellen Schaltungsabschnitt 61b ermittelt wird (wie nachstehend beschrieben), ist es nur erforderlich, die Bit niedriger Wertigkeit von entweder dem operationellen Schaltungsabschnitt 61a oder dem operationellen Schaltungsabschnitt 61b als Adreßsignal für die Speicherschaltung 63 zu verwenden.
Fig. 9 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen den Datenwerten, die an die Eingangsanschlüsse 69, 69' und 78, 78' der operationellen Schaltung 55 und der operationellen Schaltung 61, gezeigt in Fig. 6 bzw. 7, geführt werden. Die Tabelle gemäß Fig. 10 zeigt die relativen Abstandswerte zwischen für jedes der Vergleichsintervalle I0, I1 und I2 ermittelten operationellen Ergebniswerten und den entsprechenden Repräsentativpunkten D 0, D1, D2 dieser Intervalle.
Fig. 8A zeigt ein Beispiel der internen Konfiguration der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51. Hier wird eine Speicherschaltung 51a durch Adreßsignale 40 und Lese/ Schreib-Signale 41, zugeführt von der Speichersteuerschaltung 52, gesteuert, und aus dem Speicher 51a ausgelesene Datenwerte werden jeder zweier Zwischenspeicher- oder Latchschaltungen Sib, 51c zugeführt, die jeweils durch von der Speichersteuerschaltung 52 zugeführte Zwischenspeicheroder Latchsignale L1, L2 gesteuert werden. Somit wird beispielsweise dann, wenn ein Repräsentativpunktwert aus dem vorangehenden Halbbild dem operationellen Schaltungsabschnitt 55a oder dem operationellen Schaltungsabschnitt 55b zugeführt werden muß, dieser Repräsentativpunktwert an einem geeigneten Punkt in dem geeigneten Horizontalzeilenintervall des aktuellen Halbbilds (für den Repräsentativpunkt D0 - wie in Fig. 9 gezeigt - beispielsweise bei der Bildelementnummer 5 im Fall des Vergleichsintervalls I0) aus der Speicherschaltung 51a ausgelesen und dann in der richtigen der Zwischenspeicherschaltungen 51b, 51c festgelegt, um danach während eines Vergleichsintervalis kontinuierlich dem entsprechenden der operationellen Schaltungsabschnitte 55a, 55b zugeführt zu werden.
Fig. 8B zeigt ein Beispiel einer internen Konfiguration für jeden der kumulativen Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b der Speicherschaltung 63. Wenn ein kumulativer Speichervor gang ausgeführt werden soll, werden die vorangehenden Inhalte einer Adresse aus einem Speicherabschnitt 63c ausgelesen und in einer durch ein Zwischenspeichersignal L3 gesteuerten Zwischenspeicherschaltung 63d festgelegt, um mittels eines Addierers 63e zu einem ankommenden operationel len Ergebniswert 82 addiert zu werden. Das Additionsergebnis wird dann in dieselbe Adresse des Speicherabschnitts 63c zurückgespeichert.
Die Gesamtfunktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie nachstehend. Während jedem Halbbild des digitalen Eingangs- Videosignals speichert die Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 jeweils Bildelementwerte für die Repräsentativpunkte D0, D1 und D2, und gibt jeden derselben während entsprechender Vergleichsintervalle I0, I1 und I2 in dem nachfolgenden Halbbild des Videosignals aus. Infolgedessen wird, wie in Fig. 9 gezeigt, mit der Ausgabe des Werts des aus dem vorangehenden Halbbild stammenden Repräsentativpunkts D0 aus der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 (an den Eingangsanschluß 69 des operationellen Schaltungsabschnitts 55A) in Übereinstimmung der Bildelementnummer 5 des Repräsentativpunkt-Horizontalzeilenintervalls des aktuellen Halbbilds begonnen, und die Ausgabe kontinuierlich bis zur Bildelementnummer 20 fortgesetzt. Auf vergleichbare Weise wird von der dreizehnten bis zur achtundzwanzigsten Bildelementposition dieses Horizontalzeilenintervalls der vorangehende Halbbildwert des Repräsentativpunkts D1 dem operationellen Schaltungsabschnitt 55B (Eingangsanschluß 69') zugeführt, und der vorangehende Halbbildwert des Repräsentativpunkts D2 wird von der einundzwanzigsten bis zur sechsunddreißigsten Bildelementposition dieses Horizontalzeilenintervalls dem operationellen Schaltungsabschnitt 55A (Eingangsanschluß 69) zugeführt. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende operationelle Ergebniswerte innerhalb jedes der Vergleichsintervalle I0, I1 und I2 aus der operationellen Schaltung 55 erhalten.
Synchron mit diesen Vorgängen werden durch die operationelle Schaltung 61 in Übereinstimmung mit jedem durch die operationelle Schaltung 55 generierten Ergebniswert entsprechende Werte relativen Abstands (in Bezug auf einen Repräsentativpunkt) innerhalb jedem der Vergleichsintervalle I0, I1 und I2 generiert. Um dies zu erreichen wird, wie in Fig. 9 dargestellt, die Position des Repräsentativpunkts D0 (d.h. 13) von der fünften bis zur zwanzigsten Bildelementposition des Repräsentativpunkt-Horizontalzeilenintervalls fest von der Repräsentativpunkt-Bezeichnungsschaltung 53 an den Eingangsanschluß 78 des operationellen Schaltungsabschnitts 61a geführt, während auf vergleichbare Art und Weise die Position des Repräsentativpunkts D1 (d.h. 21) von der dreizehnten bis zur achtundzwanzigsten Bildelementposition dieses Horizontalzeilenintervalls an den Eingangsanschluß 78' des operationellen Schaltungsabschnitts 61b geführt und die Position des Repräsentativpunkts D2 (d.h. 29) von der neunundzwanzigsten bis zur sechsunddreißigsten Bildelementposition dieses Horizontalzeilenintervalls an den Eingangsanschluß 78 des operationellen Schaltungsabschnitts 61a geführt wird.
Diese relativen Abstandswerte sind in der Tabelle gemäß Fig. 10 veranschaulicht. Bei dem fünften Bildelement der Repräsentativpunkt-Abtastzeile im aktuellen Halbbild beispielsweise, an der Position W00 mit einem relativen Abstand -8 von D0, erzeugt der Subtrahierer 100 des in Fig. 7 gezeigten operationellen Schaltungsabschnitts 61a den Binärwert 1000. Das höchstwertige Bit (MSB) dieses Werts (d.h. ein Bit mit dem Zustand "1") wird als Steuersignal 84 an die Wechselschalterschaltung 59 gemäß Fig. 4 angelegt. Infolgedessen wird der operationelle Ergebniswert, der durch den operationellen Schaltungsabschnitt 55a für die Position W00 generiert wird, an den Speicherschaltungsabschnitt 63a übermittelt. Darüber hinaus werden die verbleibenden niedrigerwertigen Bit 000 des Binärwerts 1000 der Speicherschaltung 63 als das Adreßsignal 86 zugeführt, so daß der operationelle Ergebniswert für die Position W00 in Adresse 000 des Speicherschaltungsabschnitts 63a gespeichert wird. Daraufhin wird an der dreizehnten Bildelementposition in diesem Zeilenintervall, da ein Ausgangszustand "1" als Steuersignal 85 von dem operationellen Schaltungsabschnitt 61b generiert und 000 erneut als die Adreßsignalbit 86 erzeugt wird, der operationelle Ergebniswert für die Position W10 innerhalb des Vergleichsintervalis I1, erzeugt von dem operationellen Schaltungsabschnitt 55b, kumulativ in der Adresse 000 des Speicherschaltungsabschnitts 63a gespeichert (d.h. der für W00 erhaltene, vorangehend gespeicherte Wert wird ausgelesen, zu dem für W10 erhaltenen Wert addiert, und das Ergebnis wird in die Adresse 000 des Speicherschaltungsabschnitts 63a zurückgespeichert). Auf vergleichbare Weise wird bei dem Zeitpunkt für das einundzwanzigste Bildelement der durch den operationellen Schaltungsabschnitt 55a für die Position W20 in dem Vergleichsintervall 12 generierte operationelle Ergebniswert kumulativ in dieser Adresse 000 des Speicherschaltungsabschnitts 63a ge speichert.
Es ist somit ersichtlich, daß die Vorrichtung jeden der drei operationellen Ergebniswerte, die für jede der 16 Vergleichsintervallpositionen ermittelt werden, kumulativ in jeweiligen Adressen (8 Adressen in jedem der Speicherabschnittr 63a und 63b) speichern wird. Die Allokation von kumulativ gespeicherten Ergebniswerten (gekennzeichnet durch ihre jeweils entsprechenden Positionen W00, W01 etc. in den Vergleichsintervallen) in die 16 Adressen der Speicherschaltung 63 ist in Fig. 11 veranschaulicht, in der die 8 Speicheradressen in jedem der Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b von 0 bis 7 numeriert sind. Daher sind die Speichersteueroperationen, die für eine solche Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung benötigt werden, extrem einfach. Falls der einem operationellen Ergebniswert entsprechende relative Abstandswert negativ ist (50 daß das höchstwertige Bit, MSB, dieses Abstands - ausgedrückt als Binärzahl - 1 ist), dann wird dieser operationelle Ergebniswert kumulativ in eine Adresse des Speicherschaltungsabschnitts 63a, die durch die verbleibenden niedrigwertigen Bit dieses binären relativen Abstandswerts angegeben wird, geschrieben. Falls der relative Abstandswert positiv oder null ist (so daß das MSB 0 ist), dann wird der operationelle Ergebniswert kumulativ in eine Adresse des Speicherschaltungsabschnitts 63b, die durch die niedrigerwertigen Bit des relativen Abstandswerts angegeben wird, geschrieben. Da nach- bzw. aufeinanderfolgende operationelle Ergebniswerte innerhalb jedem der Vergleichsintervalle I0, I1, I2 abgeleitet werden, werden die Adreßwerte, welchen diese Ergebnisse zugewiesen werden, auf kontinuierliche Art und Weise aufeinanderfolgend ansteigen.
Außerdem werden dann, wenn zwei operationelle Ergebniswerte parallel für zwei verschiedene Vergleichsintervalle ermittelt werden, diese in identisch numerierte Speicheradressen geschrieben, wobei eine Adresse in dem Speicherschaltungsabschnitt 63a und die andere in dem Speicherschaltungsabschnitt 63b liegt.
An einem bestimmten Punkt, nachdem die kumulative Speicherung für alle repräsentativen Punkte des aktuellen Halbbilds ausgeführt wurde, erfaßt die Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltung 65 diejenige der Adressen in der Speicherschaltung 63, die den kleinsten aller kumulativen Ergebniswerte enthält, und ermittelt dabei die Richtung und die Größe einer jeglichen relativen Bildbewegung (in horizontaler Richtung) zwischen aufeinanderfolgenden Halbbildern. Falls beispielsweise der kleinste Wert in der Adresse 0 des Speicherschaltungsabschnitts 63a gespeichert verbleibt, so zeigt dies an, daß die Bewegungsgröße bzw. der Betrag der Bewegung 0 war.
Es ist daher ersichtlich, daß das vorstehende Ausführungsbeispiel vollkommen die bei der wie vorstehend beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 1 auftretenden Probleme der Schwierigkeit der Adreßsteuerung für die Speicherschaltung, die zu Zwecken der Bewegungsgrößenerfassung verwendet wird, überwindet.
