DE1288115B - Verfahren und Gerät zur Speicherung von Farbfernsehsignalen auf Schwarz-Weißfilm - Google Patents

Description

Zu den Aufgaben eines Farbfernsehstudios gehört unter anderem die Speicherung von Farbfernsehsignal, sei es zum Zwecke der Vorproduktion, sei es zum Austausch von Sendungen mit anderen Studios oder zur Archivierung. Eine solche Speicherung kann zwar grundsätzlich durch Aufzeichnen der Farbfernsehsignale mit Magnetbandgeräten vorgenommen werden; das Bandmaterial ist aber relativ kostspielig und außerdem nicht unbegrenzt haltbar. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die mittels der Farbsignale auf einem Leuchtschirm erzeugten Farbbilder auf Farbfilm zu übertragen. Hierbei ergibt sich ein Verlust an Auflösung durch die Struktur des Leuchtschirmes der Lochmasken-Röhre. Auch das Farbfilmmaterial ist relativ teuer, zudem ist die fotografische Entwicklung von Farbfilmen umständlich und zeitraubend.

Man hat bisher versuchsweise Schwarz-Weißbilder mit Elektronenstrahlen aufgezeichnet und dabei eine hohe Auflösung und Bildgüte erhalten. Diese Erfahrung hat zu dem Gedanken geführt, auch Farbfernsehsignale auf Schwarz-Weißfilme aufzuzeichnen.

Es ist schon vorgeschlagen worden, mit einem modulationsfähigen Energiestrahl gleichzeitig auf einem Schwarz-Weißfilm Helligkeitsinformationen und Farbinformationen bzw. durch Abtastung zurückzugewinnen. Hierzu wurde die Helligkeitsinformation auf einen Träger von einem Vielfachen der Zeilenfrequenz aufmoduliert, während die Farbinformation auf einen Farbträger in der üblichen Weise aufmoduliert wurde. In der weiteren Verarbeitung dieser Signale wurde der Farbträger selbst unterdrückt und als Referenzträger ein Pilotsignal von einem Bruchteil der Farbträgerfrequenz gebildet; ferner wurde in der geträgerten Helligkeitsinformation ein der Pilotsignalfrequenz entsprechender Frequenzbereich unterdrückt und nun der aufzeichnende Energiestrahl mit der farbträgerfrequenten Farbinformation, der Helligkeitsinformation sowie dem Pilotsignal moduliert.

Bei diesem Verfahren, daß zu relativ aufwendigen Schaltungsanordnungen führt, muß ein Teil der Helligkeitsinformation in den für das Pilotsignal reservierten Frequenzbereich verlorengehen.

Bei der Erfindung ist eine besondere Modulation des Helligkeitssignals und eine Aussiebung eines bestimmten Frequenzbereichs nicht erforderlich. Vielmehr kann das entweder von einer Kamera oder von einem Ubertragungskabel entnommene Farbfernsehsignal gegebenenfalls nach Demodulation des ultrahochfrequenten Trägers und ohne Unterdrückung informationshaltiger Frequenzbereiche auf einen Schwarz-Weißfilm aufzeichnet und ebenso ohne Informationsverlust abgelesen werden. Diese und weitere Vorteile werden bei einem Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von nach der Multiplextechnik übertragenen Farbfernsehsignalen (z. B. NTSC) auf bzw. von Schwarz-Weißfilmen, bei dem mit einem modulationsfähigen Energiestrahl hoher Schärfe, insbesondere einem Elektronenstrahl, gleichzeitig das Fernsehsignal und ein mit dem Farboszillator und der Zeilenfrequenz phasenstarr gekoppeltes Pilotsignal auf fotografischem Schwarz-Weißfilm aufgezeichnet wird und daß das Pilotsignal bei der Wiedergabe von dem zurückgewonnenen Fernsehsignal abgetrennt und zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zeitmaßstabes benutzt wird, dadurch erzielt, daß erfindungsgemäß das Pilotsignal eine oberhalb des von den Farbfernsehsignalen beanspruchten Bandes liegende Frequenz hat.

