Časový kód SMPTE - SMPTE timecode

SMPTE časový kód ( / s ɪ m p t / nebo / s ɪ m t / ) je sada spolupracujících standardů označit jednotlivé snímky videozáznamu nebo filmu s timecode . Systém je definován Společností filmových a televizních inženýrů ve specifikaci SMPTE 12M. Společnost SMPTE revidovala standard v roce 2008 a změnila jej na dvoudílný dokument: SMPTE 12M-1 a SMPTE 12M-2, včetně nových vysvětlení a upřesnění.

Časové kódy jsou přidávány k filmovým , video nebo zvukovým materiálům a byly také upraveny pro synchronizaci hudby a divadelní produkce . Poskytují časovou referenci pro úpravy, synchronizaci a identifikaci. Timecode je forma metadat médií . Vynález časového kódu umožnil moderní úpravu videokazety a nakonec vedl k vytvoření nelineárních editačních systémů .

Základní pojmy

Signál časového kódu SMPTE (A1 je vyjádřen přechodem ve středu období. A 0 je vyjádřen absencí takového přechodu.) Ve srovnání s navenek podobným Manchesterovým kódem (A 0 je vyjádřeno vysokým nízký přechod, přechod 1 od nízkého k vysokému ve středu období).

Časový kód SMPTE je zobrazen ve formátu hodina: minuta: sekunda: snímek a je obvykle reprezentován ve 32 bitech pomocí binárně kódovaného desetinného čísla . K definování použití uživatelských bitů se používají také vlajky pro rámování rámců a barev a tři další bity příznakových binárních skupin . Formáty jiných variant časového kódu SMPTE jsou odvozeny od lineárního časového kódu . Složitější časové kódy, jako je časový kód svislého intervalu, mohou také obsahovat další informace v různých kódováních.

Hodnoty času sekundového časového kódu jsou vyjádřeny v rámcích. Mezi běžné podporované snímkové frekvence patří:

  • 24 snímků/s ( film , ATSC , 2K, 4K , 6K)
  • 25 snímků/s ( PAL (Evropa, Uruguay, Argentina, Austrálie), SECAM , DVB , ATSC)
  • 29,97 (30 ÷ 1,001) snímek/s ( americký systém NTSC (USA, Kanada, Mexiko, Kolumbie atd.), ATSC, PAL-M (Brazílie))
  • 30 snímků/s ( ATSC )

Obecně jsou informace o snímkové frekvenci časového kódu SMPTE implicitní, známé z rychlosti příchodu časového kódu z média. Může být také specifikován v jiných metadatech zakódovaných v médiu. Interpretace několika bitů, včetně barevného rámování a bitů drop frame , závisí na základní datové rychlosti. Zejména bit drop frame je platný pouze pro 29,97 a 30 snímků/s.

Diskontinuální časový kód a zpracování setrvačníku

Časové kódy jsou generovány jako nepřetržitý proud hodnot sekvenčních dat. V některých aplikacích se používá čas nástěnných hodin , v jiných je kódovaný čas pomyslným časem s libovolnější referencí. Po provedení série záznamů nebo po hrubých úpravách mohou zaznamenané časové kódy sestávat z nesouvislých segmentů.

Obecně platí, že není možné znát lineární časový kód ( LTC ) aktuálního rámce, dokud snímek již neprošel, kdy je na úpravu příliš pozdě. Praktické systémy sledují vzestupnou sekvenci časového kódu a vyvozují z toho čas aktuálního rámce.

Vzhledem k tomu, že časové kódy v analogových systémech jsou náchylné k chybám bitů a výpadkům, většina zařízení pro zpracování časových kódů kontroluje vnitřní konzistenci v pořadí hodnot časových kódů a pomocí jednoduchých schémat pro opravu chyb opravuje krátké chyby. Hranici mezi nespojitými rozsahy časových kódů tedy nelze přesně určit, dokud neprojde několik následujících rámců.

Časový kód drop-frame

Časový kód drop-frame pochází z kompromisu, který byl zaveden při vytváření barevného videa NTSC. Návrháři NTSC chtěli zachovat kompatibilitu se stávajícími monochromatickými televizory. Aby se minimalizovala viditelnost subnosných na monochromatickém přijímači, bylo nutné udělat z barevného subnosného lichý násobek poloviny frekvence skenování řádků; původně zvolený násobek byl 495. Při snímkové frekvenci 30 Hz je frekvence řádkového skenování (30 × 525) = 15750 Hz. Takže frekvence nosné by byla495/2 × 15750 = 3,898125 MHz. Toto byla původně zvolená frekvence subnosných, ale testy ukázaly, že na některých monochromatických přijímačích byl vidět interferenční obrazec způsobený rytmem mezi barevnou subnosnou a 4,5 MHz zvukovou nosnou. Viditelnost tohoto obrazce by mohla být výrazně snížena snížením násobku nosné frekvence na 455 (čímž se zvýší frekvence úderu z přibližně 600 kHz na přibližně 920 kHz) a tím, že se taktovací frekvence také rovná lichému násobku poloviny frekvence skenování řádků . Této poslední změny bylo možné dosáhnout zvýšením mezivrstvy zvuku o 0,1% na 4,5045 MHz, ale konstruktéři se obávali, že by to mohlo způsobit problémy u některých stávajících přijímačů, místo toho se rozhodli snížit frekvenci subnosných barev, a tím i frekvenci řádkového skenování. a snímková frekvence místo toho o 0,1%. Barevná subnosná NTSC tedy skončila jako 3,579 54  MHz (315/88 MHz), frekvence řádkového skenování je 15. 734265  kHz (9/572 MHz) a snímková frekvence 29. 970029  Hz (30/1,001 Hz).

Změněná snímková frekvence znamenala, že „hodina časového kódu“ při nominální snímkové frekvenci 29,97 snímků/s byla delší než hodina času nástěnných hodin o 3,6 sekundy (pro 29,97 bez časového kódu 01: 00: 00: 00 časový kód drop-frame je 01: 00: 03; 18 a pro non-drop 00: 59: 56: 12 drop-frame je 01: 00: 00; 00), což vede k chybě téměř o minutu a půl za den.

Chcete-li to opravit, byl vynalezen časový rámec SMPTE drop-frame. Navzdory tomu, co název napovídá, při použití časového kódu drop-frame nejsou vynechána ani přeskočena žádná videa. Některé časové kódy jsou spíše vypuštěny. Aby se hodinový časový kód shodoval s hodinou na hodinách, časový kód drop-frame přeskočí čísla rámců 0 a 1 první sekundy každé minuty, kromě případů, kdy je počet minut dělitelný deseti. To způsobí, že časový kód přeskočí 18 snímků každých deset minut (18 000 snímků @ 30 snímků/s) a téměř dokonale kompenzuje rozdíl v rychlosti (ale stále shromažďuje 1 snímek každých 9 hodin 15 minut).

Například sekvence, když jsou počty snímků vynechány:

01: 08: 59: 28
01: 08: 59: 29
01: 09: 00: 02
01: 09: 00: 03

Za každou desátou minutu

01: 09: 59: 28
01: 09: 59: 29
01: 10: 00: 00
01: 10: 00: 01

Zatímco je zobrazen časový kód bez přetržení s dvojtečkami oddělujícími dvojice číslic-„HH: MM: SS: FF“-rámeček kapky je obvykle reprezentován středníkem (;) nebo tečkou (.) Jako dělič mezi všemi páry číslic- „HH; MM; SS; FF“, „HH.MM.SS.FF“ - nebo jen mezi sekundami a snímky - „HH: MM: SS; FF“ nebo „HH: MM: SS.FF“. Časový kód drop-frame je obvykle zkrácen jako DF a non-drop jako NDF.

Barevné rámování a časový kód

Barva rámování bit je často používán k označení pole 1 barevného rámu tak, že úprava zařízení může ujistit, že upravovat pouze o vhodných barevných hranic sekvence rámu, aby se zabránilo poškození obrazu.

Studiové operace a hlavní hodiny

V operacích televizního studia je podélný časový kód generován generátorem synchronizace hlavního studia a distribuován z centrálního bodu. Centrální synchronizační generátory obvykle odvozují své časování z atomových hodin pomocí síťového času nebo GPS . Studia obvykle provozují více hodin a automaticky se přepnou, pokud jeden selže.

Hudební produkce

Podélný časový kód SMPTE je široce používán k synchronizaci hudby. V Americe, Japonsku a dalších zemích, které se spoléhají na síťovou frekvenci 60 Hz a používají televizní standard NTSC, se pro zvuk často používá snímková frekvence 30 snímků/s . V celé Evropě, Austrálii a všude tam, kde je síťová frekvence 50 Hz a používají se televizní standardy PAL nebo SECAM, se používá standardní snímková frekvence 25 snímků za sekundu Evropské vysílací unie .

Varianty

Časový kód může být připojen k záznamovému médiu několika různými způsoby.

  1. Lineární časový kód , také známý jako „podélný časový kód“ a „LTC“: vhodný pro záznam na zvukový kanál nebo pro přenos audio kabely pro distribuci ve studiu pro synchronizaci rekordérů a kamer. Aby bylo možné číst LTC, musí být záznam v pohybu, což znamená, že LTC je k ničemu, když je záznam stacionární nebo téměř nehybný. Tento nedostatek vedl k rozvoji VITC.
  2. Časový kód vertikálního intervalu (VITC, vyslovováno „vit-see“): zaznamenáno do intervalu vertikálního zatemnění videosignálu na každém snímku videa. Výhodou VITC je, že jelikož je součástí přehrávaného videa, lze jej číst, když je páska nehybná.
  3. Integrovaný časový kód AES-EBU, časový kód SMPTE vložený do digitálního zvukového připojení AES3.
  4. podélný časový kód řídicí stopy (časový kód CTL): časový kód SMPTE vložený do řídicí stopy videokazety.
  5. Viditelný časový kód, aka spálený časový kód a BITC (vyslovuje se „bit-see“)-čísla jsou vypálena do videoobrazu, aby lidé mohli snadno přečíst časový kód. Videokazety, které jsou duplikovány s těmito „vypálenými“ čísly časových kódů k videu, se nazývají okenní dabing .
  6. Filmové vydavatelství, například Keykode .

Dějiny

Timecode byl vyvinut v roce 1967 společností EECO, elektronikou, která vyvíjela videorekordéry a později systémy produkce videa. EECO přidělil své duševní vlastnictví k povolení veřejného použití.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy