映像記録装置
【課題】ＳＴＣを生成する回路構成を簡易にした上で、動作中に記録フレームレートの変更を可能にする映像記録装置を提供する。
【解決手段】ＳＴＣクロック生成手段５３は、有効フレーム期間のタイミングを生成し全体の制御を切り替える制御手段６０、ＳＴＣの原クロック２７ＭＨｚを入力し６０／２４逓倍するＰＬＬ回路６１、制御手段６０からのタイミング信号により有効フレーム期間のみクロックを出力するクロック停止スイッチ６２、及び記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速記録時と通常記録でクロックを切り替える切替スイッチ６３を備える。
【解決手段】ＳＴＣクロック生成手段５３は、有効フレーム期間のタイミングを生成し全体の制御を切り替える制御手段６０、ＳＴＣの原クロック２７ＭＨｚを入力し６０／２４逓倍するＰＬＬ回路６１、制御手段６０からのタイミング信号により有効フレーム期間のみクロックを出力するクロック停止スイッチ６２、及び記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速記録時と通常記録でクロックを切り替える切替スイッチ６３を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ等の映像記録装置に関し、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るために好適な映像記録装置、及びこの映像記録装置を構成する際に用いる多重方法、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像記録装置においては、映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果を、撮影フィルムの早回しや遅回しにより記録フレームレートを変更することで実現していた。
【０００３】
しかし、近年、半導体技術、コンピュータ技術、及び高密度記録技術の進展により、放送機器システムの画質及び性能が飛躍的に向上した。その結果、従来はフィルムによって撮影や編集が行われていた映画を、ＶＴＲやコンピュータベースのノンリニア編集機を用いた電子シネマシステムで制作する動きが活発化してきた。その中で、撮像部のＣＣＤ（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を用い、スローモーション効果やクイックモーション効果を電子的に実現することが可能なものがあった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、マルチフレームレート対応撮像装置を用いてスローモーション効果やクイックモーション効果と言った可変速度再生を電子的に実現可能な映像記録装置が記載されている。この装置では撮像装置から出力される映像信号の有効フレームのみを再生時に標準データレートで所定の再生フレームレートが得られるようにレート制御方法を変更して符号化し、ＴＳ多重部は有効フレームレートと再生フレームレートの比だけ標準のＳＴＣクロックを周波数変換してＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を作成し、多重した上で記録を行っている。
【０００５】
そして、この様に記録されたＭＰＥＧ−ＴＳストリームは、再生するフレームレートを換算してＭＰＥＧのタイミング情報を多重している為、再生時には特殊な処理を行う事なく、通常のデコード処理のみで、可変速度再生を実現している。
【特許文献１】特開２００５−３１８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の映像記録装置においては、ＳＴＣクロックを記録フレームレートと再生フレームレートの比に基づいてクロック周波数を変更する為、対応する記録フレームレートの種類に対応した分周器の設定が必要であり、回路が増加するという課題がある。
【０００７】
また、記録フレームレートに対応してＰＬＬの周波数が大きく変動する為、幅広い周波数に対応したＰＬＬを用意する必要があり、特に回路全体をＬＳＩ化する際には幅広い性能を持つＰＬＬを構成する事が困難である。
【０００８】
さらに、クロック周波数を変更する際に安定にいたるまでの時間や、その間の周波数等を正確に制御する事が不可能な為、記録動作中に記録フレームレートを変更する事は困難である。
【０００９】
本発明は前記課題に鑑み、ＳＴＣを生成する回路構成を簡易にした上で、動作中に記録フレームレートの変更を可能にする映像記録装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る映像記録装置は、映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る映像記録装置は、さらに、入力されてくる前記映像信号が、各フレームを１回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生することを特徴とする。
【００１２】
これらの構成により、前記クロック発生手段において時間管理情報を生成する際に記録する有効フレーム（Ｘ映像信号）に同期してクロック動作をオンオフすることができ、可変速度再生に対応した時刻情報を生成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するＰＬＬ（Phase Locked Loop）部と、前記ＰＬＬ部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るようにすることで、基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。
【００１５】
さらに、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、さらに、前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前記制御部において、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。
【００１７】
尚、前記目的を達成するために、本発明は、映像記録装置の特徴的な手段をステップとする映像記録方法として実現したり、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を通じて配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の映像記録装置は、上記構成を有し、時刻管理情報を生成する際に記録する有効フレーム（Ｘ映像信号）に同期してクロック動作をオンオフすることで、可変速度再生に対応した時刻情報を生成する事ができる。このため、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。さらに、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の映像記録装置、映像符号化方法および多重方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図を示す。
【００２１】
図１において、撮像記録装置は、撮像装置１、映像記録装置２、電子ビューファインダー３（以下、ＥＶＦと略する）、マイク４、制御部５を備えている。撮像装置１から映像記録装置２へは、６０ｐ映像信号６、６０ｐ映像信号からＣＣＤ１０の出力であるＸｐ映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ７が送信される。
【００２２】
また、撮像装置１は、プログレッシブ走査可能なＣＣＤ１０、フレームメモリ１１、カメラのプロセス処理を行うカメラ処理部１２、ＣＣＤ駆動回路１３、マルチフレームレートに対応する駆動パルスを切り替え出力する駆動パルス切換回路１４を備えている。
【００２３】
さらに、映像記録装置２は、６０ｐ映像信号から有効フレームを抜き取り、Ｘｐ映像信号として出力する有効フレーム抽出部２０、Ｘｐ映像信号をＭＰＥＧビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する映像符号化部２１、入力された圧縮映像データや、圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重してＭＰＥＧ−ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）形式のシステムストリームを出力するＴＳ多重部２２、システムストリームを記録媒体に記録する記録部２３、音声符号化部２４を備えている。
【００２４】
なお、本実施例の映像符号化部２１は本発明の映像符号化手段の例であり、本実施例のＴＳ多重部２２は本発明の多重手段の例であり、本実施例の記録部２３は本発明の記録手段の例である。
【００２５】
次に、このような本実施例の動作を説明する。
撮像装置１は、背景技術で説明した従来の撮像装置と同様に撮像装置のフレームレートを可変出来るものとする。制御部５は図示しないユーザー操作部からユーザーにより設定された撮影フレームレートの値Ｘ及び再生フレームレートの値Ｙを受け取り、これらの値に応じた制御信号を各部へ出力する。以下の説明においては再生フレームレートの値Ｙは２４フレーム／秒であるものとする。なお、本実施例においても背景技術で説明したのと同様に、ＣＣＤにおける撮影フレームレートをＸフレーム／秒とするとともに、ＣＣＤ出力の映像信号をＸｐ映像信号と呼ぶことにする。
【００２６】
駆動パルス切換回路１４は制御部５からの制御信号を受け、Ｘｐ映像信号を撮影するために必要な駆動パルスを発生し、ＣＣＤ駆動回路１３に出力する。ＣＣＤ駆動回路１３は、駆動パルス切換回路１４からの駆動パルスを所定電圧に変換してＣＣＤ１０を駆動する。ＣＣＤ１０からは撮影したＸｐ映像信号がフレームメモリ１１に出力される。
【００２７】
図２は図１の各部の信号波形図である。図２（ａ）はＣＣＤ１０の出力信号を示す。なお、ここではＣＣＤ１０の出力信号をＸｐ映像信号そのものとして図示しているが、Ｘｐ映像信号に相当する映像情報を含んでいれば良く、同期信号のフォーマットは必ずしもＸｐ映像信号と同一である必要は無い。
【００２８】
フレームメモリ１１はＣＣＤ１０からのＸｐ映像信号の映像情報を書き込み、同じフレームの映像情報を複数回読み出すことにより、プルダウン処理された６０ｐ映像信号を出力する。この６０ｐ映像信号はカメラ処理部１２により６０ｐ映像信号としてカメラプロセスの所定の処理が施され、図２（ｂ）に示した６０ｐ映像信号としてＥＶＦ３及び有効フレーム抽出部２０に出力される。ＥＶＦ３では６０フレーム／秒で画像を表示することでＸｐ映像信号の映像情報を容易に表示することが可能である。
【００２９】
また、プルダウン処理された６０ｐ映像信号においては映像情報がＸｐ映像信号の単位で変化するが、図２（ｃ）に示すように、映像情報の変わり目において６０ｐ映像信号のなかでＸｐ映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ７が有効フレーム抽出部２０に出力される。なお、ここでは有効フレームフラグ７を映像信号６とは別に出力する構成としているが、例えば映像信号６の垂直ブランキング期間に多重して出力しても良い。
【００３０】
有効フレーム抽出部２０は、有効フレームフラグ７を用いて６０ｐ映像信号からＸｐ映像信号を抜き出し、映像符号化部２１に出力する。映像符号化部２１は、入力されたＸｐ映像信号をＭＰＥＧビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する。この際に、圧縮符号化の処理はＸｐ映像信号に対して行うが、圧縮符号化のレート制御、及びヘッダ付加は再生時の２４フレーム／秒に対応して行う。このとき、再生時の基準データレート、すなわち撮影フレームレートと再生フレームレートが同一になる（Ｘ＝２４）ときのデータレートをＲビット／秒とすると、映像符号化部２１は、Ｘｐ映像信号をＲ・（Ｘ／２４）ビット／秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う。この処理に関する詳細は後述する。
【００３１】
一方、マイク４が収録した音声信号は音声符号化部２４に入力され、オーディオ圧縮符号化し圧縮音声データを出力する。この際に、音声信号に対して映像信号のフレームレート変換に合わせた処理を行うことは可能である。すなわち音声信号のサンプリング周波数をＦａ、圧縮符号化後の基準データレートをＲａとしたときに、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を（Ｘ／２４）に変換し、さらにオーディオ圧縮符号化する際に圧縮音声データのデータレートがＲａ・（Ｘ／２４）になるようなレート制御を行って圧縮する。なおこのとき、入力音声信号に対し、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を（Ｘ／２４）に変換した音声データを、圧縮符号化を行わずに多重化しても良い。
【００３２】
