改變從每秒24幀膠片上錄下的錄象節目素材相位的方法和裝置的製作方法
2023-05-16 21:40:06
專利名稱：改變從每秒24幀膠片上錄下的錄象節目素材相位的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種視頻後期製作剪輯系統，特別是涉及一種用於剪輯從標準的每秒24幀膠片上錄下的節目素材的剪輯系統。
電影和錄象磁帶是通過快速播放一系列連續的叫作「幀」的靜止圖象來造成運動的錯覺。商業電影設計成以每秒24幀播放。可是，按照美國NTSC電視標準，錄象磁帶設計成以每秒29.97幀播放。按照高解析度電視標準SMPTE-240M，高解析度錄象磁帶設計成以每秒30幀播放。在歐洲，按照PAL和SECAM電視標準，錄象磁帶設計成以每秒25幀播放。
視頻播放與電影播放相比，除了幀速不同外，在另一個重要的方面有所不同。在視頻中，把屏幕圖象分割成大量的水平掃描線。美國NTSC標準規定在屏幕上525條掃描線(不是所有的掃描線都能看見)，而歐洲PAL標準規定625條掃描線。在錄象磁帶中，把對應於每幀的掃描線分成兩個「掃描場」，第一個包括偶數掃描線，第二個包括奇數掃描線。在錄象磁帶上，為了記錄一幀，先記錄第一個掃描場，然後記錄另外一個掃描場。因此，一個視頻幀包括兩個掃描場，一個SMPTE-240M錄象磁帶設計成以每秒60掃描場播放，相當於每秒30幀。
從電影膠片向錄象磁帶上錄製節目素材是很常見的。具備這種功能的一種機器叫「電視電影機」。關於電視電影機的背景技術，參見頒布給本發明人的US-5428387。現在，從錄象磁帶向膠片上錄製節目素材也很常見，特別是因為高解析度視頻設備能確保這種操作在不降低圖象質量的情況下進行。任一方法均需採取措施來填補膠片採用的每秒24幀與錄象磁帶採用的每秒25，29.97或30幀之間的空白。
當把每秒24幀膠片轉換成每秒29.97/30幀錄象磁帶時，用來填補幀速空白的標準工藝叫「3-2間歇拉片法」。在這一個工藝中，膠片的偶數幀記錄成兩個連續的掃描場，這兩個掃描場是相同的(除了它們對應於不同掃描線組)。膠片的奇數幀記錄成三個連續的掃描場，它們也是相同的(除了它們對應於不同掃描線組)。因此，膠片的每對幀，以每秒24幀的膠片播放速率播放時需要1/12秒，把它轉換成5個視頻掃描場後，以每秒60掃描場的視頻播放速率播放時也需1/12秒。
如
圖1所示，通過3-2間歇拉片法從膠片100得到的錄象磁帶包括一組順序排列的掃描場組如125、130、135和140，每個掃描場組對應於一個膠片幀如105。事實上有四個不同類型的掃描場組，我們稱作A、B、C和D。A掃描場組包括對應於一個錄象磁帶幀和一個膠片幀的兩個掃描場。B掃描場組包括三個掃描場，前兩個屬於一個錄象磁帶幀，第三個屬於下一個錄象磁帶幀，三個掃描場對應於一個膠片幀。C掃描場組包括兩個掃描場，對應於兩個不同的錄象磁帶幀，但只對應於一個膠片幀。D掃描場組包括三個錄象磁帶掃描場，第一個屬於一個錄象磁帶幀，另外兩個屬於下一個錄象磁帶幀，但都對應於一個膠片幀。
