專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像轉(zhuǎn)換的方法與設(shè)備的制作方法
在電影和電視行業(yè)中存在著多種不同的圖像系統(tǒng)制式標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)給定了為產(chǎn)生活動(dòng)畫(huà)面所需記錄在錄像或電影帶上單幅圖像的個(gè)數(shù)。一種制式的圖像資料經(jīng)常須要用另一種制式的投影設(shè)備播放，因此必須將該圖像資料處理成適用于放映設(shè)備制式標(biāo)準(zhǔn)的圖像資料。此過(guò)程被稱(chēng)之為圖像轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明涉及電視、計(jì)算機(jī)或電影圖像的轉(zhuǎn)換。這些圖像由一種特定制式(即給定每秒圖像數(shù))的錄制系統(tǒng)產(chǎn)生，而要由另一種制式的投影系統(tǒng)(即不同的每秒圖像數(shù))放映。在本專(zhuān)利申請(qǐng)中，這些不同的錄制系統(tǒng)被稱(chēng)之為“圖像系統(tǒng)”?，F(xiàn)行的圖像系統(tǒng)主要有如下6種1.NTSC-TV60圖像/秒(“美國(guó)”標(biāo)準(zhǔn))，2.PAL TV50圖像/秒(“歐洲”標(biāo)準(zhǔn))，3.Film 1632圖像/秒(檔案片)，4.Film 2448圖像/秒(影院電影標(biāo)準(zhǔn))，5.Film 60120圖像/秒(顯示掃描系統(tǒng))，6.計(jì)算機(jī)圖像每秒圖像數(shù)可編程。以下對(duì)這些系統(tǒng)分別加以詳細(xì)描述。
1.NTSC電視NTSC標(biāo)稱(chēng)值為每秒30幅“圖像”。但每幅圖像包含了2“幀”相間的半圖。這兩幀半圖像按下列方式組成一幅NTSC電視圖像第一個(gè)半圖給出所有奇數(shù)行的圖像信息，而第二個(gè)半圖則給出所有余下各行的圖像信息，即偶數(shù)行的圖像信息。因此，NTSC圖像也被稱(chēng)為是“隔行掃描”圖像。由于每幀代表著不同的時(shí)間間隔，所以應(yīng)將每幀視為分立的圖像。由此可認(rèn)為NTSC每秒有60幅圖像。
2.PAL電視PAL標(biāo)稱(chēng)值為每秒25幅“圖像”。與NTSC電視圖像相似，每幅圖像也包含了2“幀”相間的半圖，并且也是“隔行掃描”的。同樣，由于每幀代表著不同的時(shí)間間隔，所以應(yīng)將每幀視為分立的圖像。由此可認(rèn)為PAL每秒有50幅圖像。
3.Film 16在有聲電影之前的影片是以每秒16幅“圖像”攝制的。這些圖像是可從檔案電影的片帶上確實(shí)地看到。但在實(shí)際電影攝制和放映過(guò)程中，每秒有32次圖像交換，其中只有16次交換顯示了圖像。另外16次交換由于快門(mén)在進(jìn)帶過(guò)程中關(guān)閉產(chǎn)生的是黑“圖像”。這可從電影膠片上未曝光部分或兩幅曝光圖像之間的黑條帶看出。在分析電影放映中的動(dòng)畫(huà)效果時(shí)，這些看不見(jiàn)的“黑圖像”所起的作用與可見(jiàn)圖像相同。由此可認(rèn)為Film16每秒有32幅圖像。
4.Film 24Film 24的標(biāo)稱(chēng)值為每秒24幅“圖像”。這些圖像是可從影片上帶上確實(shí)地看到。與Film 16類(lèi)似，在實(shí)際電影攝制和放映過(guò)程中，每秒鐘實(shí)際上有一倍數(shù)量的圖像產(chǎn)生，即每秒有48次圖像交換。其中只有24次交換顯示了圖像。另外24次交換由于快門(mén)在進(jìn)帶過(guò)程中關(guān)閉產(chǎn)生的是黑“圖像”。由此可認(rèn)為Film 24每秒有48圖像。
5.Film 60Film 60的標(biāo)稱(chēng)值為每秒60幅“圖像”。這些圖像也是可從影片帶上確實(shí)地看到。在實(shí)際電影攝制和放映過(guò)程中，每秒鐘實(shí)際上有120次圖像交換。其中只有60次交換顯示了圖像。另外60次交換由于快門(mén)在進(jìn)帶過(guò)程中關(guān)閉產(chǎn)生的是黑“圖像”。由此可認(rèn)為Fihm 60每秒有120幅圖像。
6.計(jì)算機(jī)圖像計(jì)算機(jī)圖像是人工產(chǎn)生的，非現(xiàn)實(shí)“攝影”的圖像。圖像運(yùn)動(dòng)(動(dòng)畫(huà))是一個(gè)計(jì)算過(guò)程，可適用于任何圖像系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)特定的計(jì)算機(jī)圖像系統(tǒng)并要傳輸?shù)搅硪粓D像系統(tǒng)中時(shí)，應(yīng)將它們作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮。
高分辨率(“high-definition”)電視作為電視的未來(lái)，是NTSC和PAL標(biāo)準(zhǔn)的改良。它工作于準(zhǔn)確的每秒圖像數(shù)之上(準(zhǔn)確的每秒50幅圖像或每秒60幅圖像)。NTSC和PAL對(duì)于50幅每秒圖像以及60幅每秒圖像的基準(zhǔn)來(lái)說(shuō)有一個(gè)小小的圖像偏差率。對(duì)于這兩個(gè)系統(tǒng)之間的圖像轉(zhuǎn)換而言，其重要的實(shí)際上是60幅NTSC圖像和50幅PAL圖像能夠準(zhǔn)確地在同一時(shí)間內(nèi)完成，也就是在一秒鐘內(nèi)完成(精確地說(shuō)是1.0010秒)。
如果是用原錄制系統(tǒng)放映其圖像時(shí)，圖像在屏幕上顯示的動(dòng)態(tài)效果總是在不同程度上有令人感到滿(mǎn)意的效果。
對(duì)于原系統(tǒng)錄制而言，用NTSC和Film 60放映能達(dá)到的動(dòng)態(tài)效果是最好的。因?yàn)檫@些圖像系統(tǒng)具有最高的每秒圖像數(shù)。每秒圖像數(shù)越高，人眼對(duì)于動(dòng)態(tài)效果的感知越好，也就是其動(dòng)作的連貫性越平滑。
對(duì)于錄制一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)說(shuō)，效果最差的原圖像系統(tǒng)是Film 16。對(duì)Film16而言，其實(shí)際上的運(yùn)動(dòng)效果在原電影膠片上已無(wú)法看到了(32圖像/秒)，因?yàn)槟切┰嫉膱D像放映設(shè)備已經(jīng)不存在了。這種存檔影片的“加速”效果是由于使用當(dāng)今的設(shè)備，即48圖像/秒放映的結(jié)果(Film 24)。本項(xiàng)發(fā)明為使這些影片能夠按其原始的速度重放提供了一種可能。
在電影和電視的播放中會(huì)產(chǎn)生兩種失真的圖像干擾。一種失真是所謂頻閃失真(“strobe-flicker”)，另一種失真是所謂跳動(dòng)失真(“jitter”)。頻閃失真僅是由于在錄制或放映圖像時(shí)對(duì)于產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的圖像運(yùn)動(dòng)所用的圖像速率太低所引起的。由于采用的基本技術(shù)不同，所以在電影或電視中顯示在屏幕監(jiān)視器上的各類(lèi)頻閃的類(lèi)型也不同。但是這類(lèi)失真與圖像從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的失真效果無(wú)關(guān)。
圖像抖動(dòng)(“image jitter”)則是由于所用的純機(jī)械的圖像轉(zhuǎn)換方法傳輸圖像所引起的在目標(biāo)圖像系統(tǒng)中，系統(tǒng)地去除和重復(fù)放映單張圖像會(huì)導(dǎo)致影片上所錄制的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的中斷。
由于這種失真與圖像傳輸率有關(guān)的，在不同程度上以很短的間隔重復(fù)，因而產(chǎn)生一種晃動(dòng)的，抖動(dòng)的圖像印象。美國(guó)專(zhuān)利1,815,455(Waller)和5,153,620(Songer)致力于消除頻閃失真。盡管如上所說(shuō)，頻閃失真不是由于圖像轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的，似有必要簡(jiǎn)短地討論一下這兩個(gè)專(zhuān)利，因?yàn)樵谶@兩個(gè)專(zhuān)利中這描述了與本項(xiàng)發(fā)明只是表面上有關(guān)的方法。
Waller方法試圖通過(guò)將前面緊接的圖像和后面緊接的圖像顯示到同一幅圖像上來(lái)，用以減少頻跳現(xiàn)象。這種重疊的放映導(dǎo)致了一種有趣的視覺(jué)效果“運(yùn)動(dòng)圖像的層格化”。
這種層格化效果并不能解決頻閃(“strobe-flicker”)或者跳動(dòng)(“jitter”)問(wèn)題。Songer的專(zhuān)利描述了將兩幅圖像以相同的比例疊加成一幅圖像，試圖用以減少在電影放映時(shí)的頻跳失真。這種疊加導(dǎo)致了圖像的模糊(“blurred”)。它既不能解決頻閃(“strobe-flicker”)，也不能解決跳動(dòng)(“jitter”)問(wèn)題。
Waller和Songer的方法目的不是把所產(chǎn)生的圖像資料在另一種系統(tǒng)中重映出來(lái)，因?yàn)槠涔潭〞r(shí)間單位內(nèi)的圖像數(shù)并沒(méi)有改變。在不變的圖像速率下雙重或多次曝光，不能解決圖像轉(zhuǎn)換問(wèn)題，由此還會(huì)導(dǎo)致放映圖像質(zhì)量變壞，即相對(duì)原圖像的圖像質(zhì)量下降(不清晰)。
現(xiàn)今，每種圖像系統(tǒng)都應(yīng)該能夠放映由另一種圖像系統(tǒng)錄制的圖像。如果將原始圖像的數(shù)量簡(jiǎn)單機(jī)械地由一個(gè)新的圖像系統(tǒng)放映出來(lái)(就象在Film16的情況下一樣)，則會(huì)在重放時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)和聲音的失真。例如，若在PAL系統(tǒng)中放映由NTSC系統(tǒng)制式錄制的錄像，則會(huì)產(chǎn)生減慢的現(xiàn)象。而在一個(gè)NTSC系統(tǒng)中放映由PAL系統(tǒng)制式錄制的錄像，則會(huì)產(chǎn)生加快的現(xiàn)象。為了保持原始運(yùn)動(dòng)視覺(jué)效果，須要使錄制影像資料的圖像數(shù)適應(yīng)于放映系統(tǒng)的圖像數(shù)，這種調(diào)整圖像數(shù)的過(guò)程被稱(chēng)之為變換或轉(zhuǎn)換。迄今為止所采用的圖像從一種圖像系統(tǒng)到另一種圖像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致圖像抖動(dòng)(“jitter”)。下面將詳細(xì)闡述其原因當(dāng)人眼觀察一個(gè)物體時(shí)，看到的是某一時(shí)刻的一幅圖像。這幅圖在連續(xù)地運(yùn)動(dòng)。然而尚不存在可以錄制這類(lèi)圖像的技術(shù)，取而代之的是將這樣的連續(xù)運(yùn)動(dòng)用一系列分立的靜止圖像來(lái)錄制。
為能在屏幕上產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動(dòng)的印象，人眼必須能夠觀察到一個(gè)不間斷的(最好能有60幅圖像/秒)靜止圖像序列，以便能產(chǎn)生一種連續(xù)運(yùn)動(dòng)的幻覺(jué)。這是所有圖像及圖像切換系統(tǒng)的基本原理。任何一種圖像系統(tǒng)的間斷(例如缺去或者重復(fù)圖像，或者是圖像的時(shí)間排列不準(zhǔn)確)都會(huì)產(chǎn)生對(duì)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)感知的干擾。如果拿掉其中的一幅圖像，則會(huì)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)空缺。如果重復(fù)其中的一幅圖像，則會(huì)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生一種“凝滯”。為了能對(duì)由機(jī)械傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的種種問(wèn)題作簡(jiǎn)化的描述，這里用鐘表的表盤(pán)來(lái)作例子。
現(xiàn)在觀察的物體是表的秒針。假定表的秒針是由一個(gè)圖像系統(tǒng)攝制的，且它每秒只拍一幅圖像，整個(gè)錄制過(guò)程有4秒鐘。錄制資料中的每幅圖像顯示了秒針往前走的一步。若整個(gè)影像資料用另一個(gè)系統(tǒng)放映，其每4秒只需要3幅圖像(即每幅圖像1.33秒)而且在圖像轉(zhuǎn)換使用了機(jī)械的轉(zhuǎn)換方法，則其中的一幅圖像被去掉了，由此秒針的一步會(huì)被去掉，在屏幕上會(huì)顯示秒針在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的跳動(dòng)。這種跳動(dòng)是由于缺少圖像(缺少被去掉的那一步)所引起的。
還是在同樣的例子中，如果錄制系統(tǒng)是在4秒鐘錄制3幅圖像，則每幅圖像是以1.33秒的間隔顯示秒針。如果將該圖像資料在一個(gè)每秒放映4幅圖像的系統(tǒng)中放映，取4秒鐘的時(shí)間段來(lái)觀察，并且使用了機(jī)械變換方法，則需要重復(fù)放映一幅所錄制的圖像。也就是把秒針其中的一步重復(fù)放映，這樣屏幕上會(huì)顯示秒鐘運(yùn)動(dòng)的凝滯(“freeze”)。這種“凝滯”效果是由于重復(fù)步驟所引起的。
除去跳動(dòng)或凍結(jié)以外，在以上兩例中所存在的圖像還代表了錯(cuò)誤的視覺(jué)信息。在除去圖像的情況下(圖象跳越)，每幅圖像是在1.33秒的過(guò)程中投影的，但實(shí)際上這幅圖像所應(yīng)顯示的過(guò)程是1秒鐘。在圖像需要重復(fù)的過(guò)程中(圖像凍結(jié))，每幅圖像顯示的時(shí)間是1秒鐘但該圖像所代表的過(guò)程應(yīng)為1.33秒。
