DE2632378A1

DE2632378A1 - System zur fernsehmaessigen abtastung von filmen

Info

Publication number: DE2632378A1
Application number: DE2632378A
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Dipl P Longchamp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1976-07-19
Publication date: 1978-01-26
Also published as: US4149191A; FR2359557B1; FR2359557A1; GB1532400A; DE2632378C2

Description

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ROBERT BOSCH GMBH

Rl.-Nr. 174-5/76 16. Juli 1976 PLI/Go/vL

System zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen Zusammenfassung

Es wird ein System zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen vorgeschlagen. Dabei wird der Film kontinuierlich an einer oder ggf. mehreren Zeilen lichtempfindlicher Zellen vorbeigeführt. Die Abtastung der lichtempfindlichen Zellen erfolgt derart, daß der Film kontinuierlich Zeile für Zeile abgetastet wird. Mit Hilfe eines Speichers v/erden die somit ent-• standenen Signale in normgerechte Fernsehsignale umgewandelt.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits ein Gerät zur Abtastung von Filmen bekannt, bei dem der Film kontinuierlich bewegt wird und die Vertikalablenkung einer Abtaströhre den Filmbewegungen entsprechend nachgesteuert wird. Durch das Zwischenzeilenverfahren ist es jedoch erforderlich, ein Filmbild jeweils zweimal abzutasten. Dieses gilt für Abtastung-von Filmen nach der europäischen Fernsehnorm mit 25 Bilder/sec. Da sich während des Abtastvorgangs der Film weiterbewegt, ist es erforderlich, die Raster, welche den beiden Halbbildern entsprechen, an verschiedenen Stellen der Abtaströhre zu schreiben. Dadurch treten Deckungsprobleme auf, die nur mit einem großen Aufwand gelöst werden können.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die gesamte Information eines Filmbildes hintereinander abgetastet wird und somit einerseits die oben erwähnten Dekkungsprobleme gar nicht erst auftreten und andererseits der mit dem Betrieb der Abtaströhre erforderliche Aufwand an Ablenkmitteln vermieden wird.

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Anstelle dieses Aufwandes tritt zwar ein Speicher mit recht hoher Speicherkapazität„ der jedoch durch die Entwicklung moderner Halbleiterspeicherelemente für verschiedene Anwendungen vertretbar geworden ist. Außerdem ist mit einer weiteren Verbilligung dieser Elemente zu rechnen.

Zeichnung

■ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Pig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes System

Pig. 2 zeigt ebenfalls in schematischer Darstellung den Aufbau einer Zeile von lichtempfindlichen Zellen und des Speichers.

Beschreibung der Erfindung

Bei der Anordnung nach Pig. 1 wird der PiIm 1 von einer Vorratsspule 2 abgenommen, über die Rollen.3» 4-, 5 ^und 6 an einer Zeile optoelektronischer Wandler 7 vorbeigeführt und von der Aufwickelspule 8 aufgenommen.

Das zur Abtastung notwendige Licht wird von einer Lampe "3 ausgesendet. Zur Erzielung der erforderlichen Pilmgeschwindigkeit ist die Rolle 5 als Antriebsrolle ausgeführt, wozu sie von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird, der wiederum in Bezug auf seine Drehgeschwindigkeit vom Taktgeber 10 gesteuert wird. Die Steuerung der Filmbewegung vom Taktgeber aus ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Pilmabtaster gemäß der Erfindung mit anderen fernsehtechnischen Geräten, beispielsweise in einem Studio, synchronisiert wird.

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ROBERT BOSCH GMBH

Rl.-Nr. 1745/76 ^H 16. Juli 1976

Go/vL - PLI

Es ist jedoch auch möglich., die Rolle 5 mit Hilfe eines Motors konstanter Drehzahl, beispielsweise eines geregelten Gleichstrommotors oder eines Synchronmotors, anzutreiben und von Rolle 5 oder vom Film Impulse abzuleiten, die dann den Taktgeber 10 steuern. Vorschläge hierzu sind an sich bekannt und brauchen im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung nicht näher erläutert werden. Dieses Verfahren eignet sich besonders dann, wenn der Filmabtaster nicht mit anderen Bildsignale liefernden Quellen zusammengeschaltet wird, wie es beispielsweise bei der Verwendung für private Zwecke der Fall ist.

Das Licht der Lampe 9 wird in einem Kondensor 20 zusammengefaßt. Das durch den Film hindurchtretende Licht wird mit Hilfe eines Objektivs 21 und eines Strahlenteilersystems auf die zellenförmig angeordneten optoelektronischen V/andler 7' und 7'¹ geleitet, wobei der Strahlenteiler 22 das Licht in die zum Farbfernsehen erforderlichen Farbauszüge aufteilt. Falls die Breite der zellenförmig angeordneten optoelektronischen Wandler größer als die einer abzutastenden Zeile ist, können schlitzförmige Blenden 23, 23' und 23" vorgesehen sein. Außerdem kann auch eine schlitzförmige Blende in der Nahe des Kondensors angeordnet sein, um Störungen durch Streulicht zu verhindern.

Bekanntermaßen braucht die Auflösung bei Farbfernsehsystemen für die Farbauszüge Rot und Blau nicht so groß wie diejenige für Grün zu sein. Es ist deshalb möglich, für Rot und Blau eine geringere Anzahl von optoelektronischen Wandlern vorzusehen. Durch geeignete Projektion ist es auch möglich, die Farbauszüge nebeneinander auf einer Zeile optoelektronischer Wandler abzubilden.

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Rl.-Nr. 1743/76 ° 16. JuIi 1976

PLI/Go/vL

Durch die Verwendung eines Speichers ergibt sich auch die Möglichkeit, jeweils gleichzeitig die Farbauszüge verschiedener Zeilen zu gewinnen und durch entsprechendes Ansteuern des Einschreib- und Auslesevorgangs die Farbauszugsbilder zur Deckung zu bringen.

Schließlich sei noch erwähnt, daß das erfindungsgemäße System auch für Schwarz-Weiß-Fernsehsignale verwendbar ist, wobei

" der Strahlenteiler 22 entfallen kann und nur eine Zeile optoelektronischer Wandler benötigt wird. Der Übersichtlichkeit

halber sind im,folg enden Schaltungen, die zur weiteren Verarbeitung der durch die Abtastung gewonnenen Signale vorgesehen sind, nur einfach dargestellt, obwohl sie ggf. für jedes der Farbwertsignale vorhanden sein können.

Wie es im Zusammenhang mit Pig. 2 noch näher beschrieben ist, wird aus den zellenförmig angeordneten optoektronischen Wandlern 7 die Information zeilenweise ausgelesen und in den Speicher 11 eingeschrieben. Hierzu werden der Speicher 11 sowie das optoelektronische Element 7 ebenfalls vom Taktgeber 10 mit entsprechenden Taktimpulsen versorgt. Außerdem liefert der Taktgeber 10 Taktimpulse zum Auslesen der Signale aus dem Speicher 11 mit der beim Fernsehen üblichen Norm, also beispielsweise 625 Zeilen, 50 Hz Bildfrequenz unter Verwendung des Zwischenzeilenverfahrens. Am Ausgang 12 des Speichers stehen dann die Fernsehsignale zur Übertragung bzw. Wiedergabe auf einem Fernsehempfänger zur Verfugung.

Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch das Zusammenwirken der zellenförmig angeordneten optoelektronischen Wandler und des Speichers. Das Abtastelement 7i auch linear array detector (LID) genannt, verfügt über eine der horizontalen Auflösung entsprechenden Anzahl von optoelektronischen Wandlern. Im vorliegenden Beispiel sind 580 solcher Wandler in einer Zeile angeordnet. Die der jeweiligen Lichtintensität

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Rl ,-Nr. 174-5/76 ^{6 16}· ^Juli

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proportionale Ladung wird von sämtlichen Wandlern gleichzeitig mit Hilfe einer entsprechenden Anzahl von Schaltern in jeweils einen Speicherplatz eines ladungsgekoppelten Schieberegisters 14- übertragen. Diese Überti^agung erfolgt in zeitlichen Abständen, welche der Abtastung einer Zeile auf dem Film entsprechen, die wiederum dem Quotienten aus derjenigen Zeit, innerhalb der ein Filmbild an den optoelektronischen Wandlern vorbeigeführt wird, und der Anzahl der Zeilen entspricht.

Im vorliegenden Beispiel wurde die Zeilenzahl auf 600 festgelegt, da bei Fernsehsignalen nach der europäischen Norm nur etwa 600 Zeilen zur Übertragung des Bildinhalts zur Verfügung stehen.

Mit Hilfe von Taktimpulsen, welche dem 580-fachen der Zeilenfrequenz bei der Filmabtastung entsprechen, werden die gespeicherten Signale aus dem LID ausgelesen und einem Umschalter 15 zugeführt. Der Umschalter 15 wird mit der bei der Abtastung verwendeten Zeilenfrequenz derart gesteuert, daß er jeweils während einer Zeilenperiode den Eingang mit einem der Ausgänge verbindet. Auf diese Weise werden die in dem Analogspeicher 14- vorhandenen Signale nacheinander in 600 jeweils die Information einer Zeile fassende Speicher 16 eingeschrieben.

