DE1947056A1 - Fernseh-Filmabtasteinrichtung - Google Patents
Fernseh-FilmabtasteinrichtungInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
Braunschweig, den 15.9.1969 Unser Zeichen: Kl/kl - M 856
The Marconi Company Limited
Bush House, Aldwych.·., *
London W.C.2 / England
Fernseh-Filraabtasteinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Fernseh-Filmabtasteinrichtung, d.h.eine Einrichtung zur Ableitung von Fernsehsignalen von
auf fotografischem Film befindlicher Information.
Der Film kann in Form von Diapositiven oder als Filmspule
vorliegen,wobei jedes Diapositiv oder ,jedes Filmbild
beleuchtet und von einer Fernsehkamera zwecks Ableitung entsprechender Fernsehsignale betrachtet wird. Es kommt jedoch
vor,daß Diapositive oder Filmbilder bei der Herstellung infolge
falsch gewählter Belichtungszeit oder Blende über- oder unterbelichtet sind. Bei überbelichtetem Film läßt der Film bei
gleicher Lichtquelle mehr Licht zur Fernsehkamera gelangen als ein richtig belichteter Film.Umgekehrt läßt ein unterbelichteter
Film weniger Licht zur Kamera gelangen. Dies wirkt auf den Betrachter sehr störend,wobei die Signale hoher Intensität
von dem überbelichteten Film am meisten au beanstanden sind.
Es ist bereits vorgeschlagen worden,die Verstärkung der Verstärker
in der Fernsehkamera veränderlich zu machen,um zu gewährleisten,daß
Spitzensignale immer mit der gleichen Amplitude erzeugt werden. In einem praktischen Fall wird so der Pegel
der Spitzensignale einer betrachteten Szene auf den reinen
Weißpegel angehoben. Nach einem weiteren Vorschlag wird ein
BRAUNSCHWEIG, AM BOBGERPAHK 8 flp C053') 28487 SMONCHEN 22, ROBEBT-KOCH-STR 1 ® (0811) 225110
Verstärker mit festeingestellter optimaler Verstärkung verwendet
und ein Lichtfilter mit veränderlicher Dichte zwischen Lichtquelle
und Film zur Steuerung der Filmbeleuchtung herangezogen, wobei die Beleuchtung so gewählt wird,daß das Spitzensignal am
Ausgang,das dem hellsten Teil der »Szene zugeordnet ist,eine
Amplitude hat,die reinem »IFeiß entspricht. Die Steuerung des
Lichtfilters mit veränderlicher Dichte zwischen Lichtquelle und Film erfolgt durch einen Servomotor,der von einem Spitzendetektor angesteuert wird,wobei Motor und Detektor für dieses .
System eine geschlossene Rackkopplungsschleife bilden.
P Bei beiden genannten Systemen,bei denen eine direkte Rückführungssteuerung verwendet wird,muß die Ansprechgesehwindigkeit des
Systems sehr niedrig gehalten werden und zwar in der Größenordnung
von Sekunden,da sonst die Beleuchtung des Films oder
die Verstärkung des Verstärkers sich während der Abtastung
eines Bildes stetig und ausgeprägt verändert und das Signal daher im wesentlichen demoduliert wird.
Ziel der Erfindung ist eine Fernseh-Filmabtasteinrichtung,bei
der die notwendige Kompensation während der Andauer einiger weniger Fernsehbilder bewirkt werden kann und die den vorgenannten Demodulationseffekt nicht zeigt.
ι ■ ■ ' -
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fernseh-Filmabtasteinrichtung
mit einer Fernsehkamera,die zur Ableitung von Videosignalen von kinematografischen Filmen eingerichtet
ist,, einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Filmes, einem
Spitzensignaldetektor,um während des Betriebs eine Spitzensignalamplitude,die
über eine vorgegebene Anzahl von Fernsehbildern In den Videosignalen auftritt,zu bestimmen, und mit Steuerungsmitteln,die
für eine nachfolgende vorgegebene Anzahl von Fernsehbildern betätigt werden können, um jede Abweichung von einem
gewünschten Spitzensignalpegei,die während der genannten vorgegebenen
Zahl von Fernsehbildern durch den Spitzendetektor erkannt wird,zu korrigieren.
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Diese Steuerungsmittel können eine Korrektur einführen,indem
sie die Verstärkung des Kameraverstärkers oder des Videosignalverstärkers
ändern. Vorzugsweise ist jedoch die Intensität der vorgenannten Lichtquelle veränderlich und die Steuerungsmittel
bewirken die Korrektur,indem sie die Beleuchtung durch die
Lichtquelle verändern.
