DE69302008T2 - Digitales tonsystem und digitales tonverfahren für laufbildfilme unter verwendung von einem editierbaren haupttonspeicher - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Erfindungsgebiet
• Diese Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Erzeugen eines Tonsignals als Reaktion auf einen digitalen Zeitcode auf einem Laufbildfilm.
Beschreibung der verwandten Technik
• Derzeitige Laufbildfilme verwenden analoge Tonaufzeichnungsverfahren. Die meisten Filme verwenden eine analoge optische Tonspur, die zusammen mit dem Bild auf den Film kopiert und optisch abgetastet wird, um den Ton wiederzugeben. Ein anderes Verfahren besteht darin, den Ton auf Magnetstreifen aufzuzeichnen, die längs der Kanten des Films aufgebracht sind. Dieses Verfahren wird z.B. beim Erzeugen des "DOLBY 70mm Tons" angewandt.
• Optische Tonspuren besitzen eine Anzahl von Unzulänglichkeiten. Sie sind empfänglich für Verzerrungen, die beim Kopieren im Labor verursacht werden, besitzen einen begrenzten Frequenz- und Amplitudenbereich und unterliegen der Beschädigung und Rauschen, die durch Abnutzung und Ansammlung von Schmutz hervorgerufen werden. Magnetisch aufgezeichnete Tonspuren unterliegen Rauschproblemen, die denen gleichen, die bei anderen Tonbändern angetroffen werden. Es wire in hohem Maße wünschenswert, durch die Verwendung eines digitalen Tonsystems die Qualität des Filmtons auf eine Stufe anzuheben, die vergleichbar ist mit der, die mit einer CD-Platte erreicht wird.
• Verschiedene Versuche sind unternommen worden, um ein digitales Filmtonsystem zustandezubringen. Ein Ansatz bestand darin, die analoge Tonspur direkt durch eine digitale Spur zu ersetzen, indem digitale Tondaten in dem zuvor durch die Analogspur auf dem Film belegten Bereich aufgezeichnet werden. Obwohl dieser Weg theoretisch angewandt werden kann, um eine Tonwiedergabe höherer Qualität zu erreichen, hat es sich für die Filmlabors als schwierig erwiesen, in dem begrenzten zur Verfügung stehenden Bereich die kleine Bitgröße, die erforderlich ist, um die Menge der benötigten Digitaldaten unterzubringen, zuverlässig zu drucken. Für die Anzahl von Tonspuren, die auf den Film codiert werden könnten, würde es außerdem eine ziemlich niedrige Grenze geben. In der Praxis ist diese Art der Toncodierung mit den in den misten Theatern vorhandenen analogen Tonwiedergabeeinrichtungen unverträglich, und die Theater müßten über besondere zugeordnete Toneinrichtungen für die digitalen Tonspuren verfügen. Jedes Theater, das Film mit dieser Art von digital codierter Tonspur spielen möchte, müßte daher zwei getrennte Sätze von Toneinrichtungen besitzen, wenn es auch in der Lage sein will, Film mit herkömmlichen analogen Tonspuren zu spielen. Umgekehrt würde die Verbreitung eines Films mit einer solchen digitalen Tonspur wahrscheinlich Schaden nehmen, weil er nicht in einem Theater gespielt werden könnte, in dem keine zusätzliche digitale Tonfähigkeit zur Verfügung gestellt wurde.
• Ein anderer Lösungsweg war, die Digitalinformation in "unbenutzte" Bereiche der Filmkopie, z.B. zwischen die Führungslöcher des Films, zu drucken. Bei diesem Verfahren ist es ebenfalls schwer, zuverlässige Kopien von dem Labor zu erhalten und ihre Zuverlässigkeit während einer langen Benutzung in Theatern zu bewahren; die Perforationsbereiche eines Films unterliegen besonders der Abnutzung.
• Ein alternativer Lösungsweg, siehe z.B. FR-A-2 594 238, ist, die digitalen Tondaten auf einem getrennten Medium, z.B. einer Laserplatte, aufzuzeichnen und die digitale Tonquelle mit dem Bild zu synchronisieren. Eine Implementierung dieser Lösung war, einen Zeitcode zusammen mit einer normalen analogen Tonspur auf den Film zu drucken und den Zeitcode zu benutzen, um direkt auf das digitale Tonspeichermedium zuzugreifen. Dieses Verfahren berücksichtigt nicht die Tatsache, daß manchmal kurze Stücke des Films wegen Beschädigung entfernt werden, wobei "Sprünge" oder "Schnitte" zurückbleiben, denen die Tonspur folgen muß. Ein sofortiger Sprung in dem digitalen Audio ist jedoch für die meisten digitalen Tonquellen, z.B. Laserplatten, nicht möglich. Außerdem ist es schwierig, eine mechanische Synchronisation einer Laserplatte mit einem Film aufrechtzuerhalten.
