SU1753451A1 - Способ записи и считывани адресно-временного кода дл кодировани кинопленки при проведении киносъемки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кинофототехнике , касаетс  проблемы синхронизации и идентификации носителей изображени  и звука посредством записи кодированной служебной информации при киносъемке. Изобретение позвол ет повысить надёжность и достоверность идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в пр мом и обратном направлени х. Адресно-временной код записываетс  в виде матрицы из пересекающихс  строк и столбцов. Синхронизирующа  информаци  записываетс  в первой и последней строках, первом, шестом и седьмом столбцах. Информаци , содержаща с  в первой и последней строках и в седьмом столбце, представл ет собой последовательность логйческих 1. Информаци  первого и Чйестого столбцов представл ет собой последовательность чередующихс  логических 1 и О, причем первый и шестой биты каждой строки (за исключением первой и последней) имеют противоположные значени . В остальные строки и столбцы записывают временную, служебную информацию и проверочный код. Считывание адресно-временного кода матрицы-кодограммы ведетс  построчно. ; Сначала в зависимости от направлени  Движени  пленки считывают первую или по- следнюю строку, содержащую логические 1, определ   начало кодового слова и количество считывающих элементов линейки, приход щихс  на один бит информации в строке. Затем считывают первый и шестой биты второй или предпоследней строки, определ   направление движени  пленки. -f Считыванием седьмого столбца, содержащего последовательность логических 1, определ ют положение матрицы относительно считывающей линейки. Считывание временной и служебной информации, нахо-: д щейс  в обрамлении синхронизирующей информации, осуществл ют только при регистрации в каждой строке противополож- , ныхзначений первого и шестого битов. 5ил. Ч| СЛ 00 4 СЛ

Description

Изобретение относитс  к кйнофототех- нике, касаетс  проблемы синхронизации и идентификации носителей изображени  и звука и. в частности, направлено на решение вопроса записи кодированной служебной информации (например, текущего времени, номера кадра, номера дубл  и т.п.) на кинонегативе в киносъемочном аппарате

при киносъемке. Эту информацию йспол ьзу- ютв последующих технологических процессах монтажно-тонировочного периода работы над фильмом.

Известно несколько различных вариантов записи кода на негативе, отличающихс  местом расположени  кодового слова, длиной кодового слова, устройством записи и т п

Известен способ записи кодированной информации на кинопленке в виде последовательности импульсов, образующих строчку на свободном поле кинопленки вдоль перфорации. В зависимости от формата это может быть между перфораци ми (пленка 16 мм), с краю пленки за перфораци ми либо на месте звуковой дорожки (пленка 35 мм) Известна система записи код а, когда в пределах одного кадра записываетс  4 бита информации. Если записываетс  код EBU/IRT, в котором кодовое слово содержит 64 или 80 битов, то дл  записи всего кодового слова потребуетс  16 или 20 кадров соответственно В этом случае кодовые слова повтор ютс  через 1 с, т е через 24 или 25 кадров в зависимости от частоты съемки. Код считываетс  одним светопри- емником, синхронизаци  при считывании осуществл етс  датчиком перфорации.

Недостатки такого кода заключаютс  б том, что при монтаже фильма кйМ5Мгатив (кинопозитив) разрезаетс  в произвольном месте и, таким образом, нарушаетс  цельность КОДОЁОГО слова, что создает затруднение при последующей синхронизации и идентификации ™(

Известны способы записи и считывани  адресно-временного кода, в которых все кодовое слово записываетс  в пределах одного кинокадра. Эти способы гфё ДЕтЖл ют собой попытку переноса метода кодйрова- ни  магнитных носителей п-о способу SMPTE/EBU-80 дл  кодировани  кинопленки . Так, например, известен способ записи кода на кинопленке в одну строчку вдоль высоты кадра Запись ведётбй с помощью одного светодиода, световой поток которого модулируетс  по принципу двухфазной метки, как это делаетс  при записи продольного кода SMPTE/EBU-80 на магнитных носител х Эта кодограмма в зависимости от формата кинопленки (16 или 35 мм) может располагатьс  как в области звуковой дорожки, так и за перфорацией. Кодовое слово содержит в зависимости от варианта записи от 80 до 112 бит, так как запись всех бит ведетс  последовательно в пределах высоты одного кинокадра, то плотность записи весьма велика. Это приводит к уменьшению контраста записи (глуби- ны модул ции). При записи такой кодограммы требуетс  светодиод с большой силой света, так как врем  экспозиции одного бит-периода менее 10 мкс. Считывание кода ведетс  одним элементом, при этом элементы кода О и Г определ ютс  рассто нием между соседними штрихами кода.

