DE3115367C2

DE3115367C2 - Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen

Info

Publication number: DE3115367C2
Application number: DE19813115367
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 6109 Mühltal Maßmann; Dieter Dipl.-Ing. 6105 Ober-Ramstadt Poetsch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE3115367A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen vom sogen. Cinemascope-Format vorgeschlagen. Zur Vermeidung von störenden Rändern ohne Bildinhalt auf dem Bildschirm wird das Videosignal durch eine entsprechende Taktung von Speichermitteln expandiert und der Anfang des Auslesevorgangs wählbar verschoben.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Filmaufnahmen gemäß dem sog. Cinemascope-Verfahren werden mit einem anamorphotischen Objektiv in horizontaler Richtung um den Faktor 2 : 1 komprimiert und zum Beispiel auf 35 mm-Kinofilm (Format: Breite = 21,385 mm, Höhe = 18,2 mm) aufgenommen.

Somit ergibt sich nach der erfolgten Dekompression (Expansion) ein Verhältnis von Breite zu Höhe von 2,35 :1. Das auf dem Bildschirm dargestellte Fernsehformat beträgt dagegen 4:3 = 1,33 : 1. Es ist daher nicht möglich, ohne Kompromisse sog. Cinemascopefilme fernsehmäßig abzutasten.

Ein bekannter Kompromiß besteht darin, daß ein Format von 1,85 :1 erzeugt wird, wobei allerdings vom Bildinhalt an jeder Seite ca. 11% abgeschnitten wird, sowie oberhalb und unterhalb des wiedergegebenen Bildes ein störender Rand ohne Bildinhalt auf dem Bildschirm erscheint.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der Film in voller Bildhöhe auf dem Bildschirm dargestellt. Es entstehen somit keine störenden Ränder, aber an jeder Seite des Bildes werden jetzt 22% des Bildinhaltes abgeschnitten. Da an diesen Stellen für die Handlung wichtige Bildinformationen liegen können, wurde es notwendig, während der Abtastung den bildwichtigen Ausschnitt zu verschieben. Dazu können mechanische, optische oder elektronische Verfahren dienen. So ist es möglich, die Verschiebung des Abbildes auf der Signalelektrode bei einem Speicherröhren-Filmabtaster durch Verschieben des Projektors bzw. durch Drehen

von Spiegeln oder Prismen zu erreichen. Bei Lichtpunktabtastung ist es möglich, das Abtastraster elektronisch zu verschieben.

Aus der US-PS 42 23 343 ist ein Speicherröhren-Filmabtaster bekannt, bei welchem zur Verschiebung des Abtastbeginns in horizontaler Richtung als Speichereinrichtung wirkende analoge Zeilenverzögerungsleitungen zusätzlich eingesetzt werden. Dadurch erhöht sich nicht nur der Aufwand an Bauteilen, sondern es wird außerdem das Videosignal verschlechtert, insbes. verzerrt

Bei einem Fernsehfilmabtaster mit Halbleiter-Zeilensensoren (wie z. B. in der DE-OS 29 21 934 beschrieben) oder -Flächensensoren beiten sich auch mechanisch-optische Methoden wie bei Speicherröhren-Filmabtastern : an. Diese Methoden sind jedoch mechanisch aufwendig, '■■ staubanfällig, verschlechtern die Qualität der optischen Abbildung und erlauben nicht die trägheitslosen ι Wechsel der Position von einem Filmbild zum f? folgenden.

