Einrichtung zur Darstellung eines zusammengesetzten Bildes

Abstract

 Ein Verfahren zur Darstellung auf einem Bildschirm (30) eines Bildschirmgerätes eines Gesamtbildes, das aus mehreren natürlichen und/oder synthetischen, von verschiedenen Quellen (1,2,3) generierten Teilbil­dern zusammengesetzt ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Teilbilder erst zum Zeitpunkt der zeilenweisen Wiedergabe bzw. Darstellung auf dem Bildschirm (30) stückweise zusammengesetzt werden, indem aus verschiedenen, den einzelnen Quellen (1,2,3) zugeordneten Speichern (11 bis 19) videoschnell eine jedem Teilbild entsprechende Anzahl von Bildpunk­ten herausgelesen wird und dieser Vorgang von Zeile zu Zeile wiederholt wird. Die Erfindung gibt auch eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens an.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­tung zur Darstellung auf einem Bildschirm eines Bildschirmgerätes eines Gesamtbildes, das aus mehreren natürlichen und/oder synthetischen, von verschiedenen Quellen generierten Teilbildern zusammengesetzt ist.

[0002] Die Darstellung eines Bildes auf dem Bildschirm eines Bildschirmgerätes wird durch eine Vielzahl von Zeilen, z.B. 625, erreicht, die von einem Elektro­nenstrahl abgefahren werden. Wenn der Elektronenstrahl alle Zeilen des Bildschirms abgefahren hat, wiederholt sich der gesamte Vorgang. Damit der Elektronenstrahl regelmäßig die Zeilen abfährt, muß er in horizontaler und in vertikaler Richtung synchronisiert werden. Mit dem Takt für die horizontale Synchronisation, dem Zeilentakt, wird der Elektronenstrahl von einer Zeile zur nächsten Zeile getaktet, während er mit dem Takt für die vertikale Synchronisation, dem Bildtakt, wieder zum Bildanfang zurückkehrt und erneut Zeile für Zeile den Bildschirm abfährt.

[0003] Bildschirmgeräte zur Darstellung von Zeichen und Graphik weisen im Gegensatz zum gewöhnlichen Fernsehen noch einen weiteren Takt neben dem Zeilentakt und dem Bildtakt auf. Mit diesem Takt, dem Bildpunkttakt ("Dotclock"), wird jede Zeile in eine Vielzahl von Punkten zerlegt. Der Elektronenstrahl läuft hierbei zwar wie beim gewöhnlichen Fernsehen kontinu­ierlich auf einer Zeile entlang, seine Hell-Dunkel-An­steuerung wird jedoch vom Bildpunkttakt getaktet, so daß die Auflösung der Bildpunkte durch die Periode des Bildpunkttaktes festgelegt wird.

[0004] Dieses bekannte Prinzip kann man dazu nutzen, an definierten Stellen des Bildschirms Farb- oder Grauwerte einzublenden, die nicht von der angeschlosse­nen Bildquelle, z.B. Fernsehkameras, geliefert werden. Verfahren für die Einblendung von graphischen Elementen in das Bild eines Bildschirmgerätes sind bereits bekannt (DE-A- 34 10 662). Auch sind Techniken wie "Bild im Bild" bei analoger Studiotechnik bekannt oder Fenstertechniken bei bildschirmgestützten Rechnerarbeitsplätzen, die mit rein synthetischen Rasterbildern arbeiten (DE-B-30 35 636). Es ist bekannt, bei Farbbildschirmgeräten in mehreren, inbesondere drei (für Blau, Rot und Grün) Speicherebenen logische Operationen durchzuführen, um so eine bestimmte Farbe (oder einen bestimmten Grauwert) zu betonen oder zu unterdrücken (US-A-4,613,852).

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Gesamtdarstel­lung mindestens zweier von unterschiedlichen Quellen generierter Teilbilder auf einen Bildschirm ermögli­chen.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren bzw. einer Einrichtung gemäß der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9 vorgese­hen. Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung erlauben es, Bilder insbesondere auf hochauflösenden Bildschirmen darzustellen, die von Bildpunkt zu Bildpunkt, von Zeile zu Zeile und von Bild zu Bild schritthaltend mit der Bildpunkt­ frequenz von einigen 10 MHz aus wechselnden Teilbil­dern verschiedener Quellen zusammengesetzt werden können, wobei die Bildquellen asynchron und mit verschiedenen Bilderzeugungsfrequenzen arbeiten können.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

