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將視頻存檔為膠片的方法和系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:2682737閱讀:346來源:國知局
專利名稱:將視頻存檔為膠片的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及創(chuàng)建視頻內(nèi)容的膠片存檔(archive )并從膠片存檔恢復(fù)視頻內(nèi)容的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)
盡管有很多媒體格式可以用于存檔目的,但是膠片存檔仍然具有優(yōu)于其它格式的優(yōu)勢,包括已經(jīng)證明的超過50年的存檔壽命。除了退化(degradation)問題,其它的媒體如錄像帶和數(shù)字格式也可能會過時,潛在的擔(dān)憂在于讀取磁性或數(shù)字格式的設(shè)備是否在將來仍然可用。將視頻轉(zhuǎn)化成膠片的傳統(tǒng)方法涉及拍攝在顯示監(jiān)視器上的視頻內(nèi)容。在某些情況下,這意味著通過若干單獨的濾色器拍攝在黑白監(jiān)視器上顯示的彩色視頻。這樣做的結(jié)果是視頻圖像的照片。電視電影(telecine)被用來從存檔照片中獲取或恢復(fù)視頻圖像。攝像機查看膠片的每一幀并且可以現(xiàn)場直播或記錄得到的視頻圖像。該存檔和獲取過程的缺點是最終的視頻是“視頻顯示器的照片的攝像機的圖像”,這與原始視頻不一樣。從這種類型的膠片存檔中恢復(fù)視頻內(nèi)容通常需要手動、藝術(shù)的干預(yù)以還原色彩和原始圖像質(zhì)量。即使這樣,恢復(fù)的視頻也往往表現(xiàn)出空間、時間和/或比色偽像(artifact)。出現(xiàn)空間偽像可能由于不同的原因,例如,如果在顯示視頻圖像、在照相捕獲視頻顯示器或者在攝像機捕獲照相存檔時存在任何空間上的未對準(zhǔn)(mi sal i gnment)。出現(xiàn)時間偽像可能是由于拍攝隔行掃描的視頻顯示器時捕獲相鄰的行對(linepair)的時間差造成的。在視頻幀率和膠片幀率不是1:1的情況下,膠片圖像可能會產(chǎn)生由中貞率不匹配造成的時間偽像,如電視電影抖動(telecine judder)。這種情況會在例如下列情況下發(fā)生:當(dāng)膠片具有24巾貞每秒(fps)的巾貞率而視頻具有60fps (美國)或50fps (歐洲)的幀率時,對兩個或更多的視頻幀重復(fù)一幀膠片。此外,引入了比色偽像,這是由于顯示器、膠片和攝像機之間的條件等色(metamerisms),即顯示器產(chǎn)生的不同的顏色對于膠片表現(xiàn)出相同的顏色,而存檔膠片中的不同的顏色對于攝像機表現(xiàn)出相同的顏色。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的方法中的這些問題可以通過本發(fā)明的原理的方法克服,在根據(jù)本發(fā)明的原理的方法中,使用膠片介質(zhì)的動態(tài)范圍將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)保存為自述性的(self-documenting)、可準(zhǔn)確恢復(fù)的、抗退化的和人類可讀的格式。從這種存檔格式恢復(fù)的視頻與原始視頻相比較,基本上不具有可感知的空間、時間和比色偽像,并且無需人為干預(yù)色彩還原或色域重映射。本發(fā)明的一個方面提供了一種用于將視頻內(nèi)容存檔在膠片上的方法,包括:對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與該數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案進(jìn)行編碼以形成編碼數(shù)據(jù),其中所述編碼數(shù)據(jù)包括與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的膠片密度代碼;根據(jù)膠片密度代碼將所述編碼數(shù)據(jù)記錄到膠片上;以及從具有已記錄的編碼數(shù)據(jù)的膠片生成膠片存檔。本發(fā)明的另一個方面提供了一種用于從膠片存檔中恢復(fù)視頻內(nèi)容的方法,包括:掃描膠片存檔的至少一部分,所述膠片存檔包含與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與該數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案對應(yīng)的基于膠片的數(shù)據(jù);以及基于該特征圖案從該膠片存檔恢復(fù)視頻內(nèi)容。本發(fā)明的又一個方面提供了一種用于將視頻內(nèi)容存檔在膠片上的系統(tǒng),包括:編碼器,用于生成編碼數(shù)據(jù),所述編碼數(shù)據(jù)包含與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與該數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案對應(yīng)的基于膠片的數(shù)據(jù);膠片記錄器,用于將編碼數(shù)據(jù)記錄在膠片上;以及膠片處理機,用于處理膠片以生成膠片存檔。本發(fā)明的又一個方面提供了一種用于從膠片存檔中恢復(fù)視頻內(nèi)容的系統(tǒng),包括:膠片掃描儀,用于掃描膠片存檔以生成基于膠片的數(shù)據(jù);解碼器,用于從基于膠片的數(shù)據(jù)中識別出特征圖案,并用于基于該特征圖案解碼基于膠片的數(shù)據(jù)以生成用于恢復(fù)視頻內(nèi)容的視頻數(shù)據(jù)。


可以通過結(jié)合附圖(不按比例)考慮下面的詳細(xì)描述來理解本發(fā)明的教導(dǎo),其中:圖1A圖示了用于將視頻內(nèi)容存檔為膠片的系統(tǒng);圖1B圖示了用于恢復(fù)之前存檔為膠片的視頻內(nèi)容的系統(tǒng);圖2圖示了膠片存檔上的視頻內(nèi)容的逐行掃描幀的序列;圖3圖示了膠片存檔上的視頻內(nèi)容的場隔行掃描(field-1nterlaced)幀的序列;圖4A圖示了供膠片存檔上的視頻內(nèi)容的場隔行掃描幀的首部(header)使用的特征圖案;圖4B是圖4A的一部分的放大視圖;圖5圖示了供與存儲在膠片存檔中的視頻內(nèi)容的逐行掃描幀一起使用的特征圖案;圖6圖示了供與存儲在膠片存檔中的視頻內(nèi)容的場隔行掃描幀一起使用的特征圖案;圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于創(chuàng)建視頻內(nèi)容的膠片存檔的過程;圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個方面的用于從膠片存檔中恢復(fù)視頻的過程;以及圖9A-B圖示了某些生膠片(film stock)的特性曲線。為了便于理解,已經(jīng)盡可能地使用相同的參考標(biāo)號表示附圖中共有的相同的元素。
具體實施方式
