СПОСОБ ЗАПИСИ, ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЛИ СЧИТЫВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ИЛИ АНАЛОГОВЫХ, ВЫБОРОЧНЫХ ИЛИ НЕПРЕРЫВНЫХ АУДИО И/ИЛИ ВИДЕОЗАПИСЕЙ Российский патент 2004 года по МПК H04N5/92 

Предпосылки настоящего изобретения

Настоящее изобретение касается записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио и/или видеозаписей и отличается однозначно определяемой согласованностью записи звука и изображения, или, по крайней мере, записей соответственно двух звуковых сигналов и двух изображений. Настоящее изобретение можно применять при производстве фильмов, при использовании телевидения для охраны, в коммерческом телевидении, телевидении для профессионалов, в кабельном телевещании, а в основном - в видеотехнике. Таким образом, в основном настоящее изобретение касается записи и воспроизведения или считывания на аудио- и видеотехнике.

Предшествующая технология

В настоящее время в ограниченном объеме аналоговые видеомагнитофоны используются в системах охраны особой важности или в системах мониторинга для регистрации изображения или звуковой информации на сплошную среду. Такая запись автоматически согласует визуальную модель и соответствующую звуковую модель.

Выборочная запись с помощью аналоговых видеомагнитофонов регистрирует только визуальную информацию. Запись звука, связанного с выборочными изображениями, остается нерешенной задачей. Поэтому или звук совсем не записывают, или его записывают отдельно, и тогда не обеспечивается его синхронизация с соответствующими записями изображений. Цифровые видеомагнитофоны с успехом применяют в профессиональном фильмопроизводстве, а также в системах охраны и в других контролирующих системах. Цифровые видеомагнитофоны только в непрерывном режиме регистрируют визуальную информацию вместе с записью звука. Звуковую и визуальную информацию обычно регистрируют на одну и ту же записывающую среду, типа накопителя жесткого диска. Изображение и звук синхронизируют, это касается в основном начала записи. Однако при записи в выборочном режиме цифровые видеомагнитофоны не способны согласовывать непрерывно регистрируемый звук с соответствующим изображением.

Наконец, в обычной технологии фильмопроизводства изображение и звук синхронизируют только акустически в начале процесса, используя для этого хлопушку.

Поскольку в настоящее время не существует способа, пригодного для наложения звука на отдельно сделанную запись изображения, и поскольку некоторые записывающие системы до сих пор должны осуществлять синхронизацию звука и изображения, или, по крайней мере, двух записей изображения и двух записей звука соответственно, то возникает необходимость решить эту задачу; в конечном счете это привело к настоящему изобретению.

Предмет настоящего изобретения

Способ записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей в соответствии с настоящим изобретением в значительной степени устраняет указанные выше недостатки. Предметом настоящего изобретения является синхронизация по крайней мере одной аудио- и одной видеозаписи, или аудио- и аудиозаписи, или видео- и видеозаписи путем регистрации реального времени, причем при воспроизводстве или считывании в отношении по крайней мере одного эталона реальное время записи играет роль синхронизирующего элемента.

Возможности, предлагаемые указанным выше способом, расширяет тот факт, что синхронизированные аудио- и видеозаписи являются локально независимыми. Это означает, что для закрытой или открытой локальной системы в пределах выбранного реального интервала времени при записи звука возможна его согласованность с соответствующими эталонами изображений из любой другой закрытой или открытой локальной внутренней или внешней системы.

Другой важной характеристикой одного из воплощений способа в соответствии с настоящим изобретением является возможность функциональной независимости синхронизированных аудио- и видеозаписей. Эту особенность в первую очередь можно использовать в случае, когда воспроизведение или демонстрация записи звука и изображения различаются продолжительностью (включая неудачное воспроизведение или считывание).

Примечание:

Указанная позиционная и функциональная независимость в действительности означает, что не существует необходимости в проведении записи ни в той же самой среде, ни с использованием того же оборудования. Напротив, указанные записи могут быть сделаны на различном оборудовании (причем нет необходимости во взаимном соединении этих устройств друг с другом в процессе записи), при различной локализации (эти записи могут даже быть нерегулярными записями) и, конечно, на различных средах-носителях, не рассматривая даже заранее их синхронизованное воспроизводство.