Bei einer Ausführungsforin der Erfindung entspricht der ermittelte
Spitzensignalpegel dem Weißpegel. Bei einer anderen Ausführungsform deckt sich dieser Pegel mit dem Schwarzpegel.
Vorzugsweise enthält die Lichtquelle veränderlicher Intensität
eine konstante Lichtquelle und ein Lichtfilter mit stufenweise
veränderter Dichte,wobei die Stellung des Filters die Beleuchtung
des Films bestimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten
die Steuerungsmittel eine Integratorschaltung,die über einen
Schalter-r^e*1 mit dem Ausgagg des Spitzendetektors verbunden ist,
sowie ein Servosystem,das vom Ausgang der Integratorschaltung
gesteuert wird und zur Veränderung der Lichtquelle dient. Der Schalter ist während einer Bildaustastperiode geschlossen,
so daß das Ausgangssignal des Spitzendetektors der Integratorschaltung
zugeführt wird. Danach wird der Schalter geöffnet und der Servomotor bewegt sich in die neue Stellung,die von dem
Integrator-Ausgangssignal für eine vorgegebene Anzahl von Bildern gefordert ist.
Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen,um die Spitzendetektorschaltung
während der Bildaustastperioden rückzustellen und zwar unmittelbar vor dem erstem der genannten Folge von Bildern,für
die das Spitzensignal bestimmt wird.
Um ein schnelles Ansprechen des Korrektursystems zu ermöglichen, sollen die vorgegebene Anzahl und die darauf folgende vorgegebene
Anzahl jeweils nur ein einzelnes oder höchstens einige Bilder enthalten. Bei der bevorzugten Äusführungsform enthalten sie .
zwei Bilder. 009838/1332
Vorzugsweise ist die Ladezeit der genannten. Integratorschaltung
bei ansteigendem Spitzensignalpegel kurzer als bei abnehmenden Pegel,so daß überbelichtete Filme schneller korrigiert werden
als unterbelichtete. Dadurch wird eine sich mit niedriger Frequenz ändernde Information,beispielsweise eine Szene,die
ein Neon-Blitzliclifbei Nacht enthält,nicht demoduliert.
Eine geeignete Integratorschaltung für diesen Zweck weist zwei parallele Widerstandszweige auf,um die .Viderstandskoinponente
des Integrators auszubilden,wobei die eine Strecke eine richtleitende
Einrichtung enthält,die so geschaltet istydaß sie
für Zunahmen im Spitzensignalpegel leitet,für Abnahmen des Spitzensignalpegels sperrt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Schaltung so ausgelegt,daß die Änderung der Lichtintensität
in den beiden aufeinander folgenden Bildern eine 90-prozentige Überbelichtungs-Korrektur erzeugt.
Vorzugsweise enthält eine Fernseh-Filmabtasteinrichtung für die
Erzeugung von Farbfernsehsignalen von Farbfilmen weiter
Gatterschaltungen zwischen Kamera und Spitzensignaldetektor,
die so beschaffen sind,daß nur das Signal,das zu jedem Zeitpunkt
dem Färb- und Helligkeits-Eingangssignal mit der größten
Amplitude entspricht,zu der Spitzendetektorschaltung hindurchgelassen wird.
Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung
erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in Form von Blockschaltbildern zwei.Ausführungsformen der Erfindung.
Die Einrichtung gemäß Figur 1 bildet einen Teil einer Fernseh-Filmabtasteinrichtung
zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen
von Farbfilmen. Zusätzlich zu dem dargestellten i'eil enthält
die Fernseh-Filmabtasteinrichtung eine Farbkamera,Mittel zur
Führung des durch die Kamera zu betrachtenden Films und eine Lichtquelle zur Beleuchtung des Films« Eine Änderung der Filmbeleuchtung wird durch ein-Lichtfilter variabler Dichte bewirkt,
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sowie durch ein Stellungs-Servosystem,welches die Stellung
des Filters steuert. Diese Elemente sind nicht dargestellt. Jedes geeignete Filter kann verwendet werden,günstig ist jedoch
ein Filter mit einer Kreisscheibe,deren Dichte sich segmentartig verändert,so daß die Beleuchtung des Films durch Drehung dieser
Scheibe verändert werden kann,wobei ein anderer Teil der Scheibe
zwischen die konstante Lichtquelle und den Film gebracht wird. Filter und konstante Lichtquelle bilden zusammen eine Lichtquelle veränderlicher Intensität. Für ein Farbsystem muß das
Filter so ausgelegt sein,daß jede Farbkomponente um den gleichen
betrag gedämpft wird,d.h.es muß ein Filter neutraler Dichte
verwendet werden.
