Farbwiederherstellung

Die Farbwiederherstellung (oder Farbrestaurierung ) ist ein Verfahren zur Wiederherstellung verlorener Farben in Fernsehsendungen, die ursprünglich auf Farbvideoband aufgezeichnet wurden, von denen aber nur noch Schwarzweißkopien existieren. ^{[ 1 ]} Dies ist nicht dasselbe wie die Kolorierung , bei der Farben künstlich zu Ausgangsmaterial hinzugefügt werden, das von Anfang an schwarzweiß war (oder bei dem in der Schwarzweißkopie keine Farbinformationen erhalten geblieben sind), oder bei der minderwertige Originalquellen verbessert werden. Die Farbwiederherstellung ist ein neueres Verfahren ^{[ 2 ]} und unterscheidet sich grundlegend von der Kolorierung. ^{[ 2 ]} Die meisten Arbeiten wurden an PAL- Programmen durchgeführt, das Konzept ist jedoch nicht grundsätzlich auf dieses System beschränkt. ^{[ 1 ]}

Die Farbwiederherstellung kann auf der Kombination von Farbinformationen aus Aufnahmen geringerer Qualität basieren oder, wie im Fall des neuen Verfahrens der BBC, auf den spezifischen Effekten, die bei der Kodierung von Farbmaterial im gängigen analogen Fernsehformat PAL für die Übertragung entstanden. Bei frühen Farbfernsehern bis Mitte der 1980er-Jahre konnte dies zu einem Problem namens „ Punktkriechen“ führen , da die Kodierung der Farbinformationen das zugrundeliegende Signal stören konnte. Dies verursacht eine Verzerrung des auf dem Bildschirm angezeigten Ausgangssignals. Das Muster ist selbst dann sichtbar, wenn das resultierende Bild auf Film und in Schwarzweiß aufgezeichnet wurde. Der Farbwiederherstellungsprozess erkennt diese verräterischen Muster und nutzt sie, um die ursprünglichen Farben zu dekodieren.

Seit 2018 wurde die Farbwiederherstellung erfolgreich auf Episoden der BBC-Fernsehprogramme Doctor Who (mit Ausnahme des ersten Teils der Episode Invasion of the Dinosaurs ), ^{[ 2 ]} Dad's Army , ^{[ 3 ]} Are You Being Served? und The Morecambe & Wise Show angewendet .

Aufgrund der bekannten Praxis des Überschreibens von Farbaufnahmen gingen viele Original-Videobandaufnahmen von Farbprogrammen verloren. Im Fall der BBC blieben jedoch zahlreiche Schwarzweiß-Filmkopien betroffener Fernsehsendungen erhalten. Aus verschiedenen technischen und praktischen Gründen (beispielsweise inkompatible internationale Fernsehstandards und die hohen Kosten von Videoband im Vergleich zu Film [ ^{4 ] )} waren Schwarzweiß-Filmkopien das bevorzugte Medium für den Export von Programmen. ^{[ 5 ]} Diese Praxis führte letztlich dazu, dass viele ursprünglich in Farbe aufgezeichnete und ausgestrahlte Sendungen nach dem Ende dieser Praxis nur noch in Schwarzweiß existierten.

In den 1970er Jahren fertigten amerikanische und kanadische Doctor-Who- Fans diverse NTSC- Videoaufnahmen an , die sie später an die BBC zurückschickten. ^{[ 4 ] [ 6 ] [ 7 ]} Obwohl die Qualität dieser frühen Heimvideoaufnahmen für die Ausstrahlung ungeeignet war, konnte das niedrig aufgelöste Farbsignal extrahiert werden. Dieses Signal ließ sich erfolgreich mit dem Luminanzsignal digitalisierter, bereits ausstrahlungsfähiger Schwarzweiß-Fernsehaufnahmen kombinieren, um neue, für Ausstrahlung und Verkauf geeignete Farbmasterkopien zu erstellen. In den 1990er Jahren wurde diese Methode vom Doctor Who Restoration Team angewendet ^{[ 4 ]} , und mehrere Doctor-Who -Folgen in Farbe wurden anschließend auf VHS veröffentlicht . ^{[ 4 ]} Die Kombination der aufgezeichneten Farbsignale mit den Schwarzweiß-Fernsehaufnahmen ist eine komplexe Aufgabe, die digitale Bearbeitung erfordert (z. B. die Anpassung der unterschiedlichen Bildschirmgrößen der beiden Aufnahmen). ^{[ 4 ]} Anfang der 1990er Jahre ermöglichten kostengünstig verfügbare und ausreichend leistungsstarke Computerhardware und -software diese Aufgabe erstmals in der Praxis. ^{[ 4 ]}

Schwarzweißfernsehsysteme existierten bereits vor Farbfernsehsystemen, daher wurden nachfolgende analoge Farbrundfunksysteme mit Blick auf Abwärtskompatibilität entwickelt (sogenannte kompatible Farbsysteme). ^{[ 8 ]} Das Chrominanzsignal (Farbsignal) wird daher typischerweise auf denselben Kanal wie das Luminanzsignal (Helligkeitssignal) übertragen und mit einer festen Frequenz, dem sogenannten Farbhilfsträger, moduliert . Schwarzweißfernseher dekodieren diese zusätzlichen Farbinformationen im Hilfsträger nicht , sondern nutzen ausschließlich die Luminanz, um ein monochromatisches Bild zu erzeugen. Aufgrund der begrenzten Bandbreite des Videokanals überlagern sich die Chrominanz- und Luminanzsignale jedoch erheblich, wodurch die Farbinformationen auf Schwarzweißfernsehern als Farbflimmern oder Farbpunkte erscheinen. ^{[ 1 ]} Dieses Phänomen wird im analogen Rundfunk üblicherweise als störend empfunden. ^{[ 9 ]} Da viele Fernsehaufnahmen jedoch von Schwarzweißbildschirmen ohne Filter zur Unterdrückung der Störungen stammen, ^{[ 2 ]} sind diese Muster selbst in den vorhandenen Schwarzweißfilmkopien erhalten und enthalten theoretisch die ursprünglichen Farbinformationen. Gelegentlich wurden diese Farbinformationen jedoch mithilfe eines Kerbfilters herausgefiltert und gehen dadurch verloren. Die Idee zur Wiederherstellung dieser Informationen wurde ursprünglich von dem BBC-Forscher James Insell vorgeschlagen. ^{[ 2 ]}

Die Wiederherstellung dieser Farbinformationen aus Fernsehaufzeichnungen ist in der Praxis aus mehreren Gründen äußerst komplex. Das Farbreferenzsignal, der sogenannte Farbimpuls , fehlt in Fernsehaufzeichnungen, da es sich außerhalb des sichtbaren Bildschirmbereichs befindet, der aufgezeichnet wird. Dieses Signal muss rekonstruiert werden, da die Phase der Farbpunkte, dargestellt durch ihre horizontale Position auf dem Bildschirm, den Farbton der rekonstruierten Farben bestimmt. Aufgrund der alternierenden Eigenschaften des PAL-Formats können die Farben auf vier Möglichkeiten beschränkt werden, was im Vergleich zu NTSC deutlich weniger Aufwand erfordert. Verzerrungen in der Geometrie der Fernsehaufzeichnungen, die durch die Aufzeichnung von einem gekrümmten CRT-Bildschirm auf Film entstehen , machen eine Transformation notwendig, um die ursprünglichen Positionen der Farbpunkte innerhalb der Sendung zu ermitteln. ^{[ 10 ]}

Diese technischen Hindernisse wurden jedoch im Jahr 2008 überwunden, und eine von dem Entwickler Richard T. Russell in der informellen Colour Recovery Working Group ^{[ 11 ]} geschriebene Software wurde eingesetzt, was schließlich zur Ausstrahlung und Veröffentlichung von farbrestaurierten Episoden von Dad's Army und Doctor Who [ ^{3 ] sowie} anschließend zu zwei Episoden der Morecambe & Wise Show und dem Sketch "Party Political Broadcast (Choreographed)" aus Monty Python's Flying Circus führte .

• Beispiel für die Rekonstruktion der Chroma-Punkte:
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  Originalbild
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  Schwarzweißbild mit PAL-Chroma-Punkten
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  Quadrantenzuordnung für die Farbrekonstruktion (Russell-Software)
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  Rekonstruiertes Farbbild (Russells Software)

• Room at the Bottom (Dad's Army) § Farbrestaurierung der originalen Fernsehaufnahme
• Umrechnung in umgekehrte Standards
• Digitale Bildverarbeitung
• Bildfarbübertragung
• Luminanz HDR

• Ein visueller Vergleich, der die resultierenden Unterschiede zwischen traditioneller Kolorierung und Farbwiederherstellung aufzeigt.
• Bilder eines Marconi-Schnellauszugs-16-mm-Filmrekorders, wie er zur Aufnahme von Dad's Army und Are You Being Served verwendet wurde.