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WO1996016509A1 - Vorrichtung zur videoanimation mittels erzeugung audiobeeinflusster videosignale - Google Patents

Vorrichtung zur videoanimation mittels erzeugung audiobeeinflusster videosignale Download PDF

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Publication number
WO1996016509A1
WO1996016509A1 PCT/EP1995/004583 EP9504583W WO9616509A1 WO 1996016509 A1 WO1996016509 A1 WO 1996016509A1 EP 9504583 W EP9504583 W EP 9504583W WO 9616509 A1 WO9616509 A1 WO 9616509A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
video
control
audio
audio signal
signal
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/004583
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Althammer
Benjamin Kleinke
Original Assignee
David Althammer
Benjamin Kleinke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19503411A external-priority patent/DE19503411C1/de
Application filed by David Althammer, Benjamin Kleinke filed Critical David Althammer
Priority to AU41750/96A priority Critical patent/AU4175096A/en
Publication of WO1996016509A1 publication Critical patent/WO1996016509A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects

Definitions

  • the invention relates to a device for video animation by means of generating audio-influenced video signals, and to a method for operating such a device.
  • DE 38 16 545 A1 discloses a device for generating sound and randomly controlled images, with the aid of which abstract, colored representations on a screen can be realized. These representations can either be changed depending on the output signal of a microphone or randomly.
  • a provided video signal generator can generate several different images and overlay the individual images. These pictures consist of areas and lines of different colors.
  • a frequency band filter is connected downstream of the microphone, the output of the frequency band filter leading to a multiplexer and A / D converter.
  • a selector switch can be used to switch between tone-controlled and random-controlled positions.
  • a personal computer calculates shapes and colors depending on the digitized audio signal. On the output side, the personal computer is connected to the video signal generator for image generation. The video signal generated in this way is via a
  • Video amplifier fed to a monitor Although sound-dependent video signals can be artificially generated as pure computer images in a digitized manner, it is not possible to feed existing video clips or live video information and to control or influence them in an audio-dependent manner.
  • video trick mixers are known, with the help of which the operator of such a trick mixer is able to make manual adjustments according to his personal feeling or depending on the music rhythm in order to alienate a video signal present.
  • Known video mixers allow editing of adjacent video sources. With simple devices, however, the image can only be used to a small extent, e.g. B. can be influenced by changing the color saturation, the image contrast or the brightness. More complex, mostly digital devices are able to carry out more complex image processing. So z. B. the setting of a mosaic effect in the sense of a rasterization of the image, freezing, three-dimensional scrolling of the image and the like possible.
  • the functions mentioned above have only been able to be called up manually manually using key controls and other operating elements and their intensity and speed of execution have been defined.
  • known video mixers have alphanumeric displays or the like and in some cases have the option of pre-programming the desired parameters in order for this data to run automatically.
  • the object of the invention is achieved with the features of patent claims 1 and 6, the subclaims comprising at least expedient refinements and developments of the invention.
  • An essential basic idea of the invention is to influence an externally provided or generated video signal as a function of a frequency-selected audio signal by means of a predeterminable number of video effects and to output it to a video output for further processing or display.
  • the audio signals are automatically influenced in this case, certain video effects being assigned to selected frequency ranges and / or amplitudes of the audio signal by means of software.
  • a computer-controlled video trick mixer is used, the video signal to be influenced being fed to the video trick mixer via at least one video input.
  • the video trick mixer is connected to an audio signal processing device, which audio signal processing device transmits digitized current amplitude values of selected, for example three, frequency bands to the control computer of the video trick mixer.
  • a specific keyboard unit can be used to assign a specific video effect or a video effect combination to each of the frequency bands.
  • the audio signal processing device contains at least three frequency band filters with downstream rectifiers, the respective outputs of the rectifiers each leading to an input of a switchable multiplexer.
  • the output of the multiplexer is connected to an analog / digital converter which, via a corresponding output bus, supplies the control PC of the video trick mixer with digitized amplitude values of the respective frequency band filter selected by means of the multiplexer.
  • the control PC of the video trick mixer delivers a switchover or trigger signal to the multiplexer of the audio signal processing device.
  • the keyboard unit is arranged between the outputs of the analog / digital converter and the corresponding inputs of the control PC and serves for the adjustable, logical assignment of video effects to each frequency band.
  • the device By means of the device according to the invention it is possible to establish a direct, direct relationship between the audio and video image without having to operate a controller manually, for example in time with the music. Accordingly, music in particular can be optically accompanied by a corresponding video, the video being alienated in a varied and appealing manner by the large number of possible adjustable video effects.
  • the individual video effects can be automatically activated or deactivated according to the intensity and / or type of the sound signal, which simplifies the operation of the device and ensures a corresponding relationship between the sound or audio signal with different types of sound.
