Einrichtung zur Darstellung eines zusammengesetzten Bildes

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Darstellung eines digitalen Gesamtbildes auf einem Bildschirm eines Bildschirmgerätes, das aus mehreren natürlichen bewegten und/oder synthetischen, von verschiedenen Quellen gelieferten 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).

[0005] Aus der GB-A-20 99 269 ist es bekannt, ein Gesamtbild aus mehreren von Bildspeichern gelieferten, synthetischen Teilbildern zusammenzusetzen, wobei jedes Bildelement in dem Speicher jeweils mit einem Prioritätswert verknüpft wird und das Bildelement mit dem höchsten Prioritätswert Zugriff auf einen Videodatenbus erhält, um auf einem Bildschirm dargestellt zu werden.

[0006] 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.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Die Einrichtung nach der Erfindung erlaubt es, Bilder insbesondere auf hochauflösenden Bildschirmen darzustellen, die von Bildpunkt zu Bildpunkt, von Zeile zu Zeile und von Bild zu Bild schritthaltend mit der Bildpunktfrequenz von einigen 10 MHz aus wechselnden Teilbildern verschiedener Quellen zusammengesetzt werden können, wobei die Bildquellen asynchron und mit verschiedenen Bilderzeugungsfrequenzen arbeiten können.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

[0009] Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] Werden mehrere Bildpunkte hintereinander und mehrere Zeilen bzw. Zeilenstücke untereinander von der gleichen Quelle gespeist, so entstehen wiederum Teilbilder.

[0013] 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.

[0014] Die Zähler 40 werden entsprechend der Bildgröße und der gewünschten Bildlage im Gesamtbild über die Datensammelleitungen (Bus) 41 vorbesetzt.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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. Einrichtung zur Darstellung eines digitalen Gesamtbildes auf einem Bildschirm (30) eines Bildschirmgerätes, wobei das Gesamtbild aus mehreren natürlichen bewegten und/oder synthetischen, von verschiedenen Quellen (1, 2, 3) gelieferten Teilbildern zusammengesetzt ist, wobei jeder Quelle (1, 2, 3) ein über ein Steuerteil (31 bis 39) steuerbarer Pufferspeicher (11 bis 19) zugeordnet ist, bei der
ein von einem Steuerrechner (24) aus ladbarer gemeinsamer Maskenspeicher (21) vorgesehen ist, der ein Ausgangsregister (22) zur Ausgabe von Steuerinformation aufweist, um einen darzustellenden Bildpunkt auszuwählen, wobei die Datenwortbreite des Ausgangsregisters (22) der Anzahl der Quellen (1,2,3) entspricht, und wobei je Datenwort genau ein Bit gesetzt ist, daß ein Steuernetzwerk (23) vorgesehen ist, in welches diese Steuerinformation mit der Abtastrate der Bildpunkte in einer Zeile des Gesamtbildes eingespeist wird,
bei der ferner das Ausgangsregister (22) des Maskenspeichers (21) über das Steuernetzwerk (23) mit dem Steuerteil (31 bis 39) des Pufferspeichers (11 bis 19) jeder Quelle (1,2,3) verbunden ist, und bei der die Ausgänge der Pufferspeicher (11 bis 19) über eine Datensammelleitung und eine Interfaceschaltung (25) mit dem Bildschirm (30) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Quellen Fernsehkameras (1) und/oder Rastergraphik-Generatoren (2) und/oder Massenspeicher (3) für digitale Bilddaten vorgesehen sind.

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

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 oder einer Landschaft als Gesamtbild mit einem wesentlich größeren Betrachtungswinkel als dem natürlichen auf dem Bildschirm darstellen.

Claims

1. A device for displaying a composite digital image on a VDU screen (30), the composite image consisting of a number of natural moving and/or synthetic partial images delivered by various sources (1, 2, 3), each source (1, 2, 3) having an associated buffer memory (11 to 19) controllable via a control stage (31 to 39), wherein
there is provided a common mask memory (21) which is chargeable from a control computer (24) and which comprises an output register (22) for outputting control information in order to select an image dot for display, the data word width of the output register (22) corresponding to the number of sources (1, 2, 3), and wherein exactly one bit is set per data word, in that a control network (23) is provided into which said control information is fed at the scanning rate of the image dots in one line of the composite image,
wherein further the output register (22) of the mask memory (21) is connected via the control network (23) to the control stage (31 to 39) of the buffer memory (11 to 19) of each source (1, 2, 3), and
wherein the outputs of the buffer memories (11 to 19) are connected to the screen (30) via a data bus and an interface circuit (25).

2. A device according to claim 1, characterised in that television cameras (1) and/or raster graphic generators (2) and/or mass memories (3) for digital image data are provided as the sources.

3. A device according to claim 1 or 2, characterised in that the screen is designed to reproduce a larger number of image dots than each individual source (1, 2, 3) can make available.

4. A device according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the sources comprise a plurality of cameras (1) adjusted to one another at appropriate angles of view and so disposed as to display on the screen continuously side by side or one beneath another an image of an object or a landscape as a composite picture with a much larger angle of view than the natural angle.

Revendications

1. Dispositif pour afficher une image numérique d'ensemble sur un écran (30) d'un moniteur, l'image d'ensemble étant composée de plusieurs images partielles naturelles et/ou synthétisées fournies par différentes sources (1, 2, 3), chaque source (1, 2, 3) étant associée à une mémoire tampon (11 à 19) commandée par un élément de commande (31 à 39),
dans lequel est prévue une mémoire de masse (21) accessible par un processeur (24), la mémoire de masse ayant un registre de sortie (22) pour fournir des informations de commande, pour choisir un point d'image à afficher, la largeur de mot du registre de sortie (22) correspondant au nombre de sources (1, 2, 3), et exactement un bit étant validé dans chaque mot,
dans lequel est prévu un réseau de commande (23) auquel est fournie cette information de commande à la cadence de l'échantillonnage des points d'image d'une ligne de l'image d'ensemble, dans lequel le registre de sortie (22) de la mémoire de masque (21) est relié à l'élément de commande (31 à 39) des mémoires tampon (11 à 19) de chaque source (1, 2, 3) par le réseau de commande (23), et
dans lequel les sorties de la mémoire tampon (11 à 19) sont reliées à l'écran (30) par un bus et un circuit d'interface (25).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sources comprennent des caméras vidéo (1) et/ou des générateurs de trame (2) et/ou des mémoires de masse (3) de données d'image numériques.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écran est prévu pour afficher un nombre de points d'image plus important que le nombre de points que peut fournir chaque source (1, 2, 3).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sources comprennent plusieurs caméras (1) disposées côte à côte ou l'une en dessous de l'autre selon des angles de prise de vue correspondants de manière à former, en tant qu'image d'ensemble, une image sans discontinuités d'un objet ou d'un paysage selon un angle d'observation supérieur à l'angle naturel.

Zeichnung