注意A掃描場組和C掃描場組之間的以下區別是很重要的。雖然二者都包括對應於一個膠片幀的兩個掃描場，但A掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第一個掃描場，因此它對應於偶數掃描線。可是，C掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第二個掃描場，因此它對應於奇數掃描線。在B和D掃描場組之間也有相似的區別。B掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第一個掃描場，因此它對應於偶數掃描線。可是，D掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第二個掃描場，因此它對應於奇數掃描線。
因此，通過3-2間歇拉片法從膠片上得到的錄象磁帶包括以ABCD、ABCD、ABCD等等的順序排列的一組順序排列的掃描場組。值得注意地，錄象磁帶的前兩個掃描場是A掃描場組，僅從錄象磁帶中一個掃描場的位置，就可能知道它屬於A、B、C還是D掃描場組。在現代錄象磁帶剪輯中，用「時間碼」來表示幀，它採取hhmmssff的形式，在這裡，hh表示小時，mm表示分鐘，ss表示秒，ff表示幀(不是表示掃描場)。因為每秒鐘的錄象磁帶有六組A，B，C和D的掃描場組，每組掃描場組包括5個視頻幀，只從時間碼的視頻幀數ff，就可以知道視頻幀的掃描場屬於A，B，C還是D掃描場組。特別地，每秒鐘的第一個視頻幀包括形成A掃描場組的兩個掃描場，第二個視頻幀包括構成部分B掃描場組的兩個掃描場，第三個視頻幀包括B掃描場組的一個掃描場和C掃描場組的一個掃描場，等等。
在錄象磁帶的剪輯過程中，常常要在兩個或多個視頻信號源之間進行剪接、劃變或疊化操作。本領域公知的視頻後期製作剪輯系統允許在任何視頻幀邊界進行剪接，劃變或疊化操作。
假想一個典型的剪輯情況，如圖2所示。剪輯系統的用戶有兩個通過3-2間歇拉片法從膠片上得到的源錄象磁帶X和Y。用戶希望從錄象磁帶X上把圖2中編號0到5的前六個視頻幀拷貝到輸出端，然後緊跟著從錄象磁帶Y上把編號0到4的五個視頻幀拷貝到輸出端。因為兩個錄象磁帶均是通過3-2間歇拉片法得到的，錄象磁帶X的視頻幀0到5來自五個膠片幀，並具有ABCDA的順序，而錄象磁帶Y的視頻幀0到5來自四個膠片幀，並具有ABCD順序。如果這個操作在已有技術的剪輯系統中進行，首先把錄象磁帶X上0到5的六個視頻幀拷貝到輸出端，這將在輸出磁帶上形成最初ABCDA順序。然後把錄象磁帶Y上0到4的五個視頻幀拷貝到輸出端，這個附加的拷貝操作將導致輸出端形成不需要且不規則的順序ABCDAABCD，如圖2所示。
現在假設圖2描述的操作不是剪接而是疊化，因此兩個錄象磁帶的素材混合在一起，隨著時間推移，錄象磁帶Y的素材所佔的比例增加。容易看到，輸出視頻幀編號7包括兩個掃描場。輸出幀7的第一個掃描場是把錄象磁帶X的B膠片幀(跨越編號6和7的視頻幀)與錄象磁帶Y的B膠片幀(跨越編號1和2的視頻幀)混合在一起製成的。然而，輸出幀7的第二個掃描場是由錄象磁帶X上的一個不同的膠片幀製成的，即跨越視頻幀7和8的C膠片幀。這也是不合乎需要的。
如這個例子所示，即使源錄象磁帶X和Y都是通過3-2間歇拉片法從膠片上製得並都具有理想的ABCD順序，剪輯操作也可能導致輸出錄象磁帶的ABCD順序的不規則性。當輸出錄象磁帶轉回到膠片時，這些不規則性能引起可見的人工痕跡。甚至一個單一的剪接操作就能導致整個錄象磁帶在剪接後ABCD順序偏移，因此時間碼不再能讓人確定一個幀的掃描場屬於A，B，C還是D掃描場組。
解決這個難點的一項技術是限定解析度，同時進行剪接、劃變、疊化操作，因此這些操作只允許在ABCD結構的邊界處進行。因為ABCD結構有五個錄象磁帶幀長度，即，六分之一秒長，這很大程度上限制了編輯者按照藝術考慮的要求(如與聲音效果同步)來剪接的能力。喪失創造性的操作實際上是不能被接受的。
因此本發明的一個目的在於提供一個錄象磁帶的剪輯系統，確保剪接和疊化在最高瞬時解析度下進行，同時保存了掃描場組的ABCD順序。另一個目的是通過對現有錄象磁帶剪輯系統作適度改變來達到上述目的，不需對現有系統作根本性的改變。
要達到這些目的，本發明採用了一種新型裝置，叫再順器。再順器包括八個掃描場存儲器，即，能以與所使用的視頻設備(如NTSC或SMPTE-240M)對應的解析度來存儲視頻掃描場的素材的裝置。一個錄象磁帶播放機連接到再順器的入口，再順器在其出口產生視頻信號。每個進入剪輯系統的視頻信號源都需要一個再順器，因此假如剪輯系統能組合來自三個錄象磁帶播放機的視頻信號，以產生輸出錄象磁帶，那麼就需要三個再順器。
本發明也使用一個與再順器相接並指揮它們的控制器。控制器指揮再順器在其輸入端和輸出端之間進行合適當的轉換，以使再順器輸出具有ABCD掃描場組的順序，這與輸出錄象磁帶上需要的ABCD順序相匹配。
通過控制器和再順器的聯合作用，就可能達到在兩個視頻信號源之間進行剪接、劃變和疊化操作的目的，同時保存輸出錄象磁帶規則的ABCD掃描場組順序。這些剪接、劃變和疊化能以該視頻信號源允許的最大的瞬時解析度來進行，因此剪接、劃變或疊化可在每個信號源中從A、B、C或D掃描場組的任何一個掃描場組開頭處開始，並能放在輸出端的A、B、C或D掃描場組的任何一個掃描場組開頭處。
圖1(已有技術)描述從電影膠片上得到的存在於每秒60掃描場錄象磁帶上的四種類型錄象磁帶掃描場，A，B，C和D。
圖2(已有技術)描述編輯操作中的視頻掃描場順序，在已有技術編輯系統中這種編輯操作在輸出端錄象磁帶上產生不規則的ABCD順序。
圖3描述如何把本發明的再順器裝配到整個視頻剪輯系統中。
圖4表示使用本發明的再順器如何進行圖2的視頻剪輯操作。
圖5描述組成本發明再順器的元件。
圖6至圖9描述再順器分別以ABCD，BCDA，CDAB和DABC模式運行時使用的幀存儲器。
在以下的描述中，出於解釋的目的，列出了專門術語，以對本發明有一個徹底的理解。然而，對於一個在本領域的技術人員來說，很顯然，這些具體的說明在實施本發明時並不需要。在其它的例子中，為了避免把本發明弄得不清楚，採用方框圖的形式來表示眾所周知的電路和設備。
本發明設計成用作圖3所示的那種視頻後期製作編輯系統的一部分。這個視頻剪輯系統使用一個控制330，它使用戶控制剪輯過程。視頻編輯系統還包括兩個或多個源錄象磁帶播放機300、320，兩個或多個再順器305、325，一個開關310，和一個錄象磁帶記錄器315，輸出視頻信號就記錄在這裡。再順器連接在每個源錄象磁帶播放機和開關310之間。視頻剪輯系統還主要包括一個控制臺，一個視頻監視器，一個混聲器，揚聲器和其它未示出的設備。
圖4表示在使用本發明的再順器時，圖2所示的剪輯操作是如何進行的。當五個掃描場組按照順序ABCDA時磁帶X上的前六個視頻幀如前所述地寫到輸出端。然而，磁帶Y上的前五個視頻幀在寫到輸出磁帶上之前被再順器將順序從ABCD轉變為BCDA。這種轉變，也叫做「相位變化」，這保證輸出磁帶具有所希望的規則掃描場組順序ABCD。