Die Maßnahme erfordert zwar eine etwas höhere Bandbreite, als bei der Aufzeichnung von Fernseh-Signalen üblich ist, eine solche Bandbreite steht jedoch auf Grund der neuen Entwicklungen der Technik z. B. bei Elektronenstrahlaufzeichnungen zur Verfugung, so daß durch die Wahl einer oberhalb des Fernsehfrequenzbandes liegende Pilotfrequenz

ίο der Vorteil gewonnen wird, daß keine Störungen des Bildes, wie sie bei einem im Fernsehfrequenzband liegenden Pilotsignal zwangläufig eintreten müssen, erhalten werden und umständliche Maßnahmen zur Unterdrückung dieser Störungen sich erübrigen.

Zur Wiedergabe kann das auf dem Schwarz-Weißfilm erzeugte Schwärzungsbild nach einem bekannten Filmabtastverfahren vom Film abgelesen und aus den erzeugten Signalen durch ein schmales Bandfilter das Pilotsignal abgetrennt und zur Korrektur bzw. zur Synchrondemodulation des Farbartsignals verwendet werden.

Vorteilhaft erfolgt die Reproduktion des Farbsignals mit Hilfe eines Orthikonkamerasystems, wobei der durchlaufende Film während der Bildrücklaufzeiten kurzzeitig mit einer Stroboskoplampe belichtet wird. Da ein hochauflösendes Orthikon zur Übertragung von Bildsignalen bis 9 MHz, also auch eines Pilotsignals von 8,86 MHz im Stande ist, kann aus dem Ausgang der Superorthikonröhre das Pilotsignal abgetrennt und zur Demodulation des Farbartsignals verwendet werden.

Im Bedarfsfalle lassen sich die bekannten Mittel der Vorverzerrung des aufzuzeichnenden Farbsignals zur Erzielung einer amplitudengetreuen Schwärzung des Filmes anwenden, wobei sowohl ein von 1 abweichendes Gamma des Filmes als auch Kennlinienkrümmungen des Strahlsteuersystems und der Verstärker kompensiert werden. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung von Elektronenstrahlen zur Aufzeichnung des Farbsignals deswegen, weil mit Elektronenstrahlen eine sehr hohe Auflösung erzielt werden kann, die diejenige des bekannten Flying-Spot-Verfahrens weit übertrifft. Ein weiterer Vorteil von Elektronenstrahlen ist die hohe Empfindlichkeit des Filmes bei sehr kleinen Strahlintensitäten. Während zur Schwärzung des Filmes bei sehr kleinen Lichtintensitäten eine Ansprechschwelle überwunden werden muß, ist bei Elektronenstrahlen eine solche Ansprechschwelle nicht vorhanden. Schon ein einzelnes Elektron erzeugt eine deutlich sichtbare Schwärzung.

Die Modulation des Energiestrahls mit dem Pilotsignal kann entweder additiv oder subtraktiv erfolgen. Das subtraktive Verfahren kann bei Elektronenstrahlaufzeichnung besondere Vorteile erbringen. Hierzu tastet man den Elektronenstrahl in der Zeit des Pilotimpulses aus, derart, daß die Schwärzung auf einen Wert unterhalb des zur Aufzeichnung des Bildsignals beanspruchten Schwärzungsumfanges zurückgeht.