因此使用機(jī)械轉(zhuǎn)換的方法，不能夠提供正確的圖像時(shí)間和運(yùn)動(dòng)信息。所有通過(guò)機(jī)械變換所引起的干擾被稱(chēng)為跳動(dòng)(“jitter”)。盡管現(xiàn)有的圖像系統(tǒng)不是以1圖像/秒或1.33圖像/秒工作的，而是以32，48，50或60圖像/秒工作的，其由機(jī)械變換所產(chǎn)生的“jitter”效果與前面所述的效果是相同的。
盡管世界上許多公司進(jìn)行了多種多樣的嘗試，試圖解決“jitter”問(wèn)題，但迄今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)令人滿(mǎn)意的解決方法。
美國(guó)專(zhuān)利3 511 567(Dejoux)和4 889 423(Trumbull)是針對(duì)電影和電視工業(yè)中的圖像變換的。這些專(zhuān)利的內(nèi)容將在本文中做參考。由于這些變換建立在刪除和重復(fù)圖像的基礎(chǔ)之上，所以在本專(zhuān)利申請(qǐng)中將這些方法稱(chēng)為機(jī)械變換方法。這些文獻(xiàn)描述的圖像變換方法是建立在下列原理之上的當(dāng)原始錄像圖像資料含有過(guò)多幅圖象時(shí)，則將多余的圖像刪除。當(dāng)原始錄像圖像資料所含圖像不足時(shí)，則要讓某些圖像重復(fù)，以便產(chǎn)生足夠的圖像數(shù)。
在Dejoux專(zhuān)利中所提出的圖像變換方法已經(jīng)在電視工業(yè)中多年被實(shí)踐。但這些變換方法并不能解決“jitter”問(wèn)題，相反Dejoux方法實(shí)際上引起了“jitter”。
Trumbull描述了一種把一個(gè)具有較高圖像切換率的運(yùn)動(dòng)圖像變換成一個(gè)具有較低圖像切換率的運(yùn)動(dòng)圖像的變換方法。這個(gè)方法是通過(guò)疊加和去除一些圖像來(lái)完成的。Trumbull的方法不能解決“jitter”問(wèn)題，因?yàn)樵紙D像系統(tǒng)的時(shí)間關(guān)系以及定時(shí)沒(méi)有被保留下來(lái)。與Dejoux的方法相比較，其經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的圖像資料只是顯示了定量的相對(duì)于原始圖像運(yùn)動(dòng)的時(shí)間推移而已。兩種方法在圖像轉(zhuǎn)換時(shí)都破壞了輸出資料圖像的時(shí)間關(guān)系，由此產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)圖像的抖動(dòng)“jitter”。
這個(gè)問(wèn)題可以用下面進(jìn)一步的例子加以說(shuō)明

圖1顯示了一個(gè)有4幅圖像的序列，即由4幅曝光膠片組成的圖像。膠片上產(chǎn)生的圖像是一個(gè)環(huán)形運(yùn)動(dòng)物體。為了方便起見(jiàn)，時(shí)間過(guò)程以度數(shù)(°)給出，其中360°顯示了一個(gè)4幅圖像的序列，其代表的時(shí)間跨度是1/6秒。如圖1所示，這個(gè)環(huán)形運(yùn)動(dòng)物體由于它的運(yùn)動(dòng)而在一個(gè)圖像曝光的時(shí)間區(qū)間(45°或1/48秒)內(nèi)形成了一個(gè)伸長(zhǎng)了的圖像。這4幅圖像中的每幅的中心，距離其它圖像有相等的時(shí)間距離(或角度)，這個(gè)時(shí)間距離(或角度)相當(dāng)于圖像的切換率。由于假設(shè)物體在做勻速的線性運(yùn)動(dòng)，所以它們的相鄰中點(diǎn)距離是相等的。相鄰圖像的邊緣距離也是相等的。當(dāng)這些圖像以相應(yīng)的錄制技術(shù)來(lái)觀察時(shí)，觀察者可以感知到物體的一種均勻的線性運(yùn)動(dòng)。
圖2給出了一個(gè)電影圖像序列，它是同樣的一個(gè)環(huán)形物體做均勻的線性運(yùn)動(dòng)。對(duì)它進(jìn)行60幅圖像/秒的錄制，然后使用已知的方法將它轉(zhuǎn)換成Film24。從圖2中可看出4幅圖像中的每一幅都相對(duì)原圖像被伸長(zhǎng)了。這些被伸長(zhǎng)了的圖像將由于使用電影技術(shù)而被保留下來(lái)。從圖中可以看出，第一幅和第二幅圖中有重疊，而其第二幅圖和第三幅圖的距離明顯拉開(kāi)。當(dāng)這個(gè)電影在Film 24放映機(jī)上觀察時(shí)，觀察者會(huì)看到在圖一和圖二過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)一個(gè)緩慢的物體運(yùn)動(dòng)，在圖像二和圖像三過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)一種加速的，不均勻的物體運(yùn)動(dòng)。這在總體上給觀察者圖像在抖動(dòng)(“jitter”)的印象。
在本發(fā)明以前，所以的圖像轉(zhuǎn)換方法，如在NTSC和PAL之間轉(zhuǎn)換都是基于各種機(jī)械原理的。這就是說(shuō)，一幅圖像要么被去掉，要么被重復(fù)。
新近的改良型的機(jī)械圖像變換方法都致力于“平滑”這種圖像的抖動(dòng)、跳越或凝滯。然而這些平滑方法不能夠恰當(dāng)?shù)亟鉀Q問(wèn)題，對(duì)于“jitter”的平滑會(huì)導(dǎo)致清晰度質(zhì)量的降低，并且不能解決每幅圖像的錯(cuò)誤時(shí)間關(guān)系問(wèn)題。
為了在不引起“jitter”的情況下保留正確的時(shí)間運(yùn)動(dòng)關(guān)系，必須找出新的圖像變換方法，它們應(yīng)該能使圖像在轉(zhuǎn)換和錄制過(guò)程中產(chǎn)生圖像。這些圖像能與原相同所錄制的圖像具有相同的特性，在所以這些情況下都必須產(chǎn)生新的圖像。本發(fā)明提出的是能夠保留原圖像時(shí)間關(guān)系特性的變換和轉(zhuǎn)換方法。
本發(fā)明涉及一種將圖像從第一圖像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第二圖像系統(tǒng)的方法，該方法不會(huì)象已知的機(jī)械轉(zhuǎn)換方法那樣引起與圖像運(yùn)動(dòng)有關(guān)的圖像干擾和時(shí)間變化。出自于第一圖像系統(tǒng)(即原始圖像系統(tǒng))的第一序列含有多幅圖像。類(lèi)似地，出自于第二圖像系統(tǒng)(即要產(chǎn)生的新圖像序列)的第二序列也含有多幅圖像。新構(gòu)成的第二圖像系統(tǒng)中的每幅圖像都是由第一圖像系統(tǒng)中至少兩幅圖像按一種相互之間的特殊關(guān)系疊加而成的，即第一圖像序列到新生成圖像之間的時(shí)間距離是通過(guò)各自的加權(quán)因子反映出來(lái)的。用這種方式可使出自第一圖像系統(tǒng)的圖像以一種平滑流暢的方式組合成第二圖像系統(tǒng)，從而排除了圖像抖動(dòng)(“jitter”)、凝滯和跳越現(xiàn)象。該圖像轉(zhuǎn)換方法可以用于諸如下列各圖像系統(tǒng)間圖像的相互轉(zhuǎn)換NTSC電視，PAL電視，F(xiàn)ilm 16，F(xiàn)ilm24，F(xiàn)ilm 60(“Showscan”系統(tǒng))以及計(jì)算機(jī)圖像。
對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的方法一般是完全重新產(chǎn)生目標(biāo)圖像序列中的每一幅圖像且原始存在的圖像不是目標(biāo)序列的組成部分。在此，對(duì)于每個(gè)目標(biāo)序列中要產(chǎn)生圖像應(yīng)找出輸出序列中對(duì)于的兩幅對(duì)應(yīng)圖像，它們?cè)诖藭r(shí)間點(diǎn)上最相象于要產(chǎn)生的圖像。同樣應(yīng)找出的是這些圖像間的時(shí)間一致性程度。該時(shí)間一致性程度確定了輸出序列中圖像參與產(chǎn)生目標(biāo)序列圖像的百分比。與迄今存在的方法不同的是該百分比是隨給定圖像序列(下稱(chēng)基本圖像序列)中單個(gè)圖像而變的。用來(lái)產(chǎn)生新圖像的方法可是雙重曝光(電影)或電子圖像混合(電視)。在使用這兩種方法時(shí)，對(duì)于輸出圖像的加權(quán)是分別以特殊手段實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的圖像轉(zhuǎn)換方法也擬不考慮在產(chǎn)生目標(biāo)圖像序列時(shí)輸出圖像序列中的單個(gè)圖像。但這種做法在此與本發(fā)明的目的相吻合，即在重放時(shí)不產(chǎn)生間斷感。特別是當(dāng)這些圖像處于目標(biāo)系統(tǒng)給出“黑圖像”時(shí)的時(shí)間區(qū)間，或者當(dāng)它們不屬于與要產(chǎn)生圖像時(shí)間相鄰的那兩幅圖像時(shí)。這樣就使在實(shí)踐中一些轉(zhuǎn)換情況下要去除輸出圖像序列中的圖像得到限制，即在輸出系統(tǒng)是一個(gè)圖像速率較高的圖像系統(tǒng)而目標(biāo)系統(tǒng)是一個(gè)圖像速率較低的電影圖像系統(tǒng)的情況下(例如，從NTSC到Film 16的轉(zhuǎn)換情況)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處可通過(guò)結(jié)合下面的描述與附圖更清楚地體現(xiàn)出來(lái)，其中圖1是一張示意圖，它顯示了一個(gè)環(huán)狀運(yùn)動(dòng)物體用電影院系統(tǒng)放映時(shí)所產(chǎn)生的效果。這些圖像是連貫的。
圖2是一張示意圖，它顯示了一個(gè)環(huán)狀運(yùn)動(dòng)物體用電影院系統(tǒng)放映時(shí)所產(chǎn)生的效果。這些圖像是事先通過(guò)已知圖像轉(zhuǎn)換方法從電視信號(hào)變換過(guò)來(lái)的。
圖3是一張示意圖，它顯示了一個(gè)環(huán)狀運(yùn)動(dòng)物體用電影院系統(tǒng)放映時(shí)所產(chǎn)生的效果。這是電視信號(hào)通過(guò)本項(xiàng)發(fā)明中的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換后的情況。
圖4a是一張時(shí)間圖，它顯示了NTSC制式圖像系統(tǒng)。
圖4b是一張時(shí)間圖，它顯示了PAL制式圖像系統(tǒng)。
圖5是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了NTSC和PAL圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖6是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了NTSC和Film 24圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖7是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了Film 60和Film 24圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖8是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了Film 60和Film 16圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖9是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了Film 60和PAL圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖10是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了Film 24和Film 16圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖11是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了NTSC和Film 16圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖12是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了PAL和Film 16圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖13是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了PAL和Film 24圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖14是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了NTSC和Film 60圖像系統(tǒng)以及它們之間的時(shí)間序列關(guān)系。
圖15是一個(gè)旋轉(zhuǎn)劈圖，它顯示了NTSC和PAL圖像系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)起始時(shí)間偏量改變了的時(shí)間序列關(guān)系。
圖16是一個(gè)簡(jiǎn)化框圖，它顯示了本發(fā)明的第一套設(shè)計(jì)方案。
圖17是一個(gè)簡(jiǎn)化框圖，它顯示了本發(fā)明的第二套設(shè)計(jì)方案。
圖6到圖14顯示了垂直陰影線黑色扇段，表示的是沒(méi)有曝光的黑“圖像”。
如果電影或錄像帶沒(méi)有拍攝運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景，即沒(méi)有運(yùn)動(dòng)時(shí)，則由機(jī)械圖像轉(zhuǎn)換方法產(chǎn)生的圖像不存在圖像的抖動(dòng)(“jitter”)。圖像的抖動(dòng)(“jitter”)只有當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)是可見(jiàn)的。這也就是為什么一些特定的投影的場(chǎng)景會(huì)產(chǎn)生或好或壞的光學(xué)感受。由于眾多變化的影響(比方說(shuō)，攝影機(jī)的搖動(dòng)，傾移和鏡頭伸縮等等。)，很難確定“jitter”的強(qiáng)度。由于攝制的是一幅幅單幅圖像，它們不含關(guān)于運(yùn)動(dòng)和時(shí)間的可見(jiàn)信息，因此對(duì)“jitter”的事后校正是很困難的。
圖3給出了相應(yīng)于本發(fā)明第一種實(shí)現(xiàn)形式的方法。其中對(duì)于時(shí)間相鄰的NTSC電視圖像相應(yīng)于時(shí)間區(qū)間每個(gè)圖像域圖像相重疊的曝光強(qiáng)度，相對(duì)于要產(chǎn)生的電影圖像(Film 24)的時(shí)間區(qū)間是變化的。依照本發(fā)明的這種實(shí)現(xiàn)形式，電影圖像是應(yīng)用下列圖像強(qiáng)度而產(chǎn)生的圖1＝87.5％1A＝12.5％1B圖3＝37.5％2A+62.5％2B圖5＝87.5％3B+12.5％4A圖7＝37.5％4B+62.5％5A其中沒(méi)有使用區(qū)域5A和7B。
在此應(yīng)注意簡(jiǎn)化這些曝光強(qiáng)度的前提是，電影圖像1被置于的時(shí)間區(qū)間，也是電視圖像區(qū)間1A開(kāi)始的位置。專(zhuān)業(yè)人員會(huì)看出還有其它的可能性，即簡(jiǎn)單地將電影圖像1的起始位置相對(duì)于電視圖像1A推移，會(huì)產(chǎn)生不同的百分比關(guān)系，但其原理是不變的，即電影曝光時(shí)間區(qū)間相應(yīng)于時(shí)間區(qū)間的重疊度不同，按比例給出域圖像強(qiáng)度的原理是不變的。
根據(jù)圖3所示的方法，每一幅電影圖像是應(yīng)用在時(shí)間相鄰的電視圖像的信息，按圖像強(qiáng)度加權(quán)而產(chǎn)生的。其中每幅電視圖像的權(quán)重反映了電視圖像域的時(shí)間區(qū)間和電影圖像時(shí)間區(qū)間在時(shí)間上的重疊。
如圖3所示，產(chǎn)生的結(jié)果電影圖像1包含了一個(gè)相對(duì)暗的伸長(zhǎng)了的環(huán)狀物體運(yùn)動(dòng)的圖像和一個(gè)相對(duì)弱的圖像。前者是位于相對(duì)電視域圖1A的位置內(nèi)的位置，而后者是相對(duì)于電視圖像1B的位置內(nèi)的位置，如此有一個(gè)伸長(zhǎng)了的帶有“陰影”的圖像。發(fā)明者已證實(shí)，觀察這種帶有“陰影”的圖像，對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的位置的感受是與圖1產(chǎn)生的電影圖像的感受效果相同的。用類(lèi)似的方法可將電視圖像域2A和2B中的圖像，根據(jù)本發(fā)明中的曝光強(qiáng)度與其相結(jié)合，其電視圖像域2A和2B的時(shí)間疊加相對(duì)于電影圖像2。如此產(chǎn)生的“雙圖”結(jié)果，對(duì)物體產(chǎn)生了一種更靠近于圖像域2B相應(yīng)位置的印象。
如上所述，本發(fā)明的精華在于每張要以給定的制式來(lái)產(chǎn)生的圖像序列可由用另一種制式錄制的圖像來(lái)合成。其中原始的和要產(chǎn)生的圖像序列應(yīng)作用于一個(gè)共同的時(shí)間軸上并有其共同的時(shí)間標(biāo)度。每次要產(chǎn)生的圖像是由與它時(shí)間相重疊的或鄰近的原始圖像序列中的圖像來(lái)產(chǎn)生新圖像的。在此，對(duì)于每一個(gè)原始圖像序列中所使用的圖像都分配了一個(gè)加權(quán)因子，它確定了該圖像在新圖像中的貢獻(xiàn)。這種加權(quán)因子是與時(shí)間重疊的程度以及要產(chǎn)生的新圖像與原始圖像中在時(shí)間軸上所拉開(kāi)的距離有關(guān)的。
導(dǎo)出這些加權(quán)因子的第一步驟是建立一個(gè)對(duì)于輸出和目標(biāo)系統(tǒng)所共有的時(shí)間基準(zhǔn)。在此的基本思想是輸出系統(tǒng)或目標(biāo)系統(tǒng)的單個(gè)圖像之間的時(shí)間關(guān)系只須通過(guò)分析這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，即發(fā)生同步圖像切換的時(shí)間長(zhǎng)度就可以了。因此可以將整個(gè)圖像轉(zhuǎn)換過(guò)程看做是一種周期性的重復(fù)。它是由一些“基本的”圖像序列(以下稱(chēng)為基本圖像序列)組成的。對(duì)于用于為一個(gè)基本圖像序列所計(jì)算出的加權(quán)因子也適應(yīng)于本次圖像轉(zhuǎn)換的所有周期?？啥嚅L(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用一個(gè)基本圖像序列的長(zhǎng)度和加權(quán)因子是由圖像轉(zhuǎn)換的情況而確定的。
對(duì)每一個(gè)圖像系統(tǒng)和每一個(gè)轉(zhuǎn)換情況而言，其基本圖像序列中的圖像數(shù)可按下列方法簡(jiǎn)單計(jì)算按兩個(gè)參與轉(zhuǎn)換圖像系統(tǒng)的圖像速率，找出它們的最小公倍數(shù)，然后除以相應(yīng)的圖像速率，所得到的兩個(gè)數(shù)給定了兩個(gè)相應(yīng)圖像系統(tǒng)中基本圖像序列的圖像數(shù)。在計(jì)算中所應(yīng)使用的圖像速率是能夠得出每時(shí)間單位準(zhǔn)確圖像交換的那個(gè)圖像速率。在應(yīng)用圖像速率時(shí)應(yīng)考慮到在錄像圖像中的隔行掃描圖像(“Interlaced”)的時(shí)間特性，同時(shí)要把在電影圖像中圖像曝光或不曝光(“黑格圖像”)時(shí)的情況計(jì)算在內(nèi)。在計(jì)算基本圖像序列的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)考慮到一個(gè)重要的因素對(duì)于所有圖像轉(zhuǎn)換的情況來(lái)說(shuō)，如果其中至少一個(gè)電影圖像系統(tǒng)所給出的基本圖像序列數(shù)是奇數(shù)的話(huà)，則應(yīng)將基本圖像序列的長(zhǎng)度加倍。因?yàn)榉駝t會(huì)使兩個(gè)相連接的基本圖像序列產(chǎn)生不同的有效(不是黑的)電影圖像數(shù)。這個(gè)規(guī)則事實(shí)上應(yīng)該在所有電影圖像系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換中加以應(yīng)用。
基本圖像序列中的圖像數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的每一種重要的轉(zhuǎn)換情況。
如上所述，本發(fā)明的精華在于每張要以給定的制式來(lái)產(chǎn)生的圖像序列可由用一種制式錄制的圖像來(lái)合成。其中原始的和要產(chǎn)生的圖像序列應(yīng)作用于一個(gè)共同的時(shí)間軸上并有其共同的時(shí)間標(biāo)度。每次要產(chǎn)生的圖像是由與它時(shí)間相重疊的或鄰近的原始圖像序列中的圖像來(lái)產(chǎn)生新的圖像的。在此對(duì)于每一個(gè)使用原始圖像序列中所使用的圖像分配了一個(gè)加權(quán)因子，它確定了本圖像在新圖像中的貢獻(xiàn)。這種加權(quán)因子是與時(shí)間重疊的程度以及要產(chǎn)生的新圖像與原始圖像中在時(shí)間軸上所拉開(kāi)的距離有關(guān)的。
導(dǎo)出這些加權(quán)因子的第一步驟是建立一個(gè)對(duì)于輸出和目標(biāo)系統(tǒng)所共有的時(shí)間基準(zhǔn)。在此的基本思想是輸出系統(tǒng)或目標(biāo)系統(tǒng)的單個(gè)圖像之間的時(shí)間關(guān)系只需通過(guò)分析這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，即發(fā)生同步圖像切換的時(shí)間長(zhǎng)度就可以了。因此可以將整個(gè)圖像轉(zhuǎn)換過(guò)程看做是一種周期性的重復(fù)。它是由一些“基本的”圖像序列-以下稱(chēng)為基本圖像序列組成的。對(duì)于用于為一個(gè)基本圖像序列所計(jì)算出的加權(quán)因子也適應(yīng)于本次圖像轉(zhuǎn)換的所有周期?？啥嚅L(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用一個(gè)基本圖像序列的長(zhǎng)度和加權(quán)因子是由圖像轉(zhuǎn)換的情況而確定的。
對(duì)每一個(gè)圖像系統(tǒng)和每一個(gè)轉(zhuǎn)換情況而言，其基本圖像序列中的圖像數(shù)可按下列方法簡(jiǎn)單計(jì)算按兩個(gè)參考轉(zhuǎn)換圖像系統(tǒng)的圖像速率，找出它們的最大公約數(shù)(ggT)，然后除以相應(yīng)的圖像速率fs，Tns，t＝fs，T/ggT(fs，T)所得到的兩個(gè)數(shù)ns，t給定了兩相應(yīng)圖像系統(tǒng)中基本圖像序列的圖像數(shù)。在計(jì)算中所應(yīng)使用的圖像速率是能夠得出每時(shí)間單位準(zhǔn)確的圖像交換的那個(gè)圖像速率。在應(yīng)用圖像速率時(shí)應(yīng)考慮到在錄像圖像中的隔行掃描圖像(“Interlaced”)的時(shí)間特性以及把在電影圖像中圖像曝光或不曝光(“黑格圖像”)時(shí)的情況計(jì)算在內(nèi)。在計(jì)算基本圖像序列的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)考慮到一個(gè)重要的因素對(duì)于所有圖像轉(zhuǎn)換的情況來(lái)說(shuō)，如果其中至少一個(gè)電影圖像系統(tǒng)所給出的基本圖像序列數(shù)是奇數(shù)的話(huà)，則應(yīng)將基本圖像序列的長(zhǎng)度加倍。因?yàn)榉駝t會(huì)使兩個(gè)相連接的基本圖像序列產(chǎn)生不同的有效(不是黑的)電影圖像數(shù)。這個(gè)規(guī)則事實(shí)上應(yīng)該在所有電影圖像系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換中加以應(yīng)用。
基本圖像序列中的圖像數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的每一種重要的轉(zhuǎn)換情況。
目標(biāo)圖像序列T中位于時(shí)間點(diǎn)ti的新合成的第i幅圖像Fi，T(ti)是由與該時(shí)間點(diǎn)相鄰的兩幅位于時(shí)間點(diǎn)tj及tj+1的源圖像序列S中的圖像，F(xiàn)j，s(tj)和Fj+ 1，s(tj+1)，按下列關(guān)系產(chǎn)生的Fi，T(ti)＝Cj，s×Fj，s(tj)+Cj+1，s×Fj+1，s(tj+1)其中，i和j是整數(shù)，Cj，s，Cj+1，s是分別是第j和第j+1幅(源)圖像的強(qiáng)度加權(quán)系數(shù)，它們可按下式計(jì)算得出Cj，s＝1-(|ti-tj|)/(tj+1-tj)，Cj+1，s＝1-(|tj+1-ti|)/(tj+1-tj)。
合成一個(gè)新圖像的方法包含了下列一些基本步驟
1.通過(guò)一個(gè)時(shí)標(biāo)確定一個(gè)對(duì)于第一圖像序列(源圖像序列)和要產(chǎn)生的第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)所共同的時(shí)間標(biāo)度。
2.找出在以給定制式傳輸或重放時(shí)，源圖像和目標(biāo)圖像序列中每幅圖像在時(shí)間標(biāo)度上所處的位置。這些圖像的位置是由它們的時(shí)間區(qū)間的特征點(diǎn)(宜采用中心點(diǎn))來(lái)表示的。
3.對(duì)于目標(biāo)圖像序列中要產(chǎn)生的每幅圖像，找出源圖像序列中在時(shí)間標(biāo)度上與之相對(duì)應(yīng)的圖像位置，也即那些與其時(shí)間區(qū)間中心點(diǎn)相鄰的圖像位置。
4.計(jì)算第一圖像序列中相應(yīng)圖像的時(shí)間區(qū)間特征點(diǎn)(宜采用中心點(diǎn))到要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列圖像的時(shí)間區(qū)間中心點(diǎn)的距離。
5.對(duì)每個(gè)相應(yīng)的源圖像序列中的圖像計(jì)算得出一個(gè)與圖像有關(guān)的規(guī)一化的強(qiáng)度或幅度加權(quán)因子，它與從要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列中圖像的圖像區(qū)間特征點(diǎn)到它本身的圖像區(qū)間特征點(diǎn)的距離有關(guān)。
6.目標(biāo)圖像序列中每個(gè)要產(chǎn)生的圖像內(nèi)容是通過(guò)源圖像序列中的相應(yīng)圖像乘以各自的加權(quán)因子后相疊加而形成的。
目標(biāo)圖像序列因此由一系列特征相同的(當(dāng)然圖像內(nèi)容是不同)，等長(zhǎng)的基本圖像序列構(gòu)成。其時(shí)間長(zhǎng)度是按以上所述的盡可能小的整數(shù)個(gè)圖像，它剛好含擴(kuò)第一及第二圖像序列中相應(yīng)的圖像。其中與圖像有關(guān)的加權(quán)因子是為了產(chǎn)生目標(biāo)基本圖像序列的每一個(gè)圖像，按照前面所述的方法，在考慮到“黑圖像”區(qū)間和/或隔行掃描圖像存在于輸出圖像序列及目標(biāo)圖像序列的情況下計(jì)算得出的。
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明所用的方法的原理，這里發(fā)展了一個(gè)概念上的“裝置”，以下稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)劈”。使用該“旋轉(zhuǎn)劈”可分配給每個(gè)新圖像系統(tǒng)中的圖像一個(gè)數(shù)學(xué)值，由此給出了一種使實(shí)際圖像轉(zhuǎn)換所得的計(jì)算結(jié)果清晰化的途徑。
“旋轉(zhuǎn)劈”使用了前面所述的鐘表針的原理。在兩個(gè)不同的圖像系統(tǒng)中，一個(gè)序列是表示圖像的數(shù)目和顯示的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)從兩系統(tǒng)中最小可能的整數(shù)個(gè)數(shù)目的圖像可以通過(guò)。例如比較PAL和NTSC-如圖4a和4b所示-第一個(gè)完整序列在NTSC有6個(gè)圖以及在PAL有5個(gè)圖。這個(gè)序列的時(shí)間長(zhǎng)度是0.1秒。這個(gè)序列的長(zhǎng)度在NTSC制式中(0.0167圖像/秒，乘以6個(gè)圖像等于0.1秒)以及在PAL制式中(0.02圖像/秒，乘以5個(gè)圖像等于0.1秒)都是0.1秒。
在一個(gè)圖像轉(zhuǎn)換過(guò)程中，必須在一個(gè)序列的時(shí)間段里產(chǎn)生新的圖像并且不斷重復(fù)這種固定的序列。比如在上述的例子中，NTSC到PAL制式的轉(zhuǎn)換是由6個(gè)在NTSC中的原始圖(在0.1秒內(nèi))到5個(gè)在PAL制式中的新的圖(同樣也是在0.1秒內(nèi))。反過(guò)來(lái)從PAL到NTSC制式的轉(zhuǎn)換是由5個(gè)在PAL中的原始圖到產(chǎn)生6個(gè)在NTSC制式中的新的圖。由此方法需產(chǎn)生新的圖像，并使每個(gè)電影圖像序列不斷地固定重復(fù)。
為理解“旋轉(zhuǎn)劈”的工作原理，人們可設(shè)想一個(gè)在黑色表盤(pán)上按每個(gè)序列360°這樣的速度旋轉(zhuǎn)的白色表針。當(dāng)以NTSC制式錄制這個(gè)表針時(shí)，在每個(gè)整圈會(huì)錄到6幅圖像。在每幅圖像的曝光過(guò)程中，白色的表針經(jīng)過(guò)了一個(gè)60°的劈(360°/6個(gè)圖像)，見(jiàn)圖4a。當(dāng)該表針以PAL制式錄制時(shí)，在每個(gè)整圈會(huì)錄到5幅圖像。在每幅圖像的曝光過(guò)程中，白色的表針經(jīng)過(guò)了一個(gè)72°的劈(360°/5個(gè)圖像)，見(jiàn)圖4b。
以此方式則該序列中的每個(gè)圖都有一個(gè)數(shù)學(xué)值。由圖示的方法可以幫助給出圖像之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。NTSC-PAL序列長(zhǎng)是0.1秒圖4a中的NTSC圖#1＝從0到60°圖#2＝從60到120°圖#3＝從120到180°圖#4＝從180到240°圖#5＝從240到300°圖#6＝從300到360°(360°＝0°)圖4b中的PAL(a＝前置序列，b＝后繼序列)圖#5a＝從288到360°(360°＝0°)-(前置序列的最后一幅圖像)圖#1＝從0到72°圖#2＝從72到144°圖#3＝從144到216°圖#4＝從216到288°圖#5＝從288到360°(360°＝0°)
圖#1b＝從0到72°(后繼序列的第一幅圖像)通過(guò)對(duì)每個(gè)圖使用這樣的數(shù)學(xué)值，就有可能用下列方法找出每一個(gè)圖像的時(shí)間序列因子的中點(diǎn)(“central timing factor”)。NTSC圖像中點(diǎn)(見(jiàn)圖4a)圖#1＝30°圖#2＝90°圖#3＝150°圖#4＝210°圖#5＝270°圖#6＝330 °PAL圖像中點(diǎn)(見(jiàn)圖4b)圖5#A＝-36°(從前置序列的324°開(kāi)始)圖#1＝36°圖#2＝108°圖#3＝180°圖#4＝252°圖#5＝324°圖#1b＝396°(從后繼序列的36°開(kāi)始)這些數(shù)值建立了計(jì)算兩個(gè)圖像系統(tǒng)中單個(gè)圖像時(shí)間關(guān)系以及相應(yīng)的加權(quán)因子的前提。以圖形表示該過(guò)程，現(xiàn)將“旋轉(zhuǎn)劈”的原理做一個(gè)擴(kuò)展，即將參與轉(zhuǎn)換的兩個(gè)圖像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換“旋轉(zhuǎn)劈”統(tǒng)一合成到一個(gè)“旋轉(zhuǎn)劈”圖上。從這樣的一幅示意圖上可以馬上看到，哪兩個(gè)輸出系統(tǒng)的圖對(duì)應(yīng)于目標(biāo)系統(tǒng)的一個(gè)基本圖像序列在時(shí)間上相應(yīng)的圖。圖5給出了NTSC到PAL之間的轉(zhuǎn)換。以此為例，下面給出了圖像系統(tǒng)之間的圖像對(duì)應(yīng)關(guān)系并描述了其加權(quán)因子的計(jì)算。
一個(gè)系統(tǒng)的每幅圖的中點(diǎn)現(xiàn)在可以從另一個(gè)系統(tǒng)的角度來(lái)觀察。在NTSC和PAL制式圖像系統(tǒng)角度的相互觀察可以從圖5容易地看出，其中可以看到PAL序列和NTSC序列在一個(gè)圓周形的標(biāo)度上相互重疊。例如從NTSC角度來(lái)看，則NTSC圖像#2(以90°為中心)先于PAL圖像#2(以180°為中心)18°，但在時(shí)間上滯后于PAL圖像#1(以36°為中點(diǎn))54°。以此方法可以按下列分析NTSC系統(tǒng)中的所有圖像A.NTSC#1(以30°為中點(diǎn))超前于PAL#1(以36°為中點(diǎn))6°，而滯后于PAL#5a(以-36°為中點(diǎn)，來(lái)自于前序列)66°，B.NTSC#2(以90°為中點(diǎn))超前于PAL#2(以180°為中點(diǎn))18°，而滯后于PAL#1(以36°為中點(diǎn))54°，C.NTSC#3(以150°為中點(diǎn))超前于PAL#3(以180°為中點(diǎn))30°，而滯后于PAL#2(以180°為中點(diǎn))42°，D.NTSC#4(以210°為中點(diǎn))超前于PAL#4(以252°為中點(diǎn))42°，而滯后于PAL#3(以180°為中點(diǎn))30°，E.NTSC#5(以270°為中點(diǎn))超前于PAL#5(以324°為中點(diǎn))54°，而滯后于PAL#4(以252°為中點(diǎn))18°，F(xiàn).NTSC#6(以330°為中點(diǎn))超前于PAL#1b(以396°為中點(diǎn)(在下一序列中36°))66°，而滯后于PAL#5(以324°為中點(diǎn))6°。
每個(gè)圖像的中心也可以從PAL的“角度”來(lái)分析。例如PAL圖像#2(以108°為中點(diǎn))在時(shí)間上滯后于NTSC圖像#2(以90°為中點(diǎn))18°，而在時(shí)間上超前于NTSC#3(以150°為中點(diǎn))42°。所有PAL系統(tǒng)中的圖像可以以此方法做如上分析A.PAL#1(以36°為中點(diǎn))滯后于NTSC#1(以30°為中點(diǎn))6°，而超前于NTSC#2(以90°為中點(diǎn))54°；B.PAL#2(以108°為中點(diǎn))滯后于NTSC#2(以90°為中點(diǎn))18°，而超前于NTSC#3(以150°為中點(diǎn))42°；C.PAL#3(以180°為中點(diǎn))滯后于NTSC#3(以150°為中點(diǎn))30°，而超前于NTSC#4(以210°為中點(diǎn))30°；D.PAL#4(以252°為中點(diǎn))滯后于NTSC#4(以210°為中點(diǎn))42°，而超前于NTSC#5(以270°為中點(diǎn))18°；E.PAL#5(以324°為中點(diǎn))滯后于NTSC#5(以210°為中點(diǎn))54°，而超前于NTSC#6(以270°為中點(diǎn))6°。
為使相應(yīng)的圖像在時(shí)間上的一致性能夠按百分比給出，必須將它們歸一化，也即除以輸出圖像系統(tǒng)中的圖像所表示的度數(shù)范圍。在從PAL到NTSC轉(zhuǎn)換的情況下，其相應(yīng)的圖像的時(shí)間差異應(yīng)除以72°。在反過(guò)來(lái)的情況下，則除數(shù)應(yīng)是60°。由此可得出下列數(shù)值由PAL到NTSCA.NTSC#1比PAL#1超前8.3％，而比PAL#5a滯后91.7％；B.NTSC#2比PAL#2超前25％，而比PAL#1滯后75％；C.NTSC#3比PAL#3超前41.7％，而比PAL#2滯后58.3％；D.NTSC#4比PAL#4超前58.3％，而比PAL#5滯后41.7％；E.NTSC#5比PAL#5超前75％，而比PAL#5滯后25％；F.NTSC#6比PAL#1b超前91.7％，而比PAL#5滯后8.3％。由NTSC到PALA.PAL#1比NTSC#1滯后10％，而比NTSC#2超前90％；B.PAL#2比NTSC#2滯后30％，而比NTSC#3超前70％；C.PAL#3比NTSC#3滯后50％，而比NTSC#4超前50％；D.PAL#4比NTSC#4滯后70％，而比NTSC#5超前30％；E.PAL#5比NTSC#5滯后90％，而比NTSC#6超前10％；這些數(shù)據(jù)顯示了兩幅輸出圖像系統(tǒng)中的圖像在其時(shí)間特性上與相應(yīng)的目標(biāo)圖像系統(tǒng)特性的差別有多大。它們也將按此比例為合成該圖像做出貢獻(xiàn)。由此很容易看出，在輸出圖像和要合成的新的圖像之間在表示時(shí)間點(diǎn)上的一個(gè)小的差異就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高的趨向于前者的加權(quán)。與此類(lèi)似一個(gè)大的差異就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的權(quán)重。一個(gè)圖像的加權(quán)因子給出了一個(gè)在輸出圖像和目標(biāo)圖像之間按時(shí)間推移的百分比的互補(bǔ)值。由此可以按上述給出的公式得出其按輸入數(shù)據(jù)需要的兩個(gè)原圖像(j和j+1)的中心，以及目標(biāo)圖像(i)。
為每個(gè)圖像所得出的值(按百分比)的(基本)序列用于在PAL和NTSC制式之間的轉(zhuǎn)換如下所示由PAL到NTSCA.NTSC#1是由91.7％PAL#1和8.3％PAL#5a生成的；B.NTSC#2是由75％PAL#2和25％PAL#1生成的；C.NTSC#3是由58.3％PAL#3和41.7％PAL#2生成的；D.NTSC#4是由41.7％PAL#4和58.3％PAL#3生成的；E.NTSC#5是由25％PAL#5和75％PAL#4生成的；F.NTSC#6是由8.3％PAL#1b和91.7％PAL#5生成的。由NTSC到PALA.PAL#1是由90％NTSC#1和10％NTSC#2生成的；B.PAL#2是由70％NTSC#2和30％NTSC#3生成的；C.PAL#3是由50％NTSC#3和50％NTSC#5生成的；D.PAL#4是由30％NTSC#4和70％NTSC#3生成的；E.PAL#5是由10％NTSC#5和90％NTSC#6生成的。
這些百分比數(shù)值是建立在圖5所示的，相重疊的“旋轉(zhuǎn)劈”示意圖上的。
按本發(fā)明所做的圖像轉(zhuǎn)換過(guò)程，不引起“jitter”效應(yīng)，而且新圖像系統(tǒng)的每幅圖像都顯示了正確的(在時(shí)間過(guò)程中)時(shí)間。
使用上述數(shù)學(xué)原理可得出，尤其是適應(yīng)于圖像系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的關(guān)系從NTSC得出PAL(如上所述)，從PAL得出NTSC(如上所述)，從Film 16得出NTSC，從NTSC得出Film 16，從Film 24得出NTSC，從NTSC得出Film24，從Film 16得出Film 24，從Film 24得出Film 16，從Film 16得出Film 60，從Film 60得出Film 16，從Film 24得出Film 60，從Film 60得出Film 24，從PAL得出Film 24，從Film 24得出PAL，從Film 16得出PAL，從PAL得出Film 16，從PAL得出Film 60，從Film 60得出PAL，從NTSC得出Film60，從Film 60得出NTSC。顯而易見(jiàn)，一個(gè)專(zhuān)業(yè)人員可以從上述的原理中得出對(duì)于其它系統(tǒng)之間類(lèi)似的傳輸，其中包括產(chǎn)生不同圖像切換率的計(jì)算機(jī)圖形。
下面給出用上述系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法可類(lèi)比出來(lái)的NTSC-PAL之間的轉(zhuǎn)換。
例如可做Film 24和NTSC之間的轉(zhuǎn)換。圖6所示的是一個(gè)圖像序列傳輸?shù)男D(zhuǎn)劈示意圖。其基本序列時(shí)間持續(xù)為0.0833秒。在這個(gè)時(shí)間區(qū)間里有5張NTSC圖像和4張F(tuán)ilm 24圖像(其中包括兩張有內(nèi)容的圖像和兩張“黑色”圖像)。NTSC在這個(gè)圖像序列中的數(shù)據(jù)如下A.圖#1＝從0°到72°，以36°為中點(diǎn)；B.圖#2＝從72°到144°，以108°為中點(diǎn)；C.圖#3＝從144°到216°，以1 80°為中點(diǎn)；D.圖#4＝從216°到288°，以252°為中點(diǎn)；E.圖#5＝從288°到360°，以324°為中點(diǎn)。
在這個(gè)圖像序列中Film 24的數(shù)據(jù)(a＝前置序列，b＝后繼序列)如下A.圖#3a＝從180°到270°，以225°為中點(diǎn)(即-135°，這是前置序列的最后一幅圖像)；B.圖#1＝從0°到90°，以45°為中點(diǎn)；C.圖#2＝從90°到180°，以135°為中點(diǎn)(一張黑“圖像”)；D.圖#3＝從180°到270°，以225°為中點(diǎn)；E.圖#4＝從270°到360°，以315°為中點(diǎn)(360°＝0°-一張黑“圖像”)；F.圖#1b＝從0°到90°，以45°為中點(diǎn)(后繼序列的第一幅圖像)。
從圖6中可以導(dǎo)出NTSC和Film24之間的下列關(guān)系。Film24在下表中被稱(chēng)為Film；從Film24到NTSC(以度數(shù)表示)A.NTSC#1超前于Film#19°，而滯后于Film#3a 171°；B.NTSC#2超前于Film#3 117°，而滯后于Film#1 63°；C.NTSC#3超前于Film#3 45°，而滯后于Film#1 135°；D.NTSC#4超前于Film#1b 153°，而滯后于Film#3 27°；E.NTSC#5超前于Film#1b 81°，而滯后于Film#3 99°。從NTSC到Film 24(以度數(shù)表示)A.Film#1滯后于NTSC#1 9°，而超前于NTSC#2 63°；B.Film#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film#3滯后于NTSC#3 45°，而超前于NTSC#4 27°；D.Film#4應(yīng)該是一張黑“圖像”。(不需要NTSC#5)。
將“超前”及“滯后”的度數(shù)表達(dá)方式轉(zhuǎn)換為百分比表達(dá)方式，則給出下列數(shù)值。從Film 24到NTSCA.NTSC#1超前于Film#1 5％，而滯后于Film#3a 95％；B.NTSC#2超前于Film#3 65％，而滯后于Film#1 35％；C.NTSC#3超前于Film#3 25％，而滯后于Film#1 75％；D.NTSC#4超前于Film#1b 85％，而滯后于Film#3 15％；E.NTSC#5超前于Film#1b 45％，而滯后于Film#3 55％。從NTSC到Film 24A.Film#1滯后于NTSC#1 12.5％，而超前于NTSC#2 87.5％；B.Film#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film#3滯后于NTSC#3 62.5％，而超前于NTSC#4 37.5％；D.Film#4應(yīng)該是一張黑“圖像”。(不需要NTSC#5)。
由此百分比可得出在NTSC和Film 24影像資料之間轉(zhuǎn)換時(shí)，圖像序列中每個(gè)圖像的下列最終值從Film 24到NTSCA.NTSC#1是由95％的Film#1和5％的Film#3a構(gòu)成的；B.NTSC#2是由35％的Film#3和65％的Film#1構(gòu)成的；C.NTSC#3是由75％的Film#3和25％Film#1構(gòu)成的；D.NTSC#4是由15％的Film#1b和85％的Film#3構(gòu)成的；E.NTSC#5是由55％的Film#1b和45％的Film#3構(gòu)成的；從NTSC到Film 24A.Film#1是由87.5％的NTSC#1和12.5％的NTSC#2構(gòu)成的；B.Film#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film#3是由37.5％的NTSC#3和62.5％的NTSC#4構(gòu)成的；D.Film#4應(yīng)該是一張黑“圖像”(不需要NTSC#5)。
用于Film 16與Film 60圖像序列轉(zhuǎn)換的重疊旋轉(zhuǎn)劈圖如圖7(Fig.7)所示。其轉(zhuǎn)換中基本序列的時(shí)間持續(xù)為0.0833秒。Film 24基本序列含有4幅圖像(其中2幅有內(nèi)容另2幅是黑“圖”)而Film 60序列有10幅圖像(其中5幅有內(nèi)容另5幅是黑“圖”)。在此應(yīng)考慮前述的特例雖然可以更小的基本圖像序列組合，即2幅Film 24和5幅Film 60圖像。但對(duì)Film 60這意味著兩個(gè)相接的圖像序列所要曝光的圖像數(shù)不等，從而導(dǎo)致圖像排列因序列而異。由此，應(yīng)將兩系統(tǒng)的圖像數(shù)加倍。下面是在這個(gè)圖像序列中Film 60的數(shù)據(jù)A.圖#1＝從0°到36°，以18°為中點(diǎn)；B.圖#2＝從36°到72°，以54°為中點(diǎn)(黑“圖像”)；C.圖#3＝從72°到108°，以90°為中點(diǎn)；D.圖#4＝從108°到144°，以126°為中點(diǎn)(黑“圖像”)；E.圖#5＝從144°到180°，以162°為中點(diǎn)；F.圖#6＝從180°到216°，以198°為中點(diǎn)(黑“圖像”)；G.圖#7＝從216°到252°，以234°為中點(diǎn)；H.圖#8＝從252°到288°，以277°為中點(diǎn)(黑“圖像”)；I.圖#9＝從288°到324°，以306°為中點(diǎn)；J.圖#10＝從324°到360°，以342°為中點(diǎn)(360°＝0°-黑“圖像”)。
下面是在這個(gè)圖像序列中Film 24的數(shù)據(jù)(a＝前置序列，b＝后繼序列)A.圖#3a＝從180°到270°，以225°為中點(diǎn)(即-135，這是前置序列的最后一幅圖像)；B.圖#1＝從0°到90°，以45°為中點(diǎn)；C.圖#2＝從90°到180°，以135°為中點(diǎn)(一張黑“圖像”)；D.圖#3＝從180°到270°，以225°為中點(diǎn)；E.圖#4＝從270°到360°，以315°為中點(diǎn)(360°＝0°-一張黑“圖像”)；F.圖#1B＝從0°到90°，以45°為中點(diǎn)(后繼序列的第一幅圖像)。從圖7中可以導(dǎo)出Film 60和Film 24之間的下列關(guān)系從Film 24到Film 60A.Film 60#1超前于Film 24#1 27°，而滯后于Film 24#3a 153°；B.Film 60#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 60#3超前于Film 24#3 135°，而滯后于Film 24#1 45°；D.Film 60#4應(yīng)該是一張黑“圖像”；E.Film 60#5超前于Film 24#3 63°，而滯后于Film 24#1 117°；F.Film 60#6應(yīng)該是一張黑“圖像”；G.Film 60#7超前于Film 24#1b 171°，而滯后于Film 24#3 9°；H.Film 60#8應(yīng)該是一張黑“圖像”；I.Film 60#9超前于Film 24#1b 99°，而滯后于Film 24#3 81°；H Film 60#10應(yīng)該是一張黑“圖像”；A.Film 24#1滯后于Film 60#1 27°，而超前于Film 60#3 45°；B.Film 24#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 24#3滯后于Film 60#5 63°，而超前于Film 60#7 9°；D.Film 24#4應(yīng)該是一張黑“圖像”。
(不需要Film 60#9)。將度數(shù)值轉(zhuǎn)換為百分比值則得出下列結(jié)果從Film 24到Film 60A.Film 60#1比Film 24#1超前15％，而比Film 24#3a滯后85％；B.Film 60#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 60#3比Film 24#3超前75％，而比Film 24#1滯后25％；D.Film 60#4應(yīng)該是一張黑“圖像”；E.Film 60#5比Film 24#3超前35％，而比Film 24#1滯后65％；F.Film 60#6應(yīng)該是一張黑“圖像”；G.Film 60#7比Film 24#1超前95％，而比Film 24#3滯后5％；H.Film 60#8應(yīng)該是一張黑“圖像”；I.Film 60#9比Film 24#1b超前55％，而比Film 24#3滯后45％；J.Film 60#10應(yīng)該是一張黑“圖像”。從Film 60到Film 24A.Film 24#1比Film 60#1滯后37.5％，而比Film 60#3超前62.5％；B.Film 24#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 24#3比Film 60#5滯后87.5％，而比Film 60#7超前12.5％；D.Film 24#4應(yīng)該是一張黑“圖像”。
(不需要Film 60#9)用于Film 60和Film 24之間轉(zhuǎn)換的，對(duì)于圖像系統(tǒng)中每個(gè)圖的最終的加權(quán)因子的百分比值如下從Film 24到Film 60(百分比)A.Film 60#1是由85％的Film 24#1和15％的Film 24#3a構(gòu)成的；B.Film 60#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 60#3是由25％的Film 24#3和75％的Film 24#1構(gòu)成的；D.Film 60#4應(yīng)該是一張黑“圖像”；E.Film 60#5是由65％的Film 24#3和35％的Film 24#1構(gòu)成的；F.Film 60#6應(yīng)該是一張黑“圖像”；G.Film 60#7是由5％的Film 24#1b和95％的Film 24#3構(gòu)成的；H.Film 60#8應(yīng)該是一張黑“圖像”；I.Film 60#9是由45％的Film 24#1b和55％的Film 24#3構(gòu)成的；J.Film 60#10應(yīng)該是一張黑“圖像”。從Film 60到Film 24(百分比)A.Film 24#1是由62.5％的Film 60#1和37.5％的Film 60#3構(gòu)成的；B.Film 24#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 24#3是由12.5％的Film 60#5和87.5％的Film 60#7構(gòu)成的；D.Film 24#4應(yīng)該是一張黑“圖像”。
(不需要Film 60#9)圖8給出了用于Film 16與Film 60圖像序列轉(zhuǎn)換的重疊旋轉(zhuǎn)劈圖。該轉(zhuǎn)換中基本序列的時(shí)間持續(xù)為0.25秒。Film 16序列中有8幅圖像(其中4幅有內(nèi)容另4幅是黑“圖”)而Film 60序列有30幅圖像(其中15幅有內(nèi)容另15幅是黑“圖”)。在此也應(yīng)遵循將兩圖基本序列的圖像數(shù)加倍的原則，以便使基本圖像序列具有恒定的曝光幀數(shù)。下面列出對(duì)Film 16與Film 60圖像序列轉(zhuǎn)換所得出的百分?jǐn)?shù)值從Film 16到Film 60(百分比)A.Film 60#1是由81.7％的Film 16#1以及18.3％的Film 16#7a構(gòu)成的；B.Film 60#2應(yīng)該是一張黑“圖像”；C.Film 60#3是由8.3％的Film 16#3以及91.7％的Film 16#1構(gòu)成的；D.Film 60#4應(yīng)該是一張黑“圖像”；E.Film 60#5是由35％的Film 16#3以及65％的Film 16#1構(gòu)成的；F.Film 60#6應(yīng)該是一張黑“圖像”；G.Film 60#7是由61.7％的Film 16#3以及38.3％的Film 16#1構(gòu)成的；H.Film 60#8應(yīng)該是一張黑“圖像”；I.Film 60#9是由88.3％的Film 16#3以及11.7％的Film 16#1構(gòu)成的；J.Film 60#10應(yīng)該是一張黑“圖像”；K.Film 60#11是由15％的Film 16#5以及85％的Film 16#3構(gòu)成的；L.Film 60#12應(yīng)該是一張黑“圖像”；M.Film 60#13是由41.7％的Film 16#5以及58.3％的Film 16#3構(gòu)成的；N.Film 60#14應(yīng)該是一張黑“圖像”；O.Film 60#15是由68.3％的Film 16#5以及3 1.7％的Film 16#3構(gòu)成的；P.Film 60#16應(yīng)該是一張黑“圖像”；Q.Film 60#17是由95％的Film 16#5以及5％的Film 16#3構(gòu)成的；R.Film 60#18應(yīng)該是一張黑“圖像”；S.Film 60#19是由21.7％的Film 16#7以及78.3％的Film 16#5構(gòu)成的；T.Film 60#20應(yīng)該是一張黑“圖像”；U.Film 60#21是由48.3％的Film 16#7以及51.7％的Film 16#5構(gòu)成的；V.Film 60#22應(yīng)該是一張黑“圖像”；W.Film 60#23是由75％的Film 16#7以及25％的Film 16#5構(gòu)成的；X.Film 60#24應(yīng)該是一張黑“圖像”；Y.Film 60#25是由1.7％的Film 16#1b以及98.3％的Film 16#7構(gòu)成的；Z.Film 60#26是一幅黑“圖像”；AA.Film 60#27是由28.3％的Film 16#1b以及71.7％的Film 16#7構(gòu)成的；BB.Film 60#28是一幅黑“圖像”；CC.Film 60#29是由55％的Film 16#1b以及45％的Film 16#7構(gòu)成的；DD.Film 60#30是一幅黑“圖像”。Film 16到Film 60(按百分比計(jì))A.Film 16#1是由31.25％的Film 60#1以及68.75％的Film 60#3構(gòu)成的；B.Film 16#2是一幅黑“圖像”，(不須要Film 60#5及Film 60#7)；C.Film 16#3是由56.25％的Film 60#9以及43.75％的Film 60#11構(gòu)成的；D.Film 16#4是一幅黑“圖像”，(Film 60#13及Film 60#15不須要)；E.Film 16#5是由81.25％的Film 60#17以及18.75％的Film 60#19構(gòu)成的；F.Film 16#6是一幅黑“圖像”，(Film 60#21不須要)；G.Film 16#7是由6.25％的Film 60#23以及93.75％的Film 60#25構(gòu)成的；H.Film 16#8是一幅黑“圖像”，(Film 60#27及Film 60#29不須要)。
從圖8中可看出，F(xiàn)ilm 16基本序列中的若干幅圖像在時(shí)間尺度(數(shù)字表)上與Film 60基本圖像序列中的三幅圖像重疊，例如Film 16#7與Film 60#23，#25和#27。
此例以及類(lèi)似的情況，如NTSC到Film 16或PAL到Film 16的轉(zhuǎn)換，也屬于本發(fā)明的范疇。即用原始圖像序列中兩個(gè)以上時(shí)間相鄰的圖像來(lái)合成新目標(biāo)圖像序列中的一幅圖像，其中的加權(quán)因子亦與所用圖像時(shí)間區(qū)間中點(diǎn)到產(chǎn)生圖像中點(diǎn)的距離相關(guān)聯(lián)。相應(yīng)的裝置(此處對(duì)參考圖16與圖17的描述)也應(yīng)能在設(shè)計(jì)上完成對(duì)原始圖像中三幅或更多的圖像內(nèi)容到一幅新圖像的混合。
圖9給出了用于Film 60(“Showscan”)和PAL系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)劈圖。圖12所示的序列時(shí)間持續(xù)為0.1秒。這相應(yīng)于序列中有5幅PAL和12幅Film 60圖像(其中6幅有內(nèi)容圖像和6幅黑“圖像”)。
這里也是立即從每序列中圖像數(shù)得出用來(lái)計(jì)算與圖像有關(guān)的加權(quán)因子的基本數(shù)據(jù)，即時(shí)間區(qū)間及其中心點(diǎn)并將它們的相對(duì)關(guān)系在圖中示意清楚。由此又可根據(jù)前面的一般描述和以PAL-NTSC，NTSC-PAL等為例的說(shuō)明得出了輸出與目標(biāo)圖像序列間的時(shí)間關(guān)系。
下面列出了在PAL和Film 60間轉(zhuǎn)換時(shí)，用于構(gòu)成圖像序列中各單個(gè)圖像加權(quán)因子的有效數(shù)值從PAL到Film 60A.Film 60#1是由70.8％的PAL#l和29.2％的PAL#5a構(gòu)成的；B.Film 60#2是一幅黑“圖像”；C.Film 60#3是由54.2％的PAL#2和45.8％的PAL#1構(gòu)成的；D.Film 60#4是一幅黑“圖像”；E.Film 60#5是由37.5％的PAL#3和62.5％的PAL#2構(gòu)成的；F Film 60#6是一幅黑“圖像”；G.Film 60#7是由20.8％的PAL#4和79.2％的PAL#3構(gòu)成的；H.Film 60#8是一幅黑“圖像”；I.Film 60#9是由4.2％的PAL#5和95.8％的PAL#4構(gòu)成的；J.Film 60#10是一幅黑“圖像”；K.Film 60#11是由87.5％的PAL#5和12.5％的PAL#4構(gòu)成的；L.Film 60#12是一幅黑“圖像”。從Film 60到PALA.PAL#1是由65％的Film 60#1和35％的Film 60#3構(gòu)成的；B.PAL#2是由45％的Film 60#3和55％的Film 60#5構(gòu)成的；C.PAL#3是由25％的Film 60#5和35％的Film 60#7構(gòu)成的；D.PAL#4是由5％的Film 60#7和95％的Film 60#9構(gòu)成的；E.PAL#5是由85％的Film 60#11和15％的Film 60#1b構(gòu)成的。
圖10是用于Film 24和Film 16系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)劈圖。其基本序列時(shí)間持續(xù)為0.125秒。Film 24的基本序列含有6幅圖像(其中3幅有內(nèi)容，而另3幅是黑“圖”)。Film 16的基本序列含有4幅圖像(其中2幅有內(nèi)容，而另2幅是黑“圖”)。
用于轉(zhuǎn)換的相應(yīng)時(shí)間區(qū)間和它們的中心點(diǎn)也是由圖像序列的圖像數(shù)得出的并完全可以從圖10中讀出。由此，可給出Film 24和Film 16間的轉(zhuǎn)換時(shí)每幅圖像的如下構(gòu)成規(guī)則從Film 16到Film 24A.Film 24#1是由91.7％的Film 16#1和8.3％的Film 16#3a構(gòu)成的；B.Film 24#2是一幅黑“圖像”；C.Film 24#3是由58.3％的Film 16#3和41.7％的Film 16#1構(gòu)成的；D.Film 24#4是一幅黑“圖像”；E.Film 24#5是由25％的Film 16#1b和75％的Film 16#3構(gòu)成的；F.Film 24#6是一幅黑“圖像”。從Film 24到Film 16A.Film 16#1是由87.5％的Film 24#1和12.5％的Film 24#3構(gòu)成的；B.Film 16#2是一幅黑“圖像”；C.Film 16#3是由37.5％的Film 24#3和62.5％的Film 24#5構(gòu)成的；D.Film 16#4是一幅黑“圖像”。
圖11給出了用于NTSC和Film 16圖像系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)劈圖。其基本序列時(shí)間持續(xù)在此為0.25秒。NTSC基本序列中含有15幅NTSC圖像而Film 16的基本序列含有8幅圖像(4幅有內(nèi)容圖像和4幅是黑“圖”)。在時(shí)間軸(在此處及所有旋轉(zhuǎn)劈圖中均為環(huán)形)上的圖像時(shí)間區(qū)間，其中心點(diǎn)的位置以及它們之間的關(guān)系也都是由圖像序列的圖像數(shù)得出的并完全可以從圖中得出。
根據(jù)上述所給規(guī)則并類(lèi)比詳細(xì)的例子，可得出NTSC和Film 16間轉(zhuǎn)換時(shí)每幅圖像的如下構(gòu)成規(guī)則從Film 16到NTSCA.NTSC#1是由88.3％的Film 16#1和11.7％的Film 16#7a構(gòu)成的；B.NTSC#2是由15％的Film 16#3和85％的Film 16#1構(gòu)成的；C.NTSC#3是由41.7％的Film 16#3和58.3％的Film 16#1構(gòu)成的；D.NTSC#4是由68.3％的Film 16#3和31.7％的Film 16#1構(gòu)成的；E.NTSC#5是由95％的Film 16#3和5％的Film 16#1構(gòu)成的；F.NTSC#6是由21.7％的Film 16#5和78.3％的Film 16#3構(gòu)成的；G.NTSC#7是由48.3％的Film 16#5和51.7％的Film 16#3構(gòu)成的；H.NTSC#8是由75％的Film 16#5和25％的Film 16#3構(gòu)成的；I.NTSC#9是由1.7％的Film 16#7和98.3％的Film 16#5構(gòu)成的；J.NTSC#10是由38.3％的Film 16#7和71.7％的Film 16#5構(gòu)成的；K.NTSC#11是由55％的Film 16#7和45％的Film 16#5構(gòu)成的；L.NTSC#12是由81.7％的Film 16#7和18.3％的Film 16#5構(gòu)成的；M.NTSC#13是由8.3％的Film 16#1b和91.7％的Film 16#7構(gòu)成的；N.NTSC#14是由35％的Film 16#1b和65％的Film 16#7構(gòu)成的；O.NTSC#15是由61.7％的Film 16#1b和38.3％的Film 16#7構(gòu)成的。從NTSC到Film 16A.Film 16#1是由56.25％的NTSC#1和43.75％的NTSC#2構(gòu)成的；B.Film 16#2是一幅黑“圖像”，(NTSC#3和NTSC#4不須要)；C.Film 16#3是由81.25％的NTSC#5和18.75％的NTSC#6構(gòu)成的；D.Film 16#4是一幅黑“圖像”，(NTSC#7不須要)；E.Film 16#5是由6.25％的NTSC#8和93.75％的NTSC#9構(gòu)成的；F.Film 16#6是一幅黑“圖像”，(NTSC#10和NTSC#11不須要)；G.Film 16#7是由31.25％的NTSC#12和68.75％的NTSC#13構(gòu)成的；H.Film 16#8是一幅黑“圖像”，(NTSC#14和NTSC#15不須要)；用于PAL和Film 16圖像系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)劈圖如圖12所示。其基本序列時(shí)間持續(xù)在此為0.5秒。在此基本序列中含有25幅PAL圖像和16幅Film 16圖像(其中8幅有內(nèi)容圖像，而另8幅是黑“圖像”)。
有關(guān)兩系統(tǒng)圖像區(qū)間與其中心點(diǎn)以及它們的時(shí)間關(guān)系的數(shù)據(jù)也是上述的方法從圖像序列(在所選用的圖示方法中一個(gè)完整序列總對(duì)應(yīng)著360°)的圖像數(shù)中得到的并且可從圖中讀出。PAL和Film 16間轉(zhuǎn)換時(shí)基本序列的每幅圖像的構(gòu)成規(guī)則如下從Film 16到PALA.PAL#1是由91％的Film 16#1和9％的Film 16#15a構(gòu)成的；B.PAL#2是由23％的Film 16#3和77％的Film 16#1構(gòu)成的；C.PAL#3是由55％的Film 16#3和45％的Film 16#1構(gòu)成的；D.PAL#4是由87％的Film 16#3和13％的Film 16#1構(gòu)成的；E.PAL#5是由19％的Film 16#5和81％的Film 16#3構(gòu)成的；F.PAL#6是由51％的Film 16#5和49％的Film 16#3構(gòu)成的；G.PAL#7是由83％的Film 16#5和17％的Film 16#3構(gòu)成的；H.PAL#8是由15％的Film 16#7和85％的Film 16#5構(gòu)成的；I.PAL#9是由47％的Film 16#7和53％的Film 16#5構(gòu)成的；J.PAL#10是由79％的Film 16#7和21％的Film 16#5構(gòu)成的；K.PAL#11是由11％的Film 16#9和89％的Film 16#7構(gòu)成的；L.PAL#12是由43％的Film 16#9和57％的Film 16#7構(gòu)成的；M.PAL#13是由75％的Film 16#9和25％的Film 16#7構(gòu)成的；N.PAL#14是由7％的Film 16#11和93％的Film 16#9構(gòu)成的；O.PAL#15是由39％的Film 16#11和61％的Film 16#9構(gòu)成的；P.PAL#16是由71％的Film 16#11和29％的Film 16#9構(gòu)成的；Q.PAL#17是由3％的Film 16#13和97％的Film 16#11構(gòu)成的；R.PAL#18是由35％的Film 16#13和65％的Film 16#11構(gòu)成的；S.PAL#19是由67％的Film 16#13和33％的Film 16#11構(gòu)成的；T.PAL#20是由99％的Film 16#13和1％的Film 16#11構(gòu)成的；U.PAL#21是由31％的Film 16#15和69％的Film 16#13構(gòu)成的；V.PAL#22是由63％的Film 16#15和37％的Film 16#13構(gòu)成的；W.PAL#23是由95％的Film 16#15和5％的Film 16#13構(gòu)成的；X.PAL#24是由27％的Film 16#1b和73％的Film 16#15構(gòu)成的；Y.PAL#25是由59％的Film 16#1b和41％的Film 16#15構(gòu)成的。從PAL到Film16A.Film 16#1是由71.9％的PAL#1和28.1％的PAL#2構(gòu)成的；B.Film 16#2是一幅黑“圖像”，(PAL#3不須要)；C.Film 16#3是由59.4％的PAL#4和40.6％的PAL#5構(gòu)成的；D.Film 16#4是一幅黑“圖像”，(PAL#6不須要)；E.Film 16#5是由46.9％的PAL#7和53.1％的PAL#8構(gòu)成的；F.Film 16#6是一幅黑“圖像”，(PAL#9不須要)；G.Film 16#7是由34.4％的PAL#10和65.6％的PAL#11構(gòu)成的；H.Film 16#8是一幅黑“圖像”，(PAL#12不須要)；I.Film 16#9是由21.9％的PAL#13和78.1％的PAL#14構(gòu)成的；J.Film 16#10是一幅黑“圖像”，(PAL#15不須要)；K.Film 16#11是由59.4％的PAL#16和90.6％的PAL#17構(gòu)成的；L.Film 16#12是一幅黑“圖像”，(PAL#18和PAL#9不須要)；M.Film 16#13是由96.9％的PAL#20和3.1％的PAL#21構(gòu)成的；N.Film 16#14是一幅黑“圖像”，(PAL#22不須要)；O.Film 16#15是由84.4％的PAL#23和15.6％的PAL#24構(gòu)成的；P.Film 16#16是一幅黑“圖像”，(PAL#25不須要)。
圖13給出了用于PAL和Film 24圖像系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)劈圖。其基本序列時(shí)間持續(xù)為0.5秒?；拘蛄兄泻?5幅PAL圖像及24幅Film 24圖像(其中12幅有內(nèi)容圖像和12幅是黑“圖像”)。
時(shí)間區(qū)間及所屬的中心點(diǎn)同樣由圖像序列中圖像數(shù)得出。依照?qǐng)D13中的相應(yīng)圖形表示可找出要產(chǎn)生圖像序列中單個(gè)圖像與輸出圖像序列中時(shí)間相鄰及相重疊圖像之間的時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系。PAL和Film 24間轉(zhuǎn)換時(shí)基本序列的每幅圖像的構(gòu)成規(guī)則如下從Film 24到PAL(以百分比表示)A.PAL#1是由99％的Film 24#1和1％的Film 24#23a構(gòu)成的；B.PAL#2是由47％的Film 24#3和53％的Film 24#1構(gòu)成的；C.PAL#3是由95％的Film 24#3和5％的Film 24#1構(gòu)成的；D.PAL#4是由43％的Film 24#5和57％的Film 24#3構(gòu)成的；E.PAL#5是由91％的Film 24#5和9％的Film 24#3構(gòu)成的；F.PAL#6是由39％的Film 24#7和61％的Film 24#5構(gòu)成的；G.PAL#7是由87％的Film 24#7和13％的Film 24#5構(gòu)成的；H.PAL#8是由35％的Film 24#9和65％的Film 24#7構(gòu)成的；I.PAL#9是由83％的Film 24#9和17％的Film 24#7構(gòu)成的；J.PAL#10是由31％的Film 24#11和69％的Film 24#9構(gòu)成的；K.PAL#11是由79％的Film 24#11和21％的Film 24#9構(gòu)成的；L.PAL#12是由27％的Film 24#13和73％的Film 24#11構(gòu)成的；M.PAL#13是由75％的Film 24#13和25％的Film 24#11構(gòu)成的；N.PAL#14是由23％的Film 24#15和77％的Film 24#13構(gòu)成的；O.PAL#15是由71％的Film 24#15和29％的Film 24#13構(gòu)成的；P.PAL#16是由19％的Film 24#17和81％的Film 24#15構(gòu)成的；Q.PAL#17是由67％的Film 24#17和33％的Film 24#15構(gòu)成的；R.PAL#18是由15％的Film 24#19和85％的Film 24#17構(gòu)成的；S.PAL#19是由63％的Film 24#19和37％的Film 24#17構(gòu)成的；T.PAL#20是由11％的Film 24#21和89％的Film 24#19構(gòu)成的；U.PAL#21是由59％的Film 24#21和41％的Film 24#19構(gòu)成的；V.PAL#22是由7％的Film 24#23和93％的Film 24#21構(gòu)成的；W.PAL#23是由55％的Film 24#23和45％的Film 24#21構(gòu)成的；X.PAL#24是由3％的Film 24#1b和97％的Film 24#23構(gòu)成的；Y.PAL#25是由51％的Film 24#1b和49％的Film 24#23構(gòu)成的。從PAL到Film 24(百分比表示)A.Film 24#1是由97.9％的PAL#1和2.1％的PAL#2構(gòu)成的；B.Film 24#2是一幅黑“圖像”；C.Film 24#3是由89.6％的PAL#3和10.4％的PAL#4構(gòu)成的；D.Film 24#4是一幅黑“圖像”；E.Film 24#5是由81.2％的PAL#5和18.8％的PAL#6構(gòu)成的；F.Film 24#6是一幅黑“圖像”；G.Film 24#7是由72.9％的PAL#7和27.1％的PAL#8構(gòu)成的；H.Film 24#8是一幅黑“圖像”；I.Film 24#9是由64.6％的PAL#9和35.4％的PAL#10構(gòu)成的；J.Film 24#10是一幅黑“圖像”；K.Film 24#11是由56.2％的PAL#11和43.8％的PAL#12構(gòu)成的；L.Film 24#12是一幅黑“圖像”；M.Film 24#13是由47.9％的PAL#1和52.1％的PAL#14構(gòu)成的；N.Film 24#14是一幅黑“圖像”；O.Film 24#15是由39.6％的PAL#15和60.4％的PAL#16構(gòu)成的；P.Film 24#16是一幅黑“圖像”；Q.Film 24#17是由31.3％的PAL#17和68.7％的PAL#18構(gòu)成的；R.Film 24#18是一幅黑“圖像”；S.Film 24#19是由22.9％的PAL#19和77.1％的PAL#20構(gòu)成的；T.Film 24#20是一幅黑“圖像”；U.Film 24#21是由14.6％的PAL#21和85.4％的PAL#22構(gòu)成的；V.Film 24#22是一幅黑“圖像”；W.Film 24#23是由6.3％的PAL#23和93.7％的PAL#24構(gòu)成的；及X.Film 24#24是一幅黑“圖像”，(PAL#25不須要)。
圖14給出了用于NTSC和Film 60圖像系統(tǒng)間圖像轉(zhuǎn)換的組合旋轉(zhuǎn)劈圖。基本序列中含有1幅NTSC圖像(域)及2幅Film 60圖像(幀)，其中后者交替出現(xiàn)有內(nèi)容圖像和黑“圖”。圖像區(qū)間長(zhǎng)度，中心點(diǎn)位置以及兩基本圖像序列的時(shí)間關(guān)系可直接由基本圖像序列中圖像數(shù)的組合得出并可從圖14中容易看出。
由此可得出如下由相應(yīng)輸出序列來(lái)生成中的相應(yīng)目標(biāo)序列中各圖像規(guī)則從Film 60到NTSCNTSN#1由75％Film 60#1和25％Film 60#1b組成。從NTSC到Film 60A.Film 60#1由75％NTSN#1和25％的NTSC#1a組成。B.Film 60#2是一幅黑圖。
在此，這兩個(gè)基本圖像序列與作為計(jì)算基礎(chǔ)的組合“旋轉(zhuǎn)劈”圖是同時(shí)啟動(dòng)的。這雖是圖像相對(duì)分配的一個(gè)特殊情況，然而卻是值得采用的，因?yàn)橹挥性谶@種情況下才能保證電影的開(kāi)端在轉(zhuǎn)換前后的同步性。當(dāng)然也應(yīng)允許基本圖像序列相對(duì)分配的輕微變動(dòng)，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)某種特定轉(zhuǎn)換情況的優(yōu)化。由此產(chǎn)生的兩基本圖像序列間的偏移也相應(yīng)導(dǎo)致了新的圖像中心以及變化了的加權(quán)因子(但目標(biāo)系統(tǒng)第一幅圖像與時(shí)間上相應(yīng)輸出圖像序列中圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不能變。它是由同步開(kāi)始的圖像序列得來(lái)的)。當(dāng)公式中所給的圖像中心是通過(guò)組合“旋轉(zhuǎn)劈”圖求得的，而圖中又考慮到了兩基本圖像序列間的偏移，則上述所給出的加權(quán)因子計(jì)算公式可保持不變。圖15給出了NTSC-PAL轉(zhuǎn)換的圖例。
變通的方法是保留上述所得出的圖像中心而通過(guò)考慮了偏移的計(jì)算公式來(lái)求出加權(quán)因子。此時(shí)的公式為Cj，s＝1-|tj-(ti+d)|/(tj+1-tj)Cj+1，s＝1-|tj+1-(ti+d)|/(tj+1-tj)其中，d＝偏移，增量。
位移量d在此定義為目標(biāo)系統(tǒng)的基本圖像序列的起始點(diǎn)相對(duì)其輸出系統(tǒng)該點(diǎn)的推移。正數(shù)符號(hào)表示順時(shí)針偏移。依此，圖15中PAL基本圖像序列相對(duì)與NTSC基本圖像序列的偏移為+24°。這類(lèi)偏移不應(yīng)由要產(chǎn)生的基本圖像序列中的第一幅圖像而引起輸出圖像序列圖像分配本身的改變。因此目標(biāo)系統(tǒng)中第一幅圖像中心的偏移僅限于由兩幅時(shí)間上相關(guān)聯(lián)的輸出圖像系統(tǒng)圖像的中心所定義的范圍內(nèi)。由此，對(duì)于圖15所示的轉(zhuǎn)換情況，偏移應(yīng)限于從-6 °到+54 °的范圍內(nèi)。
原始圖像系統(tǒng)中的圖像按照上述方式所給出的比例傳輸?shù)叫碌膱D像系統(tǒng)中去。兩圖像系統(tǒng)間的傳輸包含兩個(gè)步驟對(duì)要傳輸?shù)膱D像的準(zhǔn)備和實(shí)際的圖像轉(zhuǎn)換。
對(duì)要傳輸資料的準(zhǔn)備是對(duì)資料中所缺少的視覺(jué)信息進(jìn)行重建。對(duì)“隔行掃描”電視圖像有必要在轉(zhuǎn)換前先將在黑線中所缺的部分重建，因?yàn)槊糠娨晥D像都是“隔行”(柵狀)的圖像。對(duì)此，有已知的重建缺少圖像的方法，它被應(yīng)用于從電視圖像序列中得出一幅靜止(“凍結(jié)幀”)圖像(在本專(zhuān)利申請(qǐng)中也將電視圖像域稱(chēng)為電視圖像)。
對(duì)于圖像轉(zhuǎn)換步驟而言，至少存在兩種轉(zhuǎn)換方法一種是雙重曝光方法。在從一種圖像序列到另一種圖像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換時(shí)，可將原始圖像系統(tǒng)中兩張相鄰的圖像使用光學(xué)打印機(jī)以不同的曝光(相對(duì)于上述所給的加權(quán)因子及比例的曝光時(shí)間或強(qiáng)度)打在新圖像系統(tǒng)中的一個(gè)畫(huà)面上。
在從一種電視圖像系統(tǒng)到另一個(gè)電視圖像系統(tǒng)作傳輸時(shí)，可將來(lái)自電視圖像系統(tǒng)輸出端的兩張相鄰的重建過(guò)的電視圖像以不同電子信號(hào)幅度(相對(duì)于上述所給的計(jì)算方法及比例)混合成新圖像系統(tǒng)中的一幅畫(huà)面。
圖16給出了一個(gè)工作于數(shù)字方式的轉(zhuǎn)換裝置100的功能組件示意框圖。它用于從一個(gè)以第一圖像交換頻率fs錄制在第一記錄媒體Ms上的第一圖像序列S到以第二圖像交換頻率fT錄制在第二記錄媒體MT上的第二圖像序列T的轉(zhuǎn)換。
在此設(shè)定用一臺(tái)NTSC電視攝像機(jī)101以每秒標(biāo)稱(chēng)值30(實(shí)際60)幅圖像的圖像速率在錄像帶上產(chǎn)生電視錄像S。它被送給轉(zhuǎn)換裝置100。
該轉(zhuǎn)換裝置包含一臺(tái)同樣按NTSC制式工作的重放設(shè)備(第一錄像機(jī))102，它帶有一個(gè)控制構(gòu)件102a，一個(gè)中央時(shí)標(biāo)103，其輸出端與余下構(gòu)件的控制輸入端(108和109以及攝像機(jī)101例外，還有重放設(shè)備112，它不屬于轉(zhuǎn)換裝置100)相連接，一個(gè)中央處理單元(微控制器)104，一個(gè)輸入端與電視攝像機(jī)102數(shù)據(jù)輸出端相連接的第一串行全圖像存儲(chǔ)器105和一個(gè)輸入端與第一存儲(chǔ)器105數(shù)據(jù)輸出端相連接的第二串行全圖像存儲(chǔ)器106。該轉(zhuǎn)換裝置還進(jìn)一步包含了一個(gè)與存儲(chǔ)器105和106數(shù)據(jù)輸出端及中央處理單元104的輸出端相連接的，帶有兩個(gè)分立可控通道107a，107b的，專(zhuān)用于此的數(shù)字混合裝置107，一個(gè)輸入端于混合裝置數(shù)據(jù)輸出端相連接的第三串行全圖像存儲(chǔ)器110，一個(gè)與處理單元輸入端相連接的輸入鍵盤(pán)108，一臺(tái)與處理單元輸出端相連接的顯示器109以及一臺(tái)帶有控制構(gòu)件111a的，按PAL制式工作的錄放設(shè)備(第二錄像機(jī))111。
一盤(pán)用該錄像機(jī)111在PAL制式下以每秒標(biāo)稱(chēng)值25(實(shí)際50)幅圖像錄制成目標(biāo)圖像序列T的錄像帶，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換裝置100給出后，最終可供PAL重放設(shè)備112放映。
在轉(zhuǎn)換過(guò)程開(kāi)始之前先將錄像帶Ms放入錄像機(jī)102中，通過(guò)輸入鍵盤(pán)108設(shè)置相應(yīng)前述NTSC-PAL轉(zhuǎn)換的程序并視情況調(diào)整控制參數(shù)(如偏移量等)。然后則啟動(dòng)時(shí)標(biāo)103以及(通過(guò)它同步地)啟動(dòng)錄像機(jī)102來(lái)重放且啟動(dòng)錄像機(jī)111來(lái)錄制。
錄像機(jī)102的重放工作是由處理單元104(在外部時(shí)鐘103的共同作用下)控制的。它工作在允許與處理單元104，圖像存儲(chǔ)器105，106，110一起單幅處理圖像的狀態(tài)下。同樣受處理單元104所控，每次從錄像機(jī)102給入一幅(第j幅)圖像到第一全圖像存儲(chǔ)器105。它在接下來(lái)所到來(lái)的源圖像序列圖像(第[j+1]幅)呈現(xiàn)于錄像機(jī)102之際被轉(zhuǎn)存到第二全圖像存儲(chǔ)器。與此同時(shí)，第(j+1)幅圖像被存入存儲(chǔ)器105。這樣，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上都以適用于數(shù)字處理的存儲(chǔ)形式準(zhǔn)備好了兩幅源錄像S中圖像，用以合成第i幅目標(biāo)圖像。
當(dāng)兩存儲(chǔ)器105和106存圖完畢后，處理單元104在時(shí)標(biāo)103的時(shí)鐘信號(hào)控制下，從第j拍起計(jì)算出NTSC制式下第j幅和第(j+1)幅圖像的加權(quán)系數(shù)Cj，s和Cj+1，s，用來(lái)合成PAL制式的第i幅圖像。完成此步驟的轉(zhuǎn)換程序是以表的形式置于存儲(chǔ)器104a中。與此同時(shí)，處理單元還相應(yīng)地調(diào)整了通道107a和107b的信號(hào)幅度值。然后，存儲(chǔ)器105和106中的內(nèi)容被加權(quán)以調(diào)整后的幅度并在混合裝置107中按象素相加。計(jì)算結(jié)果被存入第三全圖像存儲(chǔ)器110。在這里，以此方式合成的PAL圖像序列中的第i幅圖像，按時(shí)標(biāo)103的節(jié)拍信號(hào)由第二錄像機(jī)111錄制下來(lái)。
合成的圖像可在顯示器109上觀察到。如有必要，也可通過(guò)鍵盤(pán)108對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行人工干預(yù)。
所述處理進(jìn)程不斷重復(fù)，直至整個(gè)以NTSC制式提供的圖像序列(一部“影片”)以PAL制重新錄完為至。相反方向的圖像轉(zhuǎn)換PAL-NTSC，過(guò)程與此類(lèi)似。同樣地，在考慮了特殊的，由程序確定的轉(zhuǎn)換參數(shù)的前提下，計(jì)算機(jī)圖像方式之間的轉(zhuǎn)換也是如此。
圖17是部分按傳統(tǒng)攝影技術(shù)方法工作的轉(zhuǎn)換裝置200的功能組件示意框圖。它用于從一個(gè)以第一圖像交換頻率fs″和相應(yīng)的圖像區(qū)間Is′錄制在第一記錄媒體Fs′上的第一圖像序列S′到以第二圖像交換頻率fT和相應(yīng)的圖像區(qū)間IT錄制在第二記錄媒體FT上的第二圖像序列T′的轉(zhuǎn)換。
在此假設(shè)用一臺(tái)Film 16攝影機(jī)201以每秒16幅圖像的圖像速率在片帶Fs′上產(chǎn)生記錄電影S′。它被送給轉(zhuǎn)換裝置200。
與以上所述裝置100的組成形式相似，該轉(zhuǎn)換裝置包含了一個(gè)時(shí)標(biāo)202，一個(gè)中央處理單元(微控制器)203，一個(gè)轉(zhuǎn)換表存儲(chǔ)器203a，一個(gè)與處理單元203輸入端相連接的輸入鍵盤(pán)204以及一臺(tái)與處理單元203輸出端相連接的顯示器205。通過(guò)它們可以對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程進(jìn)行控制和跟蹤。轉(zhuǎn)換裝置200還進(jìn)一步包含了一個(gè)專(zhuān)用的攝影技術(shù)混合拷貝及雙重曝光裝置206。它的兩個(gè)控制輸入端與中央處理單元203的輸出端相連接。它帶有兩個(gè)時(shí)間上分立可控的曝光裝置206a，206b，一個(gè)用于原影片F(xiàn)s′的傳送裝置206c和一個(gè)用于拷貝影片F(xiàn)T的傳送裝置206d。
一盤(pán)在這樣混合拷貝裝置中，例如用每秒24幅圖像的Film 24標(biāo)準(zhǔn)，將目標(biāo)圖像序列T′拍攝到影片F(xiàn)T上，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換裝置200給出后，最終可供一部Film 24電影機(jī)207放映。
在一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程開(kāi)始之前先將原片帶Fs′放入混合拷貝裝置207中，通過(guò)輸入鍵盤(pán)204設(shè)置處理單元203對(duì)應(yīng)于該轉(zhuǎn)換過(guò)程(相對(duì)于前面詳細(xì)描述的Film 16到Film 24的轉(zhuǎn)換)的程序。然后則啟動(dòng)時(shí)標(biāo)103以及(通過(guò)它同步的)用于原影片和符合Film24標(biāo)準(zhǔn)的待曝光膠片的傳送裝置206c和206d。
通過(guò)對(duì)兩影片的送片的控制，使混合拷貝裝置206可對(duì)單幅圖像作攝影技術(shù)的處理。從而，可使原影片F(xiàn)s′中兩幅相鄰圖像Bj，s′和Bj+1，s′可曝光到待曝光圖像序列圖像Bi，T上。該混合拷貝裝置在構(gòu)造上能使兩幅相鄰原影片中的圖像在任何時(shí)刻都分別位于曝光裝置206和206b之中。它們與一個(gè)雙通道曝光時(shí)間控制器206e相連接。時(shí)間控制器與處理單元203的輸出端相連。
在時(shí)標(biāo)103的時(shí)鐘信號(hào)控制下，處理單元203從第j拍起每次調(diào)用存于存儲(chǔ)器203a中的，用來(lái)合成Film 24制式的第i幅圖像的，F(xiàn)ilm 16制式下第j幅和第(j+1)幅圖像的強(qiáng)度加權(quán)系數(shù)Cj，s′和Cj+1，s′并相應(yīng)計(jì)算曝光裝置206a和206b的曝光時(shí)間。其中數(shù)值j是由一個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器(圖中未標(biāo)出)或一個(gè)置于傳送裝置206c或206d的計(jì)數(shù)器給出的。然后，通過(guò)曝光時(shí)間控制器206e以及曝光裝置206a和206b對(duì)目標(biāo)序列T′的第i圖像進(jìn)行曝光并將片帶向前傳送。
所述處理進(jìn)程不斷重復(fù)，直至整個(gè)以Film 16制式提供的圖像序列以Film24制式重新攝完為至。相反方向的圖像轉(zhuǎn)換過(guò)程與此類(lèi)似。同樣地，在考慮了特殊的，由程序確定的轉(zhuǎn)換參數(shù)的前提下，計(jì)算機(jī)圖像方式之間的轉(zhuǎn)換也是如此。同樣的也還有Film 24和Film 60之間的轉(zhuǎn)換。
在所述的裝置中還可另外加入一個(gè)用于錄制合成圖像的電視錄像裝置。通過(guò)顯示器205的重放和鍵盤(pán)的控制可以用來(lái)對(duì)混合過(guò)程進(jìn)行有選擇的人工干預(yù)。
曝光裝置也可設(shè)計(jì)成一個(gè)強(qiáng)度可控的裝置，在此裝置中加權(quán)因子通過(guò)對(duì)應(yīng)于其數(shù)值使光減弱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于如圖16和圖17所示的裝置，其處理單元以及所屬外圍設(shè)備可以是一個(gè)特殊的，在一定情況下接時(shí)標(biāo)的，微處理機(jī)控制的構(gòu)件，如一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。
處理及/或生成提供于影片材料上的圖像序列(包括錄像-電影，電影-錄像和電影-電影的轉(zhuǎn)換)按照類(lèi)似圖17所示的裝置通過(guò)數(shù)字方式也是可行的。為此，要視具體情況在輸入端增設(shè)有一個(gè)A/D圖像轉(zhuǎn)換器(類(lèi)如電影放映機(jī)和錄像機(jī)或?yàn)殇浿仆队皥D像將錄像面至于投影面的CCD-陣列)并/或在輸出端增設(shè)一臺(tái)為錄制合成圖像序列的電影技術(shù)前端裝置，譬如一臺(tái)(分辨率盡可能高的)顯示器。對(duì)于聯(lián)有D/A轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，可視情況采用特殊的(也是對(duì)此類(lèi)應(yīng)用為人熟知的)數(shù)控激光和全息曝光裝置以及光學(xué)打印機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種圖像轉(zhuǎn)換方法，用來(lái)產(chǎn)生具有第二圖像交換頻率以及相應(yīng)的第二圖像區(qū)間的第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)，該第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)是從具有第一圖像交換頻率以及相應(yīng)的第一圖像區(qū)間的第一圖像序列中得來(lái)的，由此產(chǎn)生的圖像序列適宜給觀察者以時(shí)間維事件的視覺(jué)效果，在目標(biāo)圖像序列中，至少有一部分圖像是通過(guò)起碼兩幅源圖像序列中時(shí)間相鄰的圖像逐一用強(qiáng)度加權(quán)疊加而得到的，該方法的特征為目標(biāo)圖像序列的所有圖像均是通過(guò)至少兩幅源圖像序列的圖像，先分別計(jì)算其強(qiáng)度加權(quán)因子，再加權(quán)疊加而得到的。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征為一幅圖像在時(shí)間進(jìn)程中所處的位置是由一個(gè)時(shí)間區(qū)間特征點(diǎn)的位置來(lái)表示的，依此，圖像在傳輸或重放時(shí)，以屆時(shí)給定的傳輸或重放制式在圖像序列中出現(xiàn)。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征為特征點(diǎn)是時(shí)間區(qū)間的中點(diǎn)。
4.依據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征為通過(guò)一個(gè)時(shí)標(biāo)確定了源圖像及要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列的共同起始時(shí)間和時(shí)間進(jìn)程；源圖像及要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列中每一幅圖像的位置是在時(shí)間進(jìn)程中求得的；對(duì)于目標(biāo)圖像序列中每一幅要產(chǎn)生的圖像，其在時(shí)間進(jìn)程中的位置是通過(guò)源圖像序列中鄰近的若干幅圖像求得的，尤其是通過(guò)鄰近的兩幅圖像；源圖像序列中的相鄰圖像與要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列中圖像時(shí)間區(qū)間的時(shí)間距離或偏移，是根據(jù)它們特征點(diǎn)求得的；對(duì)于源圖像序列中相鄰圖像中的每一幅圖像都計(jì)算出一個(gè)圖像特定的，規(guī)一化了的強(qiáng)度加權(quán)因子，它與源圖像序列中圖像的時(shí)間區(qū)間到要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列中圖像時(shí)間區(qū)間的時(shí)間距離或偏移有關(guān)。并且，要產(chǎn)生的目標(biāo)圖像序列中的圖像是由源圖像序列中相鄰圖像乘以相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度加權(quán)因子后再相疊加而生成的。
5.依據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為源圖像序列是存儲(chǔ)在一種記錄媒質(zhì)上的，且/或目標(biāo)圖像序列是存儲(chǔ)在一種記錄媒質(zhì)上的。
6.依據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為圖像的疊加是通過(guò)以數(shù)字形式提供的圖像進(jìn)行象素相加來(lái)完成的，其中，相加信號(hào)的幅度是根據(jù)相應(yīng)的強(qiáng)度加權(quán)因子加以調(diào)整的。
7.依據(jù)權(quán)利要求5及6的方法，其特征為對(duì)以模擬形式，尤其是通過(guò)機(jī)械攝影方式獲取的錄制資料，在作疊加前先進(jìn)行了數(shù)字化。
8.依據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征為圖像疊加是通過(guò)對(duì)記錄媒質(zhì)上的一幅畫(huà)面用源圖像序列的相鄰圖像多次曝光來(lái)完成的。其中曝光強(qiáng)度與/或曝光時(shí)間是按相應(yīng)的強(qiáng)度加權(quán)因子加以調(diào)整的。
9.依據(jù)權(quán)利要求2至8之一的方法，其特征為目標(biāo)圖像序列T中位于特征點(diǎn)ti時(shí)間區(qū)間的新合成的第i幅圖像是由與該時(shí)間點(diǎn)相鄰的兩幅具有特征時(shí)間點(diǎn)tj及tj+1的源圖像序列S中的圖像Fj，s(tj)和Fj+1，S(tj+1)按下列關(guān)系產(chǎn)生的Fi，T(ti)＝Cj，s×Fj，s(tj)+Cj+1，s×Fj+1，s(tj+1)其中，i和j是整數(shù)，Cj，s，Cj+1，s分別是第j和第j+1個(gè)源圖像的強(qiáng)度加權(quán)系數(shù)，且按下式計(jì)算成規(guī)一化加權(quán)因子Cj，s＝1-(|ti-tj|)/(tj+1-tj)Cj+1，s＝1-(|tj+1-ti|)/(tj+1-tj)。
10.依據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為第二圖像序列是由一個(gè)每次用同樣方式產(chǎn)生的，具有同樣長(zhǎng)度的基本序列所構(gòu)成的，其時(shí)間長(zhǎng)度是以能包含第一和第二圖像序列的盡可能小的整數(shù)幅圖像來(lái)確定的，用來(lái)產(chǎn)生第二圖像序列中每幅圖像的加權(quán)因子，是根據(jù)第一和第二圖像交換頻率以及第一和第二圖像區(qū)間所計(jì)算出來(lái)的，其中應(yīng)考慮到存在于第一和/或第二圖像序列中的“黑”圖像區(qū)間及/或隔行圖像的情況。
11.一種圖像轉(zhuǎn)換裝置，用來(lái)產(chǎn)生具有第二圖像交換頻率以及相應(yīng)的第二圖像區(qū)間的第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)，該第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)是從具有第一圖像交換頻率以及相應(yīng)的第一圖像區(qū)間的第一圖像序列中得來(lái)的，由此產(chǎn)生的圖像序列適宜給觀察者以時(shí)間維事件的視覺(jué)效果，在目標(biāo)圖像序列中，至少有一部分圖像是通過(guò)起碼兩幅源圖像序列中時(shí)間相鄰的圖像逐一用強(qiáng)度加權(quán)疊加而得到的，該裝置帶有一個(gè)用于以第一圖像交換頻率及第一圖像區(qū)間對(duì)源圖像進(jìn)行傳輸或重放的傳輸或重放裝置；一個(gè)用來(lái)由有選擇地混疊源圖像序列中的圖像而形成作為目標(biāo)圖像序列中圖像的混合圖像的混合裝置；一個(gè)用于作為混合裝置以第二圖像交換頻率及第二圖像區(qū)間輸出結(jié)果的目標(biāo)圖像序列錄制與傳輸?shù)匿浿苹騻鬏斞b置；一個(gè)用于傳輸和重放，混合與錄制設(shè)備的同步控制的時(shí)標(biāo)和同步裝置。其特征為該裝置設(shè)有一個(gè)與時(shí)標(biāo)和同步裝置相連接的計(jì)算單元，用來(lái)計(jì)算與圖像有關(guān)的強(qiáng)度加權(quán)因子并按時(shí)標(biāo)和同步裝置給出的信號(hào)進(jìn)行源圖像序列圖像的疊加，它還設(shè)有一個(gè)具有可對(duì)每個(gè)混合過(guò)程中的加權(quán)因子逐一調(diào)節(jié)其控制器的混合裝置，該控制器與上述計(jì)算單元的輸出端相連接。
12.依據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征為為了每次能夠暫存目標(biāo)圖像序列中兩幅圖像中的至少一幅，起碼應(yīng)設(shè)有一電子圖像存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)輸出端與混合裝置相連接，并且該混合裝置是為實(shí)現(xiàn)以數(shù)字方式提供的圖像內(nèi)容象素相加而設(shè)的。
13.依據(jù)權(quán)利要求11或12的裝置，其特征為混合裝置以電子圖像存儲(chǔ)器接有一個(gè)對(duì)模擬錄制的圖像進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)字化前端裝置。
14.依據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征為該混合裝置設(shè)計(jì)為帶有兩個(gè)分立可控曝光單元的光學(xué)拷貝裝置。其控制輸入端與計(jì)算單元的輸出端相連接，記錄在第一記錄媒質(zhì)上的源圖像序列的相鄰圖像是由拷貝裝置導(dǎo)入的，并按相應(yīng)的加權(quán)因子來(lái)調(diào)節(jié)的曝光強(qiáng)度和/或時(shí)間曝光于第二個(gè)記錄媒質(zhì)上的。
15.依據(jù)權(quán)利要求11至13的裝置，其特征為電子圖像混合裝置擬聯(lián)接光學(xué)打印機(jī)。
全文摘要
一種圖像轉(zhuǎn)換方法,用來(lái)產(chǎn)生具有第二圖像交換頻率以及相應(yīng)的第二圖像區(qū)間的第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列),該第二圖像序列(目標(biāo)圖像序列)是從具有第一圖像交換頻率以及相應(yīng)的第一圖像區(qū)間的第一圖像序列中得來(lái)的,由此產(chǎn)生的圖像序列適宜給觀察者以時(shí)間維事件的視覺(jué)效果,在目標(biāo)圖像序列中,至少有一部分圖像是通過(guò)起碼兩幅源圖像序列中時(shí)間相鄰的圖像逐一用強(qiáng)度加權(quán)疊加而得到的。
文檔編號(hào)G03B27/02GK1174645SQ9419522
公開(kāi)日1998年2月25日 申請(qǐng)日期1994年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月6日
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