JP2001519122A - フレーム・レート変換を伴う複数方式オーディオ／ビデオ制作システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この映像／音声制作システムは業務レベルでの画像処理と編集(82)を容易にするものである。入力番組(76,78)はNTSC、PAL、SECAMそしてHDTVを含む種々のどのような画像やテレビ方式にも変換でき、そしてJPEG、MPEGなどの方法を使ってデータ圧縮された画像として記録される。受信側の表示装置において、異なったアスペクト比にリサイズすることができるとともに、パンとスキャンの操作も映像データを使用して制御できる。標準および非標準フレーム・レートを作成するための相互フレーム変換は、映画−ビデオ変換に用いられる技術を使うことにより行われる。ユーザーはインターフェースバス制御器(72)により、アスペクト比、解像度そしてフレーム・レートの相互関連するファミリーを選択できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】 フレーム・レート変換を伴う複数方式オーディオ／ビデオ制作システム 発明の分野 この発明は、一般的にビデオ制作、写真画像処理、そしてコンピュータ グラフィックデザインに関するもので、とりわけ高品位テレビ番組を含む、テレ ビ、その他の用途に使用される映像の業務用品質の編集と処理をすることができ る複数方式ビデオ制作システムに関する。 発明の背景 種々の番組配給方法(ケーブルＴＶ、ホームビデオ、放送など)を通じて 利用可能なテレビチャンネル数が急激に増え続けており、それにともなう番組制 作、とりわけ高品質のHDTVの番組、の需要が番組制作者にとり技術的にも経済的 にも特別な課題となってきている。業務用の編集機や画像処理機器の値段は、Ｒ ＆Ｄやその他の要因により、上がり続けているが、一方、パーソナルコンピュー ターを含む、一般向けのハードウェアに関しては、プロでない人、または初心者 でも、十分に手の届くコストで、かなりの特殊効果を行うことができる。結果と して、これら二つの分野の区別がつきにくくなっている。一般向けのＰＣベース の機器は現段階では業務用機器が持つ実時間でフル解像度の画像を処理できる能 力を持ち合わせていないが、次々と紹介される新しい世代のマイクロプロセッサ ーの処理はどんどん早くなっており、より高速で高解像度の適用業務に使えるよ うになってきている。さらに、メモリー回路やその他のデータ記憶装置の値段 も継続して下がりつづけ、そのような機器の能力は劇的に増加してきている。そ してこれらの発展によって、ＰＣベースの画像処理システムを業務用の用途に使 用する可能性が高まっている。 専用機器の分野に関しては、伝統的に二つの分野の業務用画像処理シス テムの発展に関心が持たれている。その一つは最高品質の映画の特殊効果を目的 としており、そしてもう一つは現在の放送システムの現実と経済性の中で完全な 35mm劇場映画の品質を提供できるテレビ放送用を目的としている。従来の一般的 な35mm劇場映画の品質は、上映用で1200本同等かそれ以上の解像度があり、カメ ラのネガティブでは2500本かそれ以上の解像度があると思われてきた。これらを 踏まえて、現在、審議されている画像方式は、2500本かそれ以上の走査線を持つ ビデオシステムを高レベルの制作用途として指向しており、階層構造的に高レベ ル制作のHDTV方式から、NTSC、PALへ下位変換することで導出できる互換性をも たせた方式になっている。提案されているほとんどのものが順次走査方式を使っ ているが、飛び越し走査も発展的な処理の一つとして認められた方式として検討 されている。もう一つの重要な問題はコンピューターグラフィックと互換性があ る方式である。 現在のコンピュータおよび画像処理の技術的な方向性は、1200本より少 ない走査線の制作機器を用いて画像を拡大し、上位変換する階層構造の方式によ り、画像を劇場上映用や映画の特殊効果用そして映画の記録用に変換できるよう にすることである。さらに、一般用のハードウェアの発展は、これまで参照され たどの文献にも詳細に述べられていない主題である経済的な制作の観点に取り組 むことを可能にしている。 発明の要約 本発明は、一般用のハードウェアをできるだけ利用して、経済的な複数方 式ビデオ制作システムを提供することである。本発明の好ましい実施例において は、高性能パーソナルコンピュータかワークステーションに特別の画像処理の機 能を含ませて、入力したビデオ番組の編集と処理をユーザーが行い、異なったフ レーム・レート、異なったピクセルの大きさ、あるいは両方が異なった最終の方 式の出力番組を制作することを可能にする。このシステムの内部制作方式は、標 準テレビ、ワイドスクリーンテレビ、高品位テレビ、そして映画に関連する、現 存する、そして将来計画されている方式に最大の互換性を提供できるように、選 択されている。映画と互換性をもたせるために、内部制作方式のフレーム・レー トは好ましくは毎秒24フレーム(24fps)である。画像は、個々の適用業務の特定 の要求を充足させるように、システムにより拡大・縮小して、リサイズされ、そ してフレーム・レートは、フレーム間補間によって処理されたり、あるいは伝統 的に使われている毎秒24から30フレームに変換する3:2プルダウンにより処理さ れる。単純なスピードアップ(24fpsから25fps変換)あるいはスローダウン(25fps から24fps変換)再生、または非同期の読み出しそして書き込み能力を持つ番組記 録設備を使用しても、フレーム変換を処理できる。 本発明は、複数のインターフェース機器で構成されていて、それはある 入力方式のビデオ番組を標準・ワイドスクリーンの方式の画像を表す出力信号に 変換するための標準・ワイドスクリーン・インターフェース機器を含み、そして 付属の表示機器に信号を出力する。高品位テレビインターフェース機器は、入力 した方式のビデオ番組をＨＤＴＶの方式の画像を表す出力信号に変換するように 作用して、そして表示機器に信号を出力する。ビデオ番組入力、グラフィック・ プロセッサー、そしてオペレーター用のインターフェース間を通信、操作する集 中制御器は、オペレーターがグラフィック・プロセッサーによって、テレビイン ターフェースを使用して、一つあるいはそれ以上の変換ができるように命令を出 すことができる。 本発明は、このように、低価格の一般用のハードウェアを使用してそし て高いS/N比を維持するために、比較的低いピクセルの大きさでの制作を促進す る。そして、その後に、高品位方式の最終番組に結果を拡大します。これは、本 発明と競争している研究方法とは、対照的である。そのやり方というのは、高解 像度で扱うことを推薦していて、必要ならば、より低価格の方式に下方変換する といったものであり、本発明が削減しようと努力している高いコストの専用のハ ードの必要性を助長するものとなっている。さらに、柔軟性のある記録及び再 生装置により、番組素材の再生を広範囲に制御して、フレーム・レートを調整し て変更ができる。そして、器材が別の場所にあるなど、番組素材のフレーム・レ ートを直接制御が現実的でない場合、あるいは多くの場所で受信し、同じ供給信 号の再生の一連のデータから違ったフレーム・レートの出力を同時に出す場合は 、番組再生の開始時間と終了時間を変更できるようにする。本発明は、商業的実 用に際しては、パン・スキャンの情報とそして地域的あるいは地理的販売計画に より視聴を制限することを認識する情報などの強調した情報を受け付けて、処理 できるようになっている。図の簡単な説明 図1Aから1Dは、好ましいピクセルの画像アスペクト比および代替的な画 像アスペクト比 を示す概略図。 図２は、ディスク・ベースのビデオ記録の機能を示す概略図。 図３は、複数方式オーディオ／ビデオ制作システムを構成する部分を示 す概略図。 図４は、フレーム・レート変換を実行するために非同期の読み出しおよ び書き込み能力を有する、ビデオ番組記録手段の他の実施例を示すブロック図。 図５は、複数方式オーデオ／ビデオ制作システムの、種々の現存するそ して計画されている表示方式への相互関係を示す図 図６は、放送局、衛星受信器、そしてデーターネット・ワークインター フェースから供給される信号を含む、完全なテレビ制作システムの実施例を示す 概略図。 図７は、いくつかの最も一般的なフレーム・レート選択間の変換方法の ための好ましい方法を示す図。 