Die Einrichtung nach Figur 1 arbeitet automatisch und stellt die Ausgangssignale der Fernseh-Filmabtasteinrichtung so ein,
daß die Spitzenausgangsamplitude dem Weißpegel entspricht. Dieses Ergebnis wird durch Veränderung der Beleuchtung des Films
durch die Lichtquelle erzielt. Die in Figur 1 gezeigte Korrektureinrichtung
wird so eingesetzt,daß eine Änderung der beleuchtung
durch die Lichtquelle erzeugt wird,um eine Kompensation für
jede Abweichung von dem gewünschten Spitzenausgangssignalpegel,
die durch den unter-oder überbelichteten Film entsteht,zu
bewirken.
Jeder der vier Eingänge 1 in Figur 1 kann eines der vier Ausgangssignale
(drei Färb- und ein Helligkeitssignal) einer Farbfernsehkamera
für die Filmabtastung (nicht dargestellt) empfangen. Jedes Eingangssignal wird in ein an sich bekanntes nicht-addierendes
Mischgatter 2 (NAM) eingespeist. Das Ausgangssignal dieses uatters entspricht zu jedem Beitpunkt dem Eingangssignal mit der
größten Amplitude, Dieses Ausgangssignal wird einem Spitzendetektor
3 zugeführt,dessen Ausgangssignal wiederum über einen
Verstärker 4 und einen Schalter 5 einer Integratorschaltung 6 zugeführt wird. Diese Integratorschaltung besteht aus allen über
der mit 6 bezeichnete» Klammer dargestellten Elementen. Das Ausgangssignal der Integratorschaltung wird von der "Ausgangeklemme
7 dem (nicht dargestellten) Servosystem aur Veränderung
der Filmbeleuchtung,wie jsuvor beschrieben, zugeführt. Die
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BAD
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Integratorschaltung 6 verwendet,wie von der Technik der
Analogrechner her bekannt,einen Verstärker 9 mit hoher Verstärkung, einen Rückkopplungskondensator Cl zwischen dem Eingang
und dem Ausgang des Verstärkers und einem Serienwiderstand im Eingang. Im vorliegenden Fall wird der Eingangswiderstand durch
zwei parallel geschaltete Strecken gebildßt,von denen die eine
einen vViderstand Rl und eine Diode Dl in Reihenschaltung und die
andere einen vifiderstand R2 enthält. Der Verstärker 9 hat weiterhin
einen Eingang 10 für eine dem Weißpegel zugeordnete Bezugsspannung.
Der Spitzendetektor 3 hat einen Rückstell schalter 8 in einer
Entladungsstrecke gegen Erde,mit dem der Spitzendetektor auf
Null rückgestellt werden kann.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
Die drei Farbsignale und das üelligkeitssignal von der farbfernsehkamera
werden dem NAJVl~uatter 2 zugeführt und am Ausgang
dieses batters tritt ein Signal,das dem Augenblicks-IIöchstwert
dieser vier Eingangssignale entspricht,auf. Angenommen,der
Spitzendetektor war auf Null rückgestellt,so werden die Signale
dem Spitzendetektor während zwei Bildperioden zugeführt,wobei
die beiden Schalter 5 und 8 geöffnet sind. Der Spitzendetektor hat ein Ausgangssignal,daß dem Spitzensignal,welches während
dieser beiden Perioden auftritt,entspricht. Während der nachfolgenden
Bildaustastperiode ist der Schalter 5 geschlossen und es fließt Strom über den Widerstands-Eingang des Integrators
6,um den Kondensator Cl nach Richtung und Betrag so. aufzuladen,
daß die Ladung dem Unterschied zwischen der dem hellsten Weiß entsprechenden Bezugsamplitude und dem von dem Spitzendetektor
geliefertem Spitzensignal entspricht.
Das Integratorausgangssignal am Ende der Bildaustastperiode ist daher ein Maß für die Stellung,in die das Servosystem gebracht
werden muß,um den Unterschied zwischen dem gemessenen Spitzensignal
und dem gewünschten iiezugspegel zu beseitigen. Die Dauer zweier Bilder nach der Aus^Ästpöriode,während der der
Schalter 5 geschlossen ist,ist zugelassen,umd das Servosystemin
seine neue Stellung zu bringen.Während der nächsten Bildaustastperiode ist der Schalter 8 geschlossenem den Spitzendetektor
rückzustellen und den gesamten Vorgang zu wiederholen.