Dann kann man bei der Abtastung das Pilotsignal in einfachster Weise durch ein Amplitudensieb abtrennen und zurückgewinnen. Der technische Vorteil des neuen Verfahrens besteht vor allem darin, daß als Speichermaterial für Farbfernsehsignale ein relativ billiger, leicht zu entwickelnder und unbegrenzt haltbarer Schwarz-Weißfilm verwendet werden kann. Mit den heutigen Schnellentwicklungsmethoden kann ein reproduktionsfähiger Film bereits eine Minute

an Hand derer das Wesen der Erfindung und die Konstruktion eines nach diesem Speicherverfahren arbeitenden Geräts näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 a den Verlauf eines Farbsignals,

Fig. Ib das Pilotsignal,

Fig. Ic das durch Mischen der beiden Signale erhaltene Signal,

F i g. 2 ein Gerät zur Aufzeichnung von Farbsignalen auf Schwarz-Weißfilm und

F i g. 3 ein Gerät zur Wiedergabe von Farbsignalen von einem durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Schwarz-Weißfilm.

In F i g. la ist der Verlauf eines Farbfernsehsignals

nach der Aufzeichnung zur Verfügung stehen. Das entweder vom Studiooszillator oder von dem vom bedeutet, daß die Vorproduktion von Sendungen Farbsignal entnommenen Burst synchronisiert wird. sehr kurzfristig vor der Übertragung angesetzt werden Die Schwingung des Farboszillators von 4,43 MHz kann. wird in der Stufe 10 verdoppelt und als Pilotsignal

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Pilot- 5 in der Mischstufe 11 dem aus der Umkehrstufe 8 signals ermöglicht also eine phasenfehlerfreie Über- entnommenen Farbsignal überlagert. Dieses Signal tragung von Farbsignalen, mithin eine getreue steuert gegebenenfalls nach einer Vorverzerrung in Wiedergabe der Farbwerte, ungeachtet des Vor- der Stufe 12 und Verstärkung in der Stufe 13 die handenseins von Nichtlinearitäten in den Verstärker- Steuerelektrode 15 des Kathodenstrahlsystems 14,15, kanälen und in den Ablenksystemen der Aufzeich- io 16. Das Kathodenstrahlsystem befindet sich in einem nungs- und Wiedergabegeräten. Andererseits können Gefäß, dessen Vakuum von einer Diffusionspumpe Fehler der Ablenksysteme durch aus dem Vergleich (nicht gezeigt) aufrechterhalten wird. Es umfaßt wie des Pilotsignals mit einer konstanten Frequenz ge- bei den bekannten Strahlsystemen wenigstens eine wonnene Regelsignale korrigiert werden. Glühkathode 14, eine Wehnelt-Elektrode 15, eine

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im 15 Anode 16 sowie ein Ablenksystem (nicht gezeigt), folgenden auf die Begleitzeichnung Bezug genommen, durch das der Elektronenstrahl 17 längs einer Zeile

(senkrecht zur Papierebene) abgelenkt werden kann. Der Elektronenstrahl trifft einen fotografischen Film 18, der durch einen Transportmechanismus kon-20 tinuierlich in der Pfeilrichtung bewegt und durch eine (nicht gezeigte) Schleuse in das Vakuum ein- und ausgeführt wird. Bei Ablenkung des Elektronenstrahls 17 mit Zeilenfrequenz werden auf dem Film nacheinander die zwei Teilbilder des Zwischenzeilen-35 rasters aufgezeichnet. Zusätzlich kann man mit dem Elektronenstrahl am Filmrand oder zwischen den Halbbildern noch Marken anbringen, mit denen der Bildabstand und der Filmtransport der Filmwiedergabeanlage geregelt bzw. synchronisiert werden kann.

