EP1317848A2 - Vorrichtung und verfahren zur wiedergabe von lichttonaufzeichnungen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur wiedergabe von lichttonaufzeichnungen

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Publication number
EP1317848A2
EP1317848A2 EP01983447A EP01983447A EP1317848A2 EP 1317848 A2 EP1317848 A2 EP 1317848A2 EP 01983447 A EP01983447 A EP 01983447A EP 01983447 A EP01983447 A EP 01983447A EP 1317848 A2 EP1317848 A2 EP 1317848A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
double
pixels
edge
program
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01983447A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Poetsch
Detlef Richter
Jochen Huegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BTS Holding International BV
Original Assignee
BTS Holding International BV
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
Application filed by BTS Holding International BV filed Critical BTS Holding International BV
Publication of EP1317848A2 publication Critical patent/EP1317848A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent
    • G11B7/0032—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent for moving-picture soundtracks, i.e. cinema
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B31/00—Associated working of cameras or projectors with sound-recording or sound-reproducing means
    • G03B31/06—Associated working of cameras or projectors with sound-recording or sound-reproducing means in which sound track is associated with successively-shown still pictures

Definitions

  • the invention relates to a device for reproducing light sound recordings, which has an optoelectronic converter device for optically scanning a light sound track, which outputs a digital image signal of the scanned light sound track at an output, and which contains a device for intermediate storage of the image signal output by the converter device. Furthermore, the invention relates to a method for reproducing light sound recordings, in particular light sound recordings, in which the sound information is recorded on film as double-pointed writing.
  • the sound information is recorded on a light sound track that lies between the picture information and perforation holes on the side.
  • the film is transported at a speed of 24 frames per second to reproduce the sound information.
  • a light beam illuminates the light sound track during film transport.
  • the light beam is modulated by differences in transparency of the scanned light sound track and directed onto a light-sensitive sensor.
  • the analog sound signal emitted by the light-sensitive sensor is amplified for loudspeaker reproduction.
  • Older, commonly used films often show two types of defects: one is dirt and dust on the surface of the film; the other type involves scratches in the running direction of the film, so-called running scratches, which are caused by mechanical contact of the film guide elements with the film surface.
  • Traces of light are particularly sensitive to interference from dirt and scratches, the number of which increases with the number of times the film copy is projected. Distortion of hissing sounds in the language, a so-called thunder effect, can arise from the scattered light effects of the serrated writing.
  • the image part is now copied onto a new film carrier and the light sound track is transferred to a magnetic film in a single track to prevent the often scratched and partly disturbed sound tracks from being transferred to the new film carrier by optical copying of the light sound tracks.
  • sound post-processing with electronic filters and manual processing attempt to remove crackling and pattering noises from the original sound.
  • DE 19729 201 A1 describes a film scanner with a device for scanning light sound tracks on a band-shaped carrier, in which the sound information is scanned perpendicular to the direction of movement of the carrier with an opto / electronic converter device.
  • the opto / electronic converter device scans the sound information line by line in order to generate samples for digital two-dimensional filtering.
  • the light sound tracks can be scanned with a CCD line sensor or with a light spot directed across the sound tracks to control a photo sensor.
  • the present invention has for its object to provide a device and a method for reproducing light sound recordings according to the type mentioned, which (s) enables the elimination of interference.
  • a device for program-controlled data processing of the temporarily stored image signal which device first determines the course of edges of a serrated font from data values of the image signal and which then generates audio data for sound reproduction from data of the determined edge course.
  • the invention has the advantage that the digital image signal generated by scanning a light sound track can be examined by means of digital image processing. Sound information that has been recorded as single, double or multiple jagged characters on the soundtrack of a film can now be subjected to error concealment and / or error correction in advance - before the sound information is available as useful information - whereby not the sound information itself, but the image information on the audio track is examined and error-concealed and / or error-corrected.
  • the data values of pixels of the temporarily stored image signal representing brightness values are subjected to filtering under program control over the duration of several lines.
  • Brightness values of the pixels can be set according to a specified function, e.g. change after a linear or a non-linear transfer function. Very bright pixels can be filtered out or light and dark
  • Pixels can be compressed in the brightness range.
  • the filtering can be used to tax the jumps in brightness at the light tone edges of a serrated font.
  • the dynamic range is optimized by a standardization filter. By checking a number of lines, the data values for black (maximum film density) are corrected to 0% and the data values for white (minimum film density) to 100% of the brightness value range.
  • the width of the transparent surface on the light soundtrack of a film is proportional to the modulation amplitude of the recorded sound signal.
  • the position of edge boundaries running transversely to the longitudinal direction of the film is program-controlled based on the position of brightness jumps in the line profile by evaluating the data values representing the brightness values Pixels are determined that in a second step a track center running between the determined edge boundaries is calculated and that in a third step the temporarily stored pixel data is mirrored at the calculated track center, so that pixel data of a single-point font is created.
  • the symmetry property of double-point writing is advantageously used here.
  • the program of a data processing device is designed in such a way that when evaluating pixel data of a double-point font, the position area of the middle of the track is limited by setting an upper and lower threshold.
  • the course of the determined edge boundaries and / or the course of the track center is smoothed according to a predetermined function.
  • a program of the data processing device contains at least one test routine for the detection of errors in a double point font.
  • a simple test routine consists in the fact that an exceeding of the upper and / or lower threshold of the position range of the determined middle of the track is evaluated as an error in the edge course of the double-point writing.
  • Another test routine provides that exceeding a certain limit in the edge course of the double-point script is evaluated as an error in the edge course of the double-point script.
  • the program of the data processing device has at least one routine for covering errors in a double-pointed lettering.
  • the program is designed in such a way that a pixel value identified as faulty is replaced by the pixel value of a previous line. If the two edge pixels cannot be found within a line due to image errors, the pixel values of the previous line should serve as substitute pixels.
  • Another advantageous solution is to create the program of the data processing device in such a way that data values of incorrectly recognized pixels between the edge boundaries of the double-point font are replaced by predetermined data values, for example by data values that correspond to black pixels. The data values of incorrectly recognized pixels which are located outside the edge boundaries of the double-point writing are to be replaced by data values which correspond to a gray pixel.
  • the strong cracking noise that can be heard at glue points and the sound dropouts that can be heard in clay flies can be mitigated.
  • N is the number of undisturbed lines to be used for the restoration
  • a further development of the invention consists of a method for reproducing light tone recordings, in which a digital image signal is generated by scanning a light tone track, in which data of the generated image signal are temporarily stored, in which, depending on the values of the temporarily stored data, an edge profile of a serrated writing recorded on the light tone track is determined and at which, depending on the determined edge profile, corresponding audio data for a sound reproduction are derived.
  • 1 is an optical scanning device for light sound tracks and a block diagram for processing image data of the scanned light sound tracks according to the invention
  • FIG. 2 shows the schematic representation of a 35 mm cinema film
  • FIG. 3 shows the enlarged representation of a light sound track in double-pointed script
  • FIG. 4 shows a flowchart for image processing of light sound information in double-pointed script
  • Fig. 1 denotes an illumination source.
  • the light from the illumination source 1 radiates via a first condenser 2 onto a light sound track 3 of a film 4.
  • the light sound track 3 has a track width of 2.5 mm.
  • the light sound track 3 lies on one side between 22 mm wide film picture windows 5 and a first perforation track 6.
  • a second perforation track 7 runs on the other side of the film picture windows 5.
  • the perforation tracks 6 and 7 are provided for film transport; they have perforation holes P.
  • the picture height of a 35 mm film is 16 mm; the image position is 19 mm.
  • the film picture windows 5 are separated in the longitudinal direction of the film 4 by lines 7.
  • Fig. 3 a section of the light sound track 3 is shown enlarged. It is assumed that the light sound track 3 is a light sound information
  • Double-point script DZ with pure tone aperture RB.
  • the double-point script DZ extends in the longitudinal direction of the film 4 as a blackened trace.
  • the width of the clear surface is proportional to the modulation amplitude of a recorded audio signal in the case of the double-point font DZ.
  • the film is transported by means of two toothed rollers 9 and 10 which engage in perforation holes P in the perforation tracks 6 and 7 running to the side of the film 4.
  • the toothed rollers 9 and 10 are operatively connected to motors (not shown), the speed of which is regulated by a film transport servo 11.
  • a second condenser 12 is arranged on the opposite side of the film 4 and directs a light beam modulated by the light sound track 3 onto a line camera 13.
  • the line camera 13 contains a CCD line sensor with 512 image sensors.
  • the line camera 13 outputs an RS-422 data signal with a word length of 8 bits per pixel.
  • the RS-422 data signal of the light track 3 passes through a Data input 14 to a program-controlled data processing device 15.
  • the data processing device 15 contains a frame grabber 16, the input of which is connected to the data input 14 of the data processing device 15.
  • An output of the frame grabber 16 is connected to a bus system 17.
  • Connected to the bus system 17 are also: a CPU 18, a memory 19 for program and data storage, an interface 20 with a terminal 21 for the transmission of servo data from and to the film transport servo 11, a video output device 22 with an output terminal 23 for the transmission of a video signal to a monitor 24 and an audio output device 25 with an output terminal 26 for transmitting an audio signal to a loudspeaker 27.
  • the frame grabber 16 prepares a serial image data sequence of the light sound tracks 3 generated by the line camera 16, stores them temporarily and forwards them in a resolution of 8 bits via the bus system 17 to the memory 19, in which the image data are stored in a RAW file format ,
  • the frame grabber 16 has an output 28 for synchronizing the line camera 13.
  • the sampling frequency can be reduced from 24 frames per second to 6 frames. If the light sound track 3 is scanned with 2000 lines per film frame, a Nyquist frequency of 24 kHz is obtained with a film transport speed reduced to 6 frames. In this case, a quantity of data of 24 Mbytes must be written into the memory 19 per second.
  • the amount of data supplied by the frame grabber 16 is comparatively large.
  • the image data of the light sound track 3 are therefore written into a mass memory, for example into a disk memory of the memory 19.
  • the application programs for processing the data of the light sound track 3 and for regulating the film transport are stored in RAM and ROM memories of the memory 19.
  • the video output device 22 is Provided, which converts the digital image data of the scanned light sound track 3 into an analog video signal for display on the monitor 24.
  • an analog video signal can also be tapped directly from the output of the line camera 13 and fed to the monitor 24.
  • the audio output device 25 is used for monitoring monitoring.
  • the image data of the double-point font DZ available in the RAW file format are converted into an audio file format, e.g. a WAV file format.
  • the film transport servo 11 which controls the motors of the toothed rollers 9 and 10 is regulated by data which the data processing device 15 derives in a program-controlled manner on the basis of the image data signal generated by the line camera 13.
  • the interface 20 is designed for a bidirectional transmission of data between the film transport servo 11 and the bus system 17, so that an exchange of target and actual data values via the speeds of the toothed rollers 8 and 9 is possible.
  • the pixel data of the light track 3 temporarily stored in the memory 19 are first to be subjected to a fixed pattern noise (FPN) correction. Details of this correction can be found in the older German patent application P 10044 978.6.
  • FPN fixed pattern noise
  • the brightness range of the digital image signal generated by scanning the light sound track 3 is to be optimized.
  • data values representing the brightness values of the temporarily stored pixels of several lines are program-controlled subjected to either a linear or a non-linear filtering.
  • the brightness values of the pixels are changed in such a way that a faulty image signal of the double-point font, generated by changing film densities or changing lighting, only has image components with constant black and constant white.
  • the data values of the temporarily stored pixels of the image signal generated by scanning the light sound track 3 are advantageously multiplied by a normalization factor.
  • the normalization factor is calculated according to the equation:
  • the brightness value used in the equation is the average maximum brightness value of the first 2000 lines in the image signal.
  • the light value is determined by determining the lightest value in 2000 lines.
  • a mean value is formed from the 2000 brightness values determined.
  • the new, changed brightness value of pixels is calculated according to the equation:
  • Pixel (new) pixel (old) * standard factor
  • the non-linear filter changes the brightness values of the pixels according to the following equation:
  • the double-sided edge course of a double-point writing determines the frequency and the amplitude of the recorded sound information.
  • the edge does not consist of an abrupt jump in brightness, but rather a steady transition from light to dark or vice versa.
  • the length of the edge is not constant; it varies with the frequency and amplitude of the sound information.
  • the brightness transition of an edge can encompass a range between 8 and 40 pixels.
  • a characteristic of the exact position of the left and right edges of the double-point font DZ is the presence of a medium gray value in the sequence of pixels.
  • the mean gray value would correspond to the center of the flank in one brightness.
  • the value of the mean gray value can be calculated line by line as follows:
  • White value white value +20 ⁇ number (g) * g _number (g) s ⁇ white value - 20 g -white value -20 where g corresponds to the gray value. 1 black level +20
  • the white value or black value being a value found in a histogram.
  • Pix n corresponds to the data value of a pixel at position n within a line.
  • a supplementary check is carried out to determine whether the edge is continuous over a range of +/- 2 pixels. If this is the case, an edge pixel and thus the pixel-precise position of an edge within a scan line has been found.
  • the center of the double-point writing is calculated line by line using the two edges.
  • edges are first calculated with sub-pixel accuracy according to the invention.
  • the exact gray value is searched for around the previously found edge pixels.
  • the new pixel location is the sub-pixel exact position of an edge.
  • the right edge is calculated with sub-pixel accuracy.
  • an ideal center is subsequently calculated.
  • the ideal center is averaged over 50 lines, whereby lines that deviate from this ideal center by a certain value ("ERROR") are not included. In this case, an error is detected in this line.
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the light sound track 3 with image-processed (black) double-point writing DZ.
  • the cutout shows the ideal center M - stretched by a factor of 10 - together with the double-point script DZ.
  • the ideal center M is drawn as a fixed center line.
  • Two further center lines Mi and M r are +/- 1 pixels from the center M; the other center lines Mi and M r advantageously serve as an evaluation aid.
  • the black double-point font DZ with pure tone aperture RB is delimited on the left and right by an edge.
  • a double point font has symmetry properties.
  • the two edges of the double-point font are symmetrical to each other.
  • the property can be used advantageously for restoration by using the serrated writing in the middle is mirrored.
  • the result is a single-point writing, in which image errors due to scratches and stains are only half the intensity of the brightness.
  • edge of the double-point font is not found within a line or if a recognized edge is obviously incorrect, the edge of the opposite side is used to determine the edge position instead of the edge which was not found or which is incorrect.
  • the position of the other edge can be calculated using the following equation, for example:
  • PositionNewEdge 2 »Ideal ⁇ Mitte - opposite edge
  • a faulty edge position is recognized when the determined center of the double-point writing deviates from the ideal center by a certain value specified by the user.
  • pixels identified as defective which lie outside the edges of the double-point writing are replaced by replacement pixels which have a specific predetermined gray value.
  • the edge end of the double point font should be defined. It should be defined that that
  • Edge end must have a fixed distance from the center of the edge, for example a distance between 5 and 15 pixels. Another definition could stipulate that, starting from the center of the edge, the search is made for the pixel at which the brightness remains the same to the next pixel or decreases again.
  • FIG. 4 shows a flowchart of the measures described above for processing a double-point font, which is performed by scanning a light sound track 3 generated and stored in the memory 19 as a pixel file with pixel data of 2000 lines each.
  • the file with the pixel data of the scanned light sound track 3 stored in the memory 19 is accessed at 40.
  • the pixel data are examined at 41 to determine whether the two lateral boundaries (edges) of a double-point font DZ can be found. If it is determined at 42 that there is only a single edge, the determined edge is mirrored at 43 on the other side. If, on the other hand, it is determined at 44 that no edge was found, the edge of the front line is used at 45 for further processing. If both edges are present, the center of the double-point script DZ can be calculated at 46.
  • step 47 it is checked whether the calculated center deviates significantly from an ideal center. If this is the case, it is further checked at 48 whether there is an error. In the opposite case, the ideal center is calculated at 49.
  • Double-point font DZ a faulty edge is recalculated at 50. If, however, the error lies outside of the course of the double-point script DZ, the faulty edge is recalculated at 51 according to an appropriately adapted algorithm. Subsequently, the center and the edges of the double-point font DZ are drawn at 52 and a file is created at 53, which
  • the image data now processed in a RAW file format must be converted into audio data in a WAV file format.
  • the transformation is known per se.
  • the data values of all pixels of each line are summed line by line, then averaged and then converted into an audio data word.
  • the data sequence of the audio data words generated line by line is transformed into the WAV file format.
  • the WAV file of the recorded light sound information thus generated can be decoded via the sound card of a PC and converted into analog sound information for radiation via the loudspeaker 24 D / A.
  • the invention was described using the example of a double-point script.
  • the use of the device according to the invention is not limited to the reproduction of light tone information in double-point writing.
  • the device according to the invention can also be used accordingly for reproducing light tone information which is present in single-point fonts or multiple-point fonts.
  • the device according to the invention can also be used for the reproduction of films which have been recorded in another film format, for example in a 16 mm film format.

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Abstract

Für eine Wiedergabe von Lichttoninformationen in Doppelzackenschrift (DZ) tastet eine opto-elektronische Wandlereinrichtung (1, 2, 4, 9 bis 13) die Lichttonspur (3) eines Films (4) ab. Die Wandlereinrichtung (1, 2, 4, 9 bis 13) erzeugt ein digitales Bildsignal zur Zwischenspeicherung in den Speicher (19) einer programmgesteuerten Datenverarbeitungseinrichtung (15). Von Datenwerten des zwischengespeicherten Bildsignals leitet die Datenverarbeitungseinrichtung (15) den Verlauf der beiden Kanten der Doppelzackenschrift (DZ) ab. Anhand von Daten über den ermittelten Kantenverlauf werden Audiodaten für eine Tonwiedergabe erzeugt.

Description

BESCHREIBUNG
Vorrichtung und Verfahren zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen, welche eine opto-elektronische Wandlereinrichtung zur optischen Abtastung einer Lichttonspur aufweist, die an einem Ausgang ein digitales Bildsignal der abgetasteten Lichttonspur ausgibt, und welche eine Einrichtung zur Zwischenspeicherung des von der Wandlereinrichtuπg ausgegebenen Bildsignals enthält. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen, insbesondere Lichttonaufzeichnungen, bei welchen die Toninformation als Doppelzackenschrift auf Film aufgezeichnet ist.
Bei 35-mm-Kinofilmen ist die Toninformation auf einer Lichttonspur aufgezeichnet, die zwischen Bildinformationen und seitlichen Perforationslöchern liegt. Zur Wiedergabe der Toninformation wird der Film mit einer Geschwindigkeit von 24 Bildern pro Sekunde transportiert. Während des Filmtransports beleuchtet ein Lichtstrahl die Lichttonspur. Der Lichtstrahl wird durch Transparenzunterschiede der abgetasteten Lichttonspur moduliert und auf einen lichtempfindlichen Sensor gelenkt. Für eine Lautsprecherwiedergabe wird das von dem lichtempfindlichen Sensor abgegebene analoge Tonsignal verstärkt.
Es gibt unterschiedliche Lichttonspuren. Bei der sogenannten Sprossenschrift ist die Transparenz der Lichttonspur proportional zur aufgezeichneten Modulationsamplitude. Bei der sogenannten Doppelzackenschrift ist es die Breite der klaren Fläche proportional zur Modulationsamplitude des Tonsignals.
Ältere, häufig verwendete Filme zeigen oft zwei Fehlerarten: Bei der einen Art handelt es sich um Schmutz und Staub auf der Oberfläche des Films; bei der anderen Art um Kratzer in Laufrichtung des Filmes, sogenannte Laufschrammen, die verursacht werden durch mechanischen Kontakt der Filmführungselemente mit der Filmoberfläche. Lichttonspuren sind besonders empfindlich gegen Störungen durch Schmutz und Kratzer, deren Anzahl mit der Anzahl von Malen steigt, die die Filmkopie projiziert wird. Verzerrungen von Zischlauten der Sprache, ein sogenannter Donnereffekt, können durch Streulichteffekte der Zackenschrift entstehen.
Zur Restaurierung von alten Kinofilmen wird heute der Bildteil auf einen neuen Filmträger kopiert und die Lichttonspur einspurig auf einen Magnetfilm übertragen, um zu verhindern, dass durch optisches Kopieren der Lichttonspuren die oft verschrammten und teilweise durch Schmutz gestörten Tonspuren auf den neuen Filmträger übertragen werden. Ferner wird durch Tonnachbearbeitung mit elektronischen Filtern und manueller Bearbeitung versucht, Knack- und Prasselgeräusche aus dem Orginalton zu entfernen.