Die Einrichtung ist so ausgelgt,das Signale mit größerer Amplitude
als der üezugspegel einer Film-Überbelichtung entsprechen
und umgekehrt. Ist der gemessene Spitzenpegel höher als die Bezugsamplitude,so leitet die Diode Dl und die Widerstandsstrecke
der Integratorschaltung besteht aus einer Parallelschaltung der Widerstände R2 und Rl. Ist der Spitzenpegel niedriger als
der Referenzpegel,so sperrt die Diode Dl und die Integrator-Widerstandsstrecke
besteht lediglich aus dem Widerstand R2. Der Widerstand R2 ist sehr viel größer als Rl,so daß für Spitzen-Signale
größer als der Bezugswert die Integratorschaltung schneller anspricht als für Signale,die unter dem Bezugswert
liegen. Daher steuert die Integratorschaltung das Servosystem derart,daß bei einer überbelichtung die Korrektur schneller
erfulgt als bei einer Unterbelichtung. In einem praktischen
Fall kann die Verstärkung der Rückkopolungsschleife so bemessen
sein, daß Überbelichtungen zu 90 °/Ό werden einer Berichtigungsperiode, d.h. während vier Bildperioden,korrigiert werden.
Die langsamere Korrektur von Unterbelichtungen läßt niederfrequente Information,wie z.B.langsam Blitzende Neonsignale in einer
Nachtszene,zu. Wäre die Ansprechgeschwindigkeit für Unterbelichtungen
hoch,so würde die Beleuchtung zwischen den Blitzen unrichtig zunehmen,wodurch die Bildinformation teilweise demoduliert
wird.
Figur 2 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Abwandlung der Erfindung,bei der der Schwarzpegel des Helligkeitssignals
einer Farbfernsehkamera für eine Filmabtasteinrichtung stabilisiert
ist.
Gemäß Figur 2 kann der Eingang 11 ein Helligkeits-Videosignal
von der Filmabtast-Farbf ernsehkainera (nicht dargestellt) empfangen.
Dieses Signal wird durch einen Verstärker 12 verstärkt und
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in einem an sich bekannten Mia diverstärker -13 ausgetastet.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 wird durch eine Umkehrs-chaltung
14 invertiert und der Schwarzpegel wird durch einen Spitzendetektor 4',dem ein Rückstellschalter 8' zugeordnet ist,
geraessen. Der gemessene Schwarzpegel wird' über Schalter 5f
einer Integratorschaltung 6' zugeführt, Die Integratorschaltung enthält einen Widerstand R21 und einen Verstärker 9' mit einem
Rückkopplungskondensator Gl1 und einem Bezugsspaanungseingang
10'. Der Bezugsspannungspegel entspricht hier Schwarz. Die Elemente 4' ,5',6',8',9',10',R21 und Cl1 entspreche© in ihrer
Funktion den Elementen 4,5,6,8,9,10,R2 und Ci der Fig.l, sind
fc jedoch bei der Schaltung gemäß Fig."2 so ausgelegt,daß sie
auf den Schwarzpegel stabilisieren,während die entsprechenden Elemente gemäß Fig.l eine Stabilisierung auf den Weißpegel
vornehmen. In der Schaltung nach Figur 2 wird der gemessene Schwarzpegel mit dem Bezugspegel (der bei 10 in die Integrator-*
schaltung eingeführt wird) immer während vier Bildperioden
durch Schließen des Schalters 5' verglichen. Die sich ergebende
Korrektur-Gleichspannung kann,wie ebenfalls in Figur 2 dargestellt,
zur Steuerung des Klemni-Pegels einer bekannten Schwarzpegel-Klemmschaltung
S 15 dienen,die mit dem Ausgangssignal von dem
Austastmischer 13 angesteuert wird,wodurch der Schwarzpegel
des Ausgangssignals,das über die Leitung "AUS" abgeführt wird,
für eine Weiberverarbeitung in normaler Weise durch die herkömm-
' liehen Kamera-Steuerungsschaltungen (nicht dargestellt)stabilisiert
wird·.