f ■> Aus dieser genannten DE-OS ist es zwar bekannt, die

|.t bei einem Fernsehfilmabtaster mit Halbleitersensoren

ι'; benutzten Speichermittel entsprechend dem jeweiligen

! Filmformat zu takten. Hierbei ist aber nicht die

Verschiebung eines Bildausschnittes in horizontaler

Richtung beabsichtigt, sondern nur eine dem jeweiligen

Filmformat angepaßte Taktung des Speichermittels,

wobei z. a. auch der Auslesebeginn vertikal verschoben

werden kann. Außerdem ist aus der DE-OS 28 29 607

ein weiterer Fernsehfilmabtaster bekannt, bei welchem

ebenfalls die Taktung des Speichermittels an das

jeweilige Filmformat angepaßt wird. Dies geschieht

hierbei durch Verstellung der Frequenz der H-Abtastung, wodurch das vertikale Abtastintervall gesteuert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von sog. Cinemascopefilmen mittels Zeilen- bzw. Flächensensoren mit Wiedergabe des Filmes in voller Bildhöhe auf dem Bildschirm anzugeben, bei welchem die Verschiebung des Bildausschnittes in horizontaler Richtung rein elektronisch durchgeführt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Verschiebung des Bildausschnittes trägheitslos erfolgt und keine mechanisch aufwendige, verschleißanfällige Konstruktion notwendig ist. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die ohnehin vorhandenen Speichermittel für die Umwandlung der ohne Zeilensprung abgetasteten Filmbilder in normgerechte Fernsehsignale mit Zeilensprung zur Expansion der Bildsignale benutzt werden. Die auf digitaler Ebene arbeitenden Speichermittel haben außerdem den Vorteil, daß das erzeugte Videosignal ohne Beeinträchtigung seines Frequenzganges studiogerecht ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Haupianspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Expansion des Videosignals vor der Bildspeitherung,

Fig.2 ein Blockschaltbild für die Expansion des Videosignals bei der Auslese aus dem Bildspeicher,

Fig.3 ein Blockschaltbild für die Expansion des Videosignals mittels eines Zeilenspeichers nach der Bildspeicherung,

Fig.4 ein Blockschaltbild für eine verringerte Expansion des Videosignals nach der Bildspeicherung, Fig.5 ein Blockschaltbild für die Expansion des Videosignals vor und nach der Bildspeicherung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung erfolgt die Expansion des digitalen Videosignais vor der Bildspeicherung. Die von den in der Figur nicht dargestellten Halbleitersensoren abgenommenen Farbartsignale R, G, B sind in einer ebenfalls nicht dargestellten Matrix in das Leuchtdichtesignal V und die beiden Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y umgewandelt worden, welche an den Klemmen 21 bis 23 anliegen. Diese Signale werden nun über je einen Umschalter 24,25 und 26 über je ein Tiefpaßglied 27 bzw. 28, 29 bzw. 31, 32 bzw. 33 an je einen weiteren Schalter 34, 35 und 36 geführt Die Schalter 24 bis 26 sowie 34 bis 36 werden dabei von einem an Klemme 37 anliegenden Signal gesteuert, welches je nach Filmformat die Schalter bei Normalfilmabtastung von den Tiefpaßgliedern 27,29,32 auf die Tiefpaßglieder 28,31,33 bei Cinemascopefilmabtastung umschaltet, damit hierbei die Bandbreite von 5 MHz im Ausgangssignal erhalten bleibt.

Das Leuchtdichtesignal Y sowie jeweils eines der beiden von dem Schalter 38 umgeschalteten Farbsignale R - YIB - Y = C werden dem A/D-Wandler 39 zugeführt. Die im Wandler 39 digitalisierten Videosignale Y, C werden einem Zwischenspeicher 41 zugeleitet Der Zwischenspeicher 41 wird hierbei mit der gleichen Taktfrequenz h beim Einschreiben betrieben wie der A/D-Wandler 39. Diese Taktfrequenz h Hefen ein Taktgenerator 42, welcher mit Studiosynchronimpulsen synchronisiert wird. Die Studiosynchronimpulse liegen an der Klemme 43 an.