Данный способ кодировани  кинопленки трудно реализовать в киносъемочном аппарате , так как заложенный в нем метод модул ции критичен к мгновенным колебани м скорости движени  пленки при записи-воспроизведении данных Учитыва  что кодограмма должна записыватьс  в киносъемочном аппарате при прерывистом движении кинопленки (в момент ее

0 продергивани  в фильмовом канале), необходимо к киносъемочном аппарате использовать сложную систему слежени  за мгновенной скоростью перемещени  кинопленки в фильмовом канале Размеры зазо5 ров между дорожкой кодограммы и соседними участками границ изображени  фонограммы и перфорацией очень малы что ужесточает требований к поперечным колебани м кинопленки при движении во врем 

0 записи-считывани 

Наиболее близки к предлагаемому  вл етс  способ,согласно которому адресно временной код записываетс  в виде матрицы из пересекающихс  строк и столб5 цов Элементы матрицы отличаютс  оптической плотностью При этом различают два уровн  плотности-максимальную и минимальную Одному/ровню плотности например максимальному, соответствует запись

0 информационного бита 1, а другому, например минимальному, соответствует запись информационного бита О. В результате образуетс  кодограмма в виде матрицы Матрица содержит 91 бит - 7 бит

5 в строке, всего 13 строк Таким образом, матрица, представл юща  совокупность точек (максимальна  плотность) и пробелов (минимальна  плотность), внешне напоминающих шахматное поле -13x7, образует

0 кодовое слово.

Перва  строка матрицы детерминирована в виде 1010101, а первые биты каждой строки образуют детерминированный столбец в виде 1010101010101, начало отсчета

5 ведетс  со стороны кадра изображени  Данные строка и столбец предназначены дл  идентификации кодового слова, геометрического расположени  каждых столбца и строки на кинопленке Это необходимо дл 

0 осуществлени  достоверного считывани  информации, заключенной в кодовом слове. В оставшихс  72 битах 64 бита используютс  дл  записи временной (32 бита) и служебной (32 бита) информации потреби5 тел  в соответствии с форматом кода SMPTE/EBU-80, a 8 бит - дл  записи проверочного кода.

Кажда  строка матрицы расположена перпендикул рно высоте кадра, а вс  матрица - в пределах одного кадра При записи

на 16-миллиметровой кинопленке матрица расположена между перфораци ми, а при записи на 35-миллиметровой кинопленке - между краем перфорации и краем пленки.

Таким образом на свободном поле ки- нопленки записываетс  матрица в виде пересекающихс  строк и столбцов В первую строку и первый из сети столбцов записывают синхронизирующую информацию, а в ос- тальные строки и столбцы записывают временную, служебную информацию и проверочный код. Синхронизирующа  информаци , записываема  в первый столбец до предпоследней строки включительно, представл ет чередующиес  логические едини- цы и нули.

Запись ведетс  с помощью семи свето- диодов, расположенных в одну линию перпендикул рно направлению движени  кинопленки. Эти светодиоды соединены с устройством записи так, чтобы они зажигались избирательно и записывали нужную информацию в двоичном коде.

Считывание информации, содержащейс  в матрице, осуществл етс  в режиме Стоп-кадр. Изображение оптической матрицы проецируетс  на мишень ПЗС матрицы , состо щей из 256 х 256 элементов. Расположение оптической матрицы относительно ПЗС матрицы при остановке кино- пленки контролируетс  по перфораци м с помощью специального датчика Построчный анализ изображени  матрицы осуществл етс  с помощью микропроцессора. Анализ осуществл етс  в два этапа. Прежде всего с помощью первой строки (1010101) и первого столбца(1010101010101) определ ют центр каждой строки и каждого столбца. Затем дл  каждой точки (оптического бита) спроецированной матрицы устанавливают  вл етс  ли точка темной или светлой по сравнению с базовым порогом (например, с оптической плотностью вуали кинопленки).

Дл  определени  начала и конца дубл  на кинопленку записываетс  специальна  информаци  в виде сигнальных флажков.

Данный способ имеет ограничение в применении, вызванное недостатком информации дл  осуществлени  достоверного считывани  оптической мэтрицы-кодограм- мы во врем  движени  кинопленки.