掃描場組順序從ABCD到BCDA的轉變，要求再順器複製某部分視頻掃描場並省略其它。特別地，圖4磁帶Y的初始A掃描場組包括兩個掃描場，再順器必須產生對應於寫到輸出磁帶上的B掃描場組的三個掃描場。要做到這一點，再順器必須複製輸入的A掃描場組的第一個掃描場以得到輸出的B掃描場組的第一個和第三個掃描場。另外，圖4中磁帶Y的B掃描場組需要轉換成C掃描場組，因此它的三個掃描場需要轉換成兩個。這個轉變可以通過省略B掃描場組三個掃描場中的最後一個，然後顛倒其它兩個的順序。顛倒是需要的，因為B掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第一個掃描場，因而對應著偶數掃描線，而C掃描場組的第一個掃描場是視頻幀的第二個掃描場，因而對應著奇數掃描線。相似地，磁帶Y上的C掃描場組需要轉換成D掃描場組。這種象A到B的轉換是通過複製輸入的C掃描場組的第一個掃描場以得到輸出的D掃描場組的第一個和第三個掃描場而完成的。最後，磁帶Y上的D掃描場組需要轉換成A掃描場組；再一次地，通過省略D掃描場組的最後一個掃描場並顛倒其它兩個的順序來完成這一轉換。
圖4的例子需要再順器將磁帶上的掃描場組順序從ABCD轉換到BCDA，其它的剪輯系統可能要求把掃描場組的順序從ABCD轉換到CDAB或從ABCD轉換到DABC，或者輸出順序正如輸入順序一樣就是ABCD。因此可以看到再順器必須以四種不同的模式運行，這可以方便地設計成ABCD(意思是ABCD輸入轉換成ABCD輸出)，BCDA(意思是ABCD輸入轉換成BCDA輸出)，CDAB(意思是ABCD輸入轉換成CDAB輸出)，DABC(意思是ABCD輸入轉換成DABC輸出)。
再順器305或325具有圖5所示的內部結構。它包括一組八個掃描場存儲器500，一個控制掃描場存儲器500的讀寫控制器505，一個與剪輯控制器330互通的系統控制器515。輸入和輸出的掃描場最好採用本領域公知的任何一種數字視頻格式以數字形式連通。在每個掃描場時間間隔(1/60秒)，輸入的掃描場被寫入八個掃描場存儲器500中的一個，同時另一個掃描場存儲器500被讀並導向再順器的輸出端。再順器還包括一個掃描場計數器510，該計數器每次增值輸出一個新的掃描場，即每六十分之一秒。掃描場計數器都增大。存儲在這個計數器中的數字叫做掃描場數。掃描場數的模取10，因此它只從0到9之間變化；這可以很方便地完成，每次掃描場數量增大超過9時，都復位到0。系統控制器515根據模式和掃描場數的變化決定在每個掃描場時間間隔讀寫哪個掃描場存儲器。決定採用的方式將在下面說明。
圖6到圖9詳細說明了對四個模式來說，根據掃描場數和模式的變化，在每個掃描場時間間隔讀寫八個掃描場存儲器500中的哪個。圖6表示當再順器以ABCD模式運行時，根據掃描場數的變化，讀寫哪些掃描場存儲器。當掃描場數為0，圖6的第一列表示寫掃描場存儲器1，讀掃描場存儲器7。當掃描場數為1，第二列表示寫掃描場存儲器2，讀掃描場存儲器8。當掃描場數為2，表示寫掃描場存儲器3，讀掃描場存儲器1。當掃描場數為3，寫掃描場存儲器4，讀掃描場存儲器2。當掃描場數為4，讀掃描場存儲器3，不寫任何掃描場存儲器。當掃描場數為5，寫掃描場存儲器6，讀掃描場存儲器4。當掃描場數為6，寫掃描場存儲器5，讀掃描場存儲器3。當掃描場數為7，寫掃描場存儲器8，讀掃描場存儲器6。當掃描場數為8，寫掃描場存儲器7，讀掃描場存儲器5。最後，當掃描場數為9，讀掃描場存儲器8，不寫任何掃描場存儲器。
