JPH06506555A - オーバーサンプリングによる情報復元のための記憶媒体、装置、及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オーバーサンプリングによる情報復元のための記憶媒体、装置、及び方法 １翫豆！ 本発明は、概して、ディジタル情報を表現する記号を搬送する記憶媒体と、ディ ジタル情報を表現する記号の媒体からの復元と、かかる記号で表現されるディジ タル情報の決定とに関する。更に詳しく言うと、本発明は、記号を２次元で搬送 する記憶媒体と、２次元のオーバーサンプリングによるかかる記号の復元とに関 する。本発明には多数の用途があるが、本発明では、記号が、光学的記憶媒体、 すなわち映画フィルムで搬送、復元され、映画のサウンドトラック及び関連の情 報を符号化するディジタル情報が、記号によって表現される実施例に関して叙述 している。

！ＪＪＬ！ これまでの２０年程の間、映画音響への爆発的な興味が生じたが、これは家庭用 のハイファイシステムの高品質化に拠るところが大きい。この状況の中で、映画 サウンドトラックの新しく改良された方式への関心が継続している。

現状の映画フィルムの殆どは、従来型の［モノフォニック（”Ａｃａｄｅｍｙ” ）　Ｊ光学的サウンドトラックか、若しくは、［ドルビー・ステレオ　（”Ｄｏ ｌｂｙ　５ｔｅｒｅｏ”）　Ｊの商標で周知の、アナログの雑音低減を伴うステ レオ可変区域方式［Ｓ　Ｖ　Ａ　：　（ｓｔｅｒｅｏ−ｖａｒｉａｂｌｅ−ａｒ ｅａ）　］光学的サウンドトラックの何れかで公開されている。「ドルビー（′ ″Ｄｏｌｂｙ’″）」及び「ドルビー・ステレオ」は、ドルビー・ラボラトリ− 許諾社　（Ｄｏｌｂｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｌｉｃｅｎ−ｓｉｎｇ　Ｃ ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の商標である。

アカデミ一方式は、１９３０年代に創始されたが、極めて貧弱な周波数特性のた めに不利を招いている。サウンドトラック自体は８ｋＨｚよりも上まで延びてい るとはいえ、この方式に関連する録音・再生系内での他の要因によって、帯域は 聴取者には４ｋＨｚ乃至５ｋＨｚ以上は僅かにしか聞こえないように制約される 。これに加えて、アカデミ一方式では、比較的大きなひずみを生じ、信号対雑音 比も辛うじて滴定できる程度でしかない上に、最も決定的な欠陥として、モノフ ォニック（モノ）しか提供されない。

ドルビー・ステレオは、真にハイフィブリティと呼び得る、全映画劇場で入手で きる最初の光学的サウンドトラック方式であると言えよう。１９５０年代まで遡 る磁気サウンドトラック（３５ｍｍ又は７０ｍｍフィルム上の）は適当に許容で きる仕様ではあったが、公開用映画フィルムのプリント費用が高いことが災いし て僅かにしか普及しなかった。他方、ステレオの光学的プリントでは従来型の光 学的サウンドトラックに対する割り増し費用が発生しないので、この結果大いに 普及した。ドルビー・ステレオ映画フィルムの大部分は、「単−在庫方式：　じ ｓｉｎｇｌｅ　１ｎｖｅｎｔｏｒｙ’）　Ｊで公開され、別のモノフオニックの アカデミ一方式は公開されない。何故ならば、映画制作者達が、ドルビー・ステ レオ映画フィルムはアカデミ一方式モノフォニック機器を装備する劇場で再生さ れる際にも聴感上許容できる程度の両立性があると考えているからである。

ドルビー・ステレオ光学的サウンドトラック方式では、２つのＳＶＡ光学的フィ ルム・サウンドトラック上に符号化される４チヤネル（左、中央、右、及びサラ ウンド）の情報マトリックスが得られる。創始期のドルビー・ステレオ方式では 、ドルビーＡ型オーディオ雑音低減方式が用いられている。１９８０年代中頃に ドルビー・ラボラトリ−社によって改良型アナログ・オーディオ処理システム、 すなわちドルビーＳＲ型が紹介され、このシステムが多数のドルビー−ステレオ 映画フィルムに応用されるようになってきた。ドルビーＳＲ型の使用によって、 ダイナミック・レンジ及び周波数特性の劇的な改善が為された。静粛な、高級機 器装備の劇場内においてさえも、光学的プリントの雑音は劇場の環境雑音基盤以 下であり、他方無歪の音のピークは最も刺激的な効果音に関してもあり余る程大 きい。周波数応答特性は１６ｋＨｚまで延びている。

アナログのサウンドトラックの忠実度におけるこれらの進展があったにもかかわ らず、映画フィルムのサウンドトラックはディジタル符号化の候補に挙げられて き總ディジタルのオーディオ符号化は、家庭用と職業用の両面で主流になってき ている。コンパクト・ディスクは消費者の広い支持を得ている。その結果、ディ ジタル・サウンドトラックは、本来的にディジタルの音が優れているという一般 認識のお陰で、映画劇場での興行収益向上という疑いない魅力に繋がる。

これに加えて、ディジタル・サウンドトラックでは、映写での磨耗及び傷によっ て生じるサウンドトラックの聴取可能な劣化に対する抵抗力が増加し、映写機の ワウ・フラッタによる聴取可能な影響を減じることができる。

３５ｍｍ及び７０ｍｍ映画フィルムのプリント方式の光学的サウンドトラック上 に複数チャネルを載せることができる。サウンドトラックの周波数特性及びダイ ナミック・レンジは、現状のドルビー書ステレオ方式の周波数特性及びダイナミ ック・レンジをさえも超える。

３５ｍｍ及び７０ｍｍ映画フィルムに関するディジタル符号化光学的サウンドト ラックの２つの方式の最近の発表によって、それぞれ、ディジタル轡サウンドト ラックを劇場での映画フィルムの音響を向上させるために用いることについての 関心が再確認されることになった。

これらについては、ＳＭＰＴＥジャーナル誌１９９０年１１月号８９９ページか ら９０８ページまでのシト拳フィルスらによるｒ３５ｍｍ映画フィルム上のディ ジタル光学的サウンドトラックＪ　（”Ｄｉｇｉｔａｌ　０ｐｔｉｃａｌ　５ｏ ｕｎｄｏｎ　３５　ｍｍ　ｌ１ｏｔｉｏｎ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｆｉｌｍ−、ｂｙ 　Ｓｙｄ　ｆｉｌｅｓ　ｅｔａｌ、５ＩＩＰＴＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｎｏｖｅｍ ｂｅｒ　１９８０．　９９．）　％　及び、　７０ｍｍｍ画フィルムに関して、 映画ジャーナル誌１９９０年８月号２２ページから４３ページまでのクライト・ マッキニーによる「映画フィルムのディジタル音響の開発Ｊ　（”Ｔｈｅ　Ａｄ ｖｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｉｎｅｍａ　Ｄｉｇｉｔａｌ　５ｏｕｎｄ”、　ｂｙＣｌｉ ｄｅ　１１ｃＫｉｒｒｎｅｙ、　Ｔｈｅ　Ｆｉｌ＋＋　Ｊｏｕｒｎａｌ、　Ａｕ ｇｕｓｔ　ＩＨＯ。

ｐｐ、２２　＆　４３　）　を参照のこと。残念ながら、これらの方式では両方 とも、ディジタル・サウンドトラックの情報を従来のアナログ・サウンドトラッ クが占めていた区域に配置しているために、現存のアナログ・サウンドトラック 方式及び現存のアナログ式映写装置との両立性がない。

発明の目的 本発明の教示により、記憶媒体で搬送されるディジタル情報を表現する記号を復 元するための新しい装置と方法が提供される。本発明の更なる面では、復元され た記号で表現されるディジタル情報を決定するための新しい装置と方法が提供さ れる。本発明の更なる別の面により、ディジタル情報を表現する記号を搬送する ための記憶媒体の新しい形態が提供される。

発明の開示 これらの記号は、ディジタル情報を表現でき、記憶媒体で２次元で搬送され得る 、どのような識別可能な記号でも良い。本発明の最も広い面では、２次元で符号 化される識別可能な記号を媒体上に搬送できるあらゆる媒体を使用することを予 想している。

ディジタル情報の記憶及び復元のための多くの先行技術では、ディジタル情報と は別に記憶媒体で搬送される、当明細書では「フラッグ」と呼ぶ、制御又はタイ ミング情報に依存している。フラッグには、（１）記憶媒体全体にわたって時間 と距離の関係を確定し、（２）ディジタル情報のセグメントを識別し、（３）デ ィジタル情報を記憶することのできる構造を与え、（４）離散情報搬送区域の寸 法記憶密度を確定し、（５）情報搬送区域の区域、方位を確定することのできる 情報が含まれる。これらのフラッグの幾つかの例には、いわゆる、タイミング・ トラック、ランダムアクセス記憶媒体上のトラック・インデックス、媒体整列標 識、及び寸法乃至は記憶密度の指標を搬送するディジタル記号が含まれる。

当明細書で記号に関して用いる［２次元的に符号化される」若しくは「２次元符 号化」のような用語は、記号で表される情報が、記号相互間若しくは媒体上の任 意の他の基準に関する記号の２次元的位置付は及び記号に固有のあらゆる識別可 能な特性のみから決定できること、すなわち、記号或いは媒体それ自体に関する 記号の位置に関連するいかなるフラッグも必要としないことを意味する。記号に 固有の識別可能な特性の例には、光学的反射又は透過性、形状、色、寸法、及び 方位が含まれる。

識別可能な特性と相対的位置、又は位置特性との組み合わせを、当明細書では識 別可能な位置特性と呼ぶ。

２次元で符号化された識別可能な記号を搬送できる記憶媒体の例としては、紙、 ディスク、又はフィルムのような光学的記憶媒体、及び紙、テープ、又はディス クのような磁気的記憶媒体が含まれる。

本発明はとりわけ、記号の位置又は場所、及び位置特性が統計的な変動を受け、 すなわち、これらが均質でない実際の記憶媒体で用いる際に有利である。光学的 記憶媒体に関して、記号の識別可能な位置特性の非均質性は、光学的記憶媒体自 体での光学的及び位置的変動又は歪み、若しくは、記号を媒体に対して適用する 際の非−貫性によって生じ得る。映画フィルム材料のような光学的記憶媒体での 光学的変動又は歪みの例には、過剰又は過少現像、及び引っ掻き傷又はよごれの ような表面の欠陥が含まれる。映画フィルムでの位置的変動の例には、１つ又は それ以上の次元の伸び、及びフィルムに対する記号の位置の変動が含まれる。記 号を媒体に対して適用する際の非−貫性の例には、基盤媒体の境界に対する記号 の位置の変動、及び記号自体の密度乃至は形状の変動が含まれる。

記憶媒体で搬送される記号は、２次元でオーバーサンプリングされる。オーバー サンプリングとは、ナイキスト・サンプリング・レートよりも高いレートで標本 化を行うことである。好ましい実施例においては、２つの隣接する記号によって データの完全な周期が構成される。

したがって、ナイキスト・レートよりも高いレートで標再構成濾波又はイメージ 増強の性質を帯びた２次元の本化を行うことは、正確に記号当たり１回のレート よりも高いレートで標本化が行われることを意味する。

本発明はその最も広い面において記号をオーバーサンプリングするのにどのよう な機構をも用い得ることを企図しているが、本発明はとりわけ、当明細書で光学 的位置特性と呼ぶ記号の光学的特性乃至は位置特性を歪ませる、光学的感知機構 のような、実際的な感知機構と共に用いる際に有利である。このような歪みは、 光学的感知機構自体での光学的又は位置的変動又は歪みによって、或いは、光学 的感知機構に対する光学的記憶媒体の相対的な位置乃至は動きの変動によって、 生じさせることができる。映画フィルムに関する感知機構での光学的及び位置的 変動の例には、焦点がずれているか若しくは光学的収差を有するレンズ、及び光 学的感知素子の横方向乃至は縦方向の位置ずれが含まれる。映画フィルムのよう な媒体の光学的感知機構に対する相対的な位置乃至は動きの変動の例には、光学 的面内での水平方向の動き又はジグザグ、光学的面からのフィルムの水平方向の 動き及び捩じれ、回転方向乃至は縦方向の動き、しばしばジッタ若しくはフラッ タと呼ばれるフィルム速度の短期間変動、及びフィルム速度の長期間変動が含ま れる。

記憶媒体で搬送される記号の表現は、記号を２次元でオーバーサンプリングする ことによつて作り出されるサンプルから誘導される。記憶媒体で搬送されるこの 記号の表現によって２次元のイメージ表現が構成される。

特性は、例えば１組の予期される相対的記号位置のよう濾波を、２次元のイメー ジ表現の解像度を向上させるべく、必要に応じて適用することができる。それは 記号を定位させ、記号で表現されるディジタル情報のディジタル値を望ましい精 度内で決定するのに適する。再構成濾波又はイメージ処理に関する要件は、記号 のオーバーサンプリングの量と逆の関係になる。すなわち、十分に高いレートで オーバーサンプリングすることによって、イメージ増強濾波に関する要件が低減 され、必要でなくなることもあり得る。実際的な光学的記憶媒体装置において、 電子光学的及び電子的回路の費用と利用可能性とによって、装置設計者には、オ ーバーサンプリングの量及びオーバーサンプリングを実行するのに必要な資源と 、イメージ増強−波の量及び−波を実行するのに必要な資源との釣り合いを取る ことが要求される。

各記号で表現されるディジタル情報のディジタル値は、当明細書ではこれを「記 号値」と呼ぶが、例えば光学的記憶媒体装置において、イメージ表現の光学的位 置特性を検証することによって記号のイメージ表現から復元される。記号値は、 もし別の形式の記憶媒体が用いられるのであれば、別の識別可能な位置特性を検 証することによって復元される。光学的特性、又は非光学的記憶媒体の場合にお ける別の識別可能な位置特性は、１つ又はそれ以上の基準と比較される。例えば 、光学的特性を光透過性又は反射性しきい値と比較することができる。位置な１ つ又はそれ以上の基準と比較される。