図８は、複数方式に使用するユニバーサル再生機器の実施例を示すブロ ック図。本発明の好ましい実施例の詳細の説明 本発明は、主として、現在そして未来の画像処理やテレビの方式と互換性 を保ちながら、アスペクト比、解像度、そしてフレーム・レートの相互関連性を 確立する為に、不可欠なフレーム・レート変換を含む、異なる画像処理またはテ レビ方式の変換に関する。 これらの方式は、現在実用のマルチスキャン・コンピュータ・モニター 上に表示可能なピクセルの大きさの画像、そしてこれらのモニターの能力を越え る高いピクセル数のフレームを見ることができるよう計画される専用のハードウ ェアも含む。 画像は、各々の用途の特定な必要性を充足させるように、システムによ って、大きく、あるいは小さくリサイズされる。そしてフレーム・レートは、フ レーム間補間または伝統的な方法、例えば(毎秒24から30フレームに変換され、 映画からNTSC変換)3:2プルダウン、またはフレーム速度自身(PALのテレビ表示の 為に、24から25fpsに)を早めること、により対応されている。 リサイズの操作は、画像のアスペクト比の保存を含むか、あるいは、あ る部分を切り落とすことにより、画像を圧搾するようなノンリニアの変化を行う ことにより、パン操作やスキャン操作やその他のために映像の中心を変化させる こと、によって、アスペクト比を変えることができる。 映画が、しばしば普遍方式として参照される(これは、主として、35mm の映画機器が標準として、世界中で使用されているからである)。好ましい内部 あるいは“制作”のフレーム・レートは毎秒24フレームが提案されている。この 選択は、24フレームの速度が、30フレームより感度の高いカメラの実現を可能に する、追加の長所をさらに持つ。これは、順次走査を使用するシステムにとって は、より一層重大である(なぜならばある他の提案によるシステムにおいては、 そのレートは毎秒60フィールドに対して、毎秒48フィールドになるから)。 選択された画像の大きさは、通常のCCDタイプのカメラを使用すること が可能であるが、全体の信号の回路を通して、直接にデジタル処理を使用するこ とが好まれ、そしてこれは、典型的アナログＲＧＢ処理回路を完全なデジタル 回路で入れ替えることによって実現される。制作の効果は、いかなる大きさの画 像が適切であっても行うことができ、そして記録するために、リサイズされる。 画像は、可搬型ハードディスク、可搬型媒体のハードディスクドライブ、光学か 光学磁気ベースのドライブ、あるいはテープベースのドライブを使用した記録機 器に好ましくは圧縮されたデータの形で、デジタルデータを書き込むことにより 記録される。画像処理のデータ速度とディスクドライブとの読み書きが早くなる ので、現在数秒必要としている多くの処理はすぐに実時間で達成できるようにな り、遅い速度で映画のフレームを記録する必要がなくなる。スローモーションや ファーストモーションのようなその他の制作効果も組み込まれ。そして今日の技 術で、どうしても限界があるのが、これらの効果のフレーム処理速度だけである 。特に、ノンリニア編集、アニメーション、そして特殊効果のような技術は、こ のシステムの実現から有利になる。音声の場合に、データ速度の必要条件は、音 質に大きく機能する。音声信号は、制作の為に、インターロックされた、または 同期されたシステムによって、別々に扱われることができ、あるいは音声データ はビデオデータストリームの間に交互に挿入にできる。この方法の選択は、望ま れる制作処理のタイプにより、そして現在の技術の限界による。 幅広い種々の表示方式と機器の構成が本発明に適用できるが、このシス テムは、現在利用可能なの機器および方法に最も互換性があるように、説明され る。 図1Aは、互換性のあるシステムの画像のサイズおよびピクセルの大きさ の一つの例を表わしている。選択されるフレーム・レートは、映画の要素との互 換性の為に、毎秒24フレーム（2:1のインターレースで）が好まれ、選択される 画像のピクセルの大きさは、全てのＨＤＴＶシステムに予定されている16:9のワ イドスクリーンアスペクト比に互換性を持たせる為に、1024x576（0.5625Mpxl） が好まれ、そして通常の4:3のアスペクト比が、PALシステム（768x576−0.42187 5Mpxl）に使用される。全ての実施例においては、他のピクセルの形も使用でき るが、正方形のピクセルによることが好まれる。 2048x1152（2.25Mpxl）へのリサイズ（多くの画像処理ソフトのパッケ ージで実用的な良く知られた複雑なサンプル技術を使用するか、あるいは代わ りに、これから説明するハードの回路を使用して）は、ＨＤＴＶ表示に、あるい は劇場上映システムにも向いた画像を提供する。そして、さらなる4096x2304（9 .0Mpxl）へのリサイズは、最も要求の厳しい制作効果にも適応できる。画像は、 16:9のワイドスクリーンＴＶフレームの為に5:1にデータ圧縮され、あるいはＨ ＤＴＶの為に10:1に圧縮される。データ・ファイルは、そして通常のディスク・ ドライブに記憶されるが、ＲＧＢのワイドスクリーンのフレームでは、だいたい 8.1MB/secだけ必要で、ＲＧＢのＨＤＴＶのフレームでは16.1MB/secだけ必要と する。 本発明のもう一つの実施例は、図1Bに示されている。この場合、ユーザ ーは、4:3のアスペクト比で撮影される、映画制作に一般的に使用される技術に 従う。ワイドスクリーンに上映される時は、フレームの上と下がアパチャープレ ートにより遮られて、画像が望むアスペクト比（典型的に1.85:1か1.66:1）を表 す。 もし元の画像の方式が、4:3の比で、1024x768のピクセルの大きさで、 毎秒24フレームで記録されたならば、全ての画像処理は、この大きさを保ちます 。現存の方式との完全な互換性は、大きさを変えてこれらの画像から直接にNTSC や・PALの画像を制作できることで実現される。そして前述のワイドスクリーン 画像は、画像の上から96本の列を、そして画像の下から96本の列を取り除いて、 結果として、上記で説明した、1024x576の画像の大きさになって提供される。こ れらの方式のそれぞれのデーターの容量は0.75Mpxlになり、そして上記で説明し たデータ記録の必要条件は、同様に影響されます。 本発明の他の実施例が、図１Ｃに描かれている。このシステムは、ＦＣＣ(連邦 通信委員会)のATSC(アドバンスド・テレビジョン・スタデイ)研究委員会によっ て検討され、そして幾つか提案されているデジタルＨＤＴＶフォーマットの中で 、推薦されている画像の大きさに従う。採用されるとされるこの方式は、1280x7 20のピクセルの大きさを持つワイドスクリーンを想定しています。これらの画像 の大きさ（毎秒24フレーム、2:1のインターレースで）を使用して、現存の方式 との互換性は、その画像のそれぞれの側から、160本の縦線を取り除くことによ って、このフレームサイズから得られるNTSCとPALの画像として、実 現できる。その結果として、960x720のピクセルの大きさを持つ画像になる。 この新しい画像は、大きさを変えて、NTSCの640x480か、PAL比の768x576のピク セルの大きさを持つ画像を創る；それに対応したワイドスクリーンの方式は、そ れぞれ、854x480そして1024x576になります。この場合、1280x720のピクセルの 大きさを持つ画像は、0.87890625Mpxlを含み、16:9のアスペクト比につきおおよ そ800本のＴＶ水平解像度の画像に対応する；さらに、FCCのATSCで評価中のこの システムは、また、二つクローマ信号の10分の１を想定し単に640x360のピクセ ルの詳細さが維持される。従って、上記で説明されたこのデータ記録の必要条件 は同じ様に影響される。プログレッシブ走査での毎秒24フレームの開発の方向は 、2048x1152のピクセルの大きさを持つ画像を制作する以前に説明した方法を使 用するように、はっきりと明示され、そして実際的でもある。 本発明のさらなる別の実施例を、図1Dに示す。図1Bの参照で説明したシス テムでのように、ユーザは、4:3のアスペクト比の画像で撮影される映画制作に 一般的に使用される技術に従う。ワイドスクリーン方式の画像として上映された 時、アパチャープレートによって上と下の場所が再び遮られて、画像が望まれる アスペクト比（典型的に1.85:1か1.66:1）を表示する。元の画像方式が、4:3の 比で、そして1280x960のピクセルの大きさで、毎秒24フレームで記録されている ので、全ての画像処理はこれらの大きさを保ちます。現存の方式との完全な互換 性は、大きさを変えることにより、これらの画像から直接にNTSCと・PALの画像 を制作できる結果を生み、そして前述したワイドスクリーン画像は、画像の上か ら120本の横列のピクセルを、画像の下から120本の横列のピクセルを取り除きく ことで提供され、結果として、上記で説明した1280x720の画像サイズになる。こ れらのフレームのそれぞれのデーター容量は、0.87890625Mpxlで、そしてデータ 記録の必要性は同じ様に影響を受ける。 ここに説明されたどの場合でも、位置と画像の中心の信号をデータスト リームの中に含むことにより、パンとスキャン操作を実行する為に受像機か表示 モニターが利用できる情報を含むことができる。そしてその情報により、表示装 置のアスペクト比と違う信号を適切に表示することができる。例えば、ワイドス クリーン方式で送信された番組が、今までの一般的な4:3のアスペクト比の表示 器が自動的に適切な位置にパンするように、画像の中心の位置を変えるように指 示する情報を含む。クレジットや特別なパノラマ映像の表示には、モニターはオ プションとしていっぱいのレターボックスに切り替えることができるか、画像を 中心にして中間の状態に対応する情報を含むように画像の両側面を取り去ったい っぱいの高さといっぱいの幅で表示装置の画像の上下を何もないようにしたレタ ーボックスとの中間のような画面に大きさを変える。この位置と大きさの情報は 、使用する表示方式の制限の中で、元の素材の芸術的価値を維持できるように、 映画からビデオに変換する時の典型的な操作であるパンとスキャンをオペレータ が制御することで決定される。 通常のＣＣＤ素子カメラは、f8で2000luxの感度で、そしてS/N比62dBで 、水平輝度（Ｙ）解像度800本以上、4:3のアスペクト比の画像を創る。しかし、 典型的なＨＤＴＶカメラでは、1,000ＴＶ本の解像度と、同様な感度で、広帯域 アナログ増幅器とＣＣＤ素子の物理的大きさの制限により54dBだけのS/N比の画 像を創る。 本発明のカメラシステムは、より一般的ＣＣＤ素子を使用しながら、コ ンピュータでの画像のリサイズによりＨＤＴＶタイプの画像を創ることで、より 改善されたS/N比を維持できる。この新しい設計手法に沿ったカメラを実際に具 体化することで、大規模な照明の用意の必要がなくなり、それによりロケーショ ン制作での発電機そして、スタジオ用途でのＡＣ電源の需要を少なくすることが できる。 ＣＣＤベースのカメラで、赤と青のＣＣＤの画素は合わせ、緑のＣＣＤ 画素は1/2ピクセル幅だけ水平にずらして装着することで、見かけの解像度を上 げる技術が一般的である。この場合、画像情報は位相があっているが、アリアジ ングのために擬似情報は位相がずれている。三つのカラー信号が混合された時、 画像情報は、そこなわれていないが、ほとんどのアリアス情報は、打ち消される 。この技術は、対象が単一の色である時は、きわめて効果が少なく、アリアス情 報を抑える為に、それぞれのＣＣＤに光学低域フィルターを実装するのが一般的 な方法である。さらに、この技術は、コンピュータベースのグラフイックスには 、 カラーのピクセル画像が常に合っているので、用いる事ができない。しかし、一 般的用途のビデオでは、この画素ずらしの適用結果は、見かけの輝度信号（Ｙ） の水平解像度を、約800本に上げることができる。 累進的により大きい容量および速いデータ送信速度のハードディスクド ライブが利用可能になることで、継続的により長い番組時間、そして高い解像度 の画像の表示を実時間で可能にする。前述したデータ速度で、ワイドスクリーン フレームは、毎分486MBが必要であり、そのことから、現在実用の10GBのディス クドライブは、21分以上のビデオを記録できる。今後予想される100GBのディス クドライブ（2.5インチか3.5インチのコバルトクロームを使用したディスク、バ リウムフェライト、あるいは他の高密度磁気記録素材を使用して、）が実用にな った時、これらの機器は210分あるいは3.5時間のビデオを記録できる。この用途 で、データ記録機器は、編集や制作活動を容易にすることができ、そしてこれら の機器が、ベータカムや報道（ＥＮＧ）カメラで、そしてビデオ制作で現在使用 されるビデオカセットと全く同じ様に働くことが期待される。 このデーター記録機器は、可搬型記録媒体の、磁気、光学、光学磁気デ ィスクドライブによって、あるいはPCMCIAの標準のような、可搬型ディスクドラ イブ機器によって、実現される。PCMCIA媒体は、1.8インチの大きさで、一方の 可搬型媒体の記録機器は、この限界に制限されるのではなく、そして2.5インチ か3.5インチディスクのようなより大きい媒体を働かせることができ、これによ って、より長い継続番組のデータ記録をできるようにするか、あるいは同じ大き さの媒体の限界の中で、データ圧縮比を低くするか、より高いピクセル数の画像 を記録するように適応できる。 図２は、ビデオカメラの中であるいは分離された編集と制作設備の中で 働く記録機器ベースのデジタルレコーダーの機能図を示す。示されているように 、可搬型ハードディスクドライブ70は、バス制御器72を通して、インターフェー スされる。実際には、光学、あるいは光学磁気ドライブのような、代わりの記録 方法が、SCSIかPCMCIAのような種々のインターフェースバス方式により、使用で きる。このディスクドライブシステムは、現在、毎秒20MBのデータ送信速度を達 成していますが、より高速なデータ送信速度または高容量可搬型メモ リーモジュールのような他のデーター記録機器が待ち望まれている。 マイクロプロセッサー74が、64ビットか、それより広いデーターバス80 を制御し、種々の構成部分をまとめる。現在、実用のマイクロプロセッサーは、 ＤＥＣ社のAlpha21064、あるいはＭＩＰＳ社のMIPS R4400が含まれるが、将来に おいては、データ送信速度毎秒100MBを維持することができる、既に紹介されたI ntel社のＰ６あるいはPowerPC620に依存する。76に示されている256MBまでのＲ ＯＭは、78に示されている256MBあるいはそれ以上のＲＡＭのように操作用に使 用される。 現在のＰＣベースのビデオ制作システムは、複雑な編集効果ができるよ うに最低64MBのＲＡＭを装備している。グラフィックプロセッサー82は、入力ビ デオ信号84と、出力ビデオ信号86を処理するのに必要な、種々の巧みな操作を行 う専用のハード・ウェアを代表します。それらの信号は、ＲＧＢの方式で示され ているが、入力か出力は、Y/R-Y/B-Y、YIQ、YUV、あるいは他の普通に使用され ている代わりの方式で構成できる。 とくに、プロセッサー82のソフトベースの実現は可能であるが、標準・ ワイドスクリーン信号（NTSC/PAL/ワイドスクリーン）には5:1のデータ圧縮を働 かせるシステムと共に、そしてＨＤＴＶ信号（上で説明されたように、2048x115 2の）には10:1のデータ圧縮比を働かせるシステムと共に、ハードウェアベース で実現されることが好まれる。このデータ圧縮の多くの実用的なオプションの一 つの例は、現在実用なモーションＪＰＥＧシステムです。画像のリサズは、Gene sis Microchip社のgm865x1かgm833x3のような、専用マイクロプロセッサーによ って実行されます。 音声信号は、ＦＣＣによって既に評価中のデジタルテレビ送信のいくつ かのシステムの中で提案されているようなデータストリーム中に、あるいは、マ イクロソフト社のＡＶＩ（音声・ビデオの交互の重ね合わせ）ファイル方式のよ うなマルチメディア記録仕様で使用される音声・ビデオ信号をまとめるのに実用 的な方法の一つによって、含み込まれる。代わりのものとしては、音声信号を記 録する独立したシステムが、同じシステムと電気回路によって制御された分離し たデジタル記録設備を働かせることによってか、あるいは上記で説明されたカメ ラシステムの外部の完全に分離した機器を実現することによって、具体化される 。 図３は、複数方式オーディオ／ビデオ制作システムを構成する構成部分 を示す。図２のコンピュータ・ディスク・ベースの記録システムの場合のように 、インターフェースバス制御器106は多様な記憶装置へのアクセスを提供し、特 定の適用業務に適合するように、内部ハードディスクドライブ100、テープバッ クアップドライブ102、可搬型媒体を持ったハードディスクドライブあるいは可 搬型ハードディスクドライブ104、または図示しないが光学、光磁気または磁気 記録技術を使用した他の可能な大容量データ記録器を含むことが好ましい。