  • the device according to the invention can be used, for example, as a video effects device in discotheques and for video productions.
  • an audio signal processing device 1 which in the example shown has three frequency band filters, namely a high pass 2, a band pass 3 and a low pass 4.
  • the inputs of the frequency band filters 2 to 4 form the audio input 5 of the audio signal processing device 1.
  • each frequency band filter 2 to 4 is connected to a rectifier 6 to 8.
  • the respective outputs of the respective rectifiers 6 to 8 are each connected to an input of a multiplexer 9.
  • An analog / digital converter 10 is connected on the output side of the multiplexer 9.
  • the A / D converter 10 has a conversion width of 8 bits.
  • the output bus 11 with z. B. 8 lines is placed on a modified control input 12 of a video trick mixer 13.
  • the video trick mixer 13 has at least one video input 14 and one video output 15.
  • the video trick mixer 13 has an internal control PC 16.
  • a modified printer input of the control PC 16 can be used, for example, as the modified control input 12, with respect to the data transmission direction.
  • a control and trigger signal is sent from the control PC 16 of the video trick mixer 13 to the multiplexer 9 of the audio signal processing device 1.
  • a part, for example 4 of the data lines of the output bus 11 of the A / D converter 10 can be routed to a special keyboard unit (not shown) in order to have an externally specifiable assignment of video to be able to make effects for the respective frequency band filters 2 to 4.
  • the conversion or conversion rate of the A / D converter 10 can be influenced by means of the control PC 16 of the video trick mixer 13.
  • a digital audio signal for the respective frequency band, its respective instantaneous amplitude on the output bus, is thus provided with the aid of the frequency band filters 2 to 4 and the downstream rectifiers 6 to 8 as well as the multiplexer 9 and the analog / digital converter 10 11 is present as a data word and can be stored in the control PC 16 or in a separate register.
  • the conversion for the next following frequency band is carried out after completion of a conversion cycle of a frequency band filter and storage of the received signal.
  • the required switchover is carried out with the multiplexer 9.
  • the above-mentioned digital filtering has the particular advantage that the cut-off frequencies of the respective filter sections can be changed or adjusted at any time without effort and under software control. This enables the device to be individually adapted to the respective type of audio signals present.
  • the analog frequency-selective audio signal preprocessing changeable bandpass characteristics or switchable bandpasses are provided in order to enable the above-mentioned adaptation of the device to different sound or sound spectra.
  • the table below shows an example of the assignment of the video effects to the individual frequency band filters 2 to 4.
  • the video signal is so distorted with every bass pulse that the image virtually flies towards the viewer.
  • the louder or stronger the impulse the more the image is enlarged.
  • the image is rasterized, whereby the size of the raster points increases with the volume.
  • the "color play” effect can also be used when there is no external video signal.
  • the screen or the projection screen shows a color that changes depending on the amplitude of the sound signal.
  • the combination 3, "keying 2" results in a slowly flowing movement which can be accelerated to a tunnel-like effect by zooming the respective video channel accordingly.
  • the combination 4, "flip" position is characterized by that on the head ends of the video image as a function of a specific audio signal threshold.
  • the modified control input 11 is initialized and the respective video input is selected, the video system or video standard is defined and the audio signal processing device 1 is activated.
  • the status of the A / D converter 10 is now continuously queried by means of the software of the control PC 16 of the video trick mixer 13 until it is recognized that the conversion is complete.
  • This register also contains the position of the keyboard unit for the assignable assignment of the video effects.
  • the effects are now prepared by means of the video trick mixer 13.
  • the audio signal strength either determines how intensely an effect, e.g. Zoom, is executed, or whether a corresponding effect, for. B. a negative display is to be switched on.
  • This sequence is repeated continuously, so that audio-influenced control of the video signals is possible continuously and up to date.
  • the video trick mixer 13 used in the exemplary embodiment has, for example, two mutually independent video channels which support both composite (FBAS) and S-video signals in PAL, NTSC and SECAM. After digitization, the mixer synchronizes video sources on the video output or on an external synchronizing pulse. Existing video devices can be connected in this way without additional time base correction. Internally, the video trick mixer digitizes the input signal with double oversampling in PAL quality. The video output signal is generated as FBAS or Y / C signal by a digital encoder in PAL or NTSC.
  • a midi interface or a midi card instead of an audio signal processing device, with the aid of which midi sound data or
  • Sequences can be used directly to control the video effects. For example, it is possible on CD's Use existing midi tracks in order to achieve an optimal video animation bypassing complex analog signal preprocessing directly and immediately depending on the tone and rhythm.
  • the video trick mixer has effect modules that are independent and programmable.
  • video effects can be carried out in real time with the two video sources which are present on the video channels.
  • Using a digital, linear keyer, smooth transitions, desolves and keying effects between the video and graphic levels are achieved.