Следовательно, автономная запись (звука или видео) должна войти в жизнь. Если ведется запись нескольких изображений или звуков, каждая такая запись остается полностью автономной (а именно, ее можно осуществить на различном оборудовании, в другом месте и т.д., начиная с некоторого иного момента времени и указанные записи могут представлять собой даже нерегулярные/случайные записи).

Другими словами, если звук записан, например, на персональном компьютере, то будет создан аудиофайл, который будет сохраняться на жестком диске в виде отдельного файла. Если видеозапись сделана на другом персональном компьютере, то другой файл (видеофайл) будет сохраняться на его жестком диске. Ни эти два персональные компьютера, ни эти файлы не имеют ничего общего, они остаются полностью независимыми друг от друга. Такой аудиофайл можно воспроизвести в любое время. Такой видеофайл можно воспроизвести в любое иное время... Если на еще одном персональном компьютере делается видеозапись, то на жестком диске этого компьютера будет вновь создан некий другой файл.

Если возникает необходимость отсмотреть - воспроизвести эти созданные отдельно файлы, то можно сделать это порознь.

Если, однако, пользователю желательно получить общее представление о взаимосвязи этих самостоятельно зарегистрированных процессов, то он/она будет должен начать одновременное воспроизведение нескольких записей.

Наконец, другой существенной характеристикой способа в соответствии с настоящим изобретением является присвоение идентификационного кода зависимо или независимо согласованным аудио- и видеозаписям.

Преимуществами способа считывания или воспроизведения цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей является однозначно определяемая согласованность эталонов изображений и отобранных эталонов звука или, по крайней мере, двух эталонов изображения или звука соответственно. Реальное время представляет собой тот короткий промежуток времени в данной записи, который определяется однозначно и однозначно связан с заданным коротким промежутком времени и который в этом качестве регистрируют при записи аудио- и видеосигнала. Понятие “реальное время” означает, что некоторый короткий промежуток времени содержит полную информацию о годе, месяце, часе, минуте, секунде и их долях. Реальное время не несет информативной значимости, но является контрольным элементом (сигналом). Способ в соответствии с настоящим изобретением представляет собой изящный и простой способ решения синхронизации контролем воспроизведения и считывания скорее с помощью реального времени, чем по началу записи, как это делается в стандартных системах. В целях настоящего изобретения непрерывную запись понимают как такой вид записи, при котором она осуществляется без каких-либо перерывов прямо с начала до самого конца записи. В целях настоящего изобретения выборочную запись понимают как такой вид записи, при котором в течение процесса ее проведения запись прерывается, а именно регистрируются только определенные интервалы времени - эталоны. В случае видеозаписей эталоны могут быть представлены, например, только отдельными изображениями (кадрами). В этом случае регистрируется, например, 1 кадр/сек, 5 кадров/сек или 2 кадра/мин и т.д. В процессе записи выборочная частота и/или интервалы могут произвольным образом меняться. В целях настоящего изобретения понятие “запись” означает род деятельности, заключающийся в регистрации изображения или звука на любой записывающей среде, типа магнитной ленты и диска, оптического диска, жесткого диска, кинопленки или полупроводникового чипа или другой записывающей среды. Понятие “запись” как цель подразумевает результат записи, а именно записывающую среду, на которой уже сохраняется визуальная и/или звуковая информация. Понятие “воспроизведение” - это род деятельности, подразумевающий считывание зарегистрированной визуальной или звуковой информации после ее записи или последующую обработку такой информации. В звуковой технике, например, это относится к считыванию записанного акустического сигнала с использованием воспроизводящего оборудования. То же самое применимо к визуальной технике (за исключением стандартной технологии фильмопроизводства). Что касается стандартной технологии фильмопроизводства, в которой записывающей средой для визуальной и звуковой информации служит стандартная кинопленка, включающая кинопленку, регистрирующую изображение, и отдельную магнитную пленку, записывающую звук, то релевантное понятие называют демонстрацией и используют его для воспроизведения визуальных сигналов с применением специального демонстрационного оборудования (кинопроектора). Преимуществом способа в соответствии с настоящим изобретением является его простое использование в качестве компьютерного обеспечения цифровых систем. В аналоговых видео- и телевизионных системах указанный метод можно применять или полностью, или вместе с техническим обеспечением как часть компьютерного обеспечения. В стандартной технологии фильмопроизводства указанный способ применим только посредством технического обеспечения, в котором между изображениями внедряют маркировку времени, например, в виде штриховых кодов, или используя для записи времени часть трека. Указанный метод с успехом может быть использован при выборочных записях, в частности, в системах охраны; однако несомненно его можно использовать для непрерывных аудио- и видеозаписей. Другое главное преимущество включает легкость синхронизации изображения и звука, когда потеряна или утрачена часть данных или аудио- или видеозаписей, при этом становится возможным продолжить просмотр изображений. Если, например, исчерпаны возможности записывающей среды, использованной для записи звука, и оператор после времени запаздывания не вставил другую записывающую среду, то предлагаемое решение не нуждается в специальном старте, однако изображения будут запущены в процессе считывания (воспроизведения), когда временная отметка звука совпадет с временной отметкой соответствующего изображения. Согласно предлагаемому способу, во время считывания не будут запущены изображения с другой записи, имеющей другую характеристику реального времени, так как соответствующий день и время были определены однозначно и они нерекурренты. Единственным условием является однозначная согласованность системы времени (реального) аудио- и видеосистем во время записи. Поскольку синхронизация изображения и звука достигается с использованием реального времени, то отобранный аудиосигнал можно связать с одной или несколькими видеозаписями, даже с локально независимыми записями. Преимущество настоящего способа заключается в его универсальности, т.к. прежде всего он применим для видеосистем, раздельно записывающих изображение и звук. Этот способ, однако, можно использовать и в технике производства фильмов (а именно, он применим к стандартным кинопленкам) и телевизионной технике. Преимуществом, применимым для специальных приложений (например, в системах, содержащих несколько камер и несколько микрофонов), является присвоение идентификационного кода записям (сигналам) аудио- и видеоканалов, в которых аудиозапись приведена в согласование с соответствующей парой видеозаписей для того, чтобы сделать считывание нескольких записей прозрачным (незаметным для пользователя) и однозначным. Указанный способ делает возможным также регистрацию пульсирующих изображений, в то время как звук записывается постоянно. Это подкрепляет тот факт, что способ в соответствии с настоящим изобретением может осуществлять синхронизацию неограниченного количества аудио- и видеозаписей, включая записи, произведенные в различных местах и начинающиеся в разные моменты времени; это сочетается с конкретным фактом, а именно с тем, что начало процесса записи не зависит от времени и при считывании синхронизируется как реальное время совпадения указанных записей. Запись любого явления может быть прервана (например, во время сцен, которые не считают заслуживающими записи) и позднее может быть возобновлена. При считывании указанную запись можно снова начать в синхронизированном режиме, поскольку совпадают зарегистрированные отметки реального времени.

Способ в соответствии с настоящим изобретением можно также использовать как систему для мониторинга при осуществлении государственного и частного бизнеса.

Варианты осуществления изобретения

Вариант 1

Этот пример описывает регистрацию и считывание единичной цифровой выборочной аудио- и видеозаписи, сделанной цифровым видеомагнитофоном с одной телекамерой с зарядовой связью, микрофоном и монитором. Указанный режим особенно пригоден для систем охраны или контролирующих систем. Записи изображений отбирают со скоростью одно изображение в минуту, причем запись изображения фиксирует реальное время информации. Для воспроизведения изображения и звука, а именно для считывания конкретной записи (например, для изучения ее) выбранное оператором реальное время аудиозаписи служит синхронизирующим сигналом. Предположим, что оператор выбрал интервал реального времени от 1999-07-10 18:32:24 до 1999-07-10 18:50:00, тогда для выбранного момента реального времени при считывании необходимой непрерывной регистрации звука монитор будет постепенно выводить на экран в выбранном промежутке времени последовательность из 18 изображений контролируемого пространства, которые связаны с воспроизводимым звуком.

Вариант 2

Пример описывает другой режим регистрации и считывания выборочной аудио- и видеозаписи, осуществленной одной телекамерой с зарядовой связью или одной КМОП камерой (комплементарной металлооксидной полупроводниковой камерой), имеющей функцию регистрации движения, и микрофон. Этот режим особенно пригоден в системах охраны и наблюдения. Звук регистрируется в непрерывном режиме, поскольку это не требует чрезмерной нагрузки на записывающую среду. Выборка изображения на датчик движения проводится каждую десятую секунду или непрерывно. В этом случае в процессе считывания реальное время аудиозаписи служит синхронизирующим элементом. Другими словами, при воспроизведении некоторого интервала времени оператор прослушивает звуки в изучаемой области (типа разговора между двумя или более людьми, остающимися неподвижными). При совершении движения указанные субъекты автоматически активируют функцию выявления движения, а система непрерывно регистрирует изображение, что дает возможность оператору оценить изображение (движущиеся субъекты), продолжая при этом контролировать звуки. После того, как указанные субъекты станут статичными, система переходит к выборке со скоростью одно изображение каждые 10 сек, причем запись звука продолжается непрерывно.

