DE2939400C2 - Anordnung zur Ableitung von Videosignalen für die gleichzeitige Wiedergabe einer Bildfolge eines bewegten Objektes in einer sonst statischen Szene - Google Patents

Description

— eine Subtrahierschaltung (30), welche in Synchronismus mit den aufeinanderfolgenden Bildern Signale, die zuvor gespeicherten Bildelemente, welche zur Feststellung von Unterschieden geführt haben, oder zuvor gespeicherte, von solchen Bildelementen abgeleitete Mischsignale von Signalen, die entsprechende Bildelemente der ausgewählten nachfolgenden Bilder darstellen, nacheinander zu Differenzsignalen substrahiert.

— ferner eine Teilerschaltung (32) zur Teilung jedes Differenzsignals durch einen Faktor, der aus mehreren verschiedenen Werten auswählbar ist,

— und eine Addierschaltung (34) zur Addition des dividierten Differenzsignals zu dem zuvor gespeicherten Signal für das betreffende Bildelement

5. Anordnung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ankönnenden Bilder digital kodiert sind und daß das Bezugsbild und daß die Bildelemente, welche zur Feststellung von Unterschieden geführt haben, darstellendes Signal oder die daraus abgeleiteten Mischsignale in einem gemeinsamen Digital-Teilbildspeicher (18) gespeichert wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Bilder digital kodiert sind, daß der Bezug-,bildspeicher ein erster digitaler Teilbildspeicher ist und daß die Bildelemente, welche zur Feststellung von Unterschieden geführt haben, oder die daraus abgeleiteten Mischsignale in einem zweiten digitalen Teilbildspeicher gespeichert werden.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine handbetätigbare Einrichtung (Steuerlogik 22) zur Sperrung der Misch- und Speicherschaltung (24) zu einem wählbaren Zeitpunkt nach dem Startzeitpunkt vorgesehen ist zur Erzeugung eines zu dem ausgewählten Zeitpunkt wiederzugebenden Ausgangssignals, welches die Szene darstellt mit Ersatz von dann vorhandenen gespeicherten Bildelementen, welche sich abschwächende Bilder des bewegten Objektes darstellen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist

In den älteren Patentanmeldungen entsprechend den DE-OSn 28 39 0 59 und 29 25 330 sind Anordnungen zur Erzeugung eines Fernsehbildes beschrieben, das die Bewegung eines Objekts in einer Szene während eines wählbaren Zeitintervalls so darstellt, daß zusätzlich zur augenblicklichen Position des Objekts auch eine Vielzahl früherer Positionen, beginnend mit dem Start des Zeitintervalls, abgebildet werden. Dieser Effekt wird erreicht, indem ein Einzelbild der Fernsehinformation, welches die Szene zu Beginn des wiedergebenden Ablaufs darstellt, als Bezugsbild gespeichert wird und Bildpunkte der anschließend ankommenden Videoinformation mit Bildpunkten des Bezugsbildes verglichen werden. Diejenigen Bildpunkte, die sich meßbar von entsprechenden Bildpunkten des Bezugsbildes unterscheiden, werden markiert und gespeichert. Wiedergegeben wird dann die Realzeit-Videoinformation, in welcher diejenigen markierten und gespeicherten Bildpunkte, welche die aufeinanderfolgenden Bilder des bewegten Objekts darstellen, als Ersatz eingefügt sind. Theoretisch kann man einen solchen Effekt zwar erzielen, wenn man als Bezugsbild ein Fernseh-Vollbild nimmt und anschließend ankommende Fernseh-Vollbil-

der mit dem gespeicherten Bezugs-Voilbild vergleicht Da sich jedoch ein eingefrorenes Vollbild der Videoinformation, weiches aus einem Bewegungsablauf herausgegriffen ist, nicht ohne das bekannte »Teilbilderflakkern« darstellen läßt, wird vorzugsweise die Information nur eines einzigen Teilbildes gespeichert, und da hierzu ein Umlaufspeicher verwendet wird, führt das Umlaufen dieser Information dazu, daß das einzelne Teilbild mit sich selbst zu einem Quasi-Vollbild verflochten wird. Der in der nachfolgenden Beschrei- ι ο bung und in den Patentansprüchen durchgehend verwendete Ausdruck »Teilbild« soll also auch den Begriff »Vollbild« umfassen, sofern dieser nicht ganz offensichtlich unanwendbar ist oder wenn nicht ausdrücklich eine besondere Ausnahme gemacht wird. Die beschriebenen Anordnungen gestatten Fernsehtricks mit fast allen den in der Stroboskop-Photographie möglichen Vorzügen und führen außerdem Funktionen durch, die bisher in der Film- oder Fernsehtechnik nicht realisierbar waren. Diese Ergebnisse werden ohne Spezial-Beleuchtungseinrichtungen oder schwarze Hintergründe erzielt, wie man sie bei der Stroboskop-Photographie braucht, und die Darstellung kann scwoh! live als auch im Replay während des normalen Ablaufs der Berichterstattung über Sportveranstaltungen oder andere Ereignisse erfolgen.