Das Auslesen des Videosignals aus dem Zwischenspeicher 41 erfolgt mit einer um den Expansionsfaktor K_c entsprechend verringerten Frequenz h — '/'k_c · &· Mit der Frequenz /₃ wird außerdem der Bildspeicher 50 beim Einschreiben des Videosignals, welches vom Zwischenspeicher 41 übertragen wird, getaktet. Das Auslesen des Videosignals aus dem Bildspeicher 50 wird mit Hilfe des Studiosynchronsignals 5 synchronisiert. Das vom Speicher 50 kommende Videosignal wird einem ebenfalls mit der Taktfrequenz h getakteten D/A-Wandler 44 zugeführt, an dessen Ausgangsklemmen 45 und 46 das analoge Videosignal mit den Komponenten Kund Cabnehmbar ist.

Der Taktgenerator 42 liefert außerdem die für das Auslesen aus den Halbleitersensoren benötigten Taktsignale 7"mit der Frequenz f\, welche an der Klemme 47 abnehmbar sind, sowie die ebenfalls für den Betrieb der Halbleitersensoren benötigten H-lmpulse H\, welche an Klemme 48 abnehmbar sind.

Die Verschiebung des Bildausschnittes erfolgt durch Auswahl der Bildpunkte des Zwischenspeichers 41 mittels eines von der Lageverschiebeschaltung 49 abgegebenen Signals, welches durch manuelle oder automatische Einstellung eines Stellgliedes verändert werden kann.

In der Schaltung gemäß F i g. 2 sind die gleichen bereits in Fig. 1 beschriebenen Teile 21 bis 38 der Einfachheit halber weggelassen und die in Fig. 1 entsprechenden gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dem A/D-Wandler 39 werden ebenfalls

das Leuchtdichtesignai Y sowie die rarbsignaie C zugeführt. Am Ausgang des A/D-Wandlers 39 sind die digitalisierten Videosignale Vund Cabnehmbar, welche einem Bildspeicher 51 zugeführt werden. Das Einschreiben in den Bildspeicher 51 sowie das Auslesen aus diesem und das Eingeben in einen Zwischenspeicher 52 erfolgen mit der gleichen Taktfrequenz /3, mit welcher auch der A/D-Wandler 39 getaktet wird.

Der Zwischenspeicher 52 wird danach mit einer um den Expansionsfaktor K_c verringerten Frequenz Λ - hlKe ausgelesen. Die Lageverschiebung mit Hilfe der Lageverschiebeschaltung 49 erfolgt dabei bereits beim Auslesen aus dem Bildspeicher 51 als Grobeinstellung sowie beim Einschreiben in den Zwischenspeicher 52 als Feineinstellung.

Die aus dem Zwischenspeicher 52 ausgeiesenen Videosignale werden einem Bildpunktinterpolator 53 zugeführt, in welchem die Datenrate verdoppelt wird.

Hierbei wird aus jeweils zwei nebeneinander liegenden Bildpunkten ein dritter, dazwischenzufügender Bildpunkt erzeugt. Die bildpunktinterpolierten Videosignale werden danach einer Austaststufe 54 zugeführt. Diese Austaststufe 54 ist notwendig, da die im Bildspeicher 51 gespeicherten Videosignale noch komprimiert sind, wodurch deren Austastlücke mit der fernsehnormgerechten Austastlücke nicht übereinstimmt. Vom Bildspeicher 51 wird daher das Austastsignal A3 abgenommen und dem Taktgenerator 42 zugeführt. Der Taktgenerator 42 bereitet das Austastsignal A3 auf und liefert ein normgerechtes Austastsignal A4 an die Austaststufe 54. An den Ausgangsklemmen 45 und 46 des D/A-Wandlers 44 ist somit ein entsprechend expandiertes Videosignal mit den Komponenten Yund Cabnehmbar.

Die Schaltung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.2 dadurch, daß anstelle des Zwischenspeichers 52 in F i g. 2 ein Zeilenspeicher 57 eingesetzt ist Hierbei wird das im A/D-Wandler 39 digitalisierte Videosignal mit den Komponenten Y und C in den Bildspeicher 51 eingegeben. Die Auslese aus dem Bildspeicher 51 erfolgt mit einer Vorverlegung um eine Zeile bei der Eingabe in den Zeilenspeicher 57.

