专利名称：改变从每秒24帧胶片上录下的录象节目素材相位的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视频后期制作剪辑系统，特别是涉及一种用于剪辑从标准的每秒24帧胶片上录下的节目素材的剪辑系统。
电影和录象磁带是通过快速播放一系列连续的叫作“帧”的静止图象来造成运动的错觉。商业电影设计成以每秒24帧播放。可是，按照美国NTSC电视标准，录象磁带设计成以每秒29.97帧播放。按照高分辨率电视标准SMPTE-240M，高分辨率录象磁带设计成以每秒30帧播放。在欧洲，按照PAL和SECAM电视标准，录象磁带设计成以每秒25帧播放。
视频播放与电影播放相比，除了帧速不同外，在另一个重要的方面有所不同。在视频中，把屏幕图象分割成大量的水平扫描线。美国NTSC标准规定在屏幕上525条扫描线(不是所有的扫描线都能看见)，而欧洲PAL标准规定625条扫描线。在录象磁带中，把对应于每帧的扫描线分成两个“扫描场”，第一个包括偶数扫描线，第二个包括奇数扫描线。在录象磁带上，为了记录一帧，先记录第一个扫描场，然后记录另外一个扫描场。因此，一个视频帧包括两个扫描场，一个SMPTE-240M录象磁带设计成以每秒60扫描场播放，相当于每秒30帧。
从电影胶片向录象磁带上录制节目素材是很常见的。具备这种功能的一种机器叫“电视电影机”。关于电视电影机的背景技术，参见颁布给本发明人的US-5428387。现在，从录象磁带向胶片上录制节目素材也很常见，特别是因为高分辨率视频设备能确保这种操作在不降低图象质量的情况下进行。任一方法均需采取措施来填补胶片采用的每秒24帧与录象磁带采用的每秒25，29.97或30帧之间的空白。
当把每秒24帧胶片转换成每秒29.97/30帧录象磁带时，用来填补帧速空白的标准工艺叫“3-2间歇拉片法”。在这一个工艺中，胶片的偶数帧记录成两个连续的扫描场，这两个扫描场是相同的(除了它们对应于不同扫描线组)。胶片的奇数帧记录成三个连续的扫描场，它们也是相同的(除了它们对应于不同扫描线组)。因此，胶片的每对帧，以每秒24帧的胶片播放速率播放时需要1/12秒，把它转换成5个视频扫描场后，以每秒60扫描场的视频播放速率播放时也需1/12秒。
如
图1所示，通过3-2间歇拉片法从胶片100得到的录象磁带包括一组顺序排列的扫描场组如125、130、135和140，每个扫描场组对应于一个胶片帧如105。事实上有四个不同类型的扫描场组，我们称作A、B、C和D。A扫描场组包括对应于一个录象磁带帧和一个胶片帧的两个扫描场。B扫描场组包括三个扫描场，前两个属于一个录象磁带帧，第三个属于下一个录象磁带帧，三个扫描场对应于一个胶片帧。C扫描场组包括两个扫描场，对应于两个不同的录象磁带帧，但只对应于一个胶片帧。D扫描场组包括三个录象磁带扫描场，第一个属于一个录象磁带帧，另外两个属于下一个录象磁带帧，但都对应于一个胶片帧。
注意A扫描场组和C扫描场组之间的以下区别是很重要的。虽然二者都包括对应于一个胶片帧的两个扫描场，但A扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第一个扫描场，因此它对应于偶数扫描线。可是，C扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第二个扫描场，因此它对应于奇数扫描线。在B和D扫描场组之间也有相似的区别。B扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第一个扫描场，因此它对应于偶数扫描线。可是，D扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第二个扫描场，因此它对应于奇数扫描线。