実現 されるインターフェースバス標準としては、とりわけSCSI-2、あるいはPCMCIAを 含む。データは、マイクロプロセッサー110の制御のもとでこれら機器間を相互 に送信される。現在、データバス108は、図３のコンピュータ・ディスク・ベー スの映像記録装置に推薦されるようなマイクロプロセッサーを使用した64ビット 幅で示されているように操作されるが、PowerPC620のような、より高性能のマイ クロプロセッサーが実用になりしだいデータバスは、128ビットに適応するよう に広げられる。そして、一つのプロセッサーが1,000MIPSの目標が期待され、複 数の並列処理の使用ができるようになる。必要なソフトウェアを支援するには25 6MBまでのＲＯＭ112が予想され、そして最低でも1,024MBのＲＡＭ114が、複雑な 画像処理、フレーム間補間、そして洗練された制作効果に必要なフレーム補間を 可能にし、種々の画像方式間の変換を可能にする。 このシステムの重要な点は、一般的に116と示されたグラフィックップ ロセッサーの柔軟性である。結果的には、専用のハードウェアが画像処理や拡大 ・縮小のような操作に最も良い性能を発揮するが、これらの機能を想定したシス テムは必要条件ではない。三つの別々のセクションが、三つの分類された信号を 処理するように働く。以下に説明するようにビデオ入力と出力信号は、例えば、 ＲＧＢとして、示されるが、Y/R-Y/B-Y、YIQ、YUN、あるいは他の代わりのもの どれでもこの実施例の一部として働かすことができる。一つの可能性のある具体 的実施例としては、下記に説明されているようにそれぞれのセクションに別々の 回路基板を作ることで、現在、あるいは未来のＰＣベースの電気的そして物理的 相互接続の標準と互換できるようにこれらの基板が製造される。 標準・ワイドスクリーン・ビデオ・インターフェース120は、1024x576 か1024x768の画像サイズ内で操作するように構成され、デジタルＲＧＢ信号を処 理する為に受け入れて、一般的に122に示されているこれらの方式のデジタルＲ ＧＢ出力を創る。D/A変換器および関連したアナログ増幅器を持った従来型の内 部回路は、内部画像をアナログＲＧＢ信号とコンポジットビデオ信号を含む２番 目のセットの出力に変換するように働く。これらの出力は、通常のマルチスキャ ン・コンピュータ・ビデオモニターか、ＲＧＢ信号入力(示されていない)機能を 持った一般的ビデオモニターのどちらかに選択的に供給される。三番目のセット の出力は、アナログＹ／Ｃビデオ信号を供給する。グラフィックプロセッサーは 、これらの信号を標準NTSC、PAL、あるいはSECAMのフォーマットで受けたり、あ るいは出力したりするように構成される。そして追加として、医療画像あるいは 他の特別な用途に用いられる他の方式、またはコンピューターグラフィック用の どのような望まれる方式、でも利用できるように構成される。 これらの毎秒24フレームの画像を30フレーム（実際には29.97フレーム ）NTSCと25フレームPALへの変換は、映画素材を走査するするのに使用されてい るのと同様の方法で実施される。すなわち、一般的な3:2プルダウンのフィール ド処理を使用してNTSCに、あるいは画像を毎秒25フレームのより早い速度で走ら せることによってPALに変換する。他のＨＤＴＶのフレーム速度、アスペクト比 、そしてライン速度に対しては、フレーム内およびフレーム間補間そして画像変 換が、コンピューターグラフィックやテレビの分野で良く知られている同等の技 術を使って実行できる。 ＨＤＴＶビデオインターフェース124は、2048x1152か2048x1536の画像 サイズ(必要ならばリサイズして)内で操作することを目的として、デジタルＲＧ Ｂ(あるいは代わり)の信号を処理の為に受け取り、そして126に一般的に示され ているように、同じ画像方式でデジタル出力を創る。標準・ワイドスクリーンイ ンターフェース120の場合と同様に、D/A変換器および関連したアナログ増幅器を 有する従来型の内部回路は、内部画像を変換して、二つ目のセット出力であるア ナログＲＧＢ信号とコンポジットビデオ信号にするために使用される。 図３に示されているグラフィックプロセッサー116の三つ目の部分は、 映画出力ビデオインターフェース128で、レーザーフィルムレコーダーのような 機器と使用することを目的とした特別なビデオ出力130を含む。これらの出力は 、以下に説明する方式変換に必要なリサイズ技術を使用して、内部で使用される 画像サイズから4096x2304か4096x3072の画像サイズを提供できるように構成され ることが好ましい。映画用の標準のフレーム・レートは毎秒24フレームであるが 、ある制作には毎秒30フレーム(特にNTSCの素材の時)が使用され、あるいは毎秒 25フレーム(特にPALの素材の時)が使用される。そしてこれら代替フレーム・レ ートは、内部方式または出力方式の代替画像サイズおよびアスペクト比と同様に 、本発明の予想される適当な応用である。すなわち、内部の毎秒24フレーム番組 素材は3:2プルダウンによって毎秒30フレームに変換され、PAL方式の素材では、 フィルムプロジェクターで毎秒24フレームを自動的に毎秒25フレームで回転させ ることにより変換できる。 図３には、このシステムの幾つかの追加の機能が表わされている。グラ フィックプロセッサーは、カラープリンターでの使用に必要な特別な出力132を 含む。スクリーン表示から最も高い品質の印刷を生み出す為には、プリンターの 解像度を画像の解像度に合わせて調整する必要があり、そしてこれは、システム によって創られる種々の画像サイズに対して、グラフィックプロセッサーによっ て自動的に最適化される。さらに、光学画像をシステムの中に取り入れる静止画 像スキャナーあるいはフィルムスキャナーで構成される画像スキャナー134を含 む。オプションのオーディオプロセッサー136は、138で一般的に示されるアログ またはデジタルの形式のどちらでも音声信号を受け取れるように用意されて、ア ナログかデジタル形式のどちらの信号も出力する。ここで説明されているような ビデオ信号と内部混合された音声を含む素材は、オーディオプロセッサに送られ 、編集活動および他の機器へのインターフェースを行う。 図３は、それぞれの種類の信号入力の一つの組みだけを示すが、このシ ステムは同時に複数のソースからそして種々の方式の信号を扱うことができる。 望まれる性能レベル、画像サイズ、そして信号のフレーム・レートに応じて、こ のシステムは、複数のハードディスク機器または大容量記憶手段とバス制御器そ して複数のグラフィックプロセッサーと共に実現されることができる。そこで実 況カメラ信号、記録された素材、そしてスキャンされた画像のどの組み合わせも 統合する事を可能にする。改良されたデーター圧縮機構とハードウェアのスピー ドの発展は、実時間で、累進的に高いフレーム・レートと画像サイズを処理する ことを可能にする。 単純な再生によりPAL信号を出力することは大きな問題ではない。何故 なら記録されたビデオ信号は望まれるどのようなフレーム・レートでも再生でき 、映画の素材が毎秒25フレームで表示されることには差し支えが無い。実際これ は、PALとかSECAMのテレビの国々で映画からビデオテープに移すのに使われてい る標準の方法である。NTSCと映画速度の画像の両方を同時に出力することは、３ ：２のフィールドの交互挿入の方法で行うことができる。５Ｘ２４＝２Ｘ６０す なわち二つのフレームを五つのビデオのフィールドに散らばらせる。このように 同時に毎秒２４フレームの映画の映像と毎秒３０フレームのビデオ映像を再生す ることが可能になる。30fpsとNTSCの正確な29.97fpsの速度の違いは、システム のフレーム・レートを23.976fpsに少し改造することにより僅かなものとできる 。これは普通の映画上映では気がつかないし、普通の映画の速度から許容できる 逸脱である。 しかし、24fpsの制作用途に構成されたシステムから25fpsのPALタイプ の出力を管理すること（またその逆の場合）は、説明すべき技術的課題を提供す る。図４を参照して、これらの変換とその他のフレーム・レートの変換を実現す るための一つの方法を説明する。