  • a video trick mixer software can be used to predefine digital video effects so that a large number of video effects can be selected and combined via a corresponding user level, without having to intervene in the internal program, or other complicated setting work is necessary are.
  • the device according to the invention and the associated method for operating such a device allow sounds, in particular music, to be automatically and alternately underpinned optically by external video signals, with a predetermined relationship between the
  • Audio or sound signal and the external video signal is guaranteed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Videoanimation mittels Erzeugung audiobeeinflußter Videosignale, wobei ein Audiosignal (5) auf den Eingang einer Audiosignalverarbeitungseinrichtung (1) aufgeschaltet und ein frequenzabhängiges, digitalisiertes, über einen steuerbaren Schalter (9) selektierbares Steuersignal (11) bereitgestellt wird. Das Steuersignal wird einem modifizierten Steuereingang (12) eines digitalen Videotrickmischers (13) zugeführt, wobei dieser einen Steuer-PC (16) sowie mindestens einen Videoeingang (14) und einen Videoausgang (15) aufweist. Ausgehend vom Steuer-PC werden verschiedene Frequenzbänder des anliegenden Audiosignals erfaßt, und entsprechend den digitalisierten Audiowerten wird eine Verfremdung des anliegenden externen Videosignals vorgenommen.

Description

Vorrichtung zur Videoanimation mittels Erzeugung audiobeeinflußter Videosignale
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Videoanimation mit¬ tels Erzeugung audiobeeinflußter Videosignale sowie ein Verfah¬ ren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung.
Aus der DE 38 16 545 AI ist eine Vorrichtung zur Erzeugung ton- und zufallsgesteuerter Bilder vorbekannt, mit deren Hilfe ab¬ strakte, farbige Darstellungen auf einem Bildschirm realisierbar sind. Diese Darstellungen sind entweder in Abhängigkeit vom Aus¬ gangssignal eines Mikrofons oder zufallsgesteuert veränderbar.
Ein vorgesehener Videosignal-Generator kann mehrere verschiedene Bilder erzeugen und die Einzelbilder überlagern. Diese Bilder bestehen aus Flächen und Linien unterschiedlicher Farbigkeit.
Bei der bekannten Vorrichtung zur Erzeugung ton- und zufallsge¬ steuerter Bilder ist dem Mikrofon ein Frequenzbandfilter nachge¬ schaltet, wobei der Ausgang des Frequenzbandfilters auf einen Multiplexer und A/D-Wandler führt. Über einen Wahlschalter ist zwischen tongesteuerter und zufallsgesteuerter Stellung um- schaltbar. Ein Personalcomputer berechnet Formen und Farben in Abhängigkeit vom digitalisierten Audiosignal. Ausgangsseitig steht der Perso¬ nalcomputer mit dem Videosignal-Generator zur Bilderzeugung in Verbindung. Das derart erzeugte Videosignal wird über einen
Videoverstärker einem Monitor zugeführt. Mit der vorstehend be¬ schriebenen Vorrichtung können zwar in digitalisierter Weise tonabhängige Videosignale als reine Computerbilder künstlich erzeugt werden, jedoch ist es nicht möglich, vorhandene Videoclips oder Live-Videoinformationen zuzuspielen und audioabhängig zu steuern bzw. zu beeinflussen.
Andererseits sind Videotrickmischer bekannt, mit deren Hilfe der Bediener eines derartigen Trickmischers in der Lage ist, ent- sprechend seinem persönlichen Empfinden oder in Abhängigkeit vom Musikrhythmus manuelle Einstellungen vorzunehmen, um ein anlie¬ gendes Videosignal zu verfremden.
Bekannte Videomischpulte gestatten eine Bearbeitung anliegender Videoquellen. Bei einfachen Geräten kann das Bild jedoch nur in geringem Maße, z. B. durch Änderung der Farbsättigung, des Bildkontrastes oder der Helligkeit beeinflußt werden. Aufwendigere, meist digital aufgebaute Geräte sind in der Lage, komplexere Bildbearbeitungen durchzuführen. So ist z. B. das Einstellen eines Mosaikeffektes im Sinne einer Aufrasterung des Bildes, das Einfrieren, ein dreidimensionales Wegblättern des Bildes und ähnliches möglich. Die vorstehend genannten Funktionen lassen sich bisher nur manuell über Tastenregler und sonstige Bedienungselemente von Hand abrufen und in ihrer Intensität und Ablaufgeschwindigkeit festlegen. Als Bedienhilfe weisen bekannte Videomischer alphanumerische Displays oder ähnliches auf und besitzen teilweise die Möglichkeit, gewünschte Parameter vorzuprogrammieren, um diese Daten automatisch ablaufen zu lassen.