Die Verarbeitung der Videosignale in den Schaltungen 39, 5i sowie die Eingabe in den Zeilenspeicher 57 wird mit der gleichen Taktfrequenz /3 durchgeführt. Die Expansion der Videosignale wird beim Auslesen aus dem Zeilenspeicher 57, welches mit einer um den Expansionsfaktor K_e niedrigeren Taktfrequenz U = h ■ ^xIk_c erfolgt, durchgeführt.

Die Lageverschiebung ist ebenfalls mit der Schaltung 49 bei der Auslese aus dem Zeilenspeicher 57 möglich. Ferner ist außerdem auch ein Bildpunktinterpolator S3 vorgesehen, der die Daten mit der Taktfrequenz /» übernimmt.

Durch den Bildpunktinterpolator 53 wird die Datenrate verdoppelt, und somit wird die nachfolgende Austaststufe 54 sowie der D/A-Wandler 44 mit der gleichen doppelten Eingabetaktfrequenz 2 /i angesteuert. An den Ausgangsklemmen 45 und 46 ist somit wiederum ein gedehntes und in seiner Lage horizontal verschobenes Bildsignal abnehmbar.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Schaltung sind die am A/D-Wandler 39 anliegenden Videosignale Y, Cbereits durch optische oder elektronische Verfahren um den Faktor 1,18 gedehnt. Diese gedehnten Videosignale werden nach der Digitalisierung in den Bildspeicher 51 eingegeben, danach mit der gleichen Taktfrequenz /3 ausgelesen und in den Zwischenspeicher 52 eingeschrieben.

Die Lageverschiebung erfolgt hierbei wiederum mit der Schaltung 49 bei der Auslese aus dem Bildspeicher 51 und bei der Eingabe in den Zwischenspeicher 52. Aus dem Zwischenspeicher 52 werden die Videosignale so ausgelesen, daß in dem nachfolgenden Interpolator 58 jeweils nach 2 Bildpunkten ein dritter Bildpunkt durch Interpolation zweier benachbarter Bildpunkte eingefügt werden kann. Mit dieser Schaltung ist somit eine Expansion im Verhältnis 1 :1,5 möglich. Die Weiterverarbeitung erfolgt wie bereits beschrieben in der Austaststufe 54 und dem D/A-Wandler 44. An den Klemmen 45 und 46 sind somit Videosignale Y, C mit der gewünschten Dehnung 1 :1,77 abnehmbar.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Schaltung ist sowohl eine Expansion des Videosignals vor als auch nach dem Bildspeicher 51 möglich. Das am A/D-Wandler 39 anliegende Videosignal kann also beispielsweise bei Normalfilmlauf (24 bzw. 25 Bilder/s vorwärts) im Zwischenspeicher 61 bereits expandiert werden, wonach das Videosignal — wie in F i g. 1 beschrieben — weiterverarbeitet wird. Das hat den Vorteil, daß ohne Erweiterung des Bildspeichers 51 eine hohe Auflösung erreichbar ist.