Obwohl die in den vorgenannten älteren Patentanmeldungen beschriebenen Anordnungen aufeinanderfolgende Positionen darstellen, die ein bewegtes Objekt über eine wählbare Zeitspanne in einer ansonsten w unbewegten Szene einnimmt, gibt es Fälle, bei denen die Wirkungsweise dieser Anordnungen nicht ganz befriedigend ist. Wenn nämlich eine Vielzahl von sich manchmal überschneidenden Bewegungsbahnen eines Objekts wiedergegeben werden soll, z. B. wiederholte Hin- und Herflüge eines Tennisballs über das Netz, dann neigen die getrennten Bilder des Balles in den früheren Flugbahnen dazu, die in den späteren Flügen gezeichneten Bilder zu überdecken. Dies führt zu einer verwirrenden Überlappung von abgebildeten Positionen, so daß man keine übersichtliche Information über eine bestimmte Flugbahn, einschließlich der letzten, erhält. Ein Zuschauer, der ein über Fernsehen gesendetes Tennismatch beobachtet, wird insbesondere in Fällen eines langer andauernden Flugballwechsels wenig Interesse an bereits zurückliegenden Flugbällen haben, sondern wird sich im Grunde nur für den Hin- und Herflug des Balles über das Netz im letzten oder in den letzten beiden Ballwechseln interessieren, am meisten für die allerletzte Flugbahn. Daher sollte eine so Anordnung zum Darstellen mehrerer, sich möglicherweise überkreuzender Bewegungsbahnen eines bewegten Objekts zweckmäßigerweise diejenigen Bilder des bewegten Objekts aus der Darstellung löschen, die zu einer früheren Bewegungsbahn gehören, so daß nur Einzelbilder der leizten aufeinander folgenden Positionen des bewegten Objekts erscheinen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anordnung, welche das Bild, das die augenblickliche Position des Objekts darstellt, in einer vorbestimmten Helligkeit erscheinen läßt, während dahinter eine begrenzte Anzahl von Bildern erscheint, deren Intensität von Bild zu ftild abnimmt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß C¹Ht der im Patentanspruch I charakterisierten Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgem^ße Anordnung ist den in den obengenannten älteren Patentschriften beschriebenen Anordnungen insoweit ähnlich, als sie einen Bezugsbildspeicher zum Speichern von Videoinformationen enthält, die eine Szene am Beginn einer Aktionsperiode darstellen, ferner einen Vergleicher zum Vergleichen von Bildpunkten ausgewählter, nacheinander ankommender Fernsehteilbilder mit entsprechenden Bildpunkten des gespeicherten Bezugsbildes, sowie eine Einrichtung zum Markieren und Speichern derjenigen Bildpunkte der ausgewählten nacheinander ankommenden Teilbilder, bei denen durch den Vergleich festgestellt wurde, daß sie sich meßbar von entsprechenden Bildpunkten des Bezugsbildes unterscheiden. Während jedoch bei den älteren Anordnungen die Aktionsperiode durch die Bedienungsperson beendet wird und zu diesem Zeitpunkt ein Videosignal erzeugt wird, um die im wesentlichen stille Szene und darin als Ersatz eingefügt die während der gewählten Zeitspanne gespeicherten Bildpunkte darzustellen, erfolgt der Ablauf bei der erfindungsgemäßen Anordnung unmittelbar, wobei ein vorgewählter Amplitudenanteil der markierten Bildpunkte mit einem da? .komplementären Amplitudenanteii des Realzeit-Videosig 3ais gemischt wird, und zwar so, daß sich die Amplitude der markierten Bildpunkte mit einer wählbaren Geschwindigkeit verringert. Die Anordnung arbeitet in einer rekursivin Weise, so daß jedes der früheren Bilder des bewegten Objekts jedesmal um ein vorbestimmtes Maß schwächer gemacht wird, wenn ein neu ankommendes Teilbild mit dem gespeicherten Teilbild gemischt wird, und daß sich frühere Bilder nach und nach im Hintergrund auflösen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der in der älteren DE-OS 28 39 059 beschriebenen Anordnung;

F i g. 2 ist ein Funktionsschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Nachzeichnen von Bewegungen;

Fig.3 ist ein Funktionsblockschaltbild einer Schaltung zur Durchführung des Mischvorgangs in der Anordnung nach F i g. 2;

F i g. 4 veranschaulicht die Wirkung der Anordnung nach F i g. 2 auf die Bilddarstellung.

