Устройство и способ декодирования цифровых сигналов изображения и звука

Устройство и способ декодирования цифровых сигналов изображения и звука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к кодированию цифровых изображений и звука. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу декодирования цифровых изображений и звуковых данных в системе цифрового кино. Данное изобретение также относится к кодированию, сжатию, хранению, шифрованию, декомпрессии, дешифрованию и управляемому воспроизведению электронных аудиовизуальных программ, исходящих с центрального устройства на множественные проекторы или презентационные системы.

Описание предшествующего уровня техники

В течение нескольких десятилетий доставка творческого программного материала киноиндустрии в кинотеатры, географически разнесенные в пределах отдельной страны или всего мира, зависела от копирования, распространения и проецирования целлулоидной пленки. В немалой степени способы и механизмы распространения киноматериалов до сих пор остались относительно неизменными.

Процесс копирования и распространения киноматериалов на текущий момент представлен на Фиг.1. Процесс копирования киноматериалов обычно начинается с отснятого негатива высочайшего качества. По окончании процесса производства оригинала фильма на киностудии 50 редактор 52 фильма выпускает мастер-копию фильма. Из этой мастер-копии фильма посредством устройства 54 копирования фильма производится то, что называется негативом распространения, из которого, в свою очередь, в необходимом количестве производятся отпечатки для распространения (позитивы). В зависимости от объема выпуска или количества копий, требуемых для распространения фильма, могут присутствовать дополнительные промежуточные этапы или на каждом этапе могут производиться множественные копии. Позитивы фильмов распространяются с помощью курьера или иным физическим путем в различные кинотеатры, примером которых является кинотеатр 56. В кинотеатре 56 кинофильм показывается посредством проецирования изображений с пленки на поверхность экрана с помощью фильмопроектора 58. В вышеописанной традиционной системе с помощью устройства 51 редактирования звука создается многодорожечная звуковая программа, которая записывается вместе с кинокартиной на пленке таким образом, чтобы данная звуковая дорожка воспроизводилась звуковой системой 57 кинотеатра синхронно во времени с кинокартиной в проекционной системе кинотеатра.

Несмотря на то, что процесс распространения, изображенный на Фиг.1, работает хорошо, ему присущи некоторые ограничения. Вследствие использования целлулоида в качестве материала для изготовления кинопленки и ограниченной полосы частот материала пленки существуют ограничения на возможность обеспечения многоканальной звуковой программы с высоким качеством воспроизведения. Далее, изготовление большого числа копий фильма является довольно дорогой операцией, стоимость которой может выражаться сотнями долларов за каждую копию полнометражного художественного фильма. Также денежные затраты, сложность и временная задержка связаны с физическим распространением больших контейнеров целлулоидной пленки по большому и все увеличивающемуся количеству кинотеатров. Также в киноиндустрии наблюдается нарастающая тенденция развития так называемых "многозальных" кинотеатров, в которых множественные проекционные кинозалы расположены или сконцентрированы вместе в отдельном кинотеатре. В одно и тоже время в каждом из проекционных кинозалов может демонстрироваться кинокартина, отличная от картин, демонстрируемых в остальных кинозалах многозального комплекса.

В силу большого количества производимых копий становится все более и более трудно предотвратить нелегальное копирование и кражу киноматериала. По оценкам, киноиндустрия каждый год теряет миллиарды долларов дохода вследствие пиратства и воровства. Более того, копированные киноматериалы имеют тенденцию к деградации со временем вследствие накопления пыли, износа, перепадов температуры и других известных факторов. В конечном итоге, управленческие расходы и другие издержки связаны с утилизацией киноматериала, который может содержать регламентированные вредные вещества.

Благодаря новым и уже устаревающим технологиям оказывается возможным использовать альтернативные подходы к вышеприведенным проблемам распространения. Например, в настоящий момент доступны способы спутниковой передачи, хотя они и не являются коммерчески жизнеспособными для распространения высококачественного аудиовизуального (АВ) материала. В силу того, что процесс распространения кинопрограмм по существу представляет собой особый тип широковещания в масштабах континента, способ распространения через спутники со всеми присущими ему преимуществами, касающимися широковещания на такие широкие области, кажется наиболее подходящим для распространения фильмов. Однако для передачи качественного АВ сигнала в "реальном времени" требуемая скорость передачи данных (в бит/с) по порядку величины должна составлять 1,5 миллиарда бит в секунду. Для передачи отдельной программы при такой высокой скорости передачи данных требуется пропускная способность, эквивалентная пропускной способности отдельного спутника, что является чрезмерно дорогим. Более того, с помощью альтернативных технологий распространения не удается добиться качества изображения и яркости проецирования, обеспечиваемых целлулоидной пленкой. Конкурирующие технологии обычно включают в себя запись аудиовизуальных (АВ) сигналов на различные магнитные или оптические носители для показа на видеомониторах, по телевидению или на проекционном оборудовании. Данные технологии не обеспечивают качества, эквивалентного пленке, в силу ограниченной полосы частот.

Более того, возможность передачи требуемой информации через спутник подразумевает, что полученная информация должна быть отображена с использованием высококачественного проектора, который до настоящего момента был недоступен. Помимо этого, реализация системы передачи и приема, основанной на спутниках, является весьма дорогостоящей и представляет собой радикальное изменение по сравнению со способами распространения и показа фильмов, используемыми в настоящий момент. Следует понимать, что такое радикальное изменение изначально не может быть приемлемым с коммерческой точки зрения.

Также, успехи цифровых технологий привели к революционной концепции распространения, согласно которой программный материал хранится в электронном виде в цифровом формате, а не на оптических пленочных носителях. Оцифрованные изображения можно распространять на различных магнитных носителях или оптических компакт-дисках. Их также можно передавать через проводные, волоконно-оптические, беспроводные или спутниковые системы связи. На данный момент существует разнообразие форматов УЦД-ПЗУ (постоянное запоминающее устройство на универсальном цифровом диске или DVD-ROM) хранения данных, при этом вместимость одного диска лежит в диапазоне от приблизительно 4,5 гигабайт (Гбайт) до приблизительно 18 Гбайт. Форматы хранения данных на УЦД-ПЗУ с вместимостью, большей 9 Гбайт, реализуют на двусторонних дисках. При этом для доступа к информации, находящейся на второй стороне диска УЦД-ПЗУ с большой емкостью, необходимо вручную переворачивать данный диск.

Для хранения кинокартины со средней длительностью в два часа при средней частоте следования битов сжатого изображения равной 40 Мбит/с и средней частоте следования битов сжатого звука и информации управления, равной 8 Мбит/с, требуется приблизительно 45 Гбайт пространства на носителе информации. Таким образом, даже при задействовании дисков УЦД-ПЗУ с большой емкостью для показа двухчасовой кинокартины требуются несколько дисков УЦД-ПЗУ для обеспечения адекватной емкости.

Более того, для воспроизведения двухчасовой кинокартины УЦД-ПЗУ требуется скорость обработки информации свыше 6 МБ/с или свыше 48 Мбит/с. Несмотря на то, что существуют некоторые устройства проигрывания УЦД-ПЗУ, в которых заявленная скорость передачи информации составляет 8 МБ/с, пока ничего нельзя сказать о качестве и надежности данных устройств. Таким образом, нет никакой гарантии, что упомянутые устройства УЦД-ПЗУ смогут надежно обеспечить скорость передачи информации, равную 6 МБ/с.

Для снижения информационной частоты следования, требуемой для хранимых высококачественных цифровых изображений, были разработаны алгоритмы сжатия данных. В основе одного из способов динамического сжатия цифровых изображений, обеспечивающего значительное сжатие при сохранении качества изображения, лежит использование блоков и суб-блоков данных адаптивного размера, кодированных дискретным косинусным преобразованием (ДКП). В дальнейшем данный способ будет называться способом дискретного косинусного преобразования с адаптивным размером блока данных (ДКПАРБД). Адаптивные размеры блоков данных выбираются таким образом, чтобы задействовать информационную избыточность, существующую в кадре данных изображения. Данный способ описан в Патенте США №5021891 на "СПОСОБ И СИСТЕМУ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С АДАПТИВНЫМ РАЗМЕРОМ БЛОКА ДАННЫХ", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения и включенном в данный документ в качестве ссылки. Способ ДКП также описан в Патенте США №5107345 на "СПОСОБ И СИСТЕМУ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С АДАПТИВНЫМ РАЗМЕРОМ БЛОКА ДАННЫХ", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения и включенном в данный документ в качестве ссылки. Далее, использование ДКПАРБД в комбинации с дискретным преобразованием с деревом квадрантов описано в Патенте США №5452104 на "СПОСОБ И СИСТЕМУ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С АДАПТИВНЫМ РАЗМЕРОМ БЛОКА ДАННЫХ", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения и включенном в данный документ в качестве ссылки. В системах, раскрытых в данных патентах, используется межкадровое кодирование, при котором каждый кадр из последовательности кадров изображения кодируется безотносительно к содержанию любого другого кадра.

Распространение информации кинофильмов с использованием цифровых электронных форматов значительно повышает потенциал для быстрого копирования при низкой стоимости без потерь качества. Однако, помимо простоты копирования, характерной для цифровой технологии, существуют способы шифрования, гарантирующие, что информация зашифрована способом, предотвращающим распространение полезной информации неавторизованными сторонами.

Технологии, подобные способу ДКПАРБД сжатия данных, современное проекционное оборудование и способы электронного шифрования обеспечивают возможность реализации системы "цифрового кино". Согласно общепринятому определению цифровое кино относится к электронному распространению и воспроизведению высококачественных кинопрограмм, которые были преобразованы в цифровой электронный формат в целях хранения, передачи и воспроизведения. С помощью системы цифрового кино можно преодолеть многие из ограничений, характерных для процесса распространения фильмов на текущий момент. Для системы цифрового кино не будет характерна деградация качества со временем, которая имеет место для целлулоидных пленок. Далее, с помощью системы цифрового кино фактически преодолевается проблема кражи и нелегального копирования целлулоидных пленок и дополнительно обеспечивается возможность реализации мер безопасности в самой системе цифрового кино. Однако полностью завершенная система цифрового кино до сих пор не была разработана киноиндустрией или смежными областями техники.

До сих пор остаются нерешенными некоторые вопросы и проблемы. Новые системы цифрового кино требуют улучшенных форм защиты для предотвращения краж из кинотеатров. Для получения большей экономической отдачи число кинотеатральных комплексов с множественными кинозалами неуклонно возрастает, в результате чего возрастает сложность расписания презентаций, а также количество местоположений, где происходит показ данной кинокартины. Для этого потребовались бы многочисленные дополнительные электронные копии для их пересылки с целью презентации в кинотеатры, используя способы распространения на текущий момент, что влечет за собой сложность и накладные расходы.

Каналы и механизмы распространения по-прежнему определяются старыми способами копирования и распространения целлулоидной пленки, которые были описаны ранее. Необходимо, чтобы новые способы вобрали в себя полностью все преимущества обработки данных предложенной системы цифрового кино с целью снижения объемов копирования, обеспечения более быстрого выпуска кинокартин на рынок и обновления продуктов в кинопрокате, гарантируя при этом улучшенное планирование и гибкость при распространении при разумных расходах. В то же время некоторые кинопродюсеры, студии или менеджеры кинотеатров хотели бы иметь централизованное управление выпуском и распространением, расширяя при этом свое присутствие на новых рынках. Например, оказывается желательным поставлять фильмы или какие-либо другие аудиовизуальные презентации с альтернативными звуковыми дорожками с целью удовлетворения нарастающего спроса на рынках с многоязыковой аудиторией или иноязычными аудиториями при более эффективном расходовании средств.

Таким образом, актуальной является интеграция определенной технологии в устройстве и способе кодирования, шифрования, хранения и управления программами цифрового изображения и звука. Задачи настоящего изобретения достигаются описываемым ниже способом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения являются устройство и способ, согласно которым шифрованные сигналы, являющиеся представлением изображения и пересылаемые в сжатом и шифрованном виде на носитель информации, обрабатываются с целью обеспечения воспроизведения изображения, причем данное устройство включает в себя устройство хранения информации, сконфигурированное для приема носителя информации, и декодер, выполненный с возможностью приема шифрованных и сжатых сигналов от носителя информации. Данный декодер дополнительно включает в себя дешифратор, сконфигурированный для дешифрования шифрованных и сжатых сигналов, а также устройство декомпрессии данных, сконфигурированное для приема сигналов сжатых данных от дешифратора и декомпрессии шифрованных и сжатых сигналов с целью воспроизведения изображения, причем в данном декомпрессоре используется способ сжатия данных, основанный на обратном дискретном косинусном преобразовании с адаптивным размером блока данных. Способ по данному изобретению - это способ, согласно которому шифрованные сигналы, являющиеся представлением изображения и пересылаемые в сжатом и шифрованном виде на носитель информации, обрабатываются с целью обеспечения воспроизведения изображения, причем данный способ включает в себя этапы извлечения сжатых и шифрованных сигналов, поступающих с носителя информации; дешифрования сжатых и шифрованных данных с целью выдачи дешифрованных сжатых сигналов; декомпрессии сжатых и шифрованных сигналов с целью обеспечения воспроизведения изображения, причем в процессе декомпрессии используется способ сжатия данных, основанный на обратном дискретном косинусном преобразовании с адаптивным размером блока данных.

Соответственно, описанные устройство и способ обеспечивают декодирование, дешифрование и декомпрессию данных изображения и/или звука, в общем случае представляемых в виде программного материала. На центральном устройстве или концентраторе программный материал сжимается в цифровом виде, шифруется и хранится в состоянии готовности к распространению на устройствах отображения с большим экраном данной программы в одном или нескольких кинозалах или кинотеатрах. К программному материалу, в общем случае, относится изображение кинокартин, звуковые программы, синхронизированные с изображением по времени, и/или другая соответствующая информация, такая как, например, визуальные подсказки для аудиторий с неполноценным зрением, субтитры для перевода на иностранные языки и/или для аудиторий с неполноценным слухом, а также реклама и режиссерские дорожки, предназначенные для мультимедиа-данных. Программный материал может иметь большую длительность (например, полнометражный художественный фильм) или малую длительность (например, анонс кинокартины или коммерческая реклама), или быть неподвижным кадром (например, реклама или анонс). Звуковые и другие соответствующие программы необязательно должны быть синхронизированы во времени или храниться вместе с видеоизображением, как, например, в случае фоновых звуковых программ и рекламы.

На центральном концентраторе программная информация обрабатывается для последующего распространения. Генератор исходных данных, расположенный либо в центральном концентраторе, либо в каком-либо другом месте, может использоваться для формирования электронных сигналов звука и изображений из аналоговых или цифровых входных данных. Генератор исходных данных может включать в себя телекинопроэкционную аппаратуру, предназначенную для формирования электронного сигнала изображения, и устройство считывания звуковой информации, предназначенное для формирования электронного звукового сигнала. В качестве альтернативного варианта электронный сигнал может поступать напрямую с цифровой камеры или другого электронного источника, такого как, например, компьютерная система формирования образов.

Затем электронные сигналы изображения и звука подвергаются обработке устройством сжатия/шифрования данных. Устройство сжатия/шифрования данных, опять же, может либо располагаться в центральном концентраторе, либо в том же месте, что и генератор исходных данных, например в выпускающей студии. Для записи данных звука и изображения на носитель информации можно использовать известную технологию динамического сжатия данных. В качестве способа сжатия данных можно использовать способ ДКПАРБД, описанный в патентах за номерами 5452104, 5107345 и 5021891. Носитель информации может быть любым типом из нижеследующего списка: электронная лента большой емкости; магнитные или оптические устройства хранения информации, такие как компакт-диски, универсальные цифровые диски или жесткие диски; сетевое устройство хранения информации. Более того, некоторая информация вместо хранения может быть передана через проводные, волоконно-оптические, беспроводные или спутниковые системы связи. Звуковой сигнал можно сжимать с помощью вышеописанных способов или с помощью стандартного алгоритма цифрового сжатия звука. Сжатые звуковые данные можно хранить на тех же самых носителях.

Способы шифрования подразумевают использование переменных во времени значений электронных ключей и/или цифровой последовательности слов управления, которая подается на авторизованные приемники и проекторы. Более того, к сигналу изображения и/или звука можно добавить цифровую подпись или "водяной знак". "Водяной знак" не воспринимается обычной аудиторией, но при этом служит для идентификации источника неавторизованной копии программы при анализе не в реальном времени или воспроизведении неподвижного кадра. Информация дешифрования, необходимая для дешифрования информации изображения и/или звука, формируется отдельными устройствами дешифрования с использованием уникальных ключей секретных алгоритмов и защищенной информации, пересланной в кинотеатр. В общем случае, сигналы изображения и звука шифруются раздельно. С помощью обработки сегментов, относящихся к звуку и изображению, как отдельных программ, можно комбинировать различные звуковые программы с различными программами изображения, что может быть необходимо по нескольким причинам, одной из которых могут быть разные языки.

Сжатые и шифрованные сигналы также хранятся на носителе информации или подаются на центральный концентратор для последующей передачи. Если имела место передача, то с помощью способа модуляции/передачи можно добавить информацию прямой коррекции ошибок и модулировать поток данных, предназначенный для передачи. Передача может осуществляться через любой тип проводного или беспроводного сообщения, например через наземный кабель, оптическую систему, спутник, Интернет или другими способами.

Центральный концентратор дополнительно включает в себя устройство управления сетью. Устройство управления сетью, в свою очередь, может включать в себя процессоры управления, предназначенные для управления всей работой как кодера, так и подсистемы кинотеатра, что подразумевает хранение, воспроизведение/отображение, общий мониторинг/управление и функции управления сетью. Устройство управления сетью способно функционировать при централизованном или распределенном полном автоматическом управлении, полуавтоматическом управлении или при элементах ручного управления.

Под управлением устройства управления сетью программный материал и дополнительная информация управления хранятся и передаются в подсистему кинотеатра. Устройство управления сетью также включает в себя способы управления, предназначенные для уведомления подсистемы кинотеатра об идентичности передаваемых программ. Более того, предоставляется способ управления, предназначенный для выборочного управления хранилищем принятой программы каждой из подсистем кинотеатра.

В подсистеме кинотеатра устройство хранения информации получает носитель(и) информации с центрального концентратора. Модуль воспроизведения считывает информацию с носителя информации, отслеживает записанную информацию на предмет ошибок и запрашивает повторную передачу блоков информации, содержавших ошибки. Для запроса на повторную передачу подсистема кинотеатра, такая как устройство управления кинотеатром, использует коммуникационный тракт (от системы кинотеатра к центральному концентратору). В качестве коммуникационного тракта может использоваться телефонная сеть, спутниковый канал, Интернет или любой другой способ связи.

Под управлением устройства управления кинотеатром устройство хранения информации подсистемы кинотеатра может быть задействовано в качестве локального централизованного хранилища программного материала. Устройство хранения информации может включать в себя такие носители информации, как УЦД, съемные жесткие диски или модуль ПМД (простой массив дисков). На устройстве хранения информации могут быть записаны несколько программ одновременно. Устройство хранения информации может быть подключено к локальной сети (ЛС) (электронной или оптической) таким образом, что любая программа может воспроизводиться и демонстрироваться на любом авторизованном проекторе. Также, одна и та же программа может одновременно воспроизводиться на двух или более проекторах. Программный материал направляется с устройства хранения информации в заданный(ые) кинозал(ы) через локальную сеть (ЛС), для построения которой могут быть задействованы различные сетевые архитектуры. В настоящем описании предполагается использование ЛС с архитектурой с центральным сетевым коммутатором. Однако для рассматриваемой подсистемы возможно применение и других типов архитектур ЛС.

После передачи программного материала на модуль воспроизведения декодер декомпрессирует и дешифрует (или дескремблирует) программный материал. Алгоритмы декомпрессии и дешифрования данных зависят от соответствующих способов сжатия и шифрования данных, используемых на центральном концентраторе. Декомпрессированная/дешифрованная информация отображается с помощью проектора в кинозале, в то время как звуковой сигнал воспроизводится посредством электронной звуковой подсистемы.

Устройство управления кинотеатром, в общем случае, управляет всеми аспектами процедуры проецирования, включая хранение полученных программ, декомпрессию и дешифрование сигналов программного материала и отображение программного материала. Устройство управления кинотеатром может также контролировать период времени и/или количество повторных воспроизведений, разрешенных для каждой программы. В качестве альтернативного варианта процесс управления презентацией может быть локализован на проекторе, удаленном блоке управления или может осуществляться под управлением центрального концентратора или другого централизованного элемента. Более того, устройство управления кинотеатром может быть сконфигурировано для интеграции процедур воспроизведения с другими процедурами в кинотеатре, такими как операции, связанные с соглашениями о скидках, продажа билетов, рекламы, сигнализация, управление условиями окружающей среды, освещение, управление звуковой системой и т.д. Также, каждая подсистема кинотеатра может включать в себя множественные кинозалы, совместно использующие общее хранилище и функции управления для более гибкого проведения презентаций при эффективном расходовании средств.

Использование цифрового шифрования обеспечивает встроенные меры безопасности. Для обеспечения сквозной передачи шифрованных данных используются криптографические способы. Иными словами, данные изображения и/или звука шифруются на генераторе исходных данных и дешифруются в подсистеме кинотеатра во время воспроизведения. В дополнение к электронным мерам безопасности физические меры безопасности обеспечивают дополнительную защиту программного материала.

Физические меры безопасности могут быть особенно важными для защиты декомпрессированных/дешифрованных сигналов от "подслушивания", предшествующего воспроизведению проектором в подсистеме кинотеатров. В варианте осуществления настоящего изобретения устройство декомпрессии/дешифрования данных смонтировано в защищенном замкнутом кожухе, который физически прикреплен к проектору или встроен в него таким образом, что данный кожух нельзя удалить без авторизованного доступа. Данный кожух предотвращает зондирование дешифрованного сигнала. Более того, проникновение в защищенное окружение или кожух может инициировать процесс уничтожения или стирания криптографической информации об электронных ключах, а также уничтожения или изменения цифровых данных, доступных в точке подачи на проектор с целью предотвращения копирования.

Соответственно, в данном изобретении представлены устройство и способ декодирования, декомпрессии и дешифрования цифровых данных изображения и звука, а также функции управления с целью мониторинга и управления подобным устройством.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения становятся более очевидны при подробном описании, приведенном ниже совместно с чертежами, на которых используется сквозная нумерация позиций:

На Фиг.1 приведена блок-схема традиционной системы распространения кинофильмов.

На Фиг.2 приведена укрупненная блок-схема варианта осуществления устройства цифрового кино, соответствующая настоящему изобретению.

На Фиг.3 приведена блок схема генератора исходных данных, основанного на использовании кинопленки.

На Фиг.4 приведена блок-схема устройства сжатия/шифрования данных.

На Фиг.5 приведена блок-схема устройства управления сетью.

На Фиг.6 приведена блок-схема внутренней сети концентратора и избыточность центрального концентратора.

На Фиг.7а-7д приведены блок-схемы устройств хранения информации.

На Фиг.8 приведена блок-схема модуля хранения информации, в котором используются несколько проигрывателей дисков, соединенных последовательно, и устройство воспроизведения.

На Фиг.9 приведена блок-схема устройства хранения информации, в котором используются несколько проигрывателей дисков, соединенных параллельно, и устройство воспроизведения.

На Фиг.10 приведена блок-схема устройства хранения информации, в котором используется кассета магнитного диска и устройство воспроизведения.

На Фиг.11 приведена блок-схема подсистемы кинотеатра, в которой в качестве устройства хранения информации используется съемный жесткий диск.

На Фиг.12 приведена блок-схема устройства управления кинотеатром.

На Фиг.13 приведена блок-схема подсистемы кинотеатра, в которой в качестве устройства хранения информации используется модуль ПМД.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя устройство и способ электронного декодирования, декомпрессии и дешифрования аудиовизуальных программ, таких как кинокартины в системах кинотеатров, кинотеатрах, кинотеатральных комплексах и/или презентационных системах, иногда называемые "цифровое кино".

Цифровое кино объединяет в себе новшества в сжатии изображения и звука, технологии проецирования, методологии шифрования и многих других областях. Цифровое кино разработано с целью замены используемого в настоящее время способа физического распространения целлулоидной пленки до каждого местоположения ее воспроизведения или проецирования, такого как кинотеатр или удаленный кинозал. Благодаря цифровому кино отпадает необходимость копирования целлулоидной пленки и обеспечивается потенциал для высококачественного воспроизведения аудиовизуальных программ, а также для встроенных мер безопасности. Программы можно передавать в кинотеатры и хранить на устройствах хранения информации, таких как съемные жесткие диски (СЖД) или цифровые многосторонние диски (УЦД), для последующего воспроизведения.

Хотя настоящее изобретение с равным успехом может быть применено для презентации визуальной и звуковой информации для целого ряда мест проведения презентаций, таких как открытые кинотеатры, кинотеатральных комплексов для автолюбителей, публичные кинозалы, школы, специализированные рестораны и т.д., в целях простоты нижеследующего изложения используется примерный вариант кинотеатра или кинотеатрального комплекса. Для специалистов в данной области техники не составит труда разобраться в том, как настоящее изобретение можно применить для других мест проведения презентаций.

Устройство 100 цифрового кино настоящего изобретения приведено на Фиг.2. Устройство 100 цифрового кино состоит из двух основных систем: по меньшей мере, одного центрального устройства или концентратора 102 и, по меньшей мере, одной подсистемы 104 кинотеатра или презентации. Конструкция концентратора 102 и подсистемы 104 кинотеатра схожа с конструкцией концентратора и подсистемы кинотеатра, описанных в находящейся на рассмотрении заявке на Патент США с серийным номером 09/075152, поданной на рассмотрение 8 мая 1998 г., переуступленной правопреемнику настоящего изобретения и включенной в данный документ в качестве ссылки.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения данные изображения и звука сжимаются, записываются на носитель информации и распространяются с концентратора 102 в подсистему 104 кинотеатра. В общем случае, для приема данных изображения и звука в сети мест проведения презентаций подсистема 104 кинотеатра используется в каждом кинотеатре или месте проведения презентации и включает в себя некоторое централизованное оборудование, а также определенное оборудование, используемое для каждого презентационного зала.

На центральном концентраторе 102 генератор 108 исходных данных получает киноматериал и генерирует цифровую версию кинокартины. Цифровые данные сжимаются и шифруются устройством 112 сжатия/шифрования данных (СШД) и записываются на носитель информации устройством 116 хранения информации концентратора. Устройство 120 управления сетью контролирует и передает управляющую информацию на генератор 108 исходных данных, СШД 112 и сохраняет на носителе данные посредством устройства 116 хранения информации концентратора. Устройство 124 управления условным доступом предоставляет информацию о специфических электронных ключах, в результате чего только конкретные кинотеатры становятся авторизованными для показа конкретных программ.

В подсистеме 104 кинотеатра устройство 128 управления кинотеатром управляет устройством 132 управления кинозалом. На основе информации управления, получаемой от устройства 132 управления кинозалом, устройство 136 хранения информации кинотеатра передает сжатые данные, хранимые на носителе информации, на модуль 140 воспроизведения. Модуль 140 воспроизведения принимает сжатые данные от устройства 136 хранения информации кинотеатра и подготавливает сжатые данные для обработки в соответствии с заранее заданными последовательностью, размером и информационной скоростью (частотой следования). Модуль 140 воспроизведения выдает сжатые данные на декодер 144. Декодер 144 получает сжатые данные от модуля 140 воспроизведения и выполняет дешифрование, декомпрессию и форматирование данных и выдает обработанные данные на проектор 148 и звуковой модуль 152. Проектор 148 воспроизводит данные на экраны, а звуковой модуль 152 воспроизводит звуковую информацию через акустическую систему, при этом оба работают под управлением устройства 132 управления кинозалом.

При функционировании генератор 108 исходных данных подает в систему оцифрованные электронные видеопрограммы и/или звуковые программы. Обычно генератор 108 исходных данных получает киноматериал и генерирует оцифрованную информацию или данные, записываемые на магнитную ленту. Для создания оцифрованной версии кинокартины или какой-либо другой программы пленка сканируется цифровым способом при очень высоком разрешении. Обычно в процессе кино-видеопреобразования (преобразования изображения с кинопленки в цифровой сигнал) формируются данные изображения, звуковая же часть программы формируется посредством широко известной цифровой обработки звука. Обрабатываемые изображения необязательно должны браться с кинопленки, а могут быть отдельными изображениями, или изображения типа неподвижных кадров, или серия кадров или изображений, в том числе и показываемые в качестве кинокартин переменной длительности. Эти изображения могут быть представлены в виде последовательности или набора с целью создания того, что обычно называется видеопрограммами. Более того, может быть предоставлен и другой материал, такой как дорожки с визуальными подсказками для аудиторий с неполноценным зрением, субтитры для перевода на иностранные языки и/или для аудиторий с неполноценным слухом, а также режиссерские дорожки, предназначенные для мультимедиа-данных. Аналогично, для формирования необходимых звуковых программ используются отдельные звуки, наборы звуков или записи.

В качестве альтернативного варианта цифровые данные изображения могут быть получены с помощью цифровой камеры с высокой разрешающей способностью или другого известного устройства или способа формирования цифровых данных изображения. Использование цифровой камеры, непосредственно выдающей оцифрованные данные изображения, особенно эффективно для фиксирования "живых" событий с целью почти мгновенного или одновременного распространения. Для непосредственного формирования графических изображений, подлежащих распространению, можно также задействовать компьютеры или схожее оборудование.

Цифровые данные изображения подаются на устройство 112 сжатия/шифрования данных, которое сжимает цифровой сигнал с использованием заранее выбранного известного формата или процесса, тем самым сокращая объем цифровых данных, необходимых для высококачественного воссоздания исходного изображения. Для сжатия исходного изображения в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используется способ ДКПАРБД. Способ ДКПАРБД сжатия данных описан в вышеупомянутых Патентах США за номерами 5021891, 5107345 и 5452104. Звуковая информация также может быть сжата с использованием стандартных способов и синхронизирована во времени со сжатой информацией изображения. Сжатая информация изображения и звука затем шифруются и/или скремблируются с использованием одного или нескольких безопасных электронных способов.

Устройство 120 управления сетью отслеживает состояние устройства 112 сжатия/шифрования данных и направляет сжатые данные с устройства 112 сжатия/шифрования данных на устройство 116 хранения информации концентратора. Устройство 116 хранения информации концен