Es ist natürlich ebenfalls erforderlich, eine Einrichtung bereitzustellen, die an einem bestimmten Punkt vor dem Beginn eines neuen kumulativen Speichervorgangs die Inhalte aller der Adressen der Speicherschaltung 63 auf Null zurücksetzt; aus Gründen der Kürze der Beschreibung wurde die Einrichtung zur Ausführung desselben im Vorstehenden jedoch weggelassen.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde für den Fall beschrieben, in dem nur drei Repräsentativpunkte verwendet werden. Es ist jedoch offenbar, daß ohne Änderung der oben beschriebenen, grundlegenden Funktionsweise und mit erforderlichen, lediglich geringfügigen Änderungen, wie beispielsweise einer Erhöhung der Anzahl von in der Speicherschaltung 63 verfügbaren Adressen, eine größere Anzahl von Repräsentativpunkten verwendet werden kann. Darüber hinaus ist eine solche Vorrichtung allgemein zur Bewegungsvektorerfassung einsetzbar, obwohl das Ausführungsbeispiel für den Fall einer eindimensionalen Bewegungsgrößenerfassung beschrieben wurde. In diesem Fall würden innerhalb jedem Halbbild Repräsentativpunkte in regelmäßigen Abständen sowohl in der vertikalen Richtung als auch in der horizontalen Richtung zugewiesen. Mit der Ausnahme des Messens von Abständen in der vertikalen Richtung in Einheiten von Horizontalzeilenintervallen und nicht in Einheiten von Bildelementen (d.h. digitalen Abtastwerten) würde eine Bewegungsgrößenerfassung in der vertikalen Richtung identisch zu der vorstehend für die horizontale Richtung beschriebenen sein.
Obwohl das Ausführungsbeispiel weiter für den Fall beschrieben wurde, in dem nur zwei Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b für die Speicherschaltung 63 verwendet werden, kann, falls eine größere Anzahl von Repräsentativpunkten mit in der Relation kleineren Größen für die Vergleichsintervalle entlang der horizontalen Richtung verwendet wird, zu bevorzugen sein, die Speicherschaltung 63 in eine größere Anzahl von Speicherschaltungsabschnitten zu unterteilen. In diesem Fall würde eine Vielzahl von Bit hoher Wertigkeit jedes relativen Abstandswerts (einschließlich des MSB) dazu verwendet, den bestimmten Speicherabschnitt zu ermitteln, dem jeder operationelle Ergebniswert zugewiesen werden muß. Falls beispielsweise die Speicherschaltung 63 in vier Speicherabschnitte unterteilt ist, dann wird das MSB und das nächst niedrigere Bit jedes relativen Abstandswerts der Wechselschalterschaltung 59 zugeführt, welche so konfiguriert ist, daß sie durch Ermitteln einer entsprechenden Speicherabschnittsallokation für jeden operationellen Ergebniswert jeder der vier möglichen Kombinationen von Zuständen dieser Bit entspricht. Was das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel anbelangt, würde die Adresse, in welche jeder operationelle Ergebniswert kumulativ gespeichert wird, durch die verbleibenden Bit niedriger Wertigkeit des entsprechenden relativen Abstandswerts bestimmt. Es ist klar, daß in einem solchen Fall die vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorteile der Einfachheit der Speicherschaltungssteuerung erhalten bleiben würden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel nur hinsichtlich des Verfahrens des Ableitens von Steuersignalen zum Steuern der Wechselschalterschaltung 59 zum Allokieren jeweiliger operationeller Ergebniswerte in die Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b, so daß nachstehend nur die zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel bestehenden Unterschiede beschrieben werden. In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden relative Abstandswerte innerhalb jedem Vergleichsintervall als negative oder positive Zahlen ermittelt, so daß das MSB jedes als Binärzahl ausgedrückten, relativen Abstandswerts bei der Auswahl des Speicherschaltungsabschnitts, in den der entsprechende operationelle Ergebniswert allokiert wird, verwendet werden kann. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 jedoch werden die relativen Abstandswerte innerhalb jedem Vergleichsintervall in Form von ausschließlich positiven Zahlen aus dem Bereich von 0 bis 15 ermittelt, wie in dem Diagramm gemäß Fig. 13, welches die jeweiligen Vergleichsintervalle I0, I1, I2 für die drei Repräsentativpunkte D0, D1, D2 dieses Ausführungsbeispiels veranschaulicht, und in der Tabelle gemäß Fig. 13 dargestellt. Wie in Fig. 12 gezeigt, werden die Ausgangssignale 84, 85 aus den operationellen Speicherabschnitten 61a, 61b jeweiligen Teilerschaltungen 91, 92 zugeführt, in welchen jeder dorthin zugeführte relative Abstandswert durch eine feste Ganzzahl dividiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die feste Ganzzahl 8. Nur das Bit, welches in dem aus einem Divisionsvorgang durch jede Teilerschaltung 91 oder 92 resultierenden Quotientenwert unmittelbar links von der Dezimalpunktposition erscheint, wird ausgegeben. Infolgedessen wird, wie in Fig. 14 gezeigt, für jeden relativen Abstandswert im Bereich zwischen 0 und 7 das entsprechende, von einem Teiler erzeugte Ausgangsbit zu null. Für jeden relativen Abstandswert im Bereich zwischen 8 und 15 wird das entsprechende, von einem Teiler erzeugte Ausgangsbit zu 1.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung angenommen wurde, daß Teiler verwendet werden, ist ersichtlich, daß es dann, wenn jeder relative Positionswert als eine fünfbittige Binärzahl ausgedrückt wird, in Wirklichkeit nur erforderlich ist, das MSB dieser Zahl zu extrahieren, um die jeweiligen, in der Tabelle gemäß Fig. 14 gezeigten "Divisionsergebnisbit" zu erhalten.
Es wird daher offenbar, daß die Wechselschalterschaltung 59 gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die durch die Teiler 91, 92 gemäß diesem Ausführungsbeispiel erzeugten Ausgangsbitsignale auf dieselbe Art und Weise gesteuert werden kann, in der die Wechselschalterschaltung 59 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung den MSB-Bit- Zuständen relativer Abstandswerte gesteuert wird. Genauer ausgedrückt wird in Abhängigkeit von dem Divisionsbitzustand, der für den jedem operationellen Ergebniswert entsprechenden relativen Abstandswert erhalten wird, dieser operationelle Ergebniswert kumulativ in einer Adresse entweder des Speicherschaltungsabschnitts 63a oder 63b gespeichert.
Was das erste Ausführungsbeispiel anbelangt, wird die Adresse, in der jeder operationelle Ergebniswert gespeichert wird, durch die drei Bit niedriger Wertigkeit (ausgehend von dem niedrigstwertigen Bit, LSB) des entsprechenden relativen Abstandswerts bestimmt. Es ist klar, daß, was das erste Ausführungsbeispiel anbelangt, die Adreßwerte, die der Speicherschaltung 63 zugewiesen werden, für aufeinanderfolgend nebeneinanderliegende Bildelemente des Repräsentativpunkt-Horizontalzeilenintervalls auf eine kontinuierlich aufeinanderfolgende Art und Weise ansteigen, und daß dann, wenn zwei relative Abstandswerte parallel innerhalb zweier unterschiedlicher Vergleichsintervalle generiert werden, die beiden erhaltenen Ergebniswerte derselben Adresse in dem jeweiligen der beiden Speicherschaltungsabschnitte 63a, 63b zugewiesen werden. Demzufolge werden die Vorteile der Einfachheit der Speichersteuerung, wie sie durch das erste Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden, auch durch das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung bereitgestellt.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf das Teilblockdiagramm gemäß Fig. 15 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel kann als eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 oder des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12 betrachtet werden, jedoch mit der Hinzufügung einer Signalpegelsteuerschaltung, die zwischen die Digital-Videosignal-Quelle 50, die Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 und die operationelle Schaltung 55 eingefügt ist zum Steuern des Signalpegels der Repräsentativpunktwerte, die aus dem digitalen Eingangs-Videosignal ermittelt werden. Die Signalpegelsteuerschaltung besteht aus einer Filterschaltung 122, einer Spitzenwert-Erfassungsschaltung 128, einer Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 und einer Zwischenspeicherschaltung 132, sowie einer ersten und einer zweiten Kappungsschaltung 134 bzw. 140. Steuersignale zum Steuern des gesamten Betriebs der Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung werden von einer Systemsteuerschaltung 130 zugeführt, welche die Funktionen der Systemsteuerschaltung 67 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 hat, während sie zusätzliche Signale erzeugt, die von der Signalpegelsteuerschaltung benötigt werden, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Funktionsweise ist wie folgt. Das digitale Eingangs- Videosignal, welches als digitales 8-Bit Signal vorliegend, d.h. aus aufeinanderfolgenden digitalen 8-Bit-Abtast(Bildelement)werten bestehend, angenommen wird, wird durch eine Hochpaß-Filterschaltung 122, welche niedrigfrequente Komponenten des digitalen Eingangssignals entfernt, übertragen, und das Ergebnis wird in ein 10-Bit-Signal konvertiert. Das heißt, zwei Bit mit dem Zustand Null werden im Fall jedes positiven Abtastwerts oberhalb des MSB eingefügt, während zwei Bit mit dem Zustand 1 im Fall jedes negativen Abtastwerts oberhalb des MSB eingefügt werden (unter der Annahme, daß eine Binärdarstellung im Zweierkomplement verwendet wird, wobei das MSB als das Vorzeichenbit dient). Das somit aus der Filterschaltung 122 erhaltene Ausgangssignal wird der Spitzenwert-Erfassungsschaltung 128 und auch der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 zugeführt. Spitzenwerte dieses Signals werden durch die Spitzenwert-Erfassungsschaltung 128 erfaßt und die Erfassungsergebnisse der Systemsteuerschaltung 130 zugeführt. Auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse erzeugt die Systemsteuerschaltung 130 ein Signal zum Spezifizieren eines Multiplikationsfaktorwerts, mit dem die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 das gefilterte Videosignal, welches dieser aktuell von der Filterschaltung 122 zugeführt wird, multiplizieren soll. Im einzelnen wird während dem ersten Teil des aktuellen Halbbilds des digitalen Videosignals (der ersten Repräsentativpunktposition in dem Halbbild vorangehend) ein Spitzensignalpegelwert, der durch die Spitzenwert-Erfassungsschaltung 128 während diesem Teil des Halbbilds erfaßt wird, der Systemsteuerschaltung 130 zugeführt. In Antwort hierauf erzeugt die Systemsteuerschaltung 130 einen Multiplikationsfaktor-Auswahlsteuerwert 142, der einen Multiplikationsfaktorwert angibt, mit welchem die Multiplizierschaltung mit wählbarern Faktor 124 das dieser zugeführte gefilterte Eingangs-Videosignal während dem verbleibenden Teil des aktuellen Halbbilds beaufschlagen wird. Darüber hinaus wird der Multiplikationsfaktor-Auswahlsteuerwert 142, der durch die Systemsteuerschaltung 130 im aktuellen Halbbild generiert wird, in die Zwischenspeicherschaltung 132 geleitet, während die Zwischenspeicherschaltung 132 (während des aktuellen Halbbilds) den mit 142' bezeichneten Multiplikationsfaktor-Auswahlsteuerwert ausgibt, der in diesen in dem vorangehenden Halbbild eingegeben wur de.
Das gefilterte digitale Videosignal wird, nachdem es mit dem Multiplikationsfaktor, der durch den Multiplikationsfaktor-Auswahlsteuerwert 142 des aktuellen Halbbilds bestimmt wird, multipliziert wurde, durch die Kappungsschal tung 134 an die Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 ausgegeben. Darüber hinaus wird das gefilterte digitale Videosignal, nachdem es mit dem Multiplikationsfaktor, der durch den Multiplikationsfaktor-Auswahlsteuerwert 142' des vorangehenden Halbbilds multipliziert wurde, durch die Kappungsschaltung 140 an die operationelle Schaltung 55 ausgegeben, um jedem der operationellen Schaltungsabschnitte 55a, 55b zugeführt zu werden. Die durch die der operationellen Schaltung 55 nachfolgenden Schaltungsblöcke ausgeführten Betriebsabläufe der Vorrichtung sind identisch zu denjenigen, die vorstehend für das erste oder das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, so daß die Beschreibung dieser Vorgänge weggelassen wird.
