DE3153011C2 - Method for scanning films for television - Google Patents

Abstract

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Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung von Filmen nach der Gattung des Patentanspruchs.The invention is based on a method for the television scanning of films according to the preamble of the patent claim.

Filmaufnahmen gemäß dem sog. Cinemascope- Verfahren werden mit einem anamorphotischen Objektiv in horizontaler Richtung um den Faktor 2 : 1 komprimiert und zum Beispiel auf 35 mm-Kinofilm (Format: Breite = 21,385 mm, Höhe = 8,2 mm) aufgenommen. Somit ergibt sich nach der erfolgten Dekompression (Expansion) ein Verhältnis von Breite zu Höhe von 2,35 : 1. Das auf dem Bildschirm dargestellte Fernsehformat beträgt dagegen 4 : 3 = 1,35 : 1. Es ist daher nicht möglich, ohne Kompromisse sog. Cinemascopefilme fernsehmäßig abzutasten.Film recordings according to the so-called Cinemascope process are compressed horizontally by a factor of 2:1 using an anamorphic lens and recorded, for example, on 35 mm film (format: width = 21.385 mm, height = 8.2 mm). After decompression (expansion), this results in a width to height ratio of 2.35:1. The television format shown on the screen, on the other hand, is 4:3 = 1.35:1. It is therefore not possible to scan so-called Cinemascope films for television without compromise.

Ein bekannter Kompromiß besteht darin, daß ein Format von 1,85 : 1 erzeugt wird, wobei allerdings vom Bildinhalt an jeder Seite ca. 11% abgeschnitten wird, sowie oberhalb und unterhalb des wiedergegebenen Bildes ein störender Rand ohne Bildinhalt auf dem Bildschirm erscheint.A well-known compromise is that a format of 1.85:1 is created, although approximately 11% of the image content is cut off on each side and an annoying border without image content appears on the screen above and below the displayed image.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der Film in voller Bildhöhe auf dem Bildschirm dargestellt. Es entstehen somit keine störenden Ränder, aber an jeder Seite des Bildes werden jetzt 22% des Bildinhaltes abgeschnitten. Da an diesen Stellen für die Handlung wichtige Bildinformationen liegen können, wurde es notwendig, während der Abtastung den bildwichtigen Ausschnitt zu verschieben. Dazu können mechanische, optische oder elektronische Verfahren dienen. so ist es möglich, die Verschiebung des Abbildes auf der Signalelektrode bei einem Speicherröhren-Filmabtaster durch Verschieben des Projektors bzw. durch Drehen von Spiegeln oder Prismen zu erreichen. Bei Lichtpunktabtastung ist es möglich, das Abtastraster elektronisch zu verschieben.In another known method, the film is shown at full height on the screen. This means that there are no annoying edges, but 22% of the image content is cut off on each side of the image. Since important image information for the plot can be found at these points, it became necessary to shift the important image section during scanning. Mechanical, optical or electronic methods can be used for this. For example, it is possible to shift the image on the signal electrode in a storage tube film scanner by moving the projector or by rotating mirrors or prisms. With light point scanning, it is possible to shift the scanning grid electronically.

Aus der US-PS 42 23 343 ist ein Speicherröhren-Filmabtaster bekannt, bei welchem zur Verschiebung des Abtastbeginns in horizontaler Richtung als Speichereinrichtung wirkende analoge Zeilenverzögerungsleitungen zusätzlich eingesetzt werden. Dadurch erhöht sich nicht nur der Aufwand an Bauteilen, sondern es wird außerdem das Videosignal verschlechtert, insbes. verzerrt.US-PS 42 23 343 discloses a storage tube film scanner in which analog line delay lines acting as a storage device are additionally used to shift the start of scanning in the horizontal direction. This not only increases the number of components, but also worsens the video signal, particularly distorting it.