[0008] Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

[0009] Bei der in der Figur gezeigten Einrichtung sind zum Generieren von Bildern als "Quellen" je drei TV-Kameras 1, Rastergraphik-Generatoren 2 und Massen­speicher 3 für digitale Bilddaten vorgesehen, denen jeweils eigene Pufferspeicher 11 bis 13, 14 bis 16 und 17 bis 19 zugeordnet sind. Die TV-Kameras 1, Rastergraphik-Generatoren 2 und Massenspeicher 3 übertragen ihre Informationen asynchron und damit unabhängig voneinander in jeweils einen Pufferspeicher 11 bis 19, der über verschiedene Ein- und Ausgänge beschrieben bzw. gelesen werden kann ("Dual-Port"). Während das Einschreiben mit unterschiedlichen Datenraten erfolgen kann, wird über eine zentrale Taktsteuerung 20 das Auslesen und Übergeben der Daten an eine Interface-Schaltung 25 für einen Bildschirm oder Monitor 30, auf dem die Bildinformatio­nen dargestellt werden sollen, synchronisiert. Dabei muß die Taktrate mindestens der Videofrequenz entsprechen. Bei hochauflösenden Bildschirmen muß sie sogar ein Mehrfaches der Videofrequenz betragen, um ein flackerfreies Bild zu erzeugen.

[0010] Die Pufferspeicher 11 bis 19, die im Normalfall Bilder oder Teilbilder enthalten, werden nicht nacheinander oder nach einem anderen festen Schema ausgelesen und zur Darstellung auf den Monitor 30 gebracht, sondern das Monitorbild kann grundsätzlich Punkt für Punkt aus Punkten unterschiedlicher Quellen 1 und/oder 2 und/oder 3 zusammengesetzt werden. Dazu ist ein von einem Steuerrechner 24 aus ladbarer Maskenspeicher 21 vorgesehen, dessen Inhalt mit der Bildpunktfrequenz auf ein Steuernetzwerk 23 gegeben wird. Das Steuernetzwerk 23 verbindet jeweils ein Bit des Maskenspeicher-Ausgangsregisters 22 mit dem Steuerteil 31 bis 39 des Pufferspeichers 11 bis 19 einer Quelle 1, 2 ,3. Wird der Maskenspei­cher 21 so aufgebaut, daß die parallel auslesbare Datenbreite (Datenwort) genau der Anzahl der Quellen entspricht, und wird der Maskenspeicher 21 so geladen, daß je Datenwort gerade ein Bit gesetzt ist, so kann von Bildpunkt zu Bildpunkt eine Auswahl des darzustellenden Bildpunktes aus den Bildpunkten aller zur Verfügung stehenden Quellen 1, 2, 3 erfolgen.

[0011] Werden mehrere Bildpunkte hintereinander und mehrere Zeilen bzw. Zeilenstücke untereinander von der gleichen Quelle gespeist, so entstehen wiederum Teilbilder.

[0012] Versieht man die Steuerung der Pufferspeicher zusätz­lich mit vier ladbaren Registern oder Zählern 40, so können Teilbilder unterschiedlichsten Formates als Quelle herangezogen werden und an beliebige Stellen in das Gesamtbild eingefügt werden, da durch geeignetes Vorbesetzen der Zähler 40 der Anfangspunkt des Teilbildes (linke obere Ecke) relativ zum darstellenden Gesamtbild bestimmt werden kann. Dabei gibt ein Zähler den Zeilenversatz an, der zweite die Bildpunktverschiebung in der Zeile und die weiteren Zähler laufen jeweils bis zum Zeilenende bzw. zur letzten Zeile des Teilbildes mit.

[0013] Die Zähler 40 werden entsprechend der Bildgröße und der gewünschten Bildlage im Gesamtbild über die Datensammelleitungen (Bus) 41 vorbesetzt.

[0014] Die durch den Maskenspeicher 21 vorgegebenen Steuerin­formationen veranlassen schließlich in der Steuerung des Pufferspeichers 11 bis 19, daß der Grauwert bzw. Farbwert des gerade darzustellenden Bildpunktes von der ausgewählten Quelle über die Datensammelleitung 42 zur Interface-Schaltung 25 weitergeleitet wird.

[0015] An die Interface-Schaltung 25 werden somit Bildpunkt für Bildpunkt die Grauwerte bzw. Farben übertragen, wie sie fortlaufend für die Darstellung benötigt werden. Dabei spielt es von der Anordnung her keine Rolle, welche Größe das Gesamtbild im Verhältnis zur Größe der Teilbilder hat und wie die Teilbilder bzw. Teile der Teilbilder zusammengesetzt werden.