Считывание и анализ информации должны проводитьс  в динамике. В реальном лентопрот жном тракте кинотехнического оборудовани  при движении кинопленки могут возникнуть поперечные ее колебани  и перекосы относительно продольной оси кадра. Необходимо учитывать колебани  поперечных размеров оптической матрицы- кодограммы, возникающие из-за неточной

юстировки оптических элементов в системе записи-считывани  Кроме того, могут возникнуть колебани  плоскости пленки относительно плоскости считывающего фотоприемника. Во всех этих случа х необходимо не только вы вить все отклонени , которые могут повли ть на достоверное считывание , но и максимально использовать технические возможности системы считывани  дл  корректировки возникающих в процессе движени  кинопленки погрешностей записи-считывани  матрицы-кодограммы. Дл  этого в кодограмме матрицы должна быть записана дополнительна  информаци . Кроме того, в кинотехнологических процессах монтажно-тонировочного периода работы над фильмом кинопленка подвергаетс  резке и склеиванию 6 произвольных местах фрагментов фильма, т.е. нарушаетс  последовательность информации чолог- рамм, записанных в дубле. Это обусловливает необходимость при идентификации кинокадров и синхронизации киноизображений дублей с соответствующими им фонограммами использовать режим динамического считывани  кодограмм в широком диапазоне скоростей движени  Кинопленки При этом необходимо также автоматически определ ть направление движени  кинопленки, что в свою очередь требует записи дополнительной информации в матрицу-кодограмму.

Цель изобретени  - повышение надежности и достоверности идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в пр мом и обратном направлени х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при способе записи и считывани  адресно- временного кода дл  кодировани  кинопленки при проведении киносьемки, заключающемс  в записи на свободном поле кинопленки матрицы в виде пересекающихс  строк и столбцов, в первую строку и первый из семи столбцов записывают синхронизирующую информацию, а в остальные строки и столбцы записывают временную, служебную информацию и проверочный код, причем синхронизирующа  информаци , записываема  в первый столбец до предпоследней строки включительно, представл ет чередующиес  логические единицы и нули, и построчном считывании матрицы кодограммы, дополнительно записывают синхронизирующую информацию в последней строке и шестом и седьмом столбцах матрицы, причем синхронизирующа  информаци , записываема  в первой и по следней строках, а также в седьмом столбце представл ет собой значени  логических

единиц, информаци , записываема  в шестом столбце, представл ет последовательность чередующихс  логических единиц и нулей, при этом информаци  первого и шестого столбцов, относ щихс  к одной строке , имеет противоположные значени  во всех строках, за исключением первой и последней , причем при построчном считывании матрицы-кодограммы вначале в зависимости от направлени  движени  пленки считывают первую или последнюю строки, содержащие логические единицы, определ   начало кодового слова и количество считывающих элементов линейки, приход щихс  на один бит информации в строке, затем считывают первой и шестой биты второй или предпоследней строки, определ   направление движёнш теййЬплен- ки, считыванием седьмого столбца, содержащего логические единицы, определ ют положение матрицы относительно счи- тывающей линейки, а считывание временной и служебной информации и проверочного кода осуществл ют только при регистрации в каждой строке противоположных значений битов первого и шестого столбцов.

На фиг. 1 представлена структура матрицы , записываемой предложенным способом; на фиг. 2 - варианты размещени  матрицы на 35-миллиметровой кинопленке; на фиг, 3 - размещение матрицы на 16-миллиметровой кинопленке; на фиг. 4 - структурна  схема системы дл  считывани  кодограммы, записанной в матрице; на фиг. 5 - расположение считывающей линейки относительно строк матрицы.

Способ заключаетс  в следующем.

Матрицу-кодограмму записывают в виде пересекающихс  строк а и столбцов Ь. Кажда  из строк а содержит 7 битов, каждый из которых образует столбец Ы, Ь2, ЬЗ, Ь4, Ь5, Ьб, Ь7, номер которого соответствует пор дковому номеру бита в строке (начало отсчета ведетс  со стброны изображени  кинокадра). Всего в матрице записывают 7 столбцов и 20 строк, включающих 140 бит информации,

В строках at, а20 и столбцах Ы, Ь6 и Ь7 записывают синхронизирующую информацию . При этом перва  э1 и последн   а20 строки детерминированы в виде 1111111. Первый столбец Ы записывают в виде чередующихс  логических нулей и единиц и в совокупности с логическими единицами первой а1 и последней а20 строк образует детерминированную комбинацию в виде 10101010101010101011. Шестой столбец Ьб также записывают в виде чередующейс  последовательности логических нулей и

единиц, но в противоположном значении по отношению к битам первого столбца Ы. Исключение составл ют первый и последний биты столбца Ьб, которые всегда имеют значение логических единиц, поскольку строки а1 и а20 детерминированы в виде 1111111 Таким образом, столбец Ьб имеет вид 11010101010 101010101, Все биты столбца Ь7 детерминированы и равны логиче0 ской единице. Таким образом, столбец Ь7 имеет вид 11111111111111111111.

