DE69419439T2

DE69419439T2 - Gerät und Verfahren zur Bewegungserfassung

Info

Publication number: DE69419439T2
Application number: DE69419439T
Authority: DE
Inventors: David Ross Canon K.K. Brown; Natalie Lisa C/O Canon K.K. Kershaw; William Clark C/O Canon K.K. Naylor Jr.; Mark C/O Canon K.K. Pulver
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2014-01-08
Also published as: EP0609980A3; JPH0775044A; EP0609980A2; DE69419439D1; US5561476A; US5481319A; EP0609980B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Anzeigen von Bildern auf einem Farbanzeigegerät wie beispielsweise einer Farb-Computeranzeigevorrichtung und insbesondere das Anzeigen von Farbbildern auf einem Raster-Farb- Anzeigegerät.

Beschreibung des Standes der Technik

Das Anzeigen von Bildern auf Vorrichtungen wie beispielsweise Kathodenstrahlröhren (CRT) und Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen (LCD) der verdrehten nematischen Bauart ist bekannt. Zum Anzeigen von Bildern im allgemeinen verwendete, hochauflösende Farb-CRT- oder LCD- Anzeigevorrichtungen können in der Größenordnung von 1024 Zeilen mit 1280 Bildelementen pro Zeile jeweils mit roten, grünen und blauen Komponenten anzeigen, die zum Intensitätspegel dieses Bildelementes auf der Oberfläche der CRT beitragen. Zusätzliche allgemein verwendete Standards gehen von einer Auffrischrate von im allgemeinen über 25 Hz und üblicherweise von 60 Hz aus.
Das Bild wird unter Verwendung der Nachleuchtens auf einem Fluoreszenz-Bildschirm (CRT) oder unter Verwendung einer Durchläßigkeits-Änderung eines Kristallelementes (LCD) auf der speziellen Anzeigevorrichtung erzeugt. Der Eindruck, der durch das von dem Auge empfangene Licht des Bildschirms erzeugt wird, bleibt noch für einen Bruchteil einer Sekunde nach dem Entfernen der Quelle erhalten. Indem dem Auge während einer Sekunde viele Vollbilder präsentiert werden, integriert das Auge zwischen jedem Vollbild auf und es wird eine Illusion derart erzeugt, daß die Bilder auf eine kontinuierliche Weise angezeigt werden. Um diese Illusion der Bewegung zu erzeugen, müssen ausreichende komplette Vollbilder während jeder Sekunde gezeigt werden, so daß das Auge kontinuierlich zwischen diesen integriert. Dieser Effekt kann üblicherweise durch eine Bildwiederholrate von größer als 16 Vollbilder pro Sekunde erzeugt werden.
Die Rate von 16 Vollbilder pro Sekunde ist jedoch nicht schnell genug, um zu erlauben, daß die Helligkeit eines Bildes glatt in das nächste übergeht, wenn der Bildschirm zwischen Vollbildern abgedunkelt wird. Bei dieser Rate erscheint der Bildschirm zu 'flimmern', wenn das auf dem Bildschirm geschriebene Bild nicht eine lange Nachleuchtdauer zwischen Vollbildern aufweist. Bei einem gewöhnlichen CRT-Bildschirm hält die Nachleuchtdauer üblicherweise lediglich für ein sehr kurzes Intervall an, und nimmt sehr schnell ab, bevor er durch das nächste darzustellende Vollbild wieder beschrieben wird. Bei einer LCD-Anzeigevorrichtung wird das Element oft derart ausgewählt, daß es eine relativ kurze Ansprechzeit aufweist, um ebenso den Effekt einer CRT mit einer kurzen Nachleuchtdauer zu simulieren. Folglich erzeugen diese Vorrichtungen oft eine Flimmern, wenn sie mit einer niedrigen Wiederholrate verwendet werden.
Es wurde ebenso herausgefunden, daß eine Bildwiederholrate von 30 Vollbildern pro Sekunde nicht genug sein kann, um das Flimmern bei den durch einen CRT-Bildschirm erzeugten Lichtpegeln zu bewältigen. Ein übliches Verfahren zum Bewältigen dieses Problems ist eine Verschachtelung oder eine Zeilensprungverfahren, wobei verschiedene Abschnitte des Bildes auf eine verschachtelte Weise angezeigt werden. Dieses Verfahren bewältigt jedoch nicht ein grundlegendes Problem, nämlich daß beim Erhöhen der Anzahl von anzuzeigenden Bildelementen die zur Anzeige jedes Bildelementes verfügbare Zeitdauer zunehmend beschränkt wird. Beispielsweise ist die Zeitdauer zum Anzeigen eines einzelnen Bildelementes bei einem System mit einer 1280 (Zeilen) · 1024 Bildelementanzeige und einer Vollbildfrequenz von 30 Hz bei Vernachlässigung aller horizontalen und vertikalen Rücksprungzeiten ungefähr:
Bildelementzeitdauer = 1/1208 Zeilen · 1024 Bildelemente · 30 Hz = 25,4 ns
Bei dieser maximal verfügbaren Zeitdauer zum Ändern des Farbwertes eines bestimmten Bildelementes muß die durch jedes Bildelement angezeigte Farbe innerhalb dieser kurzen Zeitdauer geändert werden können, wenn die Anzeigeeinrichtung ein beabsichtigtes, zeitlichen Änderungen unterworfenes Eingabebild naturgetreu wiedergeben soll.
Dieses Intervall ist extrem kurz und die Periode wird noch kürzer, wenn die Auflösung der Anzeigevorrichtung erhöht wird. Beispielsweise würde eine Erhöhung der Auflösung auf 1920 Zeilen · 2560 Bildelementen in einer Zeitdauer zum Anzeigen jedes Bildelementes resultieren, die auf ungefähr 6,78 ns reduziert ist. Die Ansprechzeit jedes Bildelementes der Anzeigevorrichtung muß mit dieser verkürzten Zeitdauer schritt halten können. Ein bekanntes Verfahren zum Reduzieren der Aktualisiergeschwindigkeits- Anforderungen aktualisiert ganze Bildelement-Zeilen gleichzeitig, es zeigte sich jedoch in der Praxis, daß die Akualisierzeitdauer wiederum nicht ausreichend ist.
In den letzten Jahren haben Clark und Lagerwall eine ferroelektrische Flüssigkristall-Vorrichtung (FLCD) mit einer Hochgeschwindigkeits-Ansprecheigenschaft und einer Speichereigenschaft vorgeschlagen. Die Druckschrift US-A- 4 964 699 (Inoue) mit dem Titel 'Display Device' offenbart eine ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (FLCD). Es zeigte sich jedoch in der Praxis, daß die Ansprechzeit des ferroelektrischen Elementes bei der für moderne Computer und Fernsehanzeigevorrichtungen benötigten, hohen Auflösung nicht ausreicht, um einer sehr schellen ferroelektrischen Anzeigevorrichtung zu ermöglichen, Bilder bei Standardraten und Auflösungen wie beispielsweise die NTSC-Standardrate oder selbst bei niedrigeren Raten als bei diesem Standard anzuzeigen. Dieses Problem wird akzentuiert, wenn die Auflösung der Anzeige vergrößert wird.
Hinsichtlich der Speichereigenschaften der ferroelektrischen Art der Anzeige wurde herausgefunden, daß die Bildelemente ihren Zusand für eine beträchtliche Zeitperiode aufrechterhalten können, nachdem sie in einen bestimmten Zustand gesetzt wurden. Obwohl sich diese Zeitperiode in der Praxis ändern kann, wurden Perioden von bis zu einigen Stunden bei Anzeigevorrichtungen gemessen, die mit Nachleuchtpegeln in der Größenordnung von einigen Minuten hergestellt wurden.
Um die Anzeigevorrichtung mit einer Speichereigenschaft zum Anzeigen eines Bildes mit einer hohen Auffrischrate zu verwenden, ist es wünschenswert, Änderungen der nachfolgenden Vollbilder eines eingegebenen Bildes erfassen zu können, um eine Messung dieser Bereiche des eingegebenen Bildes zu erhalten, die sich verändert haben und mit höchster Priorität aktualisiert werden sollen. Dies gilt insbesondere dann wenn das eingegebene Bild Rauschen enthalten kann, das zu Änderungen von Vollbild zu Vollbild führen kann, die nicht notwendigerweise die Änderungen des naturgetreuen eingegebenen Bildes widerspiegeln.