• WO-A-90/14614 und WO-A-92/06409 versuchen dieses Problem zu lösen, indem die digitalen Tondaten von einem permanenten Speichermedium, z.B. einem digitalen Audioband (DAT) oder einer Laserplatte, in einen digitalen Zwischenspeicher mit schnellem Zugriff übertragen und dann bei Bedarf aus dem Zwischenspeicher zur Analogumwandlung und Wiedergabe in dem Theater gelesen werden. Diese Technik erlaubt es, praktisch sofortige Sprünge in der Tonwiedergabe vorzunehmen, um Filmschnitten zu entsprechen, und stellt ferner eine einfachere Synchrunisation zur Verfügung, die keine konstante und genaue mchanische Synchronisation des digitalen Tons mit dem Bild erfordert. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die Größe der Schnittsprünge, die untergebracht werden kann, auf die Größe des digitalen Zwischenpufferspeicher begrenzt ist. Große Sprünge benötigen große Speicher, was die Kosten ds Systems wesentlich erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• -Die vorliegende Erfindung versucht ein digitales Tonsystem und ein Verfahren für Laufbildfilme zur Verfügung zu stellen, die auf einem digitale Zeitcode auf dem Film arbeiten, aber weniger Speicher als in dem oben beschriebenen verwandten System benötigen, Schnittsprünge von praktisch unbegrenzter Größe unterbringen können und die Notwendigkeit beseitigen, das Auslesen aus dem Puffer mit dem Erkennen der von dem Film gelesenen Zeitcodeeintrage zu synchronisieren.
• Diese Ziele werden ereicht, indem ein digitaler Zeitcode auf dem Film erzeugt wird und der Filmton in einem digitalen Tonspeicher gespeichert wird, der Zeitcode von dem Film gelesen wird, sowie er transportiert wird, und auf den digitalen Tonspeicher zugegriffen wird, um die digitalen Tondaten auszulesen, die dem gelesenen Zeitcode entsprechen. Die von dem Tonspeicher gelesenen digitalen Tondaten werden in einen digitalen FIFO- (First-in, First-out) Speicher geladen, wobei alle Tondaten, die in den FIFO-Speicher geladen werden, später aus diesem Speicher mit einer Rate ausgelesen werden, die mit der Filmgeschwindigkeit synchronisiert ist. Die Digitaldaten aus dem FIFO- Speicher werden dann für die Theaterwiedergabe in ein Analogformat umgewandelt.
• Die Steuereinheit des digitalen Tonspeichers besitzt eine Zugriffszeit, die kleiner als die Filmbewegungszeit zwischen dem Zeitcodeleser und der Bildprojektionsöffnung des Projektors ist, während der digitale Tonspeicher in der Lage ist, die Daten mit einer höheren Rate auszugeben als die Rate, mit der die digitalen Tondaten aus dem FIFO-Speicher in die Digital-Analog-Umsetzer (DACs) des Systems gelesen werden. Dies erlaubt es, Sprünge in dem Film zu akkomodieren, indem ein entspechender Sprung innerhalb des digitalen Tonspeichers vorgenommen wird, ohne das reguläre Auslesen der zuvor in den FIFO- Speicher eingegebenen Daten zu unterbrechen. Während der Zeit, die benötigt wird, um einen Sprung innerhalb des digitalen Tonspeichers vorzunehmen, wird der FIFO-Speicher teilweise entleert, wird aber schnell wieder gefüllt, wenn auf das digitale Tonsignal, das dem neuen Zeitcode entspricht, innerhalb des Tonspeichers zugegriffen worden ist. Unlesbare Zeitcodeeinträge können ebenfalls leicht gehandhabt werden.
• Der Filmprojektor des Theaters wird von einem Wechselstrom- (AC) Netz mit Strom versorgt. Eine Steuereinheit für den FIFO-Speicher wird vorzugsweise mit dem AC-Netzsignal anstatt mit dem von dem Film gelesenen Zeitcode synchronisiert. Dies erlaubt dem System, trotz fehlender Zeitcodeeinträge, die z.B. durch physikalische Löschung verursacht werden, weiterzuarbeiten, und gewährleistet auch eine sichere Synchronisation zwischen der Filmtransportgeschwindigkeit und der Tonauslesegeschwindigkeit. Die Synchronisation zwischen dem AC-Netz und der Steuereinheit des FIFO-Speichers kann mit einer Phasenregelschleife durchgeführt werden, die auch ein Abtast-Taktsignal für die DACs zur Verfügung stellt.