すなわち、音声符号化部２４は、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を変えずに前記音声データを記録音声データとして出力し、入力されてくる前記映像信号のフレームレートと、前記システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を異なる周波数に変換して記録音声データとして出力しても構わない。
【００３３】
なお、本実施例においては、より実装を簡略化した形態としてＸ＝２４の場合のみ圧縮音声データを生成および多重し、それ以外の場合は圧縮音声データを生成及び多重しない場合について説明する。
【００３４】
すなわち、ＴＳ多重部２２は、圧縮映像データに加え、音声データをも入力し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、ＴＳ多重部２２は、入力された音声データをシステムストリームに多重し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、ＴＳ多重部２２は、入力された音声データをシステムストリームに多重しない。
【００３５】
ＴＳ多重部２２は映像符号化部２１から入力された圧縮映像データ、音声符号化部２４から入力された圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重して図２（ｄ）に示したＭＰＥＧ−ＴＳ形式のシステムストリームを出力する。
【００３６】
図２（ｄ）等において、Ｉ２等の「Ｉ」は、Ｉピクチャすなわちフレーム内符号化画像（Ｉｎｔｒａ符号化画像）を表し、Ｂ０等の「Ｂ」は、Ｂピクチャすなわち双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ符号化画像）を表し、Ｐ５等の「Ｐ」は、Ｐピクチャすなわちフレーム間順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ符号化画像）を表している。従って、背景技術で説明した従来映像記録装置とは異なり、本実施例の映像記録装置では、フレーム内圧縮のみならず、ＢピクチャやＰピクチャ等のフレーム間圧縮も用いられている。
【００３７】
ＴＳ多重部２２から出力されたシステムストリームは記録部２３に記録される。ここで、時刻管理情報としては、復号及び出力（表示）のタイミング基準となるＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、復号後の各フレームの出力タイミングを示すＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）、復号のタイミングを示すＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が含まれる。
【００３８】
本実施例の映像記録装置の記録部２３に記録されたシステムストリームが、外部の復号装置に出力され、この復号装置において出力されたシステムストリームを復号する時には、ＰＣＲを用いて復号装置の動作基準となるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）が生成される。そして、このＳＴＣに合わせて復号・表示がＰＴＳ／ＤＴＳで指定された時刻に行われるように復号装置が制御される。したがって、Ｘｐ映像信号を圧縮符号化及び多重する際には、再生時に２４ｐ映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を変更する必要がある。従って、Ｘｐ映像信号のフレームレートと、前記記録部２３に記録されるシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートとが異なっている場合、ＴＳ多重部２２は、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートに対応した時刻管理情報を圧縮映像データに多重する。なお、本実施例のＸｐ映像信号のフレームレートは、本発明の記録フレームレートの例であり、本実施例のシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートは、本発明の再生フレームレートの例である。また、この詳細については後述する。
【００３９】
再生時には図２（ｅ）に示したように、システムストリームは２４ｐ映像信号を基準データレートで再生する場合と同一形式で再生される。圧縮映像データの復号も図２（ｆ）に示したように通常の２４ｐ映像信号に対するものと同様に行われる。最後に、復号後の２４ｐ映像信号は映像モニタとの間で一般的に使用されるインターフェースにあわせるため、６０フレーム／秒のプログレッシブもしくはインタレースの画像に、いわゆる２−３プルダウンされて出力される。従って、映像符号化部２１においては、圧縮符号化を施す際にはこの２−３プルダウンに対応してｒｅｐｅａｔ＿ｆｉｒｓｔ＿ｆｉｅｌｄ、ｔｏｐ＿ｆｉｅｌｄ＿ｆｉｒｓｔを設定する必要がある。
【００４０】
図３に本発明の実施例１における映像記録装置２のより詳細なブロック図を示す。図１と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００４１】
映像符号化部２１は、入力フレームの処理順を変更するためにＭＰＥＧ２のＢピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリ３０、３１、圧縮映像データのデータレートが目標値近傍になるように制御を行うレート制御手段３２、減算器３３、ＤＣＴ手段３４、量子化手段３５、圧縮映像データを一定レートで出力するために一旦保存するビットバッファ３６、逆量子化手段３７、ＩＤＣＴ手段３８、加算器３９、及び参照画像を保存するためのフレームメモリ４０、４１を備えている。これらを含む映像符号化部２１はＭＰＥＧ２ビデオ圧縮符号化処理を行うが、ＭＰＥＧ２−Ｖｉｄｅｏは当業者に周知の規格であるため、例えばＤＣＴ、量子化など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。また、ＭＰＥＧ２規格では一般に符号化する１枚の画像をピクチャと呼称しているため、以降の説明では必要に応じてフレームをピクチャと言い換えるが、ここではフレームとピクチャは同じものを指す。
【００４２】
また、ＴＳ多重化部２２は、それぞれ映像と音声に対応したＰＥＳパケット生成のためのＰＥＳ化手段５０、５５、入力されたＰＥＳパケットを分割し、必要な情報を多重してＴＳパケットを生成するＴＳ化手段５１、５６、映像と音声のそれぞれのＴＳパケットとその他の必要なパケットを多重する多重手段５２、時刻管理情報を生成するための時間軸の基準となるＳＴＣクロックを生成するＳＴＣクロック生成手段５３、及びＳＴＣクロックから時刻管理情報を生成するとともに多重タイミングの管理を行うＳＴＣ制御回路５４を備えている。なお、ＳＴＣクロック生成手段５３は本発明のクロックの例である。これらを含むＴＳ多重部２２はＭＰＥＧ２―ＴＳ多重処理を行うが、ＭＰＥＧ２−ＴＳは当業者に周知の規格であるため、例えばＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４は、図１及び図３各部の信号波形図である。図４（ｄ）はフレームメモリ３０の内容を示す図である。図４（ｅ）はフレームメモリ３１の内容を示す図である。図４（ｆ）はフレームメモリ４０の内容を示す図である。図４（ｇ）はフレームメモリ４１の内容を示す図である。Ｂピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリを３０、３１の２つだけにするためには、図４（ｈ）に示したようにエンコード処理はＸｐ映像信号の各フレームに対しても、６０ｐ映像信号の処理と同等の処理速度で行う必要がある。
【００４４】
以下、本発明に係る映像の圧縮符号化におけるレート制御について詳細に説明する。先に述べたように、本発明において映像符号化部２１は、Ｘｐ映像信号をＲ・（Ｘ／２４）ビット／秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う必要がある。
【００４５】
図５は、映像符号化部のビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図である。レート制御手段３２は、図５（ｅ）に示すように再生時のＶＢＶバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御する必要がある。ここで、図５（ｃ）は、記録時に、時間の経過とともに各フレームがどのように記録されていくかを示す図である。また、図５（ｄ）は、再生時に、時間の経過とともに各フレームがどのように再生されていくかを示す図である。図５（ｃ）では有効なフレームの符号化が完了する毎にフレーム時間単位で記録が行われる。無効なフレームのタイミングでは記録は行わない事とする。また、有効なフレームでの記録のデータレートは、圧縮映像データの標準レートＲに６０／２４を乗算したものとし、Ｘｐには依存せずに一定である。従って、無効フレームを含めて平均化した記録レートはＲ×Ｘ／２４となる為、各フレームを圧縮符号化することにより生成されるデータ量、つまり、レート制御手段３２において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は（入力映像信号がＸｐ映像信号であるにも関わらず）２４ｐ映像信号を圧縮する場合と同一になる。
【００４６】
ここで、符号化された後の１フレームあたりの発生データ量はＩ、Ｂ、Ｐピクチャの種類やピクチャの絵柄によって変動するが、記録を行う時間タイミングは一定とする。つまり図５（ｃ）では有効フレームのタイミングで、各フレームに対応した圧縮ＴＳデータを記録すると簡易的に図示しているが、実際にはフレーム毎の発生符号量により、ＴＳ記録するタイミングと画像内容の時刻は変動する。しかし、記録に要する時間単位は常に１フレーム時間固定である。また、この発生データ量の変動はビットバッファ３６により吸収される。
【００４７】
図６は、レート制御手段３２における処理手順を示す図である。まず、ステップＳ１において、再生フレームレートＹ（本実施例では２４に固定されている）及び再生ビットレート（圧縮映像データの標準レート）Ｒが設定される。ここで、ＹとＲの値は、例えばスイッチやＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面からの入力により決定しても良いし、映像記録装置の実装時に予め決定した値を不揮発性メモリーに記憶しておいて読み出すようにしても良い。次に、ステップＳ２において、撮影フレームレートＸの値をスイッチやＧＵＩ画面からの入力により設定する。
【００４８】
続いてステップＳ３において、実際のレート制御に用いるパラメータを算出する。ひとつは映像符号化部２１への入力映像フレームレートｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅであり、これについては撮影フレームレートＸの値をそのまま使用できる。もうひとつは、有効フレームにおける圧縮映像データの目標レートｂｉｔ＿ｒａｔｅであり、これは再生ビットレートＲに伝送フレームレートと再生フレームレートの比（６０／Ｙ）を掛けることで求めることができる。
【００４９】
最後にステップＳ４において、ステップＳ３により求めたＰｉｃｔｕｒｅ＿Ｒａｔｅ、ｂｉｔ＿ｒａｔｅの値を用いて圧縮符号化処理のレート制御を行う。ここで、レート制御の方法は任意の方法を用いることが可能である。例えば、ＭＰＥＧ２規格化の際に用いられ、公知となっているＭＰＥＧ２ ＴＭ５（Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５）におけるレート制御方法が使用可能である。ＭＰＥＧ２ ＴＭ５のレート制御方法を用いた場合について以下に説明する。
【００５０】
レート制御手段３２において、あるＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）の次のピクチャに割り当てられる目標データ量は、例えば数１に示した式で設定される。ここで、Ｔｉは次のＩピクチャに割り当てられる目標データ量である。Ｔｐは次のＰピクチャに割り当てられる目標データ量である。Ｔｂは次のＢピクチャに割り当てられる目標データ量である。また、ＫｐおよびＫｂは量子化手段３５の処理内容に依存して決まる定数である。Ｒｇｏｐは現在処理中のＧＯＰに割り当てられたビット数の残量である。Ｎｐ、Ｎｂは現在処理中のＧＯＰに含まれるＰピクチャ、Ｂピクチャの残数である。Ｘｉ、Ｘｐ、Ｘｂはそれぞれ先に符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの複雑さを示す指標である。これらのパラメータの詳細はＭＰＥＧ２ ＴＭ５の中で公開されており、ここでは説明を省略する。
【００５１】
【数１】
【００５２】
数１において、Ｒｇｏｐは符号化するシーケンスの先頭で初期値として数２が与えられ、その後１ピクチャを符号化する毎に更新される。ここでＮはシーケンスの最初のＧＯＰに含まれるピクチャの数である。
【００５３】
【数２】
【００５４】