Um eine Grundlage zum Verständnis der Erfindung zu geben, sei zunächst anhand der F i g. 1 das bewegungszeichnende System nach der älteren DE-OS 28 39 059 kurz beschrieben. Es sei angenommen, daß das System in Digitaltechnik arbeitet und daß das zu verarbeitende Signal ein NTSC-Farbfernsehsignal ist. Über eine Eingangsleitung 10 wird ein codiertes Videoeingangssignal dem »1 «-Eingang eines ersten Multiplexers 12 und de^n »0«-Eingang eines zweiten Multiplexers 14 sowie einem Eingang eines Bewegungsdetektors 16 zugeführt. Am Beginn eines von der Bedienungsperson eingestellten »Aktions'Jitervalls« wird das erste Teilbild des Videosignals über den Multiplexer 12 auf einen digitalen Teilbildspeicher 18 gekoppelt, der die Fähigkeit hat, ein einzelnes, in Pulscodemodulation verschlüsseltes Fernsehteilbild zu speichern. Bei der Speicherung dieses anfänglichen Bezugs-Teilbildes werden alle untersten (d. h. niedrigstwertigen) Bits auf dem Binärweri Null belassen (LSB=O), denn das unterste Bit wird als Steuerbit für weiter unten beschriebene Zwecke verwendet. Das Ausgangssignal des Teilbildspeichers 18 wird einer farbartinvertierenden und intensivierenden Schaltung

20 zugeführt, die einen mit Kammfilter arbeitenden und mit dem eingangsseitigen Farbart-Bezugssignal synchronisierten Farbartinverter bekannter Konstruktion enthalten kann, um dafür zu sorgen, daß stets die richtige Phasenbeziehung zwischen dem Farbhilfsträger im Ausgangssignal des Teilbildspeichers 18 und dem Farbart-Bezugssignal im Videoeingangssignal besteht. Der Ausgang des Teilbildspeichers 18 ist außerdem mit dem »0«-Eingang des Multiplexers 12 und einem zweiten Eingang des Bewegungsdetektors 16 verbunden. Der gestrichelt gezeichnete Signalweg vom Ausgang des Multiplexers 12 über den Teilbildspeicher 18 und zurück zum »O«-Eingang des Multiplexers 12 stellt eine Umlaufschleife für das im Speicher 18 gespeicherte Bezugs-Teilbild dar. Die untersten Bits der im Teilbildspeicher 18 gespeicherten Codewörter werden als Kontrollbit verwendet, das dem ersten Eingang einer Steuerlogik 22 zugeführt wird, die auf das Kontrollbit und auf ein passendes Signal vom Bewegungsdetektor Ib hin ein logisches Signal LiW'zur Steuerung des Multiplexers 14 erzeugt. Die Steuerlogik 22 empfängt noch ein anderes Signal, das mit STR bezeichnet ist und, wenn bestimmte andere Bedingungen erfüllt sind, einen aktivierenden Logikwert für die Steuerung der beiden Multiplexer hat, um Abfragefrequenzen, Tastung usw. einzustellen.

Nach einer wählbaren Anzahl von Teilbildern ab dem Einspeichern des Bezugs-Teilbildes, bestimmt durch das an die Steuerlogik 22 gelegte Signal STR, wird das an der Leitung 10 ankommende digitale Videoeingangssignal im Bewegungsdetektor 16 mit dem im Teilbildspeicher 18 gespeicherten digitalen Videosignal verglichen. Der Bewegungsdetektor subtrahiert die im Teilbildspeicher 18 gespeicherten Bildpunkte von entsprechenden Bildpunkten der am Eingang ankommenden Videoinformation, und der Absolutwert der Differenz wird mit einer voreingestellten Zahl verglichen, um ein Steuersignal Δ zu liefern das auf die Steuerlogik 22 gegeben wird, die abhängig davon an ihrem Ausgang ein Logiksignal Δ' zur Steuerung des Multiplexers 12 erzeugt. Wenn die Differenz die voreingestellte Schwellenzahl übersteigt, wird dies als Zeichen für eine statigefundene Bewegung gewertet, und der betreffende Bildpunkt der ankommenden Videoinformation wird im Teilbildspeicher 18 infolge der Steuerwirkung des Signals Δ' gespeichert, vorausgesetzt, das unterste Bit des bisher gespeicherten Bildpunktes ist gleich Null (d.h. LSB=O). Dieser Vorgang wird in Abständen entsprechend der gewählten Anzahl von Teilbildern (d. h. mit der gewählten Abfragefrequenz) wiederholt, bis die Bedienungsperson das »Aktionsintervall« beendet. Zur besseren Durchführbarkeit der Logik- und Steueroperationen wird das unterste Bit LSB jeder Bildpunktinformation, die als Folge einer Bewegung in den Teilbildspeicher 18 neu eingefügt wird, auf den Logikwert »1« gebracht. Indem man alle mit LSB=X gespeicherten Bildpunkte von zukünftigen Änderungen ausschließt, läßt sich auch erreichen, daß ein bereits erneuerter Bildpunkt selbst im Falle einer gefühlten Bewegung nicht mehr geändert wird. Dies ist notwendig, damit nach dem Durchgang des bewegten Objekts nicht wieder der stille Hintergrund erscheint, womit die gespeicherte Objektposition ausgelöscht werden würde.