In der DE 19729 201 A1 ist bereits ein Filmabtaster mit einer Einrichtung zur Abtastung von Lichttonspuren auf einem bandförmigen Träger beschrieben, bei welchem die Toninformation senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers mit einer opto/elektronischen Wandlereinrichtung abgetastet wird. Die opto/elektronische Wandlereinrichtung tastet die Toninformation zeilenweise ab, um Abtastwerte für eine digitale zweidimensionale Filterung zu erzeugen. Die Lichttonspuren können dabei mit einem CCD-Zeilensensor abgetastet werden oder mit einem quer über die Tonspuren gelenkten Lichtfleck zur Steuerung eines Fotosensors.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen nach der eingangs Art zu schaffen, welche(s) die Beseitigung von Störungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur programmgesteuerten Datenverarbeitung des zwischengespeicherten Bildsignals, welche Einrichtung zunächst von Datenwerten des Bildsignals den Verlauf von Kanten einer Zackenschrift ermittelt und welche sodann von Daten des ermittelten Kantenverlaufes Audiodaten für eine Tonwiedergabe erzeugt. Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass das durch Abtasten einer Lichttonspur erzeugte digitale Bildsignal mit Mitteln einer digitalen Bildbearbeitung untersucht werden kann. Toninformationen, die als Einfach-, Doppel- oder Mehrfachzackenschrift auf der Tonspur eines Films aufgezeichnet wurden, können nunmehr im Vorfeld - bevor die Toninformation als Nutzinformation vorliegt -, einer Fehlerverdeckung und/oder einer Fehlerkorrektur unterworfen werden, wobei nicht die Toninformation an sich, sondern die Bildinformation auf der Tonspur untersucht und fehlerverdeckt und/oder fehlerkorrigiert wird.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Helligkeitswerte darstellenden Datenwerte von Bildpunkten des zwischengespeicherten Bildsignals programmgesteuert über die Dauer mehrerer Zeilen einer Filterung unterworfen werden. Helligkeitswerte der Bildpunkte lassen sich nach einer vorgegebenen Funktion, z.B. nach einer linearen oder einer nicht-linearen Übertragungsfunktion ändern. Sehr helle Bildpunkte können ausgefiltert bzw. helle und dunkle
Bildpunkte können im Helligkeitsbereich verdichtet werden. Durch die Filterung lassen sich die Helligkeitsprünge an den Lichttonkanten einer Zackenschrift versteuern. Der Dynamikbereich wird durch ein Normierungsfilter optimiert. Durch Überprüfung einer Anzahl von Zeilen werden die Datenwerte für Schwarz (maximale Filmdichte) auf 0 % und die Datenwerte für Weiß (minimale Filmdichte) auf 100 % des Helligkeitswertebereiches korrigiert.
Bei der Zackenschrift ist die Breite der transparenten Fläche auf der Lichttonspur eines Films proportional zur Modulationsamplitude des aufgezeichneten Tonsignals. Für die Wiedergabe einer in Zackenschrift aufgezeichneten
Toninformation ist es daher von entscheidender Bedeutung, den Verlauf der Begrenzung der transparenten Fläche, d.h. den Kantenverlauf der Zackenschrift, zu ermitteln.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittelung des Kantenverlaufs einer Doppelzackenschrift vorgeschlagen, dass in einem ersten Schritt programmgesteuert die Lage von quer zur Längsrichtung des Films verlaufenden Kantengrenzen anhand der Position von Helligkeitssprüngen im Zeilenverlauf durch Auswerten der Helligkeitswerte darstellende Datenwerte der Bildpunkte ermittelt wird, dass in einem zweiten Schritt eine zwischen den ermittelten Kantengrenzen verlaufende Spurmitte berechnet wird und dass in einem dritten Schritt die zwischengespeicherten Bildpunktdaten an der berechneten Spurmitte gespiegelt werden, so dass Bildpunktdaten einer Einzackenschrift entstehen. Dabei wird vorteilhaft die Symmetrieeigenschaft der Doppelzackenschrift genutzt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Programm einer Datenverarbeitungseinrichtung so angelegt ist, dass beim Auswerten von Bildpunktdaten einer Doppelzackenschrift der Lagebereich der Spurmitte durch Setzen einer oberen und unteren Schwelle begrenzt wird. Bei einer anderen Weiterbildung wird der Verlauf ermittelter Kantengrenzen und/oder der Verlauf der Spurmitte nach einer vorgegebenen Funktion geglättet.
Wie eingangs erwähnt, kann die auf der Tonspur eines Films aufgezeichnete Doppelzackenschrift Fehler aufweisen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung enthält ein Programm der Datenverarbeitungseinrichtung mindestens eine Prüfroutine zur Erkennung von Fehlern in einer Doppelzackenschrift. Eine einfache Prüfroutine besteht darin, dass ein Überschreiten der oberen und/oder unteren Schwelle des Lagebereichs der ermittelten Spurmitte als Fehler im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift gewertet wird. Bei einer anderen Prüfroutine ist vorgesehen, dass das Überschreiten einer bestimmten Grenze im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift als Fehler im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift gewertet wird.
Um erkannte Fehler im Bild der untersuchten Doppelzackenschrift zu verdecken, weist das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung mindestens eine Routine zur Verdeckung von Fehlern in einer Doppelzackenschrift auf. Das Programm ist dabei so gestaltet, dass ein als fehlerhaft erkannter Bildpunktwert durch den Bildpunktwert einer vorhergehenden Zeile ersetzt wird. Lassen sich innerhalb einer Zeile die beiden Kantenbildpunkte aufgrund von Bildfehlern nicht finden, sollten die Bildpunktwerte der vorhergehenden Zeile als Ersatzbildpunkte dienen. Eine andere vorteilhafte Lösung besteht darin, das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung so anzulegen, dass Datenwerte von fehlerhaft erkannten Bildpunkten zwischen den Kantengrenzen der Doppelzackenschrift durch vorgegebene Datenwerte, beispielsweise durch Datenwerte, die schwarzen Bildpunkten entsprechen, ersetzt werden. Die Datenwerte von fehlerhaft erkannten Bildpunkten, die außerhalb der Kantengrenzen der Doppelzackenschrift angesiedelt sind, sind durch Datenwerte zu ersetzen, die einem grauen Bildpunkt entsprechen.
Weiterhin ist vorteilt, das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung so zu gestalten, dass beim Erkennen von Fehlern in Bildpunkten außerhalb der Kantengrenzen einer Doppelzackenschrift der Datenwert eines fehlerhaften Bildpunktes durch einen durch Autokorrelation ermittelten Datenwert ersetzt wird. Vollständig vernichtete Tonspurbereiche an Klebestellen im Film oder an Stellen, an denen sich auf dem Film sogenannte Tonfliegen befinden, können durch
Extrapolieren - zumindestens teilweise - regeneriert werden. Die an Klebestellen hörbaren starken Knackstörungen sowie die bei Tonfliegen hörbaren Tonaussetzer lassen sich mildern.
Fehlerhafte erkannte Bildpunkte in Teilstücken der Kantenverläufe sind vorteilhaft nach einer Autokorrelationsfunktion gemäß dem folgenden Algorithmus zu berechnen:
N- \
Ovor(ή)z *ä g(y- i)*g(y- i-n) a(0) ι=0
wobei
9(y) e'n Grauwert, y eine Zeilennummer, ein laufender Index von 0 bis N-1 , • n eine Variable der Autokorrelationsfunktion mit n = 0 bis N-1 ,
N die Anzahl der für die Restaurierung zu verwendenden ungestörten Zeilen ist,
Sodann sind fehlerhafte Bildpunkte durch einen Grauwertbildpunkte zu ersetzen, deren Lage innerhalb einer Zeile folgender Funktion genügt: g(Z) = Z * * g(z - Pvor) + -^— * g(z + PnacU)
Z + l Z + l
wobei g(z) ein zu ersetzender Grauwert,
Z die Anzahl von zu ersetzenden Zeilen, z die Zeilennummer, 1 ≤ z≤ Z,
Pvor bzw. Pnach die Periodizitäten in Tonspuren vor bzw. nach einem erkannten
Fehler bedeuten.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen, bei welchem durch Abtasten einer Lichttonspur ein digitales Bildsignal erzeugt wird, bei welchem Daten des erzeugten Bildsignals zwischengespeichert werden, bei welchem abhängig von Werten der zwischengespeicherten Daten ein Kantenverlauf einer auf der Lichttonspur aufgezeichneten Zackenschrift ermittelt wird und bei welchem abhängig vom ermittelten Kantenverlauf entsprechende Audiodaten für eine Tonwiedergabe abgeleitet werden.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine optische Abtasteinrichtung für Lichttonspuren sowie ein Blockschaltbild zur Verarbeitung von Bilddaten der abgetasteten Lichttonspuren gemäß der Erfindung,
Fig. 2 die schematische Darstellung eines 35-mm-Kinofilms, Fig. 3 die vergrößerte Darstellung einer Lichttonspur in Doppelzackenschrift, Fig. 4 ein Flussdiagramm zur Bildbearbeitung von Lichttoninformationen in Doppelzackenschrift, Fig. 5 die vergrößerte Darstellung einer bildbearbeiteten Doppelzackenschrift.
Gleiche Teile sind in der Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der Fig. 1 bezeichnet 1 eine Beleuchtungsquelle. Das Licht der Beleuchtungsquelle 1 strahlt über einen ersten Kondensor 2 auf eine Lichttonspur 3 eines Films 4.
Die Fig. 2 zeigt die Position der Lichttonspur 3 auf einem 35-mm-Kinofilm 4. Bei dem 35-mm-Kinofilm weist die Lichttonspur 3 eine Spurbreite von 2,5 mm auf. Die Lichttonspur 3 liegt auf einer Seite zwischen 22 mm breiten Filmbildfenstern 5 und einer ersten Perforationsspur 6. Eine zweite Perforationsspur 7 verläuft auf der anderen Seite der Filmbildfenster 5. Die Perforationsspuren 6 und 7 sind zum Filmtransport vorgesehen; sie weisen Perforationslöcher P auf. Die Bildhöhe eines 35-mm-Kinofilms beträgt 16 mm; der Bildstand weist 19 mm auf. Die Filmbildfenster 5 sind in Längsrichtung des Films 4 durch Bildstriche 7 getrennt.
In der Fig. 3 ist ein Ausschnitt der Lichttonspur 3 vergrößert dargestellt. Es sei angenommen, dass die Lichttonspur 3 als Lichttoninformation eine
Doppelzackenschrift DZ mit Reintonblende RB enthält. Die Doppelzackenschrift DZ erstreckt sich in Längsrichtung des Films 4 als geschwärzte Spur. Wie eingangs erwähnt, ist bei der Doppelzackenschrift DZ die Breite der klaren Fläche proportional zur Modulationsamplitude eines aufgezeichneten Tonsignals.
Der Filmtransport erfolgt durch zwei Zahnrollen 9 und 10, die in Perforationslöcher P der seitlich des Films 4 verlaufenden Perforationsspuren 6 und 7 greifen. Die Zahnrollen 9 und 10 stehen in Wirkverbindung mit Motoren (nicht dargestellt), deren Drehzahl von einem Filmtransportservo 11 geregelt wird. Die Transportgeschwindigkeit eines 35-mm-Kinofilms beträgt 24 Bilder pro Sekunde (= 45,6 cm/s).
Auf der gegenüberliegenden Seite des Films 4 ist ein zweiter Kondensor 12 angeordnet, der einen von der Lichttonspur 3 modulierten Lichtstrahl auf eine Zeilenkamera 13 lenkt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Zeilenkamera 13 einen CCD-Zeilensensor mit 512 Bildsensoren. Die Zeilenkamera 13 gibt ein RS-422-Datensignal in einer Wortbreite von 8 Bit pro Pixel aus. Das RS-422-Datensignal der Lichttonspur 3 gelangt über einen Dateneingang 14 zu einer programmgesteuerten Datenverarbeitungseinrichtung 15.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 15 enthält einen Framegrabber 16, dessen Eingang an dem Dateneingang 14 der Datenverarbeitungseinrichtung 15 angeschlossen ist. Ein Ausgang des Framegrabbers 16 ist mit einem Bussystem 17 verbunden. Mit dem Bussystem 17 sind ferner verbunden: eine CPU 18, ein Speicher 19 zur Programm- und Datenspeicherung, ein Interface 20 mit einer Klemme 21 zur Übertragung von Servodaten von und zu dem Filmtransportservo 11 , eine Videoausgabeeinrichtung 22 mit einer Ausgangsklemme 23 zur Übertragung eines Videosignals zu einem Monitor 24 und eine Audioausgabeeinrichtung 25 mit einer Ausgangsklemme 26 zur Übertragung eines Audiosignals zu einem Lautsprecher 27.
Der Framegrabber 16 bereitet eine von der Zeilenkamera 16 erzeugte serielle Bilddatenfolge der Lichttonspuren 3 auf, speichert sie zwischen und leitet sie in einer Auflösung von 8 Bit über das Bussystem 17 zu dem Speicher 19 weiter, in welchem die Bilddaten in einem RAW-Dateiformat gespeichert werden. Der Framegrabber 16 weist einen Ausgang 28 zur Synchronisierung der Zeilenkamera 13 auf. Zur Begrenzung der Datenübertragungsrate lässt sich die Abtastfrequenz von 24 Bildern pro Sekunde auf 6 Bilder reduzieren. Wird die Lichttonspur 3 mit 2000 Zeilen pro Filmbild abgetastet, erhält man mit einer auf 6 Bilder reduzierten Filmtransportgeschwindigkeit eine Nyquistfrequenz von 24 kHz. In diesem Fall ist in den Speicher 19 pro Sekunde eine Datenmenge von 24 MByte zu schreiben.
Die vom Framegrabber 16 gelieferte Datenmenge ist vergleichsweise groß. Die Bilddaten der Lichttonspur 3 werden daher in einen Massenspeicher geschrieben, beispielsweise in einen Plattenspeicher des Speichers 19. Die Anwendungsprogramme zur Bearbeitung der Daten der Lichttonspur 3 sowie zur Regelung des Filmtransports sind in RAM- und ROM-Speichern des Speichers 19 abgelegt.
Um während des Abtastvorgangs die Einstellungen der Beleuchtungsquelle 1 und der Zeilenkamera 13 zu kontrollieren, ist die Videoausgabeeinrichtung 22 vorgesehen, welche die digitalen Bilddaten der abgetasteten Lichttonspur 3 in ein analoges Videosignal zur Darstellung auf dem Monitor 24 umwandelt.
Zur Bildkontrolle der Lichttonspur 3 kann ein analoges Videosignal auch direkt vom Ausgang der Zeilenkamera 13 abgegriffen und dem Monitor 24 zugeleitet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, das analoge Videosignal dem Eingang eines Oszilloskops (nicht dargestellt) zuzuführen, um Einstellungen des Lichtstroms für maximale Signalpegel je nach Filmdichte oder die Fokussierung und Lage der Zeilenkamera 13 zu den Lichttonspuren 3 zu prüfen.