好ましい実施例では、イメージ表現の誘導と記号値の復元はディジタル領域で行 われるが、これを汎用のディジタル信号処理用集積回路（チップ）乃至は用途別 ディジタル集積回路を用いて、全面的或いは部分的に実行することができる。原 理的には、かかるイメージ表現の誘導と記号値の復元をアナログ領域で行うこと もできるが、アナログ方式では複雑さが増すことで恐らく非常に高価なものとな ろう。

映画フィルム・サウンドトラック用途に関する本発明の好ましい実施例において は、ディジタル情報によってディジタル情報のバイトが２進値ピツトストリーム で構成され、ピットストリームによ７て、映画フィルム・サウンドトラックの複 数チャネル、乃至は任意的に、映画フィルムの再生に有用なその他の情報が表現 される。

記号で表現されるディジタル情報自体を符号化することができる。例えば、ディ ジタル情報は、データ圧縮、誤り訂正符号化、無作為化、及び書式化の対象とな ったその他のアナログ、ディジタル情報の符号化表現でも良い。ディジタル情報 を符号化する方法は本発明の一部を成さず、また、本発明は符号化ディジタル情 報で表現されるディジタル情報の復元乃至再生にも関しない。

本発明により、記憶媒体で搬送されるぎっしり詰まった小さい記号列を復元する こと及び記号で表現されるディジタル情報を精密な位置調整技法を要せずにすべ て電子光学的及び電子的装置により決定することが可能になる。記憶媒体で搬送 される記号にとって必要なことは、感知装置の感知範囲内にあることだけである 。記憶媒体と感知装置とを厳密に整列させる必要はなく、また記憶媒体の緊密な 同期、クロック同期、又はトラッキングの必要もない。タイミング情報又は「フ ラッグ」を記憶媒体で搬送する必要はない。情報復元の過程が単純化されること に加えて、クロック同期、タイミング又は「フラッグ」情報が存在しないことに よって、他の目的に利用できる記憶媒体の情報搬送区域が一層大きくなる。

本発明により復元されるイメージ表現は、記号の２次元位置情報の検証を可能に する、記憶媒体で搬送される記号の識別可能な位置特性の表現である。

本発明には多くの用途があるが、本発明は、記憶媒体がウェブの形式の光学的記 憶媒体、すなわち、ディジタル情報を表現する光学的に記録された記号を搬送す る映画フィルム材料であり、記号で表現される記号及びディジタル情報の復元が ディジタル映画フィルムサウンドトラック再生装置の一部によって行われる、好 ましい実施例に関して叙述している。

好ましい実施例において、ディジタル情報は、映画フィルム材料によって記号の ２次元ブロック形式の一連の離散セグメントの形で搬送される。原理的に、かか るセグメントは便宜的な長さ又は大きさのもので良い。情報は、ブロックを２次 元でオーバーサンプリングし、記号の各ブロックの２次元イメージ表現を誘導し 、ブロックの中の各記号で表現されるディジタル値を決定することによって読み 出される。

本発明の基本的な原理により、光学的感知装置に対するフィルムの特別な整列又 は同期に関する要件は何もなく、また、フィルム上でのクロック同期又はトラッ キング情報に関する如何なる要件もない。記号のブロックのイメージ表現は、記 号で表現されるディジタル値の決定を、タイミング又は「フラッグ」に無関係に 記号の光学的透過性及び位置に基づいて行うことを可能にする２次元のイメージ 表現である。

本発明は従来型の映画フィルム映写機と共同して動作し、結果として得られる装 置は、１）フィルム速度、２）フィルムのジッタ、３）フィルムのうねり、４） フィルムの縦方向の調整外れ、５）フィルムの伸び、６）フィルム上の汚れと引 っ掻き傷、７）光学的透過性の変動、８）光学的感知装置に対する光源の明るさ の変動、及び９）光学的感知装置の感度の変動に対して抵抗力を有する点で極め て頑丈である。装置はまた、フィルムで搬送される記号を光学的廖こ感知する光 学的感知装置に関するフィルムの位置の変動に対しても抵抗力を有する。

好ましい実施例において、記号のブロックは、映画フィルム材料の少なくとも１ つの辺縁のスプロケット孔パーフォレージランの間に配置され、はぼ矩形である 。もしディジタル情報をフィルムの１つの辺縁だけに配置するのであれば、ディ ジタル情報をアナログ・サウンドトラックが記録される辺縁に配置することが好 ましい。映画フィルムのスプロケット孔パーフォレージランの間の区域を、当明 細書では、インタ−パーフォレージ３ン区域、或いは単純に、「インターパーツ 区域」又は「インターバーフ」と呼ぶ。

ブロックの各々には、記号を定位させる助けになる１つ又はそれ以上の整列パタ ーン又は基準を持たせても良いが、この整列パターン又は基準は必要条件ではな い。

整列パターン又は基準を用いることによって、より少ない処理能力で記号の位置 を決定することができるようになる。

「整列パターン」又は「パターン」という用語を、当明細書では、情報搬送記号 を整列、配置するのを助けるべく用いることのできるあらゆる基準の意味に用い ている。これらの用語は、「パターン」という語によって意味される何らかの制 限を含むものと理解されるべきではない。

もし整列パターンを用いるのであれば、望ましくは、整列パターンが自身と合致 しない時に低い自動相関値を結果として生じるような自動相関特性を整列パター ンに具えさせるべきである。これには、相互乗算バーカー符号（ｃｒｏｓｓ−ｍ ｕｌｔｆｐｌｆｅｄ　Ｂａｒｋｅｒ　ｃｏｄｅ）を用いることができる。好まし い実施例においては、記号の各ブロックの各隅に１つずつの、４つの整列パター ンがある。以下に述べるような処理の単純化のために、４つの整列パターンを同 等にしであるが、原理的には、これらは互いに異なっていても良い。好ましい実 施例においては、整列パターンの各々は記号の７×７配列であり、記号のブロッ クは、整列パターンを含めて記号の７６Ｘ７６配列である。

ディジタル情報を表現する記号は、光学的に識別可能な記号の形式である。好ま しい実施例においては、記号で表現されるディジタル情報は２進値である。した がって、記号は、透明であるか不透明であるか、或いは、反射性であるか非反射 性であるかのような、２つの状態を具えるのみで良い。好ましい実施例において は、記号を、透過した光の量を感知することによって読み出すことができる。別 の実施例においては、記号を、記号で反射される光の量を感知することによって 読み出すことができる。すなわち、記号が光学的記憶媒体で搬送される形式を、 必要に応じて、反射光を感知できるように変更できる。

本発明の別の実施例においては、記号を種々の形式の位置特性と共に用いること ができる。例えば、磁気的感知構成によって異なる磁界方位を検出し、触覚感知 構成によって異なる高さを検出し、電気的感知構成によって導電性、静電容量、 又はインダクタンスの異なるレベルを検出し、光学的感知構成によって異なる色 及び形状を検出することができる。

原理的には、記号で、複数の位置特性を用いることによって、２進値以外のディ ジタル情報を表現することもできよう。例えば、各記号に、複数の透過又は反射 レベル、色又は形状、或いは、かかる特性の成る種の組み合わせの何れかを与え ることができる。

好ましい実施例においては、記号の各々はほぼ正方形である。映画フィルム用途 に対しては、解像度の問題に遭遇せずに高速度映画フィルム焼き付は技法を用い られるように、記号の寸法を十分に大きくすることが好ましい。好ましい実施例 においては、各正方形記号の辺縁は３２μｍ程度である。

好ましい実施例においては、記号を、等間隔の線を有する直交格子の間隙部分が 記号の中心によって決定されるように相互に配置している。他の実施例に関して は、記号の相対的位置はかかる形態には制約されない。

好ましい実施例においては、記号の各ブロックの中心部は、サウンドトラック又 は補助的情報を搬送しない１２×１２配列の記号である。中心部は、他のデータ 搬送目的、又は更なる整列パターンのために利用可能とするか、或いは、どのよ うな有用な情報の搬送にも用いられない区域として指定することもできる。

好ましい実施例においては、映画フィルムによってまた、２つの従来型ＳＶＡサ ウンドトラックも搬送される。

現存のアナログ・サウンドトラック位置は変更されないので、フィルムによって 、従来型アナログ・サウンドトラック情報と新しいディジタル・サウンドトラッ ク情報との両方を搬送することができる。したがって、この構成では、現存のア ナログ映画フィルム方式に対する完全な両立性が得られる。

これに替えて、記号を映画フィルムの両辺縁のスプロケット孔バーフォレーシッ ンの間に配置するか、更にまた、記号をスプロケット孔とフィルムの辺縁との間 にも配置することによって、ビット・レート削減に関する要件を低減、乃至は排 除し、系の多次元音響特性を増強する付加的信号を提供するか、乃至は、それ以 外の目的を提供することができる。更に代替的に、現存の映画フィルムのアナロ グ・サウンドトラックとの両立性を断念するとすれば、ディジタル情報を表現す る記号を、従来型アナログ・サウンドトラックで用いられていた区域の中に配置 することができる。この場合、記号を任意の都合の良い長さの１つ又はそれ以上 のブロックにグループ化することができる。これに加えて、もし望まれるならば 、周知の蛍光技法によって映画フィルム全体にわたって記号を搬送させることが できる。

本発明を実施する商品の提案においては、ディジタル情報によつて複数のサウン ドトラック・チャネルと補助的情報とが表現される。ディジタル情報は、左、中 央、右、左サラウンド、右サラウンドの５つの２０ｋＨｚ帯域のオーディオ・チ ャネルと、約１２５Ｈｚ帯域のサブ・ウーファ・チャネルと、１つが毎秒２４０ ０ビツト、もう１つが毎秒９６００ビツトのディジタル・データの２つの補助的 チャネルとから成ることが好ましい。オーディオ及びディジタル・チャネルは、 誤り検出・訂正、及びビット・レート低減又はデータ圧縮を含む処理の対象とな る。

上で言及したように、本発明は、好ましい実施例の用途、媒体、及び技法以外の 用途、媒体、及び技法にも適用できる。例えば、本発明を、静電気印加用トナー 又は磁気インクをそれぞれ用いることによって、光学的又は磁気的に識別可能な 記号を用いる紙からの情報を記憶、復元すべく利用することができる。テキスト 、音楽、音声、ビデオ・イメージ、又はディジタル・データのような大量の情報 を、紙の上に記憶し、普通の非干渉性光を用いて簡単かつ安価に読み出すことが できる。

図面の簡単な説明 図１は、従来型アナログ・サウンドトラックと、本発明によるディジタル情報を 搬送する記号のブロックとの両者を搬送する、記録済み３５ｍｍ映画フィルムの 図である。

図２は、図１のスプロケット孔及びアナログ・サウンドトラックの区域の一部の 拡大図である。

図３は、図２に類似の図である。

図４は、本発明によるディジタル情報を表現する記号の模範的ブロックを示す、 図３の一部を更に拡大した図である。

図５は、光学的記憶媒体上でディジタル情報を搬送する隣接の２つの非均質光学 透過特性の仮想図である。

図６は、本発明の好ましい実施例を組み込んだ映画フィルム・サウンドトラック 再生装置の機能ブロック図である。

図７は、市場流通映画フィルムの形式の記憶媒体と共に用いるための光学的セン サの好ましい実施例の概念図である。

図８は、本発明を含む映画フィルム・サウンドトラック再生装置のビデオ処理部 の機能ブロック図である。

図９は、本発明を含む映画フィルム・サウンドトラック再生装置のイメージ・プ ロセッサ部の機能ブロック図である。

図１０は、フィールドの２次元イメージ表現に関連するフィールド辺縁探索地域 を説明する概念図である。

図１１は、記号のブロックの中の記号に関する光学的サンプルの分布と、各記号 で表現される情報の２進値を決定できるしきい値とを示す仮想図である。

図１２は、本発明を含む映画フィルム・サウンドトラック再生装置のオーディオ 信号プロセッサ部の機能ブロック図である。

発明を実施するための望ましい形態 １．媒体 ここで図１を参照すると、ディジタル情報を表現する記号を搬送する記憶媒体が 、映画フィルム（シネマドグラフィック）２の形式で示されている。この図では ディジタル情報を表現する記号が付加されていること以外には従来型である３５ ｍｍ映画フィルムの形式での媒体の実施例を説明しているが、本発明の記憶媒体 の面は、７Ｑｍｍ映画フィルムを含む他のフィルム寸法及び方式に対して適用可 能であり、また、光学的記憶媒体を含む他の媒体に対しても適用可能である。

図２及び図３には、スプロケット孔パー７中レーシヲン４を含む映画フィルム２ の一部の詳細と、アナログの２つのＳＶＡ又は２重両縦方向性モノフォニック・ トラック６及び８と、記号のブロック１０とが示されている。

図３にはまた、画像区域１２も示されている。

図４には、２つのスプロケット孔パー７オレーシツン４の間の記号ブロック１０ を含む映画フィルム２の一部が一１詳細に示されている。アナログ・トラック８ の１つもまた示されている。

Ａ、データ・フィールドの配置と形態 記号のブロックは、等間隔に隔てられる線を有する直交格子の間隙を記号の中心 によって規定するような方法で互いに対して配置される、７６Ｘ７６配列の切れ 目のない正方形の光学的に透明及び不透明な記号から成る。

透明な記号によって２進値の１又はＯを表現し、不透明な記号によって逆の２進 値を表現することができる。当明細書の全体を通して、ディジタル情報を表現す る記号を「フィクセル（”ｆｉｘｅビ）」とも呼ぶが、これは「映画フィルム画 素じｆｉｌｍ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ’″）」という用語を縮めたも のである。

原理的に、フィクセルは、正方形である必要はなく、長方形、六角形、二角形、 円形、又はその他の形状でも良い。記号は切れ目なしである必要はなく、記号中 心で規定される格子は等間隔に隔てられる線を有する直交格子である必要はない 。しかし、上記の好ましい形態は、かなり高い記号の稠密度と、記号で表現され る情報を復元するのに比較的少ない処理しか要しない構造とを提供する頃合の折 衷案である。

各記号の光学的透過性は、区域全体にわたって均一であることが好ましい。不均 一な光学的特性を有する記号で２進値情報を表現することもまた可能である。図 ５は、隣接する３つの記号の中心を通る線に沿っての光学的透過性の特性を説明 する仮想図である。各記号に対する曲線は正弦波状である。この不均一な透明性 の重要性は、当業者にとっては、以下で論考する等化濾波の用法を理解した後に は分かり易いものとなろう。