従って、数１により求められるＴｉ、Ｔｐ、Ｔｂは、圧縮映像データの目標レートｂｉｔ＿ｒａｔｅとフレームレートｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅにより変化する。レート制御手段３２をＭＰＥＧ２ ＴＭ５に準じて（数１および数２を用いて）実装した場合に、図５（ｂ）に示したバッファ制御はｂｉｔ＿ｒａｔｅをＲ・（６０／２４）、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅをＸとすることで容易に実現可能である。
【００５５】
このように、入力されてくる映像信号のフレームレートがＸフレーム／秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがＹフレーム／秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがＲビット／秒である場合、映像符号化部２１は、入力されてくる映像信号をＲ×（Ｘ／Ｙ）ビット／秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行う。
【００５６】
なお、先に図５において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は（入力映像信号がＸｐ映像信号であるにも関わらず）２４ｐ映像信号を圧縮する場合と同一になることを示したが、これに対応してステップＳ３における処理をｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ＝Ｙ、ｂｉｔ＿ｒａｔｅ＝Ｒと設定する処理に変更することも可能である。先に示したＭＰＥＧ２ ＴＭ５のレート制御の場合、レート制御に関連する式がいずれもｂｉｔ＿ｒａｔｅ／ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅの割合により変化する式となっており、いずれか一方だけを用いないため、数３に示したようにｂｉｔ＿ｒａｔｅをＲ、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅをＹとしても同じ結果が得られるということになる。
【００５７】
【数３】
【００５８】
すなわち、入力されてくる映像信号のフレームレートがＸフレーム／秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがＹフレーム／秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがＲビット／秒である場合、映像符号化部２１は、入力されてくる映像信号フレームレートがＸであるにも関わらず、フレームレートがＹの映像信号をＲビット／秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行っても上記と同様の結果を得ることが出来る。
【００５９】
要するに、入力されてくる映像信号のフレームレートが再生時のフレームレートと異なる場合であっても、映像符号化部２１は、再生時のフレームレートに対応する、圧縮映像データの再生時の基準データレートに実質上一致するように入力されてくる映像信号を圧縮符号化する。従って、再生時のＶＢＶバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御することが出来る。
【００６０】
次に、本発明の実施例における時刻管理情報の生成について詳細に説明する。先に述べたように、本実施例においては、再生時に２４ｐ映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を変更するとともに、ＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳを多重する間隔も変更する必要がある。
ここで、本発明においては、ＰＣＲ，ＰＴＳ，ＤＴＳを多重する際の基本となるＳＴＣクロックを図５（ｃ）に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はクロックを停止させる。従ってその間はＰＣＲ，ＰＴＳ，ＤＴＳのカウント動作は停止する事になる。また、ＳＴＣクロックの動作を通常記録時２７ＭＨｚに対して処理フレームレート（６０ｐ相当）と再生フレームレート２４ｐの比を掛けた値(２７×６０/２４ＭＨｚ)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の６０／２４倍でタイミングカウントとする事とする。この動作により、図５（ｃ）に示す記録時での有効フレームのみでの1フレーム時間（１／６０秒）あたりのカウント数は、図５（ｄ）に示す再生時の１フレーム時間（１／２４秒）でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このＳＴＣの制御により、レートＸｐに依存する事なくＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの算出を行う事が可能となる。
【００６１】
図７はＳＴＣクロック生成手段５３の構成の一例を示すブロック図である。このＳＴＣクロック生成手段５３は、有効フレーム期間のタイミングを生成し全体の制御を切り替える制御手段６０、ＳＴＣの原クロック２７ＭＨｚを入力し６０／２４逓倍するＰＬＬ回路６１、制御手段６０からのタイミング信号により有効フレーム期間のみクロックを出力するクロック停止スイッチ６２、及び記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速記録時と通常記録でクロックを切り替える切替スイッチ６３を備える。
【００６２】
図７に示した構成により、ＳＴＣクロックの原クロック（２７ＭＨｚ）から図５の図５（ｃ）に示す有効フレーム記録期間のみ６０／２４倍としたクロックを生成する事が可能である。
【００６３】
なお、ＰＴＳ、ＤＴＳ、ＰＶＲのいずれかまたは全てにおいて、上記の回路構成で行うのと同等の処理をソフトウエアプログラムで行う事も可能である。その場合はＳＴＣクロック生成回路は仮想的に実現し、回路は不要となる。
【００６４】
なお、図４、図５には撮影フレームレートＸ＝８で、再生時に３倍クイックモーションとなる場合を図示したが、図８、図９に示したように撮影フレームレートＸを再生フレームレート２４フレーム／秒よりも高いフレームレートとし、再生時にスローモーションを実現することも可能である。この場合、図４と図８、図５と図９とを比較してもわかるように、撮影フレームレートＸと再生フレームレート２４の大小関係が異なるだけで、上記した構成及び動作を適用することで実現可能である。
【００６５】
以上、実施例１においては、有効フレーム（Ｘｐ映像信号）のみを記録することで、記録媒体の消費量が少ない映像記録装置を提供することができる。また、画像圧縮符号化としてフレーム内符号化ではなく、フレーム間符号化であるＭＰＥＧ２を用いることで高圧縮率を得ることができるため、記録媒体の消費量はより少なくすむ。さらに、予め設定された再生フレームレート（２４フレーム／秒）に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に通常記録した場合と同一フレームレート（２４フレーム／秒）、同一データレートＲで再生することが可能で、特殊な装置を必要としない映像記録装置を提供することができる。
【００６６】
なお言うまでもないが、実施例１においては撮影したＸｐ映像信号を６０ｐ映像信号にプルダウンして映像記録装置に入力し、再生フレームレートを２４フレーム／秒として説明したが、任意のＮフレーム／秒にプルダウン変換した映像信号を映像記録装置に入力して、再生フレームレートをＭフレーム／秒として処理することが出来る。
【００６７】
以上、示したように本実施例では、ＳＴＣクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないＳＴＣクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもＳＴＣクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。
【００６８】
（実施例２）
図１０に本発明の実施例２における映像記録装置２のブロック図を示す。図１及び図３と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。記録部２３は、ＡＴＳ値生成手段９０、ＡＴＳ多重手段９１、及び記録媒体制御部９２を備える。
【００６９】
ＭＰＥＧ２−ＴＳをＴＳ多重手段２２から記録手段２３に転送する際に、実際の転送可能レートが高い場合にはＴＳパケットは間欠的に転送されることになる。また、ＭＰＥＧ２−ＴＳを記録媒体に記録する際に効率よく記録することを目的として、実際のトランスポートストリーム中にあるＮｕｌｌパケットなどの不要な情報を削除する場合がある。これらの場合には、記録手段２３へＴＳパケットが入出力されるタイミングを何らかの形で記録媒体に記録する必要がある。この目的でブルーレイ（Ｂｒｕ−ｒａｙ）ディスクなどではＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が用いられている。
【００７０】
以下、通常の記録再生におけるＡＴＳの効果について説明する。図１１にＭＰＥＧ２−ＴＳを記録手段２３に記録する際のパケットタイミング保存の概念を示す。図１１（ａ）はＴＳ多重手段２２から記録手段２３への入力ＴＳである。図１１（ｂ）は記録媒体に実際に記録されるＴＳである。図１１（ｃ）は記録媒体から再生され、出力されるＴＳである。３００〜３０２はＮｕｌｌパケットである。３０３〜３０５はＴＳパケットの無いタイミングを示す。
【００７１】
図１１（ａ）の入力ＴＳにおいて、３００から３０２に示したようにＮｕｌｌパケットが含まれているとすると、これらのＮｕｌｌパケット自体は映像・音声の記録再生に必要な情報を何ら含まないため、図１１（ｂ）の記録ＴＳにおいては削除して記録したい。ただし、ＭＰＥＧ２−ＴＳにおいてＰＣＲは到着タイミングが時刻情報を持つため、再生時に図１１（ｂ）のままの状態で再生すると正しいＳＴＣが再生されず、図１１（ｃ）に示したようにＮｕｌｌパケットの部分はパケットの無いままタイミングを空けるか、あるいはＮｕｌｌパケットを再度挿入して出力する必要がある。これを実現するために、図１１（ｂ）では記録する各パケットの先頭にそのパケットの入力タイミングを示すＡＴＳを付加して記録している。
【００７２】
図１２にＡＴＳが付加されたＴＳパケットの例を示す。ＭＰＥＧ２−ＴＳのＴＳパケット１８８バイトの前にＡＴＳ４バイトが付加される。このようなＡＴＳ付加は例えばＡＴＳ値生成手段９０としてフリーランの２７ＭＨｚで動作する３２ビットのカウンタを用いてそのカウンタ値をＡＴＳ多重手段９１に入力し、各ＴＳパケットがＡＴＳ記録手段２３に入力された時点でのカウンタ値をそのままそのＴＳパケットの前に付加すれば実現できる。
【００７３】
このようにしてＡＴＳを付加されたＴＳパケットの再生タイミングを再現する回路例を図１３に示す。再生装置は、スムージングバッファ７０、スムージングバッファ７０に記憶されているＡＴＳ７１、比較器７２、読み出し制御部７３、及びカウンタ７４を備える。
【００７４】
図１１（ｂ）に示した記録ＴＳがスムージングバッファ７０に入力される。スムージングバッファ７０に記憶されたＴＳパケットのうち、最初に記憶されたＴＳパケットに付加されたＡＴＳ７１が読み出されて比較器７２に入力される。一方、カウンタ７４は記録の際にＡＴＳを生成するために用いられたのと同一周波数の２７ＭＨｚクロックで動作し、カウンタ値を比較器７２へ出力する。
【００７５】
図１１（ｂ）の記録ＴＳを再生する際に、最初に再生されるＴＳパケットに付加されたＡＴＳがカウンタ７４にロードされるとともに、最初のＴＳパケットが出力される。これ以降は、比較器７２が続くＴＳパケットに付加されたＡＴＳ７１の値とカウンタ７４の値を比較し、一致したときに読み出し制御部７３に一致情報を伝える。読み出し制御部７３は一致情報が比較器７２から入力されると、その時刻にＡＴＳ７１が付加されていたＴＳパケットがスムージングバッファ７０から読み出されるように制御する。以上の動作により、スムージングバッファ７０から読み出されるＴＳパケットは図１１（ｃ）のように入力ＴＳ（図１１（ａ））と同じタイミングで出力される。図１１（ｃ）の３０３〜３０５の部分は対応するＡＴＳを付加されたＴＳパケットが無いため、データが無いまま時間が経過して空き領域となる。
【００７６】
以上が通常記録再生、すなわち撮影フレームレートの値Ｘと再生フレームレートの値Ｙが同一である場合のＡＴＳの効果である。例えば記録媒体がメモリーであった場合、アクセスにアドレス指定が必要であることなどから、入力トランスポートストリームそのままではパケット間のタイミングを保持して記録再生することができず、ＡＴＳのような仕組みで入力時のパケット間タイミングを再現することは必須の動作となる。
【００７７】
次に本発明に係る、撮影フレームレートの値Ｘと再生フレームレートの値Ｙを異なる値に設定した場合の構成及び動作について説明する。なお、ここでは再生フレームレートＹ＝（２４／１．００１）ｆｐｓの場合を前提として説明する。またここでは、再生時のＭＰＥＧ２−ＴＳの基準データレートＲｔｓ＝２４Ｍｂｐｓとして説明する。
【００７８】
図１４は撮影フレームレートの値Ｘ＝（８／１．００１）ｆｐｓである場合の各部動作を示すタイミング図である。図１４（ａ）はＰＥＳ化手段５０から出力される記録側のビデオＰＥＳである。記録側のビデオＰＥＳには撮影フレームレート（有効フレームレート）８ｆｐｓの映像信号の１フレーム分を圧縮したデータ毎にＰＴＳ／ＤＴＳが付加される。従って、ＰＴＳ／ＤＴＳが付加される間隔は撮影フレームレートを反映する。また、実施例１にて説明したように、有効フレーム期間のみＳＴＣが駆動され、圧縮データが出力される。 図１４（ｂ）はＡＴＳ多重手段９１から出力されるＡＴＳを付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳである。図１４（ａ）のビデオＰＥＳは細かく分割されてそれぞれＴＳパケット（ＴＳＰ）のペイロードに格納される。
【００７９】
ここで、本発明においては、ＡＴＳのカウンタを図１４に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はカウンタを停止させる。また、ＡＴＳカウンタの動作は通常記録時２７ＭＨｚに対して処理フレームレート（６０ｐ相当）と再生フレームレート２４ｐの比を掛けた値(２７×６０/２４ＭＨｚ)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の６０／２４倍でタイミングカウントとする事とする。また、再生時は通常通り２７ＭＨｚでカウントするので、図１４（ｂ）に示す記録時での有効フレームのみでの１フレーム時間（１／６０秒）あたりのカウント数は、図１４（ｃ）に示す再生時の１フレーム時間（１／２４秒）でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このＡＴＳカウンタの動作により、有効フレームレートＸｐに依存する事なく再生時に２４Ｐのタイミングで動作するＡＴＳカウンタの制御を行う事が可能となる。
【００８０】
ここで、ＡＴＳカウンタのクロック制御は実施例１に示すＳＴＣクロックと同様の制御で実現する事は可能である。また、同一のクロックとする事も出来る。
【００８１】
図１４（ｃ）は記録媒体から再生され、元のＴＳパケットのタイミングが再現された後のＭＰＥＧ２−ＴＳである。ただし、完全に記録時と同じタイミングではなく、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。なお、本来この段階ではＡＴＳは通常削除されるが、説明の簡単のためにここではＡＴＳを残した図を用いて説明する。
【００８２】
また、図１４（ｄ）は図１４（ｃ）のＭＰＥＧ２−ＴＳから分離したビデオＰＥＳである。この図についても、記録側のビデオＰＥＳ（図１４（ａ））に対して、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。
【００８３】
以上、実施例２においては、ＡＴＳ（ＡｒｒｉｖａｌＴｉｍｅＳｔａｍｐ）を用いてＴＳパケットタイミングを再生する記録再生系においても可変フレームレート記録が可能で、予め設定された再生フレームレート（２４フレーム／秒）に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に特殊な装置を必要とせずに通常記録した場合と同一フレームレート（２４フレーム／秒）、同一ＴＳデータレートＲｔｓで再生できる映像記録装置を提供することができる。
【００８４】
さらに、ＡＴＳクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないＡＴＳクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもＡＴＳクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。
【００８５】
なお、本発明の実施例においては、多重化としてＭＰＥＧ２−ＴＳを用いることを前提として説明したが、多重化の方式はこれに限るものではなく、例えばＭＰＥＧ２−ＰＳ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ）などを用いてもよい。同様に、映像の圧縮符号化としてＭＰＥＧ２ビデオ符号化を用いることを前提として説明したが、圧縮符号化の方式もこれに限るものではなく、例えばＭＰＥＧ４ビデオ符号化、Ｈ．２６４ビデオ符号化、ＤＶＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）における圧縮符号化などを用いてもよい。
【００８６】
さらに、本実施例では、映像記録装置２が有効フレーム抽出部２０及び映像符号化部２１を備えているとして説明したが、これに限らず、映像記録装置２が、有効フレーム抽出部２０、映像符号化部２１、及び音声符号化部２４を備えていなくても構わない。この場合、映像記録装置２以外の外部の装置が有効フレーム抽出部２０、映像符号化部２１、及び音声符号化部２４を備えている。そして、撮像装置１から出力されたＸｐ映像信号６と有効フレームフラグ７は、この外部の装置で処理され、その結果外部の装置から圧縮映像データが出力される。そして、映像記録装置２は、この外部の装置から出力された圧縮映像データを入力してＴＳ多重部２２にてシステムストリームを生成する。このように、映像記録装置２自体が入力映像信号の圧縮符号化を行わず、映像記録装置２が圧縮符号化された圧縮映像データを入力して多重処理のみを行うものであっても構わない。
【００８７】
尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００８８】
又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。
【００８９】
尚、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の、一つ又は幾つかの手段を意味する。
【００９０】
又、本発明の上記「手段の機能」とは、前記手段の全部又は一部の機能を意味する。
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９１】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９２】
又、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。
【００９３】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００９４】
又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００９５】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明にかかる映像記録装置は、例えば、ビデオカメラとして有用であり、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るビデオカメラに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施例１における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図
【図２】図１の各部の信号波形図
【図３】本発明の実施例１における映像記録装置２の詳細ブロック図
【図４】図１及び図３各部の信号波形図
【図５】ビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図
【図６】レート制御手段３２における処理手順を示す図
【図７】ＳＴＣクロック生成手段５３に追加すべき構成を示すブロック図
【図８】スローモーションの場合の、図１及び図３各部の信号波形図
【図９】スローモーションの場合の、ビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図
【図１０】本発明の実施例２における映像記録装置２のブロック図
【図１１】ＭＰＥＧ２−ＴＳを記録手段２３に記録する際のパケットタイミング保存の概念図
【図１２】ＡＴＳが付加されたＴＳパケットの例
【図１３】ＡＴＳを付加されたＴＳパケットの再生タイミングを再現する回路例
【図１４】撮影フレームレートの値Ｘ＝８ｆｐｓである場合の各部動作を示すタイミング図
【符号の説明】
【００９８】
１ 撮像装置
２ 映像記録装置
３ 電子ビューファインダー
４ マイク
５ 制御部
６ ６０ｐ映像信号
７ 有効フレームフラグ
１０ ＣＣＤ
１１ フレームメモリ
１２ カメラ処理部
１３ ＣＣＤ駆動回路
１４ 駆動パルス切換回路
２０ 有効フレーム抽出部
２１ 映像符号化部
２２ ＴＳ多重部
２３ 記録部
２４ 音声符号化部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ等の映像記録装置に関し、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るために好適な映像記録装置、及びこの映像記録装置を構成する際に用いる多重方法、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像記録装置においては、映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果を、撮影フィルムの早回しや遅回しにより記録フレームレートを変更することで実現していた。
【０００３】
しかし、近年、半導体技術、コンピュータ技術、及び高密度記録技術の進展により、放送機器システムの画質及び性能が飛躍的に向上した。その結果、従来はフィルムによって撮影や編集が行われていた映画を、ＶＴＲやコンピュータベースのノンリニア編集機を用いた電子シネマシステムで制作する動きが活発化してきた。その中で、撮像部のＣＣＤ（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を用い、スローモーション効果やクイックモーション効果を電子的に実現することが可能なものがあった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、マルチフレームレート対応撮像装置を用いてスローモーション効果やクイックモーション効果と言った可変速度再生を電子的に実現可能な映像記録装置が記載されている。この装置では撮像装置から出力される映像信号の有効フレームのみを再生時に標準データレートで所定の再生フレームレートが得られるようにレート制御方法を変更して符号化し、ＴＳ多重部は有効フレームレートと再生フレームレートの比だけ標準のＳＴＣクロックを周波数変換してＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を作成し、多重した上で記録を行っている。
【０００５】
そして、この様に記録されたＭＰＥＧ−ＴＳストリームは、再生するフレームレートを換算してＭＰＥＧのタイミング情報を多重している為、再生時には特殊な処理を行う事なく、通常のデコード処理のみで、可変速度再生を実現している。
【特許文献１】特開２００５−３１８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の映像記録装置においては、ＳＴＣクロックを記録フレームレートと再生フレームレートの比に基づいてクロック周波数を変更する為、対応する記録フレームレートの種類に対応した分周器の設定が必要であり、回路が増加するという課題がある。
【０００７】
また、記録フレームレートに対応してＰＬＬの周波数が大きく変動する為、幅広い周波数に対応したＰＬＬを用意する必要があり、特に回路全体をＬＳＩ化する際には幅広い性能を持つＰＬＬを構成する事が困難である。
【０００８】
さらに、クロック周波数を変更する際に安定にいたるまでの時間や、その間の周波数等を正確に制御する事が不可能な為、記録動作中に記録フレームレートを変更する事は困難である。
【０００９】
本発明は前記課題に鑑み、ＳＴＣを生成する回路構成を簡易にした上で、動作中に記録フレームレートの変更を可能にする映像記録装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る映像記録装置は、映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る映像記録装置は、さらに、入力されてくる前記映像信号が、各フレームを１回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生することを特徴とする。
【００１２】
これらの構成により、前記クロック発生手段において時間管理情報を生成する際に記録する有効フレーム（Ｘ映像信号）に同期してクロック動作をオンオフすることができ、可変速度再生に対応した時刻情報を生成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するＰＬＬ（Phase Locked Loop）部と、前記ＰＬＬ部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るようにすることで、基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。
【００１５】