Оставшиес  четыре бита в строках с а2

по а19, образующие соответственно столб цы Ь2, ЬЗ, Ь4, Ь5, несут двоично-дес тичную

5 или шестнадцатиричную информацию При этом 1 б строк от а2 до а 17 (64 бита) содержат временную и служебную информацию в соответствии с форматом кода SMPTE/EBU- 80 и ОСТ 19-200-85. Строки а18 и а19

0 отведены дл  записи проверочного кода.

Элементы матрицы, несущие информацию об 1 и О, отличаютс  уровнем оптической плотности.

Запись кодограммы в виде описанной

5 матрицы осуществл етс  расположенной перпендикул рно направлению движени  кинопленки светодиодной линейкой, состо щей из семи элементов, св занных с устройством избирательного зажигани 

0 элементов (не показано).

Оптическа  матрица-кодограмма на кинопленке 35 мм может быть записана с любого кра  пленки за перфорацией (фиг. 2а) либо участке, отведенном дл  оптической

5 фонограммы (фиг. 26), и равна высоте Н кадра . На кинопленке 16 мм оптическа  матрица-кодограмма может быть записана между перфораци ми (фиг, Зв).

Устройство дл  считывани  записанной

0 матрицы-кодограммы состоит (фиг. 4) из осветител  1, камеры 2 и блока 3 декодировани . Световой поток от осветител  1, расположенного за кинопленкой 4, модулируетс  матрицей 5, изображение которой с

5 помощью объектива камеры 2 проецируетс  на ее фотоприемник (не показан). В качестве фотоприемника может быть использована ПЗС линейка из 256 элементов г

В камере 2 происходит обработка и рас0 . шифровка сигналов кодограммы. Расшифрованна  информаци  поступает в блок 3 декодировани , где она декодируетс , контролируетс  и отображаетс  в буквенно- цифровом виде обычными методами,

5 примен емыми при идентификации изображени .

Считывание происходит в построчном режиме во врем  движени  кинопленки.

В оптимальном режиме оптическа  матрица-кодограмма проецируетс  на центрэльную часть ПЗС линейки, содержащую 128 элементов. Таким образом, слева и справа от проекции оптической матрицы- кодограммы имеетс  по 64 резервных элемента , что позвол ет иметь допуск поперечных колебаний пленки до + 25%. В этом случае начало расположени  проекции каждой строчки оптической матрицы-кодограммы на ПЗС линейке определ етс  переходом от светлого участка пленки к темному или наоборот (в зависимости от того, негативна  или позитивна  кодограмма). Этот переход образуетс  за счет того, что в столбце Ы кодограммы записаны все 1. Например , если в негативе 1 это темный участок, то участок между столбцом Ь7 и краем пленки светлый, а в позитиве-обратна  картина.

Начало и конец матрицы одного кодового слова определ етс  строками а1 и а20, имеющими комбинацию битов 1111111, неповтор ющуюс  ни в одной другой строке . Кроме того, по геометрическому размеру проекции этих строк (а1 и а20) на ПЗС линейке определ етс  поперечный размер d всей Матрицы и вычисл етс  сколько элементов ПЗС линейки участвует в считывании одного бита строки. Таким образом компенсируютс  колебани  геометрического размера оптической матрицы-кодограм- мы на кинопленке, обусловленные погрешност ми в оптико-механических эле- ментах системы записи-считывани  кодог- раммы. Граница между строками определ етс  переходом состо ни  битов от 1 к О и от О к 1 в столбцах Ы b Ьб. Наличие этих синхронизирующих битов позвол ет считывать кодограмму при разных скорост х движени  кинопленки.

Компенсаци  взаимного перекоса меж- ду оптической строкой матрицы-кодограм- мы и ПЗС линейкой происходит за счеттого, что обработка считываемых информационных строк от а2 до а19 происходит только в тот момент, когда информаци  в элементах ПЗС линейки, отвечающих за считывание первого и шестого битов одной строки, имеет противоположное значение (1 и О или О и 1). Дл  того, чтобы допуск а (фиг. 5) был достаточным, ширина читающего штри- ха ЬчшПЗС линейки выбираетс  на пор док меньше ширины I строки матрицы-кодограммы на кинопленке.