Fig. 16 ist ein Schaltungsdiagramm, welches die interne Konfiguration eines ersten Beispiels der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt&sub5; Diese besteht aus einer Faktor 2- Multiplizierschaltung 124c, einer Faktor 4-Multiplizierschaltung 124e, einem Addierer 124d, einer ersten Auswahlschaltung 124a und einer zweiten Auswahlschaltung 124b. Jede der Auswahlschaltungen 124a und 124b hat vier Eingänge. Im Fall der Auswahlschaltung 124a wird einer dieser Eingänge in Übereinstimmung mit dem Zustand des durch die Systemsteuerschaltung 130 zugeführten Auswahlsteuerwerts 142 für das aktuelle Halbbild ausgewählt. Im Fall der Auswahlschaltung 124b wird einer der vier Eingänge in Übereinstimmung dem von der Zwischenspeicherschaltung 132 zugeführten Zustand des Auswahlsteuerwerts 142' für das aktuelle Halbbild ausgewählt. Das gefilterte Videosignal aus der Filterschaltung 122 wird direkt zu jedem eines ersten von Eingängen der Auswahlschaltungen 124a, 124b übertragen, wird nach Multiplikation mit dem Faktor 2 an einen zweiten Eingang jeder dieser Auswahlschaltungen 124a, 124b übertragen, nach (effektiver) Multiplikation mit 3 (aus dem Addierer 124d) an einen dritten Eingang jeder der Auswahlschaltungen 124a, 124b übertragen, und nach Multiplikation mit dem Faktor 4 an einen vierten Eingang jeder der Auswahlschaltungen 124a, 124b übertragen.
Die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 kann beispielsweise so konfiguriert werden, daß jede der Auswahlschaltungen 124a, 124b auf einen Auswahlwert (142 oder 142') antwortet, der einen Spitzensignalpegel anzeigt, wel cher im Bereich von 50% bis 100% des maximalen Videosignalpegels liegt, indem das Videosignal ausgewählt wird, welches mit dem Faktor 1 multipliziert wurde, während dann, wenn der Spitzenpegel im Bereich zwischen 33% und 35% des maximalen Videosignalpegeis liegt, der Multiplikationsfaktor 2 ausgewählt wird, wenn der Spitzenpegel im Bereich zwischen 25% und 33% des maximalen Videosignalpegels liegt, der Multiplikationsfaktor 3 ausgewählt wird, und wenn der Spitzenpegel kleiner ist als 25% des maximalen Videosignalpegels liegt, der Multiplikationsfaktor 4 ausgewählt wird. Diese Bereiche sind jedoch lediglich beispielhaft angegeben.
Die beiden Bit niedrigster Wertigkeit der durch die Auswahlschaltungen 124a und 124b erzeugten Ausgangssignale werden entfernt, und die resultierenden 8-Bit-Signale werden an die Kappungsschaltungen 134 bzw. 140 übermittelt. Falls erfaßt wurde, daß die Videosignal-Amplitude in dem Bereich liegt, in dem ein Multiplikationsfaktor 1 anzuwenden ist, so wird dieser Bitentfernungsvorgang in einer Beseitigung von Information enthaltenden Bit niedriger Bedeutung resultieren. Da jedoch diese Bit niedriger Wertigkeit wesentliche Anteile an Rauschkomponenten enthalten und die Bit höherer Wertigkeit, die von der Auswahlschaltung 124a oder 124b ausgegeben werden, eine ausreichende Menge an Information enthalten, hat, da der Videosignalpegel hoch ist, die Beseitigung dieser Bit keine signifikante Auswirkung. Falls demgegenüber erfaßt wurde, daß die Videosignalamplitude in dem Bereich liegt, für den von der Multipliziereinrichtung mit wählbarem Faktor ein Multiplikationsfaktor von 4 angewandt wird, wird natürlich die Beseitigung der beiden Bit niedriger Wertigkeit jedes aus einem solchen Multiplikationsvorgang erhaltenen Ergebnisses nicht in einer irgendwie gelagerten Beseitigung von Information resultieren, d.h. die beiden Bit niedriger Wertigkeit des Ausgangssignals aus der Auswahischaltung 124a oder 124b werden keine wirkliche Information aus dem originalen Videosignal enthalten. Daher wird die Entfernung der beiden Bit niedriger Wertigkeit aus diesem Ausgangssignal der Auswahlschaltung 124a oder 124b keine nachteilige Wirkung entfalten.
Die Kappungsschaltungen 134, 140 arbeiten so, daß der Absolutwert jedes der ihnen zugeführten Eingangssignale begrenzt wird. Fig. 18A zeigt ein Beispiel der jeweiligen Eingangs/Ausgangs-Kennlinien, die für die Ausgänge von jeder der Kappungsschaltungen 134, 140 in Bezug auf den Eingangssignalpegel erhalten werden, der der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 zugeführt wird, in Übereinstimmung jedem der Multiplikationsfaktoren, die gewählt werden können. In Fig. 18 wird angenommen, daß der Kappungsvorgang dazu dient, den maximalen Ausgangssignalpegel jeder Kappungsschaltung auf 50% des maximalen Eingangssignalpegel zu reduzieren. Als Folge dieses Kappungsvorgangs kann jedes der jeweiligen Ausgangssignale der Kappungsschaltungen 134, 140 durch eine kleinere Anzahl von Bit ausgedrückt werden als notwendig ist, um die entsprechenden Ausgangssignale der Auswahlschaltungen 124a und 124b auszudrücken. Daher kann der Schaltungssmaßstab der verschiedenen Abschnitte der Vorrichtung, die auf die Kappungsabschnitte 134, 140 folgen, wie etwa die operationelle Schaltung 55, die Repräsentativpunktschaltung 51 etc. wesentlich kleiner ausfallen als erforderlich wäre, wenn jeder Datenwert durch dieselbe Anzahl von Bit wie in dem durch die Digital-Videosignal-Quelle 50 zugeführten digitalen Eingangs-Videosignal ausgedrückt wird. Infolge der Signalpegelsteuerung jedoch, die durch die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 und die Kappungsschaltungen 134, 140 bereitgestellt wird, besteht im Vergleich mit einem einfachen Verfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem nur die Entfernung von Bit höherer Wertigkeit aus dem digitalen Eingangs-Videosignal durchgeführt wird, eine viel kleinere Gefahr, daß Fehler aufgrund der Wirkungen eines Überlaufs auf die durch die Kappungsschaltungen 134, 140 erzeugten Ausgangswerte auftreten.