さらに、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、さらに、前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前記制御部において、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。
【００１７】
尚、前記目的を達成するために、本発明は、映像記録装置の特徴的な手段をステップとする映像記録方法として実現したり、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を通じて配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の映像記録装置は、上記構成を有し、時刻管理情報を生成する際に記録する有効フレーム（Ｘ映像信号）に同期してクロック動作をオンオフすることで、可変速度再生に対応した時刻情報を生成する事ができる。このため、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。さらに、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の映像記録装置、映像符号化方法および多重方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図を示す。
【００２１】
図１において、撮像記録装置は、撮像装置１、映像記録装置２、電子ビューファインダー３（以下、ＥＶＦと略する）、マイク４、制御部５を備えている。撮像装置１から映像記録装置２へは、６０ｐ映像信号６、６０ｐ映像信号からＣＣＤ１０の出力であるＸｐ映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ７が送信される。
【００２２】
また、撮像装置１は、プログレッシブ走査可能なＣＣＤ１０、フレームメモリ１１、カメラのプロセス処理を行うカメラ処理部１２、ＣＣＤ駆動回路１３、マルチフレームレートに対応する駆動パルスを切り替え出力する駆動パルス切換回路１４を備えている。
【００２３】
さらに、映像記録装置２は、６０ｐ映像信号から有効フレームを抜き取り、Ｘｐ映像信号として出力する有効フレーム抽出部２０、Ｘｐ映像信号をＭＰＥＧビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する映像符号化部２１、入力された圧縮映像データや、圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重してＭＰＥＧ−ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）形式のシステムストリームを出力するＴＳ多重部２２、システムストリームを記録媒体に記録する記録部２３、音声符号化部２４を備えている。
【００２４】
なお、本実施例の映像符号化部２１は本発明の映像符号化手段の例であり、本実施例のＴＳ多重部２２は本発明の多重手段の例であり、本実施例の記録部２３は本発明の記録手段の例である。
【００２５】
次に、このような本実施例の動作を説明する。
撮像装置１は、背景技術で説明した従来の撮像装置と同様に撮像装置のフレームレートを可変出来るものとする。制御部５は図示しないユーザー操作部からユーザーにより設定された撮影フレームレートの値Ｘ及び再生フレームレートの値Ｙを受け取り、これらの値に応じた制御信号を各部へ出力する。以下の説明においては再生フレームレートの値Ｙは２４フレーム／秒であるものとする。なお、本実施例においても背景技術で説明したのと同様に、ＣＣＤにおける撮影フレームレートをＸフレーム／秒とするとともに、ＣＣＤ出力の映像信号をＸｐ映像信号と呼ぶことにする。
【００２６】
駆動パルス切換回路１４は制御部５からの制御信号を受け、Ｘｐ映像信号を撮影するために必要な駆動パルスを発生し、ＣＣＤ駆動回路１３に出力する。ＣＣＤ駆動回路１３は、駆動パルス切換回路１４からの駆動パルスを所定電圧に変換してＣＣＤ１０を駆動する。ＣＣＤ１０からは撮影したＸｐ映像信号がフレームメモリ１１に出力される。
【００２７】
図２は図１の各部の信号波形図である。図２（ａ）はＣＣＤ１０の出力信号を示す。なお、ここではＣＣＤ１０の出力信号をＸｐ映像信号そのものとして図示しているが、Ｘｐ映像信号に相当する映像情報を含んでいれば良く、同期信号のフォーマットは必ずしもＸｐ映像信号と同一である必要は無い。
【００２８】
フレームメモリ１１はＣＣＤ１０からのＸｐ映像信号の映像情報を書き込み、同じフレームの映像情報を複数回読み出すことにより、プルダウン処理された６０ｐ映像信号を出力する。この６０ｐ映像信号はカメラ処理部１２により６０ｐ映像信号としてカメラプロセスの所定の処理が施され、図２（ｂ）に示した６０ｐ映像信号としてＥＶＦ３及び有効フレーム抽出部２０に出力される。ＥＶＦ３では６０フレーム／秒で画像を表示することでＸｐ映像信号の映像情報を容易に表示することが可能である。
【００２９】
また、プルダウン処理された６０ｐ映像信号においては映像情報がＸｐ映像信号の単位で変化するが、図２（ｃ）に示すように、映像情報の変わり目において６０ｐ映像信号のなかでＸｐ映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ７が有効フレーム抽出部２０に出力される。なお、ここでは有効フレームフラグ７を映像信号６とは別に出力する構成としているが、例えば映像信号６の垂直ブランキング期間に多重して出力しても良い。
【００３０】
有効フレーム抽出部２０は、有効フレームフラグ７を用いて６０ｐ映像信号からＸｐ映像信号を抜き出し、映像符号化部２１に出力する。映像符号化部２１は、入力されたＸｐ映像信号をＭＰＥＧビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する。この際に、圧縮符号化の処理はＸｐ映像信号に対して行うが、圧縮符号化のレート制御、及びヘッダ付加は再生時の２４フレーム／秒に対応して行う。このとき、再生時の基準データレート、すなわち撮影フレームレートと再生フレームレートが同一になる（Ｘ＝２４）ときのデータレートをＲビット／秒とすると、映像符号化部２１は、Ｘｐ映像信号をＲ・（Ｘ／２４）ビット／秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う。この処理に関する詳細は後述する。
【００３１】
一方、マイク４が収録した音声信号は音声符号化部２４に入力され、オーディオ圧縮符号化し圧縮音声データを出力する。この際に、音声信号に対して映像信号のフレームレート変換に合わせた処理を行うことは可能である。すなわち音声信号のサンプリング周波数をＦａ、圧縮符号化後の基準データレートをＲａとしたときに、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を（Ｘ／２４）に変換し、さらにオーディオ圧縮符号化する際に圧縮音声データのデータレートがＲａ・（Ｘ／２４）になるようなレート制御を行って圧縮する。なおこのとき、入力音声信号に対し、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を（Ｘ／２４）に変換した音声データを、圧縮符号化を行わずに多重化しても良い。
【００３２】
すなわち、音声符号化部２４は、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を変えずに前記音声データを記録音声データとして出力し、入力されてくる前記映像信号のフレームレートと、前記システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を異なる周波数に変換して記録音声データとして出力しても構わない。
【００３３】
なお、本実施例においては、より実装を簡略化した形態としてＸ＝２４の場合のみ圧縮音声データを生成および多重し、それ以外の場合は圧縮音声データを生成及び多重しない場合について説明する。
【００３４】
すなわち、ＴＳ多重部２２は、圧縮映像データに加え、音声データをも入力し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、ＴＳ多重部２２は、入力された音声データをシステムストリームに多重し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、ＴＳ多重部２２は、入力された音声データをシステムストリームに多重しない。
【００３５】
ＴＳ多重部２２は映像符号化部２１から入力された圧縮映像データ、音声符号化部２４から入力された圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重して図２（ｄ）に示したＭＰＥＧ−ＴＳ形式のシステムストリームを出力する。
【００３６】
図２（ｄ）等において、Ｉ２等の「Ｉ」は、Ｉピクチャすなわちフレーム内符号化画像（Ｉｎｔｒａ符号化画像）を表し、Ｂ０等の「Ｂ」は、Ｂピクチャすなわち双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ符号化画像）を表し、Ｐ５等の「Ｐ」は、Ｐピクチャすなわちフレーム間順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ符号化画像）を表している。従って、背景技術で説明した従来映像記録装置とは異なり、本実施例の映像記録装置では、フレーム内圧縮のみならず、ＢピクチャやＰピクチャ等のフレーム間圧縮も用いられている。
【００３７】
ＴＳ多重部２２から出力されたシステムストリームは記録部２３に記録される。ここで、時刻管理情報としては、復号及び出力（表示）のタイミング基準となるＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、復号後の各フレームの出力タイミングを示すＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）、復号のタイミングを示すＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が含まれる。
【００３８】
本実施例の映像記録装置の記録部２３に記録されたシステムストリームが、外部の復号装置に出力され、この復号装置において出力されたシステムストリームを復号する時には、ＰＣＲを用いて復号装置の動作基準となるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）が生成される。そして、このＳＴＣに合わせて復号・表示がＰＴＳ／ＤＴＳで指定された時刻に行われるように復号装置が制御される。したがって、Ｘｐ映像信号を圧縮符号化及び多重する際には、再生時に２４ｐ映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を変更する必要がある。従って、Ｘｐ映像信号のフレームレートと、前記記録部２３に記録されるシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートとが異なっている場合、ＴＳ多重部２２は、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートに対応した時刻管理情報を圧縮映像データに多重する。なお、本実施例のＸｐ映像信号のフレームレートは、本発明の記録フレームレートの例であり、本実施例のシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートは、本発明の再生フレームレートの例である。また、この詳細については後述する。
【００３９】
再生時には図２（ｅ）に示したように、システムストリームは２４ｐ映像信号を基準データレートで再生する場合と同一形式で再生される。圧縮映像データの復号も図２（ｆ）に示したように通常の２４ｐ映像信号に対するものと同様に行われる。最後に、復号後の２４ｐ映像信号は映像モニタとの間で一般的に使用されるインターフェースにあわせるため、６０フレーム／秒のプログレッシブもしくはインタレースの画像に、いわゆる２−３プルダウンされて出力される。従って、映像符号化部２１においては、圧縮符号化を施す際にはこの２−３プルダウンに対応してｒｅｐｅａｔ＿ｆｉｒｓｔ＿ｆｉｅｌｄ、ｔｏｐ＿ｆｉｅｌｄ＿ｆｉｒｓｔを設定する必要がある。
【００４０】
図３に本発明の実施例１における映像記録装置２のより詳細なブロック図を示す。図１と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００４１】
映像符号化部２１は、入力フレームの処理順を変更するためにＭＰＥＧ２のＢピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリ３０、３１、圧縮映像データのデータレートが目標値近傍になるように制御を行うレート制御手段３２、減算器３３、ＤＣＴ手段３４、量子化手段３５、圧縮映像データを一定レートで出力するために一旦保存するビットバッファ３６、逆量子化手段３７、ＩＤＣＴ手段３８、加算器３９、及び参照画像を保存するためのフレームメモリ４０、４１を備えている。これらを含む映像符号化部２１はＭＰＥＧ２ビデオ圧縮符号化処理を行うが、ＭＰＥＧ２−Ｖｉｄｅｏは当業者に周知の規格であるため、例えばＤＣＴ、量子化など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。また、ＭＰＥＧ２規格では一般に符号化する１枚の画像をピクチャと呼称しているため、以降の説明では必要に応じてフレームをピクチャと言い換えるが、ここではフレームとピクチャは同じものを指す。