デジタル番組の信号404は信号圧縮回路408に供 給され、もし入力番組の信号がアナログの形402で供給されているならば、その 時は、A/D変換機406で処理されてデジタル形式に代えられる。 信号圧縮器408は実効データ速度を落とすように、入力の番組の信号を 処理する。それは業界においてよく知られているJPEGやMPEG-1やMPEG-2などの一 般的に使われているデータ圧縮方法を使用する。この代わりに、デジタル番組の 信号404はデータ圧縮された形で供給される。この時点で、デジタル番組の信号 はデータバス410に供給される。たとえば、記憶手段Ａ412と記憶手段Ｂ414とし て示された幾つかの高容量デジタル記憶器が設けられて、制御器418の管理のも とに、デジタルバス上410に供給されたデジタル番組の信号を 記録する。二つの記憶手段412と414は交互に使われて、一つが容量がいっぱいに なるまで、ソース信号を記録する。この時点で他方の記録手段が同じくその容量 がいっぱいになるまで、番組の信号を記録し続ける。最大番組記録容量は、入力 信号のフレーム・レートやピクセルでのフレームの大きさやデータの圧縮比や記 憶手段の全体の数と容量などのような種々の要因により決められる。利用できる 記憶容量がいっぱいになった時は、このデータ記憶方法は自動的に以前に書き込 まれた信号の上に再び書き込まれるようになる。さらに追加の記録手段が追加さ れれば、時間の遅延とフレーム速度の変換の容量は増加する。全ての記憶手段が 同じタイプあるいは同じ容量である必要は無い。実際に記憶手段は一般に実用に なっている記憶技術のどれでも使うことができる。例えば、磁気ディスクか光学 あるいは磁気光学ディスクまたは半導体の記憶装置などである。 番組信号の再生開始が望まれる時は、制御器418の管理の下でそしてユ ーザー・インターフェース420を通して、信号プロセッサー416が備えられている 種々の記憶手段から記録された番組の信号を取り出す。そして必要とされるどの ような信号変換も行う。例えば、もし入力の番組の信号が625本の放送システム に対応する25fpsの速度で供給されたならば、信号処理器は画面の大きさを調整 して525本の放送システムに対応する30fpsの信号に変換されるようにフレーム間 補間がされます。PALからNTSCなどへのカラー信号符号化システム変換からフレ ームの大きさの変換やアスペクト比の変換のような他の変換も必要ならば行われ る。信号プロセッサーの出力は422として示されるデジタル形式となりその後利 用できる。さらにD/A変換器424により処理してアナログ形式で426として利用で きる。実際には、別個のデータバス（図示されない）が出力信号を供給する。そ して記録手段は、ビデオ表示用途につかわれているデュアルポートRAMかマルチ ヘッドアクセスのディスクあるいはディスク記憶器などのようなデュアルアクセ ス（同時利用）の方法を用いることができ、それにより同時にランダムアクセス で読んだり書き込んだりできるように構成できる。単一ヘッドの記録手段で実行 する場合は、それに合った入力と出力のバッファ機構を備えて、記録・再生のヘ ッドの物理的な位置変換の時間を許容する。 上述した形式の同期された記録および再番組能力を有する番組の記録手 段の使用の際、もし再生開始前にその番組の全てが記録されることがわかってい れば、入力と出力信号の流れの間に何も重なる部分がなくなる。どの記録された 方式が最も少ない記憶装置を必要とするかに依存するが、最初の記録の前か後の いずれかにおいて番組の所望のフレーム変換を行うことが、典型的に効率が良い 。例えば、番組の入力が毎秒24フレームの速度であれば、そのプログラムはたい ていそのフレーム・レートのまま受け取り記録し、そして出力する時により高い フレーム・レートに変換することが最も効率が良い。 さらに、特定の出力方式に変換される前に、番組の全体が記録されるよ うな場合には、記録のビット単位のコストの低いことを考慮して、テープによる 方式で番組を記録するかまたは新しい高容量ＤＶＤディスクの方式で記録するの が最も効率が良い。もちろん、通常の高容量ディスク記憶装置を使用することも できるし、その記録容量が増え続けそしてコストが減少し続けているので、より 実用的になるであろう。もし番組が入力されるか記録される間のフレーム・レー トとは異なるフレーム・レートで出力すべきことがわかっている場合は、ディス クに記録し、上記で説明した技術の一つを使って、継続するかたちでフレーム・ レートの変換を行うことが最も好ましい。この場合、高容量ビデオ記録は実際に 最も早い十用的アクセス時間を提供できる大きいビデオバッファの役割を担う。 経済的な考慮やその他の要因にも依存するが、全ての固体の半導体タイプを使う 場合を含む、その他の記憶手段も使える。 他の実施例として、複数方式映像／音声制作システムの記憶手段100ま たは104は、二重のヘッド再生機能を備えていて、そして（120、124と128として 示されている一般的なハードウェアと同一である）普通のグラフィックプロセッ サーのハードウェアの機能に類似している二つ目のセット(図示ない)のグラフィ ックプロセッサーのハードウェアを装備している。そして、（122、126、130と1 32として示される一般的な設備と同一である）類似した信号出力の機能を有する 。この場合、この二つのヘッドはそれぞれ独立に動き、同時に、違ったフレーム ・レートで非同期再生することができる。すなわち、一つのヘッドは一つ目のフ レーム・レート（例えば、25fpsの）に対応する一連のデータを提供できるよう に操作されて、その間二つ目のヘッドは二つ目のフレーム・レート（例え ば、24fpsの、次に3:2プルダウン技術を使用して、30fpsに変換される）に対応 する一連のデータを提供できるように操作される。明らかに、このシステムの記 憶手段と内部バスの構成の両方とも、同時に二つの信号の流れを供給するため、 非常に増大したデータ速度を支援しなければならない。そうでなければ、代わり に、二つ目の別個のデータバスが提供される。 ある特定の用途の場合、より複雑な変換方法が必要とされる。例えば、従 来の設計のフレーム・レート変換システムにおいて、もし番組の信号が24fpsの レートの方式を25fpsのレートで表示したいのであれば、25fpsのレートで信号を 供給できるようにソースの信号の再生する速度を単純にあげれば良いことは、よ く知られている方法である。これは24fpsの映画素材を25fpsのPALの方式に変換 するのに使用される手順である。しかし、これを実現するには、出力信号のユー ザーがソース信号の再生に関して制御することができなくてはならない。広域送 出システム（直接の放送衛星による送出のような）においては、これは不可能な ことである。24fpsで送出されたソース信号は良く知られている3:2プルダウンの 技術を使用して、30fpsに変換することは容易であるが、25fpsへの変換は容易に でない。それは24フレーム進行にフレーム間補間をするに必要な処理回路は高価 で複雑だからである。 しかし、図４のシステムを使っての変換は簡単である。もし、例えば、 120分続く24fpsの番組がその方式で送信されるならば、全体で172,800（120分X6 0秒X24フレーム）フレームがあり、25fpsでのスピードを早めた番組の表示は、 入力のフレーム・レートは毎秒につき一フレームづつ、番組全体を通しては7,20 0フレームだけ、出力のフレーム・レートより遅れることを意味する。24fpsの送 信速度で、これは300秒の送信時間に対応する。言い換えれば、24fpsの入力番組 と25fpsの出力番組が同時に終わる為には、入力の処理は出力の処理を始める300 秒前に開始させなくてはならない。そこで、この処理を行う為には、300秒の番 組素材を維持する容量の記録手段を必要とする。すなわち、実際に信号のバッフ ァとして働く。 たとえば、ここに開示されたシステムは圧縮されたデータ速度の範囲が （24fps標準／ワイドスクリーンのRGB方式のＴＶ方式でMPEGかモーショ ンJPEGのような５倍の圧縮を使用した）8.1ＭＢ/秒から（ＨＤＴＶのRGB方式でM PEGやモーションJPEGのような10倍の圧縮を使用した）16.2ＭＢ/秒である。この システムは、4.7ＧＢまでのデータを記録する必要があるが、これは一般の記録 技術を利用した複数ディスク記憶装置により容易に可能である。実際には、再生 を始める300秒前に番組の送信を始めて、そして再生が一度始まると、バッファ の信号の量は、最後の信号が受け取られ即座に送られるまで、再生する一秒ごと に一フレームづつ減少してゆく。 