Способ записи и считывания адресно-временного кода для кодирования кинопленки при проведении киносъемки Советский патент 1992 года по МПК G03C11/02 

Изобретение относится к кйнофототех- нике, касается проблемы синхронизации и идентификации носителей изображения и звука и. в частности, направлено на решение вопроса записи кодированной служебной информации (например, текущего времени, номера кадра, номера дубля 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, отличающихся местом расположения 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 перфорациями (пленка 16 мм), с краю пленки за перфорациями либо на месте звуковой дорожки (пленка 35 мм) Известна система записи код а, когда в пределах одного кадра записывается 4 бита информации. Если записывается код EBU/IRT, в котором кодовое слово содержит 64 или 80 битов, то для записи всего кодового слова потребуется 16 или 20 кадров соответственно В этом случае кодовые слова повторяются через 1 с, т е через 24 или 25 кадров в зависимости от частоты съемки. Код считывается одним светопри- емником, синхронизация при считывании осуществляется датчиком перфорации.

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

Известны способы записи и считывания адресно-временного кода, в которых все кодовое слово записывается в пределах одного кинокадра. Эти способы гфё ДЕтЖляют собой попытку переноса метода кодйрова- ния магнитных носителей п-о способу SMPTE/EBU-80 для кодирования кинопленки. Так, например, известен способ записи кода на кинопленке в одну строчку вдоль высоты кадра Запись ведётбй с помощью одного светодиода, световой поток которого модулируется по принципу двухфазной метки, как это делается при записи продольного кода SMPTE/EBU-80 на магнитных носителях Эта кодограмма в зависимости от формата кинопленки (16 или 35 мм) может располагаться 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 ведется последовательно в пределах высоты одного кинокадра, то плотность записи весьма велика. Это приводит к уменьшению контраста записи (глуби- ны модуляции). При записи такой кодограммы требуется светодиод с большой силой света, так как время экспозиции одного бит-периода менее 10 мкс. Считывание кода ведется одним элементом, при этом элементы кода О и Г определяются расстоянием между соседними штрихами кода.

Данный способ кодирования кинопленки трудно реализовать в киносъемочном аппарате, так как заложенный в нем метод модуляции критичен к мгновенным колебаниям скорости движения пленки при записи-воспроизведении данных Учитывая что кодограмма должна записываться в киносъемочном аппарате при прерывистом движении кинопленки (в момент ее

0 продергивания в фильмовом канале), необходимо к киносъемочном аппарате использовать сложную систему слежения за мгновенной скоростью перемещения кинопленки в фильмовом канале Размеры зазо5 ров между дорожкой кодограммы и соседними участками границ изображения фонограммы и перфорацией очень малы что ужесточает требований к поперечным колебаниям кинопленки при движении во время

0 записи-считывания

Наиболее близки к предлагаемому является способ,согласно которому адресно временной код записывается в виде матрицы из пересекающихся строк и столб5 цов Элементы матрицы отличаются оптической плотностью При этом различают два уровня 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 образуется кодограмма в виде матрицы Матрица содержит 91 бит - 7 бит

5 в строке, всего 13 строк Таким образом, матрица, представляющая совокупность точек (максимальная плотность) и пробелов (минимальная плотность), внешне напоминающих шахматное поле -13x7, образует

0 кодовое слово.

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

5 ведется со стороны кадра изображения Данные строка и столбец предназначены для идентификации кодового слова, геометрического расположения каждых столбца и строки на кинопленке Это необходимо для

0 осуществления достоверного считывания информации, заключенной в кодовом слове. В оставшихся 72 битах 64 бита используются для записи временной (32 бита) и служебной (32 бита) информации потреби5 теля в соответствии с форматом кода SMPTE/EBU-80, a 8 бит - для записи проверочного кода.

Каждая строка матрицы расположена перпендикулярно высоте кадра, а вся матрица - в пределах одного кадра При записи

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

Таким образом на свободном поле ки- нопленки записывается матрица в виде пересекающихся 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. Синхронизирующая информация, записываемая в первый столбец до предпоследней строки включительно, представляет чередующиеся логические едини- цы и нули.

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

Считывание информации, содержащейся в матрице, осуществляется в режиме Стоп-кадр. Изображение оптической матрицы проецируется на мишень ПЗС матрицы, состоящей из 256 х 256 элементов. Расположение оптической матрицы относительно ПЗС матрицы при остановке кино- пленки контролируется по перфорациям с помощью специального датчика Построчный анализ изображения матрицы осуществляется с помощью микропроцессора. Анализ осуществляется в два этапа. Прежде всего с помощью первой строки (1010101) и первого столбца(1010101010101) определяют центр каждой строки и каждого столбца. Затем для каждой точки (оптического бита) спроецированной матрицы устанавливают является ли точка темной или светлой по сравнению с базовым порогом (например, с оптической плотностью вуали кинопленки).

Для определения начала и конца дубля на кинопленку записывается специальная информация в виде сигнальных флажков.

Данный способ имеет ограничение в применении, вызванное недостатком информации для осуществления достоверного считывания оптической мэтрицы-кодограм- мы во время движения кинопленки.