• Die Steuereinheit des digitalen Audiospeichers enthält vorzugsweise einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (RAM), in dem der FIFO-Speicher ausgeführt werden kann. Der digitale Tonspeicher selbst umfaßt vorzugsweise einen CD-Nurlesespeicher (CD-ROM), obwohl andere Speichereinrichtungen ebenfalls benutzt werden können.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für die Fachleute in der Technik aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnugen ersichtlich sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine vergößerte fragmentarische Darstellung eines Laufbildfilmsegments, das sowohl eine herkömmliche analoge Tonspur als auch einen digitalen Zeitcode enthält, der für die Erfindung benutzt werden kann.
• Fig. 2 ist eine vereinfachte fragmentarische perspektivische Darstellung, die ein System zum Lesen des digitalen Zeitcodes von dem Film zeigt.
• Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein erfindungsgemäßes digitales Filmtonsystem veranschaulicht.
• Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Phasenregelschleife, die vorzugsweise benutzt wird, um sowhl das digitale Datenauslesen von dem System als auch den Theaterprojektor mit einem AC-Netz zu synchronisieren.
• Fig. 5a-5d sind Darstellungen des FIFO-Speichers, die sein sequentielles Ansprechen auf den gelesenen digitalen Zeitcode veranschaulichen.
• Fig. 6a-6f sind Darstellungen des FIFO-Speichers, die sein sequentielles Ansprechen auffehlende Zeitcodeeinträge veranschaulicht.
• Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das die Kombination eines DAT und einer CD als digitale Datenspeicher zeigt.
• Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das die Kombination eines Analogbandes und einer CD als digitale Datenspeicher zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung kann mit verschiedenen digitalen Zeitcodeformaten benutzt werden, und es gibt mehrere mögliche Wege, den Zeitcode auf dem Film zu plazieren. Die bevorzugte Zeitcodeanordnung umfaßt jedoch das Plazieren des Zeitcodes in einem Bereich auf dem Negativ zwischen der normalen optischen Tonspur und dem Bild. Dieser Bereich dient herkömmlich dazu, die optische Tonspur von dem Bild zu trennen und wird normalerweise bewußt vermieden, wenn die Tonspur für die Wiedergabe gelesen wird. Er liegt innerhalb des von dem Tonspurdruckkopf des Labors belichteten Bereichs, aber außerhalb des Bereiches, der durch den Bilddruckkopf des Labors belichtet wird. Er liegt deutlich außerhalb des Bereiches, den der normale optische Tonwiedergabekopf eines Projektors abgetastet, so daß er mit der normalen optischen Tonspur nicht in Konflikt gerät.
• Fig. 1 zeigt ein Stück einer 35mm Positivfilmkopie mit einem digitalen Zeitcode in diesem Bereich. Zwischen dem Rand 4 des Films und dem normalen optischen Tonspurbereich 8 liegt eine Reihe von Führungslöchern 2. Die Einzelbilder werden von einem Bilddruckkopf in einem Bereich 8 gedruckt, der von dem Tonspurbereich 6 nach innen beabstandet ist. Der dazwischenliegende Bereich 10 wird für den digitalen Zeitcode benutzt. Dieser Bereich wird von dem normalen Tonspurdruckkopf des Labors belichtet, nicht aber durch den Bilddruckkopf. Er wird in der Regel durch einen Applikationsprozeß nach der normalen Farbentwicklung, aber vor dem endgültigen Fixieren, nachentwickelt.
• Fig. 2 veranschaulicht ein Zeitcode-Lesesystem. Das Positivfilmbild 12 läuft unter einem Zeitcode-Lesekopf hindurch, bevor es zu der Projektoröffnung vorrückt. Der Lesekopf erleuchtet den digitalen zeitcodebereich mit Licht, das von den entwickelten Filmfarbstoffen absorbiert wird. Für diesen Zweck wird vorzugsweise eine hocheffiziente rotlichtemittierende Diode (LED) 14 verwendet. Das Licht der LED 14 wird durch eine Linse 16 auf die Zeitcodespur gerichtet, vorzugsweise als ein Punkt von 0.005" x 0.015". Sowohl die LED 14 als auch die Linse 16 werden in einem gemeinsamen Gehäuse 18 gehalten. Die digitale Zeitcodespur ist mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet, und der Film bewegt sich in Richtung der Pfeile 22.
• Licht, das durch die Zeitcodespur 20 läuft, fällt auf eine Photozelle 24, deren Ausgang von einem Verstärker 26 verstärkt wird, um das bei der Tonwiedergabe benutzte digitale Zeitcodesignal zu erzeugen. Indem der Zeitcode wie oben beschrieben auf dem Film angeordnet wird, wird sein Lesen durch die analoge Tonspur 28 nicht beeinflußt.
• Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Erfindung. Der Film 30, der den Zeitcode enthält, wird von einer Abspielrolle 32 vorbei an dem Zeitcode-Lesekopf 18 und dem Projektor 34 zu einer Aufwickelrolle 36 transportiert. Der Projektor 34 befindet sich in einem bekannten Abstand von dem Zeitcodeleser 18, so daß die Zeit, die der Film benötigt, um mit einer normalen Filmtransportgeschwindigkeit vom Zeitcodeleser bis zum Projektor zu laufen, genau bekannt ist. Wie unten beschrieben wird, sieht die vorliegende Erfindung eine genaue Synchronisierung der Tonwiedergabe mit dem projizierten Filmbild vor, vorausgesetzt, der Projektor bleibt mit dem AC-Netz synchronisiert.
• Die Zeitcode-Information vom Lesekopf 18 wird an eine Datenzugriffs- Steuereinheit, z.B. einen Mikroprozessor-Kontroller 38, gesendet, der bei der bevorzugten Ausführung ein IBM PC-AT-Computer ist, der die Zeitcodedaten über einen Eingabeport empfängt. Dar Computer 38 verwaltet alle systemnotwendigen Datenübertragungen.
• Der Ton zu dem Film wird in einem digitalen Tonspeicher 40 gespeichert. Bei der bevorzugten Ausführung ist dies ein CD-ROM, das durch ein geeignetes Laufwerk, z.B. ein Toshiba XM3300 CD-ROM-Laufwerk, über einen SCSI-Hostadapter angetrieben wird. Andere Arten von digitalen Speichern könnten ebenfalls verwendet werden, wie z.B. ein Festplattenlaufwerk, ein magnetooptisches Laufwerk (ein Laser-Lese- Schreib-System mit einer Leistung ähnlich einem herkömmlichen Festplattenlaufwerk) oder auch eine Einrichtung mit relativ langsamem Zugriff, wie z.B. ein DAT. Die Hauptanforderungen an den digitalen Tonspeicher sind (1): seine Zugriffszeit muß kleiner sein als die Filmlaufzeit vom Zeitcode-Lesekopf 18 zum Projektor 34, um so sicherzustellen, daß ein Sprung zu einem Außerfolge-Zeitcode innerhalb des Tonspeichers vorgenommen werden kann, bevor der entsprechende Teil des Films den Projektor erreicht hat, und (2): die mitjlere Datenübertragungsgeschwindigkeit des digitalen Tonspeichers muß größer sein als die mittlere Datenübertragungsgeschwindigkeit, mit der Information aus einem FIFO-Speicher (unten beschrieben) zur Lieferung an die DACs des Systems gelesen wird.
• Die Datenübertragungs-Steuereinheit 38 schreibt die aus dem Tonspeicher 40 gelesenen Daten in einen FIFO-Speicher 42, der vorzugsweise in dem herkömmlichen RAM-Speicher des Mikroprozessors implementiert wird. Eine kleine Menge des FIFO-Speichers, typischerweise etwa 2 kByte, stellt einen Puffer zwischen dem PCAT-System und den DACs bereit und wird zur Bequemlichkeit des Lesens des FIFO-Speichers vorzugsweise wenigstens teilweise auf einer getrennten Schaltungsplatte, die die DACs des Systems enthält, implementiert. Dar Cache-Puffer ist symbolisch als unterhalb der gestrichelten Linie 44 liegend dargestellt.
• Eine typische Anwendung des FIFO-Speichers ist, Eingangsdaten stoßweise zu empfangen, aber die Daten mit einer konstanten Geschwindigkeit auszulesen. Während der Zeit, wo keine Eingangsdaten empfangen werden, werden die bereits in dem Speicher gespeicherten Daten nacheinander durch seinen Ausgang ausgelesen, wobei jedes Datenbyte nacheinander durch die aufeinanderfolgenden Speicherzellen (dargestellt durch die Balken 46) nach unten fällt. Auf diese Weise "entleert" sich der Speicher durch seinen Boden, wobei die oberen Speicherzellen frei werden, sowie das Auslesen voranschreitet. Dar nächste Datenstoß "füllt" den Speicher, während weiter Daten mit derselben Geschwindigkeit aus seinem Boden ausgelesen werden. Der Informationsfluß durch den Speicher von "oben" nach "unten" wird durch die Pfeile 48 angedeutet.
• Die für den bei der vorliegenden Erfindung benutzten FIFO-Speicher erforderliche Mindestkapazität entspricht der maximalen Datenzugriffszeit des Tonspeichers 40. Die maximale effektive FIFO-Speicherkapazität für jede einzelne Auslesegeschwindigkeit entspricht der Filmlaufzeit vom Zeitcode-Lesekopf 18 bis zur Offnung des Projektors 34. Jede weitere FIFO-Speicherkapazität wird nicht benutzt. Zum Beispiel müßte bei einer typischen Theaterinstallation, die Zweispur-Digitalton mit einer Sekunde Filmlaufzeit zwischen dem Zeitcode-Lesekopf 18 und der Projektionsöffnung benutzt, der FIFO-Speicher 42 nur 176.4 kByte lang sein, wenn eine digitale Tonabtastrate von 44.1 kHz verwendet wird. Ein noch kleinerer Speicher kann benutzt werden, wenn die Datenübertragungs-Steuereinheit 38 auf den digitalen Tonspeicher 40 schnell genug zugreifen kann.
• Die Daten werden von dem Boden des FIFO-Speichers 42 durch eine Lesesteuerung 50 gelesen, die die Daten mit einer konstanten Rate ausgibt. Um das System zu betreiben, schaltet die Datenübertragungs-Steuereinheit 38 einfach die Lesesteuerung 50 des FIFO-Speichers über die Steuerleitung 52 ein, sobald der erste Bildrahmen an der Öffnung des Projektors 34 eintrifft. Der Theaterprojektor wird von einem AC-Netz mit Strom versorgt, und das Auslesen der Daten aus dem FIFO-Speicher 42 wird mit dem AC-Netzsignal phasenverriegelt. Dieses Verfahren beseitigt die frühere Verwendung des Zeitcodesignals für eine sichere Synchronisation der Tonwiedergabe mit der Filmprojektion. Stattdessen wird jetzt das Zeitcodesignal einfach benutzt, um sicherzustellen, daß dem Eingang des FIFO-Speichers 42 die richtigen Tondaten zugeführt werden. Indem das Auslesen der Daten aus dem FIFO-Speicher mit dem AC-Netz, das auch den Synchronmotor des Projektors versorgt, synchronisiert wird, ist die Synchronisation zwischen dem Auslesen des digitalen Tonsignals und der Projektion des Films gewährleistet.
• Das aus dem FIFO-Speicher 42 ausgelesene digitale Tonsignal wird von der Lesesteuerung 50 an die DACs für die verschiedenen Theaterlautsprecher, dargestellt als DACs 1-4 für ein Theater mit vier Lautsprechern, gesendet. Ein einzelner DAC mit mehreren Ausgängen könnte ebenfalls benutzt werden. Die Signale werden in der üblichen Weise decodiert und von den Verstärkern A1-A4 zur Wiedergabe in den Lautsprechern S1-S4 des Theaters verstärkt.
• Eine phasenverriegelte Schleife, die benutzt wird, um ein Auslesen aus dem FIFO-Speicher und auch die DAC-Abtastung mit dem Betrieb des Projektionssystems zu synchronisieren, wird in Fig. 4 gezeigt. Das AC- Netz 54 ist als eine Stromleitung mit einem Stecker 56 dargestellt, der in eine Wandsteckdose eingesetzt wird. Die phasenverriegelte Schleife selbst weist einen herkömmlichen Aufbau auf. Sie kann z.B. mit einer HCT4046A Signetics Inc., Phasenverriegelte Schleife mit VCO, implementiert werden.
• Das AC-Netzsignal auf der Leitung 54 versorgt den Synchronmotor 58 des Projektors und wird auch an einen Nulldurchgangsdetektor 60 angelegt, dessen Ausgang (in den USA) eine 80 Hz Rechteckwelle ist, die an den Eingang des in dem Phasenregelschleifenelement 82 benutzten Phasenkomparators angelegt wird. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Osizillators (VCO) innerhalb des Elements 82 erscheint auf der Leitung 64 und wird an eine Frequenzteilerkette 86, die typischerweise ein Zähler ist, angelegt. Der Ausgang des Frequenzteilers wird über die Leitung 68 an den Komparatoreingang des Elements 62 angelegt. Ein Phasenkomparatorausgang des Elements 62 wird über die Leitung 10 an einen Rückkopplungskreis 12 angelegt, der das dynamische Verhalten der phasenverriegelten Schleife steuert. Der Ausgang des Rückkopplungskreises 12 wird über die Leitung 14 an den VCO-Steuereingang angelegt.
• Der VCO-Ausgang auf der Leitung 84 wird an die Lesesteuerung 50 des FIFO-Speichers und an den Abtasttakt für die DACs 1-4 angelegt. Dieser Ausgang ist konstant und mit dem AC-Netzsignal synchronisiert, so daß der Ausgang von dem FIFO-Speicher mit einer konstanten Rate ohne irgendwelche Sprünge in dem FIFO-Speicher erhalten wird.
• Das Verriegeln der Funktion der DACs und des Auslesens des FIFO-Speichers mit dem AC-Netz anstatt mit dem von dem Film gelesenen Zeitcode, zieht einen stabileren und zuverlässigeren Abtasttakt in Betracht, wenn ein oder mehr Zeitcodeeinträge zerstört oder unlesbar sind. Indem der Zeitcode zum Steuern der Eingabe von Daten in den FIFO-Speicher und das AC-Netzsignal zur kontinuierlichen Synchronisation benutzt werden, wird ein viel robusteres System zur Verfügung gestellt. Ein sehr stabiler und zuverlässiger Ausgabetakt wird auch in Abwesenheit eines zuverlässigen Zeitcodes verwirklicht. Das System sagt fortlaufend die erwarteten Zeitcodes voraus und verifiziert einfach ihr Vorhandensein, um sicherzustellen, daß die richtigen Daten von dem digitalen Tonspeicher in den FIFO-Speicher übertragen werden. Die vorliegende Erfindung kann selbst dann arbeiten, wenn ein großer Teil der Zeitcodespur unlesbar ist, da sie nur eine periodische Bestätigung der vorausgesagten Zeitcodeeintrage benötigt, um fortzufahren, und das Takten des Informationsauslesens aus dem FIFO- Speicher und der DACs nicht auf dem Zeitonde selbst beruht. Stattdessen beruht der Ausgabetakt für sowohl die DACs als auch den FIFO- Speicher auf dem AC-Netz, das sehr stabil und notwendigerweise mit dem Projektor verriegelt ist. Daraus ergibt sich eine größere Einfachheit und Zuverlässigkeit als bei früheren Lösungswegen.
• Das Ansprechen des Systems auf einen Sprung in den von dem Film gelesenen Zeitcodeeinträgen wird in Fig. 5a-5d gezeigt. Zum Beispiel sei angenommen, daß den aufeinanderfolgenden Zeitcodeeinträgen 1, 2, 3 ein abrupter Sprung zu 18, 19, 20 folgt, der dazwischenliegende Einträge überspringt. Dies würde auftreten, wenn ein Teil des Films, der den Zeitcodes 4-17 entspricht, beschädigt und herausgeschnitten worden ist. Fig. 5a zeigt den FIFO-Speicher 52 unmittelbar bevor der Sprung auftritt. Der Speicher ist voll, wobei Daten mit derselben Geschwindigkeit von "oben" eingelesen und von "unten" ausgelesen werden. In Fig. 5b ist der Zeitcodesprung gerade ermittelt worden, und der Mikroprozessor-Kontroller 38 ist dabei, einen entsprechenden Sprung innerhalb des digitalen Tonspeichers 40 vorzunehmen, um auf die Adresse für den Zeitcode 18 zuzugreifen. Bis dieser Sprung innerhalb des Tonspeichers vollzogen ist, werden weiter Daten aus dem FIFO- Speicher 42 gelesen, während keine neuen Daten eingelesen werden. Der FIFO-Speicher beginnt sich daher zu "leeren", wie durch den Pfeil 78 angedeutet. In Fig. 5c hat der Mikroprozessor-Kontroller den Zugriff auf die neue Zeitcodestelle in dem digitalen Tonspeicher beendet, und der FIFO-Speicher beginnt, sich schnell mit Daten aus dem Tonspeicher, beginnend mit den Daten, die dem Zeitcode 18 entsprechen, zu "füllen". Da das Datenübertragungsvermögen von einem digitalen Basisspeicher, z.B. einem CD-ROM, größer als die Datenrate ist, mit der Daten aus dem FIFO-Speicher entfernt werden, kann sich der FIFO-Speicher viel schneller mit Daten aus dem Tonspeicher auffüllen als die bereits im Speicher befindlichen Daten ausgelesen werden. Dieses schnelle Eingeben von Daten wird durch die mehrfachen Pfeile 80 angedeutet. Da außerdem die maximale Direktzugriffszeit des digitalen Basisspeichers kleiner ist als die Filmlaufzeit vom Zeitcode-Lesekopf bis zur Öffnung des Projektors, besteht keine Gefahr, daß sich der FIFO-Speicher dem Leerwerden nähert. Der Speicher wird rasch stabilisiert, sebald er aufgefüllt worden ist, wie in Fig. 5d gezeigt, wobei Daten wieder mit derselben Geschwindigkeit ausgelesen werden wie sie eingelesen werden.