因此，通过3-2间歇拉片法从胶片上得到的录象磁带包括以ABCD、ABCD、ABCD等等的顺序排列的一组顺序排列的扫描场组。值得注意地，录象磁带的前两个扫描场是A扫描场组，仅从录象磁带中一个扫描场的位置，就可能知道它属于A、B、C还是D扫描场组。在现代录象磁带剪辑中，用“时间码”来表示帧，它采取hhmmssff的形式，在这里，hh表示小时，mm表示分钟，ss表示秒，ff表示帧(不是表示扫描场)。因为每秒钟的录象磁带有六组A，B，C和D的扫描场组，每组扫描场组包括5个视频帧，只从时间码的视频帧数ff，就可以知道视频帧的扫描场属于A，B，C还是D扫描场组。特别地，每秒钟的第一个视频帧包括形成A扫描场组的两个扫描场，第二个视频帧包括构成部分B扫描场组的两个扫描场，第三个视频帧包括B扫描场组的一个扫描场和C扫描场组的一个扫描场，等等。
在录象磁带的剪辑过程中，常常要在两个或多个视频信号源之间进行剪接、划变或叠化操作。本领域公知的视频后期制作剪辑系统允许在任何视频帧边界进行剪接，划变或叠化操作。
假想一个典型的剪辑情况，如图2所示。剪辑系统的用户有两个通过3-2间歇拉片法从胶片上得到的源录象磁带X和Y。用户希望从录象磁带X上把图2中编号0到5的前六个视频帧拷贝到输出端，然后紧跟着从录象磁带Y上把编号0到4的五个视频帧拷贝到输出端。因为两个录象磁带均是通过3-2间歇拉片法得到的，录象磁带X的视频帧0到5来自五个胶片帧，并具有ABCDA的顺序，而录象磁带Y的视频帧0到5来自四个胶片帧，并具有ABCD顺序。如果这个操作在已有技术的剪辑系统中进行，首先把录象磁带X上0到5的六个视频帧拷贝到输出端，这将在输出磁带上形成最初ABCDA顺序。然后把录象磁带Y上0到4的五个视频帧拷贝到输出端，这个附加的拷贝操作将导致输出端形成不需要且不规则的顺序ABCDAABCD，如图2所示。
现在假设图2描述的操作不是剪接而是叠化，因此两个录象磁带的素材混合在一起，随着时间推移，录象磁带Y的素材所占的比例增加。容易看到，输出视频帧编号7包括两个扫描场。输出帧7的第一个扫描场是把录象磁带X的B胶片帧(跨越编号6和7的视频帧)与录象磁带Y的B胶片帧(跨越编号1和2的视频帧)混合在一起制成的。然而，输出帧7的第二个扫描场是由录象磁带X上的一个不同的胶片帧制成的，即跨越视频帧7和8的C胶片帧。这也是不合乎需要的。
如这个例子所示，即使源录象磁带X和Y都是通过3-2间歇拉片法从胶片上制得并都具有理想的ABCD顺序，剪辑操作也可能导致输出录象磁带的ABCD顺序的不规则性。当输出录象磁带转回到胶片时，这些不规则性能引起可见的人工痕迹。甚至一个单一的剪接操作就能导致整个录象磁带在剪接后ABCD顺序偏移，因此时间码不再能让人确定一个帧的扫描场属于A，B，C还是D扫描场组。
解决这个难点的一项技术是限定分辨率，同时进行剪接、划变、叠化操作，因此这些操作只允许在ABCD结构的边界处进行。因为ABCD结构有五个录象磁带帧长度，即，六分之一秒长，这很大程度上限制了编辑者按照艺术考虑的要求(如与声音效果同步)来剪接的能力。丧失创造性的操作实际上是不能被接受的。
因此本发明的一个目的在于提供一个录象磁带的剪辑系统，确保剪接和叠化在最高瞬时分辨率下进行，同时保存了扫描场组的ABCD顺序。另一个目的是通过对现有录象磁带剪辑系统作适度改变来达到上述目的，不需对现有系统作根本性的改变。
要达到这些目的，本发明采用了一种新型装置，叫再顺器。再顺器包括八个扫描场存储器，即，能以与所使用的视频设备(如NTSC或SMPTE-240M)对应的分辨率来存储视频扫描场的素材的装置。一个录象磁带播放机连接到再顺器的入口，再顺器在其出口产生视频信号。每个进入剪辑系统的视频信号源都需要一个再顺器，因此假如剪辑系统能组合来自三个录象磁带播放机的视频信号，以产生输出录象磁带，那么就需要三个再顺器。
本发明也使用一个与再顺器相接并指挥它们的控制器。控制器指挥再顺器在其输入端和输出端之间进行合适当的转换，以使再顺器输出具有ABCD扫描场组的顺序，这与输出录象磁带上需要的ABCD顺序相匹配。
通过控制器和再顺器的联合作用，就可能达到在两个视频信号源之间进行剪接、划变和叠化操作的目的，同时保存输出录象磁带规则的ABCD扫描场组顺序。这些剪接、划变和叠化能以该视频信号源允许的最大的瞬时分辨率来进行，因此剪接、划变或叠化可在每个信号源中从A、B、C或D扫描场组的任何一个扫描场组开头处开始，并能放在输出端的A、B、C或D扫描场组的任何一个扫描场组开头处。
图1(已有技术)描述从电影胶片上得到的存在于每秒60扫描场录象磁带上的四种类型录象磁带扫描场，A，B，C和D。
图2(已有技术)描述编辑操作中的视频扫描场顺序，在已有技术编辑系统中这种编辑操作在输出端录象磁带上产生不规则的ABCD顺序。
图3描述如何把本发明的再顺器装配到整个视频剪辑系统中。
图4表示使用本发明的再顺器如何进行图2的视频剪辑操作。
图5描述组成本发明再顺器的元件。
图6至图9描述再顺器分别以ABCD，BCDA，CDAB和DABC模式运行时使用的帧存储器。
在以下的描述中，出于解释的目的，列出了专门术语，以对本发明有一个彻底的理解。然而，对于一个在本领域的技术人员来说，很显然，这些具体的说明在实施本发明时并不需要。在其它的例子中，为了避免把本发明弄得不清楚，采用方框图的形式来表示众所周知的电路和设备。
本发明设计成用作图3所示的那种视频后期制作编辑系统的一部分。这个视频剪辑系统使用一个控制330，它使用户控制剪辑过程。视频编辑系统还包括两个或多个源录象磁带播放机300、320，两个或多个再顺器305、325，一个开关310，和一个录象磁带记录器315，输出视频信号就记录在这里。再顺器连接在每个源录象磁带播放机和开关310之间。视频剪辑系统还主要包括一个控制台，一个视频监视器，一个混声器，扬声器和其它未示出的设备。
图4表示在使用本发明的再顺器时，图2所示的剪辑操作是如何进行的。当五个扫描场组按照顺序ABCDA时磁带X上的前六个视频帧如前所述地写到输出端。然而，磁带Y上的前五个视频帧在写到输出磁带上之前被再顺器将顺序从ABCD转变为BCDA。这种转变，也叫做“相位变化”，这保证输出磁带具有所希望的规则扫描场组顺序ABCD。
扫描场组顺序从ABCD到BCDA的转变，要求再顺器复制某部分视频扫描场并省略其它。特别地，图4磁带Y的初始A扫描场组包括两个扫描场，再顺器必须产生对应于写到输出磁带上的B扫描场组的三个扫描场。要做到这一点，再顺器必须复制输入的A扫描场组的第一个扫描场以得到输出的B扫描场组的第一个和第三个扫描场。另外，图4中磁带Y的B扫描场组需要转换成C扫描场组，因此它的三个扫描场需要转换成两个。这个转变可以通过省略B扫描场组三个扫描场中的最后一个，然后颠倒其它两个的顺序。颠倒是需要的，因为B扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第一个扫描场，因而对应着偶数扫描线，而C扫描场组的第一个扫描场是视频帧的第二个扫描场，因而对应着奇数扫描线。相似地，磁带Y上的C扫描场组需要转换成D扫描场组。这种象A到B的转换是通过复制输入的C扫描场组的第一个扫描场以得到输出的D扫描场组的第一个和第三个扫描场而完成的。最后，磁带Y上的D扫描场组需要转换成A扫描场组；再一次地，通过省略D扫描场组的最后一个扫描场并颠倒其它两个的顺序来完成这一转换。
图4的例子需要再顺器将磁带上的扫描场组顺序从ABCD转换到BCDA，其它的剪辑系统可能要求把扫描场组的顺序从ABCD转换到CDAB或从ABCD转换到DABC，或者输出顺序正如输入顺序一样就是ABCD。因此可以看到再顺器必须以四种不同的模式运行，这可以方便地设计成ABCD(意思是ABCD输入转换成ABCD输出)，BCDA(意思是ABCD输入转换成BCDA输出)，CDAB(意思是ABCD输入转换成CDAB输出)，DABC(意思是ABCD输入转换成DABC输出)。
再顺器305或325具有图5所示的内部结构。它包括一组八个扫描场存储器500，一个控制扫描场存储器500的读写控制器505，一个与剪辑控制器330互通的系统控制器515。输入和输出的扫描场最好采用本领域公知的任何一种数字视频格式以数字形式连通。在每个扫描场时间间隔(1/60秒)，输入的扫描场被写入八个扫描场存储器500中的一个，同时另一个扫描场存储器500被读并导向再顺器的输出端。再顺器还包括一个扫描场计数器510，该计数器每次增值输出一个新的扫描场，即每六十分之一秒。扫描场计数器都增大。存储在这个计数器中的数字叫做扫描场数。扫描场数的模取10，因此它只从0到9之间变化；这可以很方便地完成，每次扫描场数量增大超过9时，都复位到0。系统控制器515根据模式和扫描场数的变化决定在每个扫描场时间间隔读写哪个扫描场存储器。决定采用的方式将在下面说明。