Während diese eine Reihe von bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen derartiger Vollbild-zu- Vollbild Änderungen, wie beispielsweise in der Druckschrift FR-A-2 640 452 beschrieben, darstellen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zur Bewegungserfassung in einem eingegebenen Bild besonders beim Vorhandensein von Rauschen bereitzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein in dem beigefügten Anspruch 1 dargelegtes Bewegungserfassungsgerät zur Verwendung mit einem eingegebenen Bild mit einer Vielzahl von Zeilen und einer Vielzahl von Bildelementen in jeder Zeile sowie ein entsprechendes in dem Anspruch 5 dargelegtes Verfahren vorgesehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Anzeigevorrichtungs-Anordnung, die das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist,
Fig. 2 eine schematische Blockschaltbilddarstellung des Anzeigesystems von Fig. 1,
Fig. 3 eine detaillierte schematische Blockschaltbilddarstellung eines Bewegungsdetektors gemäß Fig. 2, der das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Durchschnitts- Signatur-Erzeugungseinheit von Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs-Steuereinrichtung von Fig. 4,
Fig. 6 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Muster-Erzeugungseinrichtung von Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Rot-Durchschnitts-Signatureinheit von Fig. 4,
Fig. 8 eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines Ablaufes zum Erhalten eines Durchschnittswertes eines n- Bit Zeilensegmentes,
Fig. 9 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Wichtungseinheit von Fig. 7,
Fig. 10 eine Veranschaulichung einer Zeilenunterbrechung bzw. einer Zeileneinteilung für eine Randerfassung,
Fig. 11 eine Veranschaulichung einer Randansammlung für ein Zeilensegment,
Fig. 12 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung von Fig. 3,
Fig. 13 ein schematisches Blockschaltbild einer der Stufeneinheiten von Fig. 12,
Fig. 14 eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer der Maximum-Randeinheiten von Fig. 12,
Fig. 15 eine schematisches Blockschaltbilddarstellung einer Maximum-Bestimmungseinheit von Fig. 14,
Fig. 16 eine schematisches Blockschaltbilddarstellung einer zwei Eingänge aufweisenden Maximum-Einheit von Fig. 15,
Fig. 17 ein schematisches Blockschaltbild einer ESG- Steuereinrichtung von Fig. 12,
Fig. 18 ein schematisches Blockschaltbild einer Signatur- Abfolgeeinrichtung von Fig. 3,
Fig. 19 ein schematisches Blockschaltbild einer 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung,
Fig. 20 ein schematisches Blockschaltbild einer symbolischen Form einer 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung,
Fig. 21 ein schematisches Blockschaltbild eines Aufbaus einer 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung,
Fig. 22 ein schematisches Blockschaltbild eines Aufbaus einer 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung von Fig. 18,
Fig. 23 ein schematisches Blockschaltbild einer Signatur- Vergleichseinheit von Fig. 3,
Fig. 24 ein schematisches Blockschaltbild einer Maximum- Paareinheit von Fig. 23,
Fig. 25 ein schematisches Blockschaltbild einer Maximum- Signaleinheit von Fig. 23, und
Fig. 26 ein schematisches Blockschaltbild einer Signatur- Speicher-Steuereinrichtung von Fig. 3.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren und ein Gerät zum Bestimmen der Priorität einer Änderung einer bestimmten Zeile durch Bereitstellen von zwei Messungen von möglichen Änderungen bereitgestellt, welche eine Messung der Bildelementwerte eines Bereiches einer Zeile und eine Messung der Unterschiede zwischen benachbarten Bildelementwerten für andere Bereiche einer Zeile darstellen, um auf diese Weise einen Prioritätswert auf der Grundlage dieser Messungen und vorherigen ähnlichen Messungen zu erzeugen.
Gemäß Fig. 1 ist ein Anzeigesystem 3 gezeigt, das zum Empfangen einer Bildausgabe in Form von getrennten Farbkanälen von Rot-, Grün- und Blau-Bildinformationen sowie Synchronisations-Informationen von einer Vorrichtung 1 wie beispielsweise einem Computer mittels eines Kabels 2 aufgebaut ist und zum Anzeigen der Bildausgabe auf einer Anzeigevorrichtung 5 mit einer niedrigeren Vollbildrate als die durch die Vorrichtung 1 erwartete aufgebaut ist.
Gemäß Fig. 2 ist das Anzeigesystem 3 detaillierter gezeigt. Das analoge Eingangssignal des Anzeigesystems 3 wird unter Verwendung des Kabels 2 erhalten. Die Synchronisations-Informationen des analogen Eingangssignals werden durch eine Eingabe-Unterteileinrichtung 9 von den Farbinformationen geteilt oder getrennt. Die Farbinformationen und Synchronisations-Informationen werden dann getrennt an eine Analog/Digital-Wandlereinheit 12 weitergeleitet. Die analogen Rot-, Grün- und Blau-Eingangskanäle 11 der Unterteileinrichtung 9 werden an drei Analog/Digital-Wandler in der Analog/Digital- Wandlereinheit 12 weitergeleitet. Jeder Analog/Digital- Wandler wandelt die Eingangsinformationen seines analogen Kanals in entsprechende digitale Werte um. Die Steuerinformationen werden ebenfalls an die Analog/- Digital-Wandlereinheit 12 weitergeleitet sowie decodiert und digitalisiert, um System-Steuerinformationen wie beispielsweise Bildelement-Taktsignale (PCLK) sowie Zeilen- und Vollbild-Rücksprungsignale zu erzeugen. Die Steuerinformationen werden mit den Bildelement-Farbinformationen ausgegeben und zusätzlich dem Rest des Systems 3 mittels eines Steuerkanals zugeführt. Der Steuerkanal 18 führt diese Signale verschiedenen Abschnitte des gesamten Systems einschließlich eines Initialisier- und Steuermikroprozessors 13, eines Demultiplexers 21, einer Darstelleinheit 17, einer Zeilen-Formateinrichtung 8, einer Zeilen-Zuteileinrichtung 15, eines Vollbildpuffers 6, einer Vollbild- Speicher-Steuereinheit 7, einer Bewegungserfassungseinheit 16 und der Anzeige-Steuereinrichtung 4 zu.
Die Analog/Digital-Wandlereinheit (ADC) 12 benötigt sowohl modell-spezifische Parameter, Kristall-Zeitgeber- Eingangsinfomationen, Eingabe-Steuer-Synchonisations- Informationen als auch die drei analogen Eingangskanäle, um die entsprechenden binären Ausgangs-Bildelemente für jedes Eingangsbildelement bei der durch modell- spezifische Parameter bestimmten Bildelement-Taktsignalrate zu erzeugen. Die modell-spezifischen Parameter werden vorzugsweise in einer Speichervorrichtung 19 gespeichert und beim Startzeitpunkt bzw. Start durch die Initialisier- und Steuereeinheit 13 in die Analog/Digital -Wandlereinheit (ADC) 12 geladen.
Als Alternative zu einem analogen Eingangssignal kann das Kabel 2 ein Eingangssignal in einem digitalen Format direkt dem Eingangspuffer (nicht veranschaulicht, aber aus dem Stand der Technik bekannt) zuführen, was die Analog/Digital-Wandlereinheit 10 ersetzt.
Damit ein einzelnes Anzeigesystem 3 mit einer Vielzahl von verschiedenen Computersystemen verbunden wird, kann der Kabelaufbau 2 vorzugsweise mit einem modell- spezifischen Kristall und/oder mit der Speichervorrichtung 19 (typischerweise ein serielles EEPROM) ausgerüstet werden, von der beim Startzeitpunkt die Initialisier- und Steuereinheit 13 modell-spezifische Parameter in die Anzeigesystem-Steuereinrichtungen laden kann. Modell-spezifische Parameter, die dazu tendieren, von System zu System zu variieren, schließen die Frequenz des Bildelement-Ausgangstaktsignals der Computervorrichtung 1, die Anzahl der Bildelemente pro Zeile, die Anzahl der Zeilen pro Vollbild, horizontale Austast- Zeiten, vertikale Austast-Zeiten, eine Analog/Digital- Verstärkung und Offset-Parameter etc. ein. Diese Parameter können dann in dem Kabel 2 gespeichert werden, wobei verschiedene Kabel für verschiedene Computervorrichtungen 1 verfügbar sind, wodurch die Vielseitigkeit und die Verwendbarkeit des Anzeigesystems 3 verbessert bzw. erhöht wird.
Die Anzahl von Binärbits und folglich die Auflösung, mit der digitale Werte von der Analog/Digital-Wandlereinheit (ADC) 12 ausgegeben werden, können entsprechend Faktoren wie beispielsweise die Kosten und die Geschwindigkeit des verwendeten A/D-Wandlers variieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt jeder A/D-Wandler der A/D-Wandlereinheit 12 8-Bit-Informationen für deren jeweiligen Eingabefarbe an den A/D-Ausgabebus 20 aus. Folglich ist der A/D-Ausgabebus mindestens 24-Bits breit, was ein einzelnes Bildelement der Anzeigeinformationen darstellt. Zusätzlich gibt die A/D-Wandlereinheit 12 Bildelement- Taktsignale, Vollbild- und andere Synchronisations- Informationen an den A/D-Ausgabebus 20 aus. Ein Demultiplexer 21 gruppiert zwei benachbarte Bildelemente zusammen und gibt sie zusammen mit Taktsignal- und Synchronisations-Informationen an den Bus 27 mit der halben Eingaberate des Demultiplexers 21 aus. Dabei wird die Geschwindigkeit, die der Rest des Anzeigesystems 3 zum Arbeiten benötigt, halbiert.
Das duale Bildelement-Ausgabeformat des Demultiplexers 21 wird der Darstelleinheit 17 zugeführt, die für jeweils 24-Bit Eingangsbildelement-Information ein 4-Bit Ausgangssignal in der Form eines Bits für jeweils Rot-, Grün-, Blau- und Weiß-(RGBW)-Bildelementdaten für die FLCD-Anzeigevorrichtung 5 erzeugt. Diese Bildelementgruppen werden an den Ausgangsbus 155 der Darstelleinheit ausgegeben.
Gemäß Fig. 3 ist die Bewegungserfassungseinheit 16 detaillierter gezeigt. Die Bewegungserfassungseinheit 16 empfängt ein Eingangssignal von einem Bewegungsdetektor- Eingangsbus 24. Dieser Bus umfaßt einen Kanal, der zwei Bildelemente gleichzeitig übertragen kann, und einen zugehörigen Steuerinformations-Kanal 146. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeits-Anforderungen zu senken, werden die Bildelement-Informationen weiter durch einen Eingangs-Demultiplexer 150 demultiplext, wodurch zwei Bildelementgruppen zusammen gruppiert werden, so daß der Rest der Bewegungserfassungseinheit 16 in Gruppen von vier Bildelementen arbeitet. Durch Reduzierung der Geschwindigkeitsanforderungen, bei der die Bewegungserfassungseinheit 16 arbeiten muß, wird eine Implementierung mittels einer wirtschaftlicheren Technik ermöglicht. Folglich werden Gruppen von vier Bildelementen jeweils in 24-Bits an einen Bus 151 ausgegeben.
Die individuellen Rot-, Grün- und Blau-Primärfarbabschnitte jedes Bildelementes werden zusätzlich zu relevanten Steuerinformationen einer Durchschnitts- Signatur-Erzeugungseinheit 43 zugeführt. Die Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinheit 43 führt ein erstes Bewegungserfassungs-Verfahren, das herkömmlicherweise als 'Durchschnitts-Signatur-Verfahren' bezeichnet wird, zum Bestimmen einer Priorität für die Aktualisierung einer gegebenen Zeile des Bildschirms für jeden Primärfarbabschnitt des Bildes durch. Dieses Verfahren bestimmt, wie nachstehend beschrieben, eine spezifische Summierung einer 'Durchschnittsregion' von Bildelementwerten einer nachstehend beschriebenen Zeile und gibt einen Durchschnitts-Signaturwert an eine Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 für jeden Bereich einer Zeile aus.
Die eingegebenen Bildelemente werden ebenfalls einer Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung 69 zugeführt, die diese zum Bestimmen eines Satzes von Randwerten entsprechend einem nachstehend beschriebenen 'Rand- Erfassungsverfahren' verwendet. Ein Satz von Randwerten wird an die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 für jede vorbestimmte 'Randregion' ausgegeben, wobei eine Randregion von einer Flächenregion verschieden ist.
Die Flächenwerte und die Randwerte werden jeweils an die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 ausgegeben, die diese Werte zu einem 48-Bit-Abtastwert verdichtet und den Abtastwert zu einer Signatur-Vergleichseinheit 120 ausgibt.
Die Signatur-Vergleichseinheit 120 empfängt die Abtastwerte von der Durchschnitts-Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 und Abtastwerte eines vorherigen Vollbildes, die in einer Signatur-Speichereinrichtung 122 gespeichert und mittels einer Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 eingegeben werden, und bestimmt zwei Prioritätswerte für jede Zeile des aktuellen Eingabe-Vollbildes und gibt die Werte an den Bewegungsdetektor-Ausgangsbus 25 aus.
Gemäß Fig. 4 ist die Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinheit 43 detaillierter beschrieben. Die Durchschnitts- Signatur-Erzeugungseinheit 43 umfaßt drei Register 45, eine Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs-Steuereinrichtung 44, eine Rot-Durchschnitts-Signatureinheit 46, eine Grün- Durchschnitts-Signatureinheit 47 und eine Blau-Durchschnitts-Signatureinheit 48, wobei jede Farb-Signatureinheit identisch ist.
Die Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinheit 43 erzeugt Signaturen auf der Grundlage der Durchschnitts-Bildelementwerte jeder Farbe für ein horizontales Abtastzeilen-Segment. Ein gewichteter Bildelementstrom wird aus dem eingegeben Bildelementstrom einer einzelnen Farbe durch Multiplikation jedes Bildelementes mit 1, -1 oder 2 in Abhängigkeit von einem pseudo-zufälligen Eingangssignal-Steuer-Muster gebildet. Der gewichtete Bildelementstrom wird summiert. Das Ergebnis der Summierung für ein Zeilensegment einer programmierbaren Länge stellt die Durchschnittssignatur dar.