本發(fā)明的原理提供了一種用于制作視頻內(nèi)容的膠片存檔以及用于從該存檔恢復(fù)視頻內(nèi)容的方法和系統(tǒng)。通過將已編碼數(shù)據(jù)記錄到膠片上來制作該存檔,然后對膠片進(jìn)行顯影以提供一種存檔質(zhì)量的存儲介質(zhì)。已編碼的數(shù)據(jù)包括已編碼的視頻內(nèi)容以及與視頻內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的特征圖案。視頻內(nèi)容可以通過掃描膠片存檔得以恢復(fù),特征圖案提供將膠片幀解碼成視頻的基礎(chǔ)。后續(xù)的對膠片幀掃描數(shù)據(jù)的解碼產(chǎn)生與原始視頻實質(zhì)上相同的視頻,即使存在幾十年的膠片染料褪色。特征圖案可以包括足以使技術(shù)人員在沒有編碼或格式的其它專業(yè)知識的情況下恢復(fù)原始視頻的指令。與現(xiàn)有的將視頻內(nèi)容呈現(xiàn)為記錄在膠片上的畫面的技術(shù)(例如,通過使用顯像管相機或電影相機拍攝顯示在監(jiān)視器上的每個視頻幀的畫面)不同,本發(fā)明的存檔制作系統(tǒng)將視頻信號視為數(shù)值數(shù)據(jù),這些數(shù)值數(shù)據(jù)可以通過使用特征圖案基本準(zhǔn)確地恢復(fù)。圖1A示出了本發(fā)明的膠片存檔系統(tǒng)100的一個實施例,它包括:編碼器112,用于提供包含視頻內(nèi)容108和特征圖案110的已編碼文件114 ;膠片記錄器116,用于記錄已編碼文件;以及膠片處理機124,用于處理已記錄的文件和制作視頻內(nèi)容的膠片存檔126。在本說明書中結(jié)合編碼器112的整體作用一起使用的,術(shù)語“編碼”包括從視頻數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成膠片數(shù)據(jù)格式,例如,從Rec.709代碼(代表三種視頻顯示基色的部分貢獻(xiàn))到膠片密度代碼(代表負(fù)片上三種染料各自的密度,例如,Cineon碼,具有0-1023范圍內(nèi)的值),以及空間和時間格式化(formatting)(例如,將視頻數(shù)據(jù)108和特征圖案110中的像素映射到膠片記錄器116的圖像空間中合適的像素)。在此情景中,時間格式化是指根據(jù)視頻數(shù)據(jù)中的時間序列將視頻中的像素映射到膠片圖像空間,例如,將視頻中連續(xù)的畫面映射到膠片上連續(xù)的幀。對于逐行掃描的視頻,單個視頻幀被記錄為單個膠片幀,而隔行掃描的視頻被記錄為單獨的場(filed),例如,奇數(shù)行像素形成一個場,偶數(shù)行像素形成另一個場,幀的單獨的場被記錄在同一個膠片幀內(nèi)。原始視頻內(nèi)容102通過視頻源104被提供給系統(tǒng)100。這種內(nèi)容的示例包括目前存儲在視頻錄像帶上的電視節(jié)目,無論是以數(shù)字還是以模擬形式。視頻源104 (例如,視頻錄像帶播放器)適合和原始視頻內(nèi)容102的格式一起使用,提供內(nèi)容給視頻數(shù)字化器106以生成視頻數(shù)據(jù)108。在一個實施例中,視頻數(shù)據(jù)108是RGB (紅、綠、藍(lán))碼值或可轉(zhuǎn)換為RGB(紅、綠、藍(lán))碼值,因為與其它格式相比,它們導(dǎo)致了可忽略的偽像。雖然可以以非RGB格式(例如,亮度和色度值)將視頻數(shù)據(jù)108提供給編碼器112,但是在使用這些格式進(jìn)行存檔和視頻轉(zhuǎn)換過程中的各種缺陷和串?dāng)_可能在恢復(fù)的視頻中弓I入偽像。通過數(shù)字化器106可以以不同的視頻格式(包括例如高清晰度格式,如"Rec.709”,它提供了一種使用數(shù)值對視頻像素進(jìn)行編碼的慣例)提供視頻數(shù)據(jù)108。根據(jù)Rec.709標(biāo)準(zhǔn)(瑞士的日內(nèi)瓦的國際電信聯(lián)盟無線電通信分部或ITU _ R發(fā)布的推薦BT.709),兼容的視頻顯示器會對視頻數(shù)據(jù)施加2.4冪函數(shù)(也被稱為具有2.4的伽馬),使得在合適顯示時,具有RGB碼值為X (例如,來自數(shù)字化器106)的像素會產(chǎn)生與X2 4成比例的光輸出。其它視頻標(biāo)準(zhǔn)提供了其它的冪函數(shù),例如,與sRGB標(biāo)準(zhǔn)兼容的監(jiān)視器將具有2.2的伽瑪。如果來自源的視頻內(nèi)容已經(jīng)以數(shù)字形式(例如,SDI視頻輸出(串行數(shù)字接口))提供給專業(yè)級的視頻錄像帶播放器,那么視頻數(shù)字化器106可以省略。在某些配置中,原始視頻內(nèi)容102可以被表示為亮度和色度值,即YCrCb碼(或者模擬表示的YPrPb)或其它可轉(zhuǎn)變成RGB碼值的編碼。此外,可以對原始視頻內(nèi)容102進(jìn)行欠采樣,例如4:2:2 (其中,對每四個像素用四個采樣表示亮度“Y”,但色度分量“Cr”和“Cb”中的每個只進(jìn)行兩次采樣),從而將所需帶寬減少了 1/3,而不會明顯地影響圖像質(zhì)量。與內(nèi)容的視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的,并將在下面結(jié)合圖4A_B、5和6進(jìn)行更加詳細(xì)地討論的特征部分110被提供給編碼器112以在創(chuàng)建存檔時建立其的空間、比色和/或時間配置(或這些配置中的至少一個)。編碼器112根據(jù)特征圖案110中的信息(包括空間、時間和比色信息)對視頻數(shù)據(jù)108進(jìn)行編碼。視頻數(shù)據(jù)的編碼包括將視頻數(shù)據(jù)108從數(shù)字格式(例如,Rec.709或其它格式)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)換成基于膠片的格式,如膠片密度碼。在一個示例中,這種轉(zhuǎn)換是基于數(shù)字和基于膠片的碼值之間基本線性關(guān)系進(jìn)行的。已編碼文件114包括特征圖案110和根據(jù)特征圖案使用空間和時間信息編碼的視頻數(shù)據(jù)108。已編碼文件也可以只包括特征圖案的一部分,只要有足夠的信息可用于解碼器解碼膠片存檔。在已編碼文件114中,可以將特征圖案110放置在已編碼視頻數(shù)據(jù)的前面(例如,圖4A-B),或者可以在與已編碼視頻數(shù)據(jù)相同的幀中提供(例如,圖5-6)。由編碼器112執(zhí)行的空間和時間編碼在特征圖案110中出現(xiàn),它指示在存檔的每個幀中的哪個地方找到視頻信息的每個幀。如果視頻內(nèi)容102中存在隔行掃描的場,那么特征圖案110還指示編碼器112對在時間上不同的場進(jìn)行的空間編碼。這些信息可以作為被包含在圖案110中的數(shù)據(jù)或文本提供,或基于圖案的空間配置或布局(layout)提供,兩種方式中的任何一種都適合機器或人工可讀。例如,圖案110可以包含與圖像數(shù)據(jù)的位置和布局相關(guān)的文本,例如說:“圖像數(shù)據(jù)全部都在(不包括)紅色邊框內(nèi)”(例如,參照圖4B中的元素451),這種具體信息可能對存檔格式不熟悉的人特別有幫助。