von willkürlicher Form während einer Zeile darge- 30 Da der Zeilenbeginn durch die phasenstarre Koppstellt. Das Fernsehsignal enthält das Zeilensynchron- lung zwischen dem Zeilensynchronsignal und dem signal 1, den Burst 2 sowie die Signalamplituden 3, 5 Farboszillator einerseits sowie dem Farboszillator und 6, von denen Abschnitt 3 einer unbunten Farbe, und dem Pilotsignalgenerator andererseits festgelegt z. B. Weiß, Abschnitt 5 einer Mischfarbe und Ab- ist, erzeugen die Pilotsignale auf dem Film ein Linienschnitt 6 dem Bildschwarz entsprechen möge. Bei 35 gitter senkrecht zu den Zeilen. Der auf diese Weise einer Negativumkehrung des Signals sind die Begriffe »belichtete« Film enthält nach der Entwicklung die Weiß und Schwarz zu vertauschen. Die Schwingungen volle Farbinformation in der Schwärzung der lichtdes Burst und des Farbhilfsträgers in dem Abschnitt 5 empfindlichen Schicht und zusätzlich das Pilotsignal sind hier der Einfachheit halber nicht sinusförmig, in Form des erwähnten Liniengitters senkrecht zu sondern als Striche dargestellt. Das Signal in dem 40 den Zeilen.

Abschnitt 5 enthält also einen Helligkeits- und einen Bei der Abtastung dieses Films in einer Anlage

Farbwert; letzterer ist durch die Amplitude und gemäß F i g. 3 werden die Halbbilder des Films 18 Phasenlage des Farbträgers definiert. Für die Erfin- mittels einer Blitzlampe 19 während der Bildrückdung ist es von untergeordneter Bedeutung, ob das laufzeiten auf die Speicherelektrode der Kamera-Farbsignal gemäß dem NTSC-System oder einem 45 röhre, z. B. eines hochauflösenden Superorthikons, diesem verwandten System mit Farbhilfsträger, z. B. als Ladungsbild entworfen. Die Kameraröhre befindet PAL, kodiert ist. sich in der Kamera 20. Die Synchronisierung der

Für den Zweck der erfindungsgemäßen Filmauf- Blitzlampe 19 kann mittels der Beleuchtungsquelle 29, zeichnung wird das Farbsignal mit einer Pilotfrequenz der Fotozelle 22 sowie der am Filmrand bzw. zwientsprechend Fig. Ib überlagert, die etwa die dop- 50 sehen den Halbbildern angebrachten Marken erpelte Frequenz des Farboszillators hat. Die Pilot- folgen, wie oben erwähnt, außerdem zur Regelung frequenz wird direkt aus der Farboszillatorfrequenz des Filmtransports dienen.

abgeleitet und ist daher mit ihr phasenstarr gekoppelt. Die am Ausgang der Kamera auftretenden Video-

Sie braucht nicht notwendig sinusförmig zu sein, signale werden einerseits durch ein Tiefpaßfilter 21 sondern kann auch Impulsform besitzen. Die Über- 55 zwecks Abschneidung der Frequenzen oberhalb lagerung des Farbsignals mit dem Pilotsignal ergibt 5,5 MHz, andererseits über ein Bandfilter 22 geleitet, ein Signal gemäß F i g. 1 c. In dem Abschnitt 3 er- welches nur die Pilotfrequenz aussiebt. Die zurückscheint das Pilotsignal unverändert. Im Abschnitt 5 gewonnene Pilotfrequenz wird in einem Zweiteiler entstehen Schwebungen mit dem Farbhilfsträger, 23 auf die Farboszillatorfrequenz heruntergesetzt und während im Signalteil 6 das Pilotsignal allein er- 60 dient nun in dem Synchrondemodulator 24 zur Descheint, modulation des Farbsignals. Alle Phasenfehler des F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Filmauf- Farbsignals, die durch Verzerrungen der Übertrazeichnungsanlage mit Elektronenstrahlaufzeichnung. gungsoptiken oder durch Nichtlinearitäten der Ab-D as von einer Farbsignalquelle 7 herkommende lenkung oder durch Inkongruenz der Raster entstehen BASF-Signal wird zunächst in einer Umkehrstufe 8 65 können, werden so unterdrückt, weil die Phasenin ein negatives Signal verwandelt und mit neuen messung in bezug auf die mitübertragene Pilotfre-Austast- und Burstsignalen versehen. Die Stufe 9 quenz erfolgt, die durch die Vervielfachung der Pilotstellt einen synchronisierten Farboszillator dar, der frequenz entstehende Mehrdeutigkeit wird durch