• Die Art und Weise, wie das System ein oder mehr unlesbare Zeitcodes handhabt, wird in Fig. 6a-6f erläutert. Es sei angenommen, daß zu Beginn die Zeitcodes 1 und 2 gelesen wurden, denen drei unlesbare Zeitcodeeinträge und dann der Zeitcode 6 folgen. Fig. 6a und 6b zeigen, daß für die Zeitcodes 1 und 2 Daten aus dem FIFO-Speicher 42 mit derselben Rate ausgelesen werden wie neue Daten von dem digitalen Tonspeicher geliefert werden. Der Zeitcode 1 gelangt in die oberste Speicherzelle 42a in Fig. 6a und wird in zweite Zelle 42b "gedrückt", wenn der Zeitcode 2 in die Zelle 42a in Fig. 6b eintritt. Wenn dem ersten unlesbaren Zeitcodeeintrag begegnet wird (Fig. 6c), fährt der FIFO-Speicher einfach fort, Daten mit derselben ununterbrochenen Rate auszulesen. Obwohl kein Zeitcode erkannt wurde, ist die Datenübertragungs-Steuereinheit 38 einfach so programmiert, daß sie die Daten für den nächsten Zeitcode in Folge (3) aus dem Tonspeicher 40 und in den FIFO-Speicher 42 liest. Dies wird in Fig. 6c veranschaulicht, wobei die Daten für die Zeitcodes 1 und 2 in die dritte und zweite Speicherzelle 42c bzw. 42b heruntergedrückt werden. Der gleiche Vorgang wird für die nächsten zwei unlesbaren Zeitcodeeinträge wiederholt (Fig. 6d und 6e), wobei die Daten, die den Zeitcodes 1-5 entsprechen, jeweils die fünfte bis erste Speicherzelle 42e-42a nach dem dritten unlesbaren Eintrag belegen (Fig. 6e). Wenn die lesbaren Zeitcodeeinträge mit dem Zeitcode 6 wieder beginnen (Fig. 6f), empfängt der FIFO-Speicher ohne Unterbrechung die entsprechenden Daten von dem Tonspeicher, und die ersten sechs Speicherzellen 42a-42f sind mit den Daten geladen, die den Zeitcodeeinträgen 6-1 entsprechen. Wenn der neue Zeitcodeeintrag außerhalb der Reihenfolge liegt, springt die Datenübertragungs-Steuereinheit einfach zu den passenden Daten im Tonspeicher und überträgt sie in den FIFO-Speicher. Die Datenübertragungs-Steuereinheit 38 kann programmiert werden, um die Übertragung sequentieller Daten aus dem Tonspeicher in den FIFO-Speicher für jede gewünschte Anzahl von unlesbaren Zeitcodeeinträgen fortzusetzen, bis sie in einen Fehlermodus eintritt. Bis dies stattfindet, werden Daten weiter mit derselben Geschwindigkeit in den FIFO-Speicher geschrieben und daraus ausgelesen.
• Während ein digitaler Tonspeicher mit schnellem Zugriff bevorzugt wird, könnten Speicher mit langsamerem Zugriff ebenfalls benutzt werden. Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem die digitale Toninformation auf einem DAT 84 gespeichert wird. Wenn die maximale Zugriffszeit für das DAT zu langsam ist, um sicherzustellen, daß Sprünge ausgeführt werden können, bevor der FIFO-Speicher 42 leer ist oder der Film von dem Zeitcodeleser zu der Projektoröffnung vorrückt, könnte eine Zwischeneinrichtung mit schnellem Zugriff, z.B. eine Festplatte 86, zur Verfügung gestellt werden. Die digitalen Tondaten werden unter Kontrolle der Datenübertragungs-Steuereinheit 38 von dem DAT 84 auf die Festplatte 86 entweder vor oder während der Vorführung des Films übertragen. Sprünge in dem Film werden dann innerhalb der Schnellzugriffsplatte 86 gehandhabt. Dieses Verfahren könnte sogar auf einen analogen Tonspeicher, wie z.B. ein in Fig. 8 gezeigtes Analog-Magnetband 88, ausgedehnt werden. Unter der Steuerung der Datenübertragungs-Steuereinheit 38 und der Leitung 90 werden Daten von dem Analogband gelesen, in einem Analog-Digital-Umdetzer (ADC) 92 in digitale Form ungewandelt und in die Festplatte 86 geladen. Zeitcodesprünge würden wiederum innerhalb der Festplatte gehandhabt.
• Während der FIFO-Speicher 42 bevorzugt in dem herkömmlichen dynamischen RAM des Mikroprozessors in Wirkung gesetzt wird, sind andere Implementierungen ebenfalls möglich. Beispielsweise kann ein herkömmliches statisches RAM unter Verwendung von Elementen, wie z.B. dem Monolithic Memories Inc. 674219 FIFO-RAM-Kontroller, in den benötigten FIFO-Speicher konfiguriert werden.
• Die vorliegende Erfindung weist gegenüber den oben beschriebenen früheren Lösungen zahlreiche Vorteile auf. Sie kann Sprünge jeder Länge in dem Film handhaben, und ihre Speicheranforderungen sind geringer und billiger. Die Notwendigkeit, irgendwelche Sprünge in dem FIFO- Speicher durchzuführen wird vollständig vermieden, und die Synchronisierung der Tonwiedergabe mit dem AC-Netz sorgt für ein sehr robustes System. Während einzelne Ausführungen der Erfindung dargelegt und beschrieben worden sind, werden für die Fachleute in der Technik zahlreiche Modifikationen und alternative Ausführungen ersichtlich sein. Es ist folglich beabsichtigt, daß Erfindung nur in Form der anliegenden Ansprüche zu begrenzen.