Während das »Aktionsintervall« andauert, wird das Videoeingangssignal über den Multiplexer 14 zum

a ι i» l : a: \*..u:_ι ι i_ j

f-lUSgaUg gCI^Uyj/Clli WUUCI UIC3C1 ITIUltl^ICACl UUl Ul Uda Signal LSB' gesteuert wird, das wie erwähnt ein Logiksignal ist, welches von der Steuerlogik 22 aus dem

untersten Bit der im Teilbildspeichcr 18 enthaltenen Bildpunktinformation gewonnen wird. Wenn dieses Bit eine »1« ist, dann wird das ausgangsseitige Videosignal vom Teilbildspeicher 18 und nicht vom eingangsseitigen Videosignal abgeleitet. Somit ist das zur Verfügung stehende Ausgangssignal das live-Signal, welches eingefügt die früheren Bilder eines bewegten Objekts enthält. Beendet die Bedienungsperson das Aktionsintervall, dann wird das letzte Teilbild des Videosignals mit den im Teilbildspeicher 18 enthaltenen Bildern kombiniert und als ein eingefrorenes zusammengesetztes Vollbild im Speicher 18 festgehalten. IZs steht dann zur Verfügung als stillstehendes Bild in »Sofortwiedergabe«, worin die während des Aktumsintervalls stattgefundene Aktion stroboskopisch dargestellt ist.

Der Teilbildspeicher 18 enthält vorzugsweise die information nur eines Teilbildes. Beim Umlaufen dieser Information wird dieses einzelne Teilbild mit sich selbst verflochten, um das sogenannte Teilbildflackern auszuschließen, das sich immer als Problem ergibt, wenn man als Standbild für eine Szene, die schnelle Bewegung enthält, ein ganzes Vollbild nimmt. Um die Kontinuität der Farbphase für aufeinanderfolgende Vollbilder zu bewahren, ist in der Zuleitung zum Multiplexer 14 ein alternierend arbeitender Farbphaseninverter enthalten

Bei dem in der älteren DE-OS 28 39 059 beschriebenen System wird, wenn sich aufeinanderfolgende Bilder des bewegten Objekts überlappen, den jew eils früheren Positionen des bewegten Objekt Vorrang gegeben. Man kann jedoch auch dem jeweils jüngsten Bild Vorrang geben, so daß bei Bildüberlappungen die jüngere Information beibehalten und die ältere Information in der Überlappungs/one ersetzt wird. Dies läßt sich erreichen durch eine Modifikation der in Fig. 1 dargestellten Anordnung gemäß der ebenfalls eingangs erwähnten älteren DE-OS 29 25 330. auf deren Offenbarungen hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bei beiden Ausführungsformen ist der Schlüssel zum System die Unterscheidung zwischen den stiüen Biklpunkten der Szene und den Punkten, die einer Bewegung ausgesetzt worden sind. Diese Unterscheidung macht es möglich, die stroboskopischen Bilder zu identifizieren und selektiv zu modifizieren. Somit können die spurzeichnenden stroboskopischen tinzelabbildungen bewegter Objekte nach Wahl der Bedienungsperson dazu gebracht werden, mit erhöhtem Kontrast zu erscheinen oder mit einer wählbaren Frequenz zu blinken, wie es ausführlicher in einer älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 28 45 427 beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung beinhaltet weitere Steuermaßnahmen, um hinter dem i<»weiis jüngsten Bild des bewegten Objekts eine begrenzte Anzahl zunehmend schwächer werdender Bilder des Objekts erscheinen zu lassen.