[0016] Mit der beschriebenen Einrichtung läßt sich beispiels­weise an beliebigen Stellen des Bildschirms Text einblenden, und zwar entweder "ins Leere" oder über bereits definierte Teilbilder. Bei einer anderen Anwendung, bei der die Quellen von verschiedenen Fernsehkameras gebildet sind, die an unterschiedlichen Orten aufgestellt und/oder mit unterschiedlichen Blickwinkeln ausgerichtet sind, läßt sich auf dem Bildschirm durch Zusammensetzen der gewonnenen Teilbilder ein "Panoramabild" auf dem Bildschirm darstellen. Davon unabhängig oder zusätzlich kann ein entsprechender Kartenausschnitt in die Gesamtdar­stellung eingeblendet werden, in welcher die Blick­richtung der Fernsehkamera als Pfeil oder dgl. darstellbar ist. Durch Markieren einer gewünsch­ten Richtung auf dem abgebildeten Kartenausschnitt mittels Lichtgriffel, durch Berühren oder dgl. läßt sich die Kamera in diese Richtung schwenken.

Ansprüche

1. Verfahren zur Darstellung auf einem Bildschirm eines Bildschirmgerätes eines Gesamtbildes, das aus mehreren natürlichen und/oder synthetischen, von verschiedenen Quellen generierten Teilbildern zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeich­net, daß die Teilbilder erst zum Zeitpunkt der zeilenweisen Wiedergabe bzw. Darstellung auf dem Bildschirm stückweise zusammengesetzt werden, indem aus verschiedenen, den einzelnen Quellen zugeordneten Speichern videoschnell eine jedem Teilbild entsprechende Anzahl von Bildpunkten herausgelesen wird und dieser Vorgang von Zeile zu Zeile wiederholt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die den einzelnen Quellen zugeordneten Speicher asynchron zu dem Auslesetakt beschrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beliebigen Stellen des Bildschirms Text eingeblendet wird und zwar entweder in "leere" oder über bereits definierte Teilbilder.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunktrate beim Auslesen sich wesentlich von der des Einlesens der einzelnen Teilbilder unterscheidet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilbilder den Bildern mehrerer in unterschiedlichen Blickwinkeln auf ein Objekt, einen Landschaftsausschnitt oder dgl. gerichteter Kameras entsprechen, um eine Gesamtdarstellung mit größerem als dem natürlichen Betrachtungswinkel auf dem Bildschirm zu realisieren, in welcher die einzelnen Teilbilder entsprechend der Wirklich­keit lückenlos nebeneinander oder übereinander angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Teil des Bildschirms ein von Fernsehkame­ras in horizontaler Blickrichtung aufgenommener Landschaftsausschnitt und gleichzeitig auf einem anderen Teil des Bildschirms der zugehörige Ausschnit aus einer Landkarte dargestellt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß bei schwenkbarer Anordnung der Kamera(s) die Blickrichtung der Kamera(s) in Form eines Pfeils oder eines anderen Symbols auf der Kartendarstellung eingeblendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß bei schwenkbarer Anordnung der Kamera(s) durch Markieren einer Richtung auf der Kartendarstellung mittels Lichtgriffel, berührungsempfindlichen Schirm oder sonstiger Steuerung die Kamera(s) automatisch in dieser Richtung geschwenkt wird.

9. Einrichtung zur Darstellung auf einem Bildschirm eines Bildschirmgerätes eines Gesamtbildes, das aus mehreren natürlichen und/oder syntheti­schen, von verschiedenen Quellen generierten Teilbildern zusammengesetzt ist, dadurch ge­kennzeichnet,
daß jeder Quelle (1,2,3) ein Speicher (11 bis 19) zugeordnet ist,
daß ein von einem Steuerrechner (24) aus ladbarer Maskenspeicher (21) vorgesehen ist, dessen parallel auslesbare Datenbreite (Datenwort der Anzahl der Quellen entspricht und daß je Datenwort gerade ein Bit gesetzt ist,
daß ein Steuernetzwerk (23) vorgesehen ist, in welches der Inhalt des Maskenspeichers (21) mit Bildpunktfrequenz eingespeist wird, und
daß ein Ausgangsregister (22) des Maskenspeichers (21) mit dem Steuerteil (31 bis 39) des Spei­chers (11 bis 19) jeder Quelle (1,2,3) verbunden ist.

10.Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Quellen Fernsehkameras (1) und/oder Rastergraphik-Generatoren (2) und/oder Massenspeicher (3) enthaltend digitale Bilddaten sind.

11.Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm zur Wiedergabe einer größeren Anzahl von Bildpunk­ten ausgelegt ist, als sie jede einzelne Quelle (1,2,3) bereitstellen kann.

12.Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Quellen mehrere aufeinander in entsprechenden Blickwinkeln justierte Kameras (1) so angeordnet sind, daß sie lückenlos nebeneinander oder unterein­ander ein Bild eines Objektes, einer Landschaft oder dgl. als Gesamtbild mit einem wesentlich größeren Betrachtungswinkel als dem natürlichen auf dem Bildschirm darstellen.

Zeichnung