Die Beseitigung der beiden Bit niedriger Wertigkeit aus jedem der Ausgangssignale der Auswahlschaltungen 124a, 124b kann einfach dadurch erreicht werden, daß Verbindungen zu den entsprechenden Ausgangsanschlüssen dieser Auswahischaltungen 124a, 124b unterbleiben.
Darüber hinaus kann jede der Faktormultiplizierschaltungen 124c, 124e, die in Fig. 16 gezeigt sind, dadurch implementiert werden, daß geeignete Bitverschiebevorgänge ausgeführt werden, wie im Stand der Technik gut bekannt ist, so daß echte Multiplikationsvorgänge nicht erforderlich sind.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal aus der Kappungsschaltung 134 (d.h. bestehend aus gekappten Videosignalwerten, die mit einem Multiplikationsfaktor multiplizert wurden, der auf der Grundlage einer Erfassung von Spitzensignalwerten in dem aktuellen Halbbild des digitalen Eingangs-Videosignals ermittelt wurde) der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 zugeführt, um dort die Repräsentativpunktwerte für das aktuelle Halbbild zu speichern, welches, wie vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 beschrieben, während des nachfolgenden Halbbilds ausgegeben werden soll. Das Ausgangssignal aus der Kappungsschaltung 140 ((d.h., bestehend aus gekappten Videosignalwerten, die mit einem Multiplikationsfaktor multipliziert wurden, der auf der Grundlage einer Erfassung von Spitzensignalwerten in dem vorangehenden Halbbild des digitalen Eingangs-Videosignal ermittelt wurde) wird jeweiligen Eingängen der operationellen Schaltung 55 zugeführt, um mit den Repräsentativpunktwerten des vorangehenden Halbbilds verglichen zu werden. Demzufolge wird jedes Paar von Werten, die zusammen dem operationellen Schaltungsabschnitt 55a oder dem operationellen Schaltungsabschnitt 55b eingegeben werden, auf identische Art und Weise durch die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 verarbeitet worden sein, so daß infolge der Multiplikationsoperationen der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 kein Fehler in den durch die operationelle Schaltung 55 ausgeführten Vergleichsoperationen auftreten wird.
Alternativ ist es möglich, die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 so zu konfigurieren, daß Multiplikationsfaktoren bereitgestellt werden, die nichtlinear variieren. Ein Beispiel resultierender Eingangs/Ausgangs-Kennlinien ist in Fig. 18B gezeigt, wobei nur die Kennlinie für zwei Multiplikationsfaktoren (d.h. 1 und 2) gezeigt ist. In diesem Fall variiert die Kennlinie für den Multiplikationsfaktor 2 nichtlinear derart, daß ein Kappen der Ausgangssignale der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124 nicht erforderlich ist, d.h., die Kappungsschaltungen 140 können in einem solchen Fall weggelassen werden, so daß der Schaltungsmaßstab verringert werden kann.
Ebenfall wäre möglich, eine kleinere Anzahl von Multiplikationsfaktoren zu verwenden als bei der Schaltung gemäß Fig. 16. Fig. 17 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124A verwendet wird, was ermöglicht, daß nur die Multiplikationsfaktoren 1, 2 und 4 ausgewählt werden. In diesem Fall kann der Addierer 124d gemäß Fig. 16 weggelassen werden, um den erforderlichen Schaltungsmaßstab zu verringern.
Fig. 19 ist ein partielles Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels einer Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß vorstehender Fig. 15 nur dadurch, daß die Zwischenspeicherschaltung 132 gemäß Fig. 15 weggelassen ist, und daß die Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124' gemäß diesem Ausführungsbeispiel die in Fig. 16 gezeigte Auswahlschaltung 124b nicht beinhaltet. Alternativ kann die Multiplizierschaltung 124' gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie in Fig. 17 gezeigt ausgebildet werden, wobei jedoch die Auswahlschaltung 124b weggelassen wird.
Gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel besteht dann, wenn eine Änderung in den Spitzensignalpegelwerten, die durch die Spitzenwerterfassungsschaltung 128 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern erfaßt werden, vorliegt, eine Möglichkeit, daß die Repräsentativpunktwerte, die von der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung 51 während des aktuellen Halbbilds ausgegeben werden, mit einem anderen Multiplikationsfaktor multipliziert wurden als die Repräsentativpunktwerte, die von der Kappungsschaltung 134 während des aktuellen Halbbilds ausgegeben werden. In einem solchen Fall können daher von der operationellen Schaltung 55 fehlerhafte Resultate erhalten werden. Falls dies jedoch ein signif ikantes Problem darstellt, so kann dies dadurch überwunden werden, daß eine Schaltung bereitgestellt wird zum Erfassen des Auftretens einer exzessiven Änderungsgröße in den Werten erfaßter Spitzenpegelwerte aus der Spitzenwerterfassungsschaltung 128 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern und zum Veranlassen, daß die aus der operationellen Schaltung 55 erhaltenen Vergleichsergebnisse in einem solchen Fall verworfen werden. Dadurch kann ein aus dem Betrieb der Multiplizierschaltung mit wählbarem Faktor 124' resultierender, fehlerhafter Betrieb vermieden werden.