Claims (1)

1. System, das als Reaktion auf eine Serie von digitalen Zeitcodesignalen (20) ein Tonsignal von einem digitalen Tonspeicher (40) erzeugt, der digitale Tondaten speichert, die einer erwarteten Folge der Zeitcodesignale entsprechen, umfassend:

einen FIFO-Digitalspeicher (42) mit einem Dateneingang und einem Datenausgang,

eine digitale Datenübertragungs-Steuereinheit (38), die auf die digitalen Zeitcodesignale anspricht, indem sie auf den digitalen Tonspeicher zugreift und dem Dateneingang des FIFO-Speichers die digitalen Tondaten übermittelt, die den Zeitcodesignalen entsprechan, wobei die digitale Datenübertragungs-Steuereinheit auf einen Sprung in der erwarteten Folge der Zeitcodesignale anspricht, indem sie einen entsprechenden Zugriffssprung in dem digitalen Tonspeicher durchführt, ohne irgendeinen Sprung in den digitalen Tondaten in dem FIFO-Speicher auszuführen, und

eine Einrichtung (50), die digitale Tondaten aus dem FIFO-Speicher mit einer Geschwindigkeit ausliest, die der Geschwindigkeit entspricht, mit der digitale Zeitcodesignale empfangen werden,

wobei der digitale Tonspeicher eine Zugriffszeit besitzt, die kleiner ist als die Datenverweilzeit in dem FIFO-Speicher, und über ein Datenausgabe-Geschwindigkeitsvermögen verfügt, das größer als ist als die Geschwindigkeit, mit der digitale Tondaten aus dem FIFO-Speicher gelesen werden.

2. System nach Anspruch 1, das eine Einrichtung enthält, die einen Stromeingang von einem Wechselstrom- (AC) Netz (54) empfängt, wobei die Einrichtung zum Lesen von digitalen Tondaten aus dem FIFO-Speicher eine Auslesesteuerung (50) und eine Einrichtung (62, 64, 66, 72) umfaßt, die die Auslesesteuerung mit dem AC-Netzsignal synchronisiert.

3. System nach Anspruch 2, bei dem die Synchronisierungseinrichtung eine Phasenregelschleifenschaltung (62) umfaßt, die zvischen das AC- Netz und die Auslesesteuerung geschaltet ist.

4. System nach Anspruch 3, bei dem die Phasenregelschleife ein Ausgangssignal (84) erzeugt, das mit dem AC-Netzsignal synchronisiert ist.

5. System nach Anspruch 1, bei dem die digitale Datenübertragungs- Steuereinheit einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (RAM) enthält und der FIFO-Digitalspeicher in dem RAM implementiert ist.

8. Laufbildprojektionssystem mit einem Projektor (34), der sichtbare Bilder (8) von einem Kinoflim (4) projiziert, und einer Einrichtung (32, 36), die einen Kinoflim an dem Projektor vorbeitransportiert, weiter umfassend

ein Tonsignal-Erzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 5,

einen Zeitcodeleser (18, 24, 26), der einen Zeitcode (20) auf dem Kinofilm liest, um eine Folge von Zeitcodesignalen zu erzeugen, und

eine Digital/Analog-Umwandlungs- (DAC) Einrichtung (DAC1, DAC2, DAC3, DAC4), die die aus dem FIFO-Speicher ausgelesenen digitalen Tondaten in ein Analogformat umwandelt,

wobei der digitale Tonspeicher (40) den Ton für den Kinofilm in einem Digitalformat speichert, das dem Zeitcode des Kinofilms entspricht, und die Datenverweilzeit in dem FIFO-Speicher die Filmlaufzeit von dem Zeitcodeleser bis zu dem Projektor ist.

7. Verfahren zum Erzeugen eines analogen Tonsignals für einen Kinofilm (4) von einem digitalen Tonspeicher (40), der den Ton des Kinofilms speichert, wobei der Film einen digitalen Zeitcode (20) enthalt und der digitale Tonspeicher den Ton in einem Digitalformat speichert, das dem Zeitcode entspricht, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Transportieren des Films,

Lesen des Filmzeitcodes von dem Film, sowie er transportiert wird,

Zugreifen auf den digitalen lonspeicher, um die digitalen Tondaten auszulesen, die dem Zeitcode, der gelesen worden Ist, entsprechen,

Laden der digitalen Tondaten, die von dem digitalen Tonspeicher ausgelesen worden sind, in einen Digitalspeichar (42),

Auslesen aller digitalen Tondaten, die in den Digitalspeicher geladen worden sind, eine vorbestimmte Zeitdauer nachdem die entsprechenden Zeitcodes von dem Film gelesen worden sind, mit einer Geschwindigkeit, die der Transportgeschwindigkeit des Films entspricht,

Umwandeln der aus dem Digitalspeicher ausgelesenen digitalen Tondaten in ein analoges Tonsignal und

als Reaktion auf einen Sprung in der Reihenfolge des Zeitcodes Durchführen eines entsprechenden Sprungs beim Zugreifen auf den digitalen Tonspeicher ohne irgendeinen Sprung beim Auslesen der digitalen Tondaten aus dem Digitalspeicher.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Film wenigstens einen unlesbaren Zeitcode enthält und als Reaktion auf den unlesbaren Zeitcode auf den digitalen Tonspeicher zugegriffen wird, um die digitalen Tondaten auszulesen, die dem nachsten Zeitcode nach den zuallerletzt aus dem digitalen Tonspeicher ausgelesenen digitalen Tondaten entsprechen.