Вариант 3

Этот пример является производным варианта 2, но функцию выявления движения можно заменить включенным на постоянную запись оператором системы, причем отбор изображения проводится каждые 2 сек, а звук регистрируется в непрерывном режиме. Например, если служащий безопасности отвечает за обзор охраняемой зоны и прослушивает, что происходит в ней, то для того, чтобы детально зафиксировать определенное действие в заданный промежуток времени, такой служащий имеет возможность активировать постоянную запись изображения. При считывании звук воспроизводится непрерывно и производится выборка изображения. Начиная с того момента, когда служащим активирована постоянная запись изображения, оно также постоянно выводится на экран, после чего вновь производится выборка изображения. Звук сохраняется непрерывным постоянно. Преимущество состоит в том, что изображения, зарегистрированные в выборочном или в непрерывном режиме, при считывании синхронизируются вместе со звуком, поскольку изображение/изображения выводятся на экран в такие моменты, когда зарегистрированное реальное время изображения совпадает с зарегистрированным реальным временем звука.

Вариант 4

Этот пример описывает альтернативный способ записи и считывания нескольких цифровых локально независимых непрерывных аудио- и видеозаписей. В частности, такой режим можно использовать в киноиндустрии при производстве фильмов или при создании киноэффектов. Например, уникальная неповторяющаяся сцена снимается с 4 камерами с 4 углов, при этом регистрируются изображение и звук, а также фиксируется реальное время. На более поздней стадии при монтаже фильма реальное время аудио- и/или видеозаписей служит синхронизирующим элементом, что делает возможным выбор изображения и его соединение, например, с несогласованным звуком, имеющим идентичное реальное время (например, если отбирают изображение при разных углах регистрации изображения или звука).

Вариант 5

Этот пример описывает альтернативный способ записи и считывания нескольких локально независимых цифровых аудио- и видеозаписей. Указанная версия является производной варианта 1. В этом случае система охраны усилена, например, установкой 10 камер. Звук регистрирует независимая система с 6 микрофонами, встроенными в контролируемые узлы охраняемых зданий. Таким образом, указанные системы и их аудио- и видеозаписи функционально независимы. Мониторинг или изучение аудио- и видеозаписей дает возможность для наблюдения за охраняемыми узлами зданий при выборе соответствующего реального времени записи. Локальный звуковой сигнал и выбранное реальное время можно соединить с изображением или несколькими изображениями с тем же самым реальным временем, но записанным в других местах; возможно разъединение этих изображений, т.к. все записи можно считывать в синхронизированном режиме, используя их реальное время.

Вариант 6

Этот пример описывает способ записи и считывания нескольких независимых выборочных аналоговых аудио- и видеозаписей в системах кабельного телевидения. По своей сути этот способ является производным способа в примере 5, но он скорректирован так, чтобы соответствовать требованиям передач в сети кабельного телевидения. Кроме того, указанный способ дает возможность согласовывать аудио- и видеозаписи, обозначенные идентификационными кодами. Очевидное преимущество состоит в том, что способ в соответствии с настоящим изобретением можно при простой модификации программного и технического обеспечения использовать в современных сетях кабельного телевидения.

Вариант 7

Этот способ описывает способ записи и считывания аналоговых непрерывных аудио- и видеозаписей для стандартной технологии фильмопроизводства, при этом изображение и звук оптически регистрируются на стандартной кинопленке. В этом случае способ в соответствии с настоящим изобретением можно использовать, например, для записи информации о реальном времени на кинопленку (типа записи с помощью штрихового кода или другого способа), которую делают между изображениями или на пограничные сегменты записывающей среды. Это делает возможным реализацию однозначно определяемой согласованности изображения и звука (если они записаны раздельно) или нескольких сигналов изображения.

