WO2002039737A1 - Systeme de production d'un signal video avec dispositif d'enregistrement/reproduction de signal video integre - Google Patents

Systeme de production d'un signal video avec dispositif d'enregistrement/reproduction de signal video integre Download PDF

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WO2002039737A1
WO2002039737A1 PCT/JP2001/009663 JP0109663W WO0239737A1 WO 2002039737 A1 WO2002039737 A1 WO 2002039737A1 JP 0109663 W JP0109663 W JP 0109663W WO 0239737 A1 WO0239737 A1 WO 0239737A1
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signal
video signal
frame rate
frame
recording
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/009663
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English (en)
French (fr)
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Ryoji Asada
Kazumasa Motoda
Shoji Nishikawa
Shigeru Awamoto
Shiro Kato
Hirofumi Uchida
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04N7/0105—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level using a storage device with different write and read speed

Definitions

  • the present invention relates to a video signal creation system that can be used in an electronic cinema system that shoots and processes a movie electronically instead of using film.
  • the present invention also provides a method for changing the frame rate (the number of frames per second) of a video signal, capturing and recording with a camera or the like, and outputting the video signal at a predetermined frame rate during playback.
  • the present invention relates to a video signal recording / reproducing apparatus used in a video signal creation system so as to obtain one motion / high speed motion effect.
  • the SMPTE 274 M and SMPTE 296 M systems have a number of scanning lines of 1,080, respectively (the 180 method) and a method of a number of scanning lines, 720 lines (72 0P method), the standardization of 24P signal is performed.
  • 31 is an imaging device capable of outputting a P imaging signal
  • 32 is a 24P-compatible recording device (24P recording device)
  • 33 is a reproducing device.
  • FIG. 36 and FIG. 37 show signal waveform diagrams of output waveforms a to c from each unit of the video signal creation system shown in FIG. That is, a is the output signal of the imaging device 31, b is the recording signal of the 24P recording device 32, and c is the output signal of the reproducing device 33 that reproduces the signal recorded by the 24P recording device 32. Each number in the figure indicates the frame number of each signal.
  • the image pickup device 31 has the frame rates (24 Hz, 60 Hz, 48 Hz, 30 Hz, 20 Hz, and 20 Hz) shown in (a 1), (a 2), (a 3),. 15P) is output.
  • FIG. 36 (a1) shows a case of an image pickup signal of a 24P frame rate.
  • the recording device 32 records at a recording speed of 1 (FIG. 36 (bl)).
  • the playback device 33 can also obtain a 24P signal, which is a so-called video signal output signal, by performing playback at the ⁇ -times speed (FIG. 36 (c1)).
  • fast-forward or slow-motion playback may be necessary for video signal creation for staging effects. If you want to do this,
  • the output signal of the imaging device 31 is a 60P imaging signal as shown in Fig. 36 (a2), and the recording device 32 is as shown in Fig. 36 (b).
  • Figures 3) and (c3) show the case of the 3 OP signal in Figures 37 (a4), (b4) and (c4).
  • FIG. 37 (a5) when fast forward reproduction is desired, as shown in FIG. 37 (a5), for example, a 20P image signal at a rate lower than 24P is output from the imaging device 31.
  • the recording device 32 records at a recording speed of 6Z5 times as shown in FIG. 37 (b5).
  • the playback device 33 plays back this signal at 1 ⁇ speed, a signal of 20 frames is normally converted into a signal of 24 frames, so that a fast-forward video signal is obtained.
  • the imaging device 31 Figure 37 (a6), (b6), and (c6) show the case where the output signal is a 15P signal (24 / 15x speed).
  • the conventional video signal generation system can generate a normal 24P video signal, and can also generate a 24P video signal for a single-mouth motion and fast-forward.
  • the ability to generate a normal 24P video signal, a single motion, and a fast-forward 24P video signal can be generated according to the imaging signal output rate of the imaging device. It is necessary to change the recording speed of the recording device, which increases the circuit size and power. Therefore, for example, when realizing an imaging device and a recording device in a VTR-body type imaging device, it is difficult to reduce the size and power consumption, and
  • FIG. 38 shows a configuration example of a video signal recording / reproducing device of a conventional video signal creation system.
  • FIG. 39 is a conceptual diagram of a signal waveform of each section in the conventional example.
  • A, B, C, and D correspond to the signals A, B, C, and D in FIG. 38, respectively, and F1, F2,... Each represent a video signal of one frame.
  • the imager 901 When the imager 901 performs imaging with a 24P signal, if the recorder 103 and the reproducer 105 support 24P signal recording and reproduction, the 24P signal is framed as shown in Fig. 39 (a). Recording and reproduction can be performed without performing rate conversion or the like. After editing
  • the reproduced 24P signal is printed on a single frame of film as it is by a kinescope II recording (Kineko) device.
  • 60P signal (frame rate of 60H), for example, the frame rate of the current SD television signal system or HD television signal system is doubled as a progressive signal.
  • the regenerator 105 periodically extracts frames in the middle of successive frames and converts them to 24P signals, which are burned into a finolenem. .
  • the film in order to replace film shooting with video recording and electronic recording using a VTR or hard disk drive, the film must be shot at a higher speed than usual beforehand. Realizes slow motion that can be obtained by shadowing and projecting at normal speed, and conversely, high-speed motion that can be obtained by shooting the film at a lower speed than normal and projecting at normal speed Being able is essential.
  • a multi-frame rate compatible imaging device that can set the frame rate at the time of imaging to an arbitrary value by controlling a CCD (Charge Coupled Device) driving method of the imaging unit has been devised.
  • CCD Charge Coupled Device
  • an object of the present invention is to provide a video signal creation system that can be realized without increasing the circuit scale of a recording device, for example, by using a VTR-body imaging device or the like for the imaging device and the recording device. I do.
  • a desired frame rate can be obtained at the time of reproduction, and slow-motion reproduction or high-speed reproduction can be achieved. It is an object of the present invention to provide a video signal recording / reproducing apparatus of a video signal creation system that can easily perform speed motion reproduction.
  • a video signal creation system includes: an imaging device that obtains progressive imaging signals of various frame rates; a recording device that records an output signal of the imaging device; A reproduction device that reproduces the obtained recording signal, wherein the imaging device has a frame rate conversion unit that converts the imaging signals of the various frame rates into a predetermined frame rate output.
  • the playback speed is changed according to each frame rate before conversion of the imaging device, and the image is output so that the actual number of frames becomes a predetermined number.
  • various frame rate imaging signals can be recorded at a predetermined frame rate, and the actual number of frames of the reproduction signal can be made a predetermined number by changing the reproduction speed.
  • the video signal recording device of the video signal creation system records an input video signal having a frame rate of 1 ⁇ times the standard frame rate of a recording format in a format that maintains the recording format per frame.
  • it is configured to record, together with the input video signal, rate information directly or indirectly indicating a frame rate of the input video signal.
  • the rate information at the time of recording can be obtained at the time of reproduction.
  • a video signal reproducing apparatus of a video signal creating system directly or indirectly converts an input video signal having a frame rate m times faster than a standard frame rate of a recording format and a frame rate of the input video signal.
  • the input video signal and the rate information are reproduced from a recording medium in which the rate information to be recorded is recorded in a format maintaining the recording format per frame, and the input video signal is converted to the standard frame rate.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a video signal creation system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a frame rate conversion unit of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 3 is a signal waveform diagram illustrating an operation of the frame rate conversion unit in FIG. 5
  • FIG. 4 is a conceptual signal diagram of each unit for explaining the operation of the video signal creation system in FIG.
  • FIG. 5 is a conceptual signal diagram of each unit for explaining the operation of the video signal creation system in FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a frame rate L0 conversion unit of the video signal creation system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a signal waveform diagram illustrating an operation of the frame rate conversion unit in FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual signal diagram illustrating the operation of the frame rate conversion unit in FIG.
  • FIG. 9 is a signal conceptual diagram illustrating output signals of the playback device of the video signal creation system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the video signal creation system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the drive pulse generation control circuit of the video signal generation system of FIG.
  • FIG. 12 is a signal conceptual diagram illustrating output signals of the imaging unit and the frame rate conversion unit 10 of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 13 is a signal conceptual diagram illustrating output signals of the imaging unit and the frame rate conversion unit of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the video signal creation system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram showing one configuration of the flag signal generation unit of the video signal generation system of FIG.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the flag signal generator of FIG.
  • FIG. 17 is a block diagram showing another configuration of the flag signal generator of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the operation of the flag signal generator of FIG.
  • FIG. 19 is a conceptual signal diagram illustrating the operation of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 20 is a conceptual signal diagram illustrating the operation of the video signal creation system in FIG.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal creation system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a flag signal conversion / addition unit of the video signal creation system of FIG. 21.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating the operation of the flag signal conversion / addition unit of FIG.
  • FIG. 24 is a signal conceptual diagram for explaining the state of the flag signal L0 added to the imaging signal of the video signal generation system of FIG.
  • FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration of a playback device of the video signal creation system according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a conceptual signal diagram illustrating the operation of the video signal creation system of FIG.
  • FIG. 27 is a block diagram of a video signal recording / playback apparatus of the video signal creation system according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform and a reproduced video signal waveform of the video signal recording / reproducing apparatus of FIG.
  • FIG. 29 is a block diagram of a video signal recording / playback device of a video signal creation system according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 30 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform when the video signal recording / reproducing apparatus of FIG. 29 performs normal frame rate shooting.
  • FIG. 31 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform when the video signal recording / reproducing apparatus of FIG. 29 performs single-motion shooting.
  • FIG. 32 is a conceptual diagram of! 5 recorded video signal waveform, reproduced video signal waveform, and conversion information waveform during high-speed motion shooting of the video signal recording / reproducing apparatus in FIG.
  • FIG. 33 is a block diagram of a video signal recording / reproducing device of the video signal creation system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform of the video signal recording / reproducing apparatus in FIG.
  • FIG. 35 is a block diagram showing the configuration of a conventional video signal creation system.
  • FIG. 36 is a signal waveform diagram of each part of the conventional video signal generation system of FIG.
  • FIG. 37 is a signal waveform diagram of each part of the conventional video signal creation system of FIG.
  • FIG. 38 is a block diagram of a video signal recording / reproducing device of a conventional video signal creation system.
  • FIG. 39 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform and a reproduced video signal waveform of the conventional video signal recording / reproducing device of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the video signal creation system according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 is an imaging unit that outputs P signals of various frame rates
  • 2 is a frame rate conversion unit that converts an output signal of the imaging unit 1 to a predetermined frame rate
  • 3 is an output of a frame rate conversion unit 2.
  • 4 is a reproducing device for reproducing the signal recorded by the recording device 3.
  • HI and VI are horizontal and vertical synchronization signals in the imaging unit 1 output from a synchronization signal generator (not shown), and H2 and V2 are horizontal and vertical synchronization after frame rate conversion. Signal.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of an internal configuration of the frame rate conversion unit 2 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the frame rate conversion unit 2
  • FIGS. 4 and 5 are signal waveform diagrams of each unit shown in FIG.
  • 5 and 6 are frame memories
  • 7 is a control circuit for controlling writing and reading of the frame memories 5 and 6
  • 8 is a switching circuit.
  • the operation of the frame rate converter 2 performs the operation shown in Fig. 3 based on the synchronization signals HI, VI, H2, and V2. 2 and 3, Wl and W2 are write enable signals for frame memories A5 and B6, and Rl and R2 are read enable signals for frame memories A5 and B6.
  • each of the low (L OW) Time is the enable period.
  • the imaging signal a having a frame rate of 60 P and 20 P input from the imaging unit 1 is converted into a predetermined frame rate of 60 P.
  • the frame rate is 60 P when the image signal is input. Since both the input and output have the same frame rate, the frame memories A 5 and B
  • the output signal of the imaging unit 1 is converted into various frame rate imaging signals (for example, 60P al, 30P a2, 20P a3, 15? 34) as shown in FIG. All are converted into signals with a frame rate of 60? (1> 1, b2, b3, b4) and output to the recording device 3.
  • Each number in the figure is the frame of each signal.
  • the recording device 3 always records a signal from the imaging device at a frame rate of 60P.
  • the reproducing apparatus 4 performs the operation shown in FIG. 5 so that the actual number of frames becomes a predetermined number.
  • conversion is performed so that the number of frames becomes 24P.
  • the same signal is output from the recording device every two frames at a rate of 60P.
  • the playback device can easily convert the 24P signal by selecting the signal and converting the playback speed to a predetermined ratio.
  • the position of each frame change in the playback device is determined by the ability to select the required frame signal according to a predetermined rule based on the synchronization signals Hl, VI, H2, and V2, or the frame rate of the imaging signal and the playback. It goes without saying that the frame selection operation may be switched by a switch in accordance with the frame rate of the apparatus.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a frame rate conversion unit of the video signal creation system according to the second exemplary embodiment of the present invention.
  • 9 is a frame memory
  • 10 is a frame memory control circuit for controlling writing and reading of the frame memory
  • 11 is a frame rate of an input image signal.
  • a frame rate conversion ratio calculation circuit for calculating a conversion ratio between! 0 and a predetermined frame rate to be converted by the frame rate conversion unit 2, and 12 is a switching circuit.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the frame rate conversion unit 2 includes a frame rate conversion ratio calculation circuit 11. The other circuits are almost the same, and the operation is the same.
  • FIG. 7 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the frame memory control circuit 10 and the frame memory 9 when the imaging signal is 48 P and 24 P and the converted frame rate is 60 P
  • Figure 8 shows the input to the frame rate converter 2 based on the operation. It is a signal conceptual diagram which shows the relationship between a signal and an output signal. Note that the numbers in the figure correspond to the frame numbers.
  • the converted frame rate 6 OP does not become an integral multiple of the 48P, unlike the case of 20P and 3OP.
  • the ratio between the input frame rate of 48P and the converted frame rate of 60P is 4/5, and the time of 4 frames of 48P and the time of 5 frames of 60P match. Therefore, the frame rate conversion ratio calculation circuit 11 outputs a control signal to the frame memory control circuit 10 so that a signal of the same frame is output once out of five times of reading out of the frame memory 9.
  • the frame memory control circuit 10 outputs the read enable signal shown in FIG.
  • frame rate conversion is performed by rotating, for example, three frame memories so that overwriting does not occur during memory reading.
  • the conversion ratio becomes 2/5, so that the time for two frames of 24P and the time of five frames of 60P coincide.
  • two out of five readings of the frame memory are made to be signals of the same frame (one replication), and three more times to be signals of another frame (two replications).
  • the frame rate conversion ratio calculation circuit 11 outputs a control signal to the frame memory control circuit 10.
  • the frame memory control circuit 10 outputs the read enable signal shown in FIG. By performing such an operation in the frame rate conversion unit 2, the output signal after conversion is as shown in FIG.
  • the frame rate is converted to a 60P frame rate and output.
  • the frame rate conversion ratio calculation circuit 11 calculates the ratio between the frame rate before conversion and the frame rate after conversion.
  • nZm (where n and m are integers and l ⁇ n ⁇ m, where n is before conversion and m is after conversion, and especially when n is not 1 (when m / n is not an integer)
  • n frames of the frame rate signal before conversion Minute time and m frames of converted frame rate In order to match the time, some or all of the frame signals in n frames are copied and output at the rate of the converted frame so that the total number of copies becomes (m ⁇ n), and m
  • ⁇ 1
  • an operation similar to that of the first embodiment is performed in which each frame is repeated (m ⁇ 1) times. Further, the operations of the recording device 3 and the reproducing device 4 perform the same operations as in the first embodiment.
  • the method of converting the frame rate can be selected according to the ratio between the frame rate before conversion and the frame rate after conversion.
  • the signal is always converted to, for example, a signal of 60 P and recorded on the recording device at that rate.
  • This makes it possible to configure an imaging device and a recording device of a video signal creation system in a VTR-body imaging device camera recorder or the like in which the imaging device and the recording device are integrated without increasing the circuit scale and power.
  • FIG. 9 is a signal conceptual diagram illustrating an output signal of a playback device in the video signal creation system according to the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the first and second embodiments in that the method of converting the reproduction speed in the reproduction device 4 is different. Therefore, the overall block diagram is the same as FIG.
  • the signal of the recording device 3 indicates the recording signal obtained in the first embodiment or the second embodiment.
  • this is a case where the frame rate after conversion by the frame rate conversion unit 2 is 60 P.
  • the playback device 4 rate is converted to a 24P frame rate.
  • As input signals a case of a 60P imaging signal, a 48P imaging signal, a 24P imaging signal, and a 20P imaging signal are shown.
  • the recording signal changes in frame number one by one at a 60-frame rate as shown in FIG.
  • a frame set is composed of frame numbers 1 and 2, 1 is 2 frames, 2 is 3 frames ((dl_l) in the figure), or 1 is 3 frames, and 2 is 2 frames ((dl 1)
  • the frame is duplicated (repeated) so that).
  • ⁇ for example, frame numbers 3 and 4 of the next successive different frames.
  • the recording signal has frame numbers of 1, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8, ... as shown in Fig. 9 (c 3).
  • duplicate 1 once that is, 3 frames
  • duplicate 2 once that is, 2 frames
  • Fig. d 3-1 1 is left as it is (that is, 2 frames)
  • 2 is duplicated twice (that is, 3 frames) ((d 3-2) in the figure).
  • the case of the next set of different frames 3 and 4 is the same as the case of 60P.
  • the frame rate after conversion by the frame rate conversion unit 2 is 60 frames and the actual number of frames in the playback device 4 is 24 frames (24P (progressive)
  • the signal of each frame of 60 frames is the same frame for two different frame signal pairs, the first frame twice, the next frame three times, or the first frame three times, and the next frame twice.
  • the reproduction speed is converted by duplicating or deleting frames so that the output becomes a so-called 2-3 pull-down output. Therefore, a signal with the same frame rate as recording, that is, a signal with a frame rate of 60 P, can be converted to a playback speed of 24 P by simply selecting or duplicating frames without changing the time axis, simply by selecting or duplicating frames. It can be performed.