图6到图9详细说明了对四个模式来说，根据扫描场数和模式的变化，在每个扫描场时间间隔读写八个扫描场存储器500中的哪个。图6表示当再顺器以ABCD模式运行时，根据扫描场数的变化，读写哪些扫描场存储器。当扫描场数为0，图6的第一列表示写扫描场存储器1，读扫描场存储器7。当扫描场数为1，第二列表示写扫描场存储器2，读扫描场存储器8。当扫描场数为2，表示写扫描场存储器3，读扫描场存储器1。当扫描场数为3，写扫描场存储器4，读扫描场存储器2。当扫描场数为4，读扫描场存储器3，不写任何扫描场存储器。当扫描场数为5，写扫描场存储器6，读扫描场存储器4。当扫描场数为6，写扫描场存储器5，读扫描场存储器3。当扫描场数为7，写扫描场存储器8，读扫描场存储器6。当扫描场数为8，写扫描场存储器7，读扫描场存储器5。最后，当扫描场数为9，读扫描场存储器8，不写任何扫描场存储器。
图6中应注意，再顺器在输入和输出之间采用了时间延迟。具体地说，在ABCD模式中，扫描场数为0得到的输入扫描场在扫描场数为2时送到输出端，即延迟了两个扫描场时间(1/30秒)。在整体系统同步中，剪辑控制器330考虑了这个时间延迟。
同样地，图7表示当再顺器以BCDA模式运行时，读写哪些扫描场存储器。图7表示，例如，当扫描场数为0时，写扫描场存储器1，读扫描场存储器7。当扫描场数为1时，写扫描场存储器2，读扫描场存储器7。当扫描场数为2时，写扫描场存储器3，读扫描场存储器1。余下的扫描场数值要读写的扫描场存储器，可以从图7余下的列中轻易地看出，正如上面对图6的讨论一样。图8表示当再顺器以CDAB模式运行时，读写哪些扫描场存储器。图9表示当再顺器以DABC模式运行时，读写哪些扫描场存储器。当再顺器以后两种模式运行时，输入输出之间的时间延迟是3个扫描场时间(1/20秒)。
在到此为止对再顺器的运行所作的说明中，再顺器一直是按照以A扫描场组开始的源录象磁带上的扫描场组顺序运行的。然而，再顺器也可以以B、C或D扫描场组开始。为了以B、C或D扫描场组开始，再顺器的扫描场数就以不同于0的值开始。例如，假如再顺器以BCDA模式运行，如图7所示，源磁带上的扫描场组顺序以C扫描场组开始。那么只需要再顺过程从扫描场数5开始，而不是0开始，通过分析图7很容易看出。控制器330最好给再顺器传送一个关于每个源磁带上的第一个源扫描场属于什么类型的扫描场组信号。这个信号让再顺器知道从哪个扫描场数开始。
图6到图9所示的读写哪个扫描场存储器的选择只是用来作例子的。本领域的专业技术人员都会认识到还可能有其它的选择，它们也能由选定的模式实现所需要的ABCD顺序转换。
尽管图3所示的各再顺器305，325是分开的组件，本领域的技术人员都知道许多再顺器都能装在一个组件中，采用一个公共电源和其它元件，如RS-422连接到编辑控制器330上。而且，尽管最佳实施例是就录象磁带编辑描述的，本领域的专业技术人员都可以理解，本发明也能实施于存储在其它介质上的视频信号，比如光盘。
权利要求
1.一种把包括第一多元的A、B、C和D扫描场组的视频扫描场的输入顺序转换为包括第二、不同元的A、B、C和D扫描场组的视频扫描场的输出顺序的方法，所述方法包括以下步骤接收一个输入视频扫描场，从多个扫描场存储器里选择一个第一扫描场存储器，把所述输入视频扫描场写入所述第一扫描场存储器，从所述的多个扫描场存储器里选择一个第二扫描场存储器，从所述第二扫描场存储器器读一个输出视频扫描场，然后输出所述输出视频扫描场，所述步骤重复进行，以使含视频扫描场的所述输出顺序中的每个扫描场组准确地处在所述输入顺序中的一个扫描场组。
2.如权利要求1所述的方法，还包括一个接收所述视频扫描场输入顺序是否是从A、B、C或D扫描场组开始的信号的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括修正扫描场数的步骤，其中，把所述选择第二扫描场存储器的步骤作为输入所述的扫描场数。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述修正所述的扫描场数的步骤包括增加所述扫描场数量至1的子步骤和如果所述增加的值等于10时则设定所述扫描场数为0的子步骤。
5.如权利要求1所述的方法，还包括一个接收模式信号的步骤，其中，把所述选择第二扫描场存储器的步骤作为输入所述的模式信号。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述模式信号至少取四个不同的值。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述输出顺序中至少一个A扫描场组对应于所述输入顺序中的一个B、C或D扫描场组。
8.一个把包括第一多元的A、B、C和D扫描场组的输入视频扫描场的顺序转换为包括不同的第二、不同元的A、B、C和D扫描场组的输出视频扫描场的顺序的装置，所述装置包括多个扫描场存储器，接收输入视频扫描场的部件，从所述多个扫描场存储器中选择第一扫描场存储器的部件，把所述输入视频扫描场写入所述第一扫描场存储器中的部件，从所述多个扫描场存储器中选择第二扫描场存储器的部件，从所述第二扫描场存储器中读输出视频扫描场的部件，以及输出所述输出视频扫描场的部件，因此使含视频扫描场的所述输出顺序中的每一个扫描场组准确地处在所述输入顺序中的一个扫描场组。
9.如权利要求8所述的装置，还包括用于接收所述输入视频扫描场顺序是否是从A、B、C或D扫描场组开始的信号的部件。
10.如权利要求8所述的装置，还包括用于修正扫描场数的部件，其中，所述选择第一扫描场存储器的部件用来输入所述扫描场数。
11.如权利要求10所述的装置，所述修正所述扫描场数的部件包括使扫描场数增加到1的部件以及当所述增加值等于10时设置扫描场数为0的部件。
12.如权利要求8所述的装置，还包括接收模式信号的部件，其中，所述选择第二扫描场存储器的部件用来输入所述的模式信号。
13.如权利要求8所述的装置，其中所述输出顺序中至少有一个A扫描场组对应于所述输入顺序中的B、C或D扫描场组。
14.一个视频后期制作剪辑系统包括一个产生一组顺序排列的视频扫描场的录象磁带播放机，一个与所述录象磁带播放机的输出端相连接的再顺装置，用来把所述视频扫描场顺序转变为输出视频扫描场顺序，所述的再顺装置包括多个扫描场存储器，用于从所述视频扫描场顺序中接收一个视频扫描场的部件，用于从所述多个扫描场存储器中选择第一扫描场存储器的部件，用于把所述输入视频扫描场写入所述第一扫描场存储器中的部件，用于从所述多个、扫描场存储器中选择第二扫描场存储器的部件，用于从所述第二扫描场存储器中读出输出视频扫描场的部件，用于输出所述输出视频扫描场的部件，一个与所述再顺装置的输出端连接的开关，用于在多个节目素材源之间切换，所述的多个源之一是所述的再顺装置，一个与所述的开关的输出端连接的录象磁带记录器，以及一个与所述录象磁带播放机再顺装置，开关，以及录象磁带记录器连接的并控制它们的剪辑控制器。
全文摘要
再顺器通过3－2间歇拉片法改变从电流胶片上得到的一组顺序排列的视频扫描场ABCD组,以使视频扫描场的顺序能被剪接或与相似地得到的第二组视频扫描场一起剪辑,在任何需要的地方剪接或剪辑,而没有任何人工痕迹。再顺器包括八个扫描场存储器。在每个视频扫描场时间,把输入视频扫描场存入一个扫描场存储器,并从一个不同的扫描场存储器中读一个输出视频扫描场。在每个视频扫描场时间被读和写入的特定扫描场存储器的扫描场是经过选择的,以便得到ABCD组中所需的改变。
文档编号H04N9/80GK1190781SQ9710839
公开日1998年8月19日 申请日期1997年12月20日 优先权日1996年12月20日
发明者J·L·加尔特, J·B·皮尔曼 申请人:索尼电子有限公司