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

юстировки оптических элементов в системе записи-считывания Кроме того, могут возникнуть колебания плоскости пленки относительно плоскости считывающего фотоприемника. Во всех этих случаях необходимо не только выявить все отклонения, которые могут повлиять на достоверное считывание, но и максимально использовать технические возможности системы считывания для корректировки возникающих в процессе движения кинопленки погрешностей записи-считывания матрицы-кодограммы. Для этого в кодограмме матрицы должна быть записана дополнительная информация. Кроме того, в кинотехнологических процессах монтажно-тонировочного периода работы над фильмом кинопленка подвергается резке и склеиванию 6 произвольных местах фрагментов фильма, т.е. нарушается последовательность информации чолог- рамм, записанных в дубле. Это обусловливает необходимость при идентификации кинокадров и синхронизации киноизображений дублей с соответствующими им фонограммами использовать режим динамического считывания кодограмм в широком диапазоне скоростей движения Кинопленки При этом необходимо также автоматически определять направление движения кинопленки, что в свою очередь требует записи дополнительной информации в матрицу-кодограмму.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в прямом и обратном направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что при способе записи и считывания адресно- временного кода для кодирования кинопленки при проведении киносьемки, заключающемся в записи на свободном поле кинопленки матрицы в виде пересекающихся 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 синхронизирующая информация, записываемая в первый столбец до предпоследней строки включительно, представляет чередующиеся логические единицы и нули, и построчном считывании матрицы кодограммы, дополнительно записывают синхронизирующую информацию в последней строке и шестом и седьмом столбцах матрицы, причем синхронизирующая информация, записываемая в первой и по следней строках, а также в седьмом столбце представляет собой значения логических

единиц, информация, записываемая в шестом столбце, представляет последовательность чередующихся логических единиц и нулей, при этом информация первого и шестого столбцов, относящихся к одной строке, имеет противоположные значения во всех строках, за исключением первой и последней, причем при построчном считывании матрицы-кодограммы вначале в зависимости от направления движения пленки считывают первую или последнюю строки, содержащие логические единицы, определяя начало кодового слова и количество считывающих элементов линейки, приходящихся на один бит информации в строке, затем считывают первой и шестой биты второй или предпоследней строки, определяя направление движёнш теййЬплен- ки, считыванием седьмого столбца, содержащего логические единицы, определяют положение матрицы относительно счи- тывающей линейки, а считывание временной и служебной информации и проверочного кода осуществляют 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 размещения матрицы на 35-миллиметровой кинопленке; на фиг, 3 - размещение матрицы на 16-миллиметровой кинопленке; на фиг. 4 - структурная схема системы для считывания кодограммы, записанной в матрице; на фиг. 5 - расположение считывающей линейки относительно строк матрицы.

Способ заключается в следующем.

Матрицу-кодограмму записывают в виде пересекающихся строк а и столбцов Ь. Каждая из строк а содержит 7 битов, каждый из которых образует столбец Ы, Ь2, ЬЗ, Ь4, Ь5, Ьб, Ь7, номер которого соответствует порядковому номеру бита в строке (начало отсчета ведется со стброны изображения 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 первая э1 и последняя а20 строки детерминированы в виде 1111111. Первый столбец Ы записывают в виде чередующихся 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 чередующейся последовательности логических нулей и

единиц, но в противоположном значении по отношению к битам первого столбца Ы. Исключение составляют 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.

Оставшиеся четыре бита в строках с а2

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

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 для записи проверочного кода.

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

Запись кодограммы в виде описанной

5 матрицы осуществляется расположенной перпендикулярно направлению движения кинопленки светодиодной линейкой, состоящей из семи элементов, связанных с устройством избирательного зажигания

0 элементов (не показано).

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

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

Устройство для считывания записанной

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

5 помощью объектива камеры 2 проецируется 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. Расшифрованная информация поступает в блок 3 декодирования, где она декодируется, контролируется и отображается в буквенно- цифровом виде обычными методами,

5 применяемыми при идентификации изображения.

Считывание происходит в построчном режиме во время движения кинопленки.

В оптимальном режиме оптическая матрица-кодограмма проецируется на центрэльную часть ПЗС линейки, содержащую 128 элементов. Таким образом, слева и справа от проекции оптической матрицы- кодограммы имеется по 64 резервных элемента, что позволяет иметь допуск поперечных колебаний пленки до + 25%. В этом случае начало расположения проекции каждой строчки оптической матрицы-кодограммы на ПЗС линейке определяется переходом от светлого участка пленки к темному или наоборот (в зависимости от того, негативная или позитивная кодограмма). Этот переход образуется 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-обратная картина.