文本也可以用來對圖案進(jìn)行注釋以例如標(biāo)示原始視頻的格式,例如,“1920X1080,隔行掃描,60Hz”,并且可以打印每個幀的時間代碼(其中,在整個存檔中周期性提供至少一部分校準(zhǔn)圖案)。此外,可以使用特定的元素(例如,邊界或指示線)向編碼器112指示數(shù)據(jù)的物理范圍或位置,可以使用存在的兩個這種與一幀中的兩個數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)?yīng)的元素(或一個雙倍高度元素(double-height element))來指示在每一幀中存在兩個待被隔行掃描的場。在另一個實施例中,數(shù)據(jù),如,二進(jìn)制值的集合,可以被提供為明暗像素,可選擇地結(jié)合幾何參考標(biāo)記(指示參考幀以及水平和垂直坐標(biāo)的標(biāo)度)。這種基于數(shù)值的位置和標(biāo)度可以用于代替圖形描繪的數(shù)據(jù)區(qū)域邊界。這種二進(jìn)制圖案還可以表示每個幀的合適的SMPTE時間代碼。對于編碼器112進(jìn)行的比色編碼,特征圖案110包括形成所選代碼值的預(yù)定空間布置的塊(patch)??赡軐@些選擇的代碼值(例如,視頻白色、黑色、灰色、色度藍(lán)色、色度綠色、各種膚色、大地色調(diào)、天藍(lán)色和其它顏色)進(jìn)行選擇是因為它們要么對圖像的正確技術(shù)呈現(xiàn)非常關(guān)鍵、對人的感知較為重要,要么較寬范圍顏色的示例。每種預(yù)定的顏色都會有預(yù)先確定的位置(例如,該顏色將會被呈現(xiàn)在塊內(nèi)的哪個地方),以便解碼器知道在哪里找到它。對用于這些塊的代碼值進(jìn)行選擇以基本覆蓋視頻代碼值的全部范圍(包括位于或接近每個顏色分量極端處的值),以便允許以足夠的精度內(nèi)插或外推非選定值,尤其在覆蓋稀疏的情況下。特征圖案110中提供的塊的子集可以將某些顏色分量與其它分量分開地或獨立地呈現(xiàn)(即,其它分量的值固定不變或為零)和/或以不同的組合(例如,所有分量具有相同的值時的灰度;和/或非灰度值的不同集合)呈現(xiàn)。特征圖案110分開呈現(xiàn)分量的用途之一是允許方便地表征伴隨染料串?dāng)_的任何影響的、顏色染料隨著存檔老化的線性度和褪色情況。然而,帶有各種顏色分量的組合的塊也可以用來傳達(dá)類似信息。使得特征圖案中的色塊(color patch)的空間布置和代碼值可供解碼器在從膠片存檔恢復(fù)視頻時使用。例如,有關(guān)塊位置(絕對的或相對參考位置)及其顏色或代碼值表示的信息將允許解碼器正確地解釋塊,不管與整個處理變化或者或存檔老化一起的干擾問題。 無論視頻數(shù)字化器106生成RGB形式的代碼值還是一些其它的表示,視頻數(shù)據(jù)108都包括被轉(zhuǎn)換成或可以被轉(zhuǎn)換成RGB代碼值的代碼值。雖然RGB代碼值通常是10位表示,但該表示也可以更小或更大(例如,8位或12位)。視頻數(shù)據(jù)108的RGB代碼的范圍(例如,由視頻數(shù)字化器106的配置或轉(zhuǎn)換成RGB時選擇的處理確定,或由原始視頻內(nèi)容102或視頻源104的表示預(yù)先確定)應(yīng)該與表示在特征圖案110中表示的代碼的范圍對應(yīng)。換句話說,特征圖案優(yōu)選地至少覆蓋視頻像素值可能使用的代碼的范圍,從而不需要外推(extrapolate)范圍。這種外推不太可能是非常準(zhǔn)確的。例如,如果圖案覆蓋范圍為100-900的代碼,而視頻覆蓋范圍為64-940,那么最后對視頻的子范圍64-100和900-940,需要從最近的兩個或三個相鄰點(比方說,可能是每隔一百計算一次)外推。不得不基于視頻代碼100、200和300等的轉(zhuǎn)換估計出視頻代碼64的轉(zhuǎn)換會出現(xiàn)問題,這種估計假設(shè)膠片性能(behavior)在視頻代碼64處對光響應(yīng)的方式與它在視頻代碼100、200等處響應(yīng)的方式相似,但事實可能并非如此,因為膠片的特性曲線通常在較低和較高曝光限值附近具有非線性的響應(yīng)。例如,如果特征圖案110使用10位的代碼值,并且如果視頻數(shù)據(jù)108的代碼只有8位,那么作為編碼器112執(zhí)行的編碼操作的一部分,可以將視頻數(shù)據(jù)108左移并填充零以生成10位的值,其中八個最高有效位對應(yīng)于原始的8位值。在另一個示例中,如果特征圖案110使用的位比視頻數(shù)據(jù)108的表示更少,那么可以截斷(使用或者不使用舍入)視頻數(shù)據(jù)108多余的最低有效位以匹配特征圖案表示的大小。根據(jù)圖案的具體實施或設(shè)計,將特征圖案110包括在已編碼文件114中可以提供用于解釋存檔的自述性或自給自足的(seIf-sufficient)信息,包括老化對存檔的影響。例如,對老化影響的解釋可以基于比色元素(如密度梯度)進(jìn)行,因為特征圖案中的元素與在膠片存檔中的圖像具有相同的老化效果。如果顏色圖案被設(shè)計為代表視頻內(nèi)容的整個顏色范圍,那么也可以在解碼器不具有有關(guān)圖案的先驗知識或預(yù)定信息的情況下對圖案進(jìn)行算法上或試探性地解碼。在另一個實施例中,用于存檔解釋的文本指令可以被包括在特征圖案中,這樣解碼器可以在沒有有關(guān)圖案的先驗知識的情況下對存檔進(jìn)行解碼。已編碼文件114,無論是否存儲在存儲裝置中(未示出)并在稍后編碼器112工作時被實時重調(diào)用(recalled)或流傳輸,都被提供給膠片記錄器116,膠片記錄器116根據(jù)已編碼的文件數(shù)據(jù)對彩色生膠片118進(jìn)行曝光以生成帶有潛在(latent)存檔數(shù)據(jù)的膠片輸出122 (B卩,曝光的膠片),這些膠片輸出在化學(xué)膠片處理機124中顯影和定影以生成膠片存檔 126。膠片記錄器116的目的是接受已編碼文件114中每個像素的密度代碼值并在生膠片118上產(chǎn)生曝光導(dǎo)致在膠片處理機124生成的膠片存檔126上的特定顏色膠片密度。為了改善呈現(xiàn)給膠片記錄器116的代碼值和得到的膠片存檔上的密度之間的關(guān)系或相關(guān)性,使用來自校準(zhǔn)程序的數(shù)據(jù)120對膠片記錄器116進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120取決于生膠片118的具體制造和膠片處理機124的預(yù)期設(shè)置,它可以以用于將膠片密度代碼轉(zhuǎn)換成膠片密度的查找表的形式提供。達(dá)到生膠片118的特性曲線(即1gltl曝光量(勒克司-秒)和密度(透射率的倒數(shù)的1gltl)之間的關(guān)系)具有任何非線性的程度,校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120會產(chǎn)生線性化以使得在密度代碼值的整個范圍內(nèi)密度代碼值的給定變化產(chǎn)生固定的密度變化。此外,校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括用于染料靈敏度串?dāng)_的補償矩陣。