Die Erfindung, die sich gleichermaßen gut in jeder der beiden weiter oben erwähnten Ausführungsarten des bewegungsnaebzeichnenden Systems anwenden läßt, sei nun als Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der in F i g. 1 dargesteUten Ausführungsart beschrieben, und zwar anhand des Blockschaltbildes nach Fig.2, in welchem Teile, die eine Entsprechung in F i g. 1 haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Anordnung nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 durch eine zusätzlich vorhandene Mischeinrichtung 24 mit zwei Eingängen, deren einer mi» rlam AiitiTinn /4ac Toill-vtl^enoiriVloi-c lfl irarKnnrian ic·* Hill· XJX-tll / IUiJgUlIg U^-lJ ( VltWltW.jpVIVIIVI J XW T \,l L/Ut!UVtl Ul und deren anderer an die Eingangsleitung 10 angeschlossen ist, um das codierte Videoeingangssigna] zu

empfangen. Der Ausgang des Mischers 24 ist mit dem »O«-Eingang des Multiplexers 12 verbunden. Der Mischer 24 ist also praktisch in die den Multiplexer 12 und den Teiibildspeicher 18 enthaltene Umlaufschleife eingefügt. Wie bei der Anordnung nach F i g. 1 wird das -. Videoeingangssignal an den »!«-Eingang des Multiplexers 12 gelegt. Die Funktion des Mischers 24 besteht darin, jedesmal wenn die im Teiibildspeicher 18 enthbiffine Information auf neuesten Stand gebracht wird, einen vorbestimmten Anteil der Amplitude i<> derjenigen im Teiibildspeicher 18 als Ersatz eingefügten Bildpunkte, die von einer Bewegung betroffen worden sind, mit einem dazu komplementären Anteil der Amplitude des Realzeit-Videosignals zu mischen. Beispielsweise können die Parameter des Mischers 24 so gewählt sein, daß ein Viertel der Amplitude des Videosignals mit drei Vierteln der Amplitude der von einer Bewegung betroffenen gespeicherten Bildpunkte geiiM-cht wird, so daß die Amplitude der das bewegte Objekt bildenden Punkte mii einer Gc5chw;riu;g.<ci! -'■ abklingt, die bestimmt ist durch die Frequenz 1er Vergleiche nacheinander ankommender Teilbilder mit dem Bezugs-Teilbild (»Erneucrungsfrcquenz«) und durch das Mischungsverhältnis. Dieser Vorgang führt dazu, daß die Bilder, welche frühere Positionen des : bewegten Objekts darstellen, fortlaufend schwächer oder »verblassen« und am Ende völlig aus der Szene verschwinden. So wird z. B. ein Ball, der in einer ansonsten praktisch stillen Szene wiederholt hin und hergeschlagen wird, in der Darstellung hinter seiner Aupenblicksposition eine Reihe zunehmend schwächer werdender Bilder früheren Positionen haben

Die mit der Erfindung erzielte Wirkung ist in f ι g. 4 veranschaulicht, die als bewegtes Objekt einen von links nach rechts schreitenden Menschen zeigt und für den : oben als Beispiel erwähnten Fall gilt, daß ein Anteil vor einem Viertel des ankommenden Videosignals mit einem Anteil von drei Vierteln des in der Umlaufschicife gespeicherten Videosignals gemischt wird. Bei diesem Beispiel sind im Teiibildspeicher 18 an den Stellen des Bildes, die von der spätesten Position des bewegten Objekts belegt werden, die jeweils vollen Amplituden (100%) der Bildpunkte des bewegten Objekts eingefügt, wie es über der am weitesten rechts gezeichneten Position in F ig. 4 angegeben ist. Die gespeicherten Bildpunkte, welche die nächstvorherige Position darstellen, haben 75% ihrer ursprünglichen Amplitude, die gespeicherten Bildpunkte, die das Bild der drittletzten Position darstellen, haben nur noch einen Anteil von 56% der bei der laufenden Erneuerung verwendeten Amplitude, usw. bis zu den Bildpunkten derjenigen Position, die um 6 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt und wo die Bildpunkte des bewegten Objekts nur noch 18% der bei der laufenden Erneuerung eingefügten Amplitude haben. Es ist zu bemerken, daß in jedem Fall die Amplitude der aus einer Bewegung resultierenden Bildpunkte gleich drei Vierte! der für die nächstspäteren Position genommenen Amplitude ist und daß beim Fortgang dieses Spiels die Amplitude der Bildpunkte, die das Objekt in einer Position darstellen, welche um 12 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt, nur noch etwa 3% der bei der laufenden Erneuerung benutzten Amplitude beträgt. Die Bilder, die frühere Positionen des bewegten Objekts darstellen, verblassen also fortlaufend mehr und mehr und verschwinden schließlich aus der Darstellung. Wie sich nun leicht einsehen läßt, wird diese Verblassung schneller erfolgen, wenn man den Prozentanteil der Amplitude des gespeicherten Videosignals bei der Mischung kleiner macht, z. B. wenn man 50% der Amplitude des gespeicherten Videosignals mit 50% der Amplitude des neuen Videosignals mischt. In diesem Fall wird die Amplitude der gespeicherten Bildpunkte des bewegten Objekts für die Position, die um 5 Erneuerungen vor der laufenden Erneuerung liegt, nur J% der Amplitude der laufenden Erneuerung betragen. Man erkennt also, daß die Amplitude der aus Bewegung resultierenden Bildpunkte mit einer bestimmten Geschwindigkeit abklingt und sich der Amplitude des live-Videosignals nähert, wobei diese Geschwindigkeit vom Mischungsverhältnis beim Mischen des gespeicherten und des live-Videosignals und von der Erneuerungsfrequenz des Systems abhängt. Wie bereits oben erwähnt, umfaßt die Steuerinformation STR für die Steuerlogik 22 eine Steuerung der Erneuerungsfrequenz, und. wie aus der nachstehenden Beschreibung der Fig. 3 hervorgehen wird, sind Maßnahmen ^streifen um '>"" das Mischungsverhältnis zwischen dem neuen und dem gespeicherten Videosignal irgendeinen hus mehreren Werten vorzuwählen. Es ist .ilso möglich, die Verblassungsgeschwindigkeit jeweils passend für die Wiedergabe verschiedenster bewegter . Objekte und Bewegungsgeschwindigkeiten einzustellen. So braucht man beispielsweise zur Verbesserung der stroboskopischen Darstellung eines Ballettänzers eine andere Verblassungsgeschwindigkeit als bei der Dar stellung der I■ iugbahr, eines Tennisballes.