Bei einem Fernsehfilmabtaster mit Halbleiter-Zeilensensoren (wie z. B. in der DE-OS 29 21 934 beschrieben) oder -Flächensensoren bieten sich auch mechanisch-optische Methoden wie bei Speicherröhren-Filmabtastern an. Diese Methoden sind jedoch mechanisch aufwendig, staubanfällig, verschlechtern die Qualität der optischen Abbildung und erlauben nicht den trägheitslosen Wechsel der Position von einem Filmbild zum folgenden.For a television film scanner with semiconductor line sensors (as described in DE-OS 29 21 934, for example) or area sensors, mechanical-optical methods such as those used for storage tube film scanners are also possible. However, these methods are mechanically complex, susceptible to dust, impair the quality of the optical image and do not allow the position to change from one film image to the next without inertia.

Aus dieser gen. DE-OS ist es zwar bekannt, die bei einem Fernsehfilmabtaster mit Halbleitersensoren benutzten Speichermittel entsprechend dem jeweiligen Filmformat zu takten. Hiebei ist aber nicht die Verschiebung eines Bildausschnittes in horizontaler Richtung beabsichtigt, sondern nur eine dem jeweiligen Filmformat angepaßte Taktung des Speichermittels, wobei u. a. auch der Auslesebeginn vertikal verschoben werden kann. Außerdem ist aus der DE-OS 28 29 607 ein weiterer Fernsehfilmabtaster bekannt, bei welchem ebenfalls die Horizontalfrequenz-Taktung der Speichermittel darstellenden Halbleitersensoren an das jeweilige Filmformat angepaßt wird. Dies geschieht hierbei durch Verstellung der Frequenz der H-Abtastung, wodurch das vertikale Abtastintervall gesteuert wird.From this so-called DE-OS it is known to clock the storage means used in a television film scanner with semiconductor sensors according to the respective film format. However, the intention here is not to shift an image section in the horizontal direction, but only to adjust the clocking of the storage means to the respective film format, whereby the start of the readout can also be shifted vertically. In addition, from DE-OS 28 29 607 another television film scanner is known in which the horizontal frequency clocking of the semiconductor sensors representing the storage means is also adjusted to the respective film format. This is done by adjusting the frequency of the H-scanning, which controls the vertical scanning interval.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung und elektronischen Expansion von anamorphotisch verzerrt aufgenommenen Filmen mittels Zeilen- bzw. Flächensensoren mit Wiedergabe des Filmes in voller Bildhöhe auf dem Bildschirm anzugeben, bei welchem die Verschiebung des Bildausschnittes in horizontaler Richtung rein elektronisch und ohne zusätzliche Mittel durchgeführt wird.The invention is therefore based on the object of specifying a method for television scanning and electronic expansion of films recorded with anamorphic distortion by means of line or area sensors with reproduction of the film in full image height on the screen, in which the displacement of the image section in the horizontal direction is carried out purely electronically and without additional means.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Verschiebung des Bildausschnittes trägheitslos erfolgt und keine mechanisch aufwendige, verschleißanfällige Konstruktion notwendig ist.The method according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the displacement of the image section takes place without inertia and no mechanically complex, wear-prone construction is necessary.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.

In der Figur ist ein Halbleitersensor 1, z. B. Zeilen- bzw. Flächensensor, dargestellt, welcher einen in der Figur nicht eingezeichneten Film abtastet. Zur Erläuterung der Erfindung ist in diesem Blockschaltbild lediglich ein Sensor vorgesehen, die Anwendung der Erfindung ist jedoch unabhängig davon, ob es sich bei der Filmabtastung um Farb- oder Schwarz/ Weiß-Fernsehen handelt. Im Falle des Farbfernsehens treten anstelle des einen Sensors vorzugsweise drei Sensoren, auf welche das Licht mit einer an sich bekannten Farbteilungseinrichtung projiziert wird.The figure shows a semiconductor sensor 1 , e.g. a line or area sensor, which scans a film not shown in the figure. To explain the invention, only one sensor is provided in this block diagram, but the application of the invention is independent of whether the film scan is color or black and white television. In the case of color television, instead of one sensor, there are preferably three sensors, onto which the light is projected using a color separation device known per se.

Die Ausgangssignale des Sensors 1 werden verstärkt und gegebenenfalls verchiedenen in der Fernsehtechnik an sich bekannten Korrekturen unterworfen, was in einem Videoprozessor 2 erfolgt. Anschließend werden die bisher analogen Signale in digitale umgewandelt, was mit Hilfe eines Analog/Digital- Wandlers 3 geschieht. Bekanntlich lassen sich digitale Signale gut und ohne Qualitätsverlust speichern. Dazu ist der Ausgang des Analog/Digital- Wandlers 3 mit einem Bildspeicher 4 verbunden. In dem Speicher 4 kann der Inhalt eines Fernsehvollbildes gegebenenfalls einschließlich der Farbinformation gespeichert werden. Die digitalen Fernsehsignale werden entsprechend der Fernsehnorm in den Speicher 4 ein- und aus dem Speicher 4 ausgelesen, in einem Digital/Analog- Wandler 5 wieder in analoge Signale umgewandelt und stehen am Ausgang 6 der Schaltung zur Verfügung.The output signals of the sensor 1 are amplified and, if necessary, subjected to various corrections known in television technology, which takes place in a video processor 2. The previously analog signals are then converted to digital, which is done with the help of an analog/digital converter 3. As is well known, digital signals can be stored well and without any loss of quality. For this purpose, the output of the analog/digital converter 3 is connected to an image memory 4. The content of a full television picture, including the color information if necessary, can be stored in the memory 4. The digital television signals are read into and out of the memory 4 in accordance with the television standard, converted back into analog signals in a digital/analog converter 5 and are available at the output 6 of the circuit.

Die Abtastansteuerung des Sensors 1 erfolgt mit Hilfe von H-frequenten Taktsignalen, welche von einer Lageverschiebeschaltung 7 erzeugt werden, sowie mit den an Klemme 8 anliegenden Taktimpulsen T, welche bei der Abtastung von Normalfilm direkt über einen Schalter 9 und bei "CinemaScope"- Filmabtastung mit Bildausschnitt-Verschiebung über eine Teilerstufe 11 und den Schalter 9 dem Sensor 1 zugeführt werden.The scanning control of the sensor 1 is carried out with the aid of H-frequency clock signals which are generated by a position shift circuit 7 , as well as with the clock pulses T applied to terminal 8 , which are fed to the sensor 1 directly via a switch 9 when scanning normal film and via a divider stage 11 and the switch 9 when scanning "CinemaScope" film with image section shift.

Bei der Abtastung von "CinemaScope"-Filmen entsprechend dem Format 2,35 : 1 mit Bildausschnittverschiebung wird die gesamte Breite des Filmbildes auf den Sensor 1 abgebildet. Dabei wird bei der Verwendung von Zeilensensoren mit Hilfe des H-frequenten Taktsignals H ₁ die Ladung der gesamten Zeile in den Transportbereich des Sensors 1 geschoben.When scanning "CinemaScope" films in accordance with the 2.35:1 format with image section shift, the entire width of the film image is imaged onto sensor 1. When using line sensors, the charge of the entire line is shifted into the transport area of sensor 1 with the help of the H-frequency clock signal H ₁ .