【００４２】
また、ＴＳ多重化部２２は、それぞれ映像と音声に対応したＰＥＳパケット生成のためのＰＥＳ化手段５０、５５、入力されたＰＥＳパケットを分割し、必要な情報を多重してＴＳパケットを生成するＴＳ化手段５１、５６、映像と音声のそれぞれのＴＳパケットとその他の必要なパケットを多重する多重手段５２、時刻管理情報を生成するための時間軸の基準となるＳＴＣクロックを生成するＳＴＣクロック生成手段５３、及びＳＴＣクロックから時刻管理情報を生成するとともに多重タイミングの管理を行うＳＴＣ制御回路５４を備えている。なお、ＳＴＣクロック生成手段５３は本発明のクロックの例である。これらを含むＴＳ多重部２２はＭＰＥＧ２―ＴＳ多重処理を行うが、ＭＰＥＧ２−ＴＳは当業者に周知の規格であるため、例えばＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４は、図１及び図３各部の信号波形図である。図４（ｄ）はフレームメモリ３０の内容を示す図である。図４（ｅ）はフレームメモリ３１の内容を示す図である。図４（ｆ）はフレームメモリ４０の内容を示す図である。図４（ｇ）はフレームメモリ４１の内容を示す図である。Ｂピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリを３０、３１の２つだけにするためには、図４（ｈ）に示したようにエンコード処理はＸｐ映像信号の各フレームに対しても、６０ｐ映像信号の処理と同等の処理速度で行う必要がある。
【００４４】
以下、本発明に係る映像の圧縮符号化におけるレート制御について詳細に説明する。先に述べたように、本発明において映像符号化部２１は、Ｘｐ映像信号をＲ・（Ｘ／２４）ビット／秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う必要がある。
【００４５】
図５は、映像符号化部のビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図である。レート制御手段３２は、図５（ｅ）に示すように再生時のＶＢＶバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御する必要がある。ここで、図５（ｃ）は、記録時に、時間の経過とともに各フレームがどのように記録されていくかを示す図である。また、図５（ｄ）は、再生時に、時間の経過とともに各フレームがどのように再生されていくかを示す図である。図５（ｃ）では有効なフレームの符号化が完了する毎にフレーム時間単位で記録が行われる。無効なフレームのタイミングでは記録は行わない事とする。また、有効なフレームでの記録のデータレートは、圧縮映像データの標準レートＲに６０／２４を乗算したものとし、Ｘｐには依存せずに一定である。従って、無効フレームを含めて平均化した記録レートはＲ×Ｘ／２４となる為、各フレームを圧縮符号化することにより生成されるデータ量、つまり、レート制御手段３２において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は（入力映像信号がＸｐ映像信号であるにも関わらず）２４ｐ映像信号を圧縮する場合と同一になる。
【００４６】
ここで、符号化された後の１フレームあたりの発生データ量はＩ、Ｂ、Ｐピクチャの種類やピクチャの絵柄によって変動するが、記録を行う時間タイミングは一定とする。つまり図５（ｃ）では有効フレームのタイミングで、各フレームに対応した圧縮ＴＳデータを記録すると簡易的に図示しているが、実際にはフレーム毎の発生符号量により、ＴＳ記録するタイミングと画像内容の時刻は変動する。しかし、記録に要する時間単位は常に１フレーム時間固定である。また、この発生データ量の変動はビットバッファ３６により吸収される。
【００４７】
図６は、レート制御手段３２における処理手順を示す図である。まず、ステップＳ１において、再生フレームレートＹ（本実施例では２４に固定されている）及び再生ビットレート（圧縮映像データの標準レート）Ｒが設定される。ここで、ＹとＲの値は、例えばスイッチやＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面からの入力により決定しても良いし、映像記録装置の実装時に予め決定した値を不揮発性メモリーに記憶しておいて読み出すようにしても良い。次に、ステップＳ２において、撮影フレームレートＸの値をスイッチやＧＵＩ画面からの入力により設定する。
【００４８】
続いてステップＳ３において、実際のレート制御に用いるパラメータを算出する。ひとつは映像符号化部２１への入力映像フレームレートｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅであり、これについては撮影フレームレートＸの値をそのまま使用できる。もうひとつは、有効フレームにおける圧縮映像データの目標レートｂｉｔ＿ｒａｔｅであり、これは再生ビットレートＲに伝送フレームレートと再生フレームレートの比（６０／Ｙ）を掛けることで求めることができる。
【００４９】
最後にステップＳ４において、ステップＳ３により求めたＰｉｃｔｕｒｅ＿Ｒａｔｅ、ｂｉｔ＿ｒａｔｅの値を用いて圧縮符号化処理のレート制御を行う。ここで、レート制御の方法は任意の方法を用いることが可能である。例えば、ＭＰＥＧ２規格化の際に用いられ、公知となっているＭＰＥＧ２ ＴＭ５（Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ５）におけるレート制御方法が使用可能である。ＭＰＥＧ２ ＴＭ５のレート制御方法を用いた場合について以下に説明する。
【００５０】
レート制御手段３２において、あるＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）の次のピクチャに割り当てられる目標データ量は、例えば数１に示した式で設定される。ここで、Ｔｉは次のＩピクチャに割り当てられる目標データ量である。Ｔｐは次のＰピクチャに割り当てられる目標データ量である。Ｔｂは次のＢピクチャに割り当てられる目標データ量である。また、ＫｐおよびＫｂは量子化手段３５の処理内容に依存して決まる定数である。Ｒｇｏｐは現在処理中のＧＯＰに割り当てられたビット数の残量である。Ｎｐ、Ｎｂは現在処理中のＧＯＰに含まれるＰピクチャ、Ｂピクチャの残数である。Ｘｉ、Ｘｐ、Ｘｂはそれぞれ先に符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの複雑さを示す指標である。これらのパラメータの詳細はＭＰＥＧ２ ＴＭ５の中で公開されており、ここでは説明を省略する。
【００５１】
【数１】
【００５２】
数１において、Ｒｇｏｐは符号化するシーケンスの先頭で初期値として数２が与えられ、その後１ピクチャを符号化する毎に更新される。ここでＮはシーケンスの最初のＧＯＰに含まれるピクチャの数である。
【００５３】
【数２】
【００５４】
従って、数１により求められるＴｉ、Ｔｐ、Ｔｂは、圧縮映像データの目標レートｂｉｔ＿ｒａｔｅとフレームレートｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅにより変化する。レート制御手段３２をＭＰＥＧ２ ＴＭ５に準じて（数１および数２を用いて）実装した場合に、図５（ｂ）に示したバッファ制御はｂｉｔ＿ｒａｔｅをＲ・（６０／２４）、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅをＸとすることで容易に実現可能である。
【００５５】
このように、入力されてくる映像信号のフレームレートがＸフレーム／秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがＹフレーム／秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがＲビット／秒である場合、映像符号化部２１は、入力されてくる映像信号をＲ×（Ｘ／Ｙ）ビット／秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行う。
【００５６】
なお、先に図５において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は（入力映像信号がＸｐ映像信号であるにも関わらず）２４ｐ映像信号を圧縮する場合と同一になることを示したが、これに対応してステップＳ３における処理をｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅ＝Ｙ、ｂｉｔ＿ｒａｔｅ＝Ｒと設定する処理に変更することも可能である。先に示したＭＰＥＧ２ ＴＭ５のレート制御の場合、レート制御に関連する式がいずれもｂｉｔ＿ｒａｔｅ／ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅの割合により変化する式となっており、いずれか一方だけを用いないため、数３に示したようにｂｉｔ＿ｒａｔｅをＲ、ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｒａｔｅをＹとしても同じ結果が得られるということになる。
【００５７】
【数３】
【００５８】
すなわち、入力されてくる映像信号のフレームレートがＸフレーム／秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがＹフレーム／秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがＲビット／秒である場合、映像符号化部２１は、入力されてくる映像信号フレームレートがＸであるにも関わらず、フレームレートがＹの映像信号をＲビット／秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行っても上記と同様の結果を得ることが出来る。
【００５９】
要するに、入力されてくる映像信号のフレームレートが再生時のフレームレートと異なる場合であっても、映像符号化部２１は、再生時のフレームレートに対応する、圧縮映像データの再生時の基準データレートに実質上一致するように入力されてくる映像信号を圧縮符号化する。従って、再生時のＶＢＶバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御することが出来る。
【００６０】
次に、本発明の実施例における時刻管理情報の生成について詳細に説明する。先に述べたように、本実施例においては、再生時に２４ｐ映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの値を変更するとともに、ＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳを多重する間隔も変更する必要がある。
ここで、本発明においては、ＰＣＲ，ＰＴＳ，ＤＴＳを多重する際の基本となるＳＴＣクロックを図５（ｃ）に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はクロックを停止させる。従ってその間はＰＣＲ，ＰＴＳ，ＤＴＳのカウント動作は停止する事になる。また、ＳＴＣクロックの動作を通常記録時２７ＭＨｚに対して処理フレームレート（６０ｐ相当）と再生フレームレート２４ｐの比を掛けた値(２７×６０/２４ＭＨｚ)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の６０／２４倍でタイミングカウントとする事とする。この動作により、図５（ｃ）に示す記録時での有効フレームのみでの1フレーム時間（１／６０秒）あたりのカウント数は、図５（ｄ）に示す再生時の１フレーム時間（１／２４秒）でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このＳＴＣの制御により、レートＸｐに依存する事なくＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳの算出を行う事が可能となる。
【００６１】
図７はＳＴＣクロック生成手段５３の構成の一例を示すブロック図である。このＳＴＣクロック生成手段５３は、有効フレーム期間のタイミングを生成し全体の制御を切り替える制御手段６０、ＳＴＣの原クロック２７ＭＨｚを入力し６０／２４逓倍するＰＬＬ回路６１、制御手段６０からのタイミング信号により有効フレーム期間のみクロックを出力するクロック停止スイッチ６２、及び記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速記録時と通常記録でクロックを切り替える切替スイッチ６３を備える。
【００６２】
図７に示した構成により、ＳＴＣクロックの原クロック（２７ＭＨｚ）から図５の図５（ｃ）に示す有効フレーム記録期間のみ６０／２４倍としたクロックを生成する事が可能である。
【００６３】
なお、ＰＴＳ、ＤＴＳ、ＰＶＲのいずれかまたは全てにおいて、上記の回路構成で行うのと同等の処理をソフトウエアプログラムで行う事も可能である。その場合はＳＴＣクロック生成回路は仮想的に実現し、回路は不要となる。
【００６４】
なお、図４、図５には撮影フレームレートＸ＝８で、再生時に３倍クイックモーションとなる場合を図示したが、図８、図９に示したように撮影フレームレートＸを再生フレームレート２４フレーム／秒よりも高いフレームレートとし、再生時にスローモーションを実現することも可能である。この場合、図４と図８、図５と図９とを比較してもわかるように、撮影フレームレートＸと再生フレームレート２４の大小関係が異なるだけで、上記した構成及び動作を適用することで実現可能である。
【００６５】
以上、実施例１においては、有効フレーム（Ｘｐ映像信号）のみを記録することで、記録媒体の消費量が少ない映像記録装置を提供することができる。また、画像圧縮符号化としてフレーム内符号化ではなく、フレーム間符号化であるＭＰＥＧ２を用いることで高圧縮率を得ることができるため、記録媒体の消費量はより少なくすむ。さらに、予め設定された再生フレームレート（２４フレーム／秒）に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に通常記録した場合と同一フレームレート（２４フレーム／秒）、同一データレートＲで再生することが可能で、特殊な装置を必要としない映像記録装置を提供することができる。
【００６６】
なお言うまでもないが、実施例１においては撮影したＸｐ映像信号を６０ｐ映像信号にプルダウンして映像記録装置に入力し、再生フレームレートを２４フレーム／秒として説明したが、任意のＮフレーム／秒にプルダウン変換した映像信号を映像記録装置に入力して、再生フレームレートをＭフレーム／秒として処理することが出来る。
【００６７】
以上、示したように本実施例では、ＳＴＣクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないＳＴＣクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもＳＴＣクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。
【００６８】
（実施例２）
図１０に本発明の実施例２における映像記録装置２のブロック図を示す。図１及び図３と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。記録部２３は、ＡＴＳ値生成手段９０、ＡＴＳ多重手段９１、及び記録媒体制御部９２を備える。
【００６９】
ＭＰＥＧ２−ＴＳをＴＳ多重手段２２から記録手段２３に転送する際に、実際の転送可能レートが高い場合にはＴＳパケットは間欠的に転送されることになる。また、ＭＰＥＧ２−ＴＳを記録媒体に記録する際に効率よく記録することを目的として、実際のトランスポートストリーム中にあるＮｕｌｌパケットなどの不要な情報を削除する場合がある。これらの場合には、記録手段２３へＴＳパケットが入出力されるタイミングを何らかの形で記録媒体に記録する必要がある。この目的でブルーレイ（Ｂｒｕ−ｒａｙ）ディスクなどではＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が用いられている。
【００７０】
以下、通常の記録再生におけるＡＴＳの効果について説明する。図１１にＭＰＥＧ２−ＴＳを記録手段２３に記録する際のパケットタイミング保存の概念を示す。図１１（ａ）はＴＳ多重手段２２から記録手段２３への入力ＴＳである。図１１（ｂ）は記録媒体に実際に記録されるＴＳである。図１１（ｃ）は記録媒体から再生され、出力されるＴＳである。３００〜３０２はＮｕｌｌパケットである。３０３〜３０５はＴＳパケットの無いタイミングを示す。
【００７１】
図１１（ａ）の入力ＴＳにおいて、３００から３０２に示したようにＮｕｌｌパケットが含まれているとすると、これらのＮｕｌｌパケット自体は映像・音声の記録再生に必要な情報を何ら含まないため、図１１（ｂ）の記録ＴＳにおいては削除して記録したい。ただし、ＭＰＥＧ２−ＴＳにおいてＰＣＲは到着タイミングが時刻情報を持つため、再生時に図１１（ｂ）のままの状態で再生すると正しいＳＴＣが再生されず、図１１（ｃ）に示したようにＮｕｌｌパケットの部分はパケットの無いままタイミングを空けるか、あるいはＮｕｌｌパケットを再度挿入して出力する必要がある。これを実現するために、図１１（ｂ）では記録する各パケットの先頭にそのパケットの入力タイミングを示すＡＴＳを付加して記録している。
【００７２】
図１２にＡＴＳが付加されたＴＳパケットの例を示す。ＭＰＥＧ２−ＴＳのＴＳパケット１８８バイトの前にＡＴＳ４バイトが付加される。このようなＡＴＳ付加は例えばＡＴＳ値生成手段９０としてフリーランの２７ＭＨｚで動作する３２ビットのカウンタを用いてそのカウンタ値をＡＴＳ多重手段９１に入力し、各ＴＳパケットがＡＴＳ記録手段２３に入力された時点でのカウンタ値をそのままそのＴＳパケットの前に付加すれば実現できる。
【００７３】
このようにしてＡＴＳを付加されたＴＳパケットの再生タイミングを再現する回路例を図１３に示す。再生装置は、スムージングバッファ７０、スムージングバッファ７０に記憶されているＡＴＳ７１、比較器７２、読み出し制御部７３、及びカウンタ７４を備える。
【００７４】
図１１（ｂ）に示した記録ＴＳがスムージングバッファ７０に入力される。スムージングバッファ７０に記憶されたＴＳパケットのうち、最初に記憶されたＴＳパケットに付加されたＡＴＳ７１が読み出されて比較器７２に入力される。一方、カウンタ７４は記録の際にＡＴＳを生成するために用いられたのと同一周波数の２７ＭＨｚクロックで動作し、カウンタ値を比較器７２へ出力する。
【００７５】
図１１（ｂ）の記録ＴＳを再生する際に、最初に再生されるＴＳパケットに付加されたＡＴＳがカウンタ７４にロードされるとともに、最初のＴＳパケットが出力される。これ以降は、比較器７２が続くＴＳパケットに付加されたＡＴＳ７１の値とカウンタ７４の値を比較し、一致したときに読み出し制御部７３に一致情報を伝える。読み出し制御部７３は一致情報が比較器７２から入力されると、その時刻にＡＴＳ７１が付加されていたＴＳパケットがスムージングバッファ７０から読み出されるように制御する。以上の動作により、スムージングバッファ７０から読み出されるＴＳパケットは図１１（ｃ）のように入力ＴＳ（図１１（ａ））と同じタイミングで出力される。図１１（ｃ）の３０３〜３０５の部分は対応するＡＴＳを付加されたＴＳパケットが無いため、データが無いまま時間が経過して空き領域となる。
【００７６】
以上が通常記録再生、すなわち撮影フレームレートの値Ｘと再生フレームレートの値Ｙが同一である場合のＡＴＳの効果である。例えば記録媒体がメモリーであった場合、アクセスにアドレス指定が必要であることなどから、入力トランスポートストリームそのままではパケット間のタイミングを保持して記録再生することができず、ＡＴＳのような仕組みで入力時のパケット間タイミングを再現することは必須の動作となる。
【００７７】
次に本発明に係る、撮影フレームレートの値Ｘと再生フレームレートの値Ｙを異なる値に設定した場合の構成及び動作について説明する。なお、ここでは再生フレームレートＹ＝（２４／１．００１）ｆｐｓの場合を前提として説明する。またここでは、再生時のＭＰＥＧ２−ＴＳの基準データレートＲｔｓ＝２４Ｍｂｐｓとして説明する。
【００７８】
図１４は撮影フレームレートの値Ｘ＝（８／１．００１）ｆｐｓである場合の各部動作を示すタイミング図である。図１４（ａ）はＰＥＳ化手段５０から出力される記録側のビデオＰＥＳである。記録側のビデオＰＥＳには撮影フレームレート（有効フレームレート）８ｆｐｓの映像信号の１フレーム分を圧縮したデータ毎にＰＴＳ／ＤＴＳが付加される。従って、ＰＴＳ／ＤＴＳが付加される間隔は撮影フレームレートを反映する。また、実施例１にて説明したように、有効フレーム期間のみＳＴＣが駆動され、圧縮データが出力される。 図１４（ｂ）はＡＴＳ多重手段９１から出力されるＡＴＳを付加されたＭＰＥＧ２−ＴＳである。図１４（ａ）のビデオＰＥＳは細かく分割されてそれぞれＴＳパケット（ＴＳＰ）のペイロードに格納される。
【００７９】
ここで、本発明においては、ＡＴＳのカウンタを図１４に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はカウンタを停止させる。また、ＡＴＳカウンタの動作は通常記録時２７ＭＨｚに対して処理フレームレート（６０ｐ相当）と再生フレームレート２４ｐの比を掛けた値(２７×６０/２４ＭＨｚ)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の６０／２４倍でタイミングカウントとする事とする。また、再生時は通常通り２７ＭＨｚでカウントするので、図１４（ｂ）に示す記録時での有効フレームのみでの１フレーム時間（１／６０秒）あたりのカウント数は、図１４（ｃ）に示す再生時の１フレーム時間（１／２４秒）でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このＡＴＳカウンタの動作により、有効フレームレートＸｐに依存する事なく再生時に２４Ｐのタイミングで動作するＡＴＳカウンタの制御を行う事が可能となる。
【００８０】
ここで、ＡＴＳカウンタのクロック制御は実施例１に示すＳＴＣクロックと同様の制御で実現する事は可能である。また、同一のクロックとする事も出来る。
【００８１】
図１４（ｃ）は記録媒体から再生され、元のＴＳパケットのタイミングが再現された後のＭＰＥＧ２−ＴＳである。ただし、完全に記録時と同じタイミングではなく、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。なお、本来この段階ではＡＴＳは通常削除されるが、説明の簡単のためにここではＡＴＳを残した図を用いて説明する。
【００８２】
また、図１４（ｄ）は図１４（ｃ）のＭＰＥＧ２−ＴＳから分離したビデオＰＥＳである。この図についても、記録側のビデオＰＥＳ（図１４（ａ））に対して、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。
【００８３】
以上、実施例２においては、ＡＴＳ（ＡｒｒｉｖａｌＴｉｍｅＳｔａｍｐ）を用いてＴＳパケットタイミングを再生する記録再生系においても可変フレームレート記録が可能で、予め設定された再生フレームレート（２４フレーム／秒）に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に特殊な装置を必要とせずに通常記録した場合と同一フレームレート（２４フレーム／秒）、同一ＴＳデータレートＲｔｓで再生できる映像記録装置を提供することができる。
【００８４】
さらに、ＡＴＳクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないＡＴＳクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもＡＴＳクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。
【００８５】
なお、本発明の実施例においては、多重化としてＭＰＥＧ２−ＴＳを用いることを前提として説明したが、多重化の方式はこれに限るものではなく、例えばＭＰＥＧ２−ＰＳ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ）などを用いてもよい。同様に、映像の圧縮符号化としてＭＰＥＧ２ビデオ符号化を用いることを前提として説明したが、圧縮符号化の方式もこれに限るものではなく、例えばＭＰＥＧ４ビデオ符号化、Ｈ．２６４ビデオ符号化、ＤＶＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）における圧縮符号化などを用いてもよい。
【００８６】
さらに、本実施例では、映像記録装置２が有効フレーム抽出部２０及び映像符号化部２１を備えているとして説明したが、これに限らず、映像記録装置２が、有効フレーム抽出部２０、映像符号化部２１、及び音声符号化部２４を備えていなくても構わない。この場合、映像記録装置２以外の外部の装置が有効フレーム抽出部２０、映像符号化部２１、及び音声符号化部２４を備えている。そして、撮像装置１から出力されたＸｐ映像信号６と有効フレームフラグ７は、この外部の装置で処理され、その結果外部の装置から圧縮映像データが出力される。そして、映像記録装置２は、この外部の装置から出力された圧縮映像データを入力してＴＳ多重部２２にてシステムストリームを生成する。このように、映像記録装置２自体が入力映像信号の圧縮符号化を行わず、映像記録装置２が圧縮符号化された圧縮映像データを入力して多重処理のみを行うものであっても構わない。
【００８７】
尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００８８】
又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。
【００８９】
尚、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の、一つ又は幾つかの手段を意味する。
【００９０】
又、本発明の上記「手段の機能」とは、前記手段の全部又は一部の機能を意味する。