Gemäß Fig. 7 ist eine Rot-Durchschnitts-Signatureinheit 46 detaillierter gezeigt, wobei eine Grün-Durchschnitts- Signatureinheit 47 und eine Blau-Durchschnitts-Signatureinheit 48 identisch sind. Die Rot-Durchschnitts- Signatureinheit 46 führt einen Durchschnittssignal- Erzeugungs-Algorithmus durch, der nachstehend mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben ist. Das eingegebene Bild wird in Zeilen aufgeteilt und jede Zeile wird in eine vorbestimmte Anzahl von Zeilensegmenten 26 mit N Bildelementen aufgeteilt. Die empfangenen N Bildelemente eines Zeilensegmentes werden an einen Multiplizierer 31 weitergeleitet und vorzugsweise mit dem Wert '-1', '1' oder '2' multipliziert. Der tatsächliche Wert der Multiplikation wird pseudo-zufällig bestimmt. Das Ergebnis der pseudozufälligen Zahl-Erzeugung wird beim Start jedes Vollbildes verwendet, so daß der für das gleiche Bildelement von nachfolgenden Vollbildern ausgewählte Wert zur Multiplikation ebenfalls der gleiche ist. Es wird vorzugsweise ein Ergebnis ausgewählt, das die Überein stimmung von Multiplikationsmustern für Bildelemente in der gleichen Spalte für eine aktuelle Zeile und die Zeilen oberhalb und unterhalb der aktuellen Zeile minimiert. Es wurde herausgefunden, daß dies die Möglichkeit reduziert, daß das Bewegungserfassungs-Verfahren eine Veränderung in einem vertikalen Merkmal von nachfolgenden Bildern nicht erfaßt.
Gemäß Fig. 5 ist eine Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs- Steuereinrichtung 44 detaillierter gezeigt. Die Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs-Steuereinrichtung 44 umfaßt eine Muster-Erzeugungseinrichtung 49 und eine Muster- Steuereinrichtung 50. Die Muster-Erzeugungseinrichtung 49 erzeugt die Steuermuster für jede der Durchschnitts- Signatureinheiten und hält bzw. speichert einen Segment- Längenwert für jede Einheit. Die Muster-Steuereinrichtung 50 erzeugt ebenfalls Ausgangssignale, wenn eine Ausgabe von Daten an die Signatur-Abfolgeeinrichtung zulässig ist. Es ist lediglich ein Satz von Ausgangssignalen notwendig, da alle Durchschnitts-Signatureinheiten die identischen Minimum- und Maximum-Stufen von Hauptleitungs-Verzögerungen aufweisen, bevor ihre erste gültige Signatur und ihre letzte Signatur während einer Abtastung einer Zeile erzeugt werden.
Gemäß Fig. 6 ist eine Muster-Erzeugungseinrichtung 49 detaillierter gezeigt. Die Muster-Erzeugungseinrichtung 49 weist ein 34-Bit langes und 8-Bit breites 'First-In- First-Out' FIFO-Register 49 auf, das die gewichteten Muster periodisch wiederholt. Die gewichteten Muster werden 4-bitweise an verschiedenen Punkten einschließlich eines Blau-Muster-Auslese-Ausgangs 52, eines Grün-Muster- Auslese-Ausgangs 53 und eines Rot-Muster-Auslese-Ausgangs 54 aus dem FIFO 51 ausgelesen und den Durchschnitts- Signatur-Erzeugungseinheiten 46-48 zugeführt.
Vom Ausgang des FIFO werden die obersten 4 Bits dem Eingang des FIFO zugeführt 55, um die unteren 4 Bits zu bilden. Die unteren 4 Bits werden dem Eingang des FIFO über einen Multiplexer 56 zugeführt, um die obersten 4 Bits zu bilden. An dem Ende jedes Vollbildes werden die Initialdaten eines FIFO-Registers 57 (Fig. 4) mittels des Multiplexers 56 in das FIFO 51 geladen, so daß das gleiche Muster Vollbild für Vollbild erzeugt wird.
Gemäß Fig. 7 weist die Rot-Signatureinheit 46 eine Reihe von Wichtungseinheiten 58-61 auf, wobei eine Einheit für jedes Bildelement vorgesehen ist und die eingegebenen Bildelemente demultiplext werden, um vier gleichzeitig einzugeben. Die Wichtungseinheiten 58-61 multiplizieren ihre Eingangssignalwerte mit '-1', '1' oder '2', wie es durch die Steuerausgangssignale einer Wichtungs-Erzeugungseinrichtung 62 bestimmt ist.
Die Wichtungs-Erzeugungseinrichtung 62 liest ein 4-Bit Muster-Wort von der Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs- Steuereinrichtung 44 ein und erzeugt Steuersignale 67 für die Wichtungseinheiten 58-61. Ein Bit wird von der Durchschnitts-Signatur-Erzeugungs-Steuereinrichtung 44 für jedes Bildelement eingegeben. Die Steuersignale 67 sind 2 Bits breit. Diese werden durch Verwenden eines Bits als Eingangsbit und durch Ausbilden eines zweiten Bits entsprechend der nachstehenden Formel gebildet
Falls Muster_Eingabe = 0, dann ist das zweite Bit gleich Null
Falls Muster_Eingabe = 1, dann zweite Eingabe umschalten.
Gemäß Fig. 9 ist eine Wichtungseinheit 58 detaillierter gezeigt. Die Wichtungseinheit multipliziert die Werte '- 1', '1' oder '2' mit dem eingegebenen Wert und wählt einen davon mittels eines Multiplexer 66 in Abhängigkeit von dem Zustand der Steuersignale 67 der Wichtungs-Erzeugungseinheit 62 aus. Da die Ausgabe größer als die Eingabe sein kann, werden zusätzliche Zeilen benötigt. Das Ausgangssignal des Multiplexers 66 wird zwischengespeichert 68 bevor es ausgegeben wird.
Gemäß Fig. 7 verwendet eine Summierungseinheit 63 die Ausgangssignale von den Wichtungseinheiten und fügt diese zusammen, damit sie an eine Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 ausgegeben werden, nachdem eine programmierte Anzahl von Bildelementen verarbeitet wurden. Die Summierungseinheit 63 wird nach der Ausgabe an die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 auf Null zurückgesetzt.
Eine Löschsignal-Erzeugungseinrichtung 64 erzeugt ein Löschsignal für die Summierungseinheit 63, nachdem die Anzahl von verarbeiteten Bildelementen der Länge des aktuellen Segmentes entspricht.
Gemäß Fig. 3 werden die Gruppen aus vier Bildelementen jeweils mit 24-Bits, die an einen Bus 151 ausgegeben werden, ebenfalls einer Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung 69 zugeführt. Die Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung 69 verarbeitet die eingegebenen Bildelemente, um das Auftreten von Rändern zu erfassen.
Fig. 10 und 11 veranschaulichen das verwendete Verfahren, das als 'Rand-Erfassungsverfahren' bezeichnet wird, und das zum Bestimmen, ob sich Ränder in einem eingegebenen Bild bewegt haben, und zum Bestimmen eines Prioritätswertes geeignet ist. Das Rand-Erfassungsverfahren ist nachstehend beschrieben. Die roten, grünen und blauen Bildelement-Eingabeströme sind jeweils in Zeilensegmente 35 der Länge K + 1 aufgeteilt. Das letzte Bildelement 36 eines bestimmten Zeilensegments ist sowohl in dem Segment als auch als das erste Bildelement 37 in dem nächsten Zeilensegment eingeschlossen.
Gemäß Fig. 11 wird der Differenzwert zwischen benachbarten Bildelementen für jedes individuelle Zeilensegment 35 des eingegebenen Datenstromes bestimmt 38. Dieser Differenzwert wird zum Erzeugen von zwei weiteren Werten verwendet, die üblicherweise als negativer Steigungswert 39 und als positiver Steigungswert 40 bezeichnet werden. Falls der Differenzwert positiv ist, wird der positive Steigungswert 40 auf den Differenzwert eingestellt und der negative Steigungswert 39 wird auf Null eingestellt. Falls der Differenzwert negativ ist, wird der positive Steigungswert 40 auf Null eingestellt und der negative Steigungswert 39 wird auf den Absolutwert des Differenzwertes eingestellt.
Dieser Differenzwert zwischen zwei benachbarten Bildelementen wird üblicherweise als 'Rand' bezeichnet. Da K + 1 Bildelemente in einem Zeilensegment 35 vorhanden sind, sind K Ränder pro Zeilensegment und 3*K Ränder für die roten, grünen und blauen Abschnitte eines Zeilensegmentes vorhanden. Jeder Rand erzeugt zwei Steigungswerte. Folglich werden 2*3*K Werte für jedes Segment erzeugt.