Nachdem die allgemeine Funktion des Mischers 24 in F i g. 2 erläutert wurde, sei nun anhand des Blockschaltbildes der Fig. 3 eine Schaltung zur Durchführung dieser Funktion beschrieben. Es sei wiederum angenommen, daß das System in Digitaltechnik arbeitet und daß : das eingangsseitig¹-' Videosignal in Pulscodemodulation (PCM) mittels eines 8-Bit-C<>des verschlüsselt ist. Das auf der Leitung 10 ankommende Videoeingangssignal sei mit ν und das umlaufende Videosignal am Ausgang des Teilbildspeichers 18 mit y bezeichnet. Der die in gesamte Vergangenheit akkumulierende Wert des gespeicherten Videosignals wird Bildpunkt für BiIdpunkt mit dem ankommenden Videosignal (d. h. dei.i live-Videosignal) verglichen. Das heißt, das die Amplitude des Vergangenheits-Gesamtsignals darstellenden i-, 8-Bit-Wortes wird Bit für Bit mit dem die Amplitude des ankommenden Videosignals darstellenden 8-Bit-Wort verglichen. Zu diesem Zweck werden die 8-Bit-Wörter, die das gespeicherte Signal y und aas ankommende Videosignal χ darstellen, dem Minus-Eingang bzw. dem ν. Plus-Eingang eines Differenzverstärkers 30 zugeführt, der das j'-Signal vom v-Signal subirahiert. Die etwaige gemessene Differenz, ein mit (x-y) bezeichnetes a-Bit-Wort, wird einer digitalen Dividierschaltung zugeführt, die das Differenzsignal durch einen Divisor ,3 »M« teilt. Der Wert des Divisors M kann von der Bedienungsperson aus mehreren Werten (z. B. aus den Werten 2, 4 und 8) ausgewählt werden, und zwar durch Betätigung eines an der Frontplatte des Gerätes sitzenden Steuerknopfes, der schematisch in dem Block 32 dargestellt isi. Falls M= 2 ist, wird das unterste (d. h. niedrigste) Bit des die Amplitude von (x-y) darstellenden 8-Bit-Wortes fallengelassen; falls M=4 ist, werden die beiden untersten Bits dieses Wortes fallengelassen, und wenn M= 8 ist, dann werden die drei untersten Bits

fallengelassen. Das Ausgangssignal —^j- der Dividier schaltung 32 wird in einer Summierschaitung 34 mii dem vom Teiibildspeicher 18 kommenden ^Signal addiert.

um am Ausgang der Summierschaltung ein 8-Bit-Wort zu erzeugen, dessen Wert gleich

ist. Dieses Signal wird dem »O«-Eingang des Multiplexers 12 zugeführt und außerdem zurück in den Teilbildspeicher 18 gegeben, um dort das neueste umlaufende Sig "al zu bilden.