Es ergibt sich,daß die Erfindung eine relativ sehneile Korrektur
der sonst sehr störenden Film—Überbelichtungen ermöglicht,wobei
keine Demodulation auftritt,die sonst bei einem gleich schnell
arbeitendem Rückkopplungs-Regelsystem erfolgt.Dieser Vorteil
wird unabhängig davon,ob die Korrektur durch eine Lichtsteuerung
(wie dargestellt) oder durch eine Veränderung der Verstärkung
des Verstärkers (wie erwähnt) bewirkt wird,erzielt. Eine
Veränderung der Verstärkung des Verstärkers führt jedoch zu einem gewissen Grade zu einer Verschlechterung des Störabstands
und es ist daher ,wenn eine geeignete Lichtquelle veränderlicher
Intensität verfügbar ist,eine Korrektur durch Steuerung der Beleuchtung im allgemeinen vorzuziehen.
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Claims (13)
- 947056Patentansprüche( 1> Fernseh-Filmabtasteinrichtung mit einer Fernsehkamera, die zur Ableitung von Videosignalen von kinematografischen Filmen eingerichtet ist,und einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Filmes, gekennzeichnet durch einen Spitzensignaldetektor, um während des betriebs eine Spitzensignalamplitude,die über eine vorgegebene Anzahl von Fernsehbildern in den Videosignalen auftritt,zu bestimmen, und durch Steuerungsmittel,die für eine nachfolgende vorgegebene Anzahl von Fernsehbildern betätigt werden können,um jede Abweichung von einem gewünschten Spitzensignalpegel,die während der genannten vorgegebenen ^ahl von Fernsehbildern durch den Soitzendetektor erkannt wird,zu korrigieren.
- 2. Einriciitang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daßdie Steuerungsmittel die Korrektur durch Änderung der Verstärkung des Äameraverstärkers oder des Videosignalverstärkers einführen.
- 3. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,daß die steuerungsmittel die Korrektur durch Veränderung der Beleuchtung des Films bewirken.
- 4. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,daß der ermittelte Spitzensignalpegel dem Weißsignal entspricht.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daßder ermittelte Spitzensignalpegel dem Signal Schwarz entspricht.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet,daß die Beleuchtung des Films durch eine veränderliche Lichtquelle, die aus einer Konstantlichtquelle und einem zugeordneten beweglichen Lichtfilter mit verschiedenen feilen unterschiedlicher Dichte besteht,vorgenommen wird,und daß eine Veränderung der Beleuchtung des Films durch Bewegen des Filters in bezug auf die Konstantlichtquelle,um den 'A"eil des Filters zwischen Lichtquelle und Film zu ve rand emf bewirkt wird«38/1332-ιοί 94 7 056
- 7.Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Steuerungsmittel eine Integratorschal tung enthalten,die über einen Schalter mit dem Ausgang des Spitzendetektors verbunden ist,sowie Mittel zum Schließen des Schalters während einer Bildaustastperiode,derart,daß das Ausgangssignal des Spitzendetektors der Integratorschaltung zugeführt wird,und Mittel für die ,Öffnung des Schalters während einer vorgegebenen Anzahl von Bildperioden.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet,daß Mittel zur Rückstellung des Spitzendetektors während der BiId-™ austastperiode unmittelbar vor der ersten der genannten Folge von Biidperioden,für die das Spitzensignal bestimmt wird,vorgesehen sind.
- 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,daß die genannte vorgegebene Anzahl und die folgende vorgegebene Anzahl jeweils zwei Bildperioden enthalten«
- 10. Einrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet,daß die Ladezeit der Integratorschaltung bei Zunahme des Spitzensignalpegels kürzer ist als bei Abnahme dieses Pegels,so daß Überbelichtungen schneller korrigiert werden als Unterbelichtungen.
- 11. Einrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet,daßdie Integratorschaltung zwei parallele Widerstandszweige aufweist, wobei einer dieser Zweige eine richtleitende Einrichtung enthält, die so geschaltet ist,daß sie bei Zunahmen im Spitzensignalpegel : leitet,bei Abnahmen des.-Spitz-ensignalpegels sperrt.
- 12. Fernaeh-Filmabtasteinriehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Erzeugung von Farbfernsehsignalen von Farbfilmen, gekennzeichnet durch Gatterschaltungen,um für die Zuführung* zu dem Spitzensignaldetektor lediglich das Signal,das zu jedem Zeitpunkt dem Farb-und Helligkeits-Eingangssignal mit der größen Amplitude entspricht,auszuwählen. ·009838/1332 bad or(GInAl947056
- 13. Einrichtung nach Anspruch 1 und'5i,dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schwarzsignal zugeordnete Spitzensignalamplitude mit einem Schwarzpegelbezugssignal verglichen wird und das resultierende Signal dazu herangezogen wird,den Klemmpegel in einer Schwarzpegel-Klemmschaltungjüber die die Videosignale geleitet werden,zu verändern.0 0 9 8 3 8/1332
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