各記号の寸法は、所与の区域の中に搬送することのできる記号の数と逆の関係に なる。他の総ての変化がない条件下では、ディジタル・データ・レートを記号の 寸法を縮小することによって増大できるが、記号の寸法を縮小するこきによって 、記号で表現されるディジタル情報を正確に決定する能力が損なわれる。例えば 、より小さな記号では、フィルムの焼き付は誤り、フィルムの使用に伴う磨耗や 裂けの損傷、及び光学的感知機構の焦点の不具合に対して一層脆弱になる。更に 、伝送される光レベルに基づく光学的感知機構に関しては、使用可能な最小記号 寸法は記号の辺縁での回折効果によって制約される。

３５ｍｍ映画フィルムに関しては、各正方形フイクセルの辺の好ま１．い長さは 約３２μｍである。したがって、７６Ｘ７６配列のフイクセル（記号のブロック ）の寸法は約９６ミル（約２４３８．４μｍ）である。インターパー７区域の中 のフイクセルの各ブロックは、２つの至近の２つのスプロケット孔パーフｔレー シヲンから等間隔に配置され、スプロケット孔パー７オレーシツンに対して水平 方向に中心合わせされ、整列される。

３５ｍｍ映画フィルムのスプロケット孔の標準的な水平方向幅は、１１０ミル（ 約２７９４μｍ）である。したがって、フィルムの長さ方向に対して直角方向の インターパーフの幅は１１０ミルである。７ミル（約１７８μｍ）幅の２つの不 透明な保護帯によって、９６ミル（約２４３８．４μｍ）幅のフイクセルのブロ ックの各々とインターパー７区域の左右境界との間の区域が占められる。

３５ｍｍ映画フィルムのスプロケット孔間の標準的な垂直方向間隔は１０９ミル （約２７６９μｍ）である。

したがって、フィルムの長さに沿ってのインターパー７区域の高さは１０９ミル である。６．５ミル（約１６５μｍ）＃＠の２つの不透明な保護帯によって、９ ６ミル（２４３８μｍ）の高さのフイクセルのブロックの各々と隣接する２つの スプロケット孔バーフ中し−シヲンとの間の区域が占められる。

記号のブロックの位置は本発明にとっては重要ではないが、記号のブロックをイ ンターパーツ区域の中に配置することによってこそ、古いアナログ・サウンドト ラックのみを利用する映画フィルム装置に対しての両立性が得られる。その結果 、アナログ及びディジタルの両方を具える単一在庫の映画フィルムが可能になる 。

７０ｍｍ映画フィルムに関しては一般的な構成は同様である。何故ならば、スプ ロケット孔／ぐ−フオレーシツン及びパーフｔレージリン間隔は同一であるから である。

しかし、７０　ｍ　ｍ映画フィルムでは、アナログ・サウンドトラックの代わり に、アナログ・サウンドトラックの情報を搬送する磁気ストライプを利用してお り、これらの磁気ストライプは３５ｍｍ映画フィルムのアナログ・トラックとは 別の場所に配置されている。

インターパー７の中でのフイクセルの完全な配列を、当明細書では時に、記号の ブロック、又は［フィールド（″ｆｉｅｌｄ＠）　Ｊと呼ぶ。

Ｂ、整列基準 好ましい実施例において、各ブロックの中の記号は、等間隔に隔てられる締を有 する直交格子の中間部をフィクセルの中心で規定するような方法で光学的記憶媒 体に適用される。かくして、フィクセルは互いに対して既知の精密な物理的位置 を具える。したがって、各記号の精密な中心を捜し出す際に助けとなることので きる１つ又はそれ以上の基準を確定することが可能である。すなわち、基準は、 フィールドに対して外在的であっても、或いは、フィールド内の１つ又はそれ以 上の記号から構成されても良い。これらの基準を、当明細書では、［整列パター ン　（＠ａｌｉｇｎ■ｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ”）　Ｊと呼ぶ。整列パターンは 本発明を実施するのに必要ではないが、整列パターンによって、記号を捜し出す のに必要な処理量が大幅に削減される。

整列パターンは、フィクセルの各ブロックの４隅の各々に配置することができる 。特定の用途、媒体で搬送されるデータの密度、及び記号復元装置の処理能力に よっては、４つよりも少ない整列パターンでも機能する。これに替えて、フィク セルのブロックの辺縁に隣接する不透明な保護帯を、記号を捜し出し、記号のデ ィジタル値を決定する際の助けとして用いることができる。

上で言及したように、各ブロック又はフイクセルのブロックの中心部を、他のデ ータを搬送する目的か、更なる整列パターンのためか、若しくは、如何なる情報 をも搬送しないように温存して置いても良い。好ましい実施例においては、１２ Ｘ１２の記号配列区域は、サウンドトラック若しくは補助的情報を表現せず、将 来の用途のために温存される。図に示されている実施例においては、ディジタル 情報ブロックの中心の１２Ｘ１２フィクセル区域によって、ドルビー・ラボラト リーズ・ライセンシング社の登録商標、［ダブルＤ　（’Ｄｏｕｂｌｅ　Ｄ”） 」記号が表されている。これは図４で一番はっきりと分かる。

もし整列パターンを用いるのであれば、１つ又はそれ以上の整列パターンの各々 は、良好な自動相関特性を有するフィクセルの配列から構成されるべきである。

好ましい実施例においては、７ｘ７配列を用いている。整列パターンの自動相関 特性は、パターンが自身に合致しない際には低い自動相関値を生じるようになっ ている。交互乗算７ビツト・バーカー符号（１１１００１０２’）によって望ま しい自動相関特性は満足される。もし１つを超える整列パターンを用いるのであ れば、総ての整列パターンに同一のフィクセルの配列を含ませ、整列パターンを 総てフィクセルのブロックの各隅に配置することが好ましい。好ましい実施例に おいては、不透明なフイクセルの帯を整列パターンの２つの内側辺縁に配置して いるので、整列パターン及び不透明なフイクセルの帯によって８Ｘ８配列が形成 される。

Ｃ，バイトの形態 好ましい実施例では、誤り検出・訂正符号（ＥＤＣ）の使用を可能にすべく、各 フールドの中のフイクセルで表現される２進値データを８ピツトのバイトにグル ープ化している。誤りの訂正を支援するために、各バイトの規模は、引っ掻き傷 や汚れのようなフィルム表面の欠陥によって影響されるバイトの数を最小化すべ く選ばれる。

したがって、バイトを構成するフィクセルは可能な限り正方形の区域に形成され る。これにより、区域を、２Ｘ４フイクセル、或いは４×２フイクセルの何れか の配列で構成することが指示される。２進値デイジタル情報の８ビツトのバイト の各々は、フィルム上で２Ｘ４配列のフィクセルに形成されるフイクセル、すな わち、フィルムに直角な２つの水平方向のフイクセルとフィルムの長さに沿った ４つの垂直方向のフイクセルとに構成されるフィクセルで表現されることが好ま しい。かくして、フィクセルのフィールド又はブロックの各々は、フィールドの 幅を横切る３８バイトのディジタル情報と、フィールドの長さ方向への１９バイ トのディジタル情報とを表現する記号を具える。

映画フィルムに関しては、２Ｘ４配列の方が４×２配列よりも好ましい。何故な らば、引っ掻き傷は、映画フィルムの動きの方向に沿っていることが多いからで ある。

２×４フイクセルの寸法を具えるバイトは、他の如何なる寸法を具えるバイトよ りも引っ掻き傷の総てが含まれる可能性が小さい。

他の用途に関しては、映画フィルム用途で具える寸法とは異なる寸法を具える２ 次元区域に記号をグループ化することが好ましかろう。２次元区域の形状は、誤 りの原因となる現象で影響を受ける区域の数を最小化すべく選ばれなければなら ない。

ディジタル情報は、符号化後、記号のブロックに透明又は不透明の大きな区域が 含まれ難いように、フィルムの上に記号と１．て適用される前に無作為化しても 良い。

したがって、透明又は不透明記号の大きな区域が発生することは、殆どの場合、 大きな表面欠陥を示すことになるであろう。

■、装置 図６は、本発明の実施例を組み入れた映画フィルム再生装置の高次の機能概念図 である。光学的センサ１００によって、光学的記憶媒体で搬送される２次元符号 化情報が光学的に走査され、これに応答してビデオ信号が生成される。ビデオ・ プロセッサ１２０によって、光学的センサ１００の走査速度が制御され、２次元 イメージ表現を形成するディジタル信号がビデオ信号に応答して生成される。イ メージ・プロセッサ１４０によって、解像度を向上させるべく２次元イメージ表 現が濾波され、光学的記憶媒体で搬送される光学的符号化情報の値に相当するデ ィジタル情報が生成される。オーディオ信号プロセッサ１６０によって、ディジ タル情報がオーディオ表現のための電気信号に復号される。

Ａ、光学的センサ 図７は、光学的記憶媒体で搬送される記号をオーバーサンプリングするための装 置の一部を含む光学的センサ１００の好ましい実施例の概念図である。透明及び 不透明フィクセルのブロックの光学的特性は、透過的に読み出される。媒体を照 射するには拡散光を用いることが好ましい。すなわち、拡散光では、引っ掻き傷 を目立たなくさせる傾向のある低いコントラスト比が得られる。

離れて配置された広いスペクトルの白光源２０は例えば７５Ｗのハロゲン白熱ラ ンプで良いが、これにより、赤外＃（ＩＲ）阻止フィルタ２２、光管２４、及び 拡散板２６を経て、映画フィルム２の１つの辺縁に対する照明が与えられる。光 管２４はファイバ・オプティック束で良い。もしファイバ・オプティック束が非 コヒーレントであれば、ファイバ・オプティック束自体によって拡散機能が与え られ、別の拡散装置は必要ないかもしれない。ＴＲ阻止フィルタ２２はファイバ ・オプティック束のランプ側端に配置され、拡散板２６はファイバ・オプティッ ク束のフィルム側端に配置される。したがって、拡散光によって、ディジタル情 報を表現する記号のブロックを間に搬送するフィルムのスプロケット孔パー７ル −シツンの領域の中の映画フィルム２の１つの側が照明される。レンズ装置２８ は、５１２画素［ピクセル（’ｐｉｘｅ＋”）　］の線形電荷結合素子（ＣＣＤ ）配列３０のような光学的感知装置上にイメージを光学的に焦点を結ばせるべく 、フィルムの反対側に接して配置される。

５１２画素の線形ＣＣＤ配が好ましい。何故ならば、２５６画素のＣＣＤ配列で は十分に高いサンプリング・レートが得られず、１０２４画素のＣＣＤ配列では 系の中の他の構成要素に対してデータ・レートが高過ぎるからである。理論的に は、一層高いデータ・レートを取り扱う実際の構成要素が利用可能であると仮定 すれば、１０２４画素、或いは更に大規模のＣＣＤ配列が望ましい。

別の要因としては、５１２画素装置のための走査レートでは普通のビデオ用途の ために設計されるＣＣＤ及びアナログ・ディジクル変換器（Ａ　Ｄ　Ｃ）を利用 できるので、非常に高価なＣＣｒ）及びＡＤＣを用いる必要がないことが挙げら れる。

好適なＣＣＤ配列の１つとして、カナダ、オンタリオ州つを一タルウのダルサ社 （Ｄａｌｓａ　Ｔｎｃ、　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｌｏｏ。

０ｎｔａｒ４ａ、　Ｃａｎａｄａ）　製のＣＬ−Ｃａ−０５１２型光学走査装置 がある。類似の装置、すなわちダルサ社ｒ　Ｌ−Ｃ２−０５１２型について、国 際光学技術学会５ＰＩＥ進捗誌第１１０７巻１０５ページから１１６ページまで のブライアン・Ｃ・トウーディらによる論文、［走査用途のための超高速ＣＯＤ イメージ・センサＪ　（’ＵｌｔｒａＨ４ｇｈ　５ｐｅｅｄ　ＣＣＤ　Ｔｍａｇ ｅ　５ｅｎｓｏｒｓ　ｆｏｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ａｐｐｌｉ−ｅａｔｊｏｎｓ ”、　ｂｙ　Ｂｒ１ａｎ　Ｃ，Ｄｏｏｄｙ　ｅｔ　ａｌ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｓｏｆ　ｔｈｅ　５ＰＴＥ−Ｔｈｅ　Ｔｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　５ｏｃｉｅ ｔｙ　ｆｏｒ　０ｐｔｆ−ｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　ｖｏｌ、１１０ ？、　ｐｐ、　１０５−１１６）の中に叙述されている。

これらの製品の違いは主としてホトボディの高さが異なることであるが、好まし いＣＬ　−Ｃ３−０５１２型では高さはその幅とほぼ同じである。

上記のダルサ社のＣＬ−Ｃａ−０５１２型のような幾つかのセンサでは、ＣＣＤ 配列を漂遊光から遮断するために水平方向の小溝３２が必要である。１つの実施 例においては、約５０ミル（約１．２７ｍｍ）の高さを有する小溝が、映画フィ ルム２と拡散板、若しくはもし拡散板が用いられないとすればファイバ・オプテ ィック束との間に配置される。小溝の高さは重要ではない。

線形ＣＣｒ）配列は比較的安価、小型かつ頑強である点から好ましいが、原理的 には、走査レート及び解像力の要件を満足すれば他の光学的スキャナを用いるこ ともできる。例えば、光学的感知装置は、２次元ＣＣＤ配列、若しくはイメージ ・オルシコン管でも良い。もし２次元感知機構を用いるのであれば、映画フィル ムを感知領域の中で、例えば２次ゼネバ引下げ機構によって、相対的に静止状態 で支持しなければならない。さもなければ、非常に高い走査レートを用いなけれ ばならない。これに替えて、フライイング・スポット装置を用いることもできる 。本発明では、各フィールドの２次元表現を誘導することのできるあらゆるオー バーサンプリング装置をも予想している。

図７を参照すると、映画フィルム２は従来型の装置によって、光透明及び不透明 領域を通って矢印で示される方向に輸送される。線形ＣＣＤ配列３０は、水平に 取り付けられ、これによりフィルム進行方向に直角な線に沿って光学的にサンプ リングが行われる。単純化のために、この概念図では、フィルムを輸送するため の装置も、装置の種々の構成部品を取り付けるための装置も示されていない。