在一個實施例中,生膠片118是中間生膠片(例如,紐約羅切斯特柯達(dá)公司制造的Eastman彩色中間負(fù)片II膠片5272),尤其是被設(shè)計成和膠片記錄器一起使用(例如,柯達(dá)公司制造的柯達(dá)VIS10N3彩色數(shù)字中間膠片5254)并被工程化為具有更加線性的特性曲線的中間生膠片。圖9A圖示了該膠片在一定的曝光和處理條件下對藍(lán)色、綠色和紅色的特性曲線。利用對應(yīng)的不同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120可以使用其它類型的生膠片。圖9B圖示了這些生膠片的特性曲線的另一個示例(例如,對一種顏色),它可以表現(xiàn)出與圖9A相比更短的線性區(qū)域,即更小的在線性區(qū)域BC內(nèi)的曝光值范圍。此外,特性曲線具有更加明顯(例如,在更大范圍的曝光上)的“趾(toe)”區(qū)域AB,在較低的曝光量處具有降低的膠片靈敏度,即相比線性區(qū)域BC,其中增量曝光產(chǎn)生相對較小的增量密度的曲線中更小的斜率,以及在較高曝光處的“肩(shoulder)”區(qū)域CD,應(yīng)變于曝光量具有類似的降低的膠片靈敏度。對于這些生膠片,整體的特性曲線具有更明顯的S形曲線形狀。雖然如此,可以使用對應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120來線性化像素代碼值和待被記錄在膠片存檔上的密度之間的關(guān)系。然而,得到的膠片存檔126將對膠片記錄器116和膠片處理機124的精度的變化更加敏感。此外,由于該特性曲線的線性區(qū)域BC比柯達(dá)中間負(fù)片II膠片5272的更加陡峭,即對于給定的曝光增量變化,相應(yīng)的密度變化會更大,這種生膠片更容易在中間區(qū)域受到噪聲影響(在高或低曝光區(qū)域則沒那么容易)。因此,為了生成膠片存檔,來自編碼文件114的數(shù)值密度代碼值“c” (例如,對應(yīng)于像素顏色中的紅基色的量)被提供給膠片記錄器116以基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的基于膠片的參數(shù),例如膠片密度(通常以被稱為“M狀態(tài)(status-M)”的單位測量)。校準(zhǔn)提供了密度代碼值“c”和得到的密度之間的一種精確的、預(yù)先確定的線性關(guān)系。在一個常用的示例中,膠片記錄器被校準(zhǔn)成對每個增量代碼值提供0.002的增量密度。根據(jù)膠片特性曲線(類似于圖9A-B)確定生成想要的膠片密度所需的曝光量,并將其施加到生膠片上,這通過膠片處理機124處理后可獲得膠片存檔。為了從膠片存檔中獲取視頻內(nèi)容,使用校準(zhǔn)過的膠片掃描儀將膠片密度轉(zhuǎn)換回代碼值“c”,如在下面的圖1B的存檔獲取系統(tǒng)部分所討論的。圖1B圖示了一種用于從膠片存檔(例如,由存檔制作系統(tǒng)100制作的膠片存檔126)恢復(fù)視頻的存檔讀取或獲取系統(tǒng)130的示例。膠片存檔126可能由膠片存檔系統(tǒng)100新近生成,也可能已經(jīng)基本老化了(即,存檔讀取系統(tǒng)130可以在存檔126產(chǎn)生了五十多年之后對該存檔進(jìn)行操作)。膠片掃描儀132掃描膠片存檔126以將膠片密度轉(zhuǎn)換成膠片數(shù)據(jù)136,即用密度代碼值表示的膠片數(shù)據(jù)。膠片掃描儀132具有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)134,它與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)120類似,是線性化和歸一化掃描儀對膠片密度的響應(yīng)的參數(shù)值的集合(例如,偏移量、縮放,可能是非線性的,也許是其自身的顏色查找表)。使用已校準(zhǔn)的掃描儀對膠片存檔126上的密度進(jìn)行測量,并在膠片數(shù)據(jù)136中生成線性代碼值,即增量代碼值至少在膠片存檔126的整個密度范圍內(nèi)代表相同的密度變化。在另一個實施例中,校準(zhǔn)數(shù)據(jù)134可以線性化可由膠片掃描儀132測量的整個密度范圍內(nèi)的密度的代碼。使用已正確校準(zhǔn)的掃描儀(例如,具有密度代碼值和膠片密度之間的線性關(guān)系),掃描儀132讀取或測量利用與來自已編碼文件114的代碼值“C”對應(yīng)的密度記錄的圖像部分,得到的數(shù)值密度代碼值將約等于(如果并非精確地等于)“C”,排除了任何老化影響或處理漂移。為了建立用于空間和時間解碼的參數(shù),解碼器138讀取并檢查膠片數(shù)據(jù)136以找到對應(yīng)于特征圖案110的部分,該部分將被進(jìn)一步檢查以識別數(shù)據(jù)區(qū)域(即包含視頻數(shù)據(jù)108的表示的區(qū)域)在膠片數(shù)據(jù)136內(nèi)的位置。該檢查將揭示視頻數(shù)據(jù)108是否包括逐行或隔行掃描光柵,以及在哪里找到與幀或場對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域?;谂c特征圖案相關(guān)或從特征圖案獲得的先驗知識或信息,解碼器138辨識膠片數(shù)據(jù)136中的哪些密度代碼值與特征圖案110中的原始像素代碼對應(yīng),并在解碼器138內(nèi)創(chuàng)建查找表。例如,與圖案有關(guān)的先驗知識可以預(yù)先確定或被單獨提供給解碼器,或者可以在圖案本身之中包括信息,明示地或可由慣例已知。明確地創(chuàng)建可能是稀疏的查找表以用于解碼膠片數(shù)據(jù)136。隨后,可以對在與視頻內(nèi)容數(shù)據(jù)對應(yīng)的膠片數(shù)據(jù)136的部分中讀取的密度代碼值進(jìn)行解碼,即,使用該查找表轉(zhuǎn)換成視頻數(shù)據(jù),包括根據(jù)需要使用內(nèi)插。因此,解碼器138從膠片數(shù)據(jù)136中將視頻數(shù)據(jù)提取出來并進(jìn)行比色解碼,根據(jù)合適的方式無論是逐場還是逐幀進(jìn)行。視頻輸出裝置142讀取恢復(fù)的視頻數(shù)據(jù)140,它可以將視頻數(shù)據(jù)140格式化成適合視頻記錄器144的視頻信號以生成再生的視頻內(nèi)容146。視頻記錄器144可以是例如視頻錄像帶或數(shù)字視頻盤記錄器。替代性地,可以使用廣播或內(nèi)容流傳輸系統(tǒng)來代替視頻記錄器144,恢復(fù)的視頻數(shù)據(jù)140可以在沒有中間記錄形式的情況下被直接提供用于顯示。作為質(zhì)量檢查或演示存檔制作和存檔讀取系統(tǒng)100和130的有效性,可以使用可以包括顯示器152和154的視頻比較系統(tǒng)150檢查原始視頻內(nèi)容102和再生的視頻內(nèi)容146,以允許操作者以并排展示的形式觀看原始視頻和恢復(fù)的視頻。在比較系統(tǒng)150的另一個實施例中,A/B切換可以在共用的顯示器上交替顯示一個視頻和另外一個視頻。