この状況の鏡のような状況は、25fpsの信号を24fpsで表示する場合、あ るいは30fpsのように24fpsから容易に変換できるその他のデータ・レートの場合 にも生じる。この場合は、ソース信号は出力信号より早いフレーム・レートで供 給され、それは送信の最初から番組を見る視聴者はソース信号の速度より遅れる ことになる。そして、記憶手段により、ソース信号が到着した後に表示するため 番組のフレームをある程度保持する必要がある。上記のように120分番組の場合 、ソース信号の視聴はソース信号が終わった後300秒で終わることになり、そし て同様の計算が記録手段の容量に当てはまる。この場合は、送信が完全に終了す るまで、余分なフレームの内容がバッファーの中にどんどん蓄積されてゆき、最 後の300秒は記録手段から直接再生される。 30fpsから24fpsへのあるいは25fpsへのフレーム・レートの変換は、よ り複雑である。何故ならば、何らかのフレーム間補間が必要だからである。ある 場合においては、複数フレーム記憶装置により、一般的に良く知られている方法 でこの種の補間ができる。それはNTSCからPAL（30fpsから25fps）への変換に典 型的に用いられる方法である。この時点で上記に説明した方法と機器により25fp sから24fpsへの変換が行われる。 特筆すべきこととして、DVD-Rタイプの記録メディアが選択された場合 は、MPEG-2のコード技術による劇的に高い圧縮比の実現により、120分かそれ以 上の長さの全体の番組を一枚のメディアに記録することができるようになります 。この方法によれば、番組の全部がこのディスク／バッファーに保存され、そこ で本発明によれば、ユーザーが本当の時間をずらして番組を実行することができ 、あるいは、番組の権利の所有者がソフトウェアの配信の一方式を実現でき る。 このフレーム変換を実行する別の方法は、実質的に、3:2プルダウンの 手順と反対を行うことである。連続する信号の毎５フィールドを選びそして一つ を間引いたら、残ったフィールドは5:4の結果の比率となり、30fpsから24fpsに 変換するのに望まれる結果になる。この場合は、四つの連続するフィールドにつ いて、それぞれ奇数を偶数フィールドに、偶数を奇数フィールドにするなどして 、フィールドの表示を反対にすることにより映像信号を再インターレースしなけ ればならない。そして信号の流れが奇数と偶数フィールドの間で交代して継続す るようにする。次の四つのフィールドは保持されて、五番めのフィールドが取り 去られる。そしてその次の四つのフィールドの表示が再び反対になる。このパタ ーンは番組を通して継続される。もしオリジナルのソース素材が映画のような24 fpsからであれば、そしてもし繰り返されるフィールド（すなわち、例えば3:2の 連続の３フィールド）が変換するときに同定されていたならば、これらのフィー ルドを取り除くことは単純にその元の形に戻すだけである。 もし所望の変換が30fpsから25fpsであるならば、上述された記憶装置を ベースにしたフレー ム変換方法を用いることで同様な手順で行える。あるい は、代替方法として、30fpsから24fpsへの変換で説明した方法により、毎六フィ ールドごとに間引きすればできる。オリジナルのソース素材のフレーム・レート と中間の変換とに依存して、ユーザーは画質の劣化が最も少ない方法を選ぶ。 ユーザーがソース番組素材のフレーム速度に対して制御ができる場合は 、一つの代わりの方法が実用になっている。それはちょうど25fpsのPAL表示方式 への映画−ビデオ変換のように、24fpsの映画素材の再生速度を上げ25fpsの速度 で供給する(これにより必要とする出力フレーム速度に合致する)。この反対の処 理では、ユーザーが25fpsの元の素材を使用して、24fpsでの再生を可能にする。 上述したように、（3:2プルダウンの方式のような）伝統的な方法で容易に24fps の素材の変換は扱われる。このようにして、ソース素材のオペレータ制御は、ユ ーザーが通常かワイドスクリーンのPAL方式のソースが元になっている素材を編 集や制作に役立てることができる。そして、得られた番組を24fpsで再生して、3 :2プルダウン処理を行うことによって、全て30fpsに、標準かワ イドスクリーンのNTSC出力素材あるいはHDTV方式の素材までも変換できる。 これらの用途において、記憶手段の出現により、視聴者が番組の表示を 制御できる。それはユーザーインターフェース420を使って、信号が記録されて いるときかまたはその後で、信号の再生の遅延やその他の特性を制御することに よる。実際に、このシステムにより、ここに開示されるフレーム・レート変換の いろいろな方法の中から最もふさわしいものを選ぶことで、非常に広い範囲での 入力フレーム・レートと出力フレーム・レートの変換が利用可能になっている。 図５は、全ての可能な具体例は含まれてはいないが、本発明と互換性が ある種々の映画とビデオの方式の内部相関関係を示す。典型的操作では、複数方 式オーディオ／ビデオＶ制作システム(ＭＡＰＳ)162は、映画ベースの素材160を 受け取り、そして既に好ましい毎秒24フレームの内部方式にある現場で制作され た素材とそれらを組み合わせます。実際、素材は、いかなるフレーム・レートあ るいは方式でのビデオを含む他のどの方式からでも変換できる。制作効果が実施 された後、出力信号は、164に示されている毎秒30フレームでのHDTV、166で示さ れている毎秒30フレームのNTSC／ワイドスクリーン、170に示されている毎秒25 フレームのPAL-SECAM／ワイドスクリーン、あるいは172に示されている毎秒25フ レームのＨＤＴＶを含み、しかし、それだけに限られるのではなく、必要とされ るどの使用にも構成することができる。さらに、毎秒24フレームでの出力信号は 、フィルム記録器168で使用できます。 図６は、ユニバーサルテレビ制作システムを提供する、画像サイズ、ア スペクト比、そしてフレーム・レートの選択可能の一つに関係する具体例を示し ます。図示されたように、信号は、普通の放送信号210、衛星受信機212、そして 高帯域データーネットワーク214を含む、幾つかのソースのどれからでも供給さ れます。これらの信号は、データの伸長プロセッサー222に供給される前に、デ ータネットワークあるいは情報スーパーハイウェイの為に、適切なアダプター器 220そしてデジタルチューナー218へ提供されます。プロセッサー222は、必要な どのようなデータ伸長そして種々の信号ソースの為の信号調整 を提供して 、一般目的のコンピュータの為のプラグイン回路基板として実現されることが好 まれる。そしてデジタルチューナー218、そしてアダプター220は、オプ ションとして現存するハードウェアの一部として含まれる。 プロセッサー222の出力は、内部データーバス226に供給されます。この システムマイク ロプロセッサー228は、データーバスを制御して、そして1 6から64MBのＲＡＭ230、そして64MBまでのＲ０Ｍ232を備えている。 このマイクロプロセッサーは、PowerPC 604かPowerPC 620のような、以前に説明 されたものの一つを使用して、実行される。ハードディスク・ドライブ制御器23 4は、例えば、内部ハードディスクドライブ器236、可搬型ハードディスクドライ ブ器238、あるいはテープドライブ240を含む、種々の記録媒体にアクセスでき、 これらの記憶器はまた上述したように、ＰＣをビデオレコーダーとして、機能さ せる。グラフィックプロセッサー242は、オプションとして、別なプラグイン回 路基板として実施される、専用のハードを構成して、種々のフレームサイズ(ピ クセルで)、アスペクト比、そしてフレーム・レートとの間の変換に必要とする 画像操作を行う。このグラフィックプロセッサーは、望まれる表示出力のタイプ により、16から32MBのＲＡＭそして２から８MBのＶＲＡＭを使用する。アスペク ト比16:9で1280x720のフレームサイズには、低い範囲のＤＲＡＭとＶＲＡＭで十 分だが、2048x1152のフレームサイズでは、高い範囲のDRAMとＶＲＡＭが必要で ある。一般に、1280x720のサイズは、20インチまでの普通のマルチーシンク・コ ンピューター表示モニターには十分で、そして2048x1152のサイズは、35インチ までの普通のマルチーシンク・コンピューター表示モニターが、適切である。