１、光学的オーバーサンプリング 本発明の際立った面は、記憶媒体を２次元でオーバーサンプリングすることであ る。映画フィルム用途での好ましい実施例に関しては、フィルムは、１つを超え るＣＣＤ素子又は画素の上に各記号又はフィクセルのイメージを結ばせることに よって光学的に水平方向にオーバーサンプリングされ、フィルムがＣＣＤ配列に 対して垂直方向に動くにつれて１フイクセル当たり１回又はそれ以上、フィルム を走査するか、或いはＣＣＤ配列を読み出すことによって光学的に垂直方向にオ ーバーサンプリングされる。水平方向の光学的サンプリング・レートは、フィク セルの寸法と、光学的な倍率と、ＣＣＤ配列の画素寸法との関数である。垂直方 向の光学的サンプリング・レートは、フィクセルの寸法と、垂直方向のフィルム 速度と、ＣＣＤ＃ｓ走査レートとの関数である。

最初に水平方向の光学的オーバーサンプリングに目を向けると、本発明の好まし い実施例における正方形フイクセルの各々は各辺縁に沿って約３２．μｍである 。前述のダルサ社の好ましい線形ＣＣＤ配列の各画素は１３μｍの幅と高さを有 するが、画素中心は１４μｍ隔たっている。好ましい実施例においては、ｆ４の レンズ装置によってフィルムの面で画素が約５．６μｍの幅でイメージを結ぶ。

したがって、ＣＣＤ配列の約５つ乃至６つの画素によって３２ｕｍのフィルムの フィクセルが読み出され、■フィクセル当たりほぼ５，７光学サンプルの水平方 向の光学的サンプリング・レートが得られる。レンズ装置を適切に変更すること により、別の画素幅を有するＣＣＤ配列によって各フイクセルを同様な数の画素 で読み出すようにもできる。

本発明においては、特定のフイクセルとＣＣＤ配列画素との間の固定的な関係に 関する要件は一切ない。本発明の実施例においては、例えば、映画フィルムがレ ンズ装置を通り過ぎて輸送される際に、記号のブロックの中の特定のフィクセル の水平方向位置はＣＣＤ配列の同一画素で読み出される必要はない。実際の場面 では、フィルムの水平方向のうねりがあるため、特定のフイクセルの位置はＣＣ Ｄ配列の同一画素で読み出されることはない。

フィルムの大きなうねりの量は、フィルムが水平方向に移動してもしかもなお光 学的感知装置の感知範囲又は視野のフィールド内に収まるように、最後のＣＣＤ 配列でオーバースキャニングを行うことによって許容される。

好ましい実施例においては、７６フイクセル幅の各記号ブロックのイメージは、 ＣＣＤ配列の５１２画素の４３１画素の上にしか投影されない。光学的センサを 装着する際に、線形ＣＣＤ配列は、フィクセル・ブロックの平均的なイメージが 中央の４３１画素の上に投影されるように、配置されなければならない。もし映 写機の中で光学的センサがアナログ・トラック続出し機構と同じ場所に取り付け られるのであれば、単一の１０２４画素線形ＣＣＤＣＣＤ用いてディジタル情報 フィールドとアナログ・トラックの両方を走査することができる。

「オーバースキャニング」とは記号のブロックの境界を超えてフィルムを走査す ることであるが、これを、ナイキストのサンプリング・レートよりも高いレート でサンプルを採ることである［オーバーサンプリング」と混同してはならない。

フィルムの動きの結果としてフイクセルの線にはＣＣＤ配列に対しての軽度のス キューがあり得るが、かかるスキューを、ＣＣＤ配列の位置をスキューさせるこ とによって補償する必要はない。これは、ディジタル情報が、以下に更に述べる ように、２次元イメージ表現を誘導することによってフィルムから復元されるか らである。本発明の実際的な実施例においては、実質的に１５度までの方位角誤 差が許容される。原理的には、もし復元装置が十分な処理能力を具えているなら ば、非常に大きな方位角整列誤差を許容することができる。

ここで垂直方向のオーバーサンプリングに目を向けると、アメリカ合衆国での映 画フィルムの垂直方向速度は、毎秒２４フレーム又は毎秒４５０ｍｍである。好 ましい実施例においては、フィクセルは各連線に沿って３２μｍであるので、フ ィルム上のディジタル情報は垂直方向に毎秒的１４，３００フイクセルの速度で 移動する。この速度では、約４ＱｋＨｚの公称ＣＣＤ線走査速度によってフィク セル当たり２．８光学的サンプルの光学的垂直サンプリング・レートが得られ、 光学的エーリアシングは許容できる程度に低くなる。光学的垂直サンプリング・ レート及び光学的エーリアシングは、画素対フイクセルの相対的アパーチュアで 生じるフィルク効果とＣＯＤ！ｌ走査連関との間の相互作用の関数である。

好ましい実施例においては、フイクセル寸法の選び方、光学的倍率、及びＣＣＤ 配列の画素寸法によって、フイクセル当たり約５．７光学的サンプルの水平方向 サンプリング・レートが生じる。フィクセル寸法、垂直方向フィルム速度、及び 公称ＣＣＤ線走査速度の選び方によって、フィクセル当たり２．８の垂直方向光 学的サンプリング・レートが生じる。垂直方向光学的サンプリング・レーｉ・は 、水平方向サンプリング・レート程には高くする必要はない。何故ならば、垂直 方向のフィルムの動きによって、フイクセルに「スミア」、或いは引伸しを生じ させたりする傾向があることによって、高調波情報成分が低減されるからである 。

映画フィルム２は、毎秒２４フレーム又はそれに近い速度で感知領域を通して連 続的に輸送される。フィルムの連続的な動きにＣＣＤ配列の走査が協働して、装 置で必要な走査の２つの方向の１つが与えられる。公称ＣＣＤ線走査連関は約４ 　Ｑ　ｋ　Ｈｚであるが、正確な走査速度は垂直方向フィルム速度の短期間及び 長期間変動に密接に追随すべく変動する。かくして、本発明では、古い映写機を 含めて現時点で使用されている映画フィルム映写機で遭遇する可能性のある総て の短期間及び長期間速度変動が実質的に許容される。本発明のこの面については 、以下で更に詳細に叙述する。

２、光学的センサの位置 原理的に、映写機の画像投射区域の中のフイクセルのブロックを走査若しくは読 み出すべく、本発明の代替的な実施例を組み込んだ映画フィルム・サウンドトラ ック再生装置を適応させることができるが、或いは、ゼネＩく引き落とし機構を 備えてフイクセルの各フィールド又はブロックを読み出す際に一瞬停止させても 良い。この場合、２次元センサが必要になる。もし本発明を記憶媒体が移動しな い他の環境で用いるのであれば、媒体を感知装置に対して移動させる要件を避け るために、２次元ＣＣＤ配列、又はその他の２次元感知装置が好ましい。

アナログ・サウンドトラックは映画フィルム映写機の従来の位置で読み出されな ければならない。アナログ・サウンドトラックは３５ｍｍ系では画僚に対して約 ２４フレーム進んでいる。ディジタル・サウンドトラックのためのセンサの位置 の選び方には一層柔軟性がある。何故ならば、ディジタル領域中では時間遅延の 補償が容易に実施できるからである。したがって、フィルム上で、ディジタル・ サウンドトラック情報を表現する記号をアナログ・トラックに対して４フレーム 乃至はそれ以上、すなわち画像に対して２８フレーム進めて記録することによっ て、ディジタル−サウンドトラック用センサを従来型映写機の読出し機構の場所 から上流方向のどのような位置にでも物理的に配置することが可能になる。費用 を低減し、系を単純化するために、ディジクル情報センサは、映画フィルム映写 機の中のアナログ・トラックが読み出される場所に近い位置にあることが好まし い。ディジタル情報を処理、復号する際のアナログ情報に対する時間遅延は実質 的には瞬間に過ぎないが、もしディジタル情報及びアナログ・サウンドトラック が映写機の中の同じ位置で読み出されるのであれば、この時間遅延の観点から、 ディジタル情報をアナログ情報に対して時間的に少々進めることが必要である。

ディジタル情報の相対的タイミング関係は、１）ディジタル・サウンドトラック 再生の過剰な誤り又は汚染が生じた場合に再生系をディジタルからアナログ−サ ウンドトラックに切り替えることができ、２）ディジタル・サウンドトラックに 不都合な影響を及ぼすことなくフィルムを繋ぎ合わせることができるように最適 化されていることが好ましい。

もしディジタル及びアナログ・サウンドトラックに関する続出し位置が同じ場所 であるならば、フィルム上のディジタル及びアナログ・サウンドトラック領域の 両方を横切って走査し、情報をそれぞれディジタル及びアナログ処理回路に向け る、単一の線形配列を用いることができる。これに替えて、もしディジタル及び アナログの読出しが異なる場所で行われるか、或いはたとえ読出しが実質的に同 じ場所で行われるとしても、別々の続出し装置又は感知装置を用いても良い。ま た、映写機の上にあるいわゆる［ベントハウス　（”ｐｅｎｔｈｏｕｓｅ’）　 Ｊの中のディジタル・センサを、７０ｍｍサウンドトラックが読み出される領域 中に配置することも可能である。系が７Ｑｍｍ映画フィルムと共に用いられる際 には、ディジタル読出し装置を７０ｍｍ磁気続出し映写機ベントハウスの中のア ナログ磁気再生ヘッドの近辺に配置することが好ましい。

もしディジタル読出し区域がアナログトラックを読み出す場所と同じ若しくはそ の近くの場所に配置されるのであれば、付加的なフィルム取扱い機構は不要とな る。

もし３５ｍｍ映写機のためのディジタル続出し区域がベントハウスの中に配置さ れるのであれば、フィルムを通しての光の伝送の方向に直角な面の中の読出し場 所でフィルムが実質的に安定であるようにする、付加的なフィルム取扱い機構が 必要である。かかる輸送機構は当業界では周知であるが、１つの好適な輸送装置 としては、インディアナポリスのパワード・Ｗ・サムズ社１９６９年版の、パワ ード・トレメーンによるオーディオ・サイクロペディア第２４（Ａｕｄｉｏ　Ｃ ｙｃｏｐｅｄｊａ、　２ｄ　ｅｄ、、　ｂｙ　Ｒｏｗ−ａｒｄ　Ｔｒｅｍａｊｎ ｅ、Ｒｏｖａｒｄ　１．　Ｓａｗｓ　Ｉｒ　Ｃｏ、、　Ｔｎｄｊａｎａｐｏｌｊ ｓ＋９６９）の中に叙述されているデービス・タイドループ輸送機構　（Ｄａｖ ｊｓ　ｔｉｇｈｔ−１ｏｏｐ　ｔｒａｎＦｌｐｏｒｔ）の１種がある。

これについては、とりわけ、この文献の９１３ページの図１８から図２８Ａまで と関連する文章を参照のこと。

従来型のアナログ・サウンドトラックを読み出すためのフライホイールよりも小 さなフライホイールが必要である可能性がある。フィルムが読出し区域にある間 実買的に１つの市内にあることが好ましいが、本発明を実施する装置では、ＣＣ Ｔ）イメージ化光学系のフィールドに比較的広い深度を備えることによって、フ ィルムの変動を比較的許容することができる。プレーナーなしフィルム読出し機 構で生じるその他の歪みは、本発明での、記号を復元し、記号で表現されるディ ジタル値を決定する方法によって本来的に調停される。

Ｂ、ビデオ・プロセッサ 図８は、線形ＣＣＤ配列３０と本発明の実施例のビデオ・プロセッサ１２０との 相互接続を示す機能ブロック図である。線形ＣＣＤ配列３０の出力、すなわち光 学的センサ１００の出力は、ビデオ様のパルス振幅変調アナログ信号である。こ の信号はエーリアラング排除用低域通過フィルタ４０を通過し、信号の黒レベル は、テレビジラン信号に関してテレビジラン受信機で行われるクランピングと同 じ方法で、各走査ごとにＴ）Ｃクランプ４２の中で直流にクランプされる。ＣＣ Ｄ配列は、各走査の終りで黒レベル信号を与えるために、クロック同期周期より も高い周期で同期されなければならない。クランプされたビデオ信号は、線形Ｃ ＣＤ配列３０によって与えられる光学的サンプルを電気的に標本化する８ビツト のＡＤＣ４４に受け渡される。ＡＤＣ４４で生成される８ビツトのサンプルは、 等速呼出記憶装置（ＲＡＭ）５２の中に記憶される。フィルムの動きと共に取り 出される線形ＣＣＴ）配列３０の走査と、Ａｒ）Ｃ４４による電気的標本化とに よって、光学的記憶媒体で書道される記号の２次元でのイメージ表現のオーバー サンプリングされたディジタル信号がＲＡＭ５２の中に備えられる。

光学的サンプルのＡＤＣ４４による電気的標本化又は再標本化は、光学的サンプ ルをその後のディジタル領域中での処理に適する形式に変換するための実際的な 要件である。ＡＤＣ４４からの電気的標本化ログの光学的標本化情報がディジタ ル処理に適する８ビツト・バイトの２５・６の離散レベルきして表現される。

上で言及したように、原理的には、２次元イメージ表現の誘導、及び記号のディ ジタル値の復元を、恐らく大幅に複雑となり費用も上がるが、全面的或いは部分 的にアナログ領域中で行うことができる。アナログ処理では、光学的サンプルが 、例えばＣＣＤ配列に拠って行われるように、電気的に表現されると仮定すれば 、光学的サンプルの再標本化を全く必要としないであろう。

上で簡単に言及したように、線形ＣＣＤ配列３０の線走査速度は、光学的走査で フィルム速度の短期間及び長期間変動が許容されるように、映画フィルム２の垂 直方向の速度の変動に従って変化する。フィルムの垂直方向速度の尺度は、線形 ＣＣＤ配列３０で生成されるビデオ様の信号から入手可能である。この信号の優 勢な低い周波数成分は、完全に透過性の交互するスプロケット・バー７オレーシ ツンと、それ程透過性ではないインターバー７区域とを通過する光とに応答して 生成される、公称９５Ｈｚの信号である。この優勢な低い周波数成分は、映画フ ィルム２の現状の垂直方向速度の直接的尺変七なる。