Направление движени  кинопленки при считывании кодограммы определ етс  первым и шестым битами строк а2 и а19. Начало отсчета строк производитс  от начала дубл  снимаемого плана. Если пленка движетс  в пр мом направлении, то после анализа стойки а1 матрицы, определ ющей

начало считывани  кодового слова и место расположени  проекции информационных битов строк на ПЗС линейке, осуществл етс  анализ строки а2, В этом случае детерминированна  комбинаци  первого и шестого битов этой строки а2, имеюща  вид ОГ, информирует о движении пленки в пр мом направлении. Если пленка движетс  в обратном направлении, то после анализа строки а20, котора  в этом случае выпблн йёТту же функцию , что и строка а1, анализируетс  строка а19. Детерминированна  комбинаци  первого и шестого битов этой строки противоположна аналогичной комбинации строки а2 и имеет вид 10. Зта комбинаци  информирует о том, что пленка движетс  в обратном направлений.

- Запись кодограммы на кинопленке начинают в момент вхождени  эл ектроприво- да киносъемочного аппарата в синхронный режим, а заканчивакуг запись в момент его выхода из синхронного режима. В кинотехническом процессе этот участок кинопленки соответствует киноизображению, используемому в кинофильме. Таким образом, начало и конец записи кодограммы соотаетствует началу и концу дубл  снимаемого плана, а противоположна  комбинаци  второй и дев тнадцатой строк определ ет направление движени  кинопленки в киносъемочном аппарате. .Таким образом, отпадает необходимость записывать в начале и конце каждого дубл  слово- флажок. Тем более, что это слово-флажок не несет никакой информации дл  синхронизации киноизображени  с. соответствующей ему фонограммой, записываемой на магнитной ленте во врем .синхронной киносъемки. При монтаже фильма, как правило, изображени  начала и конца плана могут быть отрезаны и, следовательно, в дальнейшем процессе не участвуют.

Способ записи и считывани  адресно- временного кода в виде матрицы-кодограммы позвол ет обеспечить достоверное декодирование одного кадра в процессе движени  кинопленки в любом направлении . Структура записанной кодограммы учитывает-положение кодограммы относительно считывающей ПЗС линейки, контролирует допустимое колебание положений кинопленки, а также позвол ет компенсировать колебани  геометрического размера оптической матрицы на кинопленке, возникающие из-за погрешностей оптико-механических элементов системы записи-считывани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ записи и считывани  адресно- временного кода дл  кодировани  кинопленки при проведении киносъемки, заключающийс  в записи на свободном поле кинопленки матрицы в виде пересекающихс  строк и столбцов, в первую строку и первый из семи столбцов записывают синхронизирующую информацию, а в остальные строки и столбцы записывают временную, служебную информацию и проверочный код, причем синхронизирующа  информаци , записываема  в первый столбец до предпоследней строки включительно, представл ет чередующиес  логические нули и единицы, и построчном считывании матрицы-кодограммы , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и достоверности идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в пр мом и обратном направлени х , дополнительно записывают синхронизирующую информацию в последней .строкеи шестом и седьмом столбцах матрицы , причём синхронизирующа  информаци , записываема  в первой и последней строках,; а также в седьмом столбце представл ет собой значени  логических единиц , информаци , записываема  в шестом

   8.1 «. « U4 US ftC Vt столбце , представл ет собой последовательность чередующихс  логических единиц и нулей, при этом информаци  первого и шестого столбцов, относ щихс  к одной

   строке, имеет противоположные значени  во всех строках, за исключением первой и последней, причем при построчном считывании матрицы-кодограммы вначале в зависимости от направлени  движени 

   кинопленки считывают первую и последнюю строки, содержащие логические единицы , определ   начало кодового слова и количество считывающих элементов линейки , приход щихс  на один бит информации

   в строке, затем считывают первый и шестой биты второй или предпоследней строки, определ   направление движени  кинопленки , считыванием седьмого столбца, содержащего логические единицы, определ ют положение матрицы относительно считывающей линейки, а считывание

   временной и служебной информации и про .верочного кода осуществл ют только при

   регистрации в каждой строке противоположных значений битов первого и шестого столбцов.-

   I

   %г.1

   ® &

   ux.4

   Ut.J

   X.Wa.