圖6中應注意，再順器在輸入和輸出之間採用了時間延遲。具體地說，在ABCD模式中，掃描場數為0得到的輸入掃描場在掃描場數為2時送到輸出端，即延遲了兩個掃描場時間(1/30秒)。在整體系統同步中，剪輯控制器330考慮了這個時間延遲。
同樣地，圖7表示當再順器以BCDA模式運行時，讀寫哪些掃描場存儲器。圖7表示，例如，當掃描場數為0時，寫掃描場存儲器1，讀掃描場存儲器7。當掃描場數為1時，寫掃描場存儲器2，讀掃描場存儲器7。當掃描場數為2時，寫掃描場存儲器3，讀掃描場存儲器1。餘下的掃描場數值要讀寫的掃描場存儲器，可以從圖7餘下的列中輕易地看出，正如上面對圖6的討論一樣。圖8表示當再順器以CDAB模式運行時，讀寫哪些掃描場存儲器。圖9表示當再順器以DABC模式運行時，讀寫哪些掃描場存儲器。當再順器以後兩種模式運行時，輸入輸出之間的時間延遲是3個掃描場時間(1/20秒)。
在到此為止對再順器的運行所作的說明中，再順器一直是按照以A掃描場組開始的源錄象磁帶上的掃描場組順序運行的。然而，再順器也可以以B、C或D掃描場組開始。為了以B、C或D掃描場組開始，再順器的掃描場數就以不同於0的值開始。例如，假如再順器以BCDA模式運行，如圖7所示，源磁帶上的掃描場組順序以C掃描場組開始。那麼只需要再順過程從掃描場數5開始，而不是0開始，通過分析圖7很容易看出。控制器330最好給再順器傳送一個關於每個源磁帶上的第一個源掃描場屬於什麼類型的掃描場組信號。這個信號讓再順器知道從哪個掃描場數開始。
圖6到圖9所示的讀寫哪個掃描場存儲器的選擇只是用來作例子的。本領域的專業技術人員都會認識到還可能有其它的選擇，它們也能由選定的模式實現所需要的ABCD順序轉換。
儘管圖3所示的各再順器305，325是分開的組件，本領域的技術人員都知道許多再順器都能裝在一個組件中，採用一個公共電源和其它元件，如RS-422連接到編輯控制器330上。而且，儘管最佳實施例是就錄象磁帶編輯描述的，本領域的專業技術人員都可以理解，本發明也能實施於存儲在其它介質上的視頻信號，比如光碟。
權利要求
1.一種把包括第一多元的A、B、C和D掃描場組的視頻掃描場的輸入順序轉換為包括第二、不同元的A、B、C和D掃描場組的視頻掃描場的輸出順序的方法，所述方法包括以下步驟接收一個輸入視頻掃描場，從多個掃描場存儲器裡選擇一個第一掃描場存儲器，把所述輸入視頻掃描場寫入所述第一掃描場存儲器，從所述的多個掃描場存儲器裡選擇一個第二掃描場存儲器，從所述第二掃描場存儲器器讀一個輸出視頻掃描場，然後輸出所述輸出視頻掃描場，所述步驟重複進行，以使含視頻掃描場的所述輸出順序中的每個掃描場組準確地處在所述輸入順序中的一個掃描場組。
2.如權利要求1所述的方法，還包括一個接收所述視頻掃描場輸入順序是否是從A、B、C或D掃描場組開始的信號的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，還包括修正掃描場數的步驟，其中，把所述選擇第二掃描場存儲器的步驟作為輸入所述的掃描場數。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述修正所述的掃描場數的步驟包括增加所述掃描場數量至1的子步驟和如果所述增加的值等於10時則設定所述掃描場數為0的子步驟。