Wie der Mischer 24 zur Erzielung der gewünschten m Wirkung funktioniert, sei anhand eines Zahlenbeispiels erläutert, bei dem für den Divisor M der Wert 4 angenommen wird, um dem in F i g. 4 veranschaulichten Beispiel zu entsprechen. Die Amplitude eines für die laufende Erneuerung genommenen Signals x, das im ι'. folgenden kurz als »Neusignal« bezeichnet werde und dem Teilbildspeicher 18 über den »1«-Eingang des Multiplexers 12 zugeführt wird, habe angenomnienerweise einen Anfangswert von Eins bzw. 100%. Ein Neusignal χ wird nach einer Verzögerung, die durch den -'" Teilbildspeicher 18 und die gewählte Erneuerungsfrequenz bestimmt ist, zum Signal y. Zu diesem späteren Zeitpunkt ist χ wegen der fortgesetzten Bewegung des Objekts verschwunden. Am Anfang ist also v= 1 und y=0, und nach der gewählten Zeitspanne ist v = 0 und :"' y- !. Nach einem Erneuerungsdurchlauf dieses Signals y durch die Umlaufschleife und nach Einwirkung des Mischers auf dieses Signal gemäß der Gleichung

ist die Amplitude des Signals gleich

=3/4.

d. h. gleich 75% der Anfangsamplitude. Nach dem nächsten Erneuerungsdurchlauf ist die Amplitude auf

(0-3/4)

+ 3/4 = 9/16

gefallen, d. h. auf 56,25% des Anfangswerts. Nach dem dritten Durchlauf ist die Amplitude auf 42% des r> Anfangswerts abgesunken, usw., bis ^schließlich gleich ν geworden ist, also den Bildwert des Hintergrundes angenommen hat, womit das Bild des bewegten Objektivs in den Hintergrund verschwindet und nicht mehr wiedergegeben wird. -,o

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig.2 ist im wesentlichen die gleiche, wie sie oben für die Anordnung in F i g. 1 beschrieben worden ist, jedoch mit dem wichtigen Unterschied, daß der Betrieb, nachdem er von der Bedienungsperson einmal eingeschaltet wurde, kontinuierlich weiterläuft und nicht beendet werden muß, um die gewünschte Darstellung zu erhalten. Das heißt, dank der Tatsache, daß nur eine begrenzte Anzahl von schwächer werdenden Bildern hinter dem letzten Bild des bewegten Objekts erscheint ₆n (wobei diese Anzahl durch die Erneuerungsfrequenz und durch den Wert des Divisors M bestimmt ist), arbeitet das System nach Fig.2 mit einer »Selbstbegrenzung« dessen, was am Ende im Bild erscheint Genauer gesagt: wenn die Anordnung in Betrieb ist, wird das Videoeingangssignal über den Multiplexer 14 zum .Ausgang gekoppelt, während dieser Multiplexer durch das Signal LSB' gesteuert wird, d. h. durch das Logiksignal, welches von der Steuerlogik 22 aus dem untersten Bit der vom Teilbildspeicher 18 abgegebenen Information abgleitet wird. Wenn dieses Bit eine »1« ist, dann wird das ausgangsseitige Videosignal vom Teilbildspeicher 18 anstatt vom Videoeingangssignal abgeleitet. Dank des Betriebs des Mischers 24 enthält also das verfügbare Ausgangssignal das live-Videosignal und darin zusätzlich eingefügt eine wählbare Anzahl früherer Bilder aller bewegten Objektive, deren Intensität mit zunehmendem Abstand von der laufenden oder gegenwärtigen Position des Objektivs schwächer und schwächer wird. Die Anordnung kann also so lange eingeschaltet bleiben, wie man ein bewegtes Objekt mit diesem Effekt wiederzugeben wünscht. Es ist nicht notwendig, irgendein bestimmtes »Aktionsintervall« festzulegen. Wenn jedoch die Bedienungsperson diese Art der Darstellung irgendwann beenden will, kann sie es durch Auslösung eines Steuerbefehls »STOP« tun. der Bestandteil des Steuereingangs STR für die Steuerlogik 22 ist und die Abschaltung des Mischers 22 bewirkt, um damit ein weiteres Verblassen der dann erscheinenden Bilder des bewegten Objekts zu verhindern, und der bewirkt, daß das Ausgangssigna! Bilder des bewegten Objekts mit dem dann herrschenden Zustand der abklingenden Amplitude darstellt.