Die Audioausgabeeinrichtung 25 dient zur Abhörkontrolle. In der Audioausgabeeinrichtung 25 werden die im RAW-Dateiformat vorliegenden Bilddaten der Doppelzackenschrift DZ in ein Audio-Dateiformat, z.B. eine WAV- Dateiformat, umgewandelt.
Zur Verkopplung der Abtastfrequenz der Zeilenkamera 13 mit der Transportgeschwindigkeit des Films 4 wird der Filmtransportservo 11, welcher die Motoren der Zahnrollen 9 und 10 steuert, durch Daten geregelt, die die Datenverarbeitungseinrichtung 15 programmgesteuert anhand des von der Zeilenkamera 13 erzeugten Bilddatensignals ableitet. Das Interface 20 ist für eine bidirektionale Übertragung von Daten zwischen dem Filmtransportservo 11 und Bussystem 17 ausgelegt, so dass ein Austausch von Soll- und Ist-Datenwerten über die Drehzahlen der Zahnrollen 8 und 9 möglich ist.
Durch wiederholtes Kopieren eines Films auf neue Filmträger kommt es bei ungenauer Positionierung des Films und/oder der optischen Kopiereinrichtung zu einem Shading der homogenen Grauwerte. Ferner verursachen Staubpartikel auf dem Filmnegativ oder Filmpositiv beim Kopieren dunkle oder hellen Flecken auf der Lichttonspur 3. Außerdem kann es beim wiederholten Abspielen des Films 4 zu mechanischen Beschädigungen in Filmlaufrichtung kommen; Filme können auch reißen. Die Lichttonspur 3 eines geklebten Films 4 kann durch sogenannte Tonfliegen, die die Form eines Dreiecks aufweisen, überdeckt sein, so dass Tonstörungen entstehen. Während eines Kopiervorgangs kann einfallendes Licht an Stellen der Perforation oder des Filmbildes periodische Helligkeitsschwankungen erzeugen, die sich in einem 24-Hz- bzw. 96-Hz-Brumm in der wiedergegebenen Lichttoninformation äußern.
Die im Speicher 19 zwischengespeicherten Bildpunktdaten der Lichttonspur 3 sind zunächst einer Fixed-Pattern-Noise-(FPN)-Korrektur zu unterwerfen. Einzelheiten zu dieser Korrektur sind der älteren deutschen Patentanmeldung P 10044 978.6 zu entnehmen.
In einem nächsten Bearbeitungsschritt ist der Helligkeitsumfang des durch Abtasten der Lichttonspur 3 erzeugten digitalen Bildsignals zu optimieren. Dabei werden Helligkeitswerte darstellende Datenwerte der zwischengespeicherten Bildpunkten von mehreren Zeilen programmgesteuert entweder einer linearen oder einer nicht-linearen Filterung unterworfen. Es werden Helligkeitswerte der Bildpunkte so verändert, dass ein durch wechselnde Filmdichten oder wechselnde Beleuchtung erzeugtes fehlerhaftes Bildsignal der Doppelzackenschrift nur Bildanteile mit konstantem Schwarz und konstantem Weiß aufweist.
Bei der linearen Filterung werden extrem helle Bildpunkte in der Heiligkeit begrenzt. Für eine Filterung werden die Datenwerte der zwischengespeicherten Bildpunkte des durch Abtasten der Lichttonspur 3 erzeugten Bildsignals vorteilhaft mit einem Normierungsfaktor multipliziert. Der Normierungsfaktor berechnet sich nach der Gleichung:
Normfaktor = 255 / Hellwert.
Der in der Gleichung verwendete Hellwert ist der mittlere maximale Hellwert der ersten 2000 Zeilen im Bildsignal. Der Hellwert wird ermittelt, indem jeweils der hellste Wert in 2000 Zeilen ermittelt wird. Von den ermittelten 2000 Helligkeitswerte wird ein Mittelwert gebildet.
Der neue, geänderte Helligkeitswert von Bildpunkten berechnet sich nach der Gleichung:
Bildpunkt (neu) = Bildpunkt (alt) * Normfaktor Bei der nicht-linearen Filterung werden helle und dunkle Bildpunkte nach einer Kosinus-Funktion verdichtet, wobei mittlere Grauwerte nicht beeinflusst werden. Diese Maßnahme entspricht einer Flankenversteilung in einem analogen Bildsignal an Schwarz- Weiß-Übergängen.
Das nicht-lineare Filter ändert Helligkeitswerte der Bildpunkte nach folgender Gleichung:
255 255 f Büdpunkt(alt) * π *2 Bildpunkt(ne ) = • cos
255 «2
Der beidseitige Kantenverlauf einer Doppelzackenschrift bestimmt die Frequenz und die Amplitude der aufgezeichneten Toninformationen. In der Praxis besteht die Kante jedoch nicht aus einem abrupten Helligkeitssprung, sondern aus einem stetigen Übergang vom Hellen ins Dunkle oder umgekehrt. Die Länge der Kante ist dabei nicht konstant; sie variiert mit der Frequenz und der Amplitude der Toninformation. Bei einer zeilenweisen Abtastung der Lichttonspur 3 mit einer 512 Bildpunkte pro Zeile aufweisenden CCD-Zeilenkamera kann der Helligkeitsübergang einer Kante einen Bereich zwischen 8 und 40 Bildpunkten umfassen.
Ein Kennzeichen für die exakte Position der linken und rechten Kante der Doppelzackenschrift DZ ist das Vorliegen eines mittleren Grauwertes in der Bildpunktfolge. In einem analogen Bildsignal würde der mittlere Grauwert der Flankenmitte in einem Helligkeitssprurig entsprechen. Der Wert des mittlere Grauwertes lässt sich zeilenweise wie folgt berechnen:
Weißwert = Weißwert +20 ∑Anzahl (g) * g _Anzahl (g) s^eißwert-20 g -Weißwert -20 wobei g dem Grauwert entspricht. 1 Schwarzwert +20
Schwarzwert = Schwarzwert +20 ^_4«zα/z/ (£•) • £ Anzahl (i ) *=-&*»»»««* -∞ g =Schwarzwert -20
Weißwert •Schwarzwert
Gr altwert =
wobei der Weißwert bzw. Schwarzwert ein in einem Histogramm gefundener Wert ist.
Eine Kante in der Doppelzackenschrift liegt vor, wenn folgende Bedingung erfüllt ist:
Pixπ_2 +Pix„_1 +Pix„ Pix„_x +Pixn A-Pix
—Grauwert] — -Grauwertl
Hier entspricht Pixn dem Datenwert eines Bildpunktes an der Stelle n innerhalb einer Zeile.
Ist die Bedingung erfüllt, wird ergänzend geprüft, ob die Kante über einen Bereich von +/- 2 Bildpunkten stetig ist. Ist das der Fall, so ist ein Kantenbildpunkt und damit die bildpunktgenaue Position einer Kante innerhalb einer Abtastzeile gefunden.
Da die Mitte einer Lichttonspur aufgrund von Aufzeichnungsfehlern mit der Mitte der aufgezeichneten Doppelzackenschrift nicht übereinstimmt, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Mitte der Doppelzackenschrift anhand der beiden Kanten Zeile für Zeile berechnet.