ア ナログビデオ出力244は、これらの種々の表示器の為に、利用される。このシス テムを使用して、(毎秒25フレームには、毎秒24フレームの信号をスピードアッ プによって見れる)768x576のPAL/SECAM、1024x576ワイドスクリーン、そして204 8x1152のＨＤＴＶ、そして(毎秒30フレームには、良く知られた3:2プルダウンの 技術、そして毎秒30フレームをわずかに遅くして見せた毎秒29.97フレームにす る技術を役立てて)640X480NTSCと854x480ワイドスクリーン、そして1280x720USA と1920x1080NHK(Japan)HDTVを含む、種々の方式を表示できる。 最も高品質の番組素材は元の撮影を35mmのフィルムで行うのが、完成度 の高い芸術的な制作には、歓迎される。それゆえ25fpsか30fpsの素材 から24fpsの素材に信号素材を再構成し直す変換は、データまたは番組素材にい かなる劣化も起こすことはない。さらに、現在実用の手段（速度を上げ24fpsか ら25fpsへ、3:2プルダウンによる24fpsから30fpsへ）における低いか同等のフレ ーム速度のソース信号からインターレースした信号は、元のフレームが適切に合 致したフィールドから作り替えられるようにして、偽信号を発生させないように 、プログレッシブ走査のフレームとして非インターレース化し、再構成すること もできる。これらの技術は図７に要約されている。 図８は、本発明に基づいた、ユニバーサル再生装置の一つの実現可能なものであ る。たとえば、DVDタイプのビデオディスク804は、速度制御装置806の制御のも とに、モーター804が回転して、動かされます。一つあるいはそれ以上のレーザ ーの読み出し用または読み書き両用のヘッド808は、位置制御装置810により動か されます。ユーザーインターフェース814の指示で、全体のシステム制御器812に よって、速度制御装置と位置制御装置の両方が指示されます。上述されたさまざ まな実施例に使用された技術を選択することにより、読み出し用あるいは読み書 き両用のヘッドの数および構成方法が決められることに注記すべきである。レー ザーヘッドから復調された信号は信号処理器820に送られ、そして、データの流 れは、 一つは（音声処理装置822に供給される）音声データの流れと（画 像処理装置830に供給される）映像データーの流れに分けられる。 音声信号の復調処理において、（例えば、速度制御調整で24fpsから25f psになる）再生フレーム・レートの変換は、音声の素材のピッチ補正の必要性を 示唆するかもしれない。もしこの処理を望まれるならばオーディオプロセッサー 822の一部でも実現されるし、あるいは（図示しない）Lexiconのような多くの供 給元から提供されている外部の別の装置でもできる。一般的に830で示されるよ うに、映像のデータの流れは、グラフィックプロセッサーの中で、望まれる最終 の出力方式に応じて、多くの改造を受ける。必要とされる出力が30fpsの一般の フレーム速度でのNTSCか、ある他の方式のワイドスクリーンか、あるいはHDTV信 号出力であるとしたならば、24fpsのディスクから供給された信号は、（この上 記で説明した）変換処理の一部として、“3:2プルダウンの改造を受 ける。もし25fpsのディスクから供給された信号であった場合は、3:2プルダウン の処理が施される前に、24fpsに速度が落とされる。 ここで特筆することは、30fpsと29.97fpsの違いは、0.1％であって、12 0分の番組の全体で、173フレームのバッファが必要とされるだけである。そして 、（標準／ワイドスクリーンでは）毎秒8.IMBのデータ速度では、これに対応す るのは約57MBの記録容量である。また、（HDTVでは）115MBの記録容量である。 これらの記録容量は半導体メモリーでもすでに実用になっている。いずれにして も、名目的に24fpsでグラフィックプロセッサーに供給される信号は同時に、上 述した本発明により、（標準／ワイドスクリーン映像インターフェース832で）N TSCとNTSCワイドスクリーンの両方に互換のある画像のフレームに、そして（HDT V映像インターフェース834で）HDTVに、30fpsと29.97fpsの両方の出力をするこ とができる。上述したように、オプションのフィルム出力映像インターフェース 836を含むことで、フィルムレコーダーにデジタル映像を出力します。全体的に 、グラフィックプロセッサー830の出力は、図５に示され、そこで説明された複 数方式オーデオ／ビデオ制作システムのそれらと類似している。 さらに、ソースの信号のアスペクト比とは異なる方式の出力の信号には 、出力するフレームの範囲内に、ソース番組の素材の動きの中心部が入るように 、パンとスキャンの機能を行う必要がある。この機能は、ソース番組の素材に付 随したトラッキング信号を使ってグラフィックプロセッサーの内部にて実現され る。トラッキング信号としては、例えば、それぞれのフレームの一連のデータの 一部として付随し、あるいは、代わりに、ソース素材の表示中に適用されるべき 変更を識別する一覧を通して行われる。トラッキング情報がない場合は、ソース 番組のアスペクト比を出力のフレームのアスペクト比に適合するように、画像の フレームは上下か横両側が取り除かれる。この後者の技術は、図1Aから1Dを参照 して、上記に詳述されている。 さらに、番組素材は、特定の販売地域内で番組素材の視聴を制御するよ うに指示する地域や地理的情報か、（ハードウェアは米国かドイツでしか売られ ていないというような）器材の識別するクラスのような、保安の為の情報を含み ます。この情報は、他のディスクとテープによるシステムで使用するためにすで に開示されているような、たいていソフトウェアの素材の法律的契約事項として の問題に関係しています。これは、パンとスキャンのトラッキング信号の検知と 用途に似た方法で処理され、そして、この信号プロセッサー820は、制御器812の 指示のもとにこれらの規制を強制するように実行する。 代わりに、もし25fpsの出力が望まれるならば、ディスク802のビデオの 情報を早いフレー ム・レートで、繰り返し再生するように、システムの種 々の部品を構成するだけの単純なことである。制御器は、（必要ならば）速度制 御器806が、早いフレーム・レートに合うように、増加したデータ速度を維持す るように、モーター804を非常に早い速度で回転するように構成される。音声プ ロセッサー822はもしそれが装備されていたならば、早いフレーム・レートに関 連したピッチを変える補正をするように構成される。そして、グラフィックスプ ロセッサーは、全ての出力信号を25fpsのフレーム・レートで、供給するように 構成されます。 さらに別の方法では、25fpsで制作されて、ディスクの形式の大規模記 録手段に保存された素材は、伝統的な標準／ワイドスクリーンのPAL方式の信号 から供給できます。減速の方法を使って、これらの信号は既に24fpsのフレーム ・レートに変換できるようになっているし、上述したように、この24fpsから種 々の30fpsの方式への変換は実現できる。この機能は、ほぼ伝統的なPAL方式の器 材を使用した経済的な制作を可能にして、HDTVのマーケットに向けた素材の供給 を大変に容易にするなど、HDTVの商業的発展に意義がある。 図４に関して上述されたように、速度を上げたり、減速したり、3:2プ ルダウンにより、他のフィールドの再配列などの技術の組み合わせにより、幅広 い範囲の出力フレーム・レートが利用可能になることが理解される。そして、こ れらの種々の組み合わせと手法も、本発明の範囲内であることに考慮すべきであ る。さらに、これらの技術は、実際のデータ・情報の速度を増加させずに、表示 速度を増やすことによって、よりスムーズなはっきりした動きを提供できる表示 装置のような、ラインダブルや非インターレースなどのような画像処理を行うハ ードウェアとソフトウェア、あるいはそれぞれを組み合わせられる。一つの例と して、内部方式から24fpsの信号を、非インターレースやラインダブルのような フィールドを倍化する技術を使って、48fpsの信号に変換する。その後、この処 理はフレーム保存技術により、二倍のフレーム・レート96fpsの出力を提供しま す。これらの表示関連の改善も、本発明と直接組み合わせることで、本発明の範 囲内に含まれる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 表示機器と共に使用されるように構成された複数方式オーディオ /ビデオ制作システムにおいて、 複数の表示方式の内の一つのオーディオ/ビデオ番組を代表する信号を 受け取る入力手段と、 非同期の番組記録と再生機能を含む大容量映像記録手段と、 オペレータ制御手段と、 前記入力手段と、前記大容量映像記憶手段と、前記制御手段と通信がで き、ユーザーが、 (a) 前記入力手段を通して受け取った番組の表示方式を、中間制作 方式に変換し、 (b) 前記大容量映像記憶手段に関連した非同期の記録や再生機能を 使用して前記入力を手段を通して受け取った番組のフレーム・レー ト変換を実行し、 (c) 前記入力手段を通して受け取った番組とは異なる表示方式ある いは異なるフレーム・レートを持つ番組を出力する、 という操作ができるグラフイックプロセッサーと、 を備えたことを特徴とする前記システム。 ２．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおいて 、前記グラフィックプロセッサーが、前記入力番組の表示方式にかかわらず、標 準のテレビ方式の番組を出力するように構成されている、前記システム。 ３．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおいて 、前記グラフィックプロセッサーが、前記入力番組の表示方式にかかわらず、ワ イドスクリーン方式の番組を出力するように構成されている、前記システム。 ４．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおいて 、 前記グラフィックプロセッサーが、前記入力番組の表示方式にかかわらず、向上 した解像度の方式の番組を出力するように構成されている、前記システム。 ５．請求の範囲４記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記向上した解像度の方式はHDTV方式である、前記システム。 ６．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記グラフィックプロセッサーが、前記入力番組の表示方式にかかわらず、 映画と互換性のある方式の番組を出力するように構成されている、前記システム 。 ７．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記グラフィックプロセッサーが、さらに前記入力手段から受け取った番組 に対して、パン操作とスキャン操作を行うように構成されている、前記システム 。 ８．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記グラフィックプロセッサーが、さらに前記入力手段から受け取った番組 に対して補間操作を行ない、入力表示方式に比較して制作方式に関連するピクセ ル数を拡大するように構成されている、前記システム。 ９．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記グラフィックプロセッサーが、さらに前記入力手段から受け取った番組 に対して補間操作を行ない、入力表示方式に比較して制作方式に関連するピクセ ル数を減少するように構成されている、前記システム。 10．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記大容量映像記録手段は、フレーム・レート変換を行うために、少なくと も120分の番組素材を保存するために、十分な容量を持つ、前記システム。 11．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、可搬型メディアの大容量映像記録手段方式を含む、前記システム。 12．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、さらに前記大容量映像記録手段に番組を記録する前に前記番組にデータ圧縮 操作を実行する手段を有する、前記システム。 13．請求の範囲１記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記中間制作方式が毎秒２４フレームのフレーム・レートに基づいている、 前記システム。 14．ユーザー入力手段とカラー表示機器とを持つ汎用目的のコンピュータ のプラットフォームの一部をなす複数方式オーディオ／ビデオ制作システムにお いて、 複数の入力の方式の一つの入力ビデオ番組を受け取る手段と、 高容量ビデオ記録手段と、 前記高容量ビデオ記録手段内に記録して、そしてカラー表示機器上でレ ビューするため、必要ならば、前記入力番組を24毎秒フレーム(fps)の制作方式 に変換する手段と、 前記入力番組から直接に、あるいは前記記録手段に記憶されたものか ら、前記制作方式を以下の一つあるいは二つ以上の出力方式に変換する手段と、 30fpsのNTSC、 25fpsのPAL/SECAM、 25fpsのＨＤＴＶＮ 30fpsのＨＤＴＶ、そして 24fpsの映画互換ビデオ、 を備えたことを特徴とする前記システム。 15．請求の範囲14記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにおい て、前記出力方式に変換する手段が、さらに前記制作方式に関連するピクセ ル数を拡張するために補間手段を含む、前記システム。 16．請求の範囲14記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにお いて、前記高容量ビデオ記録手段が、必要とするフレーム・レートを持った出力 方式の番組を供給する為に、非同期の番組記録と再生をすることができる能力を 含む、前記システム。 17．請求の範囲14記載の複数方式オーディオ/ビデオ制作システムにお いて、前記非同期番組の記録と再生の能力は、毎秒24フレームの制作方式のフレ ーム速度から、毎秒25フレームの出力のフレーム速度に、フレーム速度を早める ことに用いられる、前記システム。 18．カラーモニターを持つ高性能パーソナルコンピューターにおいて、 ビデオ番組を制作する方法であって、 入力ビデオ番組を受け、 この入力ビデオ番組を、予め決められたフレーム・レートとピクセル の画像の大きさを持つ制作方式に変換し、 フレーム・レート変換を行う為に、非同期で番組を記録し再生できる 大容量ビデオ記録手段を提供し、 前記制作方式とは異なってもよい所望のフレーム・レートとピクセル の画像の大きさを持つ編集されたバージョンの番組を出力するため、前記大容量 ビデオ記録手段を選択的に使用して、前記制作方式のビデオ番組を処理する、 という各段階を有する、前記方法。 19．請求の範囲18の方法において、前記制作方式のピクセルの大きさより 大きいピクセルの大きさを持つ編集された版のビデオ番組を出力するため、前記 制作方式の前記ビデオ番組を補間する段階をさらに含む、前記方法。 20．請求の範囲18の方法において、受け取った前記入力ビデオ番組に関 連して、パン操作とスキャン操作の制御の段階をさらに含む、前記方法。 21．請求の範囲18の方法において、前記大容量ビデオ記録手段は最低120 分の番組素材を保存するために十分な容量を含む、前記方法。 22．請求の範囲18の方法において、さらに可搬型大容量映像記録手段を提 供する段階を含む、前記方法。 23．請求の範囲18の方法において、さらに前記制作方式の前記ビデオ番 組をデータ圧縮する段階を含む、前記方法。 24．請求の範囲18の方法において、前記予め決められたフレーム・レー トは24fpsである、前記方法。 25．請求の範囲17の方法において、前記制作方式の前記ビデオ番組を処 理する段階は、さらに、入力方式に比較して、前記制作方式に関連するピクセル の数を拡大するように、入力を通して受け取った番組の補間操作を行う段階を含 む、前記方法。 26．請求範囲17の方法において、前記制作方式の前記ビデオ番組を処理 する段階は、さらに、入力方式に比較して、前記制作方式に関連するピクセルの 数を減少させるように、入力を通して受け取った番組の補間操作を行う段階を含 む、前記方法。 27．請求範囲17の方法において、前記制作方式の前記ビデオ番組を処理 する段階は、表示番組の視覚の中心部をパンとスキャンする段階を含む、前記方 法。 28．請求範囲17の方法において、前記制作方式の前記ビデオ番組を処 理する段階は、番組の視聴を制限するのに使われる、予め決められた基準を提供 する手段を含む、前記方法。