  • 2 since it is always output in the form of 2-3 bourdan, 2
  • Each playback video signal from 4P slow motion to fast forward can be handled as a 60P signal format.
  • the playback device 4 includes a circuit that performs the above-described operations and converts the playback speed.
  • This circuit plays back at the same rate (60 P) as the input signal, for example. Needless to say, it can be easily realized by a circuit for writing a signal to a frame memory or the like and reading the same signal a plurality of times and a selection circuit.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal creation system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 1 is an imaging unit that outputs P signals of various frame rates
  • 2 is a frame rate conversion unit that converts an output signal of the imaging unit 1 to a predetermined frame rate
  • 3 is an output signal of a frame rate conversion unit 2 Is a recording device for recording the signal
  • 4 is a reproducing device for reproducing the signal recorded by the recording device 3
  • 13 is a drive pulse generation control circuit for controlling a drive pulse applied to the imaging unit 1.
  • the imaging unit 1 includes a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD).
  • CCD charge-coupled device
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that a driving pulse generation control circuit 13 performs a characteristic operation in an imaging device including an imaging unit 1 and a frame rate conversion unit 2.
  • the other circuits are substantially the same, and the operation is similar.
  • H1 and VI in FIG. 10 denote horizontal and vertical synchronization signals in the imaging unit 1 output from a synchronization signal generator (not shown), and H2 and V2 denote frames. These are the horizontal and vertical synchronization signals after rate conversion.
  • FIG. 11 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the drive pulse generation control circuit 13
  • FIGS. 12 and 13 are signal conceptual diagrams for explaining output signals of the imaging unit 1 and the frame rate conversion unit 2. .
  • FIGS. 11 (a), (b) and (c) show an example of a CCD drive pulse when the rate of an image signal is 2 OP.
  • the readout pulse shown in FIG. Are output at a rate of 20 P so that the accumulation time is 1Z20 seconds.
  • the transfer pulse shown in Fig. 3 (b) includes vertical and horizontal transfer pulses, but is output so that the transfer is completed in one frame of 20.
  • Figure (c) shows the CCD signal output at that time.
  • the driving pulse of the CCD at 60 P is simply reduced to 1/3 of the driving rate.
  • the imaging signals of Embodiments 1 and 2 such a signal of the horse motion is obtained as shown in FIG. 4 and FIG. Therefore, as the frame rate of the image signal becomes slower, the signal output from the frame rate converter 2 has a larger delay.
  • the drive pulse sent to the CCD is controlled by the drive pulse generation control circuit 13 so that it becomes the pulse shown in FIGS. 11 (a l), (b l) and (c 1).
  • the read pulse (al) is output at the rate of 20 P so that the accumulation time becomes 1/20 second, but the transfer pulse completes the transfer of one frame signal at the rate of 60 P.
  • the transfer pulse becomes as shown in (bl) of FIG. 7 and the signal output becomes as shown in (cl) of FIG. 7, and a signal of 30 P rate can be obtained in one frame period of 60 P rate. Unnecessary signals irrelevant to the signal are output in the subsequent two frames.
  • the read pulse (a2) is the same, but the transfer pulse (b2) is equivalent to one frame. Only output. As a result, an output signal (c 2) is obtained.
  • the output signals of the imaging unit 1 and the frame rate conversion unit 2 are as shown in FIGS. 12 and 13 (that is, (al) to (A4) is an image signal, and (bl) to (b4),
  • (b 1-1), (bl-2), (b2-1), and (b2-2) are the signals after frame rate conversion.)
  • the frame rate conversion unit All of the output signals in (2) have a delay time of only one frame of 60 P, so that the delay of the output signal can be suppressed, and the amount of delay is the same for all rates of imaging signals. I can do it.
  • the rate of the output signal of the imaging unit 1 and the rate of the frame rate conversion unit 2 are the same.
  • (6 OP) it is not necessary to adjust the writing / reading timing of the frame memory corresponding to a plurality of rates, so that the circuit operation in the frame rate conversion unit 2 can be stabilized.
  • 5 1 4 is a Proc diagram showing the configuration of a video signal generating system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 1 is an imaging unit that outputs P signals of various frame rates
  • 2 is a frame rate conversion unit that converts an output signal of the imaging unit 1 to a predetermined frame rate
  • 3 is an output of the frame rate conversion unit 2
  • 4 is a reproducing device for reproducing a signal recorded on the recording device 3 from L0
  • 14 is a flag signal for generating a flag signal indicating frame switching in the output signal of the frame rate conversion unit 2. It is Ikube.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the imaging apparatus includes a flag signal generation unit 14 in addition to the imaging unit 1 and the frame rate conversion unit 2.
  • the other circuits are roughly the same for L5, and the operation is the same.
  • the reproducing apparatus 4 detects the position of each frame change in the reproducing apparatus by transmitting a necessary frame signal according to a predetermined rule based on the synchronization signals Hl, VI, H2, and V2.
  • the reproduction operation is performed by a method of selecting, or by switching the frame selection operation by a switch corresponding to the frame rate of the imaging signal and the frame rate of the reproduction device.
  • Embodiment 5 of the present invention can easily perform such an operation.
  • the flag signal generator 14 outputs a flag signal f indicating a frame change of the signal output from the frame rate converter 2 at the frame rate converter 2, and the recording device 3 outputs the flag signal f in the same manner as the signal from the frame converter 2.
  • the flag signal itself is also recorded.
  • the reproducing device 4 selects a necessary frame signal and performs a predetermined operation. A method of generating the flag signal will be described with reference to FIGS.
  • FIGS. 15 and 17 are configuration diagrams showing an example of the internal configuration of the flag signal generation section 14.
  • FIG. 1 in Figures 15 and 17 5 is a frequency dividing circuit
  • 16 is an OR circuit
  • 17 is a 1-bit counter.
  • the recording device 3 also records at 60P rate, and the original frame rate of the imaging unit 1 is 20P (Fig. 16 (d)), the signal of the recording device 3 is as shown in FIG. 16 (c).
  • the frame switching is as shown in FIG. 16 (e). In this case, it can be obtained by simply dividing the vertical synchronization of the original imaging signal. The point at which the signal of the divided signal switches between low (LOW) and high (HI GH) is the frame switching point.
  • the output signal rate of the frame rate conversion unit 2 is 60P
  • the original frame rate of the imaging unit 1 is 1 Zm for a 60P frame rate such as 20P, 30P, etc.
  • the flag signal generator can be easily configured by the frequency divider 15 shown in FIG.
  • the output signal of the imaging unit 1 described in FIG. 7 of the second embodiment includes a signal of 24 P, 48 P, or the like
  • the above condition is not satisfied.
  • the read enable signal of the frame memory used in the rate conversion unit 2 for example, at 48P, changes in the signals Rl, R2, and R3 (Fig. 18 (b)) correspond to frame switching.
  • the signal may be used as a frame switching signal.
  • an OR circuit 16 and a 1-bit counter 17 using the output signal of the OR circuit 16 as a clock can be easily configured.
  • the LOW and H HI GH of the output (FIG. 18 (c)) of the 1 bit counter 17 may be made to correspond to the frame switching signal (FIG. 18 (d)).
  • the operation of the flag signal generator 14 switches the frame between the various image signal rates and the output signal of the frame rate converter 2 and the signal of the recording device 3.
  • Fig. 19 al and a3 are imaging signal outputs
  • bl and b3 are signals after frame rate conversion
  • fl and f3 are frame switching flag signals
  • Fig. 20 a1 and a2 are imaging signal outputs.
  • b 1-1 and b 2-1 are the signals after frame rate conversion
  • fl-1 and f 2-1 are the frame switching flag signals.
  • a frame switching flag signal can be created with a simple configuration, and the signal can be recorded in the recording device 3 together with the imaging signal. There is no need to separately provide information such as a synchronization signal of the imaging unit 1 and the recording device 3 to the raw device 4. Also, the playback device 4 does not need to be provided with a switch or the like for switching the operation according to the frame rate of the imaging unit 1, and the playback operation of the video signal is automatically performed even when the frame rate of the imaging unit 1 changes variously. Can do it.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal creation system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • 1 is an imaging unit that outputs P signals of various frame rates
  • 2 is a frame rate conversion unit that converts an output signal of the imaging unit 2 to a predetermined frame rate
  • 3 is an output of the frame rate conversion unit 2
  • 4 is a reproducing device for reproducing the signal recorded by the recording device 3
  • 14 is a flag signal generating unit that indicates frame switching in the output signal of the frame rate converting unit 2
  • 18 is a flag.
  • a flag signal conversion / addition unit that converts the flag signal output from the signal generation unit 14 and adds the flag signal to the signal converted by the frame rate conversion unit 2.
  • the sixth embodiment is different from the first and fifth embodiments in that the imaging apparatus is different from the imaging unit 1 and the frame rate conversion unit 2 in addition to the flag signal generation unit 14 and the flag signal conversion / addition unit 1 8
  • the other circuits are substantially the same, and the operation is the same.
  • FIGS. 22 and 23 are a block diagram and an explanatory diagram of an example of the internal configuration of the flag signal conversion / addition unit 18, wherein 19 is a delay circuit for delaying a predetermined time, and 20 is an EXOR (Exclusive OR) circuit, 21 is an adder.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram showing an example of adding a flag signal to an image pickup signal.
  • the flag signal conversion / addition unit 18 is composed of, for example, a circuit shown in FIG.
  • the flag signal f indicating the frame switching shown in FIG. 23 (a) is input to the delay circuit 19, it is delayed by a predetermined time as shown in FIG. 23 (b). For example, a delay of several H (H is one horizontal scanning period) is given.
  • This signal and the original flag signal are EX OR Other logical OR)
  • the conversion signal shown in FIG. 23 (c) is output by the processing in the circuit 20.
  • This signal is a signal which becomes HIGH for a few H at the beginning or end of the frame when the frame is switched. This signal is added to the image signal whose frame rate has been converted by the adder 21 and output to the recording device 3. .
  • FIG. 24 shows an example of adding the converted flag signal to the imaging signal, but shows the case of a 48P imaging signal and a 24P imaging signal.
  • the outputs of the imaging unit 1 are as shown in (a 1) and (a 2), respectively, and this signal is converted to a frame rate of 60 P by the frame rate conversion unit 2.
  • the frame switching at this time is as shown in (f11-1) and (f2-1) according to the output signal of the flag signal generator 14. This signal
  • L0 is converted by the above-described flag signal conversion / addition unit 18 and added to the output signal of the frame rate conversion unit 2 to obtain signals (g 1) and (g 2) in FIG. As can be seen from these signals, it can be seen that the flag signal is added to the solid black portion in the figure at the beginning of the frame switching (frame number switching). These signals are recorded by the recording device 3.
  • the L5 playback device 4 performs processing such as frame selection and duplication based on the flag signal recorded together with the signal, and performs the image signal of the 24P signal as in the third and fifth embodiments of the present invention. Play the issue.
  • the flag signal indicating frame switching is added to the image signal itself and recorded. There is no need to separately provide information such as the synchronization signal of the recording device 3 and the like, and there is no need to provide the playback device 4 with a switch or the like for switching the operation according to the frame rate of the imaging unit 1. Further, even if the frame rate of the imaging unit 1 changes variously, the video signal can be automatically reproduced.
  • the interface between the image pickup apparatus and the recording apparatus and the delay time due to the processing time of the image pickup signal required for recording by the recording apparatus and the flag signal interface required in addition to the signal are adjusted. No delay circuit or the like is required, and the circuit configuration is simplified. It should be noted that the delay amount of the delay circuit 19 of the flag signal conversion / addition unit 18 is not limited to the number H in the present embodiment, but may be set to an appropriate time that can be detected by the playback device 4. not. It goes without saying that the position where the signal is added may be set to an appropriate place other than the valid period of the imaging signal.
  • FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration of a playback device of the video signal creation system according to the seventh embodiment of the present invention.
  • reference numeral 22 denotes a fixed-rate reproduction unit that reproduces an image signal and a flag signal at a fixed rate
  • reference numeral 23 denotes an image signal storage unit that stores only an image signal of a frame switched based on the flag signal.
  • the seventh embodiment differs from the fifth and sixth embodiments in that a fixed-rate reproducing unit 22 and an image signal storing unit 23 are provided in the reproducing apparatus. Other circuits and their operations are the same as those in the fifth and sixth embodiments.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the reproduction unit 22 and the imaging signal storage unit 23.
  • the image pickup signal and the flag signal are output at a rate of 60 P in the same manner as recorded by the recording device 3.
  • (G-1) and (g-2) indicate the output of the fixed-rate playback unit 22 when the original image signal is a 48P image signal and a 24P image signal, respectively.
  • the imaging signal accumulating section 23 accumulates only the frames switched based on the flag signal.
  • (H-1) and (h-2) indicate the accumulation operation in the imaging signal accumulation unit 23 when the original imaging signal is a 48P imaging signal and a 24P imaging signal, respectively. Only the frames of Hi are accumulated.
  • the imaging signal storage unit 23 outputs an imaging signal at a constant frame rate of 24P.
  • (I-1) and (i-1) show the output signals of the image signal accumulation unit 23 when the original image signals are the 48P image signal and the 24P image signal, respectively.
  • the fixed rate reproduction is performed. After playing back at a fixed frame rate in the unit 22, only the necessary frames are stored in the image signal storage unit 23 and then output, so for example, if the recording device 3 is a VTR, the fixed-rate playback unit 2 Second, since a conventional VTR with a fixed frame rate can be used, the system can be manufactured at low cost.
  • the imaging signal accumulating section 23 only needs to temporarily accumulate the imaging signal, and can easily be constituted by a hard disk, a semiconductor memory, or the like.
  • the output of the frame rate conversion unit 2 is 6 OP
  • the output of the playback device 4 is 2 OP for obtaining a video signal. 4 P 2-3 punoré down format (6 OP frame rate) Power S Needless to say.
  • the output signal from the playback device 4 is a 24P signal in a 2-3 pulldown format (6 OP frame rate)
  • the original signal can be easily obtained by inverse 2-3 pulldown processing. Needless to say, it can be converted to a video signal (24 P frame rate).
  • the recording device and the reproducing device are not limited to the VTR-body imaging device or the VTR of the stationary device, but may be a non-linear device such as a hard disk or a disk device such as an optical disk. Needless to say.
  • 101 can capture an image at a frame rate m times faster (m> 0) than the standard frame rate (number of frames per second) of the recording format and output the signal.
  • Double-speed frame rate imager 102 is a rate information input terminal for inputting rate information
  • 103 is a video signal captured by the m-times frame rate imager 101 and a rate information input terminal 102
  • a recorder that converts the input rate information into recording information and records it on recording medium 104
  • 105 is a reproducer that reproduces video signals and rate information from recording medium 104
  • 106 is operation information Operation information input terminal for inputting the operation information
  • 107 is an operation controller for operating the playback device 105 according to the operation information input from the operation information input terminal 106 and the rate information obtained from the playback device 105
  • Reference numeral 108 denotes an output terminal for outputting a reproduced video signal.
  • the video signal format to be recorded is a progressive video signal format in which one frame is the unit of recording and display.
  • the recording and reproduction head is mounted on a rotating cylinder, and the recording and reproduction head is helically scanned to record information on a magnetic tape.
  • the rate information that directly or indirectly indicates the frame rate (here, the relative rate when the standard frame rate is set to 1 is expressed as m)
  • Input from the rate information input terminal 102, the m-times frame rate imager 101 captures images with m 1 according to the rate information, and obtains 24P (frame rate 24 Hz) video information Is output.
  • the recorder 103 converts the video information output from the m-times frame rate imager 101 and the rate information from the rate information input terminal 102 into recording information for recording on the recording medium 104.
  • the data is converted and recorded on the recording medium 104 sequentially.
  • the conversion of the video information by the recorder 103 and the recording on the recording medium 104 are performed, for example, generally by a DV (SMPTE) digital VTR widely used from consumer use to broadcasting business.
  • DV Society of Motion Picture and Television Engineers
  • shuffling is performed to rearrange the order of one frame of video information in units of a predetermined pixel block, and then the predetermined High-efficiency coding that reduces the amount of information to a predetermined amount in pixel blocks, and adding redundant data for error correction in advance to prevent errors due to loss of image information data during playback
  • the data is recorded on magnetic tape via a recording amplifier and recording head.
  • Performing helical scanning corresponds to a series of processes such as that recording.
  • the recorder 103 uses the input video as described above.
  • the helical scan speed of the recording / reproducing head and the magnetic tape feed speed of the recording medium 104 are adjusted.
  • 0 3 Output is recorded on recording medium 104.
  • the rate information from the rate information input terminal 102 is stored in a predetermined location of the recording information output from the recorder 103 in advance.
  • the storage location of the rate information can be any location where the rate information is correct during playback and can be retrieved in a timely manner when needed. For example, in the case of a DV format VTR, the user's bit pack of the time code in the subcode is stored.
  • a method of storing the contents in the storage unit can be considered.
  • the playback device 105 obtains a playback video signal from the recording medium 104 in the reverse order of recording, but at the same time, the rate information stored in a predetermined location of the playback video signal is obtained. Take it out and input it to the operation controller 107.
  • the operation controller 107 controls the regenerator 105 based on the operation information from the operation information input terminal 106 and the rate information obtained from the regenerator 105 to control the output terminal 1 From 08, a reproduced video signal of a predetermined frame rate is obtained.
  • FIG. 28 (b) shows a conceptual diagram of the reproduced video signal waveform when reproduced at the standard frame rate. As shown in FIG. 28 (b), one frame is (1/24) seconds, and F1, F2,... Each indicate one frame.
  • the rate information that indicates how fast the frame rate was taken and recorded during recording at the same time as the video signal to be recorded, This makes it easy to set the playback speed to a predetermined playback speed.
