DE19729201A1 - Filmabtaster mit störsignalreduzierender Lichtton-Abtastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filmabtaster mit einer Einrichtung zur Abtastung von Lichttonspuren auf einem bandförmigen Träger, wobei die Toninformation senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers mittels einer opto/elektronischen Wandlerein­ richtung abgetastet wird. Die Erfindung betrifft ferner auch ein hierzu korrespondie­ rendes Verfahren zur Lichttonabtastung.

Lichtton-Aufzeichnung auf Kinofilmen ist praktisch in ihrer gegenwärtigen Form seit den frühesten Tagen des Tonfilms verwendet worden. In der ältesten Form wurde eine einzelne monophone Lichttonspur verwendet, wobei bei der sog. Sprossen­ schrift die Transparenz der Tonspur und bei der sog. Einzackenschrift die Breite der klaren Fläche proportional zur aufgezeichneten Modulationsamplitude war. Spätere Modifikationen zur Reduzierung von Verzerrungen führten einfache Doppelzacken- und zweifache Doppelzacken-Spuren ein, die einander benachbart waren und die gleiche Modulationsinformationen trugen, somit identische Muster hatten. Eine mo­ derne Modifikation ist die getrennte Modulation der doppelten zweiseitigen Spuren zur Erzielung eine stereophonen Wiedergabe.

Zur Wiedergabe von auf vorstehende Weise beschriebenen Lichtton-Aufzeichnungen, welche als Lichtton-Abtastung bezeichnet wird, wird gebräuchlicher Weise die gesamte Spurbreite der Lichttonspur beleuchtet indem ein mit konstanter Helligkeit ausgeleuchteter Spaltes auf die Lichttonspur abgebildet wird. Auf der anderen Seite des Films wird das durch die Toninformation in seiner Helligkeit modulierte durch­ scheinende Licht des Spaltes von ein oder zwei Fotosensoren, beispielsweise Foto­ dioden aufgefangen und in elektrische Signale gewandelt.

Lichttonspuren sind besonders empfindlich gegen Störungen durch Schmutz und Kratzer, deren Anzahl mit der Anzahl von Malen steigt, die die Kopie projiziert wird. Verzerrungen von Zischlauten der Sprache, ein sog. "Donnereffekt", können durch Streulichteffekte der Zackenschrift entstehen. Nichtlineare Verzerrungen kön­ nen bei der Sprossenschrift durch eine nichtlineare Schwärzungskurve entstehen, die z. B. bei der Abtastung von Tonnegativen vorliegt. Durch die relativ große Apertur der Spaltblende ist der Frequenzgang auf ca. 8 kHz begrenzt.

Zur Erhaltung von alten Kinofilmen wird heute der Bildteil umkopiert und die Licht­ tonspur einspurig auf Magnetfilm übertragen. Da bei diesen Materialien die Tonspur oft verschrammt und durch teilweise durchkopierten Schmutz gestört ist, werden alle Störungen auf den neuen Tonträger übertragen. Durch zeitaufwendige Tonnachbear­ beitung wird mit elektronischen Filtern und manueller Bearbeitung von Knackern und Prasseln der Lichtton verbessert. Dieser "restaurierte" Ton wird anschließend wieder auf die neue Kopie belichtet und der Original-Kinofilm in vielen Fällen ver­ nichtet.

In der DE 28 23 853 ist ein Verfahren beschrieben, in dem zur Störunterdrückung das Bild des Spaltes auf eine Reihe von nebeneinander liegenden Fotosensoren abgebildet wird, wobei für jeden Sensor ein eigener Verstärker und Begrenzer vorgesehen ist. Der vorgeschlagene Aufbau ist jedoch außerordentlich aufwendig, da für eine hinreichend gute Signalauflösung bei einer Breite der Tonspur von 2 mm bis 2,5 mm etwa 500 bis 1000 Fotosensoren benötigt werden. Das vorgeschlagene Verfahren würde daher mindestens 500 Verstärker und Begrenzer erfordern. Außerdem sind die genannten Begrenzerschaltungen nur bei der Zackenschrift zur teilweisen Störbeseitigung geeignet. Maßnahmen zur Verringerung des sog. Donnereffektes und der nichtlinearen Verzerrungen sind nicht angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und mit verringertem Aufwand eine verbesserte Störbefreiung sowohl für Sprossenschrift als auch für Zackenschrift zu erreichen.

Diese Lösung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die opto/elektronische Wandlereinrichtung dazu vorgesehen ist, die Toninformation zeilenweise abzutasten und daß die Abtastwerte für eine zweidimensionalen Filterung vorgesehen sind.

Kinofilme besitzen eine Auflösung von 50 LP/mm-100 LP/mm, d. h. 100 bis 200 Bildpunkte pro mm. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß auch die Lichttonspur diese Auflösung besitzt, d. h. bei einer Tonspurbreite von 2,5 mm sind 250 bis 500 Bildpunkte vorhanden, die bei derzeitiger Lichttonabtastung mit einem Fotoelement integral zusammengefaßt werden. Durch zeilenweise Abtastung dieser Bildpunkte kann entsprechend der optischen Auflösung der Lichttonspur eine Vielzahl von Abtastwerten gewonnen werden. Durch eine zweidimensionale Fil­ terung dieser Bildpunkte können mit Techniken der an sich aus der Bildabtastung bekannten Fehlerkorrekturmaßnahmen die durch Kratzer und Schmutz gestörten Bildpunkte weitgehend eliminiert werden. Durch dieses Fehlerconcealment kann man eine wesentlich verbesserte Tonwiedergabe erreichen und die Nachteile der heutigen Tonnachbearbeitung verringern.

Vorzugsweise ist die zweidimensionale Filterung bereits in die sonstige Elektronik eines Filmabtasters integriert. Denkbar ist jedoch auch den Filmabtaster mit einer Schnittstelle auszustatten, an welcher die zeilenweise abgetasteten Lichttonabtast­ werte an einer Schnittstelle zur weiteren Verarbeitung in einem externen Gerät zur zweidimensionalen Filterung zur Verfügung gestellt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf Filmabtaster als solche beschränkt, sondern umfaßt auch solche Abtaster, die nur die Lichttoninformation abtasten.

Die zeilenweise Abtastung erfolgt vorzugsweise mittels quer zur Laufrichtung des Tonfilmes ausgerichtete zeilenförmige Anordnungen von vielen Fotodioden mit eingebautem analogen Schieberegister (vorzugsweise CCD Zeilensensor), da diese mit relativ geringen Abmessungen erhältlich sind. Am Ausgang des Schieberegisters steht ein sequentielles Signal zur Verfügung steht, welches bei Verwendung von üblicherweise digitalen zweidimensionalen Filtern einer Analog-/Digital-Umsetzung unterzogen wird. An Stelle einer zeilenförmigen Abtastung mit Fotodioden könnte auch eine punktförmige Abtastung der Tonspur durchgeführt werden, indem ein kleiner intensiver Lichtfleck quer über die Tonspur abgelenkt wird und mit einem Fotosensor ein sequentielles Signal erzeugt wird.

Nach dem Fehlerconcealment kann eine weitere manuelle Bearbeitung, z. B. Frequenzganganhebung und Ausbesserung großer Fehlstellen mit kommerziell verfügbaren Geräten erfolgen.

Durch zweidimensionale Signalverarbeitung z. B. Median-Filterung der horizontal und vertikal benachbarten Bildpunkte der Tonspur sowie pegelabhängige Signalver­ arbeitung kann eine wesentlich verbesserte Störbefreiung erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist, daß durch Umschaltung der Verarbeitungs-Prozeduren (Algorithmen) in Abhängigkeit, ob eine Sprossenschrift oder Zackenschrift vorliegt, für alle verwendeten Tonspuren eine wesentlich verbesserte Störbefreiung durchgeführt wird.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Entzerrung und Störbefreiung von Lichtton-Negati­ ven durch Umschaltung der Verarbeitungs-Prozeduren in Abhängigkeit, ob ein Lichtton-Positiv oder -Negativ abgetastet wird. Dabei kann durch Auswertung der abgetasteten Signale eine automatische Adaption und Optimierung der Bearbeitungs- Prozeduren auf die unterschiedlichen Tonspur-Verfahren sowie Positive und Nega­ tive erfolgen.

Durch eine nichtlineare pegel- und frequenzgangabhängige Korrektur kann der Donnereffekt verringert werden und durch eine Gamma-Korrektur nichtlineare Verzerrungen beseitigt werden.

Durch die hohe Auflösung der Abtastanordnung wird ein verbesserter Frequenzgang erreicht.

Weiterhin kann durch eine farbselektive Beleuchtung der Tonspur bei der Abtastung eine verbesserte Trennung von Silberbild und Farbstoffbild der Tonspur hergestellt werden, was zu einer Verringerung der Rauschstörungen führt.

Die einzige Figur zeigt eine Anordnung zur erfindungsgemäßen Störsignalbefreiung von Lichtton-abgetasteten Toninformationen. Aus 500 Bildpunkten pro Zeile und einer Zeilenfrequenz von 44 kHz bei einer Filmgeschwindigkeit von 24 Bildern/s resultiert eine Pixelrate von 22 Mpixel/s. In einem Analog/Digital-Umsetzer werden diese Abtastwerte in digitale Abtastwerte umgesetzt. In einem darauffolgenden zweidimensionalen Filter werden in der Lichttonspur enthaltene punkt- und strichförmige Störungen, die beispielsweise von Schmutzpartikel oder Filmkratzern herrühren, beispielsweise durch ein zweidimensionales Medianfilter entfernt. Vorzugsweise werden die gefilterten Daten zwischengespeichert um sie dann an­ schließend mit bekannten käuflich erwerbbaren Restaurierungssystemen noch einmal zu überarbeiten.

Claims (2)

1. Filmabtaster mit einer Einrichtung zur Abtastung von Lichttonspuren auf einem bandförmigen Träger, wobei die Toninformation senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers mittels einer opto/elektronischen Wandlereinrichtung abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die opto/elektronische Wandlereinrichtung dazu vorgesehen ist, die Toninformation zeilenweise abzutasten wobei die Abtastwerte für eine zweidimensionale Filterung vorgesehen sind.

2. Verfahren zur Abtastung von Lichttonspuren auf einem bandförmigen Träger, wobei die Toninformation senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers mittels einer optoelektronischen Wandlereinrichtung abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist, die Toninformation zeilenweise abzutasten um die Abtastwerte anschließend für eine zweidimensionale Filterung vorzusehen.