DE3789193T2

DE3789193T2 - Videodifferenz-Keygenerator.

Info

Publication number: DE3789193T2
Application number: DE3789193T
Authority: DE
Inventors: Ronnie D Barnett; Steven M Parkes
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2007-10-24
Also published as: EP0264965A3; JP2662957B2; AU593397B2; EP0264965B1; EP0264965A2; JPS63198485A; CA1314097C; DE3789193D1; AU8008287A; US4800432A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Keygeneratoren für Videoprozessoren und insbesondere auf einen Videodifferenz- Keygenerator, der ein Bezugsvideobild mit einem Eingangsvideobild vergleicht und welcher die absoluten Differenzen zwischen den Bildern bildelementweise berechnet.
Bei der Fernsehproduktion ist es üblich, zwei Videosignale so zu kombinieren, daß ein Teil einer Szene, der durch eins der Videosignals dargestellt ist, im Vordergrund erscheint und über einer Hintergrundszene lagert, die durch das andere Videosignal gebildet wird. Dies erfolgt durch Erzeugung eines Keysignals, welches für jedes durch das Vordergrundvideosignal dargestellte Bildelement der Szene bestimmt, ob die Vordergrundszene ohne Abschwächung in dem Signalgemisch der beiden Videosignale angezeigt wird, oder ob die Vordergrundszene zumindest teilweise durch das entsprechende Bildelement der Hintergrundszene ersetzt werden soll. Ein solches Keysignal wird für gewöhnlich aus den Farbkomponenten des Vordergrundvideosignals dadurch erzeugt, daß das Vordergrundsignal gebildet wird, während der Vordergrundgegenstand gegen einen Trägerschirm einer einheitlichen Farbe erscheint, welche aus Farben ausgewählt wird, die nicht in dem Vordergrundgegenstand erscheinen, d. h., allgemein eine satte Blauschattierung. Für jedes Bildelement der Vordergrundszene, welches der Farbe des Trägerschirms entspricht, wird ein Keysignal von eins erzeugt und für jedes Bildelement des Vordergrundgegenstands, welches nicht die Farbe des Trägerschirms aufweist, wird ein Keysignal von null erzeugt. Der Übergang des Keysignals von eins zu null kann unscharf sein, so daß der Übergang nicht abrupt ist und das Keysignal weist einen Wert zwischen eins und null auf. Dann wird das Keysignal mit der Hintergrundszene multipliziert, und eins minus dem Keysignal wird mit der Vordergrundszene multipliziert und die sich ergebenden Multiplikanden werden zur Erzeugung des Videoausgabegemischs summiert. Bei einigen neueren digitalen Systemen stellt das Keysignal ein digitales Signal mit einer Anzahl von Bits dar, wie etwa acht Bits, um Übergangswerte einzuschließen oder um Effekte zu erzeugen, bei denen die Vordergrundszene halbtransparent ist.
Das U.S. Patent US-A-4 485 403, erteilt am 27. November 1984 an Gerhard Illetschko, mit dem Titel "Noise Reduction System for Television Signals" und das U.S. Patent US-A-4 549 213, erteilt am 22. Oktober 1985 an Gerhard Illetschko, mit dem Titel "System for Reduction of Noise in a Television System", beschreiben einen Bewegungsdetektor, welcher aufeinanderfolgende Bilder eines Videobilds vergleicht, um festzustellen, wann in dem Bild eine Bewegung auftritt. Diese Ausgabe erzeugt ein Signal, das zur Steuerung des Ausmaßes der Geräuschunterdrückung verwendet wird, welche einem Videobild zugeführt wird. Mit zusätzlichen Schaltkreisen kann diese Ausgabe dazu verwendet werden, ein Keysignal zur Mischung zu erzeugen. Andere Arten von Keysignalen können durch Bedienungssteuerung für rekursive Effekte oder dergleichen erzeugt werden.
Für jeden Key-Erzeugungskreis ist eine getrennte Schaltung notwendig, die von der Key-Anwendung abhängt. Wünschenswert ist ein Keygenerator, der zur Erzeugung jeder gewünschten Art von Key geeignet ist, umfassend den herkömmlichen Chroma-Key.
Das Patent JP-A-60 190 078 offenbart eine Bildsynthetisiereinrichtung, welche ein Hintergrundbild einer Kamera als einen Bezugswert speichert und welche den Bezugswert dann mit einem Bild vergleicht, welches das Hintergrundbild zusammen mit einem eingefügten Gegenstand der Kamera umfaßt. Diese Vergleichsausgabe wird in eine Randerkennungsschaltung gespeist, welche ein Signal erzeugt, das einem Keysignal für den eingefügten Gegenstand entspricht, wobei das Signal dazu verwendet wird, Daten von der Kameraszene in eine andere gespeicherte Szene zu schreiben, um ein synthetisiertes Bild zu erzeugen.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Keygenerator mit:
einer Einrichtung zur Erzeugung eines synthetisierten Videobilds als eine Funktion einer gewünschten Keysignalart;
einer Einrichtung zur Auswahl zwischen einem synthetisierten Videobild und einem Eingangsvideobild, als Reaktion auf einen Auswahlbefehl, zur Erzeugung eines Bezugsvideobilds als eine Funktion der gewünschten Keysignalart;
einer Einrichtung zum Speichern des Bezugsvideobilds als Reaktion auf ein Befehlssignal;
einer Einrichtung zur Ermittlung der absoluten Differenz zwischen dem Bezugsvideobild aus der Speichereinrichtung und dem Eingangsvideobild, zur Erzeugung eines Differenzvideobilds; und