einen Vergleich mit dem Burst vermieden. Außerdem kann die erhaltene Pilotfrequenz in einer Stufe 25 mit einem Lokaloszillator 26 von doppelter Farbträgerfrequenz verglichen und die aus dem Vergleich abgeleitete Spannung zur Nachregelung der Linearität der Zeilenablenkung in der Stufe 27 verwendet werden. Im Falle zu großer Trägheit der Regeleinrichtung kann der in einer Zeile festgestellte Linearitätsfehler in der nachfolgenden Zeile ausgeglichen werden.

Die am Ausgang des Demodulators 24 enthaltenen Farbkomponenten E^, E_B, E₀ werden nun unmittelbar einem Monitor zugeführt oder in der Stufe 28 mit einem normgemäßen Farboszillator von neuem kodiert und nach Einfügung der Austast- und Synchronimpulse an eine Übertragungsstrecke abgegeben.

Die Vorteile der Erfindung sind aus der Tatsache zu ersehen, daß bei diesem Verfahren die der Filmaufzeichnung bisher anhaftenden Schwierigkeiten, wie Filmschrumpfung und Zwischenzeilenflimmern, keine Rolle mehr spielen. Dadurch nämlich, daß der Zeitmeßstab der Abtastung durch das Pilotsignal zugleich mit dem Bildsignal aufgezeichnet wird, ist auch bei geschrumpftem Film die richtige Phasenlage des Färb trägers stets gegeben und die richtige Abtastgeschwindigkeit bequem einzustellen. Einem Schneiden des Filmes und einem Zusammensetzen verschieden geschrumpfter Filme steht daher nichts im Wege. Es ist auch unbeachtlich, wenn sich bei der Wiedergabe das Raster des abtastenden Strahles nicht völlig mit dem aufgezeichneten Raster deckt, da die Pilotsignale nebeneinanderliegender Zeilen phasenmäßig zusammenfallen und daher eine Zeilenverschmelzung zulässig ist. Die auf dem Film aufgezeichneten Halbbilder verhalten sich dann bezüglich der Kamera wie Originalaufnahmen, aus denen man nach Belieben einen Ausschnitt wählen kann. Erwünscht ist allerdings eine verzerrungsfreie Optik und eine möglichst lineare Ablenkung des Abtastsystems. Letzteres läßt sich, wie in F i g. 3 gezeigt, durch Frequenzvergleich des am Ausgang des Abtastsystems erhaltenen Pilotsignals mit einer konstanten Frequenz und Beeinflussung der Ablenkgeschwindigkeit mit Hilfe der aus dem Vergleich erhaltenen Regelspannung erreichen. Man kann ferner die Ablenkamplitude dadurch stabilisieren, daß der Rücklaufimpuls ausgelöst wird, wenn in einer Zeile eine bestimmte Anzahl von Pilotzeichen gezählt worden sind.

Das oben dargelegte Verfahren eignet sich speziell zur Speicherung von Farbfernsehsendungen auf Schwarz-Weißfilm. Wegen der hohen Übertragungsgute kann es jedoch auch ohne wesentliche Änderung zur Speicherung von Schwarz-Weißsendungen benutzt werden.

Claims (8)