Bei den bekannten Videomischern muß der Benutzer jedoch umfassende Kenntnisse über die Technik besitzen, um die angebotenen Effekte optimal einsetzen zu können. Die rein manuelle Steuerung erfordert ebenso wie die durch Vorprogrammieren unterstützte Bedienung viel Erfahrung und Geschick. Aber auch wenn diese Erfahrung vorliegt, muß sich der Bediener ständig mit voller Aufmerksamkeit der Betätigung des Mischpultes widmen, damit er ununterbrochen am Videobild von der Musik abhängige Veränderungen vornehmen kann. In dem Moment, indem keine Bedienung mehr erfolgt, ändert sich das Videobild nicht mehr und es fehlt die Kongruenz von Bild und Ton.
Auch voreingestellte, automatisch ablaufende Videoeffekte können, indem sie für eine ständige Veränderung des Bildes sorgen, nur als unbefriedigende Notlösung betrachtet werden, da sie sich nicht mit der Musik synchronisieren lassen und somit keine exakte Übereinstimmung von visuellen und akustischen Reizen vorliegt.
Alles in allem ist die bekannte Zuordnung zwischen beispielsweise Ton- und Videobild auf manuellem Wege uneffektiv und ermöglicht daher keinesfalls die dauerhafte Nutzung des gesamten Angebotes an möglichen Videoeffekten. Insbesondere ist eine manuelle Bedienung eines Trickmischers bei schneller Musik mit einer Vielzahl von Schlägen pro Minute nahezu unmöglich. Letztendlich ist es der Lebensdauer der Mischpulte abträglich, wenn auf mechanischem Wege Regler und Tastaturen mit einer abnormalen Häufigkeit betätigt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Video¬ animation mittels Erzeugung audiobeeinflußter Videosignale und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung anzuge¬ ben, mit der ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen Video- und Audiosignal herstellbar ist, wodurch die Wirkung auf den Be¬ trachter verbessert wird und wobei eine Vielzahl von Videoeffek¬ ten automatisch nach Intensität und /oder Art des Audiosignals auswähl- und steuerbar sind. Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung umfassen.
Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein extern bereitgestelltes oder erzeugtes Videosignal in Abhängig¬ keit von einem frequenzselektierten Audiosignal mittels einer vorgebbaren Vielzahl von Videoeffekten zu beeinflussen und an einen Videoausgang zur weiteren Verarbeitung oder Darstellung auszugeben. Die Audiobeeinflussung der Videosignale erfolgt hierbei automatisch, wobei durch eine Software ausgewählten Fre¬ quenzbereichen und/oder Amplituden des Audiosignals bestimmte Videoeffekte zugeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird ein com¬ putergesteuerter Videotrickmischer verwendet, wobei dem Video¬ trickmischer über mindestens einen Videoeingang das zu beein¬ flussende Videosignal zugeführt wird.
Der Videotrickmischer steht mit einer Audiosignalverarbeitungs- einrichtung in Verbindung, wobei diese Audiosignalverarbeitungs- einrichtung dem Steuercomputer des Videotrickmischers digitali¬ sierte aktuelle Amplitudenwerte von ausgewählten, beispielsweise drei Frequenzbändern, übergibt.
Mittels einer speziellen Tastatureinheit kann jedem der Fre¬ quenzbänder jeweils ein bestimmter Videoeffekt oder eine Video¬ effektkombination zugeordnet werden.
Mittels der Software wird aus den Informationen der Tastaturein¬ heit und den anliegenden digitalisierten Audiosignalwerten eine Zuordnung von Videoeffekten vorgenommen, die vom Betrachter als besonders ansprechend empfunden wird. Die Videoeffekte selbst werden entsprechend der jeweiligen Audio- Signalamplitude mehr oder weniger stark ausgeführt. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Audiosignal- verarbeitungseinrichtung mindestens drei Frequenzbandfilter mit nachgeschalteten Gleichrichtern, wobei die jeweiligen Ausgänge der Gleichrichter auf je einen Eingang eines umschaltbaren Mul¬ tiplexers führen. Der Ausgang des Multiplexers ist an einen Ana- log/Digital-Wandler angeschlossen, welcher über einen entspre¬ chenden Ausgangsbus dem Steuer-PC des Videotrickmischers digita¬ lisierte Amplitudenwerte des jeweiligen, mittels des Multi¬ plexers selektierten, Frequenzbandfilters zuführt.
Der Steuer-PC des Videotrickmischers liefert ein Umschalt- bzw. Triggersignal an den Multiplexer der Audiosignalverarbeitungs- einrichtung. Die Tastatureinheit ist zwischen den Ausgängen des Analog/Digital-Wandlers und den entsprechenden Eingängen des Steuer-PCs angeordnet und dient dem einstellbaren logischen Zu¬ ordnen von Videoeffekten zu jedem Frequenzband.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es, einen un¬ mittelbaren, direkten Bezug zwischen Ton- und Videobild herzu- stellen, ohne daß manuell, beispielsweise im Takt der Musik, ein Regler bedient werden muß. Demnach kann insbesondere Musik optisch durch ein entsprechendes Video untermalt werden, wobei das Video durch die Vielzahl der möglichen einstellbaren Video¬ effekte abwechselungsreich und ansprechend verfremdet wird. Die einzelnen Videoeffekte können automatisch nach der Intensität und/oder Art des Tonsignals an- bzw. ausgesteuert werden, wo¬ durch die Bedienung der Vorrichtung vereinfacht und ein entspre¬ chender Zusammenhang zwischen Ton- bzw. Audiosignal bei unter¬ schiedlichen Klangarten gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise als Video¬ effektgerät in Diskotheken und für Videoproduktionen Verwendung finden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Zu- hilfenah e eines Blockschaltbildes, das den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung zeigt, näher erläutert werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Blockschaltbild gemäß der einzigen Figur ist eine Audiosignalverarbeitungseinrichtung 1 vorgesehen, welche im gezeigten Beispiel drei Frequenzbandfil¬ ter, nämlich einen Hochpaß 2, einen Bandpaß 3 und einen Tiefpaß 4 aufweist. Die Eingänge der Frequenzbandfilter 2 bis 4 bilden den Audioeingang 5 der Audiosignalverarbeitungseinrichtung 1.
Ausgangsseitig steht jedes Frequenzbandfilter 2 bis 4 mit je¬ weils einem Gleichrichter 6 bis 8 in Verbindung.
Die jeweiligen Ausgänge der jeweiligen Gleichrichter 6 bis 8 sind auf je einen Eingang eines Multiplexers 9 geführt.
Ausgangsseitig des Multiplexers 9 ist ein Analog/Digital-Wandler 10 angeschlossen. Am gezeigten Beispiel besitzt der A/D-Wandler 10 eine Wandlungsbreite von 8 bit. Der Ausgangsbus 11 mit z. B. 8 Leitungen ist auf einen modifizierten Steuerungseingang 12 eines Videotrickmischers 13 gelegt.
Der Videotrickmischer 13 weist mindestens einen Videoeingang 14 und einen Videoausgang 15 auf. Der Videotrickmischer 13 besitzt einen internen Steuer-PC 16. Als modifizierter Steuerungseingang 12 kann beispielsweise eine entsprechende, hinsichtlich der Da¬ tenübertragungsrichtung umgeschaltete Druckerschnittstelle des Steuer-PCs 16 verwendet werden.
Vom Steuer-PC 16 des Videotrickmischers 13 wird ein Umschalt- und Triggersignal an den Multiplexer 9 der Audiosignalverarbei- tungseinrichtung 1 geführt.
Gemäß einer Ausgestaltung kann ein Teil, beispielsweise 4 der Datenleitungen des Ausgangsbus 11 des A/D-Wandlers 10 auf eine spezielle Tastatureinheit (nicht gezeigt) geführt werden, um hardwareseitig eine extern vorgebbare Zuordnung von Video- effekten zu den jeweiligen Frequenzbändfiltern 2 bis 4 vornehmen zu können.
Mit einer derartigen Voreinstellung mit Hilfe der Tastaturein- heit kann eine Effektvorgabe erfolgen, ohne daß in die spezielle Software der Vorrichtung eingegriffen werden muß.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Wandlung bzw. Wandlungsrate des A/D-Wandlers 10 mittels des Steuer-PCs 16 des Videotrickmischers 13 beeinflußbar.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird also mit Hilfe der Fre¬ quenzbandfilter 2 bis 4 und der nachgeschalteten Gleichrichter 6 bis 8 sowie dem Multiplexer 9 und dem Analog/Digital-Wandler 10 ein digitales Audiosignal für das jeweilige Frequenzband bereit¬ gestellt, dessen jeweilige momentane Amplitude am Ausgangsbus 11 als Datenwort anliegt und im Steuer-PC 16 oder einem separaten Register abspeicherbar ist.
Durch das Umschalten des Multiplexers 9 ausgehend vom Steuer-PC 16 wird nach Abschluß eines Wandlungszyklus eines Frequenzband¬ filters und Abspeicherung des erhaltenen Signals die Wandlung für das nächstfolgende Frequenzband durchgeführt. Die erforder¬ liche Umschaltung wird mit dem Multiplexer 9 vorgenommen.
Alternativ ist es auch möglich, entweder bereits am Audioeingang 5 eine vollständige Digitalisierung des Audiosignales mit nach¬ geschalteter digitaler Filterung vorzunehmen oder einen A/D- Wandler für jedes Frequenzbandfilter vorzusehen, wodurch auf den Multiplexer verzichtet werden kann.