  • the image is captured at a high speed in advance, and the standard frame is reproduced at the time of reproduction.
  • the case where slow-motion video is obtained by setting the frame rate has been described, but the same applies to the case where high-speed motion is obtained by shooting at a low frame rate and the initial frame rate and setting the standard frame rate during playback. In the case of speed, it can be easily realized without performing detailed manual settings by the same procedure.
  • the rate information indicates the frame rate at the time of recording with respect to the standard frame rate. It is assumed to be itself, but it does not only indicate the relative frequency relationship with the standard frame rate, but also the frame rate at the time of recording itself. May be indicated.
  • the standard frame rate of the recording format is set to 24 Hz.
  • the effect of the present embodiment does not change even if the frame rate value is other than 24 Hz.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of a video signal recording / playback device of a video signal creation system according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the same reference numerals are given to blocks performing the same operations as those of the video signal recording / reproducing apparatus according to the eighth embodiment, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 201 denotes a record for converting the video signal A imaged by the m-times frame rate imager 101 in accordance with the rate information 102, and outputting the rate-converted video signal B and the conversion information.
  • the rate change 202 is a playback rate change for converting the playback rate of the playback video signal B according to the control of the playback video signal B and the conversion information and the operation controller 106 reproduced by the playback unit 105. It is.
  • the video signal format is a progressive video signal format in which one frame is the unit of recording and display.
  • the recorder 103 records a video signal in a signal format of a frame rate of 60 Hz at a standard speed.
  • the recording rate converter 201 is used. Convert the frame rate to 60 Hz and record.
  • the recording and reproduction head is a helical scan and the information is recorded on the magnetic tape by VTR.
  • the rate information is the value of m itself.
  • the recording rate converter 201 converts the video signal A input from the m-times frame rate imager 101 based on the rate information input from the rate information input terminal 102, and obtains and outputs the video signal B.
  • FIG. 30 shows a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform of the video signal recording / reproducing apparatus of the present embodiment during normal frame rate photographing.
  • a video signal in which one frame is (1Z24) seconds is repeatedly inserted into the video signal A shown in FIG. 30 (a). Perform the operation and output one frame at (1Z60) seconds to obtain the video signal B at the recording frame rate of 6 OHz.
  • the recording rate converter 201 outputs the video signal B and simultaneously outputs the video signal B.
  • the repeat flag has a value of 1 for a frame of the same video signal content (F1 in Fig. 30 (b)), and a subsequent frame of the same video signal content (F2 in Fig. 30 (b)).
  • the recorder 103 converts the video signal B and the conversion information from the recording rate converter 201 into recording information for recording on the recording medium 104, and sequentially records the recording information on the recording medium 104. Conversion of video information in recorder 103 and recording on recording medium 104
  • L5 is the same method as described in Embodiment 8 of this effort. Also, the method of storing conversion information is the same as that for rate information in Embodiment 8 of the present invention.
  • the information recorded on the recording medium 104 is reproduced by the reproducer 105, and the video signal B is output by the reverse operation of the recording.
  • the conversion information stored in the predetermined location is also separated and output.
  • the operation controller 107 reproduces the information by the regenerator 105 and (24/60) X
  • FIG. 30 (e) shows the repeat flag in the reproduction conversion information extracted at the same time.
  • the reproduction rate converter 202 selects and outputs two frames out of five frames for the input reproduced video signal B shown in FIG. 30 (d).
  • Only the first frame after the point at which the value of the repeat flag shown in Fig. 30 (e) changes at the same time is extended to the 24H video signal by expanding the time axis as shown in Fig. 30 (f).
  • Output to output terminal 108 In the case of the present embodiment, FIG. 30 (a) and FIG. 30 (f) show the same 24P video signal.
  • FIG. 31 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform of the video signal recording / reproducing apparatus of the present embodiment during slow motion shooting.
  • a converted video signal B with a frame rate of 6 OHz (Fig. 31 (b)) is obtained.
  • the recorder 103 executes the conversion of the video signal B from the recording rate converter 201 and the conversion information by combining the rate information and the repeat flag (FIG. 31 (c)) in the recording rate converter 201.
  • the information is converted into recording information to be recorded on the recording medium 104, and then recorded sequentially on the recording medium 104.
  • the information recorded on the recording medium 104 is reproduced by the reproducer 105, and a reproduced video signal B is output by an operation reverse to that at the time of recording.
  • the conversion information stored in the predetermined location is also separated and output.
  • Reproducer 105 power When outputting 4/5 speed slow playback in a signal format with a frame rate of 60 Hz, the video signal of one frame every 1/60 second by intermittently feeding the magnetic tape with the reproducer 105, etc. There is a method of outputting four frames and then outputting no frames for one frame period.
  • the output waveform of the reproduced video signal B by this method is shown in Fig. 31 (d).
  • Figure 31 (e) shows the repeat flag in the playback conversion information extracted along with it.
  • the playback rate change 1 ⁇ 202 after the point where the value of the repeat flag shown in Fig. 31 (e), which was input simultaneously, changes with respect to the input playback video signal B shown in Fig. 31 (d). If only the first frame of the image is expanded on the time axis as shown in FIG. 31 (f), a video signal with a frame rate of 24 Hz is obtained and output to the output terminal 108.
  • the video signal with a frame rate of 30 Hz is extended to the frame rate of 24 Hz and output, so that a 4 / 5-speed slow motion video can be obtained.
  • the intermittent playback is performed in the playback device 105 to obtain the signal waveform of FIG. 31 (d) has been described as an example.
  • the previous frame may be output repeatedly at the intermittent timing of.
  • any timing may be used as long as the output timing of the reproduced video signal B is such that a frame of the reproduced video signal is input at a timing required by the reproduction rate converter 202.
  • FIG. 32 is a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform of the video signal recording / reproducing device of the present embodiment during high-speed motion shooting.
  • Fig. 32 (c) shows the repeat flag waveform, which is a conversion flag indicating the position where the contents of the preceding and succeeding video signals have changed between frames of the video frames output continuously in the video signal B of (b). Then, the recorder 103 further outputs the video signal B from the recording rate converter 201 and the rate information in the recording rate converter f 201.
  • the information recorded on the recording medium 104 is reproduced by the reproducer 105, and a reproduced video signal B is output by an operation reverse to that at the time of recording.
  • the conversion information stored in the predetermined location is also separated and output.
  • the operation information from the operation information input terminal 106 sets the frame rate to be output from the output terminal 108 in a frame format of 24 Hz
  • Reproducer 105 power When performing special playback at 6 / 5x speed with 0Hz frame rate output, the reproducer 105 repeats high-speed and intermittent feeding of the magnetic tape every 1/60 second. There is a method of outputting a video signal of one frame, discarding one frame after outputting five frames, and outputting the next frame immediately after that.
  • Fig. 32 (d) shows a conceptual diagram of the output waveform of the reproduced video signal B by this method.
  • the video signal at the frame rate of 2 OHz is reduced to the frame rate of 24 Hz and output, and a high-speed motion video of 6Z5 times speed can be obtained.
  • any output timing may be used as long as the frame of the reproduced video signal is input at the timing required by the reproduction rate converter 202.
  • the repeat flag as the conversion flag and the rate information for setting the frame rate of the image pickup device are recorded together with the video signal as the conversion information, and the reproduced video signal is recorded at the time of reproduction.
  • playback conversion information is obtained, and the playback speed setting in the playback device 105 and the rate conversion ratio setting in the playback rate converter 202 can be automatically performed based on the playback conversion information.
  • the frame rate of the m-times frame rate image pickup device 101 during recording can be set to any value.
  • the frame rate is automatically converted to a predetermined playback speed and output. Therefore, the realization speed of mouth motion / high speed motion is wide and operation is simple.
  • the rate information is set to m, which indicates the ratio of the imaging frame rate to the frame rate during recording and reproduction.
  • the rate information is not limited to the information indicating the relative frequency relation to the frame rate during recording and reproduction. It shows the frame rate itself Good.
  • the repeat flag of the conversion information may be any value as long as it is a code that indicates that the content of the video signal changes between frames.
  • the repeat flag is used as one of the conversion information, the same effect can be obtained even if the valid flag indicates the position of only one valid frame among the same video signal content frames repeatedly arranged. can get.
  • the conversion information may be stored anywhere as long as the conversion information is stored in the same place as in the eighth embodiment of the present invention, as long as the conversion information can be simultaneously extracted with the video signal. Also, in the present embodiment, only the case where the reproduction is output at 24 Hz has been described. For example, a 24P video signal is output at 60 Hz as shown in FIG. 30 (b). It is also easy to output in signal format.
  • the recorder 103 in the present embodiment records video signals in a signal format with a frame rate of 60 Hz at a standard speed, other frame rates may be used.
  • FIG. 33 is a block diagram illustrating a configuration of a video signal recording / reproducing device of the video signal creation system according to the tenth embodiment of the present invention. 33, the same reference numerals are given to blocks performing the same operation as the video signal recording / reproducing apparatus according to the ninth embodiment, and the description is omitted.
  • reference numeral 310 denotes a rate information detector for detecting the value of the rate information set at the time of recording from the content of the repeat flag, which is the conversion information obtained from the reproducer 105.
  • the frame rate of the recording format is 24 Hz
  • the video signal format shall be a progressive video signal format in which one frame is the unit of recording and display.
  • the recorder 103 records video signals in a frame rate of 60 Hz at standard speed, and when recording an input signal whose frame rate is not 60 Hz, the recording rate conversion is performed.
  • Vessel 2 Convert the frame rate to 60 Hz with 01 and record. For the part where recording and playback are performed, a VTR that records information on magnetic tape by helical scanning the recording and playback head is assumed.
  • the operation on the recording side is the same as that described in the ninth embodiment.
  • the conversion information output from the recording rate converter 201 corresponds to the video signal B output from the recording rate converter 201 at the same time between the video frames output continuously. Only the repeat flag, which is a conversion flag indicating the position where the contents of the previous and subsequent video signals have changed, is used.
  • the recording / reproducing head and magnetic tape feed speed are set to the standard speed (60
  • the repeat flag is input to the rate information detector 301.
  • the rate information detector 301 sets at the time of recording based on the content of the input repeat flag.
  • FIG. 34 shows a conceptual diagram of a recorded video signal waveform, a reproduced video signal waveform, and a conversion information waveform of the video signal recording / reproducing apparatus of the present embodiment.
  • the reproduced video signal B and the repeat flag as shown in FIG. 34 (a)
  • the rate information detected by the rate information detector 301 is input to the operation controller 107 and the reproduction rate converter 202 together with a repeat flag as conversion information.
  • the frame rate is set to be output from the output terminal 108 in the signal format of 24 Hz according to the operation information of the operation information input terminal 106 and the like, the same procedure as that described in Embodiment 9 is performed.
  • the subsequent playback device 105 and playback rate converter 202 are controlled, and a slow motion image or a high speed motion image can be obtained at a playback frame rate of 24 Hz.
  • the repeat flag which is a conversion flag
  • the playback conversion information is obtained at the same time as the playback video signal during playback.
  • the rate information is detected by the rate information detector 301 from the information, and the reproduction speed in the regenerator 105 and the rate conversion ratio in the reproduction rate converter 202 can be automatically set. It is not necessary to make detailed settings for the reproduction rate converter 202, and a video signal converted to a desired speed can be obtained.
  • the frame rate of the m-times frame rate image pickup device 101 during recording can be set to any value.
  • the frame rate is automatically converted to a predetermined playback speed and output.
  • the speed range of speed motion is wide, Operation is also simple.
  • the repeat flag of the conversion information may be any value as long as it is a code that indicates that the content of the video signal changes between frames.
  • the conversion information is a repeat flag
  • the same effect can be obtained by using a valid flag indicating the position of only a valid frame among the same video signal content frames repeatedly arranged.
  • the recording device 1 0 3 in the present embodiment it is assumed that records the video signal of the signal format of the frame rate 6 0 H Z at the standard speed, it may be a frame rate! 0 otherwise.
  • the recording medium 104 is a magnetic tape
  • the recording and reproducing head is mounted on a rotating cylinder by the recording device 103 and the reproducing device 105.
  • the description above assumes a VTR in which information is recorded on a magnetic tape by helical scanning the recording / reproducing head, but the recording medium containing the recording / reproducing head is a non-linear
  • a disk device including a device and an optical disk may be any device as long as the recording and reproduction timing can be adjusted from the outside.
  • the recording device can always record at a predetermined frame rate, for example, a 60P signal rate.
  • the VTR integrated with the imaging device and the recording device Increases circuit scale and power in camera recorders of body-type imaging devices Without this, an imaging device and a recording device of the video signal creation system can be configured. Also, by combining the image pickup device and the recording device, the reproducing device can easily reproduce the 24P signal video signal by selecting the signal and converting the reproducing speed at a predetermined ratio.
  • the frame rate conversion ratio is complicated for image signals of various frame rates (for example, 48P to 6OP, 24P Even if the conversion ratio does not become 1 / integer, such as conversion from force to 60P, it is always possible to convert to a signal of a predetermined frame rate (for example, 60P), and record it on the recording device at that rate. This enables detailed settings such as slow and fast forward.
  • the frame rate after conversion in the frame rate conversion unit is 60 frames, and the actual number of frames in the playback device is 24 frames.
  • the delay of the output signal of the frame rate conversion unit is reduced. In all cases, the delay time for one frame of 60 P can be set, and the rate of the output signal of the imaging unit and the rate of the frame rate conversion unit can be made the same (60 P) to achieve multiple delays. Since it is not necessary to adjust the writing / reading timing of the frame memory or the like in accordance with the rate, the circuit operation in the frame rate converter can be stabilized. Further, according to the video signal creation system of the present invention, a flag signal for frame switching can be created with a simple configuration, and the signal can be recorded together with the imaging signal in the recording device.
  • the playback device does not need to be provided with a switch or the like for switching the operation according to the frame rate of the imaging unit. This has the effect that the video signal can be played back by moving.
  • an interface between the imaging device and the recording device, the flag signal required in addition to the signal, and the processing time of the imaging signal until recording by the recording device can be realized with a simple circuit configuration without the need for a delay circuit or the like for adjusting the delay time.
  • a conventional VTR or the like having a fixed frame rate can be used for a part of the recording device and the playback device, and the system can be manufactured at low cost.
  • the video signal recording / reproducing apparatus of the present invention the video signal of various frame rates obtained by the image pickup device is recorded and reproduced together with the conversion information, and the reproduction conversion information is used at the time of reproduction, whereby the reproduction is performed.
  • Video signals can be easily and automatically set to a predetermined playback frame rate.
  • the reproduction frame rate can be set only at a special reproduction speed control range that can be set by a jog dial and a specific reproduction speed. Can be set more freely, and the effect is great.
  • the conversion information may be stored and recorded / reproduced in an already provided subcode area, and the present invention can be easily implemented. It is possible.

Description

明 細 書 映像信号作成システムと該システムの映像信号記録再生装置 技術分野
本発明は、 映画をフィルムでなく電子的に撮影および処理する電子シネマシス テムに使用可能な映像信号作成システムに関する。
本発明は、 又、 映像信号のフレームレート （毎秒のフレーム数） を変更して力 メラ等で撮像して記録し、 再生時に所定のフレームレートにして出力することに より再生映像 おいてス口一モーションゃハイスピードモーション効果を得るよ うに映像信号作成システムに用いられる映像信号記録再生装置に関する。
背景技術
近年、 HD (High Definition) 放送機器の進展により映画を電子化する、 つ まり従来のフィルムをビデオテープ等で置換える、 電子シネマシステム等への動 きが活努化し、 テレビのフィールド周波数 6 0 H zから映画のフレーム周波数 2 4 H zへ、 しかも走査方式は飛び越し走查方式 （以下、 iと表示） からプログレ ッシブ走査方式 （以下、 Pと表示） への対応が必要となってきた。
電子的に映像信号を作成するシステム構成としては、 大きく、 撮像信号として 2 4 P信号 （フレーム周波数 2 4 H Zのプログレッシプ信号） を得る撮像装置、 2 4 P信号のレートの記録を行う記録装置、 2 4 P信号を再生する再生装置という システム構成となる。
現在、 HD画像方式では、 SMPTE 2 7 4 Mと SMPTE 2 9 6 Mでそれぞれ走査線数 1 0 8 0本の方式 ( 1 0 8 0方式） と走査線数 7 2 0本の方式 （7 2 0 P方式） にお いて、 2 4 P信号の規格化がされている。
従来の映像信号作成システムの構成としては、 例えば図 3 5に示す構成がある。 図 3 5において、 3 1は P撮像信号を出力可能な撮像装置、 3 2は 2 4 P対応の 記録装置 （2 4 P記録装置） 、 3 3は再生装置である。
以上のように構成された従来の映像信号作成システムの動作について図 3 6及 び図 3 7を参照して、 以下説明する。 図 36及び図 37は、 図 35に示した映像信号作成システムの各部からの出力 波形 a〜cの信号波形図を示す。 つまり、 aは撮像装置 31の出力信号、 bは 2 4 P記録装置 32の記録信号、 cは 24 P記録装置 32で記録された信号を再生 する再生装置 33の出力信号である。 また、 図中の各番号は、 各信号のフレーム 番号を示す。
撮像装置 31は、 図 36及び図 37の （a 1) , (a 2) ， （a 3) , ···, (a 6) に示す各フレームレート （24Hz、 60Hz、 48Hz、 30Hz、 20Hz、 15Hz) の P撮像信号を出力する。 例えば、 図 36 (a 1) では 2 4 Pフレームレートの撮像信号の場合であり、 この場合、 記録装置 32は、 記録 速度を 1倍のままで記録する （図 36 (b l) ) 。 再生装置 33も Ί倍速で再生 することにより（図 36 (c 1) )、 所謂映像信号の出力信号である 24 P信号を 得ることができる。
ここで 24 P再生において、 早送り、 あるいはスローモーションの再生が、 演 出効果のために映像信号作成上必要な場合がある。 これを行う場合は、 撮像装置
31の出力の出力レートを変え、 それに対応して記録装置 32の記録速度を変え、 再生装置 33は 24Pのレートの 1倍速で再生することが必要になる。 例えば、
2Z 5倍速のスローモーション再生をしたい場合は、 図 36 (a 2) に示す様に 撮像装置 31の出力信号を 60 Pの撮像信号とし、 記録装置 32は図 36 ( b
2) に示す様に記録速度を 2/ 5倍の速度で記録する。 この信号を再生装置 33 は 1倍速で再生することにより、 通常 60コマの信号が 24コマの信号に変換さ れるので 24 60 = 2/ 5倍速のスローモーションの映像信号が得られる。 同 様にして、 撮像装置 31の出力信号が 48 P信号の場合を図 36 (a 3) , (b
3) ， (c 3) に、 3 OP信号の場合を図 37 (a 4) , (b 4) , (c 4) に 示す。
また、 逆に早送り再生したい場合は、 図 37 (a 5) に示す様に、 24Pより 遅いレートの例えば 20 P撮像信号を撮像装置 31より出力する。 記録装置 32 では、 図 37 (b 5) に示す様に記録速度を 6 Z 5倍にして記録する。 この信号 を再生装置 33が 1倍速で再生することにより、 通常 20コマの信号が 24コマ の信号に変換されるので早送りの映像信号が得られる。 同様にして撮像装置 31 の出力信号が 1 5 P信号の場合 (24/1 5倍速の場合） を図 37 (a 6) ， (b 6) ， （c 6) に示す。
このようにして、 従来の映像信号作成システムにより、 通常の 24 P映像信号 の作成及びス口一モーション、 早送りの 24 P映像信号も作成することができる。
5 しかしながら上記従来の映像信号作成システムにおいては、 通常の 24 P映像 信号の作成及びス口一モーシヨン、 早送りの 24 P映像信号も作成することがで きる力 撮像装置の撮像信号出力レートに合わせて記録装置の記録速度を変える 必要があり回路規模、 電力が増える。 故に、 例えば VTR—体型撮像装置におい て撮像装置及び記録装置を実現する場合には、 小型化、 低電力化が難しく、 実現
L0 が困難という問題点があつた。
一方、 図 38は従来の映像信号作成システムの映像信号記録再生装置の構成例 を示す。 また、 図 39は従来例における各部の信号波形概念図である。 図 39に おいて、 A， B， C, Dはそれぞれ、 図 38における信号 A， B. C， Dに対応 し、 F l， F 2, …はそれぞれ 1フレームの映像信号を示している。
5 以上のように構成された従来の映像信号記録再生装置について、 図 38および 図 39を参照して説明を行う。
撮像器 901が 24 P信号で撮像を行う場合、 記録器 1 0 3と再生器 105と が 24 P信号記録再生に対応していれば、 図 39 (a) に示すように 24 P信号 をフレームレート変換等を施すことなくそのまま記録再生できる。 編集処理の後
10 再生された 24 P信号は、 キネスコープ■レコーディング （キネコ） 装置により、 映像信号の 1フレームがそのままフィルムの 1コマに焼き付けられる。
撮像器 901および記録器 1 03と再生器 1 04と力 例えば現行 SDテレビ ジョン信号方式や HDテレビジョン信号方式のフレームレートを 2倍のプログレ ッシブ信号とした、 60 P信号 （フレームレートが 60 H zのプログレッシプ信
15 号） 対応の場合、 一般的には図 3 9 (b) に示すように、 再生器 105において、 連続するフレームの途中のフレームを周期的に抜き出すことで 24 P信号にして フイノレムに焼き付けられる。
さらに、 フィルム撮影をビデオ力メラと V T Rやハードディスク装置による電 子録画に置き換えるためには、 フィルムをあらかじめ通常よりも高速度にして撮 影し、 映写時は通常速度とすることで得られるスローモーションや、 逆にフィル ムをあらかじめ通常よりも微速度にして撮影し、 映写時は通常速度とすることで 得られるハイスピードモーションが実現できることが必須となる。
この要望に対しては、 撮像部の C C D (Charge Coupled Device) 駆動方法を 制御することで、 撮像時のフレームレートを任意の値に設定できるマルチフレー ムレート対応撮像装置が考案されている。
しかしながら上記従来の映像信号記録再生装置においては、 4 8 P (フレーム レートが 4 8 H zのプログレッシプ信号） のフレームレ一トで記録して 2 4 Pで 再生したり、 1 2 P (フレームレートが 1 2 H zのプログレッシブ信号） のフレ ームレートで記録して 2 4 Pで再生したりするような、 単純な比率でのス口ーモ ーションゃハイスピードモーションの実現は、 例えば V T Rの場合では、 再生時 に特殊再生用ジョグダイヤノレを、 マニュアルで 1 / 2倍速や 2倍速に設定して再 生することで容易に行えるが、 例えば船が海上を航行するシーンの撮影において、 ミニチュアの船を用いてあらかじめ僅かにフィルム速度を上げて撮影しておき、 再生時に通常速度にして、 船の動きをより重量感あるように見せたり、 逆に拳闘 シーンの動きをより激しく見せるために、 あらかじめ僅かにフィルム速度を落と して撮影しておき、 再生時に通常速度にして俳優のァクションを違和感のない程 度に素早くする等、 より細かな速度制御を行おうとした場合、 マユュアルによる V T Rのジョグダイヤル設定では、 設定速度が連続可変ではないために、 希望す る所定の速度に調整できなかったり、 再生速度の精度が得られない場合が生じる。 発明の開示
本発明は、 かかる点を鑑み、 記録装置の回路規模を増やさず、 撮像装置、 記録 装置に例えば V T R—体型撮像装置等を用いても実現可能な映像信号作成システ ムを提供することを目的とする。
本発明は、 又、 上記した課題を解決するために、 記録時のフレームレートに関 する情報を映像信号とともに記録しておくことで、 再生時に所望のフレームレー トを得てスローモーション再生やハイスピードモーション再生を容易に行えるよ うにする映像信号作成システムの映像信号記録再生装置を提供することを目的と する。 この課題を解決するために、 本発明にかかる映像信号作成システムは、 種々の フレームレートのプログレッシブ撮像信号を得る撮像装置と、 前記撮像装置の出 力信号を記録する記録装置と、 前記記録装置より得られる記録信号を再生する再 生装置とを備え、 前記撮像装置は、 前記種々のフレームレートの撮像信号を所定 のフレームレート出力に変換するフレームレート変換部を有し、 前記再生装置は、 前記撮像装置の変換前の各フレームレートに応じて再生速度を変え、 実質コマ数 が所定の数になるように出力するように構成したものである。
これにより、 種々のフレームレート撮像信号を所定のフレームレートで記録で き、 さらに再生速度を変えることにより再生信号の実質コマ数を所定の数にする ことができる。
又、 本発明にかかる、 映像信号作成システムの映像信号記録装置は、 記録フォ 一マットの標準フレームレートの 1Ώ倍速のフレームレートの入力映像信号を、 1 フレームあたり前記記録フォーマットを保つた形式で記録媒体へ記録する場合に、 前記入力映像信号とともに、 前記入力映像信号のフレームレートを直接または間 接的に表すレート情報を記録するように構成したものである。
これにより、 映像信号とともにレート情報を記録媒体上に記録しておくことで、 再生時に記録時のレート情報を得ることができる。
更に、 本発明にかかる、 映像信号作成システムの映像信号再生装置は、 記録フ ォーマツトの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの入力映像信号と前 記入力映像信号のフレームレートを直接または間接的に表すレート情報とが、 1 フレームあたり前記記録フォーマットを保った形式で記録されている記録媒体か ら、 前記入力映像信号と前記レート情報とを再生し、 前記入力映像信号を前記標 準フレームレートとは異なったフレームレートで再生する場合、 前記入力映像信 号を前記レート情報で定まる再生速度の所定倍速で再生出力するように構成した ものである。
これにより、 再生したレート情報を用いて、 所定の再生速度への設定が容易と なる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1にかかる映像信号作成システムの構成を示すプ 口ック図である。
図 2は、 図 1の映像信号作成システムのフレームレート変換部の一構成例を示 すプロック図である。
図 3は、 図 2のフレームレート変換部の動作を説明する信号波形図である。 5 図 4は、 図 1の映像信号作成システムの動作を説明する各部の信号概念図であ る。
図 5は、 図 1の映像信号作成システムの動作を説明する各部の信号概念図であ る。
図 6は、 本発明の実施の形態 2にかかる映像信号作成システムのフレームレー L0 ト変換部の一構成例を示すブロック図である。
図 7は、 図 6のフレームレート変換部の動作を説明する信号波形図である。 図 8は、 図 6のフレームレート変換部の動作を説明する信号概念図である。 図 9は、 本究明の実施の形態 3にかかる映像信号作成システムの再生装置の出 力信号を説明する信号概念図である。
L5 図 1 0は、 本発明の実施の形態 4にかかる映像信号作成システムの構成を示す プロック図である。
図 1 1は、 図 1 0の映像信号作成システムの駆動パルス発生制御回路の動作を 説明する信号波形図である。
図 1 2は、 図 1 0の映像信号作成システムの撮像部及びフレームレート変換部 10 の出力信号を説明する信号概念図である。
図 1 3は、 図 1 0の映像信号作成システムの撮像部及びフレームレート変換部 の出力信号を説明する信号概念図である。
図 1 4は、 本発明の実施の形態 5にかかる映像信号作成システムの構成を示す プロック図である。
ί5 図 1 5は、 図 1 4の映像信号作成システムのフラグ信号宪生部の一構成を示す プロック図である。
図 1 6は、 図 1 5のフラグ信号発生部の動作を説明する図である。 図 1 7は、 図 1 4の映像信号作成システムのフラグ信号発生部の別の構成を示 すブロック図である。 図 1 8は、 図 1 7のフラグ信号発生部の動作を説明する図である。
図 1 9は、 図 1 4の映像信号作成システムの動作を説明する信号概念図である。 図 2 0は、 図 1 4の映像信号作成システムの動作を説明する信号概念図である。 図 2 1は、 本発明の実施の形態 6にかかる映像信号作成システムの構成を示す 5 ブロック図である。
図 2 2は、 図 2 1の映像信号作成システムのフラグ信号変換 ·加算部の構成を 示すブロック図である。
図 2 3は、 図 2 2のフラグ信号変換■加算部の動作を説明する図である。
図 2 4は、 図 2 1の映像信号作成システムの撮像信号へ加算されるフラグ信号 L0 の状態を説明するための信号概念図である。
図 2 5は、 本発明の実施の形態 7にかかる映像信号作成システムの再生装置の 構成を示すプロック図である。
図 2 6は、 図 2 5の映像信号作成システムの動作を説明する信号概念図である。 図 2 7は、 本発明の実施の形態 8にかかる映像信号作成システムの映像信号記 :5 録再生装置のプロック図である。
図 2 8は、 図 2 7の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再生映像 信号波形の概念図である。
図 2 9は、 本発明の実施の形態 9にかかる映像信号作成システムの映像信号記 録再生装置のプロック図である。
ίθ 図 3 0は、 図 2 9の映像信号記録再生装置の通常フレームレート撮影時の、 記 録映像信号波形および再生映像信号波形ならびに変換情報波形の概念図である。 図 3 1は、 図 2 9の映像信号記録再生装置のス口一モーション撮影時の、 記録 映像信号波形および再生映像信号波形ならびに変換情報波形の概念図である。 図 3 2は、 図 2 9の映像信号記録再生装置のハイスピードモーション撮影時の、 !5 記録映像信号波形および再生映像信号波形ならびに変換情報波形の概念図である。
図 3 3は、 本発明の実施の形態 1◦にかかる映像信号作成システムの映像信号 記録再生装置のブロック図である。
図 3 4は、 図 3 3の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形おょぴ再生映像 信号波形ならびに変換情報波形の概念図である。 図 3 5は、 従来の映像信号作成システムの構成を示すプロック図である。
図 3 6は、 図 3 5の従来の映像信号作成システムの各部での信号波形図である。 図 3 7は、 図 3 5の従来の映像信号作成システムの各部での信号波形図である。 図 3 8は、 従来の映像信号作成システムの映像信号記録再生装置のプロック図 である。
図 3 9は、 図 3 8の従来の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再 生映像信号波形の概念図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(実施の形態 1 )
図 1は本発明の実施の形態 1にかかる映像信号作成システムの構成を示すプロ ック図である。
図 1において、 1は種々のフレームレートの P信号を出力する撮像部、 2は撮 像部 1の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、 3 はフレームレート変換部 2の出力信号を記録する記録装置、 4は記録装置 3によ り記録された信号を再生する再生装置である。 なお、 図 1において、 H I , V I は図示していない同期信号発生部より出力される撮像部 1での水平、 垂直の同期 信号、 H 2， V 2はフレームレート変換後の水平、 垂直の同期信号である。
以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 2乃至図 5 を参照して以下説明する。
図 2は実施の形態 1におけるフレームレート変換部 2の内部構成の一例を示す ブロック図である。 また、 図 3はフレームレート変換部 2の動作説明図、 図 4 , 図 5は図 1に示した各部の信号波形図である。
図 2において、 5 , 6はフレームメモリ、 7はフレームメモリ 5 , 6の書き込 み及び読み出しを制御する制御回路、 8は切換え回路である。
フレームレート変換部 2の動作は、 同期信号 H I， V I， H 2 , V 2をもとに 図 3に示すような動作を行う。 図 2， 図 3で、 W l， W 2はフレームメモリ A 5及 びフレームメモリ B 6の書込みのィネーブル信号、 R l , R 2はフレームメモリ A 5 及びフレームメモリ B 6の読み出しのイネ一ブル信号で、 各々ロー （L OW) の 時がイネ一ブル期間である。 例えば、 撮像部 1より入力される 60 P及び 20 P のフレームレートの撮像信号 aを所定のフレームレート 60 Pへ変換する。 図 3
(a) の場合は、 フレームレートが 60 Pの撮像信号入力の場合であるが、 入力 も出力も同じフレームレートなので、 フレームメモリ A 5及ぴフレームメモリ B
5 6を 60 Pのフレームレートで交互に書き込み、 60 Pのフレームレートで交互 に読み出す。 また同図 （b) のフレームレートが 2 O Pの撮像信号入力の場合は、 書込みは 20Pのフレームレートで 1フレーム分を書き込み、 読み出しは 60Pの フレームレートで読み出す。 故に、 この場合は 60Hzで 3フレーム同じ信号が 出力される。 このようにフレームレート変換は例えば 2つのフレームメモリを書
10 込みと読み出しを交互に行うことにより簡単に実現できる。
以上のフレームレート変換部 2により、 撮像部 1の出力信号は図 4に示す様に 種々のフレームレート撮像信号 （例えば、 60Pの al, 30Pの a2, 20Pの a3, 1 5?の34) がすべて60 ?のフレームレートの信号 （1> 1, b 2, b 3, b 4) に変換され記録装置 3へ出力される。 なお、 図中の各番号は、 各信号のフレ
L5 —ム番号を示す。 記録装置 3は常に 60Pのフレームレートで撮像装置からの信 号を記録する。
次に再生装置 4は実質コマ数が所定の数になるように図 5に示す動作を行う。 この場合、 24Pのコマ数になるように変換する。 例えば図 5に示すように、 3 0 P撮像信号の場合は、 記録装置の信号は 60 Pのレートで 2フレームずつ同じ信
10 号が記録されている （c 2) そのうちの 1つを選択し 60Pのレートが 24P のレートになるように再生速度を変える。 時間軸としては 2/ 5倍に引き伸ばさ れる。 実質は 60Pで 2フレームの信号が 24 Pのレートに変換される （30Pが 24Pに変換される） ので、 4/5倍速の再生信号 （d 2) となる。 故に撮像信 号がもともと 24 Pの信号の場合に比べ少しスローモーションの 24 P再生信号が
!5 得られる。 同様に 20P撮像信号の場合は、 60Pのレートで 3フレームずつ同じ 信号が記録されている （c 3) 1 そのうちの 1つを選択し 6 OPのレートが 2 4 Pのレートになるように再生速度を変える。 この場合は、 実質 20 Pが 24 Pに 変換されるので、 6Z5倍速の再生信号 （d 3) となる。 故に少し早送りの 24 P再生信号が得られる。 他のフレームレート撮像信号の場合も同様で、 例えば、 6 O Pの場合 ( c 1 ) は、 2 Z 5倍速の再生信号 （d l ) に、 1 5 Pの場合 ( c 4 ) は、 8 / 5倍速の再生信号 （d 4 ) に変換される。
以上のように本発明の実施の形態 1によれば、 撮像装置で得られる種々のフレ ームレートの信号を所定のフレームレート信号に変換することにより、 記録装置
5 で常に所定のフレームレート、 例えば 6 0 P信号のレートで記録することができ、 撮像装置と記録装置が一体となった V T R—体型撮像装置のカメラレコーダ等に おいて回路規模及び電力の増大なしに映像信号作成システムの撮像装置、 記録装 置を構成することができる。 また、 再生装置も上記撮像装置と記録装置と組み合 わせることにより、 信号の選択と所定比率の再生速度変換で簡単に 2 4 P信号の
L0 映像信号を再生することができる。
なお、 再生装置での各フレーム変化の位置検出は、 同期信号 Hl， VI， H2, V2を 基にあらかじめ決められた規則に従って必要フレーム信号を選択する力、 あるい は撮像信号のフレームレート、 再生装置のフレームレートに対応しスィツチでフ レーム選択の動作を切換えるようにしてもよいことは言うまでもない。
.5 (実施の形態 2 )
図 6は本発明の実施の形態 2にかかる映像信号作成システムのフレームレート 変換部の内部構成を示すプロック図である。
図 6において、 9はフレームメモリ、 1 0はフレームメモリ 9の書込み、 読み 出しを制御するフレームメモリ制御回路、 1 1は入力の撮像信号のフレームレー
!0 トとフレームレート変換部 2で変換する所定フレームレートとの変換比を演算す るフレームレート変換比演算回路、 1 2は切換え回路である。 本実施の形態 2が 実施の形態 1と違うのは、 フレームレート変換部 2に、 フレームレート変換比演 算回路 1 1を備えた点である。 その他の回路については概略同じであり、 その動 作も同様な動作である。
!5 以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 7、 図 8を 参照して以下説明する。
図 7は、 撮像信号が 4 8 Pと 2 4 Pの場合で、 変換後のフレ ムレートが 6 0 Pの時の、 フレームメモリ制御回路 1 0及びフレームメモリ 9の動作を説明する 信号波形図、 図 8は、 その動作に基づいたフレームレート変換部 2における入力 信号と出力信号の関係を示す信号概念図である。 なお、 図中の番号は、 フレーム 番号に対応するものとする。
例えば 48 Pの撮像信号の場合、 変換後のフレームレート 6 OPは 48Pに対し て 20P、 3 OP等の場合と違い整数倍にならない。 この場合の入力のフレームレ ート 48Pと変換後のフレームレート 60Pの比率は 4/5であり、 48Pの 4フ レーム分と 60Pの 5フレーム分の時間が一致する。 故にフレームレート変換比 演算回路 11は、 フレームメモリ 9の読み出しを 5回の内 1回は同じフレームの信 号が出力されるように、 フレームメモリ制御回路 10へコントロール信号を出力 する。 これを受けて、 フレームメモリ制御回路 10は、 図 7 (a) に示す読み出 しイネ一プル信号を出力する。 この 48P撮像信号の場合、 メモリの読み出し中 に書込みの追い越しが起こらないように例えば 3つのフレームメモリをローテ一 シヨンするようにして、 フレームレート変換を行っている。
同様にして 24 P撮像信号を 60Pへ変換する場合は、 変換比が 2/5となるの で、 24Pの 2フレーム分と 60Pの 5フレーム分の時間が一致する。 この場合は フレームメモリの読み出しを 5回の内 2回を同じフレームの信号 （1回複製） 、 も う 3回を別のフレームの信号 （2回複製） となるように （つまり、 複製数の合計 は 1 + 2 = 3) 、 フレームレート変換比演算回路 11は、 フレームメモリ制御回 路 10へコントロール信号を出力する。 これを受けて、 フレームメモリ制御回路 10は、 図 7 (b) に示す読み出しイネ一プル信号を出力する。 このようなフレ ームレート変換部 2での動作を行うことにより、 変換後の出力信号は 48 Pの場 合が図 8 (b 1~1) または （b 1— 2) 、 24 Pの場合が図 8 (b 2- 1) ま たは （b 2_2) に示すように 60 Pのフレームレートに変換されて出力される。 この時、 所定のフレーム期間の関係は、 それぞれ a l t = b l t、 a 2 t = b 2 tとなっている。
このように本実施の形態 2によれば、 フレームレート変換比演算回路 11で変 換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比を演算し、 その結果 nZm (n， mは整数であり l≤n≤m、 また、 nが変換前、 mが変換後に対応） とな る場合に、 特に nが 1でない場合 （m/nが整数でない場合） は変換前のフレー ムレートの信号の nフレーム分の時間と変換後のフレームレートの mフレーム分 の時間が一致するように、 nフレーム中の一部もしくはすべてのフレーム信号を 変換後のフレームのレートで、 複製数の合計が （m— n ) になるように複製して 出力して、 mフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように変換するこ とにより、 変換比が複雑な場合でも所定のフレームレートへ変換を行うことがで きる。 η = 1の場合は、 実施の形態 1と同様の動作に、 各フレームを （m— 1 ) 回ずつ繰り返す動作を行う。 また、 記録装置 3、 再生装置 4の動作も実施の形態 1と同様な動作を行う。
これにより変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比に応じて、 フレームレートの変換の仕方を選択できる。
このように種々のフレームレートの撮像信号に対して、 変換比が複雑な場合で も、 実施の形態 1と同様に例えば常に 6 0 Pの信号へ変換し、 そのレートで記録 装置に記録することができ、 撮像装置と記録装置が一体となった V T R—体型撮 像装置のカメラレコーダ等において回路規模及び電力の増大なしに映像信号作成 システムの撮像装置、 記録装置を構成することができる。
(実施の形態 3 )
図 9は本発明の実施の形態 3にかかる映像信号作成システムにおいて、 再生装 置の出力信号を説明する信号概念図である。 本実施の形態 3が実施の形態 1及び 2と違うところは、 再生装置 4での再生速度変換の仕方が違う点である。 よって、 全体のブロック図は、 図 1と同様である。
図 9において、 記録装置 3の信号は実施の形態 1もしくは実施の形態 2で得ら れる記録信号を示している。 つまりフレームレート変換部 2での変換後のフレー ムレートを 6 0 Pとした場合である。 再生装置 4のレートは 2 4 Pのフレームレ ートに変換している。 入力信号としては、 6 0 P撮像信号、 4 8 P撮像信号、 2 4 P撮信号、 2 0 P撮像信号の場合を示している。
以下、 本実施の形態 3での再生装置 4の動作を説明する。
6 0 P撮像信号の場合は、 記録信号は図 9 ( c 1 ) のように 6 0フレームのレ 一トでフレーム番号が一つずつ変ィヒするが、 再生装置 4は連続する異なる 2つの フレームの組を例えばフレーム番号 1， 2を、 1が 2フレーム、 2が 3フレーム (同図 （d l _ l ) ) 、 もしくは 1が 3フレーム、 2が 2フレーム （同図 （d l 一 2) ) になるように、 フレームの複製 （繰り返し） を行っている。 次の連続す る異なるフレームの,袓 （例えばフレーム番号 3, 4) についても同様である。
48 Pの場合は、 記録信号は図 9 (c 3) のように、 記録信号のフレーム番号 が 1， 1, 2, 3, 4、 5， 5， 6， 7, 8、 …というふうになるが、 連続する 異なる 2つのフレームの組、 例えば 1, 1， 2について、 1を 1回複製 （つまり 3フレームとする） 、 2も 1回複製 （つまり 2フレームとする） にする （同図 (d 3-1) ) か、 1はそのまま （つまり 2フレーム） 、 2を 2回複製 （つまり 3フレーム） する （同図 （d 3— 2) ) ような変換を行っている。 次の連続する 異なるフレームの組 3, 4の場合は 60 Pの場合と同様である。
また、 24 P撮像信号 （同図 （c 4) ) の場合は、 再生速度の変換はいらない ので、 そのまま （同図 （d4—l) ) 、 連続する異なる 2つのフレームの組、 例えば 1， 1， 1, 2， 2の 1を 1フレーム削除し 2を 1フレーム複製するよう にする変換 （同図 （d4_2) ) を行う。
また、 20P撮像信号 （同図 （c 2) ) の場合は、 連続する異なるフレームの 組、 例えば 1， 1， 1， 2， 2, 2については、 1を 1フレーム削除 (つまり 2 フレーム) 、 2をそのまま (つまり 3フレーム) にする (同図 (d 2-1) ) か、 1はそのまま （つまり 3フレーム） 、 2を 1フレーム削除 （つまり 2フレーム） にする （同図 （d 2— 2) ) ような変換を行っている。 次の連続する異なるフレ 一ムの組 3、 3， 3， 4, 4， 4の場合も同様である。
このように本実施の形態 3では、 フレームレート変換部 2での変換後のフレー ムレートが 60フレームで、 再生装置 4での実質コマ数が 24コマ （24P (プ ログレツシブ) ) とする場合、 入力される 60フレームの各フレームの信号を、 2つの異なるフレーム信号の組に対し、 最初のフレームが 2回、 次のフレームが 3回あるいは最初のフレームが 3回、 次のフレームが 2回同じフレームの信号と なることを繰り返す、 所謂 2— 3プルダウンの出力になるように、 フレームの複 製あるいは削除を行い再生速度を変換する。 故に、 記録と同じフレームレート、 つまり 60 Pのフレームレートの信号を時間軸を変換することなく、 単にフレー ムの選択または複製等を行うだけで、 実質コマ数を 24 Pに変え再生速度の変換 を行うことができる。 また、 常に 2— 3ブルダゥンの形式で出力されるので、 2 4 Pのスロ一モーションから早送りの各再生映像信号を 60 Pの信号形式として 扱える。
なお、 本実施の形態 3は以上のような動作を行い再生速度を変換する回路を再 生装置 4に備えるが、 この回路は、 例えば入力信号と同じレート （60 P) で再 生し、 その信号をフレームメモリ等に書き込み、 同じ信号を複数回読み出す回路 と選択回路等により簡単に実現できることは言うまでもない。
(実施の形態 4)
図 10は、 本発明の実施の形態 4にかかる映像信号作成システムの構成を示す プロック図である。
図 10において、 1は種々のフレームレートの P信号を出力する撮像部、 2は 撮像部 1の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、 3はフレームレート変換部 2の出力信号を記録する記録装置、 4は記録装置 3に より記録された信号を再生する再生装置、 13は撮像部 1に与える駆動パルスを 制御する駆動パルス発生制御回路である。 また本実施の形態 4では、 撮像部 1に は CCD (チャージ■カップルド■デバイス） の固体撮像素子を有する。 本実施 の形態 4が実施の形態 1と異なるのは、 撮像部 1、 フレームレート変換部 2で構 成される撮像装置において、 駆動パルス発生制御回路 13が特徴的な動作を行う 点である。 その他の回路については概略同じであり、 その動作も同様な動作であ る。 ·
また、 図 1に示す実施の形態 1と同様に図 10で H 1， VIは図示していない 同期信号発生部より出力される撮像部 1での水平， 垂直の同期信号、 H2， V2 はフレームレート変換後の水平， 垂直の同期信号である。
以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 1 1， 図 1 2, 図 1 3を参照して以下説明する。
図 11は、 駆動パルス発生制御回路 13の動作を説明するための信号波形図、 図 12 , 図 13は、 撮像部 1及びフレームレート変換部 2の出力信号を説明する ための信号概念図である。
図 11 (a) 、 (b) 、 (c) は、 撮像信号のレートが 2 OPの場合における CCDの駆動パルスの一例を示している。 この場合、 同図 （a) の読み出しパル スは蓄積時間が 1Z20秒になるように 20 Pのレートで出力されている。 また、 同図 （b) の転送パルスは、 垂直， 水平の転送パルスを含むが、 20 の1フレ ームで転送が完了するように出力されている。 さらに同図 （c) はその時の CC Dの信号出力を示している。 この場合は、 通常の 60 Pにおける CCDの駆動レ 一トを単純に 1 / 3にした駆動パルスとなっている。 実施の形態 1 , 2の撮像信 号では、 図 4や図 8に示すようにこのような馬区動の信号となっている。 故に、 撮 像信号のフレームレートが遅くなるにしたがって、 フレームレート変換部 2から 変換出力される信号は遅延が大きくなる。
そこで本実施の形態 4においては、 C CDへ送る駆動パルスを駆動パルス発生 制御回路 1 3で図 1 1 (a l) 、 （b l) 、 (c 1) に示すパルスになるように 制御する。 すなわち、 読み出しパルス （a l) は蓄積時間が 1/20秒になるよ うに 20 Pのレートで出力することは同じだが、 転送パルスを、 1フレームの信 号の転送が 60 Pのレートで完了するように 3倍の速度で転送するようにする。 これにより、 転送パルスは同図 （b l) 、 信号出力は同図 （c l) のようになり、 30 Pレートの信号を 60 Pレートの 1フレームの期間に得ることができる。 そ の後の 2フレームは信号に関係ない不要信号が出力される。
また、 他の制御の仕方としては同図 （a 2) 、 （b 2) 、 (c 2) に示すよう に、 読み出しパルス （a 2) は同じだが、 転送パルス （b 2) を 1フレーム分だ け出力するようにする。 これにより出力信号 （c 2) が得られる。
以上のような駆動の仕方を、 駆動パルス発生制御回路 13で行うことにより、 撮像部 1及びフレームレート変換部 2の出力信号は、 図 12及び図 13のように なる （すなわち、 （a l) 〜 （a 4) が撮像信号であり、 （b l) 〜 （b4) ，
(b 1 - 1) , (b l— 2) ， (b 2- 1) , (b 2— 2) がフレームレート変 換後の信号である） 。 図 12及び図 13から分かるように、 本実施の形態 4によ れば、 種々のフレームレートの撮像信号がすべて 60 Pの撮像信号のフレームレ ート間隔で出力されるので、 フレームレート変換部 2の出力信号はすべて 60 P の 1フレ ム分の遅延時間しか発生せず、 出力信号の遅延を抑えることができる と共に、 その遅延量もすベてのレートの撮像信号の場合で同一にすることがきる。 また、 撮像部 1の出力信号のレートとフレームレート変換部 2のレートを同一 ( 6 O P ) にすることにより、 複数のレートに対応してフレームメモリの書込み 読み出しのタイミング等を調整しなくてもよいので、 フレームレート変換部 2で の回路動作を安定にすることができる。
(実施の形態 5 )
5 図 1 4は、 本発明の実施の形態 5にかかる映像信号作成システムの構成を示す プロック図である。
図 1 4において、 1は種々のフレームレートの P信号を出力する撮像部、 2は 撮像部 1の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、 3はフレームレート変換部 2の出力信号を記録する記録装置、 4は記録装置 3に L0 より記録された信号を再生する再生装置、 1 4はフレームレート変換部 2の出力 信号におけるフレームの切換えを示すフラグ信号を発生するフラグ信号宪生部で ある。
本実施の形態 5が実施の形態 1と異なるのは、 撮像装置が撮像部 1， フレーム レート変換部 2の他にフラグ信号 ¾生部 1 4を備えた点である。 その他の回路に L5 ついては概略同様であり、 その動作も同様な動作である。
以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 1 5乃至図 2 0を参照して以下説明する。
本発明の実施の形態 1等では、 再生装置 4は、 再生装置での各フレーム変化の 位置検出は、 同期信号 Hl， VI, H2， V2を基にあらかじめ決められた規則に従って0 必要フレーム信号を選択するか、 あるいは撮像信号のフレームレート、 再生装置 のフレームレートに対応しスィツチでフレーム選択の動作を切換えるようにする か等の手法で再生動作を行っている。 このような動作を本発明の実施の形態 5は 簡便に行えるようにしたものである。
フラグ信号 生部 1 4で、 フレームレート変換部 2から出力される信号のフレ !5 ームの変わり目を示すフラグ信号 f を出力し、 フレーム変換部 2からの信号と同 様に記録装置 3でフラグ信号自体も記録する。 このフラグ信号を基に、 再生装置 4は必要フレーム信号の選択や決められた動作を行う。 そのフラグ信号の発生の 仕方について、 図 1 5乃至図 1 8を参照して説明する。 図 1 5及び図 1 7はフラ グ信号発生部 1 4の内部構成の一例を示す構成図である。 図 1 5及び図 1 7で 1 5は分周回路、 16は OR回路、 17は 1 b i tカウンタである。
例えばフレームレート変換部 2の出力が 6 OPレート （図 16 (a) ) で、 記 録装置 3も 60 Pレートで記録し、 撮像部 1の元のフレームレートが 20 Pであ る場合 （図 16 (d) ) は、 記録装置 3の信号は図 16 (c) のようになる。 こ の時フレームの切換えは、 図 16 (e) のようになるので、 この場合は、 単純に もとの撮像信号の垂直同期を分周すれば得られる。 この分周信号のロー （LO W) ， ハイ （HI GH) と信号が切換わる点がフレームの切換え点である。 この ように、 フレームレート変換部 2の出力信号レートが 60Pで、 撮像部 1の元の フレームレ一トが 20 P， 30 P等の 60 Pのフレームレートに対して 1 Zm
(mは 1以上の整数） の条件になる場合は、 図 15に示す分周回路 15等で簡単 にフラグ信号発生部を構成できる。
また、 実施の形態 2の図 7で説明した撮像部 1の出力信号が 24 Pや 48 P等 の信号も含む時は、 上記の条件に当てはまらず、 この場合は図 17に示すように、 フレームレート変換部 2で使用するフレームメモリの読み出しィネーブル信号、 例えば 48 Pの時は Rl, R 2, R 3の信号の変化 （図 18 (b) ) がフレーム の切換えに対応するので、 これを検出し、 その信号をフレームの切換え信号とし て用いればよい。 例えば図 17のように OR回路 16と OR回路 16の出力信号 をクロックとする 1 b i tカウンタ 17で簡単に構成できる。 1 b i tカウンタ 17の出力 （図 18 (c) ) の LOW, H I GHをフレームの切換え信号 （図 1 8 (d) ) として対応させればよい。
このようなフラグ信号発生部 14の動作により、 図 19、 図 20に示すように、 種々の撮像信号のレートとフレームレート変換部 2の出力信号-記録装置 3の信 号に対してフレームの切換えのフラグ信号を得ることができる。 例えば、 図 19 で a l、 a 3が撮像信号出力、 b l、 b 3がフレームレート変換後の信号、 f l、 f 3がフレーム切換えのフラグ信号、 図 20で a 1、 a 2が撮像信号出力、 b 1 一 1、 b 2— 1がフレームレート変換後の信号、 f l— 1、 f 2— 1がフレーム 切換えのフラグ信号を示す。
このように本実施の形態 5によれば、 簡単な構成で、 フレームの切換えのフラ グ信号を作成でき、 その信号を記録装置 3に撮像信号と共に記録できるので、 再 生装置 4への撮像部 1や記録装置 3の同期信号等の情報を別個に与える必要がな い。 また、 再生装置 4に撮像部 1のフレームのレートに応じて動作を切換えるた めのスィツチ等も設けなくてよく、 撮像部 1のフレームレートが種々に変わって も自動で映像信号の再生動作を行うことがきる。
これにより再生装置 4側でフレームの切換え位置を示す信号が得られる。
(実施の形態 6 )
図 2 1は本発明の実施の形態 6にかかる映像信号作成システムの構成を示すブ 口ック図である。
図 2 1において、 1は種々のフレームレートの P信号を出力する撮像部、 2は 撮像部 2の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、 3はフレームレート変換部 2の出力信号を記録する記録装置、 4は記録装置 3に より記録された信号を再生する再生装置、 1 4はフレームレート変換部 2の出力 信号におけるフレームの切換えを示すフラグ信号発生部、 1 8はフラグ信号発生 部 1 4より出力されるフラグ信号を変換し、 フレームレート変換部 2で変換され た信号に加算するフラグ信号変換 ·加算部である。
本実施の形態 6が実施の形態 1及び実施の形態 5と違うのは、 撮像装置が撮像 部 1， フレームレート変換部 2の他にフラグ信号発生部 1 4、 さらにフラグ信号 変換 ·加算部 1 8を備えた点である。 その他の回路については概略同様であり、 その動作も同様な動作である。
以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 2 2乃至図 2 4を参照して以下説明する。
図 2 2及び図 2 3は、 フラグ信号変換■加算部 1 8の内部構成の一例を示すブ ロック図及び変換の説明図で、 1 9は所定の時間遅延する遅延回路、 2 0は EX O R (排他的論理和） 回路、 2 1は加算器である。 また、 図 2 4はフラグ信号の 撮像信号への加算の例を示す説明図である。
フラグ信号変換'加算部 1 8は例えば図 2 2に示す回路で構成される。 ここで、 図 2 3 ( a ) に示すフレームの切換えを示すフラグ信号 fが遅延回路 1 9へ入力 されると、 図 2 3 ( b ) のように所定の時間だけ遅延される。 例えば数 H (Hは 1水平走査期間） の遅延を与える。 この信号ともとのフラグ信号が EX O R (排 他的論理和） 回路 2 0での処理により図 2 3 ( c ) に示す変換信号を出力する。
この信号はフレームの切換えでそのフレームの初めまたは終わりの数 H期間 H I G Hとなる信号であり、 この信号が加算器 2 1でフレームレート変換された撮 像信号と加算され記録装置 3へ出力される。
5 図 2 4は変換されたフラグ信号の撮像信号への加算の例を示すが 4 8 P撮像信 号と 2 4 P撮像信号の場合を示している。 撮像部 1の出力はそれぞれ同図 （a 1 ) 及び （a 2 ) のようになり、 この信号がフレームレート変換部 2で 6 0 Pの フレームレートに変換される。 この時のフレームの切換えはフラグ信号発生部 1 4の出力信号により同図 （f 1一 1 ) 及び （f 2— 1 ) のようになる。 この信号
L0 が前述したフラグ信号変換■加算部 1 8で変換され、 フレームレート変換部 2の 出力信号と加算され同図 （g l ) 及び （g 2 ) の信号となる。 これらの信号から 分かるように、 フレームの切換え （フレーム番号の切換え） の初めに対応し、 図 中、 黒べた部にフラグ信号が加算されていることがわかる。 これらの信号が記録 装置 3で記録される。
L5 再生装置 4は信号と一緒に記録されているフラグ信号をもとにフレームの選択、 複製等の処理を行い、 本発明の実施の形態 3や 5等と同様に 2 4 P信号の映像信 号の再生を行う。
このように本発明の実施の形態 6によれば、 フレームの切換えを示すフラグ信 号を撮像信号自体に加算し記録するので、 実施の形態 5と同様に、 再生装置 4へ0 の撮像部 1や記録装置 3の同期信号等の情報を別個に与える必要がなく、 また再 生装置 4に撮像部 1のフレームのレートに応じて動作を切換えるためのスィツチ 等も設けなくてよい。 また、 撮像部 1のフレームレートが種々に変わっても自動 で映像信号の再生動作を行うことがきる。
これにより再生装置 4側でフレームの切換え位置を示す信号が記録信号自体か 15 ら得られる。
さらに、 実施の形態 5に比べ撮像装置と記録装置との間で、 信号の他に必要と なるフラグ信号のィンターフェース及び記録装置で記録するまでの撮像信号の処 理時間による遅延時間を合わせるための遅延回路等を必要とせず、 回路構成も簡 単になる。 なお、 フラグ信号変換 ·加算部 1 8の遅延回路 1 9の遅延量は本実施の形態の 数 Hに限らず、 再生装置 4で検出可能な適切な時間に設定して 、いことは言うま でもない。 また、 信号を加算する位置も、 撮像信号の有効期間以外の適切な場所 に設定してもいいことは言うまでもない。
(実施の形態 7 )
図 2 5は、 本発明の実施の形態 7にかかる映像信号作成システムの再生装置の 構成を示すプロック図である。
図 2 5において、 2 2は固定レートで撮像信号とフラグ信号とを再生する固定 レート再生部、 2 3はフラグ信号をもとに切換わったフレームの撮像信号のみを 蓄積する撮像信号蓄積部である。 本実施の形態 7が、 実施の形態 5および実施の 形態 6と違うのは、 再生装置の中に固定レート再生部 2 2と撮像信号蓄積部 2 3 を設けた点である。 その他の回路とその動作は、 実施の形態 5および実施の形態 6と同様である。
以上のように構成された映像信号作成システムの動作について、 図 2 6を参照 して以下に説明する。 図 2 6は、 撮像信号が 4 8 P及び 2 4 Pで、 フレームレー ト変換部 2での変換後のフレームレートが 6 O Pで、 再生装置 4の出力信号が 2 4 Pの時の固定レート再生部 2 2及び撮像信号蓄積部 2 3の動作説明図である。 固定レート再生部 2 2では、 記録装置 3で記録されたのと同様に撮像信号とフラ グ信号が 6 0 Pのレートで出力される。 （g— 1 ) と （g— 2 ) は、 夫々、 元の 撮像信号が 4 8 P撮像信号と 2 4 P撮像信号の場合の固定レート再生部 2 2の出 力を示す。 撮像信号蓄積部 2 3では、 前記フラグ信号をもとにして切換わったフ レームのみを蓄積していく。 （h— 1 ) と （h— 2 ) は、 夫々、 元の撮像信号が 4 8 P撮像信号と 2 4 P撮像信号の場合の撮像信号蓄積部 2 3での蓄積動作を示 し、 信号の H iのフレームのみを蓄積していく。 撮像信号蓄積部 2 3では、 2 4 Pの一定のフレームレートで撮像信号を出力する。 （i一 1 ) と （i一 2 ) は、 夫々、 元の撮像信号が 4 8 P撮像信号と 2 4 P撮像信号の場合における撮像信号 蓄積部 2 3の出力信号を示している。
これにより、 再生装置 4内で固定レートの再生信号が得られる。
このように本発明の実施の形態 7では、 再生装置 4において、 固定レート再生 部 2 2で固定のフレームレートで再生した後、 必要なフレームのみ撮像信号蓄積 部 2 3にて蓄積した後出力するので、 例えば、 記録装置 3が V T Rで構成される 場合、 固定レート再生部 2 2にフレームレートが固定の従来の V T Rを用いるこ とができるから、 システムを安価に製造することができる。
また、 撮像信号蓄積部 2 3は、 撮像信号を一時的に蓄積するのみでよく、 ハー ドディスク、 半導体メモリ等で容易に構成することができることは明らかである。 また、 撮像装置等のチェック等のため、 周辺機器等を考慮すれば、 全ての実施 の形態において、 フレームレート変換部 2の出力は 6 O P、 再生装置 4の出力は 映像信号を得るための 2 4 Pの 2— 3プノレダウン形式 （6 O Pフレームレート） 力 S 好しいことは言うまでもない。
また、 実施の形態 1乃至 7において、 再生装置 4からの出力信号が 2— 3プノレ ダウン形式 （6 OPフレームレート） の 2 4 P信号の場合は、 逆 2— 3プルダウン 処理によって、 簡単に本来の映像信号 （2 4 Pフレームレート） に変換できるこ とは言うまでもない。
また、 実施の形態 1乃至 7において、 記録装置及び再生装置は V T R—体型撮 像装置や据え置き機の V T Rに限らず、 ハードディスク等のノンリニァ装置や光 ディスク等のディスク装置であってもいいことは言うまでもない。
(実施の形態 8 )
図 2 7は、 本発明の実施の形態 8にかかる映像信号作成システムの映像信号記 録再生装置の構成を示すブロック図である。
図 2 7において、 1 0 1は記録フォーマットの標準フレームレート （ 1秒間あ たりのフレーム数） に比べて m倍速 （m > 0 ) のフレームレートで撮像しその信 号を出力することが出来る m倍速フレームレート撮像器、 1 0 2はレート情報を 入力するレート情報入力端子、 1 0 3は m倍速フレームレート撮像器 1 0 1によ つて撮像された映像信号とレート情報入力端子 1 0 2より入力されたレート情報 を記録情報に変換して記録媒体 1 0 4に記録する記録器、 1 0 5は記録媒体 1 0 4より映像信号とレート情報を再生する再生器、 1 0 6は操作情報を入力する操 作情報入力端子、 1 0 7は操作情報入力端子 1 0 6より入力される操作情報と再 生器 1 0 5より得られるレート情報に従って再生器 1 0 5を操作する操作制御器、 1 0 8は再生映像信号を出力する出力端子である。
以上のように構成された映像信号記録再生装置について、 以下その動作を説明 する。
本実施の形態においては、 記録フォーマツトのフレームレートが 2 4 H zの場 合を標準フレームレートとして説明する。 また記録する映像信号形式は 1つのフ レームを記録およぴ表示の単位とするプログレッシプ映像信号形式とする。 また、 記録および再生を行う部分については、 記録再生へッドを回転シリンダ上に搭载 し、 記録再生へッドをヘリカルスキャンして磁気テープ上に情報記録してゆく V T Rを想定する。
標準フレームレート （標準速度） で記録再生する場合、 フレームレートを直接 または間接的に表すところのレート情報 （ここでは標準フレームレートを 1とし た場合の相対レートの mで表すものとする） を、 レート情報入力端子 1 0 2から 入力し、 m倍速フレームレート撮像器 1 0 1は、 そのレート情報に従い、 m= 1 として撮像を行い、 2 4 P (フレームレートが 2 4 H z ) の映像情報を出力する。 記録器 1 0 3は、 m倍速フレームレート撮像器 1 0 1からの映像情報出力とレー ト情報入力端子 1 0 2からのレート情報とを、 記録媒体 1 0 4に記録するための 記録情報に変換し、 記録媒体 1 0 4に順次記録してゆく。
記録器 1 0 3での映像情報の変換および記録媒体 1 0 4への記録は、 例えば一 般的には、 民生用途から放送業務用まで幅広く用いられているディジタル V T R である D V ( S MP T E 3 0 6 M規格、 SMPTE： Society of Motion Picture and Television Engineers) を例にとると、 1フレームの映像情報を所定の画素プロ ック単位で順序を並べ替えるシャフリングを行レヽ、 次に所定の画素プロック単位 で所定量まで情報量を削減する高能率符号化、 再生時に画像情報データの欠落等 が生じてエラーが発生するのを防ぐためにあらかじめ誤り訂正のための冗長デー タを付加するところの誤り訂正符号化を行い、 さらに磁気テープ上に効率よく記 録できるような符号に変換するチャンネルコーディングを行った後、 記録アンプ および記録へッドを介して、 磁気テープ上にヘリカルスキャンを行って記録する というような一連の処理に相当する。
このとき、 本実施の形態における記録器 1 0 3では、 前記したように入力映像 情報とレート情報の処理を行うと同時に、 記録再生へッドのヘリカルスキャン回 転数や記録媒体 1 0 4である磁気テープ送り速度等を調整して、 2 4 H z周期に て記録器 1 0 3出力を記録媒体 1 0 4上に記録する。 本実施の形態の場合、 レー ト情報入力端子 1 0 2からのレート情報を、 記録器 1 0 3から出力される記録情 報の所定の場所に、 あらかじめ格納するものとする。 レート情報の格納場所とし ては、 再生時にレート情報が正しくまた必要なときにタイムリーに取り出せる場 所であればどこでも良いが、 例えば D V形式 V T Rでは、 サブコード中のタイム コードのユーザーズビットパックの中に格納する方法等が考えられる。 再生時に は、 再生器 1 0 5において、 記録時と逆の順をたどって記録媒体 1 0 4から再生 映像信号を得るが、 同時に再生映像信号の所定の場所に格納されていたレート情 報を取り出し、 操作制御器 1 0 7に入力する。
操作制御器 1 0 7では、 操作情報入力端子 1 0 6からの操作情報と、 再生器 1 0 5より得られるレート情報とをもとにして、 再生器 1 0 5を制御して出力端子 1 0 8から所定のフレームレートの再生映像信号を得る。 操作情報入力端子 1 0 6からの入力は、 オペレータによる再生速度設定等に相当するものである。 例え ば、 操作情報入力端子 1 0 6からの操作情報が、 標準フレームレートでの再生を 指示していれば、 操作制御器 1 0 7では、 入力されたレート情報が m= 1である ことから、 再生器 1 0 5内の記録再生へッドのへリカルスキヤン回転数や磁気テ ープの送り速度を調整して、 2 4 H z周期にて記録媒体 1 0 4から記録情報を再 生する。
次に、 フレームレート 3 0 H zの映像信号を記録し、 4 / 5倍スロー再生を行 つてフレームレート 2 4 H zの信号を得るスローモーション映像制作の場合につ いて述べる。 この場合、 例えばレート情報入力端子 1 0 2からのレート情報を m = 5 / 4と設定し、 m倍速フレームレート撮像器 1 0 1にて 2 4 X 5 / 4 = 3 0 H zのフレームレートで撮像を行い、 標準フレームレートでの記録再生時と同 様にして映像情報とレート情報とを記録器 1 0 3によつて記録媒体 1 0 4上に記 録する。 ただしこのとき、 記録器 1 0 3におけるヘリカルスキャン回転数や磁気 テープの送り速度も 2 4 X 5 /4 = 3 0 H zとして記録媒体 1 0 4上に信号記 録を行う。 図 28 (a) に m=5/4での記録映像信号波形の概念図を示す。 図 28 (a) に示すように 1フレームは (1/30) 秒であり、 F 1、 F 2、 …はそれ ぞれ 1フレームのフレームを示す。
再生時も、 標準フレームレートでの記録再生の場合と同様にして、 映像情報と レート情報を再生するが、 例えば、 操作情報入力端子 106からの操作情報が、 標準フレームレート （ 24 H z ) での再生を指示していれば、 操作制御器 107 では、 再生器 105内の記録再生へッドのヘリカルスキャン回転数や磁気テープ の送り速度を調整して、 標準フレームレートである 24Hz周期にて記録媒体 1 04から記録情報を再生し、 再生器 105にて記録時と逆の処理手順にて再生映 像信号を得、 出力端子 108から出力する。 このとき、 再生映像信号は記録時の 4/ 5倍速のスローモーション映像となる。 図 28 (b) に標準フレームレート で再生したときの再生映像信号波形の概念図を示す。 図 28 (b) に示すように 1フレームは (1/24) 秒であり、 F 1、 F 2、 …はそれぞれ 1フレームのフ レームを示す。
操作制御器 10 Ίには、 再生器 105で取り出された記録時のレート情報 （m = 5/4) が得られているので、 24H z周期で再生すれば 4Z 5倍速のスロー モーション映像が得られていることが、 記録媒体 104からの再生情報のみから 容易に認識できる。
一方、 例えば、 操作情報入力端子 106からの操作情報にて、 記録時と同じフ レームレート （動き速度） で再生するよう設定した場合、 再生レート情報が m= 5 Z4であることから、 操作制御器 107からの制御情報によって、 再生器 10 5における記録再生へッドのヘリ力/レスキヤン回転数や磁気テープの送り速度を 自動調整して、 24 X 5/4 = 30Hz周期にて記録媒体 104から記録情報 を再生するよう設定し、 記録時と同じフレームレートでの再生が出来る。
以上説明したように、 記録時にフレームレートを何倍速にして撮像を行い記録 したかを示すレート情報を、 記録する映像信号と同時に記録媒体上に記録してお くことで、 再生時に同時に記録時のレート情報が得られ、 所定の再生速度への設 定が容易となる。
なお、 本実施の形態では、 あらかじめ高速度で撮像し、 再生時に標準フレーム レートとすることでスローモーション映像を得る場合について説明したが、 あら 力、じめ微速度で撮像し、 再生時に標準フレームレートとすることでハイスピード モーションを得る場合についても同様であり、 その他のスピードの場合について も、 同様の手順により細かなマニュアル設定を行うことなく、 容易に実現が可能 である。
また、 レート情報を標準フレームレートに対する記録時のフレームレートを示 す Π!自身としたが、 標準フレームレートに対しての相対的な周波数関係を示すも ののみでなく、 記録時のフレームレートそのものを示すものでも良い。
また、 レート情報をサプコ一ド中のタイムコードのユーザーズビットパック中 に格納する方法があると述べたが、 再生時に、 必要なときにタイムリーに取り出 せる場所であれば、 どこに格納しても良い。
また、 レート情報で設定した記録映像信号フレームレートと同じフレーム周波 数にて記録媒体 1 0 4上に記録するとしたが、 1つのフレーム内の情報を n ( n = 1 , 2 , · · · ) 分割して、 記録映像信号フレームレートの η倍の周波数で記 録および再生してもよい。
なお、 本実施の形態において、 記録フォーマットの標準フレームレートを 2 4 H zとしたが、 それ以外のフレームレート値であっても、 本実施の形態の効果に 変わりはない。
(実施の形態 9 )
図 2 9は、 本発明の実施の形態 9にかかる映像信号作成システムの映像信号記 録再生装置の構成を示すブロック図である。 図 2 9において、 実施の形態 8にか かる映像信号記録再生装置と同様の動作を行うブロックには同一符号を付与し、 説明を省略する。
図 2 9において、 2 0 1は m倍速フレームレート撮像器 1 0 1により撮像され た映像信号 Aをレート情報 1 0 2に従ってレート変換し、 レート変換した映像信 号 Bと変換情報を出力する記録レート変 、 2 0 2は再生器 1 0 5により再生 された再生映像信号 Bと変換情報と、 操作制御器 1 0 6の制御に従って、 再生映 像信号 Bの再生レートを変換する再生レート変 «である。
以上のように構成された映像信号記録再生装置について、 以下その動作を説明 する。
本実施の形態では、 記録フォーマツトのフレームレートが 60Hzの場合を標 準フレームレートとして説明する。 映像信号形式は 1つのフレームを記録および 表示の単位とするプログレッシブ映像信号形式とする。 さらに、 記録器 103は、 フレームレート 60 H zの信号形式の映像信号を標準速度で記録するもので、 フ レームレートが 60 H zでない入力信号を記録する場合は、 記録レート変換器 2 01でフレームレート 60 H zに変換して記録する。 また、 記録および再生を行 う部分については、 記録再生へッドをヘリカルスキャンして磁気テープ上に情報 記録してゆく V T Rを想定する。
まず、 フレームレート 24Hzにて撮像を行い、 記録フォーマットの標準フレ ームレート 60 H zにて記録する場合、 フレームレートを直接または間接的に表 すところのレート情報をレート情報入力端子 102から入力し、 m倍速フレーム レート撮像器 101は、 そのレート情報に従い、 m= 24/60 = 2/5として 撮像を行い、 24 H zの映像情報 （図 29の映像信号 A) を出力する。 レート情 報は、 本実施の形態では mそのものの値とする。
記録レート変換器 201では、 m倍速フレームレート撮像器 101から入力さ れた映像信号 Aを、 レート情報入力端子 102から入力されたレート情報をもと にレート変換を行い映像信号 Bを得て出力する。 図 30に、 通常フレームレート 撮影時の、 本実施の形態の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再生 映像信号波形ならびに変換情報波形の概念図を示す。 本実施の形態の場合、 図 3 0 (a) に示す映像信号 Aに対して、 例えば図 30 ( b ) に示すように 1フレー ムが （1Z24) 秒の映像信号を周期的に繰り返し挿入する操作を行い、 1フレ ームを （1Z60) 秒で出力することにより、 記録フレームレート 6 OH zの映 像信号 Bを得る。
記録レート変換器 201で出力映像信号 （映像信号 B) のフレームレートを記 録フォーマツト標準の 60Hzにするためのフレーム数変換方法については、 具 体的には m=2Z5の場合、 フレーム数変換は lZm=5Z2、 すなわち、 図 3 0 (b) に示すように、 入力映像信号 （映像信号 A) の 2フレーム期間のうちに 5フレーム出力するように設定を行う。 これは、 例えば入力された映像信号 （映 像信号 A) の 24Hz周期の奇数番目のフレームを 3回繰り返し、 偶数番目のフ レームを 2回繰り返し、 1フレームを 1 6◦秒で出力することで、 60Hzの フレームレートが得られることになる。
記録レート変換器 201は、 映像信号 Bを出力すると同時に、 映像信号 Bにお
5 いて連続して出力される映像フレームの、 フレーム間で前後の映像信号内容が変 化した位置を示す変換フラグであるところのリピートフラグ （図 30 (c) ) と、 レート情報 （m=2Z5) とを、 変換情報として次段に出力する。 リピートフラ グは、 同じ映像信号内容のフレーム （図 30 (b) での F 1) に対しては値 1、 その次に続く同じ映像信号内容のフレーム （図 30 (b) での F 2) に対しては
L0 値 0、 さらにその次に続く同じ映像信号内容のフレーム （図 30 (b) での F
3) に対しては値 1というように、 1ビットの情報を割り当てるものとする。 記録器 103は、 記録レート変麟201からの映像信号 Bおよび変換情報と を、 記録媒体 104に記録するための記録情報に変換し、 記録媒体 104に順次 記録してゆく。 記録器 103での映像情報の変換および記録媒体 104への記録
L5 は、 本努明の実施の形態 8で述べたのと同様の方法とする。 また変換情報の格納 方法についても、 本発明の実施の形態 8におけるレート情報の場合と同様とする。 再生時、 再生器 105により記録媒体 104上に記録された情報が再生され、 記録時と逆の操作により映像信号 Bが出力される。 同時に所定の場所に格納され ていた変換情報も分離されて出力される。 このとき、 操作情報入力端子 106か0 らの操作情報によって、 記録時の撮像レートと同じ 24 H Zにて出力端子 108 カ ら出力されるよう設定されていた場合、 変換情報中のレート情報 (m) をもと に、 操作制御器 107は再生器 105による情報再生を、 (24/60) X
( 1 /m) 倍速特殊再生モードによる再生を行うように制御する。 再生器 105 から出力される再生映像信号のフレームレートは常に 6 OHzであるが、 m=2
!5 Z5場合、 このとき得られる再生映像信号 Bの波形概念図 （図 30 (d) ) と、 記録時の映像信号 Bの波形概念図 （図 30 (b) ) とは、 全く同じものとなる。 また同時に取り出された再生変換情報中のリピートフラグを図 30 (e) に示す。 再生レート変換器 202において、 入力された図 30 (d) に示される再生映 像信号 Bに対して、 5フレーム中から 2フレームを選んで出力する。 具体的には、 同時に入力された図 30 (e) に示されるリピートフラグの値が変化する点以降 の最初のフレームのみを、 図 30 (f ) に示すように時間軸伸張して 24H の 映像信号に変換し、 出力端子 108に出力する。 本実施の形態の場合、 図 30 (a) と図 30 (f ) は、 同じ 24 Pの映像信号となる。
次に、 フレームレート 3 OHzの映像信号を記録して、 4/ 5倍速スロー再生 してフレームレート 24Hzのスローモーション映像制作を行う場合について図 31を参照して説明する。 図 31はスローモーション撮影時の、 本実施の形態の 映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再生映像信号波形ならびに変換 情報波形の概念図である。
まずレート情報入力端子 102からのレート情報を m= 1Z2とし、 図 31 (a) に示すように m倍速フレームレート撮像器 101にて 60X 1/2 = 3 Hzのフレームレートで撮像を行い、 次に記録レート変換器 201で、 同時に入 力されたレート情報 (m=l/2) の値から、 実施の形態 8の場合と同様に 1 / (1X2) =2の値より、 記録レート変 201に入力された映像信号 Aの各 フレームを 2回繰り返し、 1フレームを 1 60秒のフレームレートで出力する ことで、 変換されたフレームレート 6 OHzの映像信号 B (図 31 (b) ) を得 ることができる。 そして、 さらに記録器 103は、 記録レート変 »201から の映像信号 Bおよび記録レート変 «201においてレート情報 とリピートフ ラグ （図 31 (c) ) とをあわせて変換情報としたものとを、 実施の形態 8の場 合と同様に、 記録媒体 104に記録するための記録情報に変換し、 その後記録媒 体 104に順次記録してゆく。
再生時、 再生器 105により記録媒体 104上に記録された情報が再生され、 記録時と逆の操作により再生映像信号 Bが出力される。 同時に所定の場所に格納 されていた変換情報も分離されて出力される。 このとき、 操作情報入力端子 10 6からの操作情報によって、 フレームレートが 24Hzの信号形式にて出力端子 108から出力されるよう設定されていた場合、 再生された変換情報中のレート 情報が m=lZ2であることから、 操作制御器 107は再生器 105による情報 再生を、 まず (2/5) X (1/m) = 4/ 5倍速で特殊再生して出力するよ うに制御する。 再生器 105力 4/ 5倍速スロー再生を、 フレームレート 60Hzの信号形 式で出力する場合、 再生器 105で磁気テープを間欠送りする等の方法により、 1/60秒毎に 1フレームの映像信号を出力して行き、 4フレーム出力した後に 1フレーム分の期間無出力とする等の方法がある。 この方法による再生映像信号 B出力波形を図 31 (d) に示す。 またそれにあわせて取り出される再生変換情 報中のリピートフラグを、 図 31 (e) に示す。 再生レート変 1^202におい て、 入力された図 31 (d) に示される再生映像信号 Bに対して、 同時に入力さ れた図 31 (e) に示されるリピートフラグの値が変化する点以降の最初のフレ ームのみを、 図 31 (f ) に示すように時間軸伸張すれば、 24Hzのフレーム レートの映像信号が得られ、 それを出力端子 108に出力する。
以上の操作により、 30Hzのフレームレートの映像信号を 24Hzのフレー ムレートに引き延ばして出力することになり、 4/ 5倍速のスローモ^"ション映 像を得ることができる。
なお、 本実施の形態において、 スローモーション映像を得るとき、 再生時の再 生器 105において間欠再生を行い、 図 31 (d) の信号波形を得る場合を例に とって説明したが、 1Z60秒間の間欠タイミング時に、 前フレームを繰り返し 出力してもよい。 さらには、 再生レート変換器 202が必要とするタイミングで 再生映像信号のフレームが入力されるような再生映像信号 Bの出力タイミングで あれば、 どのようなものであってもよい。 例えば、 再生器 105で記録媒体: L 0 4をノントラッキング再生することにより、 必要な情報を所定期間内に得る方法 等もある。
次に、 フレームレート 20Hzの映像信号を記録して、 6Z5倍速高速再生し てフレームレート 24H zのハイスピードモーション映像制作を行う場合につい て図 32を参照して説明する。 図 32は、 ハイスピードモーション撮影時におけ る、 本実施の形態の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再生映像信 号波形ならびに変換情報波形の概念図である。
まず、 レート情報入力端子 102からのレート情報を m= 1/3とし、 図 32 (a) に示すように m倍速フレームレ ト撮像器 101にて 6 OX 1/3 = 2 0Hzのフレームレートで撮像を行い、 次に記録レート変換器 201で、 同時に 入力されたレート情報 （m= l/3) の値から、 1/ (1/3) =3を得、 記録 レー
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に入力された映像信号 Aを、 図 32 (b) に示すように 1フ レームを 3回繰り返して、 1/60秒のフレームレートで出力することで、 フレ ームレート 60 H zの映像信号 B (図 32 (b) ) を得ることができる。 図 32
(b) の映像信号 Bにおいて、 連続して出力される映像フレームのフレーム間で 前後の映像信号内容が変化した位置を示す変換フラグであるところのリピートフ ラグ波形を図 32 (c) に示す。 そして、 さらに記録器 103は、 記録レート変 換器 201からの映像信号 Bおよび記録レート変 ¾f 201においてレート情報
(m) とリピートフラグ （図 32 (c) ) とをあわせて変換情報としたものとを、 記録媒体 104に記録するための記録情報に変換し、 その後記録媒体 104に順 次記録してゆく。
再生時、 再生器 105により記録媒体 104上に記録された情報が再生され、 記録時と逆の操作により再生映像信号 Bが出力される。 同時に所定の場所に格納 されていた変換情報も分離されて出力される。 このとき、 操作情報入力端子 10 6からの操作情報によって、 フレームレートが 24 H zの信晉形式にて出力端子 108から出力されるよう設定されていた場合、 再生変換情報中のレート情報が m= 1Z3であることから、 操作制御器 107は再生器 105による情報再生を、 まず (2/5) X (1/m) =6/5倍速で特殊再生して出力するように制御 する。
再生器 105力 0Hzのフレームレート出力のままで、 6/ 5倍速での特殊 再生を行う場合、 再生器 105で磁気テープを高速送りと間欠送りを繰り返す等 の方法により、 1/60秒毎に 1フレームの映像信号を出力して行き、 5フレー ム出力した後に 1フレームを捨て、 その直後に次のフレ一ムを出力する等の方法 がある。 この方法による再生映像信号 B出力波形概念図を図 32 (d) に示す。 またそれにあわせて取り出される再生変換情報中のリピートフラグを、 図 32
(e) に示す。 再生レート変難 202において、 入力された図 32 (d) に示 される再生映像信号 Bに対して、 同時に入力された図 32 (e) に示されるリピ 一トフラグの値が変化する点以降の最初のフレームのみを、 図 32 (f ) に示す ように時間軸伸張すれば、 24Hzのフレームレートの映像信号が得られ、 それ を出力端子 1 0 8に出力する。
以上の操作により、 2 O H zのフレームレートの映像信号を 2 4 H zのフレー ムレートに縮めて出力することになり、 6 Z 5倍速のハイスピードモーション映 像を得ることができる。
なお、 本実施の形態において、 ハイスピードモーションモーション映像を得る とき、 再生時の再生器 1 0 5においてテープを早送りして再生を行い、 図 3 2 ( d ) の信号波形を得る場合を例にとって説明したが、 再生レート変換器 2 0 2 が必要とするタイミングで再生映像信号のフレームが入力されるような出力タイ ミングであれば、 どのようなものであってもよい。 例えば、 再生器 1 0 5で記録 媒体 1 0 4をノントラッキング再生することにより、 必要な情報を所定期間内に 得る方法等もある。
以上説明したように、 本実施の形態によれば、 変換フラグであるリピートフラ グと撮像器のフレームレートを設定するレート情報とを変換情報として、 映像信 号と共に記録し、 再生時に再生映像信号と同時に再生変換情報を得て、 再生変換 情報により自動的に再生器 1 0 5における再生速度設定や、 再生レート変換器 2 0 2におけるレート変換比設定を行うことができ、 マニュアルによる再生器 1 0 5や再生レート変換器 2 0 2の細かい設定を行う必要がなく、 所望の速度に変換 された映像信号を得ることができる。
また、 記録時の、 m倍速フレームレート撮像器 1 0 1のフレームレートは、 自 由な値に設定することができ、 一方再生時は、 自動的に所定の再生速度に変換し て出力されるため、 ス口 モーションゃハイスピードモーションの実現速度範囲 が広く、 また運用も簡易である。
なお、 本実施の形態では、 標準フレームレートの映像、 4 / 5倍速のスローモ ーシヨン映像および 6 / 5倍速のハイスピードモーション映像を得る場合につい て説明したが、 その他のスピードの場合についても、 同様の手順により細かなマ 二ユアノレ設定を行うことなく、 容易に実現が可能である。
また、 レート情報を、 記録再生時のフレームレートに対する撮像フレームレー トの割合を示す m自身としたが、 記録再生時のフレームレートに対しての相対的 な周波数関係を示すもののみでなく、 撮像フレームレートそのものを示すもので あって 良い。
また、 変換情報のリピートフラグは、 フレーム間で映像信号の内容が変わる点 がわかるような符号であれば、 どのような値でもよい。
また、 変換情報の一つとしてリピートフラグを用いたが、 繰り返して並べられ ている同一映像信号内容フレームのうちの有効な 1フレームのみの位置を示す有 効フラグであっても、 同様の効果が得られる。
また、 変換情報を格納する場所を、 本発明の実施の形態 8と同じ場所と述べた 力 再生時に映像信号と同時に取り出せる場所であれば、 どこに格納しても良い。 また、 本実施の形態においては、 再生を 2 4 H zにて出力する場合についての み説明したが、 例えば 2 4 P映像信号を図 3 0 ( b ) に示されるような 6 0 H z の信号形式にして出力することも容易である。
また、 本実施の形態における記録器 1 0 3は、 フレームレート 6 0 H zの信号 形式の映像信号を標準速度で記録するものとしたが、 それ以外のフレームレート であってもよい。
(実施の形態 1 0 )
図 3 3は、 本発明の実施の形態 1 0にかかる映像信号作成システムの映像信号 記録再生装置の構成を示すプロック図である。 図 3 3において、 実施の形態 9に かかる映像信号記録再生装置と同様の動作を行うブロックには同一符号を付与し、 説明を省略する。
図 3 3において、 3 0 1は再生器 1 0 5より得られる変換情報であるリピート フラグ内容から記録時に設定されたレート情報の値を検出するレート情報検出器 である。
以上のように構成された映像信号記録再生装置について、 以下その動作を説明 する。
本実施の形態では、 記録フォーマツトのフレームレートが 2 4 H zの場合を標 準フレームレートとして説明する。 映像信号形式は 1つのフレームを記録および 表示の単位とするプログレッシプ映像信号形式とする。 さらに、 記録器 1 0 3は、 フレームレート 6 0 H zの信号形式の映像信号を標準速度で記録するもので、 フ レームレートが 6 0 H zでない入力信号を記録する場合は、 記録レート変換器 2 01でフレームレート 60 H zに変換して記録する。 また、 記録おょぴ再生を行 う部分については、 記録再生へッドをヘリカルスキャンして磁気テープ上に情報 記録してゆく VTRを想定する。
記録側の動作に関しては、 実施の形態 9で述べたのと同様の手順であるが、 本
5 実施の形態においては、 記録レート変換器 20 1から出力される変換情報は、 同 時に記録レート変換器 20 1から出力される映像信号 Bにおいて、 連続して出力 される映像フレームのフレーム間で前後の映像信号内容が変化した位置を示す変 換フラグであるところのリピートフラグのみとする。
再生側において、 まず記録再生ヘッドや磁気テープ送り速度を標準速度 （60
.0 HZ、 1倍速再生） にして、 再生器 1 05によって記録媒体 1 04から記録情報 を再生し、 再生映像信号 Bと変換情報とを得る。 変換情報内容は、 本実施の形態 においてはリピートフラグのみであるが、 そのリピートフラグはレート情報検出 器 30 1に入力される。
レート情報検出器 301では、 入力されたリピートフラグ内容から記録時に設
.5 定されたレート情報の値を検出する。 入力されたリピートフラグの時間的変化の 繰り返しが一周するところの 1周期内にある 60 Hz周期の再生映像信号 Bのフ レーム数をひとし、 さらにリピートフラグの 1周期中でのリピートフラグの状態 変化 （1, 0, 1, 0, ···) の合計数を /3とすると、 m=]3/aの計算によって、 記録時におけるレート情報 mが事前に計算できる。
!0 例えば、 60 H zで出力される再生映像信号 Bにおいて、 リピートフラグが図
30 (c) である場合、 a = 5 (F 1 , F 1 , F 1, F 2, F 2の 5フレーム） 、 β = 2 (F 1のときリピートフラグ = 1、 F 2のときリピートフラグ = 0で、 状 態変化は 2) であるから、 m倍速フレームレート撮像器 10 1において m=2 5 (フレームレート 24Hzにて撮像） としたことが検出できる。 また、 リビー
:5 トフラグが図 3 1 (c) である場合、 （α、 β) = (4、 2) より、 m倍速フレ 一ムレート撮像器 1 0 1において m= 1/2 (フレームレート 60 X 1/2 = 30Hzにて撮像） としたことが検出できる。 また、 リピートフラグが図 32 (c) である場合、 （α、 β) = (6、 2) より、 m倍速フレームレート撮像器 10 1において m= 1/3 (フレームレート 60 X l/3 = 20Hzにて撮 像） としたことが検出できる。
その他のフレームレートの場合についても同様である。 図 34に、 本実施の形 態の映像信号記録再生装置の記録映像信号波形および再生映像信号波形ならびに 変換情報波形の概念図を示す。 例えば、 図 34 (a) に示すような再生映像信号 Bとリピートフラグとの関係であった場合、 （α、 β) = (20、 6) より、 m = 3/10すなわちフレームレート 60X 3Z10 = 18Hzにて撮像したこ とが検出でき、 図 34 (b) に示すような再生映像信号 Bとリピートフラグとの 関係であった場合、 （ひ、 = (3、 2) より、 m=2/3すなわちフレーム レート 60X 2/3 = 40Hzにて撮像したことが検出でき、 さらに図 34 ( c ) に示すような再生映像信号 Bとリピートフラグとの関係であった場合、 (ひ、 β) = (15、 4) より、 m=4Zl 5すなわちフレームレ一ト 60 X 4/15 =16 Hzにて撮像したことが検出できる。
レート情報検出器 301で検出されたレート情報は、 変換情報であるリピート フラグとともに操作制御器 107および再生レート変 » 202に入力される。 このとき、 操作情報入力端子 106力、らの操作情報によって、 フレームレートが 24Hzの信号形式にて出力端子 108から出力されるよう設定されていた場合、 実施の形態 9で説明した手順と同様の手順により、 以降の再生器 105および再 生レート変換器 202の制御が行われ、 再生フレームレート 24Hzにてスロー モーション映像またはハイスピードモーション映像を得ることが出来る。
以上説明したように、 本実施の形態によれば、 変換フラグであるリピートフラ グを変換情報として、 映像信号と共に記録し、 再生時に再生映像信号と同時に再 生変換情幸を得て、 再生変換情報からレート情報検出器 301にてレート情報を 検出し、 自動的に再生器 105における再生速度設定や、 再生レート変換器 20 2におけるレート変換比設定を行うことができ、 マニュアルによる再生器 105 や再生レート変換器 202の細かレ、設定を行う必要がなく、 所望の速度に変換さ れた映像信号を得ることができる。
また、 記録時の m倍速フレームレート撮像器 101のフレームレートは自由な 値に設定することができ、 一方再生時は自動的に所定の再生速度に変換して出力 されるため、 スローモーションゃハイスピードモーションの実現速度範囲が広く、 また運用も簡易である。
さらに、 実施の形態 9の場合と比較して、 記録時に、 変換情報としてレート情 報を記録する必要が無く、 記録媒体 1 0 4上への記録情報を削減できる。 なお、 本実施の形態においても、 実施の形態 9で説明した以外のスローモーシ 5 ョン速度やハイスピードモーション速度の場合についても、 同様の手順により細 かなマニュアル設定を行うことなく、 容易に実現が可能である。
また、 変換情報を格納する場所については言及しなかったが、 本発明の実施の 形態 8における格納場所と同様の場所でよく、 さらに再生時に映像信号と同時に 取り出せる場所であれば、 どこに格納しても良い。
.0 また、 変換情報のリピートフラグは、 フレーム間で映像信号の内容が変わる点 がわかるような符号であれば、 どのような値でもよい。
また、 変換情報をリピートフラグとしたが、 繰り返して並べられている同一映 像信号内容フレームのうちの有効なフレームのみの位置を示す有効フラグであつ ても、 同様の効果が得られる。
.5 また、 本実施の形態において、 出力端子 1 0 8から 2 4 H Zにて出力する場合 についてのみ説明したが、 例えば 2 4 P映像信号を図 3 0 ( b ) に示されるよう な 6 0 H zの信号形式にして出力することも容易である。
また、 本実施の形態における記録器 1 0 3は、 フレームレート 6 0 H Zの信号 形式の映像信号を標準速度で記録するものとしたが、 それ以外のフレームレート !0 であってもよい。
また、 実施の形態 8、 9及び 1 0においては、 記録媒体 1 0 4を磁気テープと し、 記録器 1 0 3および再生器 1 0 5にて記録再生へッドを回転シリンダ上に搭 載し、 記録再生へッドをヘリカルスキャンして磁気テープ上に情報を記録してゆ く V T Rを想定して説明したが、 記録再生へッドを含む記録媒体がハードディス !5 クからなるノンリニア装置や光ディスクからなるディスク装置であっても、 記録 および再生のタイミングを外部から調整できるものであれば、 どのようなもので あってもよい。
以上のように本発明の映像信号作成システムによれば、 撮像装置で得られる 種々のフレームレートの信号を所定のフレームレート信号に変換することにより、 記録装置で常に所定のフレームレート、 例えば 6 0 P信号のレートで記録するこ とができ、 撮像装置と記録装置が一体となった V T R—体型撮像装置のカメラレ コーダ等において回路規模及び電力の増大なしに映像信号作成システムの撮像装 置、 記録装置を構成することができる。 また、 再生装置も上記撮像装置と記録装 置と組み合わせることにより、 信号の選択と所定比率の再生速度変換で簡単に 2 4 P信号の映像信号を再生することができる。
また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 上記効果に加え、 種々のフレ ームレートの撮像信号に対して、 フレームレートの変換比が複雑な場合 （例えば 4 8 Pから 6 O P、 2 4 P力 ら 6 0 Pへ変換等、 変換比が 1 /整数にならない場合） でも常に所定のフレームレート （例えば 6 0 P) の信号へ変換が可能であり、 そ のレートで記録装置に記録することができ、 スロー， 早送り等、 細かい設定が可 能となる。
また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 フレームレート変換部での変 換後のフレームレートが 6 0フレームで、 再生装置での実質コマ数が 2 4コマ
( 2 4 P (プログレッシブ） ) とする場合、 再生装置で常に 2— 3ブルダゥンの 形式で出力することができるので、 スローモーションから早送りの各 2 4 Pの映 像信号を 6 0 Pの信号形式として扱えるという効果を有する。
また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 種々のフレームレートの撮像 P信号がすべて 6 0 Pの撮像信号のフレームレート間隔で出力されるので、 フレ 一ムレート変換部の出力信号の遅延を、 すべて場合で 6 0 Pの 1フレーム分の遅 延時間にすることができと共に、 撮像部の出力信号のレートとフレームレート変 換部のレートを同一 （6 0 P) にすることにより、 複数のレートに対応してフレ ームメモリの書込み読み出しのタイミング等を調整しなくてもよいので、 フレー ムレート変換部での回路動作を安定にすることができるという効果を有する。 また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 簡単な構成で、 フレームの切 換えのフラグ信号を作成でき、 その信号を記録装置に撮像信号と共に記録できる ので、 再生装置への撮像部や記録装置の同期信号等の情報を別個に与える必要が ない。 また、 再生装置に撮像部のフレームのレートに応じて動作を切換えるため のスィツチ等も設けなくてよく、 撮像部のフレームレートが種々に変わっても自 動で映像信号の再生動作を行うことがきるという効果が得られる。
また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 撮像装置と記録装置との間で、 信号の他に必要となるフラグ信号のィンターフェース及び記録装置で記録するま での撮像信号の処理時間による遅延時間を合わせるための遅延回路等を必要とせ ず、 上記効果を簡単な回路構成で実現できる。
また、 本発明の映像信号作成システムによれば、 記録装置と再生装置の一部に フレームレートが固定の従来の V T R等を用いることができ、 システムを安価に 製造することができる。
一方、 本発明の映像信号記録再生装置によれば、 撮像器で得られる種々のフレ ームレートの映像信号に、 変換情報をあわせて記録再生し、 再生時に再生変換情 報を利用することで、 再生映像信号を所定の再生フレームレートに容易に自動設 定できる。
また、 本発明の映像信号記録再生装置によれば、 従来は V T Rの場合、 ジョグ ダイャルで設定可能な特殊再生速度制御範囲おょぴ決まつた特殊再生速度でしか 再生フレームレートを設定できなかったものが、 より自由に設定を行えるように なり、 その効果は大きい。
さらに、 本発明の映像信号記録再生装置によれば、 変換情報は、 D V等の場合、 既に設けられているサブコードエリア内等に格納して記録再生すればよく、 本発 明は容易に実施可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 種々のフレームレートのプログレッシブ撮像信号を得る撮像装置と、 前記撮 像装置の出力信号を記録する記録装置と、 前記記録装置より得られる記録信号を 再生する再生装置とを備え、
前記撮像装置は、 前記種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレー ト出力に変換するフレームレート変換部を有し、
前記再生装置は、 前記撮像装置の変換前の各フレームレートに応じて再生速度 を変え、 実質コマ数が所定の数になるように出力することを特徴とする映像信号 作成システム。
2 . フレームレート変換部が、 変換前のフレームレートと変換後のフレームレー トの比を演算するフレームレート変換比演算回路を有し、 前記変換比が n Zm ( n , mは整数であり n≤m、 また nが変換前、 mが変換後に対応） となる場合、 nが 1の時は、 変換前のフレームレートの信号の各フレームの信号を変換後のフ レームレートで （m— 1 ) 回ずつ複製して出力し、 nが 1でない場合は変換前の フレームレートの信号の nフレーム分の時間と変換後のフレームレートの πιフレ ーム分の時間が一致するように、 nフレームの信号の一部もしくはすべてのフレ ーム信号を変換後のフレームのレートで、 複製数の合計が （m— n ) になるよう に複製して出力して、 mフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように 変換し、 記録装置は、 変換後のフレームレートで記録することを特徴とする請求 項 1に記載の映像信号作成システム。
3 . 再生装置が入力される一つもしくは複数の同じフレームの信号のうち一つを 選択する選択回路を有し、 前記選択されたフレーム信号の再生速度を変え、 実質 コマ数が所定の数になるようにしたことを特徴とする請求項 1または 2に記載の 映像信号作成システム。
4 . フレームレート変換部での変換後のフレームレートが 6 0フレームで、 再生 装置での実質コマ数が 2 4コマ （2 4 P (プログレッシブ） ) とする場合、 入力 される 6 0フレームの各フレームの信号を、 2つの異なるフレーム信号の組に対 し、 最初のフレームが 2回、 次のフレームが 3回あるいは最初のフレームが 3回、 次のフレームが 2回同じフレームの信号となることを繰り返す所謂 2 - 3ブルダ ゥンの出力になるように、 フレームの複製あるいは削除を行い再生速度を変換す るようしたことを特徴とする請求項 1または 2に記載の映像信号作成システム。
5 . 再生装置での実質コマ数が 4 8コマ （4 8 P (プログレッシブ） ) となるよ 5 うに再生速度を変換するようしたことを特徴とする請求項 1または 2に記載の映 像信号作成システム。
6 . 撮像装置が固体撮像素子を有し、 蓄積時間をコントロールすることにより 種々のフレームレートのプログレッシブ信号を得る場合、 前記固体撮像素子を駆 動する駆動パルスを、 読み出しノ、。ルスは所望のフレームレートを得る蓄積時間の
10 レートで出力し、 水平， 垂直の転送パルスのレートは前記固体撮像素子の出力信 号がフレームレート変換部での変換後のフレームレートと同じになるように出力 する駆動パルス発生制御回路を前記撮像装置に設けたことを特徴とする請求項 1 または 2に記載の映像信号作成システム。
7 . 撮像装置が、 フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフ L5 レームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号究生部を 有し、 記録装置が前記撮像装置より出力される信号を記録するとともに、 前記フ ラグ信号も記録保持し、 再生装置が前記フラグ信号をもとに、 実質コマ数が所定 の数になるように変換再生するようにしたことを特徴とする請求項 1または 2に 記載の映像信号作成システム。
10 8 . 撮像装置が、 フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフ レームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、 前記フラグ信号発生部の出力信号を受けフレームレート変換部より出力される撮 像信号の有効期間以外の信号期間に、 前記フラグ信号を変換して加算するフラグ 信号変換 ·加算回路とを有し、 記録装置が前記撮像装置より出力される信号をフ 5 ラグ信号と共に記録し、 再生装置が有効期間以外の信号期間に記録された前記フ ラグ信号をもとに、 実質コマ数が所定の数になるように変換再生するようにした ことを特徴とする請求項 1または 2に記載の映像信号作成システム。
9 . 再生装置が、 記録装置にて記録されたのと同一のフレームレートで撮像信号 およびフラグ信号を再生する固定レート再生部と、 前記固定レート再生部から出 力されるフラグ信号をもとに、 前記フレームレート変換部での変換前の実質コマ 数だけの撮像信号を蓄積する撮像信号蓄積部とを有し、 前記撮像信号蓄積部から 所定のフレームレートで撮像信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項 7または 8に記載の映像信号作成システム。
5 1 0 . 撮像装置は、 フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次の フレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部 を有し、 記録装置は、 前記撮像装置より出力される信号を記録するとともに、 前 記フラグ信号と前記変換前のフレームレートを示すレート情報も記録したことを 特徴とする請求項 1または 2に記載の映像信号作成システム。
L0 1 1 . 記録フォーマットの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの入力 映像信号を、 1フレームあたり前記記録フォーマットを保つた形式で記録媒体へ 記録する場合に、 前記入力映像信号とともに、 前記入力映像信号のフレームレー トを直接または間接的に表すレート情報を記録することを特徴とする映像信号信 号作成システムの映像信号記録装置。
L5 1 2 . 記録フォーマットの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの入力 映像信号と前記入力映像信号のフレームレートを直接または間接的に表すレート 情報とが、 1フレームあたり前記記録フォーマツトを保った形式で記録されてい る記録媒体から、 前記入力映像信号と前記レート情報とを再生し、 前記入力映像 信号を前記標準フレームレートとは異なつたフレームレートで再生する場合、 前 記入力映像信号を前記レート情報で定まる再生速度の所定倍速で再生出力するこ とを特徴とする映像信号作成システムの映像信号再生装置。
1 3 . 記録フォーマットの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの映像 信号 Aを記録する場合、 前記映像信号 Aのフレームレートを前記標準フレームレ 一トにフレームレート変換して映像信号 Bを得、 前記映像信号 Bと前記フレーム !5 レート変換の変換情報とを記録することを特徴とする映像信号作成システムの映
1 4 . 変換情報は、 映像信号 Bの信号内容がフレーム間で変化する点もしくは有 効なフレームの位置を直接または間接的に示すところの変換フラグのみ、 または、 前記変換フラグとともに映像信号 Aのフレームレートを直接または間接的に示す レート情報からなることを特徴とする請求項 1 3に記載の映像信号記録装置。
1 5 . 記録フォーマツトの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの映像 信号 Aのフレームレートを前記標準フレームレートにフレームレート変換した映 像信号 Bと、 前記フレームレート変換の変換情報とが記録された記録媒体から、
5 前記映像信号 Bと前記変換情報とを再生し、 前記変換情報を用いて前記映像信号
Bを、 前記映像信号 Aの所定倍のフレームレートの映像信号に変換して再生出力 することを特徴とする映像信号作成システムの映像信号再生装置。
1 6 . 変換情報は、 映像信号 Bの信号内容がフレーム間で変化する点もしくは有 効なフレームの位置を直接または間接的に示すところの変換フラグのみ、 または
L0 前記変換フラグとともに映像信号 Aのフレームレートを直接または間接的に示す レート情報からなることを特徴とする請求項 1 5に記載の映像信号再生装置。
1 7 . 記録フォーマツトの標準フレームレートの m倍速のフレームレートの映像 信号 Aを前記標準のフレームレートにフレームレート変換した映像信号 Bと、 前 記映像信号 Bの信号内容がフレーム間で変化する点もしくは有効なフレームの位 ί5 置を直接または間接的に示すところの変換フラグのみである変換情報とが記録さ れた記録媒体から、 前記映像信号 Bと前記変換情報とを再生し、 前記変換フラグ の出現パターンより前記映像信号 Aの記録時のフレームレートを示す情報を検出 し、 前記情報を用いて前記映像信号 Bを前記映像信号 Aの所定倍のフレームレー トの映像信号に変換して再生出力することを特徴とする映像信号作成システムの 映像信号再生装置。
1 8 . 記録フォーマツトの標準フレームレートが 2 4 H zであることを特徴とす る請求項 1 1または 1 3に記載の映像信号記録装置。
1 9 . 記録フォーマツトの標準フレームレートが 2 4 H zであることを特徴とす る請求項 1 2、 1 5と 1 7のいずれかに記載の映像信号再生装置。
!5 2 0 . 記録フォーマットの標準フレームレートが 6 O H zであることを特徴とす る請求項 1 3に記載の映像信号記録装置。
2 1 . 記録フォーマツトの標準フレームレートが 6 O H zであることを特徴とす る請求項 1 5または 1 7に記載の映像信号再生装置。
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