Zum Auslesen der Bildpunkte aus dem Transportbereich des Sensors 1 wird diesem eine um den Faktor K _e (z. B. 1,76) verringerte Taktfrequenz (f _t = 1/K _e ×f _T ) zugeführt. Da die Digitalisierung der Signale im Wandler 3 sowie die Speicherung im Speicher 4 mit der entsprechend dem Fernsehsystem normalen Taktfrequenz f _n ≈f _t erfolgt, wird nur ein Teil der Sensorbildpunkte als aktive Zeile im Speicher 4 abgespeichert. Die Verschiebung des Bildausschnittes erfolgt dabei mit Hilfe der Lageverschiebeschaltung 7, welche durch Verstellung des H-frequenten Auslesestartpunktes für den Transportbereich der Sensoren 1 und des H-frequenten Einschreibstartpunktes für den Speicher 4 entsprechende H- Impulse H ₁ und H ₂ abgibt, welche sich nur durch ihre Phasenlage unterscheiden. Somit ist am Ausgang 6 der Schaltung ein Videosignal abnehmbar, welches einem gewählten Horizontal-Ausschnitt des abgetasteten Filmbildes entspricht.In order to read out the pixels from the transport area of the sensor 1, the sensor is fed with a clock frequency ( f _t = 1/ K _e × f _T ) reduced by a factor of K _e (e.g. 1.76). Since the digitization of the signals in the converter 3 and the storage in the memory 4 takes place at the normal clock frequency f _n ∼ f _t corresponding to the television system, only a portion of the sensor pixels are stored as an active line in the memory 4. The image section is shifted with the aid of the position shift circuit 7 , which, by adjusting the H-frequency readout start point for the transport area of the sensors 1 and the H-frequency write start point for the memory 4 , emits corresponding H-pulses H ₁ and H ₂ , which only differ in their phase position. A video signal can thus be taken off at the output 6 of the circuit, which corresponds to a selected horizontal section of the scanned film image.

Claims (1)

Verfahren zur fernsehmäßigen Abtastung und elektronischen Expansion von anamorphotisch verzerrt aufgenommenen Filmen, insbesondere im sogenannten "CinemaScope"-Format, bei dem die Bilder in horizontaler Richtung um den Faktor 2 komprimiert auf dem Film aufgezeichnet sind, mit Hilfe von mit Bildpunkt-(f _T ) und Zeilenauslesetakten (H ₁) getakteten Zeilen- bzw. Flächensensoren (1), auf welche die gesamte Breite jedes Filmbildes abgebildet wird, wobei der Film zeilenweise ohne Zeilensprung abgetastet und mittels eines das Videosignal eines Filmbildes speichernden Bildspeichers (4) beim Einschreiben mit dem der Fernsehnorm entsprechenden, für unverzerrt aufgenommene Filme identischen Bildpunkt-Takt (f _n ) und einem Zeileneinschreibtakt (H ₂) gesteuert und in ein normgerechtes Fernsehsignal mit Zeilensprung umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal durch die Sensoren (1) expandiert wird, welche mit einer im Gegensatz zur Abtastung unverzerrt aufgenommener Filme um den Expansionsfaktor (K _e ) verringerten Bildpunkt-Taktfrequenz (f _t = f _T /K _e ) ausgelesen werden, und daß der Anfang sowie damit entsprechend der Fernsehnorm automatisch auch das Ende des Auslesevorgangs für die in horizontaler Richtung expandierten Bildteile durch den Zeilen-Auslesetakt (H ₁) wählbar in horizontaler Richtung verschoben wird. Method for the television scanning and electronic expansion of films recorded with anamorphic distortion, in particular in the so-called "CinemaScope" format, in which the images are recorded on the film compressed in the horizontal direction by a factor of 2, with the aid of line or area sensors ( 1 ) clocked with pixel (f _T ) and line readout clocks ( H ₁ ), onto which the entire width of each film image is imaged, the film being scanned line by line without line skipping and controlled by means of an image memory ( 4 ) storing the video signal of a film image during writing with the pixel clock (f _n ) corresponding to the television standard, which is identical for undistorted films, and a line write clock (H ₂ ) and converted into a standard television signal with line skipping, characterized in that the video signal is expanded by the sensors ( 1 ) which, in contrast to the scanning of undistorted films, are expanded by the expansion factor (K _e ) reduced pixel clock frequency (f _t = f _T / K _e ), and that the beginning and thus, in accordance with the television standard, automatically also the end of the readout process for the image parts expanded in the horizontal direction is selectably shifted in the horizontal direction by the line readout clock (H ₁ ).