Вариант 8

Предположим, что менеджер некоей компании (например, небольшой компании) хочет получить общее представление о том, что происходит, даже находясь за пределами компании. Предположим, что камеры (а, возможно, и микрофоны) установлены в 5 комнатах (фиг.5). В целях сбережения пространства на записывающей среде отдельные записи осуществляются в выборочном режиме (1 кадр/сек), но при регистрации любых перемещений соответствующая камера переключается на 5 кадров/сек. Сигналы от 4 из 6 камер регистрируются на одном ПК, а две камеры остаются в совершенно другом месте на другом ПК. Звуки также записывают на несколько ПК. При воспроизведении он/она просто включает все аудио- и видеозаписи, размещенных на разных окнах, чтобы наблюдать (как с птичьего полета, аналогично фиг.5) все события вокруг контролируемого помещения, он/она на одном мониторе (многорежимном) или на нескольких мониторах увидит 6 картинок. Он/она увидит, куда направляется сотрудник, покинув офис. Это должно означать, что ему/ей нет необходимости просматривать все отдельные записи, одну за одной, чтобы узнать, пошел ли сотрудник в туалет или он отправился играть с коллегой в карты. (Это аналогично системам, в которых картинка с каждой из камер подается на монитор. На мониторе оператор получает одновременный обзор от всех камер, а именно что происходит во всех контролируемых комнатах.) Он/она получает полную информацию обо всех взаимоотношениях и взаимодействиях. Записи, существовавшие вплоть до настоящего времени, не позволяли проводить их одновременное воспроизведение. Понятно, что отдельные записи (файлы) также можно воспроизводить отдельно друг от друга.

Промышленное применение

Способ записи, считывания или воспроизведения цифровых или аналоговых выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей в соответствии с настоящим изобретением в основном можно применять в любой записывающей и воспроизводящей аудио- и видеосистеме и технологии воспроизведения.

Описание рисунков

На фиг.1 и 1а показан пример того, что могут включать записи реального времени (РВ). На фиг.2 и 2а продемонстрирован один из возможных примеров записи согласно настоящему изобретению (при использовании стандартного аналогового магнитофона). На фиг.3 показано воспроизведение такой записи на стандартном и специально адаптированном магнитофоне. На фиг.4 показан один из возможных путей записи-синхронизации согласно настоящему изобретению. (Оборудование для обработки данных РВ представляет собой, по существу, блок сравнения, имеющий многочисленные входы; он считывает и сравнивает данные РВ с отдельных записей, используемых для воспроизведения, а также производит в зависимости от этих записей подачу команд для запуска и/или остановки соответствующего магнитофона. Понятно, что такая система является системой функционального типа, несмотря на то, что применение классических, хотя и модифицированных, магнитофонов не самое подходящее решение. Очевидно, что использование цифровых записей и воспроизведение таких цифровых записей много проще и менее осложнено технически, поскольку и запись, и обработка таких данных РВ является более простой и более точной).

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при производстве фильмов, при использовании телевидения для охраны, в коммерческом телевидении, телевидении для профессионалов, в кабельном телевещании, а в основном - в видеотехнике. Технический результат - обеспечение синхронизации звука с соответствующими записями изображений. Способ основан на том факте, что при записи аудио- и/или видеосигнала синхронизацию, по крайней мере, одного аудио- и/или синхронизацию осуществляют с помощью реального времени. Указанное реальное время (физическое, локально-реальная дата и время записи, реальное время зарегистрированного процесса/действия) играет роль синхронизирующего элемента, по крайней мере, для одного эталона изображения и/или эталона звука при их воспроизведении или считывании. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио и/или видеозаписей, отличающийся синхронизацией, по крайней мере, одной аудио- и видео-, или аудио- и аудио-, или видео- и видеозаписи по реальному времени указанной записи, при котором указанное реальное время записи служит синхронизирующим элементом, по крайней мере, для одного эталона записи при ее воспроизведении.2. Способ записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей по п.1, отличающийся тем, что синхронизированные аудио- и/или видеозаписи локально независимы.3. Способ записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей по п.1, отличающийся тем, что синхронизированные аудио- и/или видеозаписи функционально независимы.4. Способ записи, воспроизведения или считывания цифровых или аналоговых, выборочных или непрерывных аудио- и/или видеозаписей по п.1, отличающийся тем, что зависимым или независимым согласованным аудио- и/или видеозаписям присвоен некий идентификационный код.