5.如權利要求1所述的方法，還包括一個接收模式信號的步驟，其中，把所述選擇第二掃描場存儲器的步驟作為輸入所述的模式信號。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述模式信號至少取四個不同的值。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述輸出順序中至少一個A掃描場組對應於所述輸入順序中的一個B、C或D掃描場組。
8.一個把包括第一多元的A、B、C和D掃描場組的輸入視頻掃描場的順序轉換為包括不同的第二、不同元的A、B、C和D掃描場組的輸出視頻掃描場的順序的裝置，所述裝置包括多個掃描場存儲器，接收輸入視頻掃描場的部件，從所述多個掃描場存儲器中選擇第一掃描場存儲器的部件，把所述輸入視頻掃描場寫入所述第一掃描場存儲器中的部件，從所述多個掃描場存儲器中選擇第二掃描場存儲器的部件，從所述第二掃描場存儲器中讀輸出視頻掃描場的部件，以及輸出所述輸出視頻掃描場的部件，因此使含視頻掃描場的所述輸出順序中的每一個掃描場組準確地處在所述輸入順序中的一個掃描場組。
9.如權利要求8所述的裝置，還包括用於接收所述輸入視頻掃描場順序是否是從A、B、C或D掃描場組開始的信號的部件。
10.如權利要求8所述的裝置，還包括用於修正掃描場數的部件，其中，所述選擇第一掃描場存儲器的部件用來輸入所述掃描場數。
11.如權利要求10所述的裝置，所述修正所述掃描場數的部件包括使掃描場數增加到1的部件以及當所述增加值等於10時設置掃描場數為0的部件。
12.如權利要求8所述的裝置，還包括接收模式信號的部件，其中，所述選擇第二掃描場存儲器的部件用來輸入所述的模式信號。
13.如權利要求8所述的裝置，其中所述輸出順序中至少有一個A掃描場組對應於所述輸入順序中的B、C或D掃描場組。
14.一個視頻後期製作剪輯系統包括一個產生一組順序排列的視頻掃描場的錄象磁帶播放機，一個與所述錄象磁帶播放機的輸出端相連接的再順裝置，用來把所述視頻掃描場順序轉變為輸出視頻掃描場順序，所述的再順裝置包括多個掃描場存儲器，用於從所述視頻掃描場順序中接收一個視頻掃描場的部件，用於從所述多個掃描場存儲器中選擇第一掃描場存儲器的部件，用於把所述輸入視頻掃描場寫入所述第一掃描場存儲器中的部件，用於從所述多個、掃描場存儲器中選擇第二掃描場存儲器的部件，用於從所述第二掃描場存儲器中讀出輸出視頻掃描場的部件，用於輸出所述輸出視頻掃描場的部件，一個與所述再順裝置的輸出端連接的開關，用於在多個節目素材源之間切換，所述的多個源之一是所述的再順裝置，一個與所述的開關的輸出端連接的錄象磁帶記錄器，以及一個與所述錄象磁帶播放機再順裝置，開關，以及錄象磁帶記錄器連接的並控制它們的剪輯控制器。
全文摘要
再順器通過3－2間歇拉片法改變從電流膠片上得到的一組順序排列的視頻掃描場ABCD組,以使視頻掃描場的順序能被剪接或與相似地得到的第二組視頻掃描場一起剪輯,在任何需要的地方剪接或剪輯,而沒有任何人工痕跡。再順器包括八個掃描場存儲器。在每個視頻掃描場時間,把輸入視頻掃描場存入一個掃描場存儲器,並從一個不同的掃描場存儲器中讀一個輸出視頻掃描場。在每個視頻掃描場時間被讀和寫入的特定掃描場存儲器的掃描場是經過選擇的,以便得到ABCD組中所需的改變。
文檔編號H04N9/80GK1190781SQ9710839
公開日1998年8月19日 申請日期1997年12月20日 優先權日1996年12月20日
發明者J·L·加爾特, J·B·皮爾曼 申請人:索尼電子有限公司