在又一個實施例中,可以以“蝴蝶(butterfly)”顯示的形式顯示這兩個視頻,其在同一顯示器上呈現(xiàn)原始視頻的一半和恢復(fù)的視頻的同一半的鏡像圖像。這種顯示優(yōu)于雙重(例如,并排)顯示,因為兩個視頻對應(yīng)的部位被呈現(xiàn)在相似的環(huán)境中(例如,在針對于它們各自背景的相似的對比度),從而有利于兩個視頻之間的視覺比較。根據(jù)本發(fā)明從膠片存檔生成的視頻內(nèi)容146基本上與原始視頻內(nèi)容102相同。圖2和圖3圖示了在膠片存檔126中編碼的視頻數(shù)據(jù)的幀的示例性實施例。在膠片存檔200中,若干逐行掃描視頻幀被編碼成膠片上的幀F(xiàn)1、F2和F3,在膠片存檔300中,若干隔行掃描視頻幀被編碼成單獨的、連續(xù)的場,如Fl-fl、F2-f2等,其中Fl-fl和Fl_f2表示同一幀F(xiàn)l內(nèi)的不同的場fl、f2。膠片存檔200和300分別被存儲或?qū)懺谏z片202和302上,諸如204和304之類的對應(yīng)的穿孔用于建立示例性膠片幀220和320各自的位置和間隔。每個膠片存檔可以具有可能是模擬的或數(shù)字的或二者的可選的聲道206、306或用于與被單獨存檔的音軌同步的時間代碼軌道(未示出)。膠片存檔200的數(shù)據(jù)區(qū)域210、211和212以及膠片存檔300的數(shù)據(jù)區(qū)域310、311、312、313、314和315包含在其相應(yīng)的膠片幀(幀220和320作為示例)內(nèi)被分隔開的單獨的視頻場的表示。這些數(shù)據(jù)區(qū)域具有距相應(yīng)的膠片幀的邊緣的水平間距224、225、324、325,距相應(yīng)的膠片幀的開始的垂直間距221、321以及垂直高度222和322,隔行掃描的場具有場間的分隔323。所有這些參數(shù)或尺寸都由特征圖案中提供的空間和時間描述識別,將在下面結(jié)合圖4A-B以及5-6更加詳細(xì)地描述。圖4A示出了被記錄為膠片存檔126內(nèi)的首部400的特征圖案110,并且在此示例中,原始視頻內(nèi)容102具有隔行掃描的場。膠片幀的高度420與四個穿孔(如穿孔404所圖示)的行程(run)的長度相同,形成常規(guī)的4穿孔(“4-perf”)膠片幀。在一個替代實施例中,可以選擇不同整數(shù)的膠片穿孔作為膠片幀的高度。在圖示的實施例中,在每個4-perf膠片幀之內(nèi),數(shù)據(jù)區(qū)域412和413包含兩個視頻場的表示(例如,與膠片存檔300中的場312、313類似),并可以由它們各自的邊界限定。在此示例中,數(shù)據(jù)區(qū)域的每個邊界用三個矩形來表示,如在圖4B中更詳細(xì)地示出,它表示與形成數(shù)據(jù)區(qū)域412的邊界的矩形451、452和453的角部分對應(yīng)的區(qū)域450的放大視圖。換言之,圖4A中具有角區(qū)域450的矩形包括三個矩形:451、452和453,它們被繪制成膠片400上作為像素,例如,每個矩形是一個像素厚。矩形452的顏色和/或膠片密度不同于相鄰的矩形451和453,并用雜亂(hash)圖案顯示。在此示例中,場412的數(shù)據(jù)區(qū)域包括位于矩形452之上或之內(nèi)的像素(即,區(qū)域412在矩形452的內(nèi)部,包括矩形453內(nèi)的那些),但不包括矩形451內(nèi)或以外的那些。矩形451可以以易于辨識的顏色(例如,紅色)呈現(xiàn),以便于檢測數(shù)據(jù)區(qū)域與非數(shù)據(jù)區(qū)域之間的邊界。因此,在膠片存檔300的每個相應(yīng)的數(shù)據(jù)包含幀中,以與在特征圖案幀420內(nèi)布置區(qū)域412和413的方式(包括在邊界矩形452之外)完全相同的方式在相應(yīng)的膠片幀(例如,幀320)中布置第一和第二場(例如,F(xiàn)2-fl和F2-f2)。在本實施例中,膠片記錄器116和膠片掃描儀132分別需要準(zhǔn)確和可重復(fù)地定位生膠片118和膠片存檔126,以確保可重現(xiàn)地、準(zhǔn)確地將已編碼文件114映射到膠片存檔,并在視頻恢復(fù)過程中從膠片存檔映射到膠片數(shù)據(jù) 136。因此,當(dāng)掃描儀132讀取時,矩形451-453精確地指定了每個膠片幀中的第一場的位置或邊界。膠片記錄器和膠片掃描儀根據(jù)能夠以子像素的精度相對于穿孔來定位膠片的原則工作。因此,相對于膠片300的四個穿孔304,每個第一場(例如,F(xiàn)l-fl、F2-f2和F3-fl)與其它的奇數(shù)場具有與幀的四個穿孔相同的空間關(guān)系,對于第二場Fl-f2,F(xiàn)2-f2和F3-f2是同樣的。相同的空間關(guān)系對特征圖案400也成立,它限定第一場和第二場所在的區(qū)域。因此,區(qū)域412,如其具體的邊界配置(例如,矩形451、452和453)所表示的,指定了第一場Fl-fl、F2-fl和F3-fl等的位置。相似地,數(shù)據(jù)區(qū)域413周圍的矩形指定了在找到單獨的第二場(例如,F(xiàn)L_f2、F2-f2和F3-f2)。對于逐行掃描的實施例,具有相應(yīng)的邊界(例如,類似于圖4B中詳細(xì)圖示的那些矩形)的單個數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)⒅付ㄔ陔S后的膠片幀(例如,220)內(nèi)會在哪發(fā)現(xiàn)逐行掃描幀視頻數(shù)據(jù)區(qū)域(例如,210-212)。圖4A和4B都示出了第一場412的頂部412T,并且定義了頭間隙421。與側(cè)間隙424和425、區(qū)域413下面的尾部間隙426 —起,對頂部間隙421進(jìn)行選擇以確保數(shù)據(jù)區(qū)域412和413在膠片幀420內(nèi)足夠多地放置插入物(inset),使得膠片記錄器116能夠可靠地尋址整個數(shù)據(jù)區(qū)域412和413以進(jìn)行寫入,并且使得膠片掃描儀132能夠可靠地訪問整個數(shù)據(jù)區(qū)域以進(jìn)行讀取。在隔行掃描的視頻內(nèi)容的存檔中存在場間間隙423 (以較之第一和第二場412和413的夸張的比例示出)確??梢跃_且清楚地存儲和恢復(fù)每個場,而不會在掃描的圖像中引入明顯的可能是由于掃描儀中膠片未對準(zhǔn)而引起的錯誤。在另一個實施例中,可以沒有場間間隙423,即,間隙實際上為零,兩個場相互鄰接。然而,在沒有場間間隙423的情況下,掃描儀中的未對準(zhǔn)可能導(dǎo)致一個場的邊緣附近的像素被作為相鄰場的像素而讀取或掃描。膠片幀420中的特征圖案包括例如比色元素430-432。比色元素可以包括中性梯度(neutral gradient)430,在一個實施例中,它是覆蓋每種顏色染料的從最小到最大密度范圍的21級灰度(例如,從約0.05到3.05的密度,步長約為0.15,假設(shè)可以在新膠片存檔126內(nèi)從生膠片118可實現(xiàn)這些密度)。正如前面所提到的,密度梯度可以用作老化影響的自校準(zhǔn)工具。例如,如果在將來某個時候掃描時發(fā)現(xiàn)梯度430的亮端(即,最小密度)密度偏大10%,那么解碼器138可以通過將存檔膠片中最亮或最小密度降低相應(yīng)量來修正這種老化效應(yīng)。如果梯度的暗端(即,最大密度)密度偏小5%,那么將存檔膠片中相似的暗像素增加相應(yīng)量。此外,可以基于兩個梯度讀數(shù)進(jìn)行任何密度值的線性內(nèi)插,并且通過使用梯度430上的附加讀數(shù),系統(tǒng)可以對非線性的老化效應(yīng)進(jìn)行補償。比色元素還可以包括一個或多個基色或間色梯度431,在一個實施例中,它是一種從基本只有一種染料(用于測量基色)或兩種染料(用以測量間色)的大約最小密度到最大密度的21級標(biāo)度。與上面描述的中性密度梯度相似,也可以對由單獨染料的老化所引起的密度漂移進(jìn)行測量并提供補償。為了更加完整地表征,比色元素可以包括表示特定顏色的塊的幾何432。顏色的示例性的集合通常與在用于色彩通信(color communication)和控制的ANSI IT8標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)的那些相似,例如,美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(Washington DC)發(fā)布的一般用來校準(zhǔn)掃描儀的 IT8.7/lR2003Graphic Technology-Color Transmission Target for Input ScannerCalibration ;或 MI Grand Rapids 的 X-Rite 公司銷售的 Munsell ColorChecker)。這些顏色強調(diào)色域中更加自然的部分,提供較之灰度或純基色或間色更能代表膚色和葉子的顏色樣本??梢栽趩蝹€膠片幀420的首部中提供特征圖案。在一個替代性實施例中,可以在若干附加的幀的每一個中完全相同地再現(xiàn)(reproduce)幀420的特征圖案,這樣做的優(yōu)點是可以在多次讀取和合適的濾波的基礎(chǔ)上避免噪聲(例如,來自影響膠片記錄、處理或掃描的污垢斑點)。在又一個實施例中,除了膠片幀420之外還可以在多個膠片幀(未圖示)的首部中提供特征圖案,例如以提供更多的特征信息(例如,附加的色塊或分級梯度(steppedgradients))。例如,特征圖案可以包括在許多膠片幀上提供的不同的測試圖案的序列,例如,第一幀中用于測試灰度的測試圖案、三個幀中用于測試單個顏色(例如,分別為紅色、綠色和藍(lán)色)的三個不同的測試圖案以及另外四個幀中覆蓋有用的葉子和膚色調(diào)色板(palette)的測試圖案。這種特征圖案可以視為是一個延伸長達(dá)八個幀的特征圖案,或者替代性地被視為是在八個幀中提供的不同的特征圖案。
圖5和圖6示出了替代性實施例,其中對各自的特征圖案(例如,圖1中的圖案110)進(jìn)行記錄以在整個相應(yīng)的膠片存檔上在許多膠片幀上分布和重現(xiàn)。圖5示出了用于逐行掃描視頻的膠片存檔500的一部分中的特征圖案(類似于圖2),圖6示出了用于場隔行掃描的視頻的膠片存檔600的一部分中的特征圖案(類似于圖3)。根據(jù)本發(fā)明存檔的視頻將具有被作為特征圖案而在包含數(shù)據(jù)區(qū)域的相同的膠片幀中提供或嵌入的有關(guān)空間、時間和比色特性的信息。通過在整個掃描膠片存檔的過程中反復(fù)讀取或測量不同的幀中的各種特性(例如,顏色和/或密度)可以合適地修正膠片中的老化效應(yīng),因為老化效應(yīng)可能會隨著一卷膠片中的位置的不同而有所不同(例如,該卷的外部環(huán)繞的膠片可能比卷軸內(nèi)部經(jīng)歷更大的溫度波動)。在膠片存檔500和600中,相應(yīng)的特征圖案包括分別用于表示數(shù)據(jù)區(qū)域211和312/313的寬度的列指示符510和610。在這些示例中,列指示符510和610分別位于頂部間隙221和321之中。每個列指示符510和610可以包括例如可檢測出不同于周邊區(qū)域的顏色的水平條。水平條的左端和右端表示數(shù)據(jù)區(qū)域的左、右極端或極限,從而限定存檔500的左側(cè)間隙224和右側(cè)間隙225之間的精確寬度或間隔,以及存檔600的左側(cè)間隙324和右側(cè)間隙325之間的間隔。列指示符510和610可以具有表示特定的列的標(biāo)記或垂直條紋,它可以用來補償由膠片記錄器116寫入和由掃描儀132讀取的水平像素位置中的非線性之間的任何差異。作為一個示例,假設(shè)膠片記錄器具有沿水平方向的非線性,使得在幀的邊緣附近用X個像素/毫米、在中心附近用I個像素/毫米(其中X和I是整數(shù),y大于X)寫入列像素,并使用水平方向沒有非線性的掃描儀例如從邊緣到中心以z個像素/毫米(其中Z是X和y之間的整數(shù))讀出膠片存檔。如果不對記錄器和掃描儀之間的非線性的差異進(jìn)行補償,那么在屏幕上移動的圖像對象將會看起來在邊緣附近被拉伸,即從X個像素到z個像素每毫米,而在中心附近被壓縮,即從I個像素到z個像素每毫米。通過在幀的頂部上提供列標(biāo)記(如510和610)(例如,周期性列間隔處的核對標(biāo)記(tick mark)),可以跟蹤存檔膠片(來自膠片記錄器)和膠片掃描儀中存在的任何非線性,并在恢復(fù)的視頻中對其進(jìn)行補償。例如,列標(biāo)記和列中的像素它們本身可能由一臺具有一定失真的機器(例如,膠片記錄器)寫入,并由具有不同的失真的另一臺機器(例如,膠片掃描儀)讀回。然而,由于給定的列標(biāo)記的轉(zhuǎn)化經(jīng)歷與列中每個像素相同的失真,因此數(shù)據(jù)可以被無失真地恢復(fù)(即,可以對失真進(jìn)行修正或補償),因為每一列的原始位置(即來自源視頻的像素的位置)都被該標(biāo)記明確地標(biāo)注(例如,如果使用格雷碼,那么該標(biāo)記可被用來通過數(shù)字標(biāo)注列)。替代性地,該標(biāo)記也可以被用來模擬像素時鐘(pixel clock),如在一系列的明暗像素中。類似地,行指示符540和640用于指定視頻的各條掃描線被記錄在膠片幀220和320中的哪個地方。在這些示例中,行指示符540和640分別位于左側(cè)間隙224和324中。在一個實施例中,行指示符540和640可以是條狀物,與列指示符500和600相似,但定向為確定或指示數(shù)據(jù)區(qū)域的垂直范圍。該實施例可以使用的條紋以更好地識別單條掃描線。在另一個實施例中,行指示符540和640可以包括允許對數(shù)據(jù)區(qū)域的每條掃描線以及可能地膠片幀內(nèi)的其它地方進(jìn)行不同編號的二進(jìn)制格雷碼。與核對標(biāo)記大約每三列進(jìn)行標(biāo)記不同,格雷碼可以用來對多個單獨的列進(jìn)行編號。比色元素或指示符521-523以及530被設(shè)置在膠片幀220內(nèi),比色指示符621-623以及630被設(shè)置在膠片幀320內(nèi),但在各自的數(shù)據(jù)區(qū)域211、312、313和列/行指標(biāo)符510、540,610和640之外。這些元素可以被放置在數(shù)據(jù)區(qū)域以外的許多不同的位置上,包括任何或所有的頂部間隙221、321 (例如,中性密度梯度521、621)、場內(nèi)間隙323 (例如,色塊集(color patch set)630)或在膠片幀的底部但在數(shù)據(jù)區(qū)域的下面,例如,塊530或梯度522、523、622、623。這些密度梯度和塊可以被配置具有與結(jié)合圖4A討論的屬性相似的屬性。在膠片存檔500、600的某些幀中,相應(yīng)的特征圖案110的比色元素可被重復(fù),即在不同的幀中使用或設(shè)置完全相同的元素,它可以包括在連續(xù)的幀中或在整個膠片存檔中以不同的間隔插入相同的特征圖案。替代性地,也可以在單獨的幀中設(shè)置不同的比色元素。例如,在膠片存檔600中,如果期望比裝配好(fit in)場間間隙323更多的如630的色塊,那么可以在多個連續(xù)的幀中設(shè)置不同的或附加的塊。同樣地,密度梯度可以在若干連續(xù)的幀內(nèi)變化。如果特征圖案110被設(shè)計具有在多個連續(xù)的幀內(nèi)變化的比色元素,那么該變化可以形成在整個存檔500、600中偶爾或連續(xù)重復(fù)的循環(huán)(cycle)。特征圖案的比色元素的這種重復(fù)可以提供在形成存檔126的整卷膠片中連續(xù)的特征。這允許視頻恢復(fù)系統(tǒng)130對可能存在于膠卷的頭部和尾部之間任何差異變化進(jìn)行補償(例如,當(dāng)膠片處理機124中的顯影劑槽的溫度在正在處理膠片輸出122時上升可能會發(fā)生;或者當(dāng)存檔126已經(jīng)被存儲在具有明顯的溫度波動的房間中,這加速存檔126中膠卷的外側(cè)部分的染料褪色甚于內(nèi)側(cè)部分)。圖7示出了創(chuàng)建視頻內(nèi)容的膠片存檔的過程700。過程700可以通過如圖1A中的膠片存檔系統(tǒng)實施,從步驟710開始,將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)108提供給編碼器112。在步驟712中,還提供與視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的特征圖案110。特征圖案具有與編碼器兼容(也與用于恢復(fù)視頻的解碼器兼容)的格式,可以被設(shè)置為帶有有關(guān)視頻數(shù)據(jù)的信息的文本文件或作為被包括在視頻幀中的(多個)圖像,例如,在預(yù)添加的(pre-pending)作為首部或被包括或者與圖像數(shù)據(jù)的一個或多個幀合成,但在不包含圖像數(shù)據(jù)可讀/可寫區(qū)域,如幀間間隙區(qū)域。特征圖案包括被設(shè)計用于傳送有關(guān)下面的至少一項的信息的一個或多個元素:視頻格式、視頻幀的時間代碼、數(shù)據(jù)區(qū)域的位置、顏色或密度值、膠片存檔的老化、膠片記錄器和/或掃描儀中的非線性或失真,等等。在步驟714中,對視頻數(shù)據(jù)和特征圖案的所有像素值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)114,它是與各自的像素值對應(yīng)的膠片密度代碼值(例如,Cineon代碼)。在一個實施例中,膠片密度代碼值和各個像素值通過大致的線性關(guān)系相關(guān)聯(lián)。依賴于特征圖案描述的布局,特征圖案和視頻數(shù)據(jù)可以同時存在或共存于編碼數(shù)據(jù)114的一個或多個幀中,或者該圖案和視頻數(shù)據(jù)可以占據(jù)若干單獨的幀(例如,在預(yù)添加圖案作為首部的情形中)。在步驟716中,使用膠片記錄器116將編碼文件數(shù)據(jù)寫入生膠片118。在一個實施例中,基于膠片密度代碼(例如,Cineon代碼)和膠片密度值之間的線性關(guān)系對記錄器進(jìn)行校準(zhǔn),根據(jù)各自的膠片密度代碼或?qū)?yīng)的文件密度值通過適當(dāng)?shù)钠毓庠谪?fù)片上形成潛像。在步驟718中,使用已知或常規(guī)技術(shù)對曝光的生膠片進(jìn)行處理或顯影以在步驟720生成膠片存檔126。應(yīng)該注意,在這個過程700中,該膠片存檔可能不適合生產(chǎn)高品質(zhì)的膠片正片(film print),因為在編碼數(shù)據(jù)文件中可能未考慮視頻像素值(來自原始視頻數(shù)據(jù))和膠片密度代碼之間的任何非線性關(guān)系。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的一種從膠片存檔(如通過過程700生成的存檔126)恢復(fù)視頻內(nèi)容的過程800。過程800可以被實施在如圖1B的示例的系統(tǒng)中。在步驟810中,膠片存檔(可以是一個“比較老”的存檔)被提供用于步驟812中由膠片掃描儀132進(jìn)行的掃描以生成膠片數(shù)據(jù)136,即測量的膠片存檔上的密度被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的密度代碼。依賴于具體存檔和特征圖案,不一定掃描或讀取整個膠片存檔,而是掃描或讀取至少一個或多個數(shù)據(jù)區(qū)域,即包含對應(yīng)于視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)的部分。例如,如果特征圖案只包含與視頻數(shù)據(jù)有關(guān)的空間和時間信息(沒有比色信息),那么甚至無需掃描特征圖案本身就可以識別正確的視頻數(shù)據(jù)部分。與膠片記錄器類似,也基于密度代碼和膠片密度值之間的線性關(guān)系對掃描儀進(jìn)行校準(zhǔn)。在步驟814,基于有關(guān)特征圖案的先驗知識,解碼器138從膠片數(shù)據(jù)136中挑出或識別出特征圖案110的記錄。在步驟816中,解碼器使用特征圖案和/或其它有關(guān)各種元素的配置的先驗知識(例如,某些對應(yīng)于從白色開始且線性前進(jìn)十級的灰度梯度的塊,或某些代表顏色的特定順序設(shè)置的塊)以確定適合膠片數(shù)據(jù)的解碼信息,包括數(shù)據(jù)區(qū)域的位置和定時(timing)的規(guī)范和/或比色計。在步驟818中,使用解碼信息對在膠片存檔中的數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行解碼,即根據(jù)膠片密度代碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以生成在步驟820中從其中恢復(fù)視頻的視頻數(shù)據(jù)。上述過程的其它變型可能涉及從膠片存檔中省略特征圖案或其一部分,即使它被用于編碼目的并被設(shè)置在編碼文件中。在這種情況下,解碼器可能需要附加的信息以正確地解碼膠片存檔。例如,如果圖像的位置和密度由某個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,那么無需在膠片存檔中包括特征圖案。作為替代地,該標(biāo)準(zhǔn)或其它慣例的先驗知識將提供附加的信息供解碼時使用。在這種和其它不需要掃描特征圖案的情況下,過程800中的步驟814可以省略。另一種示例可能涉及在膠片存檔中只包括圖案的一部分(例如,色塊)??梢耘c膠片存檔分開而使對塊進(jìn)行解釋的附加信息對解碼器可用,以用于解碼存檔。雖然前述內(nèi)容主要針對本發(fā)明的各種實施例,但是在不脫離其基本范圍的情況下還可以設(shè)計出本發(fā)明的其它實施例。例如,上述示例中描述的一個或多個特征可以被修改、省略和/或以不同的組合使用。因此,本發(fā)明的正確范圍將根據(jù)下面的權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于將視頻內(nèi)容存檔在膠片上的方法,包括: 對數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案進(jìn)行編碼以形成編碼數(shù)據(jù),其中所述編碼數(shù)據(jù)包括與所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的膠片密度代碼; 根據(jù)所述膠片密度代碼將編碼數(shù)據(jù)記錄到膠片上;以及 從具有記錄的編碼數(shù)據(jù)的膠片生成膠片存檔。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中根據(jù)所述特征圖案進(jìn)行所述編碼。
3.如權(quán)利要求1所 述的方法,其中所述特征圖案提供與所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)有關(guān)的時間、空間和比色信息中的至少一項。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述特征圖案包括視頻幀的時間代碼、指示視頻數(shù)據(jù)在膠片存檔上的位置的元素、以及代表預(yù)定像素代碼值的色塊中的至少一項。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述特征圖案包括數(shù)據(jù)、文本和圖形元素中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述特征圖案還包括: 密度梯度和代表不同顏色分量的色塊中的至少一項。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述特征圖案被設(shè)置在至少一個未包含任何視頻數(shù)據(jù)的幀中。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述特征圖案被設(shè)置在至少一個包含視頻數(shù)據(jù)的幀中。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述編碼步驟還包括基于實質(zhì)上的線性關(guān)系將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成膠片密度代碼。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述膠片存檔包含多個巾貞,其中每一巾貞與逐行掃描視頻的一幀對應(yīng)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述膠片存檔包含多個幀,其中每一幀具有代表隔行掃描視頻的一幀的相應(yīng)的奇數(shù)行和偶數(shù)行的像素的兩個場。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其中以RGB代碼值形式提供所述編碼數(shù)據(jù)。
13.一種用于從膠片存檔中恢復(fù)視頻內(nèi)容的方法,包括: 掃描膠片存檔的至少一部分,所述膠片存檔包含與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案對應(yīng)的基于膠片的數(shù)據(jù);以及 基于所述特征圖案從所述膠片存檔恢復(fù)視頻內(nèi)容。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其中所述恢復(fù)步驟包括: 從所述特征圖案確定解碼信息;以及 基于所述解碼信息將基于膠片的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其中按照基于膠片的數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)之間的線性關(guān)系進(jìn)行所述轉(zhuǎn)換步驟。
16.如權(quán)利要求13所述的方法,其中所述特征圖案提供與所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)有關(guān)的時間、空間和比色信息中的至少一項。
17.如權(quán)利要求13所述的方法,其中所述特征圖案包括視頻幀的時間代碼、指示數(shù)字視頻數(shù)據(jù)在膠片存檔上的位置的元素、以及代表預(yù)定像素代碼值的色塊中的至少一項。
18.如權(quán)利要求13所述的方法,其中用膠片密度值表示與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的基于膠片的數(shù)據(jù)。
19.一種用于將視頻內(nèi)容存檔在膠片上的系統(tǒng),包括: 編碼器,用于生成編碼數(shù)據(jù),所述編碼數(shù)據(jù)包含與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和與所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案對應(yīng)的基于膠片的數(shù)據(jù); 膠片記錄器,用于將編碼數(shù)據(jù)記錄在膠片上;以及 膠片處理機,用于處理膠片以生成膠片存檔。
20.一種用于從膠片存檔中恢復(fù)視頻內(nèi)容的系統(tǒng),包括: 膠片掃描儀,用于掃描膠片存檔以生成基于膠片的數(shù)據(jù); 解碼器,用于從基于膠片的數(shù)據(jù)中識別出特征圖案,并用于基于所述特征圖案解碼所述基于膠片的數(shù)據(jù) 以生成用于恢復(fù)所述視頻內(nèi)容的視頻數(shù)據(jù)。
全文摘要
公開了一種將視頻內(nèi)容存檔到膠片并從該膠片存檔恢復(fù)視頻的方法和系統(tǒng)。提供與內(nèi)容對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)以及與該數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特征圖案作為編碼數(shù)據(jù),其被記錄在膠片上以生成膠片存檔。所述特征圖案包括與視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的空間、時間和比色信息,并為從膠片存檔恢復(fù)視頻內(nèi)容提供基礎(chǔ)。
文檔編號G03B27/46GK103155546SQ201180049747
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者C.S.庫特卡, J.派恩斯, W.G.雷德蒙, V.塞蘭德羅, R.P.施奈德 申請人:湯姆遜許可公司
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