Начало и конец матрицы одного кодового слова определяется строками а1 и а20, имеющими комбинацию битов 1111111, неповторяющуюся ни в одной другой строке. Кроме того, по геометрическому размеру проекции этих строк (а1 и а20) на ПЗС линейке определяется поперечный размер d всей Матрицы и вычисляется сколько элементов ПЗС линейки участвует в считывании одного бита строки. Таким образом компенсируются колебания геометрического размера оптической матрицы-кодограм- мы на кинопленке, обусловленные погрешностями в оптико-механических эле- ментах системы записи-считывания кодог- раммы. Граница между строками определяется переходом состояния битов от 1 к О и от О к 1 в столбцах Ы b Ьб. Наличие этих синхронизирующих битов позволяет считывать кодограмму при разных скоростях движения кинопленки.

Компенсация 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 информация в элементах ПЗС линейки, отвечающих за считывание первого и шестого битов одной строки, имеет противоположное значение (1 и О или О и 1). Для того, чтобы допуск а (фиг. 5) был достаточным, ширина читающего штри- ха ЬчшПЗС линейки выбирается на порядок меньше ширины I строки матрицы-кодограммы на кинопленке.

Направление движения кинопленки при считывании кодограммы определяется первым и шестым битами строк а2 и а19. Начало отсчета строк производится от начала дубля снимаемого плана. Если пленка движется в прямом направлении, то после анализа стойки а1 матрицы, определяющей

начало считывания кодового слова и место расположения проекции информационных битов строк на ПЗС линейке, осуществляется анализ строки а2, В этом случае детерминированная комбинация первого и шестого битов этой строки а2, имеющая вид ОГ, информирует о движении пленки в прямом направлении. Если пленка движется в обратном направлении, то после анализа строки а20, которая в этом случае выпблн йёТту же функцию, что и строка а1, анализируется строка а19. Детерминированная комбинация первого и шестого битов этой строки противоположна аналогичной комбинации строки а2 и имеет вид 10. Зта комбинация информирует о том, что пленка движется в обратном направлений.

- Запись кодограммы на кинопленке начинают в момент вхождения 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 дубля снимаемого плана, а противоположная комбинация второй и девятнадцатой строк определяет направление движения кинопленки в киносъемочном аппарате. .Таким образом, отпадает необходимость записывать в начале и конце каждого дубля слово- флажок. Тем более, что это слово-флажок не несет никакой информации для синхронизации киноизображения с. соответствующей ему фонограммой, записываемой на магнитной ленте во время.синхронной киносъемки. При монтаже фильма, как правило, изображения начала и конца плана могут быть отрезаны и, следовательно, в дальнейшем процессе не участвуют.

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

Формула изобретения Способ записи и считывания адресно- временного кода для кодирования кинопленки при проведении киносъемки, заключающийся в записи на свободном поле кинопленки матрицы в виде пересекающихся 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 синхронизирующая информация, записываемая в первый столбец до предпоследней строки включительно, представляет чередующиеся логические нули и единицы, и построчном считывании матрицы-кодограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в прямом и обратном направлениях, дополнительно записывают синхронизирующую информацию в последней .строкеи шестом и седьмом столбцах матрицы, причём синхронизирующая информация, записываемая в первой и последней строках,; а также в седьмом столбце представляет собой значения логических единиц, информация, записываемая в шестом

8.1 «. « U4 US ftC Vt столбце, представляет собой последовательность чередующихся логических единиц и нулей, при этом информация первого и шестого столбцов, относящихся к одной

строке, имеет противоположные значения во всех строках, за исключением первой и последней, причем при построчном считывании матрицы-кодограммы вначале в зависимости от направления движения

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

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

временной и служебной информации и про.верочного кода осуществляют только при

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

Изобретение относится к кинофототехнике, касается проблемы синхронизации и идентификации носителей изображения и звука посредством записи кодированной служебной информации при киносъемке. Изобретение позволяет повысить надёжность и достоверность идентификации кодов при движении кинопленки в широком диапазоне скоростей в прямом и обратном направлениях. Адресно-временной код записывается в виде матрицы из пересекающихся строк и столбцов. Синхронизирующая информация записывается в первой и последней строках, первом, шестом и седьмом столбцах. Информация, содержащаяся в первой и последней строках и в седьмом столбце, представляет собой последовательность логйческих 1. Информация первого и Чйестого столбцов представляет собой последовательность чередующихся логических 1 и О, причем первый и шестой биты каждой строки (за исключением первой и последней) имеют противоположные значения. В остальные строки и столбцы записывают временную, служебную информацию и проверочный код. Считывание адресно-временного кода матрицы-кодограммы ведется построчно. ; Сначала в зависимости от направления Движения пленки считывают первую или по- следнюю строку, содержащую логические 1, определяя начало кодового слова и количество считывающих элементов линейки, приходящихся на один бит информации в строке. Затем считывают первый и шестой биты второй или предпоследней строки, определяя направление движения пленки. -f Считыванием седьмого столбца, содержащего последовательность логических 1, определяют положение матрицы относительно считывающей линейки. Считывание временной и служебной информации, нахо-: дящейся в обрамлении синхронизирующей информации, осуществляют только при регистрации в каждой строке противополож- , ныхзначений первого и шестого битов. 5ил. Ч| СЛ 00 4 СЛ

I

%г.1

®я&

ux.4

Ut.J

X.Wa.