棒形ＣＣＤ配列３０の走査速度と、映画フィルム速度に追随するためのＡＤＣ４ ４のクロック速度との因となる可変又はプログラム化可能なりロック機構は、帯 域通過フィルタ４６、位相同期回路（Ｐ　Ｌ　Ｌ　）比較器４８、及び周波数分 割器５０によって得られる。帯域通過フィルタ４６は、３５ｍｍフィルムの公称 ９５　Ｈｚのインターパーツ・レートを中心たする約１００　Ｈｚの帯域を有す る。フィルタのこの帯域及び中心周波数は、７０ｍｍフィルムに関しては５／４ に逓倍される。Ｐ　Ｌ　１．比較器４８によって、帯域通過フィルタ４６からの 公称９６Ｈ２の信号が、Ｐ　１．　Ｉ、比較器４８の公称１１ＭＨｚの出力を周 波数分割器５０で分割した周波数から誘導される９５　Ｈｚの基準信号と共に受 け取られる。Ｐ　Ｉ−１，比較器４８の公称１１ＭＨｚの出力は、クロック同期 信号として線形ＣＣｒ）配列３０とＡＤＣ４４とに対して印加される。

かくして、ＣＣＴ）配列及びＡＤＣの走査速度は映画フィルム映写機のフィルム 連関の変動に密接に追随する。

公称１．ＩＭＨｚのクロックは好ましい実施例で用いられるダルサ社製の特定の ＣＣＤ配列に適用されているが、実効的な画素クロックは実際には公称２２ＭＨ ｚである。

これは、この特定の５１２素子ＣＣＩ）配列が、インターリーブされた２つの２ ５６素子装置として構成されており、サンプルが２つの別の出力として同時に生 成されるからである。１つの出力チャネルはサンプル時間の半分だけ遅延してい なければならない。したがって、単一の５１２素子ＣＣＩ）配列が１１ＭＨｚで クロック同期されようと、或いは、インターリーブされた２つの２５６素子ＣＣ Ｄ配列が２２　Ｍ　Ｈｚでクロック同期されようと、ＣＣＤの線走査速度は約４ ０ｋＨｚである。以上は特定のＣＣＤ配列についての詳細であるが、これは本発 明の特徴でも要件でもない。ダルサ社製の特定のＣＣＤ配列を用いる好ましい実 施例では、インターリーブされた２つの装置の各々は、２７２画素に関してＤＣ クランプ４２のための黒レベルを得るべくクロック同期される。

プログラム化可能な同一のクロックで線形ＣＣＩ）配列３０及びＡＤＣ４４をク ロック同期することによって、それぞれの標本化機能が互いに同期して動作し、 これにより、さもなければ非同期動作で生じ得るような望ましくない人工物の生 成が抑制される。

線形ＣＣＤ配列３０から受け取られる１走査線当たり５１２の光学的サンプルが Ａｒ）Ｃ４４によって１走査線当たり２５６の電気的サンプルに変換乃至は再標 本化されることにより、水平方向でのオーバーサンプリングは半分に低減される 。垂直方向でのオーバーサンプリングはＡＤＣ４４によっては低減されない。か くして、水平及び垂直方向の実効的なオーバーサンプリングは１フイクセル当た り約２．８サンプルとなる。

電気的再横水化によって、２次元の光学的オーバーサンプリング・レートが、記 号で表現されるディジタル値を望ましい精度に決定できない程に劣化されてはな らない。理想的には、ＡＤＣ４４をより高い速度で動作させられるが、系の下流 にある実際のハードウェアの制約の観点から、ＡＴ）Ｃ４４の出力は制約される 必要がある。

例えば、本発明の１つの実施例において使用されるディフタル信号処理用チップ は、チップでアドレスできるＲＡＭの量で制約される。もしＡＤＣ４４を高過ぎ る速度で動作させると、フィクセルの各ブロックのために生成されるサンプルの 数がこのＲＡＭの制約量を超えることになる。

低いオーバーサンプリング速度によって、関連の、しかし独特の問題、すなわち 、１）採られるサンプルの数の観点から、復元されたイメージ表現の解像度が不 十分となり、２）低い標本化速度で必要なエーリアラング排除用低域フィルタの 遮断周波数が余りに低くなるので、復元されたイメージ表現が記号間妨害によっ て劣化する問題が生じる。

ＡＤＣ４４を１走査線当たり２５６の標本化速度で動作させることにより、エー リアラング排除用低域フィルタの遮断周波数は、記号間妨害が過剰になる程には 低くならない。記号間妨害はそれ自体、逆向きのライクセル間の「スミア」又は リンギングとして顕れる。記号間妨害又はスミアが過剰でないと言える状態は、 望ましい解像度へのイメージの再構築、すなわち解像度の増強が比較的短い再構 築フィルタのみを用いて可能であるということを意味する。

Ｃ，イメージ・プロセッサ 図９は、イメージ・プロセッサ１４０の好ましい実施例を示す機能ブロック図で ある。イメージ・プロセッサ１４０によって、ＲＡＭ５２の中に記憶されるイメ ージ表現の解像度が改善され、光学的記憶媒体で搬送される光学的に符号化され た情報の値に相当するディジタル情報が生成される。イメージ表現内の１つ又は それ以上の整列パターンの位置がパターン整列６０で決定されることにより、再 構築フィルタ６２で［アップサンプリングじｕｐｓａ腸ｐｌｅｄ”）」されなけ ればならないイメージ表現内の区域を制約することで、処理要件が低減される。

適応等化６４によって、イメージ表現が更に濾波されて、記号間妨害の影響が低 減される。適応しきい値６６によって、イメージ表現内のディジタル情報に相当 する２進値が生成される。上述の光学的記憶媒体の好ましい実施例に関しては、 各透明記号に応答して１が生成され、各不透明記号に応答して０が生成される。

誤り検出・訂正（Ｅ　Ｄ　Ｃ）装置６８によって、２進値の中に検出される訂正 可能な誤りが訂正される。

上述の映画フィルムの好ましい実施例を組み込んだ用途に関しては、ＡＤＣ４４ の出力は、映画フィルムのインターパー７区域中のフィールドの構成に起因して 、ブロックの不均一な流れ、若しくはディジタル・データのバーストを生じる。

バーストの衝撃周期は約５０％である。何故ならば、フィクセルの各フィールド 又はブロックは、垂直方向の寸法がフィールドの垂直方向の高さとほぼ同じであ るスプロケット・パーフォレーンｑン孔によって次のフィールドから分離される からである。

ＡＤＣ４４からのディノタル―データ出力によって、記号を２次元でオーバーサ ンプリングすることで生じる記号のアナログ・サンプルが表現される。イメージ ・プロセッサ１４０で実行される関数のタイミングは、光学的センサ１００のタ イミングに従う。ディジタル・データの不均一な流れで生じる系のタイミングへ の特別な考慮については以下で更に詳細に論考する。

好ましい実施例みおいては、再構築フィルタ６２によって、ビデオ・プロセッサ １２０で生成されるイメージ表現に対して２次元フィルタが適用されて、光学的 記憶媒体で搬送される記号のイメージ表現の解像度が改善される。２次元の濾波 は、当明細書では時に「アップサンプリング」と呼ぶが、再構築濾波又はイメー ジ増強の性質を具えている。

好ましい実施例においてはまた、適応等化６４によって、アップサンプリングさ れたイメージを適応的線２次元フィルタで濾波することにより記号間妨害が低減 され、適応しきい値６６によって、等化されたイメージに応答してフィクセルの ２進値表現が生成される。適応等化６４及び適応しきい値６６の出力は、等化フ ィルタ係数を適応させるべく用いられる。適応しきい値６６によって、適応等化 ６４の出力の統計的特性に応答してしきい値レベルが適応される。適応的等化及 び適応的しきいの両方共、以下で更に詳細に叙述する。

解像度を上げるための再構築濾波を行い、記号間妨害を低減するための等化成波 を行うことについての処理要件は、記号をオーバーサンプリングする量と逆の関 係になる。十分に高い速度でのオーバーサンプリングによって、解像度及び記号 間妨害の問題が低減されるか、或いは除去される。実際の系においては、電子光 学的及び電子的装置の費用と利用可能性により、系の設Ｍ４者には、オーバーサ ンプリングの量と記号復元及びイメージ増強との釣り合いを取ることが要求され る。

たとえ光学的センサ１００及びビデオ・プロセッサ１２０を当明細書で述べた標 本化速度よりも高い標本化連関で動作させるとしても、２次元イメージ表現を平 滑化し増強する成る種の２次元浦波を行うことは依然有利である。ディジタル領 域の中では２次元濾波が最も経済的に実行されるが、これをアナログ領域の中で 実行することもできる。もし２次元浦波をディジタル領域の中で実行するとすれ ば、本発明の好ましい実施例においては２つの相互乗算１次元フィルタを適用す ることによって達成する。

記号の中心によって単直交パターンが規定される記号を搬送する記憶媒体を用い る代替的実施例のためは、更に複雑な２次元フィルタが必要となり得る。かかる フィルタは、例えばハネカム・パターンに配列される記号の配列からディジタル 情報を復元するのに必要となる。

実際的な実施例においては、現状で利用可能なディジタル信号処理（、Ｉ）　Ｓ 　Ｐ　）チップで十分に費用効率性の高い処理能力を得るために、数組のＲＡＭ 及びｒ）ＳＰチップによって記憶及び処理装置を作り上げている。現状で利用可 能なディジタル信号処理用ハードウェアに基づいて、好ましいＤＳＰ用チップは 、パイプライン構造で用いられるモトローラ社製の５６００１型ディジタル信号 プロセッサである。各々には、ＲＯＭと、プロセッサーチップの３つのアドレス の各々に対するＲＡＭと、外部入出力に対するインターフェースとが具えられて いる。

ｆｆｆｉのＤＳＰ−ＲＯＭ−ＲＡＭの組合わせの各々を系のために包括的に構成 して、１つの形式の基板を製造する、ことでの経済性を可能にする一方、ＲＯＭ の中のソフトウェアを変更するだけでハードウェアで別個の機能を行わせること ができる。各ＤＳＰチップのために異なる組のＲＡＭチップを必要とすることを 実際的には考えているにもかかわらず、当明細書で論考Ｉ−図の中で参照するＲ ＡＭ５２では、これらのＲＡＭチップを集合的に示している。

１、パターン整列 本発明の好＄１−い実施例においては、フィクセルの中心によって、等間隔に隔 てられた線の直交格子の中間部が規定される。フィールド内の２つ又はそれ以上 のフィクセルの位置を決定することによって、１組の位置基準が確定できること により、このフィールド内の他の総てのフィクセルの位置を決定するのに必要な 処理の量が大幅に低減される。本発明を実施するのに整列パターンは必要ないが 、好ましい実施例では、各フィクセル・ブロックの各隅の整列パターンを利用し て、位置基準を決定するのに必要な処理の量を低減している。２次元イメージ表 現の中の各整列パターンの正確な位置を決定することによって、イメージ表現の 中の各フイクセルの予期される位置を適当な正確さで確定することができる。イ メージ表現の中のフイクセル中心が一旦決定されると、フィクセルによって伝送 される光のレベルは、フイクセルの中心で、基準又はしきい値に対して比較され 、２進値の１或いは０がイメージ表現の中の各フイクセルによつて表現されてい るかどうかが判定される。これらの機能を行うに当たって、イメージ・プロセッ サ１４０は、光学的センサ１００から受け取られる信号に応答して、ビデオ・プ ロセッサ１２０によって生成されるフィールドの２次元イメージ表現に作用する 。

か、＜シて、好ましい実施例においては、イメージ・プロセッサ１４０によって 、イメージ表現内のフイクセルで搬送される情報の２進値表現が、イメージ表現 内でのフィクセルの位置を決定し、フィクセルが透明であるか或いは不透明であ るかを判定すべく各フイクセルで伝送される光の値を検証し、透明或いは不透明 のフイクセルのそれぞれに応答（、て１或いは０を生成することにより、生成さ れる。

更に詳しく言うと、図９の好ま１．い実施例においては、パターン整列６０によ って、どのフイクセル位置を確定できるかについて最初に１つ又はそれ以上の整 列パターンを捜し出すことにより、フイクセル中心の位置が決定される。パター ン整列６０によって、フイクセル・ブロックのイメージ表現の中の整列パターン が探索される。

上で言及したように、整列パターンは７ビツトのバーカー符号に基づく。バーカ ー符号は、良好な自動相関性を有する、当業界で明知のビット・パターンの類で ある。

バーカー符号は、他のあらゆるビット・パターンと同じ自動相関ピークを具え、 符号のビットの数に等しい値は広いが、自動相関サイドローブはただの１ユニツ ト高である。

７／７整列パターンは、７ビツト一バーカー符号の相互乗算である。イメージ表 現の中の整列パターンは、２次元オーバーサンプリングの後、ＲＡＭ５２の中の ４００サンプルの２０Ｘ２０配列から成る。整列パターンの中のサンプルの予期 される値を当明細書では「既知パターン」と呼ぶが、これは４００素子の２０Ｘ ２０配列から成る。イメージ表現及び既知パターンの中のサンプル間の相互相関 評点は、イメージ表現の中の４００サンプル七既知パターンの中の４００素子と を相互乗算することによって得られる。自動相関ピークは、既知パターンをイメ ージ表現に対して１サンプルだけ移項し、相互乗算１．て相互相関評点を決定し 、ピーク相互相関評点が得られるまで移項と相互乗算を行うこ七によって見付け られる。相互相関評点ピークを産み出す既知パターンの位置によって、イメージ 表現内の整列パターンの位置が１サンプルの精度で確定される。

しかし、整列パターンを更に高い精度で決定することが望ま１．い。２次元の片 方若しくは両方でサンプル間の間隔の１／４の増分で移項される整列パターンの 中のサンプルの予期される値を各々が表現する、１６個の明確な既知のパターン の１組を規定し、１６個の既知のパターンの何れが最大相互相関ピークにイメー ジ表現を与えるかを判定することによって、解像度を４倍にすること水平方向の 標本化における４つの位相の１つ、及び垂直方向の標本化における４つの位相の １つが表現される。

１６個の１／４位相の既知パターンの組は、予備計算されＲＯＭの中に記憶され るか、或いは必要に応じて計算されＲＯＭの中に記憶される、６４００素子の８ ０×８０配列から成る。

もしディンタル領域で十分な処理能力が得られるならば、相互相関評点を、整列 パターン位置を決定すべくイメージ表現全体と既知の相関パターンの間で得るこ とができる。整列バクーン位置を探索するのに必要な処理能力の量を、各パター ンの位置を概算し、概算された位置で探索を始めるか、或いは、パターンが最も 発見される可能性の高いイメージ表現内の区域に探索を限ることによって低減す ることができる。