Patentansprüche: 55

1. Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von nach der Multiplextechnik übertragenen Färbfernsehsignalen (z. B. NTSC) auf bzw. von Schwarz-Weißfilmen, bei dem mit einem modulationsfähigen Energiestrahl hoher Schärfe, insbesondere einem Elektronenstrahl, gleichzeitig ein Farbfernsehsignal und ein mit dem Farboszillator und der Zeilenfrequenz phasenstarr gekoppeltes Pilotsignal auf fotografischem Schwarz-Weißfilm aufgezeichnet wird und das Pilotsignal bei der Wiedergabe von dem zurückgewonnenen Fernsehsignal abgetrennt und zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zeitmaßstabes benutzt wird, dadurchgekennzeichnet, daß das Pilotsignal eine oberhalb des von den Farbfernsehsignalen beanspruchten Bandes liegende Frequenz hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Abtastung des entwickelten Schwarz-Weißfilms erhaltene Pilotfrequenz aus dem Fernsehsignal ausgesiebt und mit einer konstanten Frequenz verglichen wird und die aus dem Vergleich erhaltene Regelspannung dazu dient, die Abtastgeschwindigkeit des zur Filmabtastung benutzten Strahles so nachzuregeln, daß die erhaltene Pilotfrequenz konstant wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pilotfrequenz wenigstens das Doppelte der Farbträgerfrequenz beträgt, und daß bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Farbfernsehsignal das abgetrennte Pilotsignal in dem gleichen Verhältnis untersetzt wird und als Farboszillatorfrequenz zur Demodulation des multiplexen Farbsignals benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Demodulation erhaltenen Farbkomponentensignale zur Weiterübertragung mit normgemäßen Synchron- und Hilfsträgersignalen kodiert werden.

5. Filmaufzeichnungsgerät zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Quelle von Farbfernsehsignalen mit Farbhilfsträger, einem mit dem Farbhilfsträger gekoppelten Pilotfrequenzgenerator von wenigstens der doppelten Frequenz des Farbhilfsträgers, durch eine Mischstufe, in der die von der Quelle entnommenen Fernsehsignale mit der Pilotfrequenz überlagert werden, durch eine Kathodenstrahlröhre, deren Strahl quer zur Bewegungsrichtung des Filmbandes zeilenfrequent abgelenkt wird, sowie durch Mittel, durch die die am Ausgang der Mischstufe erhaltenen Signale die Intensität des Elektronenstrahls beeinflussen.

6. Filmwiedergabegerät zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Filmlaufwerk zum Transport des verfahrensgemäß hergestellten Films, durch eine Abtastvorrichtung zur Überführung der Schwärzungen des Filmes in elektrische Signale mit einer Bandbreite, die diejenige des Fernsehsignals und des Pilotsignals mit umfaßt, durch Filtermittel zur Abtrennung der Pilotsignalfrequenz, durch eine Vergleichsschaltung, in der aus dem Vergleich zwischen der abgetrennten Pilotfrequenz und einer konstanten Frequenz ein Regelsignal erzeugt wird, und durch mit der Abtastvorrichtung verbundene Mittel, welchen das Regelsignal zugeführt wird und welche auf eine Konstanz der abgeleiteten Pilotfrequenz durch Beeinflussung der Abtastgeschwindigkeit hinwirken.

7. Filmwiedergabegerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Filmlaufwerk zum Transport des verfahrensgemäß hergestellten Films, durch eine Abtastvorrichtung zur Überführung der Schwärzungswerte des Films in elektrische Signale, durch Filtermittel zur Abtrennung der Pilotfrequenz, durch eine Untersetzungs-, insbesondere Teilerstufe, mit der das Pilotsignal auf die ursprüngliche Farbhilfsträgerfrequenz untersetzt wird, und

durch eine Farbdemodulationsstufe, der als Hilfsspannung die untersetzte Pilotfrequenz und als Eingangsspannung das nach Abtrennung der Pilotfrequenz erhaltene Fernsehsignal zugeführt wird.

8. Filmwiedergabegerät nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung aus einer Blitzlampe und

einer Superorthikon-Kamera besteht, und daß die Synchronisierung der Blitzlampe zwecks Belichtung der Kameraröhre während der Bildrücklaufzeiten durch auf den Filmrand angebrachte Marken erfolgt, welche bei Beleuchtung der Marken in einer Fotozelle Synchronsignale auslösen, die eine Zündung der Blitzlampe herbeiführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 505/Π82