Устройство и способ кодирования и сохранения цифровых изображений и звуковых сигналов

Устройство и способ кодирования и сохранения цифровых изображений и звуковых сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области кодирования цифровых изображений и звуковой информации. В частности, настоящее изобретение относится к устройству и способу кодирования цифровых изображений и звуковой информации в системе цифровой кинематографии. Кроме того, изобретение относится к кодированию, сжатию, шифрованию, сохранению, распаковке, расшифровке и управляемому воспроизведению электронных аудиовизуальных программ, осуществляемому с центрального устройства посредством множества кинопроекторов или систем воспроизведения.

Описание уровня техники

В течение нескольких десятилетий кинопромышленность находилась в определенной зависимости от процессов копирования, распространения и демонстрации кинофильмов на целлулоидной пленке, которые необходимы для обеспечения доставки художественных кинопрограмм в различные кинотеатры, географически разбросанные по всей стране и миру. Способы и средства распределения киноматериалов на пленке остались в значительной степени прежними.

Существующий в настоящее время процесс копирования и распространения кинофильмов на пленке изображен на Фиг.1. Копирование кинофильмов обычно начинают с оригинального негатива исключительно высокого качества. После того, как выполнен процесс создания оригинала кинофильма, посредством киномонтажного пульта 52, имеющегося в киностудии 50, создают мастер-копию кинофильма. Из этой мастер-копии кинофильма посредством устройства 54 копирования кинофильмов (контратипирования) создают так называемый негатив, предназначенный для распространения, из которого создают множество копий кинофильма (известных как "позитивы"). В зависимости от требуемого объема тиража или количества копий кинофильма, предназначенных для распространения, могут существовать еще и дополнительные промежуточные операции, либо на каждом этапе могут создавать множество копий. Распространение позитивов кинофильма по различным кинотеатрам, например его доставку в кинотеатр 56, осуществляют посредством курьеров и других физических средств. В кинотеатре 56 демонстрацию кинофильма осуществляют путем проецирования изображений с кинопленки на поверхность экрана с использованием кинопроектора 58. Обычно в этой традиционной системе создают многодорожечную фонограмму посредством системы 51 монтажа фонограммы и впечатывают ее в кинопленку вместе с изображениями из кинофильма таким образом, чтобы воспроизведение этой фонограммы фильма можно было осуществить посредством звуковой системы 57 кинотеатра синхронно по времени с кинофильмом, демонстрируемым в кинотеатре посредством системы кинопроектора.

Несмотря на то, что изображенный на Фиг.1 процесс распространения функционирует достаточно хорошо, имеют место органически присущие ему ограничения. Вследствие использования целлулоида в качестве материала для кинопленки и наличия ограничений по полосе частот для носителей информации на пленке, имеют место ограничения возможностей обеспечения высококачественного воспроизведения многоканальных фонограмм. Помимо этого, возникают большие затраты на изготовление большого количества копий кинофильма, стоимость которых может составлять несколько сотен долларов на каждый полнометражный фильм. Также имеют место затраты, сложности и задержки, связанные с физической доставкой больших коробок с кинофильмами на целлулоидной пленке в большое и растущее количество кинотеатров. К тому же, в отрасли экономики, связанной с кинотеатрами, существует растущая тенденция увеличения количества так называемых "многозальных" ("multiplex") кинотеатров, в которых в одном кинотеатре находится или сгруппировано вместе множество зрительных залов для демонстрации кинофильмов. В каждом зрительном зале может быть осуществлена демонстрация отдельного кинофильма, при этом в других зрительных залах многозального комплекса одновременно осуществляют демонстрацию других кинофильмов.

Вследствие наличия большого количества изготовленных копий становится все более сложным предотвратить нелегальное копирование и воровство киноматериалов. Согласно оценкам, ежегодные потери доходов в кинопромышленности из-за контрафакции и воровства составляют миллиарды долларов. Кроме того, существует тенденция ухудшения качества материала копии кинофильма с течением времени, что обусловлено осаждением пыли, износом, колебаниями температуры и другими известными факторами. Наконец, имеют место затраты на мероприятия по охране окружающей среды и иные расходы, связанные с возможным разрушением материала кинопленки, который может содержать в себе опасные вещества, утилизация которых регламентирована законодательством.