Claims

1. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung zur Einwirkung auf aufeinanderfolgende Bildelementwerte eines digitalen Eingangs-Videosignals (46) zur Erfassung von Größen relativer Bewegung zwischen Bildinhalten sequentiell auftretender Halbbilder des Videosignals (46), umfassend:

eine Repräsentativpunkt -Bezeichnungseinrichtung (53, 52) zum Bezeichnen jeweiliger Positionen einer Vielzahl von Repräsentativpunkten (D0, D1, D2) innerhalb jedes Felds des digitalen Videosignals (46);

eine erste Speicherschaltung (51), die durch die Repräsentativpunkt-Bezeichnungseinrichtung (53, 52) gesteuert wird, zum Wirken während einem gegenwärtigen Halbbild des digitalen Videosignals (46) dahingehend, daß jeweilige Bildelementwerte der Repräsentativpunkte (D0, D1, D2) des gegenwärtigen Halbbilds gespeichert werden, während jeder Repräsentativpunktwert (47) eines vorangehenden Halbbilds während eines entsprechenden Vergleichsintervalls (I0, I1, I2) ausgegeben wird, wobei sich das Vergleichsintervall (I0, I1, I2) vor und nach dem entsprechenden Repräsentativpunkt (D0, D1, D2) erstreckt;

eine erste operationelle Schaltungseinrichtung (55, 55a, 55b) , die während jedem der Vergleichsintervalle (I0, I1, I2) arbeitet zum Vergleichen aufeinanderfolgender Bildelementwerte des digitalen Eingangs- Videosignals (46) mit den vorangehenden Halbbild- Repräsentativpunktwerten (47), die von der ersten Speicherschaltung (51) ausgegeben werden, entsprechend jedem Vergleichsintervall (I0, I1, I2) zum Ermitteln jeweiliger Sätze von operationellen Ergebniswerten (80, 81) in jedem der Vergleichsintervalle (I0, I1, I2);

gekennzeichnet durch

eine zweite operationelle Schaltungseinrichtung (61, 61a, 61b) zum Ableiten eines entsprechenden Satzes von relativen Abstandswerten für jeden der Sätze von operationellen Ergebniswerten (80, 81), wobei jeder relative Abstandswert eine Binärzahl ist, die einen relativen Abstand zwischen dem Bildelement entsprechend dem Ergebniswert und dem entsprechenden Repräsentativpunkt (D0, D1, D2) repräsentiert;

eine zweite Speicherschaltung (63, 63a, 63b), die aus einer Vielzahl von Speicherschaltungsabschnitten (63a, 63b) besteht, deren jeder eine identische Anzahl von Adressen aufweist und deren jeder so arbeitet, daß aufeinanderfolgende operationelle Ergebniswerte (82, 83) , die diesen in entsprechenden Adressen zugeführt werden, kumulativ gespeichert werden, wobei jede Adresse zum Speichern eines Ergebniswerts durch einen festen Satz von niedrigwertigen Bit (86) des relativen Abstandswerts entsprechend dem Ergebniswert bezeichnet wird;

eine Auswahlschaltungseinrichtung (59) zum Übertragen jedes der operationellen Ergebniswerte (82, 83) in einen der Vielzahl von Speicherabschnitten (63a, 63b), der in Übereinstimmung mit einer Kombination von Zuständen eines Satzes von hochwertigen Bit (84, 85) des entsprechenden relativen Abstandswerts ausgewählt wird, wobei der Satz die verbleibenden Bit umfaßt, die nicht in dem festen Satz niedrigwertiger Bit (86) enthalten sind, und aus zumindest dem höchstwertigen Bit des entsprechenden relativen Abstandswert besteht; und

eine Bewegungsgrößen-Erfassungsschaltungseinrichtung (65) zum periodischen Ableiten einer Größe relativer Bildbewegung auf der Grundlage von kumulativen gespeicherten Werten, die in den Speicherschaltungsabschnitten (63a, 63b) für den operationellen Ergebniswert enthalten sind.

2. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Teilereinrichtung (91, 92) bereitgestellt ist zum Teilen jedes Werts in jedem der Sätze (84, 85) von relativen Abstandswerten durch eine vorbestimmte Ganzzahl, um jeweilige Divisionsquotientenwerte zu erhalten; und

die Auswahlschaltungseinrichtung (59) jeden der operationellen Ergebniswerte in einen in Übereinstimmung mit einem entsprechenden der Divisionsquotientenwerte ausgewählten der Vielzahl der Speicherschaltungsabschnitte (63a, 63b) überträgt.

3. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der durch die erste operationelle Schaltungseinrichtung (55, 55a, 55b) erzeugten operationellen Ergebniswerte (80, 81) auf der Grundlage einer Größe einer absoluten Differenz zwischen einem Bildelementwert des gegenwärtigen Halbbilds und einem Repräsentativpunkt-Bildelementwert des vorangehenden Halbbilds abgeleitet wird.

4. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

eine Signalpegelsteuerschaltung zum Steuern des Pegels des digitalen Eingangs-Videosignals (46), wobei die Signalpegelsteuerschaltung aufweist:

eine Spitzenwerterfassungsschaltungseinrichtung (128, 130) zum Erfassen von Spitzenpegelwerten des Eingangs-Videosignals (46) und zum Erzeugen von Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142), die sich in Übereinstimmung mit den Spitzenpegelwerten ändern;

eine Zwischenspeichereinrichtung (132) zum vorübergehenden Halten der Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142) und zum Ausgeben von verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142'), die in dem vorangehenden Halbbild erzeugt wurden, in einem gegenwärtigen Halbbild des digitalen Eingangs-Videosignals (46);

eine Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor (124), die eine erste Multiplikationsfaktor- Auswahlschaltungseinrichtung (124a) aufweist, die auf die Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142) aus der Spitzenwerterfassungsschaltungseinrichtung (128, 130) anspricht zum Multiplizieren des digitalen Eingangs-Videosignals (46) mit einem Faktor, der in Übereinstimmung mit den Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142) festgelegt wird, um ein erstes pegelmodifiziertes digitales Videosignal zu erzeugen, und die eine zweite Multiplikationsfaktor-Auswahlschaltungseinrichtung (124b) aufweist, die auf die verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142') aus der Zwischenspeicherschaltungseinrichtung (132) anspricht zum Multiplizieren des digitalen Eingangs-Videosignals (46) mit einem Faktor, der in Übereinstimmung mit den verzögerten Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142') vorbestimmt ist, um ein zweites pegelmodifiziertes digitales Videosignal zu erzeugen;

eine Kappungsschaltungseinrichtung (134) zum Durchführen einer Begrenzung von absoluten Werten des ersten pegelmodifizierten digitalen Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden digitalen Videosignals zu der jeweiligen Repräsentativpunkt-Speicherschaltung (51); und

eine zweite Kappungsschaltungseinrichtung (140) zum Durchführen einer Begrenzung von absoluten Werten des zweiten pegelmodifizierten digitalen Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden digitalen Videosignals zu der ersten operationellen Schaltungseinrichtung (55, 55a, 55b)

5. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor (124) ferner eine Einrichtung aufweist zum Entfernen einer vorbestimmten Anzahl von niedrigwertigen Bit, die sich von einem niedrigstwertigen Bit aus erstrecken, aus jedem Datenwert des ersten und des zweiten pegelmodifizierten digitalen Videosignals, bevor die pegelmodifizierten digitalen Videosignale an die erste und die zweite Kappungsschaltungseinrichtung (134, 140) übertragen werden.

6. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

eine Filterschaltungseinrichtung (122) zum Entfernen von niedrigf requenten Komponenten des digitalen Eingangs-Videosignals (46) und zum Zuführen eines resultierenden gefilterten digitalen Eingangs-Videosignals zu der Multipliziereinrichtung mit wählbarem Faktor (124) und zu der Spitzenwerterfassungs-Schaltungseinrichtung (128, 130).

7. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

eine Signalpegelsteuerschaltung zum Steuern des Signalpegels des digitalen Eingangs-Videosignals (46), wobei die Signalpegelsteuerschaltung aufweist:

eine Spitzenwerterfassungs-Schaltungseinrichtung (128, 130) zum Erfassen yon Spitzenpegelwerten des Eingangs-Videosignals (46) und zum Erzeugen von Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142), die sich in Übereinstimmung mit den Spitzenpegelwerten ändern;

eine Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor (124), die eine Multiplikationsfaktor- Auswahlschaltungseinrichtung (124a) aufweist, die auf die Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142) aus der Spitzenwerterfassungsschaltungseinrichtung (128, 130) anspricht zum Multiplizieren des digitalen Eingangs-Videosignals (46) mit einem Faktor, der in Übereinstimmung mit den Multiplikationsfaktorauswahlsteuerdaten (142) vorbestimmt ist, um ein pegelmodifiziertes digitales Videosignal zu erzeugen; und

eine Kappungsschaltungseinrichtung (134) zum Durchführen einer Begrenzung von absoluten Werten des pegelmodifizierten digitalen Videosignals und zum Zuführen eines resultierenden digitalen Videosignals zu der Repräsentativpunkt-Speicherschaltung (51) und der ersten operationellen Schaltungseinrichtung (55, 55a, 55b).

8. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizierschaltungseinrichtung mit wählbarem Faktor (124') ferner eine Einrichtung zum Entfernen einer vorbestimmten Anzahl von niedrigwertigen Bit, die sich von einem niedrigstwertigen Bit aus erstrecken, aus jedem Datenwert des pegelmodifizierten digitalen Videosignals, bevor das pegelmodifizierte digitale Videosignal an die Kappungsschaltungseinrichtung (134) übertragen wird.

9. Bewegungsgrößen-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Filterschaltungseinrichtung (122) zum Entfernen von niedrigfrequenten Komponenten des digitalen Eingangs-Videosignals (46) und zum Zuführen eines resultierenden gefilterten digitalen Eingangs-Videosignals zu der Multipliziereinrichtung mit wählbarem Faktor (124') und zu der Spitzenwerterfassungs-Schaltungseinrichtung (128, 130).