パターン整列６０は、１フイクセルの精度以内で各フィールドの辺縁を見付は出 すことによって、各整列パターンの位置を概算する辺縁検出装置から成る。辺縁 検出装置は、基本的に交流検出装置に類似しているが、これにより、イメージ表 現内のサンプルの線が検証され、サンプルの均一性が決定される。もしサンプル が均一でなければ、辺縁検出装置によって、サンプルの線がフィールド内にある ものと結論される。もしサンプルが本質的に均一であるならば、辺縁検出装置に よって、サンプルの婉がフィールドを囲む不透明な保護帯内にあるものと結論さ れる。

好ましい実施例においては、辺縁検出装置は、当明細書で［探索ゾーン　（”５ ｅａｒｃｈ　ｚｏｎｅ’）　Ｊと呼ぶイメージ表現内の矩形の区域に探索を限っ ている。５０Ｘ１２０サンプルの明確な探索ゾーンが、イメージ表現のそれぞれ のフィールド辺縁に隣接するイメージ表現の境界に探索ゾーンが接するように、 ４つのフィールド辺縁の各々に対して規定される。各探索ゾーンの「外面境界（ ”ｅｘｔｅｒｉｏｒ　ｂｏｒｄｅｒ”）、　Ｊは、イメージ表現の境界に接する 。各探索ゾーンの「内面境界（”１ｎｔｅｒｉｏｒ　ｂｏｒ−ｄｅｒ”）」は、 「外面境界」からゾーンの反対側の上にある。各探索ゾーンの長い方の寸法は、 外面及び内面境界に対して平行であり、それぞれのフィールド辺縁に対して平行 である。図１０には、フィールド辺縁探索ゾーンが示されている。理想的条件下 では、フィールド２１０はＲＡＭ５２の中に記憶されるイメージ表現２００の中 に実質的に中心があり、各フィールド辺縁はそれぞれの探索ゾーン外面及び内面 境界の間にほぼ中心がある。実際的条件下では、フィルムのうねり及びジッタに よってフィールドがイメージ表現の中を動き回る。しかし、各探索ゾーンは、殆 ど総ての条件下でそれぞれのフィールド辺縁が外面及び内面境界の間に収まるの を保証するのに十分な程に大きい。

例えば、図１０を参照すると、左側のフィールド辺縁２１２に関する探索ゾーン ２２０は、左側境界２２２がイメージ表現２００の左側境界２０２に接し、上側 境界２２６及び下側境界２２８がイメージ表現２００の上側境界２０６及び下側 境界２０８から等距離にある区域である。理想的条件下では、フィールド辺［２ １２は外側及び内側探索ゾーン境界２２２及び２２４のそれぞれの間にほぼ中心 がある。

本発明の好ましい実施例においては、パターン整列６０の辺縁検出装置は各フィ ールド辺縁に対する探索をそれぞれの探索ゾーンの内側境界で開始する。辺縁検 出装置によって、内側境界に沿って３サンプル隔置される３９サンプルの１４１ １が検証され、均一性が測定される。もしサンプルが均一でなければ、辺縁検出 装置によって、外側境界に５サンプル近付く締に沿って３９サンプルのもう１つ の岨が検証され、均一性が測定される。辺縁検出装置によって、組の中のサンプ ルが十分に均一になるまでこの段階が反復されることによって、フィールド辺縁 に隣接する不透明保護帯内にある線に沿ってサンプルの組を探索していることが 示される。不透明保護帯の中の均一なサンプルの線を見付は終わると、辺縁検出 装置は、内側境界に向けて戻り、均一なサンプルの締から２サンプル離れている 点を選択する。辺縁検出装置によって、これらの段階が各辺縁に対して反復され る。

辺縁検出装置では、３９サンプルの線内の隣接サンプル間の差の絶対値を合計し 、合計をしきい値と比較することによって、サンプルの均一性が測定される。各 サンプルに関する値が実賞的に−０，５から＋０．５までの間の範囲にある実施 例について、実験的な値として、しきい値０．１２５が決定される。もし合計が しきい値を超えていれば、サンプルは均一ではな（、辺縁検出装置によつて探索 が続行される。もし合計がこのしきい値を超えていなければ、辺縁検出装置によ って、サンプルは十分に均一であり、不透明な保護帯の１つの内にあるものと結 論される。

１０回の反復を完了１．でもフィールド辺縁が見付けられなければ、辺縁に対す る探索は取り止められ、代わりに、最も近い時点に直前のフィールドの中で見付 けられた辺縁に相当する位置が用いられる。

辺縁を見付は終わると、各整列パターンの位置を概算することができる。各整列 パターンに対する相互相関の探索が、それぞれのパターンに隣接する２つの辺縁 の中間部にある概算位置から始められる。

パターン整列６０によって行われる次の段階は、各整列パターンを１サンプルの 精度内で捜し出すことである。

これは、イメージ表現間のピーク相互相関評点と、中心の４つの既知パターンか ら誘導される１７個の既知パターンとを、上で論考した１６個の１／４位相既知 パターンの組から見付は出すことによって達成される。中心の４つのパターンを 、　（／ｐＣ１，１））　によって１６個の１／４位相既知パターンの組が表現 され、Ｏ≦　ｌｏ〈４及び０　≦ｊ＜４　で、ｌｏ　及びｊ　の各々によって２ 次元の中の１つを１／４位相増分で表現されるとして、／／（１，１）、　１戸 （１，２）、　／／（２，１）、及び　／／（２，２）と命名することができる 。

イメージ表現と１７個の既知パターンとの間の相互相関は、イメージ表現とあら ゆる１７４位相既知パターンとの間の相互相関よりも広いピークを有する。した がって、各整列パターンに関するイメージ表現の中での初期探索は、このより広 いピークの裾の上で始まるものと仮定される。この仮定によって、パターン整列 ６０では探索を２つ又はそれ以上の試験的相互相関評点に基づくように向かわせ ることが可能になる。探索は、相関ピークに沿ってピーク評点への「上り坂（” ｕｐｈｉ　Ｉじ）〕に向けられる。この探索は、イメージ表現区域の中での徹底 的探索よりも効率的である。

実際には、整列パターン記号の総てを正確に復元することが不首尾であ７たり、 或いは光学的変化で生じる予期される幾つかのサンプルからの偏位があったりす るために、理論的に可能な最大相互相関評点を見付けられないかもしれない。か かる場合には、ピークの相互相関評点が、好ましい実施例では約０．８から０． ９である理論的最大相互相関評点とたとえ等しくなくとも、依然有用であり得る 。したがって、本発明の好ましい実施例では、フィールドに対して得られるピー クの相互相関評点の指数的減衰平均を維持し、幾らかの指数的減衰平均のはした でのしきい値を確定する。しきい値を超える相互相関評点があることは、整列パ ターンが見付がったことを示すものと仮定される。

好ましい実施例においては、処理能力の制約から、指数的減衰平均を２フイール ドごとに以下の方程式で再計算することを余儀なくされる。すなわち、前のフィ ールド平均評点 ！＝減衰の出を確定する因子 ！−フィールド　Ｉ　に対する相互相関ピークである。

好ましい実施例では、０．０１の減衰因子　ｊ　を用いて、２フイールドを横切 って１％の減衰の率を得る。しきい値は、指数的減衰平均の６７％で確定される が、しきい値がそれ以下に成り得ない最小レベルも確定される。

この最小レベルは好ましい実施例においては０．２に等しいが、これによって、 何れかのパターンを見付は出すのが不首尾であって指数的減衰平均が非常に低い レベルに落ちるかもしれない期間の間、根拠のないパターンの何れかが誤って整 列パターンとして識別されないことを保証する助けとなる。

もしピーク相関評点がしきい値を超えるならば、パターン整列６０により、１サ ンプルの精度以内の整列バタ−ンがパターン整列６０によって捜し出されたと仮 定される。その後、パターン整列６０により、上述のように、何れの１６個の１ ／４位相既知パターンが最大のピーク相関評点を与えるかを識別することによっ て、予期された位置が１７４サンプル以内に精密化される。

フィールドの４つの隅の各々の中の整列パターンを捜し出した後、フィールド内 の総てのフィクセルの中心に合致する位置基準格子を規定することができる。好 ましい実施例においては、格子は名目的に、等間隔に隔てられた直交する締の中 間部から成る。実際の実施例においては、ねじれ又は伸びのような記憶媒体の変 形によって格子が歪まされ得る。フィールドの４つの隅の各々の中に１パターン ずつ４つの整列パターンを用い、整列パターン間の格子の線の位置を線形に内挿 することによって、本発明の好ましい実施例ではあらゆる線形歪みをも調停する ことができる。ピンフッシラン又バレル型のような非線形を、付加的整列パター ンを用いて、歪んだフィールドを線形の歪みとして近似することのできる領域に 部分分割することによって、調停することができる。

もしパターン整列６０によって特定の整列パターンを捜し出すことができなけれ ば、不明の整列パターンの位置を、所与のフィールド内で捜し出される他の整列 パターンの位置に関して概算することができる。不明の整列パターンの位置をま た、先行フィールドの中での相当する整列パターンに関して決定される位置から も概算することができる。

好ましい実施例において、もしパターン整列６０で特定の整列パターンを捜し出 すのが不首尾であれば、パターン整列６０により、現在のフィールドの中で捜し 出される隣接パターンの位置と、探索対象のパターンと先行フィールドの中での 隣接パターンとの間隔とを用いることによって、探索対象のパターンの位置を概 算することができる。水平方向に隣接するパターンを用いて垂直方向に隣接する パターンに対する基準での概算とする。概算位置を用いて、パターン整列６０で はパターンを捜し出すことが再び試みられる。もし２回目の試みでまた整列パタ ーンを捜し出すのが不首尾であれば、探索は取り止められ、代わりに概算位置が 用いられる。

例えば、もし、当明細書では　ＩＩと呼ぶ、フィールドの上左隅の中の整列パタ ーンが見付からず、上古のパターン　ｊｌが見付かったならば、パターン　ｔｙ ｔに関する探索が、パターン　７７１の位置と、先行フィールドの中で最後に見 付かつたパターン　１７１及び　１７１の間の間隔とから誘導される概算位置を 用いて再び行われる。もしパターン　ｌ！が見付かったが、パターン　Ｉｌｌが 見付からなかったならば、パターン　ＩＩＩの位置はパターン　ＩＩに関して概 算される。

もしパターン　ｔｙｔ及び　／ｌが見付からず、パターン１１が見付かったなら ば、パターン　ｉｔの位置はパターン　１１に関して概算される。もしパターン 　Ｉｔ、１７１゜及び　ｉｔが見付からず、パターン　ＩＩが見付かったならば 、他の総てのパターンに関する位置はパターン　１１に関して概算される。現在 のフィールドでパターンが一切見付からなかったならば、先行フィールドの中で 最後に見付かったパターンの位置が用いられる。

不明の、及び見付かったパターンの追加的な組合わせに関する論理は、当業者に とっては明白であろう。

整列パターン探索は完全にディジタル領域の中で行われるが、この探索の幾つか 若しくは総てを、ＡＤＣ４４によるディジタル領域への変換の前に線形ＣＣＤ配 列３０で生成されるビデオ信号に適用されるアナログ回路によって、行うことが できる。例えば、かかる回路によって、線形ＣＣＤ配列３０からの２０サンプル の列を検証し、例えば１８個といった、十分な数のサンプルが予期されているパ ターンに合致する時に信号を生成することもできる。この信号を用いて、例えば 、ビデオ・プロセッサ１２０を停止させ、ビデオ・プロセッサ１２０によって、 現在のディジタル・サンプルを記憶するＲＡＭアドレスを記録させることができ る。このＲＡＭアドレスによって、整列パターンがありそうな概算位置が確定さ れ、上述の自動相関を基本とする探索に関する出発点が与えられる。他の変形を 、本発明から逸脱せずに用いることができる。

２、再構築フィルタ １つ又はそれ以上の整列パターンの位置が決定された後、再構築フィルタ６２に より、予期されるフィクセル中心の各々にあるイメージに対して２次元内挿又は 再構築フィルタを適用することによって、各フィクセルの近隣の中のイメージ表 現の解像度が上げられる。フィクセル中心で伝送される光の量を検証することに よってフイクセルが透明であるか、或いは不透明であるかを決定することが望ま しい。低いオーバーサンプリング速度のために、−役に、フィクセル中心ではサ ンプルが採られなかったであろう。しかし、再構築フィルタをイメージの解像度 を上げるべく用いることによって、フイクセル中心でサンプルが採られたとした らそれがどの様なサンプルであったかを予想することが可能である。

この予想は、イメージ表現をアップサンプリング（ｕｐｓａ＊ｐｌｉｎｇ）　す る２次元再構築フィルタによって達成される。サンプルの実買上４倍のアップサ ンプリングは、予期されたフィクセル中心に最も近いイメージ表現の中のサンプ ルからの値を内挿することによって達成される。

実買上のアップサンプリングによって、サンプルがたまたま採られた場所ではな く、フイクセルが中心を置く場所に近いサンプルが得られる。

この実買上４倍のアップサンプリングによって、実効的な標本化速度は水平及び 垂直方向の両方でインターパーツ区域当たり１０２４サンプルにまで上げられる 。かかるアップサンプリングの効果は、サンプルがフイクセル寸法の約８％乃至 １０％よりもフイクセル中心から離れることかない十分な解像度のイメージ表現 を産み出すイメージ増強として観察される。経験的な結果では、この解像度は、 フィルムのうねり、捩じれ、通常の磨耗から生じる小さな表面欠陥のような実質 的に総てのフィルム状態の下でディジタル情報を正確に復元するのに十分である ことが示されている。

これに替えて、他のハードウェア構成要素を用いる実施例では、水平及び垂直方 向の両方で、インターＩく−フ区域当たり２５６サンプルではなく、インターＩ く一７区域当たり１０２４サンプルの速度のオーｌ（−サンプリングによって、 再構築浦波を避けることができる。しかし、上で注意したように、結果として得 られるイメージを平滑化するために成る種の浦波を行うことが好ましｔｌ。

好ましい実施例では、イメージ表現の中のサンプルの総ては浦波しない。したが って、予期されたフイクセル中心に近いサンプルのみを浦波することによって、 必要な処理の量が低減される。各ライクセフ１番二関する内挿又はアップサンプ リングは、１６（ｌの３Ｘ３の２次元再構築フィルタの１岨から１つのフイＪレ タを選択し、選択されたフィルタを予期されたフイクセル中心の各々（こ最も近 い９個のサンプルに適用することによって達成される。

１６個のフィルタからどのフィルタを選ぶかは、予期されたフイクセル中心とイ メージ表現の中の最も近（１サンプルとの間のオフセットに依存する。

１６個の３×３の２次元再構築フイルりの各４番よ、２次元の片方乃至は両方に 関してサンプル間の期間の１／４の増分での組込みの位相シフトを有する非対称 形フィルタである。再構築フィルタｌ／（ｊノ）は、Ｏ≦　ｉく　４　、Ｏ≦　 ｊく４　、及び　１′と　ｌ゛の各々によって２次元の１つの１／４サンプルの シフトの量が表現されるとして、２個の３点１次元フィルタ／（ｒ）　・／’（ ｊ）を相互乗算することによって構築される。３つのフィルタは、上で論考した １６個の１／４位相既知１＜ターンに非常に類似している。１次元フィルタの各 々は対称形１２点ＦＴＲフィルタから誘導されるが、このフィルタの係数は表１ のとおりである。

表１ １２点ＦＩＲフィルタの係数 ｚ　−−，０６８２３４４Ｊ　＝０．６８９１１２　７８１ＩＯ，４５９１９２ ｉ　＝０−０２９０７５６４　ｚ　＝０．８２９１８４　＃　９−０−２１６２ ０３６ｚ　−０，２１６２０３６Ｊ　＝０．８２９１８４　ｚ　１ｏ−０，０２ ９０７５６４ｚ　−０，４５９１９２ｚ　＝０．６８９１１２　Ｊ　−−，０６ ８２３４４フィルタｊ（０）は、係数Ｊ　ｓｌ　ｓ及びＩ８から成す、フィルタ １（１）は、係数１　％Ｊ　ｓ及び１９から成り、フィルタＦ（２）は、係数ｊ Ｆ　ｓｌ　ｓ及び’１０から成り、フィルタｊ（３）は、係数Ｊ　ｓ’　％及び ｊ１から成る。

３、適応等化 上で論考したように、フィクセルが透明であるか、若しくは不透明であるかの正 確な決定は、記号間妨害によって邪魔されることがある。適応等化６４では、記 号間妨害当を低減し、乃至は理想的には排除する、明細書で等化と呼ぶ、ディノ タル濾波が行われれる。図９示すような本発明の好ましい実施例においては、等 化は適応等化６４及び適応しきい値６６の両方の出力に応答して適応する。

概念的には、フィクセル又は記号中心でアップサンプリングされたデータの配列 は、等化フィルタによって記号間妨害を最小化すべく濾波される。等化器は、以 下の方程式で表現される２次元ＦＩＲフィルタによって実現される。すなわち、 １（ｚ、ｙ）＝ である。

ここで、 ｒｃＨ）　＝タップ（＃）に関する 等化器フィルタ係数 ＩＣｒ、ｙ）＝フィールドＩの中の位！（ｚ、りの記号に関してアップサンプリ ングされたデータ ／（７，７）＝フィールドＩの中の位置Ｃｒ、ｙ）の記号に関する等化器出力 ｌｒｗ　ｚ方向の等化器フィルタの長さくタップの数）ｌｙ＝ｙ方向の等化器フ ィルタの長さくタップの数）である。

ディジタル情報が記号の直交配列によって表現される本発明の実施例においては 、基本的な等化器フイルり（才、復元された記号のための中央タップと、直接！ 接する４つの記号の各々に１つずつの４つの隣接するタップとから成る疎５タッ プ２次元ＦＴＲディジタル・フィルタによって実現することができる。フィルタ 係数Ｃ（／。

／）は、中央タップに相当する。

市場流通の映画フィルムからのディジタル情報を固定値値の係数を有する等化器 を用いて復元するための上述の本発明の１つの実施例では、　ｔ’ｃｌ）、／＞ 以外の各フィルタ・タップ係数は、実質的に０．１からＯ１３までの範囲内の値 を取ることができるが、０．１３５の値が一般的に最適である。　べＩ、／）に 関する値１よ１である。

しかし、本発明の好ましい実施例においては、適応的等化器によって、復元され たディジタル情報の精度を、フィルタ・タップ係数を記号間妨害を最小化すべく 調整することにより最小化する。記号間妨害の量は、フィールドのしきい値表現 を有する各フィールドに関する等化器出力の相互相関評点によって測定される。

しきい値表現は、以下の方程式によって得られる。すここで、 ｒ（ｚ、ア）＝フィールドＩの中の位置＜ｒ、ｙ）での　“記号のしきい値表現 ！１Ｆ＝１．きい値表現を決定するためのしきい値である。しきい値表現ｒ狗確 定については、以下で更に詳細に論考する。

等化器出力の相互相関評点、及び記号間妨害の量を測定するのに用いられるしき い値表現は、以下の方程式によって確定される。すなわち、 ここで、 ｉｒ＝フィールドの中での　１　方向の記号の数Ｉ！＝フィールドの中での！　 方向の記号の数５ｊ（Ｊ、ｙ）＝フィールド　Ｉ　に関するオフセット（Ｊ、Ｆ ）での相互相関評点 である。

上で論考した５タツプＦＴＲフイルタによって実現される適応的等化器の実施例 において、各フィルタ・タップ係数はただ１つの相互相関評点しか支配しない。

したがって、有用な相互相関評点の数は、フィルタ・タップから１を減じた数に 等しい。

係数　Ｃ（ρ、／）の値を１に固定することが可能である。残りの係数は、相互 相関評点に従って適応的に調整される。例えば、現在の記号の１辺縁に対して採 られた相互相関評点によって、現在の記号のこの辺縁に対してスミアの出る量が 測定される。現在の記号の反対側辺縁上の記号は同じ量だけ現在の記号の中にス ミアが出ると仮定される。したがって、１辺縁に用いられる相互相関評点が、反 対側辺縁上のＦＩＲフィルタ・タップ係数を調整するのに用いられる。概して、 等化器フィルタ・タップ（７，７）の相互相関評点は、フィルタ・タップ（−２ −り、すなわち中央タップの回りて相互相関評点からの＃Ｊ像となるフィルタ・ タップを調整するのに用いられる。

もし各フィールドの中のディジタル情報を搬送する記号の配列が良好な自動相関 特性を具えていることが既知であるならば、すなわち（／、／）を除いて総ての オフセットに対して非常に低い自動相関評点を具えているならば、記号間妨害を 、しきい値を有する等化器出力の相互相関評点が０になるまで等化器フィルタ係 数を適応させることによって最小化することができる。適応的等化の基本的な実 行については、最初に、各フィールドが良好な自動相関特性を具えているものと いう仮定に基づいて論考される。この基本的な実行を説明１−た後に、更に一般 的な適応的等化の実行について論考する。

もし十分な処理能力が得られるならば、総ての相互相関評点を計算し、総てのフ ィルタ・タップ係数を記号の各フィールドに関して調整することが可能である。

しかし、本発明の１つの実際的な実施例においては、１つの相互相関評点を２つ のフィールドご七に計算するのに足りる処理能力しか得られない。したがって、 一連のフィールドに関する相互相関評点を利用することが必要になる。おそらく 、各フィールドには同様な量のイメージ劣化があると思われるので、１つの相互 相関評点を２つのフィールドごとに計算することによって、フィルタ・タップ係 数及び最適解への担保を適応させることが可能であろう。

フィルタ・タップ係数の調整は、正規化された各相互相関評点のはしたを相当す る等化器フィルタ・タップから減じることによって達成される。各相互相関評点 は、各相互相関評点を　５（／、／）で除することによって正規化される。正規 化によって、記号を表現する等化器出力中の値の範囲、及びフィールドを構成す る記号の数のおような種々の因子への依存性が排除される。したがって、フィル タ・タップ係数は、以下の方程式によって調整される。すなわち、 ｆ＝収束因子 である。

因子ｆに関する値は満足できる速い収束を得るのに十分な程度に大きくなければ ならないが、記号のフィールド間で遭遇するアップサンプリングされたデータの 振幅の変動による収束の不安定を生じる程に大き過ぎてはなければならない。経 験的な実証では、好ましい実施例においては、因子ｆは０．００２から０．０２ までの範囲内のあらゆる値を取ることができる。好ましい値は、０゜０６２５で ある。

収束は、特定のフィルタ・タップ係数の相当する相関評点がＯである時に、特定 のフィルタ・タップ係数に関して達成され、この時、スミア又は記号間妨害が消 去されたことが示される。

一般的に、上で論考のために行った仮定とは逆に、各フィールドは必ずしも良好 な自動相関特性を具えてはいない。適応的な等化では、各フィールドの実際の自 動相関特性を決定することによって償うことができる。各フィールドに関するか かる計算を行うのに十分な処理能力を有しない実行においては、一連のフィール ドに関して自動相関評点を計算することが必要になる。各フィールドが同様な特 性を具えていると思われるので、本発明の好ましい実施例では、１つの自動相関 評点を２フイールドごとに計算することによって自動相関評点の平均的な１組を 確定している。

自動相関評点を、以下の方程式によ１て、ディジタル情報のしきい値表現から決 定することができる。すなわち、 である。

ｒマトリックスの特性のために、すなわち　ｒマトリックスの総ての絶対値が１ であるために、自動相関値／（／、／）は、一定で、積　／Ｖ！・Ｉ！　に等し い。記号の７６ｘ７６配列から成る本発明の実施例においては、／（／、／）は ７６・７６譚５７７６である。

正規化された自動相関評点を用いることによって、等化フィルタ・タップ係数を 、記号の配列の大きさ、すなわち／（／、　／）を含む自動相関特性の変化と無 関係に調整することができる。係数は、以下の方程式によって、調整される。す なわち、 である。

制約された処理能力を用いる本発明の実施例では、自動相関及び相互相関を各フ ィールドに関して計算することができないことは理解されていなければならない 不均一な密度を有する記号を搬送する光学的記憶媒体の代替的な実施例では、記 号間妨害を低減するか、或いは排除することによって、等化濾波の必要を低減す るか、或いは排除することができる。例えば、図５は、中心を通る線に沿って接 する３つの記号Ａ、Ｂ、及びＣの光学的透過性を示す仮想図である。各記号の透 過性の特性は不均一であり、記号中心からの距離の関数である高い正弦波状に変 化する。

図５に示す記号のような記号では、より少ない等化濾波しか必要としない。何故 ならば、逆形式のかかる記号間の倦移では、高次高調波が非常に少ないからであ る。

他方、均一な記号間の偏移では、高次高調波が著しく多い。

４、適応しきい値 ＲＡＭ５２の中のイメージ表現が再構築フィルタ６２及び適応等化６４によりて 増強された後、適応しきい値６６によって、フィクセル中心、又はその近くで伝 送される光の量がしきい値と比較されて、フィクセルが透明であるか、或いは不 透明であるかが判定される。実際には、適応しきい値６６によって、フィクセル 中心のイメージ表現内の灰色の影を表現する８ビツトの値が２進値に翻訳される 。これは、１つ又はそれ以上のしきい値を選択し、これらを８ビツト値に対して 適用することによって行われる。かかるしきい値を、フィルムの透過性、照明の 強さ、記号の密度、及びその他の光学的変化に追随すべく動的に変更することが できる。

本発明の好ましい実施例においては、自動利得制御（ＡＧＣ）によって８ビツト 値を正規化して、０を不透明度又は不透過性に、２５５を透明性又は完全透過性 に相当させる。範囲の最低部は、線形ＣＣＤ配列３０の「黒レベル」出力を直流 にクランプするＤＣクランプ４２によって確定される。範囲の最高部は、８ビツ ト値の基準電圧を調整して、線形ＣＣＤ配列３０がスプロケット・パーフォレー ジ３ンを通しての光を受け取っている期間に２５５のディジタル出力を達成する 、図８に示されていない装置によって確定される。ＡＧＣの代替的な変形を、Ａ ＤＣ４４の出力を一定率で変化させることによってディジタル的に実現すること ができるが、特定的には、８ビツトよりも大きい分解能を有するＡＤＣを用いる 。

市場流通の映画フィルムからディジタル情報を復元するための、上述の１つの実 施例においては、各フイクセルに関する等止器出力は、実質的に、不透明フィル ムを表現する−０．５から、透明フィルムを表現する＋０゜５までの範囲内に入 る。フイクセルを表現する等止器出力の値は、理想的には、これらの２つの値の 辺りに緊密に一団となるべきであるが、透明なフィクセルの光学的特性は一般に 損耗或いは汚れのような影響で不透明フィクセルよりも汚染されているので、不 透明フイクセルのサンプル値は透明フィクセルのサンプル値よりも一層緊密に一 団となる傾向がある。その結果、固定しきい値を用いる実施例に関しては、しき い値　ｒ／　に関する値は表現範囲の中間点と不透明フィクセルを表現する範囲 との間の位置に選択されることが好ましい。

図１１には、当明細書で「フィクセル値」と呼ぶ、等止器出力でのフィクセルを 表現する記号値の仮想的な分布が示されている。フィクセル値３１０は、不透明 であるフィクセルに関する平均値である。フィクセル値３２０は、透明であるか 、或いは透過性のフィクセルに関する平均値である。しきい値は、ＪＩ３００で 表現されている。

経験的な検証では、実質的に−０，２から０．ｏまでの範囲内の固定しきい値に よ７て良好な結果が得られることが示されている。−０，１に等しいしきい値は ほぼ最適である。本発明の好ましい実施例では、以下に更に詳細に叙述する適応 値しきい値を用いている。

更に別の実施例においては、フィクセルが透明であるか、或いは不透明であるか の判定は、各フィクセルを表現する８ビツト値を２つの明確なしきい値に対して 比較することによって達成される。すなわち、第１のしきい値　１１　を超える 値が２進値１を表現するものとして分類され、填２しきい値　ｒ！　が　Ｈより も低いとして、１ｚ　よりも低（なる値が２進値０を表現するものとして分類さ れ、　Ｈ及び　ｒ！　の値開に入る値は誤り又は「消去　（’ｅｒａｓｕｒｅ” ）　Ｊとして分類される。消去情報は、以下で論考するＥＤＣ装置１１６８によ って有利に用いられる。