Obwohl alle Bilder früherer Positionen des bewegten Objekts am Ende im Hintergrund verschwinden, ist im Teilbildspeicher 18 noch eine die verschwundenen Bilder betreffende Information enthalten, und zwar durch die Markierung der betreffenden Bildpunkte. Diese Bildpunkte können aufgrund ihrer Markierung nicht geändert werden, auch wenn der Bewegungsdetektor 16 später an der gleichen Stelle der Szene eine Bewegung fühlt. Damit es möglich wird, später wieder eine Information über die Bewegung eines Objekts an einer Stelle erscheinen zu lassen, wo vorher markierte Bildpunkte existierten, kann man Maßnahmen treffen, um die Markierung von einem zuvor markierten Bildpunkt fortzunehmen, wenn im Mischer 24 für diesen Punkt kein nennenswertes Differenzsignal mehr erzeugt wird. Das heißt, sobald die Amplitude der markierten Bildelemente unter die Amplitude der zur Bewegungserfassung verwendeten Schwelle fällt, werden diese Punkte durch die Hintergrundinformation ersetzt, und ihre Markierung wird fortgenommen. Nimmt man das oben beschriebene Beispiel eines Mischungsverhältnisses von 50% des gespeicherten und 50% des neuen Videosignals, dann werden, wenn das bewegte Objekt auf beispielsweise 6% der laufenden Erneuerungsamplitude verblaßt ist, die ursprünglich markierten Bildpunktinformationen, welche die betreffende Position darstellen, aus dem Teilbildspeicher entfernt, und die betreffenden Plätze des Speichers werden wieder zum Einfangen einer späteren Bewegung und zur Erzeugung neuer Markierungen zur Verfügung gestellt.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird erkennbar, daß der Betrieb der Anordnung unabhängig davon ist, woher das eingangsseitige Videosignal stammt, vorausgesetzt es entspricht der verwendeten Fernsehnorm (beim hier beschriebenen Beispiel der herkömmlichen NTSC-Farbfernsehnorm), d-h, das ankommende Videosignal kann von einer Farbfernsehkamera, von einem Videobandrekorder, von einem Zeitlupen-Wiedergabegerät oder von einem Filmabtaster abgeleitet sein.

Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit dem NTSC-Farbfernsehsystem erläutert wurde, läßt sie

Π 12

sich auch direkt beim Schwarz-WeiQ-Fernsehen anwen- Die vorstehend im einzelnen beschriebene Anordnung

den U'id auße.Jem, unter relativ geringer Abwandlung ist also nur als Ausführungsbeispiel zu verstehen, d.h.

der zur Behandlung der Farbkomponente dienenden die Erfindung umfaßt auch die angedeuteten AbwanH-

Schaltungsanordnung, auch auf andere bekannte Färb- lungen, die zur Anpassung an andere Anwendungsarten

fernsehsy?teme wie das PAL- und das SECAM-Systfjm. 5 erforderlich sind, sowie weitere Modifikationen.

llicr/u 1 Bltiit Zeielinuntien

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ableitung von Videosignalen für die gleichzeitige Wiedergabe einer Bildfolge eines bewegten Objektes in einer sonst statischen Szene, mit einem Bezugsbildspeicher für ein die Szene zu einem willkürlich festlegbaren Startzeitpunkt darstellenden Einzelbild als Bezugsbild, einer Vergleichsschaltung zum Vergleich entsprechender Bildelemente von in auswählbaren zeitlichen Abstand auftretenden einzelnen Bildern und des gespeicherten Bezugsbildes, einem Detektor für Unterschiede in den verglichenen Bildelementen, einem Bildelementspeicher für abweichende Bildelemente und einer Ausgangsschaltung zur Erzeugung eines die gespeicherten abweichenden Bildelemente darstellenden Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß eine Misch- und Speicherschaltung (24) vorgesehen ist, welche in Synchronismus mit dem Auftreten der ausgewählten Einzelbilder die zuv or gespeicherten abweichenden Bildelemente mit entsprechenden Bildelementen jedes der ausgewählten späteren Bilder nacheinander mischt und ein entsprechendes Mischsignal speichert, das einstellbare Bruchteile dieser beiden Bildelemente enthält, und daß die Mischsignale und abweichende Bildelementc darstellenden Signale, von denen noch keine Mischsignale abgeleitet worden sind, während aufeinanderfolgender Bilder einer Austauschschaltung (14) zugeführt werden, die nach dem Startzeitpunkt die Szene mit Austausch der einer wählbaren Anzahl von Pudern des bewegten Objektes vor dem gerade auftretenden Bild entsprechenden Bildelemente darstellende Signale kontinuierlich erzeugt, hi denen die weiter zurückliegenden Positionen des bewegten Objektes entspreche. Jen Anteile zunehmend schwächer werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Speicherschaltung (24) eine Auswahlschaltung (30, 32, 34) enthält zur Auswahl komplementärer Bruchteile der zuvor gespeicherten Bildelemente, die zur Feststellung von Unterschieden geführt haben, oder aus diesen Bildelementen abgeleitete Mischsignale einerseits und entsprechender Bildelemente späterer Bilder andererseits.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung (Steuerlogik 22) zur Bestimmung der Rate, mit welcher aufeinanderfolgende Bilder mit dem gespeicherten BezugsbiW verglichen werden, und damit der dem gerade· ankommenden Bild vorausgehenden darzustellenden Anzahl von Bildern des bewegten Objektes.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Speicherschaltung (24) enthält: