专利名称：激光电影字幕机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电影字幕机，特别是一种用于在电影胶片上叠加字幕的激光电影字幕机。
背景技术：
一直以来，我国公映的国外影片都要经过配音，无怪乎观众在电影院看到的都是中文配音版。但是，近年来随着影碟的普及，许多观众可以在电视中观看中文字幕版的进口影片。所谓中文字幕版就是不需要配音，仅仅在电影的画面下方加注中文字幕，所以被称为“原汁原味”的进口电影。近年来，许多城市的影院为了迎合观众对电影原汁原味的追求，分别设置两个放映厅，分别放映字幕版和配音版进口电影。甚至，有些影院特别是一些大型影院，就直接放映这种只加注中文字幕的原版国外影片，不在放映配音版的影片。结果证明，加注字幕原版电影已经得到了观众的普遍认可，这也反映了观众对电影欣赏返璞归真的要求。而且随着我国电影事业的发展，近几年我国的影片越来越多的出口到国外。为了满足国外观众的要求，我国出口的影片也需要在影片上加注外文字幕，使得国外观众同样可以欣赏到我国的原版影片。
随着世界各国的文化交流越来越多，电影的进口与输出也越来越多，传统的字幕拍摄已经无法满足市场的需要。因此，如何在不影响影片观看质量的基础上快速、便捷的在影片上叠加上需要的字幕已成为电影后期制作中的一项关键技术。激光电影字幕机正是能够达到这种要求的一种重要是工具，为此国外少数国家进行了一定的研究和生产。早期的外国产品用的是气体激光技术，设备庞大，需要水冷却，用电量也大。随着全固化激光器的出现及稳定性的提高，激光电影字幕机的体积可以做的更小，功能也在逐步完善中。目前，世界上只有法国的Monal Systems公伺，荷兰的IAI公伺两家公伺研究了此项技术，但是价格非常昂贵。国内尚未进行相关的研究，因此我们采用先进的固体激光技术、计算机控制技术、数码转换技术结合精密机械技术研发了该激光电影字幕机，填补了国内空白。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于在电影胶片上打上对应的对白字幕的激光电影字幕机，该激光电影字幕机在不影响电影观看效果的基础上，在电影胶片的指定位置上用激光打上对应的对白字幕，而且可以根据不同国家观众对文字的不同要求在电影胶片上打印上所需语言的对白字幕。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种激光电影字幕机，其特征在于包括激光器及其驱动控制部分、光束扫描部分、电影胶片自动走片定位部分、计算机集成控制部分和电影字幕文件处理部分所述的激光器及其驱动控制部分由激光器和激光器驱动源组成，所述的激光器驱动源设有受控接口，接收所述的计算机集成控制部分的信号，控制所述的激光器的开关；所述的光束扫描部分由X、Y高速扫描振镜系统、扫描系统驱动板和F-θ聚焦透镜组成，由X、Y高速扫描振镜系统输出的扫描光束经F-θ聚焦透镜聚焦在定位框内的电影胶片上；所述的电影胶片自动走片定位部分由具有定位框的通用电影放映机胶片走片部分和受控高精度定位伺服电机驱动部分组成，所述的受控高精度定位伺服电机驱动部分由走片卡轮的传动齿轮和传动齿轮的驱动伺服电机和伺服电机驱动源组成；所述的计算机集成控制部分由计算机和硬件数据接口卡组成，该计算机内还有电影字幕文件、操作控制与接口软件；所述的电影字幕文件处理部分由视频采集、声频采集和电影字幕文件处理系统组成，所述的视频采集器、声频采集器对位于所述的定位框内的电影胶片进行视频和声频同步采集，通过电影字幕文件处理系统的处理形成电影字幕文件，存入所述的计算机；所述的计算机通过硬件数据接口卡分别与所述的激光器驱动源、扫描系统驱动板和所述的伺服电机驱动源相通讯并进行控制。
所述的激光器和X、Y高速扫描振镜系统之间的光路上设有转向全反射镜。
在所述的电影放映机胶片走片部分由胶片安装盘、倒片安装盘、胶片定位框)、走片卡轮、胶片压轮组成。
所述的硬件数据接口卡通过PCI接口安装在计算机内。
激光器驱动源驱动激光器输出确定波长和稳定功率的激光束，激光器输出激光功率大小根据要叠加字幕的电影胶片的材料确定，要求能够打透胶片上感光材料涂层，但不能损坏胶片衬底，而且要求所打字幕文字清晰明亮。激光器驱动源提供了受控接口，可以接受控制信号的控制进而控制激光器的输出，实现对激光器输出光束的开关控制，相比通常采用的光开关器件实现对激光器输出光束的开关控制更加精确便捷，而且使系统整体体积减小同时更加节省成本。激光器输出光束经过根据安装要求设置的改变光束方向的光学系统或不经过该系统投射到高精度X、Y平面二维矢量光束扫描系统，通过该系统X、Y方向两个高速扫描振镜的扫描实现光束输出点在平面上的二维矢量扫描。X、Y方向两个高速扫描振镜在驱动板的控制下连续转动正确的角度，使光束输出点在平面上扫描出要求的文字。光束经过X、Y扫描振镜反射后经过F-θ聚焦透镜将光束聚焦成设定大小的光斑，然后投射到已经安装在电影胶片走片系统胶片定位框中的电影胶片的指定位置上，通过扫描振镜的扫描在电影胶片上叠加上对应的字幕文字。电影胶片走片系统主要由通用的电影放映机胶片走片部分和受控高精度定位伺服电机驱动部分组成。其中通用电影放映机胶片走片部分主要由胶片安装盘、倒片安装盘、胶片定位框、走片卡轮、走片卡轮转动齿轮传动机构组成。高精度定位伺服电机驱动部分由齿轮传动机构、伺服电机及其受控驱动源组成。在叠加字幕前将待叠加字幕的电影胶片安装在通用电影放映机胶片走片系统中，即胶片盘先安装在胶片安装盘上，然后经过走片卡轮、胶片定位框，最后末端缠绕在倒片安装盘。调整胶片在整个走片系统中的位置，使得胶片中的一整幅画面刚好定位在胶片定位框中，等该幅画面上叠加好对应的对白字幕后，高精度定位伺服电机在其受控驱动源驱动下驱动传动齿轮带动走片卡轮转动，走片卡轮带动电影胶片走片，使得下一幅画面以规定的速度进入胶片定位框，并精度定位在胶片定位框内，等待叠加对应的对白字幕。
每部电影需要叠加的字幕各不相同，因此在电影胶片叠加字幕文字之前要通过电影字幕文件处理部分将电影对白文字编辑成相应的字幕文件。电影胶片自动走片定位部分以电影正常放映速度走片的同时，电影字幕文件处理部分通过视频同步采集和声频同步采集，生成电影小样的压缩文件，实现对电影视频、声频的同步编码。然后通过电影字幕编辑软件播放生成电影小样压缩文件并同步调用已经录入计算机的电影字幕文本文件。通过声频同步监听编辑每一句电影对白文字对应的电影画面的起至时间，记录成为带有对应起至时间的专用格式的字幕文件。待整部电影字幕文件编辑完成后，需要对编辑好的带有对应起至时间的字幕文件进行审核，修改编辑过程中产生的文字错误、对应时间误差等，待字幕审核通过后，最终生成可以在电影胶片对应画面上叠加的带有对应起至时间、规定字体、规定字号和规定语言文字的专用格式的电影字幕文件。
计算机集成控制部分通过操作、控制程序调用编辑好的专用格式的电影字幕文件同时控制由激光器及其驱动控制部分、光束扫描部分和电影胶片自动走片定位部分三部分组成的系统协调工作，根据电影字幕文件在电影胶片上叠加上对应的对白字幕。电影胶片上字幕中文字与文字之间以及一个文字不同笔画之间应该保持原来的画面不变，就是要求激光束经光束扫描部分扫描到这些位置时激光束关闭。一幅画面上字幕文字叠加完成后胶片自动走片系统更换下一幅画面过程也需要激光器处于关闭状态。计算机集成控制部分根据字幕文件中的对白文字和更换画面时间确定应该关闭激光器的时间，输出关闭控制信号控制激光器驱动源，进而精确便捷的控制激光器关闭输出光束。叠加字幕文字过程中，计算机集成控制部分根据调用的字幕文件中的文字输出文字上各点X、Y坐标的正确位置信号给扫描系统驱动源，控制扫描振镜，使激光束按正确的轨迹扫描出正确的对白文字。计算机集成控制部分根据字幕文件中的时间参量确定一幅画面上的对白字幕叠加完成时间，输出控制信号控制走片部分伺服电机驱动源驱动伺服电机带动走片系统更换电影胶片下一幅画面，继续叠加对白文字，重复上述过程直到一盘电影胶片全部叠加上对应的对白字幕。
图1为本发明激光电影字幕机具体实施例的整体结构框2为本发明激光电影字幕机电影字幕文件处理系统工作流程图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1，图1为本发明激光电影字幕机具体实施例整体结构框图，由图可见，本发明激光电影字幕机，其特征在于包括激光器及其驱动控制部分1、光束扫描部分2、电影胶片自动走片定位部分3、计算机集成控制部分4和电影字幕文件处理部分5所述的激光器及其驱动控制部分1由激光器10和激光器驱动源11组成，所述的激光器驱动源11设有受控接口，接收所述的计算机集成控制部分4的信号，控制所述的激光器10的开关；
所述的光束扫描部分2由X、Y高速扫描振镜系统21、扫描系统驱动板22和F-θ聚焦透镜23组成，由X、Y高速扫描振镜系统21输出的扫描光束经F-θ聚焦透镜23聚焦在定位框303内的电影胶片上；所述的电影胶片自动走片定位部分3由具有定位框303的通用电影放映机胶片走片部分和受控高精度定位伺服电机驱动部分组成，所述的受控高精度定位伺服电机驱动部分由走片卡轮的传动齿轮305和传动齿轮的驱动伺服电机306和伺服电机驱动源307组成；所述的计算机集成控制部分4由计算机41和硬件数据接口卡43组成，该计算机41内还有电影字幕文件40、操作控制与接口软件42；所述的电影字幕文件处理部分5由视频采集51、声频采集52和电影字幕文件处理系统53组成，所述的视频采集器51、声频采集器52对位于所述的定位框303的电影胶片312进行视频和声频同步采集，通过电影字幕文件处理系统53的处理形成电影字幕文件40，存入所述的计算机41；所述的计算机41通过硬件数据接口卡43分别与所述的激光器驱动源11、扫描系统驱动板22和所述的伺服电机驱动源(07相通讯并进行控制。
在所述的激光器10和X、Y高速扫描振镜系统21之间的光路上设有转向全反射镜20。
在所述的电影放映机胶片走片部分由胶片安装盘300、倒片安装盘308、胶片定位框303、走片卡轮301、302和304、309、胶片压轮311和310组成。
图1中，激光器及其驱动控制部分1由激光器10和激光器驱动源11组成，调节激光器驱动源11的输出以控制激光器10输出激光功率的大小，通过控制激光器驱动源11的开断以控制激光器10输出激光的开关。调节激光器驱动源11使激光器10输出功率稳定的激光束进入光束扫描部分2。光束扫描部分2由转向全反射镜20、X、Y高速扫描振镜系统21、扫描系统驱动板22和F-θ聚焦透镜23组成。激光束进入光束扫描部分2投射到转向全反射镜20上，经全反射镜20转向后进入X、Y高速扫描振镜系统21进行二维平面矢量扫描。其中转向全反射镜20是为整体安装紧凑而设置的，如果安装条件允许，可以不设置转向全反射镜20，使激光束直接进入X、Y高速扫描振镜系统21。扫描系统驱动板23驱动X、Y两维高速扫描振镜21按照驱动定位信号扭转正确的角度，使得激光束在平面上进行矢量扫描实现在平面上描写出正确的文字。为使激光束输出光斑足够小即为了使扫描的出的文字笔画清晰，激光束经X、Y扫描振镜21后再经过F-θ聚焦透镜23聚焦后投射到安装在电影胶片自动走片定位部分3中胶片定位框303中的电影胶片312上。电影胶片自动走片定位部分3由通用电影放映机胶片走片部分和受控高精度定位伺服电机驱动部分组成，作为具体实施例图1中通用电影放映机胶片走片部分由胶片安装盘300、倒片安装盘308、胶片定位框303、走片卡轮301和309、胶片压轮311和310、组成。受控高精度定位伺服电机驱动部分由走片卡轮带动传动齿轮305和齿轮传动机构驱动伺服电机306和伺服电机驱动源307组成。电影胶片312缠绕在胶片安装盘300上，滑下一段胶片先装卡在走片卡轮301上，经胶片压轮311压住胶片，经过走片卡轮302、胶片定位框303、走片卡轮304后再装卡在走片卡轮309上，经胶片压轮310压住胶片，最后胶片末端缠绕在倒片安装盘308上。当停留在胶片定位框303内的一幅画面上叠加对白字幕完成后，伺服电机驱动源307驱动伺服电机306带动传动齿轮305转动，再经过齿轮传动机构带动走片卡轮301、302、304、309的转动带动电影胶片312下滑，使胶片定位框303中电影画面换成下一幅画面。
所述的计算机集成控制部分4由计算机41和硬件数据接口卡43组成，该计算机41内还有电影字幕文件40、操作控制与接口软件42；硬件数据接口卡43通过PCI接口安装在集成控制计算机41内，软件42通过调用字幕文件40确定叠加字幕文字过程中文字与文字之间、同一文字不同笔画之间以及两幅胶片画面之间更换的时间，通过硬件数据接口卡43输出控制信号控制激光器驱动源11进而控制激光器输出的开关时间。软件42根据调用的字幕文件40中的对白文字确定X、Y扫描振镜需要转过的角度的定点信息，通过硬件数据接口卡43输出定点信息的控制信号控制扫描系统驱动板22控制对应X、Y扫描振镜21在胶片上扫描出正确的对白文字。软件42扫描系统驱动板22反馈的该幅画面是否已经叠加完成对应的对白字幕信号，确定是否驱动走片系统3中的伺服电机驱动源307驱动走片系统走片来更换待叠加对白字幕的画面。如果需要更换画面，软件42控制硬件数据接口卡43输出控制信号给伺服电机驱动源307驱动走片系统走片更换下一幅画面。
电影字幕文件处理部分5由视频采集51、声频采集52和电影字幕文件处理系统组成。图2示出了本发明激光电影字幕机电影字幕文件处理系统53的工作流程框图。电影胶片自动走片定位部分3以电影的放映速度走片，电影字幕文件处理部分5中的视频采集51、声频采集52对电影胶片进行视频和声频同步采集、编码后进入电影字幕文件处理系统53生产电影小样的压缩文件。然后通过字幕编辑软件播放生成的压缩文件并同步调用已经录入计算机的电影字幕文本文件，并通过声频同步监听进行字幕同步编辑，编辑每一句电影对白文字对应的电影画面的起至时间，记录成为带有对应起至时间的专用格式的字幕文件。待整部电影字幕文件编辑完成后，需要对编辑好的带有对应起至时间的字幕文件进行审核，修改编辑过程中产生的文字错误、对应时间误差等，待字幕审核通过后最终生成可以在电影胶片对应画面上叠加的带有对应起至时间、规定字体、规定字号和规定语言文字的专用格式的电影字幕文件40，等待计算机集成控制部分4调用并进行激光电影字幕的叠加。
权利要求
1.一种激光电影字幕机，其特征在于包括激光器及其驱动控制部分(1)、光束扫描部分(2)、电影胶片自动走片定位部分(3)、计算机集成控制部分(4)和电影字幕文件处理部分(5)所述的激光器及其驱动控制部分(1)由激光器(10)和激光器驱动源(11)组成，所述的激光器驱动源(11)设有受控接口，接收所述的计算机集成控制部分(4)的信号，控制所述的激光器(10)的开关；所述的光束扫描部分(2)由X、Y高速扫描振镜系统(21)、扫描系统驱动板(22)和F-θ聚焦透镜(23)组成，由X、Y高速扫描振镜系统(21)输出的扫描光束经F-θ聚焦透镜(23)聚焦在定位框(303)内的电影胶片上；所述的电影胶片自动走片定位部分(3)由具有定位框(303)的通用电影放映机胶片走片部分和受控高精度定位伺服电机驱动部分组成，所述的受控高精度定位伺服电机驱动部分由走片卡轮的传动齿轮(305)和传动齿轮的驱动伺服电机(306)和伺服电机驱动源(307)组成；所述的计算机集成控制部分(4)由计算机(41)和硬件数据接口卡(43)组成，该计算机(41)内还有电影字幕文件(40)、操作控制与接口软件(42)；所述的电影字幕文件处理部分(5)由视频采集(51)、声频采集(52)和电影字幕文件处理系统(53)组成，所述的视频采集器(51)、声频采集器(52)对位于所述的定位框(303)的电影胶片(312)进行视频和声频同步采集，通过电影字幕文件处理系统(53)的处理形成电影字幕文件(40)，存入所述的计算机(41)；所述的计算机(41)通过硬件数据接口卡(43)分别与所述的激光器驱动源(11)、扫描系统驱动板(22)和所述的伺服电机驱动源(307)相通讯并进行控制。
2.根据权利要求1所述的激光电影字幕机，其特征是在所述的激光器(10)和X、Y高速扫描振镜系统(21)之间的光路上设有转向全反射镜(20)。
3.根据权利要求1所述的激光电影字幕机，其特征是在所述的电影放映机胶片走片部分由胶片安装盘(300)、倒片安装盘(308)、胶片定位框(303)、走片卡轮(301、302和304、309)、胶片压轮(311和310)组成。
4.根据权利要求1所述的激光电影字幕机，其特征是在所述的硬件数据接口卡(43)通过PCI接口安装在计算机(41)内。
全文摘要
一种用于在电影胶片上叠加字幕的激光电影字幕机，包括激光器及其驱动控制部分、光束扫描部分、电影胶片自动走片定位部分、计算机集成控制部分和电影字幕文件处理部分，本发明激光电影字幕机在不影响电影观看效果的基础上，不仅可以在电影胶片的指定位置上用激光打上对应的对白字幕，而且可以根据不同国家观众对文字的不同要求在电影胶片上叠加所需语言的对白字幕。
文档编号G03B21/32GK1912735SQ200610029499
公开日2007年2月14日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年7月28日
发明者赵智亮, 崔俊文, 张文庆, 王勇, 谢长华, 李永春, 林强, 王宪涛, 朱健强 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海维斯特姆数码科技有限公司