Zum Auslesen dient u.a. ein Umschalter 17, der mit der Zeilenfrequenz nach der Fernsehnorm derart angesteuert wird, daß er jeweils während eijier Zeilenperiode einen der Eingänge mit dem Ausgang 18 verbindet, wobei bei einem ersten Halbbild die den ungradzahligen Zeilen entsprechenden Signale und bei einem zweiten die den gradzahligen Zeilen entsprechenden Signale zum Ausgang 18 geleitet werden.

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Rl.-Nr. 174-5/76 "^ 16. Juli 1976

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Das Auslesen der Signale aus den Zeilenspeichern selbst geschieht mit einem Takt, der derart gewählt ist, daß die Information sämtlicher 580 Speicherplätze innerhalb der' nutzbaren Zeit einer Fernsehzeile ausgelesen wird. Als Beispiel sei erwähnt, daß bei der europäischen Fernsehnorm eine Zeilenperiode 64· /us beträgt, wovon 52/us für das eigentliche Bildsignal genutzt werden. Der Auslesetakt beträgt demnach etwa 11 MHz.

Als Beispiel für die zeitlichen Verhältnisse bei der Abtastung des Films sei angenommen, daß der Film mit 18 Bildern pro Sekunde an dem LID vorbeibewegt wird. Sollen in dieser Zeit 600 Zeilen abgetastet werden, so beträgt eine Zeilenperiode etwa 92,5/VS, was einer Frequenz von etwa 10,8 kHz entspricht. Als Taktfrequenz zum Auslesen des Speichers 14· bzw. Einschreiben der Signale in den Speicher ergibt sich dann etwa 6,3 Ι

Prinzipiell ist bei dem erfindungsgemäßen System die Zahl der Bilder pro Sekunde mit der Bildfrequenz des Fernsehens nicht gekoppelt. Aus Gründen eines einfachen Speicheraufbaus empfiehlt es sich jedoch, die Anzahl der Filmbilder pro Sekunde in einem möglichst einfachen Verhältnis zur Bildfrequenz des Fernsehens zu wählen. So ergeben beispielsweise 16 2/3 Filmbilder/sec die Abtastung von 2 Filmbildern innerhalb der Zeit von 3 Fernsehvollbildern oder 18 3/4- FiImbilder/sec die Abtastung von 3 Filmbildern'innerhalb der Zeit von 4- Fernsehvollbildern.

Dadurch daß die Abtastdauer eines Filmbildes bei dem erfindungsgemäßen System weitgehend unabhängig von der Fernsehnorm ist, ermöglicht das System die Abtastung von Filmen mit veränderbarer Geschwindigkeit, also sogenannte Zeitlupenoder Zeitrafferwiedergabe.

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ROBERT BOSCH GMBH

Rl.-Wr. 174-5/76 -β- Ί6. Juli 1976

PLI/Go/vL

Auch eine Standbildwiedergabe ist derart möglich, daß der Inhalt desjenigen Filmbildes, das wiedergegeben werden soll, bei bewegtem Film in den Speicher eingeschrieben und aus diesem wiederholt ausgelesen wird«.

Auch eine Wiedergabe bei Rückwärtslauf des Pilms ist möglich. Hierzu ist es erforderlich, den Drehsinn eines der Schalter 15 oder 17 umzukehren. Ohne diese Maßnahme wurden die wiedergegebenen Bilder auf dem Kopf stehen.

Der Anschaulichkeit halber sind der Einschreib- und der Lesevorgang beim Speicher mit Hilfe von Drehschaltern dargestellt. Bei der Verwendung moderner Speicherbauelemente ergeben sich jedoch andere Möglichkeiten, ohne den Rahmen der Erfindung au verlassen. So können beispielsweise die Signale sämtlichen Zeilenspeichern 16 ständig zugeführt werden,wobei nur derjenige Speicher;in. den die Signale eingeschrieben werden sollen, mit Taktimpulsen zum Einschreiben versorgt wird.

Claims

ROBERT BOSCH GMBH

Rl.-Nr. 174-5/76 16. Juli 1976

PLI/Go/vL

Patentansprüche

System zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Film kontinuierlich bewegt und mit Hilfe in mindestens einer Zeile angeordneten optoelektronischen Wandlern abgetastet wird und daß die bei der Abtastung entstehenden Signale in einen Speicher eingeschrieben und entsprechend der Fernsehnorm ausgelesen werden.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektronischen Wandler mit einer Frequenz abgefragt werden, die derart gesteuert wird, cäB> ein Filmbild innerhalb derjenigen Zeit, während der es an den optoelektronischen Wandlern vorbeibewegt wird, mit der erforderlichen Zeilenzahl abgetastet wird.

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