Diese Steigungswerte werden einer von M Gruppen oder 'Speichereinrichtungen' 41 zugewiesen. Die Bestimmung, welcher Speichereinrichtung die zwei Steigungswerte von jedem Primärfarbstrom zuzuweisen sind, wird durch eine zweite pseudo-zufällige Zahl-Sequenz bestimmt, die die Form einer ROM-Nachschlagetabelle annehmen kann. Diese zweite Sequenz wird ebenfalls beim Start jedes Vollbildes wiedergestartet, so daß die für ein bestimmtes Bildelement ausgewählte Speichereinrichtungen 59 sich nicht mit ändernden Vollbildern ändern. Das Abbilden von Steigungswerten in Speichereinrichtungen ist derart unabhängig von dem Primärfarbstrom, daß eine Speicherein richtung rote, grüne und blaue Steigungswerte enthalten kann. Das Abbilden in Speichereinrichtungen erfolgt vorzugsweise derart, daß die roten, grünen und blauen Randwerte verschiedenen Speichereinrichtungen und die positiven und negativen Steigungswerte verschiedenen Speichereinrichtungen zugewiesen werden. Die Anzahl der Speichereinrichtungen ist vorzugsweise größer als die Anzahl von durch ein einzelnes Bildelement erzeugten Steigungswerten (in diesem Fall größer als sechs).
Bei einer Modifikation das vorstehend beschriebenen Ablaufes kann möglicherweise lediglich eine Teilmenge der Ränder den Speichereinrichtungen zugewiesen werden, wobei die Zuweisungsmuster sich derart darstellen, daß in einer aktuellen Zeile nicht zugewiesene Ränder in der nächsten oder übernächsten Zeile zugewiesen werden.
In jeder Speichereinrichtung werden die Absolutwerte der empfangenen Ränder mit einem in der Speichereinrichtung gespeicherten aktuellen Maximalwert verglichen und das Maximum der beiden Werte wird zu dem neuen aktuellen Maximalwert. Am Ende eines Segmentes kann der in jeder Speichereinrichtung gespeicherte Maximalwert über einen Speichereinrichtungs-Signatur-Ausgang 42 ausgelesen werden. Eine Pseudo-Code Darstellung des zum Bestimmen dieses Ausgangswertes verwendeten Verfahrens ist in Anhang B dargestellt. Alle Signaturen für eine Zeile werden sich addierend verglichen. Das heißt, jede Signatur wird bei ihrer Erzeugung mit dem vorherigen und mit dem gehaltenen Maximum verglichen. Ein Pseudo-Code für das Signatur-Vergleichs-Verfahren ist in Anhang C gezeigt.
Gemäß Fig. 12 ist die Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung 69 detailliert gezeigt, die das Rand-Erfassungsverfahren durchführt. Bildelemente werden mit einer Rate von vier Bildelementen gleichzeitig von einem Demultiplexerbus 151 in die Stufeneinheiten 71-73 eingegeben, wobei eine Stufeneinheit jeweils eine Farbe handhabt. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildelement-Taktsignale sowie vertikale und horizontale Zeitsignale werden in eine Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung (ESG) 78 eingegeben.
Gemäß Fig. 13 ist eine der Stufeneinheiten 71-73 detailliert gezeigt. Die Stufeneinheiten erzeugen ein Vorzeichenbit und eine absolute Differenz zwischen jedem Bildelementpaar für jede Farbe. Die eingegebenen Daten 75 stellen vier Mengen bzw. Gruppen mit 24-Bit pro Bildelement-RGB-Daten zusammen mit Bildelement-Taktsignalen sowie vertikalen und horizontalen Synchronisations- Signalen (nicht gezeigt) dar. Da die Eingabe in Form von vier Bildelementen gleichzeitig durchgeführt wird, wird das Randverfahren durch Speichern des letzten Bildelementwertes der vorherigen Bildelementgruppe in einer Zeile in einen Zwischenspeicher 76 durchgeführt, um einen Differenzwert zwischen dem ersten Bildelement der aktuellen Bildelementgruppe und dem letzten Bildelement der letzten Bildelementgruppe zu erhalten. Die absoluten Differenzwerte und die Vorzeichenbits werden zwischengespeichert 77, bevor sie dann an eine Sammlung von Maximum-Randeinheiten 74 (Fig. 12) weitergeleitet werden.
Gemäß Fig. 12 wird die Auswahl, welcher Maximum-Randeinheit 74 der absolute Differenzwert weiterzuleiten ist, durch ein Eingangssignal 78 von der ESG-Steuereinrichtung 70 bestimmt, welche eine Maximum-Randeinheit 74 auf eine vorstehend beschriebene pseudo-zufällige Weise ausgewählt. Jede Maximum-Randeinheit 74 empfängt den Randwert und vergleicht ihn mit einem vorab gespeicherten aktuellen Maximum-Randwert.
Gemäß Fig. 14 ist die Maximum-Randeinheit 74 detaillierter gezeigt. Die Maximum-Randeinheit 74 verwendet eine Maximum-Bestimmungseinheit 80, um den Maximumwert eines Satzes von vier Stufenwerten und eines vorab gespeicherten Maximums zu erzeugen, das in einem Zwischenspeicher 79 gespeichert ist. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Bildelement-Taktsignal-Zyklen (PCLK) wird der Maximalwert an einen Speichereinrichtungs-Ausgangsbus 92 übermittelt und der Zwischenspeicher 79 auf Null gesetzt.
Die eingegebenen Abtastwerte 81 werden unter Verwendung von drei Steuerbits pro Stufe und von zwei Abschnitten von Multiplexern (mux) einschließlich eines ersten Abschnittes 82 und eines zweiten Abschnittes 83 ausgewählt. Der erste Abschnitt 82 von Multiplexern (mux) verwendet zwei Bits, um die Größe der roten Stufe, der grünen Stufe, der blauen Stufe oder keine Stufen-Eingangswerte auszuwählen. Der zweite Abschnitt 83 von Multiplexern (mux) verwendet ein drittes Steuerbit, das mit dem Vorzeichen der ausgewählten Stufe einer "UND"- Verarbeitung unterzogen wird, um entweder die Größe der ersten Stufe oder Null auszuwählen.
Jede Maximum-Randeinheit 74 benötigt 12 Auswahlbits pro Bildelement, 8 für den ersten Abschnitt 82 und 4 für den zweiten Abschnitt 83. Das heißt, es ist für jeden der demultiplexten Bildelementströme notwendig, zwei Bits zum Auswählen der R, G, B oder keinen Rand sowie ein Bit zum Auswählen aufzuweisen, ob es positiv oder negativ ist. Das Vorhandensein von neun Maximum-Randeinheiten erfordert, daß die Erzeugung der Steuerdaten so lokal wie möglich erfolgt. Folglich enthält jede Maximum-Randeinheit 74 ein 12-Bit Rand-Musterregister 84, dessen Werte bei jedem vierten Bildelement-Taktsignal rotierend verschoben werden.
Gemäß Fig. 15 ist eine Maximum-Erfassungseinheit 80 detaillierter gezeigt. Die Maximum-Erfassungseinheit 80 bestimmt das Maximum aus fünf Eingangssignalen durch mehrfaches Bestimmen des Maximums aus zwei Eingangssignalen 85. Gemäß Fig. 16 ist eine Zwei-Eingangs- Maximumeinheit 85 detaillierter gezeigt, und wobei sie aus einem Komparator 86 und einem Multiplexer 87 aufgebaut ist, wobei das Ausgangssignal des Komparators 86 zum Steuern des Multiplexers 87 verwendet wird, um das Maximum aus seinen zwei Eingangssignalen zu erzeugen.
Gemäß Fig. 17 ist die ESG-Steuereinrichtung 70 von Fig. 12 detaillierter gezeigt. Die ESG-Steuereinrichtung 70 erzeugt die Signale, die den Datenfluß der Rand-Signatur- Erzeugungseinrichtung 69 regulieren. Die benötigten Steuersignale sind Löschsignale für die Ausgangs- Zwischenspeicher der Stufeneinheiten 71-73 und an die Maximum-Randeinheit 74 sowie die Auswahlsignale für die Multiplexer in der Maximum-Randeinheit 74. Ein Randsegment-Längeregister 88 speichert die vorbestimmte Länge jedes Segmentes. Eine 8-Bit-Zähleinrichtung 89 zählt bei jedem Bildelement-Taktsignal (PCLK) hoch und wird mit dem Wert des Randsegment-Längeregister 88 verglichen 90. Wenn die Werte sich entsprechen, wird ein ESG-Löschsignal 91 übermittelt, und zusätzlich wird die 8-Bit Zähleinrichtung 89 rückgesetzt. Die 8-Bit Zähleinrichtung 89 wird ebenfalls beim Auftreten jeder neuen Zeile (HSYNC) rückgesetzt.
Gemäß Fig. 12 wird der Maximalwert jeder Maximum-Randeinheit 74, wie vorstehend angeführt, nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen bereitgestellt, um an die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 über den Speichereinrichtungs-Ausgangsbus 92 ausgegeben zu werden, und die aktuellen Maximum-Randwerte aller Maximum-Randeinheiten 74 werden auf Null rückgesetzt.
Gemäß Fig. 3 werden die Ausgangs-Signalwerte der Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinheit 43 und der Rand- Signatur-Erzeugungseinrichtung 69 einer Signatur-Abfolge einrichtung 93 zugeführt.
Gemäß Fig. 18 ist die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 detaillierter gezeigt. Die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 empfängt drei 6-Bits Durchschnitts-Signatur-Eingangssignale 94 mit der Ausgaberate der Durchschnitts- Signatur-Erzeugungseinheit 43 und M (wobei M in diesem Fall 9 ist) 6-Bit Rand-Signatur-Eingangssignale 95 mit der Ausgaberate der Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinheit 43 und wählt 8 von diesen Signaturen zum Verdichten in einen 56-Bit Zwischenspeicher 96 aus, wodurch ein Abtastwert gebildet wird, der an die Signatur-Vergleichseinheit 120 auszugeben ist. Die durch die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 durchgeführte Signatur- Verdichtung weist eine Abfolge auf, die vollbildweise wiederholt wird. Für jede eingehende Signatur wird ein Signatur-Eintreff-Identifizierer an ein ODER-Gatter 105 in Verbindung mit dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 104 weitergeleitet.
Zusätzlich zu den Signaturen wird ein Signatur- Signifikanz-Bit, das entweder ein 1 Bit 106 oder ein 0 Bit 107 darstellt, mit der Signatur eingegeben, um Durchschnittssignaturen von Randsignaturen zu unterscheiden.
Die 12 Eingangssignaturen gehen unabhängig voneinander ein, aber jede Signatur geht mit einer konstanten Rate ein. Die Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 muß die Signaturen jedes Vollbildes in die gleiche Sequenz verdichten. Auf diese Weise kann ein an die Signatur- Vergleichseinheit 120 übermitteltes 48-Bit Signatur-Wort korrekt mit dem entsprechenden Wort eines vorherigen Vollbildes verglichen werden. Zusammen mit den 48 Signaturbits werden 8 die Ankunft von jedem der 8 Signaturen anzeigende Steuerbits an die Signatur- Vergleichseinheit weitergeleitet.
Das Ausgangssignal 99 der Arbiter-Auswahleinrichtung wird dem 56-Bit Zwischenspeicher 96 zugeführt. Der 56-Bit Zwischenspeicher 96 wird aus 8 verschiedenen 7-Bit Ausgangs-Zwischenspeichern mit den an den Eingängen geladenen gültigen Signaturen und einem extra, den Typ der Signatur anzeigenden Bit aufgebaut.
Die 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 97 stellt eine 12- zu-1, 7-Bit Auswahleinrichtung dar, die ein Eingangssignal in Abhängigkeit von den Werten der Eingangs- Steuersignalen 98 auswählt. Die Auswahlsignale werden ausgegeben 100, wobei die Auswahlsteuerung entsprechend dem ausgewählten Eingangssignal gelöscht wird. Ein Sperrsignal wird zusammen mit den Eingangs-Steuersignalen 98 bereitgestellt, was das unverändernde Durchleiten bzw. Weiterleiten aller Auswahlsignale erlaubt, und ein gültiges Signal wird angenommen, wenn ein Eingangssignal ausgewählt wird.
Nachstehend ist die Arbeitsweise der 12-zu-1 Arbiter- Auswahleinrichtung 97 gemäß Fig. 19 bis Fig. 22 beschrieben.
Gemäß Fig. 19 ist eine 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 108 gezeigt, die zwei Eingänge, nämlich Da und Db, aufweist und einen dieser Eingänge auswählt sowie Do unter der Steuerung der Auswahleingangssignale A und B ausgibt. Die Auswahlausgangssignale a und b entsprechen den Auswahleingangssignalen, wobei das Bit gelöscht wurde, das dem ausgewählten Eingangssignal entspricht.
Ein Sperrsignal Z wird zum Sperren des Betriebs der 2-zu- 1 Arbiter-Auswahleinrichtung 108 verwendet, und das gültige Signal V wird erklärt, wenn eines der Eingangssignale ausgewählt wurde.
Die Wahrheitstabelle der 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 108 ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: Arbiter-Wahrheitstabelle
Die logische Formel der 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 108 kann durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:
V = (A + B)
a = Z · A
b = B · (A + Z)
Do = A · Da + B · Db
Gemäß Fig. 20 ist eine 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 109 mit vier Eingängen Da bis Dd, vier Eingangs- Auswahleinrichtungen A-D, einem Gültigkeitssignal, einem Sperrsignal Z und einem Ausgang Do gezeigt. Die 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 109 arbeitet auf die gleiche Weise wie die 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 108, wählt jedoch aus vier Eingängen aus.
Gemäß Fig. 21 ist der Aufbau der 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 109 aus zwei 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtungen 110 und 111 gezeigt. Die erste 2-zu-1 Arbiter- Auswahleinrichtung 110 wählt zwischen den ersten beiden Eingängen Da und Db unter der Steuerung der Auswahleingänge A und B aus. Wenn die Auswahl erfolgt ist, dann geht das Gültigkeitssignal V1 auf einen hohen Pegel, wodurch die zweite 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 111 über ein ODER-Gatter 112 deaktiviert wird.
Die zweite 2-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 111 wird zum Auswählen zwischen den beiden Eingängen Dc und Dd unter der Steuerung der Eingänge C und D verwendet.
Ein Gültigkeitsbit V1 wird ebenfalls zum Auswählen zwischen den beiden Arbiter-Auswahleinrichtungen mittels eines Multiplexers 113 sowie zum Bilden eines Eingangssignals für ein ODER-Gatter 114 verwendet.
Gemäß Fig. 22 ist der Aufbau der 12-zu-1 Arbiter- Auswahleinrichtung 97 aus drei 4-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtungen 115, 116 und 117 gezeigt, wobei jede Arbiter- Auswahleinrichtung vier der Eingangssignale und vier Steuersignale empfängt. Die Ausgangssignale jeder Arbiter-Auswahleinrichtung werden einem Multiplexer 118 zugeführt, der eines der Ausgangssignale in Abhängigkeit von dem gültigen Ausgangszustand jeder Arbiter-Auswahleinrichtung auswählt. Die gültigen Ausgangssignale jeder Arbiter-Auswahleinrichtung werden einem ODER-Gatter 119 zugeführt, um das gültige Ausgangssignal der 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 97 zu bilden.
Gemäß Fig. 18 werden den 8 Arbiter-Auswahleinrichtungen jeweils die Durchschnitts-Signatur-Eingangssignale 94 und die Rand-Signatur-Eingangssignale 95 zugeführt und die Auswahleinrichtungen wählen die benötigten, durch den Zustand der Eingangs-Steuersignale 98 bestimmten Ausgangssignale aus.