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９１】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９２】
又、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。
【００９３】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００９４】
又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００９５】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明にかかる映像記録装置は、例えば、ビデオカメラとして有用であり、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るビデオカメラに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施例１における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図
【図２】図１の各部の信号波形図
【図３】本発明の実施例１における映像記録装置２の詳細ブロック図
【図４】図１及び図３各部の信号波形図
【図５】ビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図
【図６】レート制御手段３２における処理手順を示す図
【図７】ＳＴＣクロック生成手段５３に追加すべき構成を示すブロック図
【図８】スローモーションの場合の、図１及び図３各部の信号波形図
【図９】スローモーションの場合の、ビットバッファ３６のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したＶＢＶバッファ容量とを示す図
【図１０】本発明の実施例２における映像記録装置２のブロック図
【図１１】ＭＰＥＧ２−ＴＳを記録手段２３に記録する際のパケットタイミング保存の概念図
【図１２】ＡＴＳが付加されたＴＳパケットの例
【図１３】ＡＴＳを付加されたＴＳパケットの再生タイミングを再現する回路例
【図１４】撮影フレームレートの値Ｘ＝８ｆｐｓである場合の各部動作を示すタイミング図
【符号の説明】
【００９８】
１ 撮像装置
２ 映像記録装置
３ 電子ビューファインダー
４ マイク
５ 制御部
６ ６０ｐ映像信号
７ 有効フレームフラグ
１０ ＣＣＤ
１１ フレームメモリ
１２ カメラ処理部
１３ ＣＣＤ駆動回路
１４ 駆動パルス切換回路
２０ 有効フレーム抽出部
２１ 映像符号化部
２２ ＴＳ多重部
２３ 記録部
２４ 音声符号化部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、
前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、
前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録装置。
【請求項２】
前記映像記録装置は、さらに、
入力されてくる前記映像信号が、各フレームを１回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、
前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生する
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項３】
前記クロック発生手段は、
復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）部と、
前記ＰＬＬ部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、
前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備える
ことを特徴とする請求項２記載の映像記録装置。
【請求項４】
前記クロック発生手段は、さらに、
前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備える
ことを特徴とする請求項３記載の映像記録装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、前記有効フレーム検出手段で検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生するようにタイミング信号を送信して前記クロック停止スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項４記載の映像記録装置。
【請求項６】
前記クロック発生手段は、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートが等しい場合には、基準クロックの周波数Ｆのクロックを発生し、前記記録フレームレートＸｐと前記再生フレームレートＸが異なる場合には、記録処理フレームレートをＹとすると、Ｆ×Ｙ／Ｘの周波数のクロックを発生する
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項７】
前記多重手段は、ＭＰＥＧ規格に対応した多重化を行い、前記時刻管理情報は復号及び出力（表示）のタイミング基準となるＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）またはＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、復号後の各フレームの出力タイミングを示すＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）、復号のタイミングを示すＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）を含む
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項８】
前記記録手段は、さらに、
前記システムストリームを構成する前記パケットに再生処理に関する時刻を規定するパケット再生時刻情報を生成する生成部と、
前記パケット再生時刻情報である第二の多重信号を、前記クロック発生手段において発生される間欠的なクロックのタイミングで前記多重手段において生成される前記システムストリームに多重する第二多重部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項９】
映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生ステップと、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重ステップと、
前記多重ステップにおいて生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録ステップとを含み、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生ステップにおいては、間欠的にクロックを発生し、
前記多重ステップにおいては、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生ステップにおいて発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録ステップにおいては、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録方法。
【請求項１】
映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、
前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、
前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録装置。
【請求項２】
前記映像記録装置は、さらに、
入力されてくる前記映像信号が、各フレームを１回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、
前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生する
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項３】
前記クロック発生手段は、
復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）部と、
前記ＰＬＬ部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、
前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記ＰＬＬ部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備える
ことを特徴とする請求項２記載の映像記録装置。
【請求項４】
前記クロック発生手段は、さらに、
前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備える
ことを特徴とする請求項３記載の映像記録装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、前記有効フレーム検出手段で検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生するようにタイミング信号を送信して前記クロック停止スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項４記載の映像記録装置。
【請求項６】
前記クロック発生手段は、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートが等しい場合には、基準クロックの周波数Ｆのクロックを発生し、前記記録フレームレートＸｐと前記再生フレームレートＸが異なる場合には、記録処理フレームレートをＹとすると、Ｆ×Ｙ／Ｘの周波数のクロックを発生する
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項７】
前記多重手段は、ＭＰＥＧ規格に対応した多重化を行い、前記時刻管理情報は復号及び出力（表示）のタイミング基準となるＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）またはＳＣＲ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、復号後の各フレームの出力タイミングを示すＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）、復号のタイミングを示すＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）を含む
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項８】
前記記録手段は、さらに、
前記システムストリームを構成する前記パケットに再生処理に関する時刻を規定するパケット再生時刻情報を生成する生成部と、
前記パケット再生時刻情報である第二の多重信号を、前記クロック発生手段において発生される間欠的なクロックのタイミングで前記多重手段において生成される前記システムストリームに多重する第二多重部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。
【請求項９】
映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生ステップと、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重ステップと、
前記多重ステップにおいて生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録ステップとを含み、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生ステップにおいては、間欠的にクロックを発生し、
前記多重ステップにおいては、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生ステップにおいて発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録ステップにおいては、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１５８４３２（Ｐ２００７−１５８４３２Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４６７３５（Ｐ２００５−３４６７３５）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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