Новые и вновь возникающие технологии позволяют создавать альтернативные подходы к решению существующих проблем при распространении кинофильмов. Например, теперь стали доступными способы передачи информации через спутники, хотя в настоящее время они не являются выгодными с коммерческой точки зрения для распространения высококачественных аудиовизуальных (АВ) (AV) материалов. Поскольку распространение кинопрограмм представляет собой, по существу, особый тип вещания на всю территорию континента, то способ распространения посредством спутников, обладающий свойственными ему преимуществами вещания на такую большую территорию, оказывается, в конечном счете, целесообразным для распространения кинофильмов. Однако для передачи высококачественного АВ сигнала в "реальном масштабе времени" необходима скорость передачи данных (в битах в секунду) порядка 1,5 миллиардов бит в секунду. Чтобы обеспечить такую высокую скорость передачи данных даже для передачи лишь одной программы, необходима пропускная способность, эквивалентная пропускной способности целого спутника, что является чрезмерно дорогостоящим. Кроме того, альтернативные технологии распространения не могли обеспечить такое качество изображения и яркость проецирования, которое получают при использовании целлулоидной кинопленки. В конкурирующих технологиях обычно используют аудиовизуальные (АВ) сигналы, записанные на различных магнитных или оптических носителях, которые отображают на экранах видеомониторов, телевизоров или посредством проекционной аппаратуры. Вследствие наличия ограничений по полосе частот эти технологии не обеспечивают качества, которое соответствует качеству кинофильма.

Помимо обеспечения возможности передачи необходимой информации через спутник, необходимо осуществлять отображение полученной информации с использованием не существовавшего ранее высококачественного проекционного устройства. Кроме того, реализация спутниковой системы передачи и приема является дорогостоящей задачей, и этот способ коренным образом отличается от существующих в настоящее время способов распространения и демонстрации кинофильмов. Понятно, что на первоначальном этапе наличие таких коренных отличий может оказаться неприемлемым с коммерческой точки зрения.

К тому же, достижения в области цифровых технологий привели к появлению революционной концепции распространения, в которой хранение материала кинопрограммы осуществляют в электронном виде в цифровом формате, а не на оптических носителях в виде кинопленки. Распространение цифровых изображений может быть выполнено на различных магнитных носителях или на компактных оптических дисках, либо посредством передачи по системам проводной, волоконно-оптической, беспроводной или спутниковой связи. Существует множество форматов хранения данных в постоянных запоминающих устройствах на универсальных цифровых видеодисках, DVD-ROM (DVD-ROM), имеющих емкость памяти в диапазоне от, приблизительно, 4,5 гигабайт (Гбайт) до, приблизительно, 18 Гбайт. Форматы хранения данных в DVD-ROM, объем памяти которых превышает, приблизительно, 9 Гбайт, реализуют посредством двусторонних дисков. Таким образом, для обеспечения доступа к информации, хранящейся на второй стороне диска DVD-ROM с высокой емкостью памяти, необходимо вручную переворачивать диски.

Для сохранения кинофильма, продолжительность которого составляет, в среднем, два часа, при средней скорости передачи сжатой видеоинформации в битах, равной, приблизительно, 40 мегабит в секунду для дорожки записи изображений и, приблизительно, восемь мегабит в секунду - для звуковой и управляющей информации, необходим объем памяти, составляющий, в среднем, около 45 гигабайт (Гбайт). Таким образом, для обеспечения достаточной емкости памяти в случае двухчасового кинофильма необходимо использовать множество дисков DVD-ROM даже в варианте осуществления посредством диска DVD-ROM с высокой емкостью памяти.