Das Ausgangssignal der 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 97 wird einem 56-Bit Zwischenspeicher 96 zugeführt. Das gültige Ausgangssignal 100 der 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 97 wird zum Freigeben des 56-Bit Zwischenspeichers 96 und zum Einstellen eines Flip-Flops 102 verwendet, um anzuzeigen, daß die 12-zu-1 Arbiter- Auswahleinrichtung 97 die Daten ausgewählt und zwischengespeichert hat. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 102 wird dem Sperrsignal-Eingang der 12-zu-1 Arbiter-Auswahleinrichtung 97 zugeführt, um sie vom Auswählen weitere Eingangssignaturen zu stoppen. Zusätzlich wird das Ausgangssignal zusammen mit den Ausgangssignalen von den anderen sieben Flip-Flops einem UND-Gatter 103 zugeführt, dessen Ausgangssignal wiederum bewirkt, daß der 56-Bit Zwischenspeicher 96 die Daten ausgibt und alle Flip-Flops rückgesetzt werden.
Ein Zwischenspeicher 104 wird zum Zwischenspeichern von Signaturen verwendet, die nicht in der aktuellen Runde durch die Arbiter-Auswahleinrichtungen ausgewählt wurden. Diese Signale werden dann zusammen mit den dem Eingehen von neuen Signaturen andeutenden Signalen, die von der Durchschnitts-Signatur-Erzeugungseinrichtung und der Rand-Signatur-Erzeugungseinrichtung dem ODER-Gatter 105 zugeführt werden, um einen neuen Satz von Eingangs- Steuersignalen 98 an die Arbiter-Auswahleinrichtungen zu erzeugen.
Gemäß Fig. 3 wird der Signatur-Vergleichseinheit 120 ein aktueller Signatur-Strom von der Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 als Eingangssignal zusätzlich zu den entsprechenden Signaturen von einem vorherigen Vollbild zugeführt, und die Vergleichseinheit gibt Prioritätswerte an den Bewegungsdetektor-Bus 25 zusätzlich zum Speichern des aktuellen Signatur-Stromes in dem Signatur-Speicher 122 über die Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 aus.
Gemäß Fig. 23 ist die Signatur-Vergleichseinheit 120 detaillierter gezeigt. Die Signatur-Vergleichseinheit 120 weist eine Synchronisiereinrichtung 123 auf, die empfangene Steuersignale und Datensignale von der Signatur-Abfolgeeinrichtung 93 asynchron zwischenspeichert, so daß der Rest der Signatur-Vergleichseinheit 120 mit der Taktsignalrate der Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 arbeiten kann. Natürlich wird auf diese Anforderung an die Synchronisiereinrichtung 123 verzichtet, wenn die beiden Taktsignalraten sich entsprechen.
Die Signatur-Ströme sind 56-Bits breit mit 8 6-Bit- Signaturen zusätzlich zu einem extra Bit für jede Signatur, um anzuzeigen, ob die Signatur einen Durchschnittstyp oder einen Randtyp darstellt. Eine Signatur wird an jede der 8 Signatur-Differenzeinheiten 124 zusätzlich zur Speicherung in dem Signatur-Speicher 122 mittels der Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 übermittelt. Vorherige Signaturen eines vorherigen durch die Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 gelesenen Vollbildes werden ebenfalls den Signatur-Differenzeinheiten 124 zugeführt. Die Signatur-Differenzeinheiten 124 empfangen den Absolutwert der Differenz zwischen seinen beiden Ausgangssignalen und gibt diesen Wert an eine Maximum-Paareinheit 125 aus.
Gemäß Fig. 24 ist die Maximum-Paareinheit 125 detaillierter gezeigt. Die Maximum-Paareinheit bestimmt eine Maximum-Randdifferenz 127 und eine Maximum-Durchschnittsdifferenz 128 aus den Signatur-Differenzeinheiten. Da jedes in die Maximum-Paareinheit 125 eingegebene Signal einen Typbit 129 enthält, werden die zwei verschiedenen Signaturtypen durch UND-Gatter wie beispielsweise 130 und 131 extrahiert. Eine weitere Verarbeitung durch Kaskadierung zweier Eingangs-Maximum-Einheiten 132 resultiert in die Maximum-Randdifferenz 127 und die Maximum-Durchschnittsdifferenz 128.
Gemäß Fig. 23 wird das Ausgangssignal von der Maximum- Paareinheit 125 zusammen mit dem Ausgangssignal von der anderen Maximum-Paareinheit 125 einer von zwei Maximum- Signaleinheiten 125 und 126 zugeführt. Die Maximum-Signaleinheiten werden zum Bestimmen des Maximum-Differenzwertes jeder Zeile verwendet.
Gemäß Fig. 25 ist eine der Maximum-Signaleinheiten 125 und 126 detaillierter gezeigt. Die Maximum-Signaleinheit weist eine Maximum-Einheit mit 3 Eingängen auf, die der gemäß Fig. 14 beschriebenen Einheit zusätzlich zu einem Zwischenspeicher 139 ähnelt. Die Maximum-Einheit mit den 3 Eingängen 135 und der Zwischenspeicher 139 bestimmen einen Maximum-Prioritätswert für jede Zeile, wobei das Ausgangssignal des Zwischenspeichers als eines der Eingangssignale der Maximum-Einheit mit 3 Eingängen 135 rückgekoppelt wird. Der Zwischenspeicher 139 wird durch das Hsync-Signal am Ende jeder Zeile gelöscht.
Nachdem eine Signatur-Abtastzeile verglichen wurde, wird die Maximum-Differenz für jeden Typ an die Zeilen-Zuteileinrichtung 15 ausgegeben und die Ausgangs-Zwischenspeicher der jeweiligen Maximum-Signaleinheit 133, 134 werden gelöscht.
Gemäß Fig. 26 ist die Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 detaillierter gezeigt. Die Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 ist für die Koordination aller Zugriffe auf den Signatur-Speicher 122 verantwortlich, der eine regelmäßige DRAM-Anordnung zum Speichern von Signaturen von vorherigen Vollbildern darstellt. Die Signatur- Speicher-Steuereinrichtung 121 umfaßt eine aktuelle Signaturdaten-Warteschlange 140, eine Referenz-Signaturdaten-Warteschlange 141, einen Signatur-Speicher-Arbiter 143, eine Auffrisch-Steuereinrichtung 143 und eine Steuereinrichtung für verschiedene Zwecke 144.
Der Signatur-Speicher-Arbiter 142 ist für die Koordination von konkurrierenden Zugriffsanforderungen an den Signatur-Speicher 122 verantwortlich. Jedes der konkurrierenden Module einschließlich der aktuellen Signaturdaten-Warteschlange 140, der Referenz-Signaturdaten- Warteschlange 141, dem Signatur-Speicher-Arbiter und der Auffrisch-Steuereinrichtung 143 gibt ein Anforderungssignal aus, wenn sie einen Zugriff benötigen. Der Signatur-Speicher-Arbiter 142 bearbeitet die Anforderung, setzt das Anforderungssignal zurück und gibt ein Bestätigungssignal aus.
Die aktuelle Signaturdaten-Warteschlange 140 reiht die aktuellen Signaturen in eine Warteschlange ein, welche durch die Signatur-Vergleichseinheit 120 in den Signatur- Speicher 122 geschrieben werden.
Die Referenz-Signaturdaten-Warteschlange 141 reiht die Referenz-Signaturen in eine Warteschlange ein, welche durch die Signatur-Vergleichseinheit 120 aus dem Signatur-Speicher 122 gelesen werden. Die Steuereinrichtung für verschiedenen Zwecke 144 erzeugt die Taktsignale, die zum Ansteuern der Signatur-Speicher-Steuereinrichtung 121 und des Signatur-Speichers 122 benötigt werden.
Das vorstehend Angeführte beschreibt ein System zur Bewegungserfassung, insbesondere beim Vorhandensein von Rauschen, indem eine Messung einer Durchschnitts-Signalintensität und eine Messung der Differenz der Bildelementwerte erhalten wird und die entsprechenden Messungen zeitlich verglichen werden.
Das vorstehend Angeführte beschreibt lediglich ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem Fachmann offensichtliche Abwandlungen davon können durchgeführt werden, ohne dabei den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Anhang A

Verwenden einer pseudo-zufälligen Zahlerzeugungseinrichtung zum Vorabberechnen des Multipikationsmusters und zum Speichern dieser in eine regelmäßige Anordnung 'Muster'. Muster sind gewichtete Reihen. Die Wichtwerte sind -1, 1 und 2.
'sum' ist eine regelmäßige Anordnung von drei Elementen, jeweils eine für die Rot-, Grün- und Blau-Durchschnitts- Signatureinheiten.
'pixel' ist eine regelmäßige multidimensionale Anordnung, die das eingegebene Bild darstellt. Diese regelmäßige Anordnung speichert eine Rot-, Grün-, und eine Blaukomponente eines Bildelementes.}
Lese Muster
für jede L (Zeile in dem Bild) Anfangen für jedes S (Segment in der Zeile) Anfangen Initialisiere sum für jedes P (Bildelemente in der Zeile) Anfangen für jede C (Farbe) Anfangen sum[C] = sum[C]+Muster[P][C] *Pixel [C] [P] [S] [L] Beenden (Farbe) Beenden (Pixel) Speichern sum Beenden (Segmente) Beenden (Zeilen)

Anhang B

{Masken_Muster sind Reihen von '0', '1' & '2' '0' bedeutet, Rand nicht abtasten, '1' bedeutet, positiver Rand abtasten, '2' bedeutet, negativer Rand abtasten,
Diese Werte werden als Maske zum Bestimmen verwendet, welche Speichereinrichung den positiven und welche den negativen Rand abtasten soll. Beispielsweise für ein System mit neun Speichereinrichtungen würde dann für einen aktuellen Rand das Muster 10000002 bedeuten, daß die erste Speichereinrichtung den Wert des positiven Rands und die neunte Speichereinrichtung den Wert des letzten Rands abtastet.
Es ist eine Masken_Muster Eintragung für jede Speichereinrichtung für jede Farbe vorhanden, Masken_Muster sind unterschiedlich für aufeinanderfolgende Zeilen, können sich aber nach n-(n> 3)-Zeilen wiederholen}
Lese Masken_Muster
für jede L (Zeile in dem Bild) Anfangen für jedes S (Segment in der Zeile) Anfangen Initialisiere Speichereinrichtungen für jedes P (Bildelemente in Segment) Anfangen für jede C (Farbe) Anfangen {für jeden Bildelementsatz, Bestimmen der Differenz zwischen den zwei Bildelementen und Erzeugen von zwei Rändern aus diesen Informationen} diff=pixel[P][C]-pixel[P+1][C]
falls diff > 0, dann Steigung_Höhe[P][C][pos]=diff Steigung_Höhe[P][C][neg]=0 sonst Steigung_Höhe[P][C][pos]=0 Steigung_Höhe[P][C][neg]=-diff
Beenden (Farbe)
{Den Rand an die entsprechende Speichereinrichtung zuweisen} für jede B (Speichereinrichtung) Anfangen falls Masken_Muster[L][P][C][B]=1, dann Speichereinrichtung[B][S]= max(Speichereinrichtung[B][S], Stufen_Höhe[P][C][pos]) sonst falls Masken_Muster[L][P][C][B]=2, dann Speichereinrichtung[B][S]= max(Speichereinrichtung[B][S], Stufen_Höhe[P][C][neg]) Beenden (Pixel) Speichern Speichereinrichtungen Beenden Segmente Beenden (Zeilen)

Anhang C

für jede L (Zeile in dem Bild) Anfangen max_Rand=max_Durch=0 für jedes S (Segment in der Zeile) Anfangen Hole Referenz-Signatur diff = abs(aktuelle Signatur - Referenz-Signatur falls (aktuelle Signatur ist Durchschnittstyp) dann max_Durch=max(max_Durch, diff) sonst max_RaND = max(max_Durch, diff) endfalls Beenden (Signatur) Versenden max_Durch, max_Rand Beenden (Zeilen)

Claims

1. Bewegungserfassungsgerät (16) zur Verwendung mit einem Eingabebild mit einer Vielzahl von Zeilen und einer Vielzahl von Bildelementen in jeder Zeile,

gekennzeichnet durch

eine Durchschnittsmeßeinrichtung (43), die zum Addieren der Bildelementwerte für jede gegebene Bildzeile in zumindest einem ersten Bereich der gegebenen Zeile zum Bilden der Summierung eines Bereichs, und zum Ausgeben der Summierung am Ende des ersten Bereichs an eine Signatur-Bestimmungseinrichtung (93, 120, 121) geeignet ist, und

eine Randmeßeinrichtung (69) mit Bildelement- Differenzeinrichtungen (71-73), welche zum Messen einer Vielzahl von verschiedenen Differenzmessungen für jede gegebene Bildzeile zwischen Abschnitten von benachbarten Bildelementen in zumindest einem zweiten Bereich und zum pseudo-zufälligen Weiterleiten (47) der Differenzmessungen an eine Vielzahl von Speichereinheiten (74) geeignet sind, wobei die Speichereinheiten jeweils geeignet sind, den absoluten Wert der weitergeleiteten Differenzmessungen für jede gegebene Bildzeile zu halten und einen neuen aktuellen Maximalwert zu bestimmen, der das Maximum eines vorher gehaltenen absoluten Wert und des aktuellen weitergeleiteten absoluten Wertes darstellt, wobei

die Signatur-Bestimmungseinrichtung (93, 120, 121) mit der Durchschnittsmeßeinrichtung (43) und der Randmeßeinrichtung (69) verbunden ist, und geeignet ist,

einen Satz von Bestimmungswerten mit den Maximalwerten von der Randmeßeinrichtung für jeden zumindest einmal vorhandenen zweiten Bereich jeder gegebenen Bildzeile sowie die Summierung von der Durchschnittsmeßeinrichtung von zumindest dem einen ersten Bereich jeder gegebenen Bildzeile zu empfangen,

einen Prioritätswert (25, 127, 128) aus den Bestimmungswerten und einen vorher gespeicherten (122) Satz von Bestimmungswerten aus einem vorher eingegebenen Vollbild zu bestimmen und

die Bestimmungswerte zu speichern.

2. Bewegungserfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnittsmeßeinrichtung die Addition durch Multiplikation (58-61) der Bildelementwerte mit einer vorbestimmten Zahl, um gewichtete Bildelementwerte zu bilden, und durch Hinzufügen der gewichteten Bildelementwerte (63), um die Bereichssummierung zu bilden, durchführt.

3. Bewegungserfassungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zahl entweder 1, -1 oder 2 ist.

4. Bewegungserfassungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelementwerte Werte von Rot, Grün und Blau (RGB) aufweisen.

5. Bewegungserfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Differenzmessungen positive und negative Differenzwerte zwischen den Abschnitten eines benachbarten Bildelementes einschließen.

6. Bewegungserfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Differenzmessungen positive und negative Differenzwerte einschließen, die verschiedenen Speichereinheiten zugewiesen werden.

7. Bewegungserfassungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich überlappende Bildelemente bei dessen Extremwerten aufweist.

8. Verfahren zur Bewegungserfassung zwischen angrenzenden Vollbildern eines eingegebenen Bildes, das eine Vielzahl von Zeilen aufweist, wobei jede Zeile eine Vielzahl von Bildelementen aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist,

Bestimmen (43) eines Durchschnittswertes von zumindest einem ersten Bereich jeder gegebenen Zeile von Bildelementen,

Bestimmen (69) einer Vielzahl von Randwerten zwischen benachbarten Bildelementen von zumindest einem zweiten Bereich jeder gegebenen Zeile von Bildelementen,

pseudo-zufälliges Weiterleiten (47) der Randwerte an eine Vielzahl von Speichereinheiten (74),

Bestimmen eines Maximal-Speichereinheitenwertes für jede Speichereinheit aus den Randwerten, und

Bestimmen eines Prioritätswertes (25, 127, 128) aus dem Durchschnittswert und einem entsprechenden Durchschnittswert aus einem vorherigen Vollbild (120) sowie aus den Maximal-Speichereinheitenwerten und entsprechenden Maximal-Speichereinheitenwerten aus einem vorherigen Vollbild.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschnittswert durch eine erste Multiplikation (58-61) der Bildelementwerte mit einer vorbestimmten Zahl (1, -1, 2), um gewichtete Bildelementwerte zu bilden und dann durch Hinzufügen (63) der gewichteten Bildelementwerten, um eine Bereichssummierung zu bilden, bestimmt wird.