Bei der oben erwähnten digitalen Filterung ergibt sich der be¬ sondere Vorteil, daß die Grenzfrequenzen der jeweiligen Filter¬ strecken jederzeit ohne Aufwand und softwaregesteuert verändert bzw. verstellt werden können. Hierdurch ist eine individuelle Anpassung der Vorrichtung an die jeweilige Art der anliegenden Audiosignale möglich. Selbstverständlich können auch beim ge- zeigten Ausführungsbeispiel der analogen frequenzselektiven Audiosignalvorverarbeitung veränderbare Bandpaß-Charakteristiken oder umschaltbare Bandpässe vorgesehen sein, um die genannte An¬ passung der Vorrichtung an unterschiedliche Ton- oder Klangspek¬ tren zu ermöglichen.
Die nachstehende Tabelle zeigt ein Beispiel für die Zuordnung der Videoeffekte zu den einzelnen Frequenzbandfiltern 2 bis 4.
Kombination Hochpaß Bandpaß Tiefpaß
1 1 Negativ | Posterize 1 | Zoom
2 1 Keying 1 | Posterize 2 | Shrink
3 1 Keying 2 | Mosaik | Strobe
4 1 Flip | Farbenspiel | Spots
Mit den einzelnen Kombinationsmöglichkeiten, die mittels der Tastatureinheit umschaltbar bzw. anwählbar sind, kann eine optisch ansprechende, abwechselungsreiche Audio-/Videozuordnung erfolgen.
Diese Zuordnung soll nachstehend erläutert werden.
So wird beispielsweise beim Anliegen eines Baßsignals und der Einstellung Kombination 1 bei jedem Baßimpuls das Videosignal so verfremdet, daß das Bild dem Zuschauer quasi entgegenfliegt. Je lauter bzw. stärker der Impuls ist, umso stärker wird das Bild vergrößert.
Bei der Kombination 2, d.h. der Stellung "Shrink", wird das Bild umso stärker verkleiner, je lauter das Baßsignal ist.
Bei Kombination 3, d.h. der Stellung "Strobe", wird das
Videobild zunächst eingefroren. Durch einen nächsten Baßimpuls wird ein neues Bild des eingehenden Videosignals, ähnlich wie bei einer Diashow, bei der das Bild mit jedem Schlag einer Base- Drum wechselt, zur Anzeige gebrächt.
Bei der Kombination 4 wird beim Anliegen eines Baßsignales das Videobild verkleinert, in einem Teil des Monitors dargestellt und springt bei jedem Impuls in eine anderer Position. Dabei hängt die Bewegungsstärke von der Stärke des jeweiligen Impulses ab.
Für den Bandpaß 3 eignen sich sogenannte "posterize Effekte" be¬ sonders. Bei diesen Effekten wird das Färb- bzw. Helligkeits¬ spektrum des Videobildes reduziert. Hierdurch erhalten Färb- und Helligkeitsübergänge Stufen und das Bild bekommt einen quasi ge¬ malten Charakter. Je stärker das Tonsignal in diesem Frequenzbe- reich ist, umso weniger Abstufungen bekommt das Videosignal bzw. das erhaltene und dargestellte Bild.
Beim Mosaik-Effekt wird das Bild gerastert, wobei die Größe der Rasterpunkte mit der Lautstärke steigt. Der Effekt "Farbenspiel" ist auch dann anwendbar, wenn kein externes Videosignal anliegt. Der Bildschirm oder die Projektionswand zeigt hierbei eine Farbe, die sich je nach Amplitude des Tonsignals ändert.
Die in der Tabelle angegebenen Effekte für den Hochpaß 2 stellen sich wie folgt dar.
Bei Kombination 1, d.h. der Stellung "negativ", wird die Hellig¬ keitsinformation des Videosignals bzw. des Bildes umgekehrt, so¬ bald die Audioamplitude einen bestimmten Schwellwert überschrei- tet.
Bei der Kombination 2, "Keying 1" werden die Anteile des Bildes, die unter einem Helligkeitswert liegen, der mit der Intensität des Audiosignals steigt, ausgestanzt, wodurch der Inhalt eines zweiten, quasi darunter befindlichen Videosignales sichtbar wird. Dieser Inhalt des zweiten Videosignales enthält vorzugs¬ weise das zurückgekoppelte Ausgangssignal, das am Videoausgang des Videotrickmischers 13 anliegt, wodurch fließende Farb¬ mischungen erzeugt werden können.
Die Kombination 3, "Keying 2", ergibt eine langsam fließende Be- wegung, die sich zu einem tunnelartigen Effekt beschleunigen läßt, indem ein entsprechendes Zoomen des jeweiligen Videokanals erfolgt.
Die Kombination 4, Stellung "Flip", ist durch das auf den Kopf- stellen des Videobildes in Abhängigkeit von einem bestimmten Audiosignalschwellwert gekennzeichnet.
Verfahrensseitig wird nach Programmstart eine Initialisierung des modifizierten Steuereingangs 11 vorgenommen und es wird der jeweilige Videoeingang gewählt, das Videosystem bzw. Videonorm festgelegt und die Audiosignalverarbeitungseinrichtung 1 akti¬ viert.
Anschließend wird durch Setzen von z.B. zwei der Leitungen des Ausgangsbus 11 der Multiplexer 9 der Audiosignalverarbeitungs- einrichtung 1 auf das Hochpaßfilter 2 geschaltet. Durch ein wei¬ teres Setzsignal wird die Read/Write-Leitung des A/D-Wandlers 10 angesprochen und der Wandlungsprozeß des jeweils anliegenden Audiosignales beginnt.
Mittels der Software des Steuer-PC 16 des Videotrickmischers 13 wird nun laufend der Status des A/D-Wandlers 10 abgefragt, bis erkannt wird, daß die Wandlung komplett ist.
Anschließend erfolgt eine Übernahme der entsprechenden Daten in ein Register. Dieses Register enthält auch die Stellung der Tastatureinheit zur vorgebbaren Zuordnung der Videoeffekte.
Dieser Vorgang wird nun für die übrigen Frequenzbandfilter 3 und 4 wiederholt. Mittels der Software wird geprüft, ob sich die
Einstellung der Tastatureinheit nach dem letzten Wandlungsdurch- gang geändert hat. Wenn ja, wird eine neue Kombination von Effekten zusammengestellt.
Gemäß den anliegenden Audiosignalen, die als digitale Amplitu- denwerte zur Verfügung stehen, werden nun die Effekte mittels des Videotrickmischers 13 vorbereitet. Die Audiosignalstärke be¬ stimmt entweder, wie intensiv ein Effekt, z.B. Zoom, ausgeführt wird, oder ob beim Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes ein entsprechender Effekt, z. B. eine Negativdarstellung, zuzu- schalten ist.
Nachdem mittels des Videotrickmischers 13 ein Vertikalsyn¬ chronimpuls im Videosignal am Videoeingang 14 erkannt wurde, werden die Effekte an die Videohardware zur Ausführung und zur Weiterleitung an den Videoausgang 15 weitergegeben.
Dieser Ablauf wird ständig wiederholt, so daß eine audiobeein¬ flußte Steuerung der Videosignale laufend und aktuell möglich ist.
Der beim Ausführungsbeispiel verwendete Videotrickmischer 13 be¬ sitzt beispielsweise zwei voneinander unabhängige Videokanäle, die sowohl Composit-(FBAS) als auch S-Videosignale in PAL, NTSC und SECAM unterstützen. Der Mischer synchronisiert nach Digita- lisierung Videoquellen auf dem Videoausgang oder auf einen ex¬ ternen Synchronimpuls. Vorhandene Videogeräte können auf diese Weise ohne zusätzliche Zeitbasiskorrektur angeschlossen werden. Intern digitalisiert der Videotrickmischer das Eingangssignal mit zweifachem Oversampling in PAL-Qualität. Das Videoausgangs- signal wird als FBAS oder Y/C-Signal von einem digitalen Encoder in PAL oder NTSC erzeugt.
Alternativ besteht die Möglichkeit, anstelle einer Audiosignalverarbeitungseinrichtung ein Midi-Interface bzw. eine Midi-Karte vorzusehen, mit deren Hilfe Midi-Tondaten oder -
Sequenzen unmittelbar zur Steuerung der Videoeffekte verwendet werden können. Beispielsweise ist es möglich, auf CD's vorhandene Midi-Tracks zu nutzen, um unter Umgehung einer aufwendigen analogen Signalvorverarbeitung direkt und unmittelbar ton- und rhythmusabhängig eine optimale Videoanimation zu erreichen.
Zusätzlich weist der Videotrickmischer Effektmodule auf, welche voneinander unabhängig und programmierbar sind. Dadurch können Videoeffekte in Echtzeit mit den beiden Videoquellen, die an den Videokanälen anliegen, gleichzeitig durchgeführt werden. Mittels eines digitalen, linearen Keyers werden weiche Übergänge, Des- solves und Keying-Effekte zwischen den Video- und Graphikebenen erreicht.
Mittels einer Videotrickmischer-Software können digitale Video- effekte vordefiniert werden, so daß über eine entsprechende Be¬ nutzerebene eine Vielzahl von Videoeffekten auswähl- und kombi¬ nierbar sind, ohne daß in das interne Programm eingegriffen wer¬ den muß ödere andere, aufwendige Einstellungsarbeiten notwendig sind.
Alles in allem gelingt es, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem zugehörigen Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung, Klänge, insbesondere Musik optisch durch externe Videosignale automatisch und abwechselungsreich zu untermalen, wobei jederzeit ein vorgegebener Zusammenhang zwischen dem
Audio- bzw. Tonsignal und dem externen Videosignal gewährleistet ist.