Um die Mitte einer Doppelzackenschrift noch genauer zu bestimmen, werden erfindungsgemäß die Kanten zunächst subpixelgenau berechnet. Dabei wird um den zuvor gefundenen Kantenbildpunkte herum der genaue Grauwert gesucht. Der neue Bildpunktort ist die subpixelgenaue Position einer Kante. Die linke Kante wird nach folgender Gleichung berechnet: genaueKantsLinks = (KanteLinks -l)+ o
V "^ KanteLinh - ~ "lX Ka teLin +1 J
In der Gleichung entspricht „Pix" dem Wert des Pixels und „KanteLinks" dem Ort des Pixels.
Die rechte Kante wird entsprechen subpixelgenau berechnet.
Ist der Ort der beiden Kanten innerhalb einer Zeile subpixelgenau gefunden, lässt sich nunmehr auch die Mitte der Doppelzackenschrift wird subpixelgenau berechnen. Das geschieht nach folgender Gleichung:
Mitte = {KanteRechts + KanteLinks)/ 2
Um die Mitte genauer zu beurteilen, wird nachfolgende eine ideale Mitte berechnet. Die ideale Mitte wird über 50 Zeilen gemittelt, wobei Zeilen, die um einen bestimmten Wert („FEHLER") von dieser idealen Mitte abweichen, nicht einberechnet werden. In diesem Fall wird ein Fehler in dieser Zeile erkannt.
Die Fig. 5 zeigt vergrößert einen Ausschnitt der Lichttonspur 3 mit bildbearbeiteter (schwarzer) Doppelzackenschrift DZ. In dem Ausschnitt ist die ermittelte ideale Mitte M - um einen Faktor 10 gedehnt - zusammen mit der Doppelzackenschrift DZ dargestellt. Die ideale Mitte M ist als feste Mittellinie gezeichnet. Zwei weitere Mittellinien Mi und Mr sind +/- 1 Bildpunkte von der Mitte M entfernt; die weiteren Mittellinien Mi und Mr dienen vorteilhaft als Bewertungshilfe. Die schwarze Doppelzackenschrift DZ mit Reintonblende RB wird links und rechts durch eine Kanten begrenzt.
Messungen haben ergeben, dass nicht in jedem Fall eine Kante gefunden wird, und ferner, dass eine gefundene Kante nicht immer richtig ist. Eine Doppelzackenschrift besitzt Symmetrieeigenschaften. Die zwei Kanten der Doppelzackenschrift sind symmetrisch zueinander. Die Eigenschaft lässt sich vorteilhaft zur Restaurierung einsetzen, indem die Zackenschrift an der Mitte gespiegelt wird. Es entsteht eine Einfachzackenschrift, in welcher Bildfehler durch Kratzer und Flecken nur noch die halbe Helligkeitsintensität haben.
Sollte innerhalb einer Zeile eine Kante der Doppelzackenschrift nicht gefunden werden oder eine erkannte Kante offensichtlich falsch sein, wird anstelle der nicht gefundenen bzw. fehlerhaften Kante die Kante der gegenüberliegenden Seite zur Festlegung der Kantenposition herangezogen.
Beim Nichterkennen einer Kante lässt sich die Position der anderen Kante (PositionNeue Kante) beispielsweise nach folgender Gleichung berechnen:
PositionNeueKante = 2 »IdealeπMitte — gegenüberliegendeKante
Eine fehlerhafte Kantenposition wird erkannt, wenn die ermittelte Mitte der Doppelzackenschrift um einen bestimmten, vom Benutzer vorgegebenen Wert von der idealen Mitte abweicht.
Fehlerhafte erkannte Bildpunkte in Teilstücken der Kantenverläufe lassen sich vorteilhaft nach der eingangs beschriebenen Autokorrelationsfunktion korrigieren.
Bei einer Fehlerverdeckung werden als fehlerhaft erkannte Bildpunkte, die außerhalb der Kanten der Doppelzackenschrift liegen, durch Ersatzbildpunkte, die einen bestimmten vorgegebenen Grauwert aufweisen, ersetzt. Um eine Fehlerverdeckungsmaßnahme anzuwenden, sollte das Kantenende der Doppelzackenschrift definiert werden. Es sollte definiert sein, dass das
Kantenende einen festen Abstand von der Kantenmitte zu haben hat, zum Beispiel einen Abstand zwischen 5 und 15 Bildpunkten. Bei einer anderen Definition könnte festgelegt sein, dass ausgehend von der Kantenmitte der Bildpunkt gesucht wird, bei welchem die Helligkeit zum nächsten Bildpunkt gleich bleibt oder wieder abnimmt.
Die Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm über die zuvor beschriebenen Maßnahmen zur Bearbeitung einer Doppelzackenschrift, die durch Abtasten einer Lichttonspur 3 erzeugt und als Bildpunktdatei mit Bildpunktdaten von jeweils 2000 Zeilen in dem Speicher 19 abgelegt ist.
In dem Flussdiagramm der Fig. 4 wird bei 40 auf die in dem Speicher 19 gespeicherte Datei mit den Bildpunktdaten der abgetasteten Lichttonspur 3 zugegriffen. Die Bildpunktdaten werden bei 41 dahingehend untersucht, ob sich die beiden seitlichen Begrenzungen (Kanten) einer Doppelzackenschrift DZ finden lassen. Wird bei 42 festgestellt, dass nur eine einzige Kante vorliegt, wird bei 43 die ermittelte Kante auf die andere Seite gespiegelt. Sollte dagegen bei 44 festgestellt werden, dass keine Kante gefunden wurde, wird bei 45 die Kante der Vorzeile zur weiteren Verarbeitung herangezogen. Liegen beide Kanten vor, kann bei 46 die Mitte der Doppelzackenschrift DZ berechnet werden.
In einem nächsten Schritt 47 wird geprüft, ob die berechnete Mitte erheblich von einer idealen Mitte abweicht. Ist das der Fall, wird bei 48 ferner geprüft, ob ein Fehler vorliegt. Im gegenteiligen Fall, wird bei 49 die ideale Mitte berechnet.
Je nach dem, ob ein Fehler innerhalb oder außerhalb des Spurverlaufs der Doppelzackenschrift DZ vorliegt, verzweigt der weitere Verlauf der Signalverarbeitung. Liegt der Fehler innerhalb des Spurverlaufs der
Doppelzackenschrift DZ, wird bei 50 eine fehlerhafte Kante neu berechnet. Sollte der Fehler jedoch außerhalb des Spurverlaufs der Doppelzackenschrift DZ liegen, wird bei 51 die fehlerhafte Kante nach einem entsprechend angepaßten Algorithmus neu berechnet. Nachfolgend wird bei 52 die Mitte und die Kanten der Doppelzackenschrift DZ gezeichnet und bei 53 eine Datei erstellt, welche
Bilddaten der Doppelzackenschrift DZ sowie der Kanten und der Mitte enthält.
Für eine Wiedergabe der auf einer Lichttonspur 3 aufgezeichneten Toninformationen sind die in einem RAW-Dateiformat nunmehr bearbeitet vorliegenden Bilddaten in Audiodaten eines WAV-Dateiformats umzuwandeln. Die Umwandlung ist an sich bekannt. Dabei werden im einfachsten Fall die Datenwerte aller Bildpunkte einer jeden Zeile zeilenweise summiert, anschließend gemittelt und dann in ein Audiodatenwort überführt. Die Datenfolge der Zeile für Zeile erzeugten Audiodatenworte wird in das WAV-Dateiformat transformiert. Die so erzeugte WAV-Datei der aufgezeichneten Lichttoninformationen kann über die Soundkarte eines PCs dekodiert und in eine analoge Toninformation für eine Abstrahlung über den Lautsprecher 24 D/A-gewandelt werden.