汚れのような異物粒子で幾つかのフィクセルが覆われる時には、これらのフィク セルは不透明であるかのように見え、総て２４値０を表現する。フィルム現像過 程でナリｇ４或いは欠陥が生じた際には、フィクセルは透明であるかのように見 え、総て２進値１を表現する。好ましくは映画フィルム上に記録されるデータは 無作為化されるので、その場合、異物粒子或いはその他の欠陥によってディジタ ル・フィルム情報が汚染される時以外は、大きな不透明若しくは透明区域が生じ る可能性は低い。したがフで、しきい値機能では、これらの区域は１乃至０とし てではなく、不確実な値として認識される。

本発明の好ましい実施例においては、適応しきい値は、適応等化６４の出力に応 答して確定される。適応しきい値６６によってフィクセル値のヒストグラムが計 算される。もし十分な処理能力が得られるならば、ヒストグラムを記号の各フィ ールドに関して計算することが可能である。しかし、１つの実際的実施例におい ては、ヒストグラムは２個計算される。上で方程式１で示した指数的減衰平均に 類似の指数的減衰平均が、ヒストグラムの２つの部分の各々に関して計算される 。更に詳しく言うと、各部分に関する平均は、４フイールドごとに計算され、減 衰因子は０．０８である。

ヒストグラムを確定した後、適応しきい値６６によって、中間的なフィクセル値 が例えば０に選択され、中間的な値よりも低いヒストグラムのピークが見付は出 されて「不透明フィクセル値」が決定され、中間的な値よりも高いヒストグラム のピークが見付は出されて「透過フィクセル値」が決定される。適応しきい値６ ６では、不透明フィクセル値から始めて、透過フィクセル値まで探索して最小ヒ ストグラム・レベルに相当する「第１最小」フィクセル値を見付は出す。もし１ つを超えるフィクセル値で最小ヒストグラム・レベルが生じるならば、かかるフ ィクセル値の最高値が用いられる。その後、遍応しきい値６６では、透過フィク セル値から始めて、不透明フィクセル値まで探索して最小ヒストグラム・レベル に相当する「第２最小」フィクセル値を見付は出す。もし１つを超えるフィクセ ル値で最小ヒストグラムｅレベルが生じるならば、かかるフィクセル値の最小値 が用いられる。最後に、適応しきい値６６によって、上で方程式１で示した指数 的減衰平均に類似の指数的減衰平均が、しきい値　１／　に関して、！　値とし て第１最小及び第２最小フイクセル値の平均値、及び０．０８の減衰因子を用い て計算される。

適応しきい値６６によっては、イメージ表現の中の各記号に関する２進値が生成 され、２進値がＲＡＭ５２の中に記憶される。ＲＡＭ５２は図９には示されてい ない。

２進値１がしきい値を超える各記号値に対して生成さ瓢２進値Ｏがしきい値を超 えない各記号値に対して生成される。

５、誤り検出・訂正 好ましい実施例において、ＥＤＣ装置１６８は、アメリカ合衆国アイダホ州モス コウのアドヴアンスド・ハードウェア・アーキテクチュア（Ａ　ＨＡ）社　（Ａ ｄｖａｎｃｅｄＨａｒｄｗａｒｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ＭＯ８Ｃ ＯＷ、　Ｉｄａｈｏ、　ＴｅｎｔｔｅｄＳｔａｔｅｓ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ） ）製のＡＨＡ４０１０−０１型リード・ソロモン誤り検出・訂正チップを駆動す るマイクロコード＠御ステート装置のような、全〈従来型の方法で実現される。

原理的には、ＥＤＣ装置６８は、非常に高速の汎用ディジタル・プロセッサト共 に実施できるが、かかるプロセッサは高価である。ステート装置アーキテクチュ アによって、十分な処理速度が経済的に実現される。

好ましい実施例においては、適応しきい値６６から受け取られる２進値情報には ２つのレベルの保護が含まれている。第１のレベルの保護は、「内側　（”１ｎ ｎｅｒ”）」ＥＤＣ符号によって与えられる。第２のレベルの保護は、「外側　 じｏｕｔｅｒ″）ＪＥＤＣ符号によって与えられる。

ＥＤＣ装置６８によって、ＲＡＭ５２の中に記憶される２進値データがＥＤＣ符 号の処理のためのＡＨＡチップへ受け渡され、結果がＲＡＭ５２の中に記憶され 、次にこれらの結果がもう明度ＡＨＡチップへ受け渡されて「内部（”１ｎｎｅ ｒ”）ＪＥＤＣ符号が処理され、「訂正された」情報がＲＡＭ５２の中に記憶さ れる。

Ｄ、オーディオ信号プロセッサ 図１２は、オーディオ信号プロセッサ１６０の好ましい実施例を示す機能概念図 である。固定遅延７０では、訂正された２進値データが遅延されてディジタル・ サウンドトラックの再生を映画フィルムの画像の動きに同期させる装着依存式調 整が得られる。これらの調整は、それぞれの映画劇場の音響な遅延の変化と、映 画フィルム映写機上の光学的センサのレンズに対する位置変化とから必要となる 。先入れ・先出しくＦＩＦＯ）バッファ７２では、訂正された２進値データが、 固定遅延７０から受け取られ、記憶される。誤り分析７４では、ＰＩＦＯバッフ ァ７２の中に記憶されている訂正された２進値データに何らかの未訂正誤りが含 まれていて、映画フィルム・サウンドトラックの再生に適さない情報が作り出さ れいてないかどうかを判定すべく、２進値データが解析される。解析の結果とし て、フイクセルのフィールドに相当するデータの各ブロックは、「良好」データ ・ブロック、若しくは「不良」データ・ブロックの何れかに標識付けられる。オ ーディオ復号器８０によって、各ブロックが、良好であるか、或いは不良である かの指標と共に、訂正された２進値データが受け取られ、２進値情報がアナログ ・オーディオ信号を生成するために適する一連のディジタル信号に復号される。

レベル・モニタ７６では、ＦＩＦＯバッファ７２の中に現在記憶されているデー タの量が追跡され、オーディオ復号器８０の動作速度がＦＩＦＯバッファ７２で ２進値データを受け取る速度に追随するように調整される。切替え７８では、レ ベル・モニタ７６で余りにも多数の不良ブロックが検出される際に、従来型アナ ログ・サウンドトラックへの切替えが行われる。

１、誤り訂正と切替え 誤り分析７４では、ＦＩＦＯバッファ７２の中に記憶されている２進値データに ＥＤＣ装５Ｉ６８で訂正できなかった何らかの誤りが含まれていないかどうかが 判定される。もし訂正不能な誤りがあれば、誤り分析７４によって、２進値情報 のブロック全体が不良データ・ブロックとじて標識付けられる。この表示は、デ ータと共にオ　゛−ディオ複号器８０へ受け渡され、更に切替え７８へと受け渡 される。

もし余りにも多数の不良ブロックに遭遇するようであれば、切替え７８では、フ ィルム・サウンドトラック再生のための代替的信号を、オーディオ復号器８０の 出力から従来型アナログ・サウンドトラックから得られる信号へと切り替えるこ とによって選択する。本発明の１つの実施例においては、各不良データ・ブロッ クに遭遇する度に計数器が０から７まで増分され、計数器は良好データ・ブロッ クに遭遇する度にＯに向けて減分される。

アナログ・サウンドトラックへの切替えは、計数器が３つ又はそれ以上の計数に 至る時に行われる。これ以外の多数の切替え構想が、本発明の範囲を逸脱せずに 可能である。

２、オーディオ復号器 オーディオ復号器８０は、復号装置と、１つ又はそれ以上の信号をＦＩＦＯバッ ファ７２から受け取られる良好なデータ・ブロックに応答して生成するためのデ ィジタル・アナログ変換器（Ｄ　Ａ　Ｃ）のような装置とから成る。もし不良の データ・ブロックが受け取られるならば、オーディオ復号器８０では、最後に受 け取られた良好なデータ・ブロックを反復することによって誤りを消去すること が試みられる。もし余りにも多数の不良データ・ブロックが受け取られるならば 、オーディオ復号器８０は出力を停止する。本発明の好ましい実施例においては 、オーディオ復号器８０では、遭遇する各不良データ・ブロックに対してＯから ７まで係数器を増分し、遭遇する良好なデータ・ブロックの各々に対して０に向 けて係数器を減分する。計数器が１から３の計数に至る間、最後の良好なデータ ・ブロックが反復され、３以上の値に対しては出力が停止される。

これ以外の多数の切替えの構想が、本発明の範囲を逸脱せずに可能である。オー ディオ復号器８０出力は、アナログ・サウンドトラックへの切替えと共にか、或 いは直前に停止されることが好ましい。

オーディオ復号器８０の復号装置に関する実行の詳細は、本発明の範囲外である 。

３、ＦＩＦＯバッファ・レベル・モニタレベル・モニタ７６によって、オーディ オ復号器８０の動作速度が、訂正された２進値データをＦＴＦＯノ（ツファ７２ の中に記憶する平均速度に合致するように制御される。もしオーディオ復号器８ ０の平均動作速度が遅過ぎれば、ＦＩＦＯバッファ７２は溢れてしまう。もしオ ーディオ復号器８０の平均動作速度が速過ぎれば、ＦＩＦＯバッファ７２では、 復号器がオーディオ信号を生成するのに必要な情報を供給できなくなる。

ＦＩＦＯバッファ７２に中に２進値データを記憶する速度は、非常に不揃いであ る。何故ならば、ＡＤＣ４４の出力が約５０％の衝撃係数のディジタル・データ の）（−ストの中に生じるからである。しかし、オーディオ復号器８０は、不都 合な人工物の生成を避けるように非常に円滑な速度で動作しなければならない。

レベル・モニタ７６では、オーディオ復号器８０の動作速度が、周波数がＦＩＦ Ｏバッファ７２の充足レベルの関数であるクロック信号を生成することによって 調整される。レベル・モニタ７６によって、９５Ｈ２の速度で走査されるフィー ルドを復号するのに必要な約−７％から約１１％までの範囲の公称連関が与えら れることが好ましい。

本発明の好ましい実施例においては、レベル・モニタ７６は、周波数安定のため の水晶基部を具える高周波ＰＬＬ回路と、可変周波数分割器から成る可変周波数 合成装置である。かかる機能を提供する装置の例としては、アメリカ合衆国カリ フォルニア州すンタ・クララのナシツナフレーセミコンダクタ　（Ｎａｔｉｏｎ ａｌ　Ｓｅｍ１ｃｎｎｄｕｃｔｎｒＣａｒｐ、　ｏｆ　５ａｎｔａ　Ｃ１ａｒａ 、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ、　Ｕｎｉｔｅｄ　５ｔａｔｅｓｏｆ　Ａｍｅｒｉｃ ａ）社のｒ）Ｐ８５３１型チップがある。ＦＩＦＯバッファ７２の充足が増大す るにつれて、周波数分割器の分割係数が下がることにより、オーディオ復号器８ ０に対するクロック同期信号の周波数が上がる。ＦＩＦＯバッファ７２の充足が 減少するにつれて、分割係数が上がってクロック同期信号周波数が下がる。クロ ック同期信号では、オーディオ復号器８０動作速度が、復号装置からの復号ディ ジタル・データを要求する１つ又はそれ以上のＤＡＣを駆動することによって制 御される。次いで、復号装置によって、誤り分析７４によるＦＩＦＯバッファ７ ２からの情報が要求される。

従来型の電圧制御式発振器は、オーディオ複号器８０を制御するには不適当であ ることに注意して置くべきである。これは、オーディオ複号器８０で生成される クロック同期信号は余りにも位相ジッダが多いからである。

〜 ｆｌｌｂ、Ｄ ：３１０　３００　３２０　Ｖ 国際調査報告 Ｉｇｌｅ＋ｗｓ＋１ｍユａｅｅｌｌｃｓｎｍ　ＩＩ。ρＣＴハＪＳ　９２１００ ８９８国際調査報告 ρＣＴ／ＵＳ　９２１００Ｂ９８ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、　ＡＵ、　 ＢＲ，ＣＡ、ＪＰ、　ＫＲ，ＵＳ（７２）発明者　リチャード、マーチン・ジョ ンアメリカ合衆国、カリフォルニア州 ９４０６２、レッドウッド・シティ−、サークル・ロード　２８ （７２）発明者　マンデル、ダグラス・エバンアメリカ合衆国、カリフォルニア 州 ９４１１４、サン・フランシスコ、トウニンティース・ストリート　４４０８ （７２）発明者　アザ−トン、マーク・レイトンアメリカ合衆国、カリフォルニ ア州 ９４０７０、サン・カルロス、フレストビュー・ドライブ　１３３１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．記憶媒体で搬送される、ディジタル情報を表わす記号を復元するために用い られる装置であって、該記憶媒体で搬送される記号を２次元でオーバーサンプリ ングしてサンプルを作り出すための装置と、該サンプルに応答して該記憶媒体で 搬送される記号を復元するための装置 とから成る、記憶媒体搬送記号復元用装置。
2. ２．記憶媒体で搬送される記号によって表現されるディジタル情報のディジタル 値を決定するために用いられる装置であって、 該記憶媒体で搬送される記号の表現を誘導するための装置と、 該表現の中の識別可能な特性の位置情報を検証して、該記号で表現されるディジ タル情報のディジタル値を決定するための装置 とから成る、記憶媒体搬送記号表現ディジタル値決定用装置。
3. ３．記憶媒体で搬送される、ディジタル情報を表わす記号を復元するために用い られる方法であって、サンプルを生成するために該記憶媒体で搬送される記号を ２次元でオーバーサンプリングし、該サンプルに応答して、該記憶媒体で搬送さ れる記号を復元する ことから成る、記憶媒体搬送記号復元方法。
4. ４．記憶媒体で搬送される記号によって表現されるディジタル情報のディジタル 値を決定するために用いられる方法であって、 該記憶媒体で搬送される記号の表現を誘導し、該表現の中の識別可能な特性の位 置情報を検証して該記号で表現されるディジタル情報のディジタル値を決定する ことから成る、記憶媒体搬送記号表現ディジタル値決定方法。
5. ５．ディジタル情報を表現する識別可能な記号を搬送する記憶媒体から成る情報 搬送用媒体であって、該記号が該媒体上で２次元で符号化されている媒体。