einer Einrichtung zur Ableitung eines Keysignals der gewünschten Keysignalart von dem Differenzvideobild.
Offenbart wird somit ein Videodifferenz-Keygenerator, welcher ein Bezugsvideobild in einem digitalen Bildspeicher speichert, oder welcher das Bezugsvideobild unter Anwendersteuerung synthetisiert. Das Bezugsvideobild wird mit einem Eingangsvideobild verglichen und die absolute Differenz wird bildelementweise ermittelt. Das Differenzvideobild wird mit einer Verweistabelle verarbeitet, welche eine herkömmliche Trenn- und Verstärkungsschaltung emulieren kann, um Schwellenwerte und eine Ränderweichheit sowie viele nicht-herkömmliche Übertragungsfunktionen vorzusehen. Bei dem Bezugsvideobild kann es sich um jedes gewünschte Videobild handeln, wie etwa ein schwarzes Bild zur Erzeugung von Luminanz-Keys, ein Bild gesättigtster Farbe zur Erzeugung von Chroma-Keys, ein vorheriges Bild des Bildvideos zur Erzeugung von Bewegungs-Keys, ein Keybild zum Vergleich mit eingehenden Keys oder dergleichen. Die resultierende Ausgabe ist ein Keysignal, das beim Mischen der Videobilder verwendet werden kann.
Die Aufgaben, Vorteile und andere neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung gelesen wird.
Die Figur zeigt ein Blockdiagramm eines Videodifferenz- Keygenerators gemäß der vorliegenden Erfindung.
In bezug auf die Figur wählt eine Eingabe-Auswahlvorrichtung 20 unter Anwendersteuerung entweder ein Eingangsvideobild oder ein synthetisiertes Videobild aus, wie etwa ein schwarzes Videobild, ein Videobild gesättigtster Farbe, usw., welches einem Bezugsbildspeicher 10 zugeführt werden soll. Das Eingangsvideobild wird auch einer absoluten Differenzschaltung 12 zugeführt. Ein Steuerkreis 14, bei dem es sich um einen Mikroprozessor handeln kann, bestimmt, ob das Ausgangsvideobild der Auswahlvorrichtung 20, das als Bezugsvideobild in dem Bezugsbildspeicher 10 gespeichert ist, das Eingangsvideobild oder das durch den Steuerkreis erzeugte synthetisierte Videobild darstellt. Das Bezugsvideobild aus dem Bezugsbildspeicher 10 wird in der absoluten Differenzschaltung 12 mit dem Eingangsvideobild verglichen, um ein Differenzvideosignal auszugeben, welches die Differenz zwischen entsprechenden Bildelementen des Bezugsvideobilds und des Eingangsvideobilds als Absolutwert darstellt. Der Steuerkreis 14 kann die Differenzschaltung 12 freigeben, um nur Luminanzdaten, nur Chrominanzdaten, nur Key- Daten oder eine Kombination dieser Komponenten des Eingangsvideobilds zu vergleichen. Das Differenzvideosignal wird dann einem optionalen Filterkreis 16 zugeführt, dessen Parameter durch geeignete Signale von dem Steuerkreis 14 gesteuert werden, wie dies im Fach allgemein bekannt ist. Durch das Filtern wird die Fähigkeit geschaffen, scharfe Ränder zu kippen und Rauschspitzen in dem Differenzvideosignal zu unterdrücken, und zwar gemäß den Parametern des Filters 16, wie dies durch den Steuerkreis 14 bestimmt worden ist. Schließlich erhält man das Keysignal durch ein Verweistabellen-ROM 18, welches eine Übertragungsfunktion vorsieht. Die Verweisfunktion der Tabelle 18 wird unter der Steuerung des Steuerkreises 14 ausgeführt und kann ein herkömmliche Trenn- und Verstärkungsschaltung emulieren, um eine Key-Ausgabe zu erzeugen. Der Steuerkreis 14 kann die Werte des Trennens und Verstärkens in der Verweistabelle 18 ändern, um eine Schwellwertfestsetzung und eine Weichheit des Differenzvideosignals vorzusehen, der Steuerkreis kann auch auch die Key-Ausgabe modifizieren, um zum Beispiel Bänder absoluter Differenz vorzusehen. Die resultierende Key-Ausgabe kann bei dem Mischen der Videobilder als ein Keysignal verwendet werden.
Bei dem in dem Bezugsbildspeicher 10 gespeicherten Bezugsvideobild kann es sich um ein schwarzes Videobild handeln. Ein Eingangsvideobild wird mit dem gespeicherten Bezugsvideobild verglichen und die Differenz ist der Luminanzpegel des Eingangsvideobilds. Alternativ kann in dem Bezugsbildspeicher 10 eine Farbe gespeichert werden und mit den Chrominanzkomponenten des Eingangsvideobilds verglichen werden, um eine Art von Chroma- Key zu erhalten. Bei dem Bezugsvideosignal kann es sich ferner um jede andere Art von Videobild handeln, einschließlich synthetisierter Bilder oder eines Bilds der Videobildeingabe. Das Ergebnis ist ein flexibler, einziger Keygenerator zur Erzeugung jeder Art von Key, der im Vorstellungsbereich der Bedienungsperson liegt, und zwar abhängig von dem ausgewählten Bezugssignal und den Steuersignalen des Steuerkreises 14.
Somit schafft die vorliegende Erfindung einen Videodifferenz- Keygenerator mit einem Bezugsvideobild, das zum Vergleich mit einem Eingangsvideobild in einem Bildspeicher gespeichert ist, um eine Key-Ausgabe zu erzeugen, die als Keysignal zum Mischen von Videobildern verwendet werden kann, wobei die Art von Key eine Funktion des gespeicherten Bezugsvideobilds und der Steuersignale eines Steuerkreises ist.