Die Erfindung wurde am Beispiel einer Doppelzackenschrift beschrieben. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bleibt nicht auf die Wiedergabe von Lichttoninformationen in Doppelzackenschrift beschränkt. Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Wiedergabe von Lichttoninformationen, die in Einfachzackenschriften oder Mehrfachzackenschriften vorliegen, entsprechend einsetzen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Wiedergabe von Filmen eingesetzt werden, die in einem anderen Filmformat aufgenommen worden sind, zum Beispiel in einem 16-mm-Filmformat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen, welche eine opto-elektronische Wandlereinrichtung (1 , 2, 4, 9 bis 13) zur optischen Abtastung einer Lichttonspur (3) aufweist, die an einem Ausgang ein digitales Bildsignal der abgetasteten Lichttonspur (3) ausgibt, und welche eine Einrichtung (19) zur Zwischenspeicherung des von der Wandlereinrichtung (1 ,
2, 4, 9 bis 13) ausgegebenen Bildsignals enthält, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15) zur programmgesteuerten Datenverarbeitung des zwischengespeicherten Bildsignals, welche zunächst von Datenwerten des Bildsignals den Verlauf von Kanten einer Zackenschrift ermittelt und welche sodann von Daten des ermittelten Kantenverlaufes Audiodaten für eine
Tonwiedergabe erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (15) durch ein Programm derart steuerbar ist, dass Helligkeitswerte darstellende Datenwerte von Bildpunkten mehrerer
Zeilen einer Filterung unterworfen werden, um bestimmte Helligkeitswerte der Bildpunkte nach einer vorgegebenen Funktion zu verändern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeitswerte der Bildpunkte nach einer linearen Übertragungsfunktion veränderbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeitswerte der Bildpunkte nach einer nicht-linearen Übertragungsfunktion, insbesondere nach einer Kosinus-Funktion, veränderbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung des Kantenverlaufs einer Zackenschrift die Datenverarbeitungseinrichtung (15) durch ein Programm derart steuerbar ist, dass die Position von Helligkeitssprüngen innerhalb einer Abtastzeile durch Auswerten der Verteilung von Helligkeitswerte darstellenden Datenwerten der Bildpunkte bestimmt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wiedergabe einer in Doppelzackenschrift (DZ) aufgezeichneten Toninformation die Datenverarbeitungseinrichtung (15) durch ein Programm so steuerbar ist, dass in einem ersten Schritt die Lage von quer zur Längsrichtung des Films (4) verlaufenden Kantengrenzen anhand der Position von Helligkeitssprüngen im Zeilenverlauf durch Auswerten der Helligkeitswerte darstellende Datenwerte der Bildpunkte ermittelt wird, dass in einem zweiten Schritt eine zwischen den ermittelten Kantengrenzen verlaufende Spurmitte berechnet wird, dass in einem dritten Schritt die zwischengespeicherten Bildpunktdaten an der berechneten Spurmitte gespiegelt werden, so dass Bildpunktdaten einer Einzackenschrift entstehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) zum Zweck einer Fehlererkennung so angelegt ist, dass beim Auswerten von Bildpunktdaten einer
Doppelzackenschrift (DZ) der Lagebereich der Spurmitte durch Setzen einer oberen und unteren Schwelle begrenzt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) so angelegt ist, dass bei einer
Doppelzackenschrift (DZ) der Verlauf ermittelter Kantengrenzen und/oder der Verlauf der Spurmitte nach einer vorgegebenen Funktion geglättet wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) mindestens eine
Prüfroutine zur Erkennung von Fehlern in einer Doppelzackenschrift (DZ) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überschreiten der oberen und/oder unteren Schwelle des Lagebereichs der ermittelten Spurmitte als Fehler im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift (DZ) gewertet wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Überschreiten einer bestimmten Grenze im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift (DZ) als Fehler im Kantenverlauf der Doppelzackenschrift (DZ) gewertet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) mindestens eine Routine zur Verdeckung von Fehlern in einer Doppelzackenschrift (DZ) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung so angelegt ist, dass beim Erkennen von Fehlern in Bildpunkten einer Doppelzackenschrift (15) die fehlerhaften Bildpunkte durch fehlerfreie Bildpunkte einer vorhergehenden Zeile der Doppelzackenschrift (DZ) ersetzt werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) so angelegt ist, dass beim Erkennen von Fehlern in Bildpunkten zwischen Kantengrenzen einer Doppelzackenschrift (DZ) der Datenwert eines fehlerhaften Bildpunktes durch den Datenwert eines schwarzen Bildpunktes ersetzt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) so angelegt ist, dass beim Erkennen von Fehlern in Bildpunkten außerhalb der Kantengrenzen einer Doppelzackenschrift (DZ) der Datenwert eines fehlerhaften Bildpunktes durch den Datenwert eines vorgegebenen grauen Bildpunktes ersetzt wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Datenverarbeitungseinrichtung (15) so angelegt ist, dass beim Erkennen von Fehlern in Bildpunkten außerhalb der Kantengrenzen einer Doppelzackenschrift (DZ) der Datenwert eines fehlerhaften Bildpunktes durch einen durch Autokorrelation ermittelten Datenwert ersetzt wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Berechnung der fehlerhaften Bildpunkt in Teilstücken der Kantenverläufe durch Anwendung einer Autokorrelation zunächst folgender Algorithmus berechnet:
1 ^o 1 avoΛn)- ^- * £\ g(y- f)*g(y- i- ) a(0) i=0
wobei g(y) ein Grauwert, y eine Zeilennummer, • / ein laufender Index von 0 bis N-1 , n eine Variable der Autokorrelationsfunktion mit n - 0 bis N-1, N die Anzahl der für die Restaurierung zu verwendenden ungestörten Zeilen ist, und dass sodann fehlerhafte Bildpunkte durch einen Grauwertbildpunkte ersetzt werden, deren Lage innerhalb einer Zeile folgender Funktion genügen:
g(z) = * g(z - Pvor) + * g(z + Pnach)
Z + l Z + l
wobei • g(z) ein zu ersetzender Grauwert,
• Z die Anzahl von zu ersetzenden Zeilen,
• z die Zeilennummer, 1 ≤ z ≤ Z,
' Pvor bzw. Pnach die Periodizitäten in Tonspuren vor bzw. nach einem erkannten Fehler bedeuten.
18. Verfahren zur Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen, - bei welchem durch Abtasten einer Lichttonspur ein digitales Bildsignal erzeugt wird,
- bei welchem Daten des erzeugten Bildsignals zwischengespeichert werden,
- bei welchem abhängig von Werten der zwischengespeicherten Daten ein Kantenverlauf einer auf der Lichttonspur aufgezeichneten Zackenschrift ermittelt wird und
- bei welchem abhängig vom ermittelten Kantenverlauf entsprechende Audiodaten für eine Tonwiedergabe abgeleitet werden.
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