Кроме того, для воспроизведения обычного двухчасового кинофильма необходимо обеспечить вывод информации с DVD-ROM со скоростью, приблизительно, 6 мегабайт в секунду или, приблизительно, 48 мегабит в секунду. Несмотря на то, что существуют некоторые устройства DVD-ROM с объявленной в рекламе скоростью передачи данных 8 мегабайт в секунду, какие-либо сведения о качестве и надежности таких устройств отсутствуют. Таким образом, нет никакой гарантии того, что подобные устройства DVD-ROM могут с достаточной степенью надежности поддерживать скорость передачи данных 6 мегабайт в секунду.

В настоящее время осуществляют разработку алгоритмов сжатия, обеспечивающих снижение требований к скорости передачи данных для сохранения изображений высокого качества в электронном виде. В одном из способов динамического цифрового сжатия изображений, который может обеспечить существенную степень сжатия данных при сохранении качества изображения в сигнале, используют закодированные посредством дискретного косинусного преобразования (ДКП) (DCT) блоки и субблоки данных о коэффициенте, имеющие адаптивно изменяемый размер. Этот способ ниже именуют способом дискретного косинусного преобразования с адаптивно изменяемым размером блоков (ДКПАИРБ) (ABSDCT). Размеры адаптивно изменяемых блоков выбирают таким образом, чтобы использовать избыточность, которая существует в информации, содержащейся в данных о кадре изображения. Этот способ раскрыт в патенте США №5021891, имеющем название "Способ и система сжатия изображений с адаптивно изменяемым размером блоков" ("Adaptive Block Size Image Compression Method And. System"}, права на который переданы патентовладельцу настоящего изобретения и который включен сюда путем ссылки. Способы ДКП также раскрыты в патенте США № 5107345, имеющем название "Способ и система сжатия изображений с адаптивно изменяемым размером блоков" ("Adaptive Block Size Image Compression Method And System"), права на который переданы патентовладельцу настоящего изобретения и который включен сюда путем ссылки. Кроме того, в патенте США №5452104, имеющем название "Способ и система сжатия изображений с адаптивно изменяемым размером блоков" ("Adaptive Block Size Image Compression Method And System"), права на который также переданы патентовладельцу настоящего изобретения и который включен сюда путем ссылки, рассмотрен вариант применения способа ДКПАИРБ в совокупности со способом дискретного преобразования с использованием дерева квадрантов. В системах, которые раскрыты в этих патентах, используют внутрикадровое кодирование, при котором кодирование каждого кадра из последовательности изображений осуществляют вне зависимости от содержимого любого другого кадра.

Распространение информации, представляющей собой кинофильмы, с использованием цифрового электронного формата фактически увеличивает потенциальные возможности осуществления быстрого, дешевого копирования без ухудшения качества. Однако наряду с "простотой копирования", которая связана с наличием цифровой технологии, существуют и способы шифрования, обеспечивающие такое кодирование информации, которое предотвращает распространение полезной информации лицам, не обладающим надлежащими полномочиями.

Создание таких технологий, как способ сжатия ДКПАИРБ, усовершенствованной проекционной аппаратуры и электронных способов шифрования обеспечивает возможность осуществления системы "цифровой кинематографии". В общей формулировке термин "цифровая кинематография" относится к электронному распространению и демонстрации высококачественных кинопрограмм, которые были преобразованы в электронный цифровой вид для их хранения, передачи и показа. Посредством системы цифровой кинематографии могут быть преодолены многие из ограничений существующего в настоящее время процесса распространения кинофильмов. Цифровая система не подвержена воздействию процесса ухудшения качества с течением времени, которое наблюдается в случае целлулоидной кинопленки. Кроме того, цифровая система фактически устраняет возможность воровства и нелегального копирования целлулоидной кинопленки, и дополнительно обеспечивает возможность осуществления мер защиты данных непосредственно в самой цифровой системе. Однако до настоящего времени в кинопромышленности или в родственных областях техники не была осуществлена разработка всей системы цифровой кинематографии целиком.

Для этого необходимо решить несколько оставшихся проблем и задач. Для новых систем цифровой кинематографии необходимо обеспечить создание усовершенствованных способов защиты данных, которые предотвращают возможность их кражи из кинотеатров. В попытке обеспечить большую экономическую отдачу создают большие комплексы кинотеатров с множеством зрительных залов, что приводит к наличию более сложных расписаний киносеансов и к наличию большого количества мест, в которых осуществляют демонстрацию данного кинофильма. Для этого может потребоваться пересылка в кинотеатры большого количества дополнительных электронных копий для их демонстрации, что связано с наличием сложностей и эксплуатационных расходов при использовании существующих в настоящее время способов.

Каналы и способы распространения до сих пор определяются описанными выше старыми способами копирования и распространения фильмов на целлулоидной кинопленке. Необходимо создание новых способов, обеспечивающих возможность использования всех преимуществ предложенной технологии цифровой кинематографии, уменьшения количества копий, более быстрого выпуска тиража на рынок и обновления выпущенной продукции с одновременным обеспечением повышенной гибкости процедур составления расписаний сеансов и распространения при приемлемых затратах. При этом некоторые продюсеры, студии и администраторы кинотеатров желали бы одновременно усилить централизованный контроль за тиражированием и распространением, а также иметь возможность проникновения на новые рынки. Например, для удовлетворения потребностей растущих рынков для зрителей, говорящих на нескольких языках или на другом языке, желательно иметь возможность того, чтобы кинофильмы и иные аудиовизуальные программы, предназначенные для показа, были снабжены фонограммами, выбор которых может быть осуществлен из нескольких вариантов, что является более рентабельным способом.

Необходимо осуществить объединение определенной технологии с устройством и способом кодирования, шифрования, хранения и управления цифровыми изображениями и фонограммами. Эти задачи решаются посредством настоящего изобретения, описание которого приведено ниже.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложены устройство и способ кодирования и сохранения сигналов, представляющих, по меньшей мере, видеоинформацию, на носителе информации, а устройство содержит в себе: генератор исходных данных, выполненный таким образом, что осуществляет преобразование закодированных сигналов в цифровую видеоинформацию; устройство сжатия, выполненное таким образом, что осуществляет прием цифровой видеоинформации, поступающей из генератора исходных данных, и сжимает цифровую видеоинформацию, причем в устройстве сжатия используют способ сжатия посредством дискретного косинусного преобразования с адаптивно изменяемым размером блоков; устройство шифрования, выполненное таким образом, что осуществляет прием сжатой цифровой видеоинформации, поступающей из устройства сжатия, и шифрование сжатой цифровой видеоинформации; и запоминающее устройство, выполненное таким образом, что осуществляет прием зашифрованной сжатой цифровой видеоинформации, поступающей из устройства сжатия, и сохранение зашифрованной сжатой цифровой видеоинформации на носителе информации. Способ, предложенный в изобретении, представляет собой способ кодирования и сохранения сигналов, представляющих на носителе информации, по меньшей мере, видеоинформацию, а способ содержит в себе следующие операции: осуществляют преобразование сигналов в цифровую видеоинформацию; выполняют сжатие цифровой видеоинформации с использованием способа сжатия посредством дискретного косинусного преобразования с адаптивно изменяемым размером блоков; зашифровывают сжатую цифровую видеоинформацию; и сохраняют зашифрованную сжатую цифровую видеоинформацию на носителе информации.

Следовательно, устройство и способ обеспечивают кодирование и шифрование видеоинформации и звуковой информации, представленной, в общем случае, в виде данных программы. Сжатие, шифрование и сохранение данных программы в цифровом виде осуществляют в центральном устройстве или в концентраторе, после чего эти данные готовы для распределения программы по устройствам отображения с большим экраном, которые находятся в одном или в более зрительных залов или в различных кинотеатрах. Данные программы обычно содержат в себе изображения из кинофильма, синхронизированную по времени фонограмму и/или иную соответствующую информацию, например, дорожки с вставленной визуальной информацией, облегчающих восприятие для зрителей с нарушениями зрения, субтитры на иностранном языке и/или для зрителей с нарушениями слуха, рекламные объявления или дорожки с мультимедийными отметками времени. Программный материал может иметь большую продолжительность (например, полнометражный кинофильм), иметь меньшую продолжительность (например, рекламный ролик кинофильма или коммерческая реклама) или представлять собой неподвижное изображение (используемое, например, в рекламных целях или в качестве объявления). Например, для фонограмм и рекламных объявлений, идущих на фоне кинофильма, не обязательно осуществлять синхронизацию звуковых и других соответствующих программ по времени с видеоинформацией или их совместное сохранение.

В центральном концентраторе выполняют обработку информации программы для ее распространения. Для генерации электронных сигналов изображения и звукового сопровождения, полученных из аналоговых или цифровых входных сигналов, может быть использован генератор исходных данных, расположенный либо в центральном концентраторе, либо в ином месте. Генератор исходных данных может содержать в себе телекинопроектор, посредством которого осуществляют генерацию электронного сигнала изображения, и устройство считывания звукового сигнала, посредством которого осуществляют генерацию электронного звукового сигнала. В альтернативном варианте электронный сигнал может быть получен непосредственно из электронной телекамеры или из иного электронного источника, например, из компьютерной системы формирования изображений.

Затем электронные сигналы изображения и звукового сопровождения подвергают обработке посредством устройства сжатия/шифрования. Устройство сжатия/шифрования опять-таки может находиться либо в центральном концентраторе, либо в том же месте, что и генератор исходных данных, например в постановочной студии. Для сохранения видеоинформации и звуковой информации на носителе информации может быть использована известная технология динамического сжатия. Может быть использован такой способ сжатия, как, например, способ ДКПАИРБ, описанный в патентах США №5452104, №5107345 и №5021891. В качестве носителя информации может быть использовано любое электронное запоминающее устройство большой емкости: на магнитной ленте, магнитное или оптическое, например, компакт-диски, универсальные цифровые диски (DVD), накопители на жестких дисках или запоминающие устройства, подключаемые к компьютерной сети. К тому же, вместо этого может быть осуществлена передача некоторой информации по системам проводной, волоконно-оптической, беспроводной или спутниковой связи. Может быть выполнено сжатие звукового сигнала посредством вышеуказанных способов или посредством стандартного алгоритма сжатия цифрового звукового сигнала и его сохранение на аналогичных устройствах.

Способ шифрования содержит в себе использование изменяющихся с течением времени значений электронных ключей и/или последовательностей цифровых управляющих команд, которые подают в авторизованные приемники или кинопроекторы. Кроме того, к сигналу изображения и/или звукового сопровождения могут быть добавлены цифровая подпись или "водяной знак". "Водяной знак" незаметен для обычной зрительской аудитории, но может быть использован для определения источника несанкционированной копии программы при его анализе не в масштабе реального времени или при покадровом воспроизведении. Генерацию информации о расшифровке, необходимой для расшифровки видеоинформации и/или звуковой информации, осуществляют в отдельном устройстве расшифровки с использованием особых секретных ключей, предназначенных для конкретного зрительного зала, и защищенной информации, которые передают в кинотеатр. Шифрование сигналов изображения и звукового сопровождения обычно выполняют раздельно. Путем обработки частей, представляющих собой изображение и звук, в качестве отдельных программ, может быть выполнено объединение различных звуковых программ с видеопрограммами, что обусловлено различными причинами, например наличием различных языков.

Также осуществляют сохранение сжатых и зашифрованных сигналов на носителе информации или обеспечивают их передачу из центрального концентратора. В варианте с передачей сигналов способ модуляции/передачи может предусматривать добавление информации для прямого исправления ошибок и осуществление модуляции потока данных для обеспечения передачи. Передача может быть выполнена через средство проводной или беспроводной связи любого типа, например через наземный кабель, посредством оптических, спутниковых или иных способов, либо через сеть Интернет.

Центральный концентратор дополнительно содержит в себе администратор сети. Администратор сети может содержать в себе управляющие процессоры, осуществляющие управление всеми операциями, выполняемыми как в устройстве кодирования, так и в подсистеме кинотеатра, в том числе, управление функциями сохранения, воспроизведения/отображения, обеспечения защиты данных, а также централизованного контроля/управления и управления сетью. Администратор сети может работать посредством централизованного или распределенного полностью автоматического управления, полуавтоматического управления или посредством ручного вмешательства.

Сохранение материала программы и дополнительной управляющей информации, а также их передачу в подсистемы кинотеатра осуществляют под управлением администратора сети. Администрирование сети также содержит в себе способы контроля, обеспечивающие уведомление подсистем кинотеатра о подлинности переданных программ. Кроме того, предусмотрено наличие способа управления, посредством которого осуществляют управление выборочным сохранением принятой программы в каждой из подсистем кинотеатра.

Имеющееся в подсистеме кинотеатра запоминающее устройство получает носитель (носители) информации из концентратора. Модуль воспроизведения считывает информацию с носителя информации, контролирует наличие ошибок в запомненной информации и выдает запрос на повторную передачу любых частей информации, в которых содержатся ошибки. Для выдачи запроса на повторную передачу устройство управления кинотеатром использует канал связи (из системы кинотеатра в центральный концентратор). В качестве канала связи может быть использована телефонная сеть, спутниковый канал связи, сеть Интернет или способ связи любого типа.

В имеющемся в подсистеме кинотеатра запоминающем устройстве, управление которым осуществляют посредством устройства управления кинотеатром, может быть предусмотрена возможность локального централизованного сохранения материала программы. Запоминающее устройство может содержать в себе носители информации типа, например, универсальные цифровые диски (DVD), сменные накопители на жестких дисках или модуль, представляющий собой группу жестких дисков (ГЖД) (JBOD). Запоминающее устройство может обеспечивать одновременное сохранение нескольких программ. Подключение запоминающего устройства может быть выполнено через локальную сеть (ЛС) (LAN) (электронную или оптическую) таким образом, что воспроизведение и демонстрация любой программы могут быть осуществлены на любом авторизованном кинопроекторе. К тому же, может быть осуществлено одновременное воспроизведение одной и той же программы на двух или на большем количестве кинопроекторов. Передачу материала программы из запоминающего устройства в заданный зрительный зал (заданные зрительные залы) осуществляют через локальную сеть (ЛС), в качестве которой могут быть использованы локальные сети с различной архитектурой. В данном описании предполагают использование ЛС, имеющей архитектуру с наличием центрального сетевого коммутатора, что соответствует целям этого описания. Однако для этой подсистемы могут быть использованы также и локальные сети, имеющие иные архитектуры.

После того, как выполнено упорядочение материала программы посредством модуля воспроизведения, устройство декодирования осуществляет распаковку и декодирование или дескремблирование материала программы. Алгоритмы распаковки и расшифровки зависят от тех способов сжатия и шифрования, которые были использованы в центральном концентраторе. Визуальное отображение распакованной/расшифрованной информации осуществляют посредством кинопроектора в зрительном зале, а воспроизведение звукового сигнала осуществляют посредством электронной звуковой подсистемы.

Устройство управления кинотеатром обычно осуществляет всестороннее управление операциями демонстрации кинофильма, в том числе, сохранением принятых программ, распаковкой и расшифровкой сигналов, представляющих собой программы, и отображением материала программы. Устройство управления кинотеатром может также осуществлять контроль периода времени и/или разрешенного количества сеансов, в течение которых разрешено осуществлять демонстрацию каждой программы. В альтернативном варианте средство управления процессом демонстрации кинофильма может быть выполнено локальным и находиться в кинопроекторе, в устройстве дистанционного управления или находиться под управлением центрального концентратора или другого централизованного устройства. Кроме того, устройство управления кинотеатром может быть выполнено таким образом, чтобы осуществлять объединение операций демонстрации кинофильма с другими операциями, выполняемыми в кинотеатре, например предоставлением скидок, продажей билетов, рекламой, наймом обслуживающего персонала, контролем за состоянием окружающей среды, освещением, функционированием звуковой системы и т.д. К тому же, каждая подсистема кинотеатра может содержать в себе множество модулей зрительных залов, в которых совместно используют общие функции сохранения и управления для обеспечения гибкости и рентабельности при демонстрации кинофильмов.

Использование цифрового шифрования обеспечивает наличие встроенных средств защиты данных. Для осуществления передачи с наличием сквозного шифрования данных используют криптографические способы. То есть, шифрование видеоинформации и/или звуковой информации осуществляют в генераторе исходных данных, а ее расшифровку производят в подсистеме кинотеатра при воспроизведении. В дополнение к электронным мерам обеспечения защиты данных могут быть использованы и физические меры защиты, обеспечивающие дополнительную защиту материала программы.

Физические меры защиты могут иметь особую важность для защиты распакованных/расшифрованных сигналов от "перехвата" перед их демонстрацией на экране посредством кинопроектора в подсистеме кинотеатра. В одном из вариантов осуществления средство выполнения функции расшифровки/распаковки размещают в надежном автономном корпусе, который физически прикреплен к кинопроектору или встроен внутрь кинопроектора таким образом, что, в общем случае, он не может быть снят без санкционированного права на доступ, и который физически предотвращает возможность зондирования расшифрованных сигналов. Кроме того, несанкционированное проникновение в защищенное пространство или внутрь корпуса может инициировать процесс удаления или стирания информации о ключе шифрования или же удаления, или изменения любых цифровых данных, имеющихся в точке подачи данных для их проецирования на экран, что предотвращает возможность копирования.

Таким образом, предложены устройство и способ сжатия, шифрования и сохранения цифровой видео- и звуковой информации, а также функции управления, обеспечивающие контроль и управление таким устройством.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Отличительные признаки, цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами, на которых аналогичными номерами позиций на разных чертежах обозначены, соответственно, одинаковые узлы, и на которых:

на Фиг.1 изображена блок-схема традиционной системы распространения кинофильмов;

на Фиг.2 изображена укрупненная блок-схема варианта осуществления системы цифровой кинематографии из настоящего изобретения;

на Фиг.3 изображена блок-схема генератора исходных данных из кинопленки;

на Фиг.4 изображена блок-схема устройства сжатия/шифрования;

на Фиг.5 изображена блок-схема администратора сети;

на Фиг.6 изображена блок-схема, на которой показана внутренняя сеть концентратора и средства резервирования центрального концентратора;

на Фиг.7А - Фиг.7Е показаны блок-схемы запоминающего устройства;

на Фиг.8 изображена блок-схема запоминающего устройства с использованием множества последовательных устройств воспроизведения с дисков и устройства воспроизведения;

на Фиг.9 изображена блок-схема запоминающего устройства с использованием множества параллельных устройств воспроизведения с дисков и устройства воспроизведения;

на Фиг.10 изображена блок-схема запоминающего устройства с использованием кассеты дисков и устройства воспроизведения;

на Фиг.11 изображена блок-схема подсистемы кинотеатра, в которой в качестве запоминающего устройства используют сменные накопители на жестких дисках;

на Фиг.12 изображена блок-схема устройства управления кинотеатром;

на Фиг.13 изображена блок-схема подсистемы кинотеатра, в которой в качестве запоминающего устройства используют модуль ГЖД (группа жестких дисковых накопителей).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение содержит в себе устройство и способ, иногда упоминаемый здесь как "цифровая кинематография", посредством которых осуществляют генерацию, сжатие, шифрование и сохранение аудиовизуальных программ, например кинофильмов, в электронном виде в системах кинотеатров, в кинотеатрах, в комплексах кинотеатров и/или в демонстрационных системах.

Способ цифровой кинематографии содержит в себе новшества, относящиеся к сжатию изображений и звука, проекционной технике, методологии шифрования и ко многим другим областям. Цифровая кинематография предназначена для замены существующего в настоящее время способа физической доставки фильмов на целлулоидной кинопленке в каждое место, в котором осуществляют их воспроизведение или демонстрацию, например, в кинотеатры или в удаленные зрительные залы. Цифровая кинематография устраняет необходимость копирования фильмов на целлулоидной кинопленке и создает потенциальные возможности получения аудио/визуальных программ исключительно высокого качества, а также обеспечивает наличие присущих ей средств защиты данных. Может быть осуществлена передача программ в кинотеатры и их сохранение посредством запоминающих устройств, например, посредством сменных накопителей на жестких дисках (СНЖД) (RHD) или универсальных цифровых дисков (УЦД) (DVD), для их последующей демонстрации.

В приведенном ниже описании для ясности в качестве примера используют кинотеатр или комплекс кинотеатров, но при этом изобретение равным образом применимо для демонстрации видеоинформации и звуковой информации во множестве мест, где осуществляют ее демонстрацию, например в кинотеатрах на открытом воздухе, в комплексах открытых кинотеатров для автомобилистов, в общественных зрительных залах, в школах, в специализированных ресторанах и т.д. Специалистам в данной области техники понятно то, каким образом настоящее изобретение может быть использовано для демонстрационных площадок других типов.

На Фиг.2 показана система 100 цифровой кинематографии согласно изобретению. Система 100 цифровой кинематографии содержит в себе две основных системы: по меньшей мере, одно центральное устройство или концентратор 102 и, по меньшей мере, одну демонстрационную подсистему или подсистему 104 кинотеатра. Концентратор 102 и подсистема 104 кинотеатра имеют конструкцию, аналогичную той, которая описана в находящей в процессе рассмотрения заявке на патент США №09/075,152 от 8 мая 1998 г., права на которую переданы патентовладельцу настоящего изобретения и которая включена сюда путем ссылки.

В одном из вариантов осуществления изобретения осуществляют сжатие и сохранение видеоинформации и звуковой информации на носителе информации, и ее передачу из концентратора 102 в подсистему 104 кинотеатра. Обычно для каждого кинотеатра или для каждой демонстрационной площадки из сети демонстрационных площадок используют одну подсистему 104 кинотеатра, посредством которой осуществляют прием видеоинформации или звуковой информации и которая содержит в себе некоторое централизованное оборудование, а также некоторое оборудование, которое используют для осуществления демонстрации в каждом зрительном зале.

В центральном концентраторе 102 материал фильма на кинопленке подают в генератор 108 исходных данных, который осуществляет генерацию цифровой версии кинофильма. Посредством устройства 112 сжатия/шифрования (УСШ) (СЕ) осуществляют сжатие и шифрование цифровой информации, а посредством запоминающего устройства 116 концентратора осуществляют ее запоминание на носителе информации. Администратор 120 сети осуществляет контроль и передает управляющую информацию в генератор 108 исходных данных, в УСШ 112 и в запоминающее устройство 116 концентратора. Средство 124 управления условным доступом создает специальную информацию об электронных ключах таким образом, что право показа конкретных программ предоставлено только определенным кинотеатрам.

Устройство 128 управления кинотеатром, входящее в состав подсистемы 104 кинотеатра, осуществляет управление устройством 132 управления кинотеатром. Исходя из управляющей информации, полученной из устройства 132 управления кинотеатром, запоминающее устройство 136 кинотеатра осуществляет передачу сжатой информации, сохраненной на носителе информации, в модуль 140 воспроизведения. Модуль 140 воспроизведения осуществляет прием сжатой информации из запоминающего устройства 136 кинотеатра и выполняет подготовку сжатой информации в виде заранее заданной последовательности, упорядочивая ее по размеру и по скорости передачи данных. Полученную на выходе модуля 140 воспроизведения сжатую информацию подают в устройство 144 декодирования. Устройство 144 декодирования осуществляет ввод сжатой информации, поступившей из модуля 140 воспроизведения, и выполняет ее расшифровку, распаковку и форматирование, а полученную на его выходе информацию подают в кинопроектор 148 и в звуковой модуль 15