Claims

Patentansorüche
1. Vorrichtung zur Videoanimation mittels Erzeugung audiobeein¬ flußter Videosignale gekennzeichnet durch die Kombination fol¬ gender Merkmale: - Aufschalten eines Audiosignales auf den Eingang einer Audio- signalverarbeitungseinrichtung (1) , wobei diese ein fre¬ quenzabhängiges und digitalisiertes, über einen steuerbaren Schalter (9) selektierbares Steuersignal bereitstellt, wel¬ ches Amplitudenwerte verschiedener Frequenzbänder beinhaltet;
• - Zuführen des Steuersignales zu einem modifizierten
Steuereingang (11) eines digitalen Videotrickmischers (13) , wobei dieser einen Steuer-PC (16) sowie mindestens einen Videoeingang (14) und einen Videoausgang (15) aufweist; - Ableiten eines Start- sowie von Umschaltsignalen aus dem Steuer-PC (16) des Videotrickmischers (13) , um ein getriggertes Umschalten der Frequenzbänder der AudiosignalVerarbeitungseinrichtung (1) zu erreichen, wobei, gegebenenfalls über eine veränderbare Voreinstellung, auf der Basis der digitalisierten Amplitudenwerte verschiedener Frequenzbänder (2, 3, 4) ein dem Videotrickmischer (13) zugeführtes, externes Videosignal in vorgebbarer .Weise und amplitudengesteuert programmierbaren Videoeffekten unterworfen und am Videoausgang (15) bereitgestellt wird.
2 . Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Audiosignalverarbeitungseinrichtung (1) mindestens drei Frequenzbandfilter (2, 3,4) mit nachgeschalteten Gleichrichtern (6, 7, 8) aufweist, wobei die jeweiligen Ausgänge der Gleich¬ richter (6, 7, 8) auf je einen Eingang eines Multiplexers (9) führen und der Ausgang des Multiplexers (9) am Eingang eines Analog/Digital-Wandlers (10) angeschlossen ist, welcher über seinen Ausgangsbus (11) je naclv Stellung des Multiplexers (9) digitalisierte Amplitudenwerte des jeweiligen Frequenzbandfil¬ ters (2, 3, 4) dem Steuer-PC (16) des Videotrickmischers (13) zuführt, wobei der Steuer-PC (16) Umschaltsignale zum Triggern und Umschalten des Multiplexers (9) liefert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Ausgangsbus (11) des Analog/Digital-Wandlers (10) und dem entsprechenden Eingang des Steuer-PCs (16) eine Tastatureinheit zum einstellbaren logischen Zuordnen von Video¬ effekten zu jedem Frequenzband angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Umsetzungs- bzw. Wandlungsrate des Analog/Digital-Wand¬ lers (10) über den Steuer-PC (16) des Videotrickmischers (13) einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit dem Erkennen eines Vertikal-Synchron-Impulses im anlie¬ genden, externen Videosignal die audiobeeinflußten Videosignale am Videoausgang (15) anliegen.
6. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach den Ansprü¬ chen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach Programmstart einer Steuersoftware im Steuer-PC des Videotrickmischers die Verbindung zur Audiosignalverarbei- tungseinrichtung hergestelllt, die Videoeingänge und die Videonorm bzw. das Videosystem festgelegt sowie der Ana- log/Digital-Wandler aktiviert wird; anschließend der Multiplexer auf ein erstes Frequenzbandfil¬ ter schaltet und die Signalwandlung eingeleitet wird und nach vollständiger Wandlung eine Abspeicherung des Ergebnisses erfolgt und dieser Zyklus für die übrigen Frequenzbandfilter wiederholt wird; nach Abfragen der Tastatureinheit und gegebenenfalls erfol- gendem Ändern der VideoeffektZuordnung, entsprechend den ab¬ gespeicherten, digitalisierten Amplitudenwerten der Frequenzbandfilter, das am betreffenden Videoeingang anliegende, externe Videosignal den Videoeffekten unterworfen und mit anliegendem Vertikal-Synchron-Impuls zum Videoausgang durchgeschalten wird, wobei die jeweiligen Amplitudenwerte die Intensität und/oder einen schwellwertabhängigen Beginn der Effekte steuern.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mittels der Audiosignalverarbeitungseinrichtung eine Digita¬ lisierung des anliegenden Audiosignals und eine anschließende digitale Filterung vorgenommen wird, wobei die Grenzfrequenzen digitaler Bandpaßfilter veränderbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anstelle einer Frequenzbandfilterung ein audio-amplituden- selektives Steuersignal verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anstelle einer Audio-Signal-Verarbeitungseinrichtung ein Midi-Interface eingesetzt wird, so daß Midi-Tondaten oder Se- quenzen als Steuersignal verwendbar sind.
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