Die andere Möglichkeit, das Videosignal nach der Bildspeicherung zu expandieren, wird vorzugsweise dann angewandt, wenn der Film bei Standbild oder langsamem Suchlauf abgetastet werden soll. Dadurch wird ein Springen des Bildes bei der Durchführung der Lageverschiebung mit Hilfe der Schaltung 45 vermieden. Die Expansion mit Hilfe des Zwischenspeichers 62, welcher gleichzeitig einen Bildpunktinterpolator enthält, wird so wie in Fig.2, 3 oder 4 beschrieben durchgeführt. Somit sind an den Ausgangsklemmen 45 und 46 expandierte Videosignale Y, C abnehmbar, welche je nach Betriebsart des Filmabtasters vor oder nach der Büdspeicherung gedehnt wurden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von anamorphotisch verzerrt aufgenommenen Filmen, insbes. im sog. »CinemaScopee-Format, bei dem die Bilder in horizontaler Richtung um den Faktor 2 komprimiert auf dem Film aufgezeichnet sind, mit Hilfe von Zeilen- bzw. Flächensensoren, auf welche die gesamte Breite jedes Filmbildes abgebildet wird, wobei der Film zeilenweise ohne Zeilensprung abgetastet und mittels eines Speichers, dessen Taktung dem »CinemaScope«-Format angepaßt ist, in ein normgerechtes Fernsehsignal mit Zeilensprung umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von bildinformationslosen Streifen am oberen und/oder unteren Bildschirmrand bei der fernsehmäßigen Wiedergabe des Films das Videosignal durch die Taktung des mindestens ein Fernseh-Vollbild aufnehmenden Speichers (50; 51) und/oder zusätzlicher vor- und/oder nachgeschalteter Zwischenspeicher (41; 52; 57; 61; 62) expandiert und der Anfang sowie damit entsprechend der Fernsehnorm automatisch auch das Ende des Auslesevorgangs für die in horizontaler Richtung expandierten Bildzeilen wählbar verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbare Verschiebung des Auslesebeginns durch manuelle Einstellung eines Stellgliedes durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbare Verschiebung des Auslesebeginns durch die manuelle Einstellung des Stellgliedes vorprogrammierbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende des Auslesevorgangs durch je eine senkrechte Linie auf einem das gesamte Filmbild wiedergebenden Bildschirm dargestellt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren gelieferten Videosignale digitalisiert und danach mittels eines entsprechend getakteten Zwischenspeichers (41 bzw. 52 bzw. 61, 62) expandiert werden, dessen Auslesetaktfrequenz um den Expansionsfaktor (K_e) niedriger als die Einschreibtaktfrequenz ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion des digitalen Videosignals vor der Bildspeicherung jedes abgetasteten Filmbildes durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion des digitalen Videosignals nach der Bildspeicherung jedes abgetasteten Filmbildes durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß der Beginn des Auslesevorgangs aus dem Bildspeicher (51) bildweise eingestellt wird, daß die ausgelesenen Daten in einen Zwischenspeicher (52) eingeschrieben und mit einer um den Expansionsfaktor (Ke) verringerten Taktfrequenz (f · '/*,,) ausgelesen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Auslesevorgangs aus dem Bildspeicher um eine Zeile vorverlegt wird, daß die ausgelesenen Daten in einen Zeilenspeicher (57) eingegeben und mit einer um den Expansionsfaktor (Ke) verringerten Taktfrequenz (f ■ ¹/k_c) ausgelesen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion des digitalen Videosignals je nach Betriebsart entweder vor oder nach der Bildspeicherung jedes abgetasteten Filmbildes durchgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Zeilensensoren kommenden Videosignale vor der Digitalisierung über Tiefpaßglieder (28, 31, 33) geführt werden,

ίο deren Bandbreite gegenüber der bei Normalfilmabtastung um den Expansionsfaktor (K_e) vergrößert ist

12. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einsparung von Speicherkapazität des Bildspeichers das aus dem Zwischenspeicher (52) ausgelesene Videosignal derart bildpunktweise interpoliert wird, daß jeweils zwischen zwei vom Zwischenspeicher gelieferter Bildpunkte ein dritter aus den beiden abgeleiteter Bildpunkt eingefügt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bildpunktweise interpolierte Videosignal zeilenweise derart gegeneinander verkämmt wird, daß in horizontaler und vertikaler Richtung interpolierte Bildpunkte nie benachbart sind.

14. Verfahren nach Anspruch 7, 8 und 12 bei dem bereits eine Vorentzerrung mit dem Faktor 1,18 durchgeführt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß zrr Einsparung von Speicherkapazität des Bildspeichers sowie zur Verringerung des Expansionsfaktors nur jeder dritte Bildpunkt interpoliert wird.