Claims

1. Keygenerator mit:

einer Einrichtung (14) zur Erzeugung eines synthetisierten Videobilds als eine Funktion einer gewünschten Keysignalart;

einer Einrichtung (20) zur Auswahl zwischen einem synthetisierten Videobild und einem Eingangsvideobild, als Reaktion auf einen Auswahlbefehl, zur Erzeugung eines Bezugsvideobilds als eine Funktion der gewünschten Keysignalart;

einer Einrichtung (10) zum Speichern des Bezugsvideobilds als Reaktion auf ein Befehlssignal;

einer Einrichtung (12) zur Ermittlung der absoluten Differenz zwischen dem Bezugsvideobild aus der Speichereinrichtung und dem Eingangsvideobild, zur Erzeugung eines Differenzvideobilds; und

einer Einrichtung (18) zur Ableitung eines Keysignals der gewünschten Keysignalart von dem Differenzvideobild.

2. Keygenerator nach Anspruch 1, ferner mit einer Einrichtung (16) zum Filtern des Differenzvideobilds, vor der Eingabe in die Keysignalableitungseinrichtung.

3. Keygenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungseinrichtung (18) eine Verweistabelle mit einer Übertragungsfunktion aufweist (18), die das Differenzvideobild in das Keysignal umwandelt.

4. Keygenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungseinrichtung (14) eine Mikroprozessor-Steuerschaltung (14) umfaßt, die ein synthetisiertes Videobild erzeugt, wobei die Mikroprozessor- Steuerschaltung ferner das Befehlssignal, den Auswahlbefehl und die Parameter für die Ermittlungs- (12) und Ableitungseinrichtung (18) gemäß der gewünschten Keysignalart erzeugt.