JP2005078726A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な回路構成とすることなく低コストにて、複数台のカメラ装置間でタイマー計時時刻を同期させて、各カメラ装置で撮影された映像信号に共通化した時間情報を付加することで、カメラ装置間の各画面の相対時間関係を２フレーム以内といったように僅かな誤差で一義的に関係付けることを実現する。
【解決手段】撮影した映像信号に時間情報を付加するカメラ装置１を複数台備えたカメラシステムにおいて、各カメラ装置１では、タイマー３２で映像の撮影時間を計時し、ＤＶＤ書込み制御部３４が計時した時間情報を撮影した映像信号に対応付けてＤＶＤ４に記録する。ここで、外部からのリセット信号を各カメラ装置１の割込みタイマーリセット部３５に入力することにより、各タイマー３２を同時にリセットすることができ、各カメラ装置１で映像信号に付加される時間情報を共通化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数台のカメラ装置で撮影された映像信号に互いに整合した時間情報を付加するカメラシステムに関し、特に、ハードディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのデジタル蓄積メディアを用いて映像データを記録するシステムに適用して好適な技術に関する。

カメラ装置で撮影した映像信号には、当該映像を編集処理する際に編集位置を把握する等の目的で、撮影時における時間の情報がタイムコード等の形式で付加される。
このような映像信号に付加される時間情報は、下記に説明するような種々な役割がある。

・アナログテープにおけるタイムコードの役割
アナログテープの編集におけるタイムコードの役割は、フレームに付したタイムコードに基づいて、カットイン、カットアウトを行なうことにある。つまり、アナログテープに記録された映像には番号がないため、タイムコードで番号付けを行ない、タイムコード番号によってテープの巻き戻し、先送り、記録、再生、消去を制御する。

更に、複数のカメラ装置で同時撮影を行なう場合には、タイムコードは大きな意味をもっている。最も分かり易い例は、「映像と音声のずれ」であり、例えば、オーケストラの演奏を複数台のカメラ装置で撮影して収録した場合、音声は１本のテープに録音するとして、全体を映すカメラ装置、演秦者の指の動きをアップで映すカメラ装置、コーラスの顔のアップを映すカメラ装置等が、音声に対し、時間のずれがあると不自然感が出てしまう。
指の動きと音楽のずれ、顔の動きと歌のずれ等は、一般に、２フレーム以内でなければならないとされている。
このように複数のカメラ装置で同時撮影を行なう場合には、各カメラ装置のタイムコード時間合わせや、編集においてカメラ装置毎の各シーンを抜き出して貼り合わせる作業等で、タイムコードでフレーム管理することでカメラ装置間の時間のずれを抑えることができる。

・ＳＭＰＴＥタイムコード（コード規格）の利用
ＳＭＰＴＥタイムコードには２つのタイプがあり、１つはＬＴＣ（Linear Time Code）と呼ばれるもので、アナログオーディオトラックにエンコードされた信号として記録される。もう１つはＶＩＴＣ（Vertical Time Code）と呼ばれるもので、ビデオ信号の垂直同期期間（垂直ブランキング期間：ＶＢＬ）の１０〜２０のライン中の２ラインに格納される。
ＶＩＴＣで考えると、タイムコードジェネレータはフレームのＶＢＬ（仮にＯＤＤ側）にコードパターン（時間情報）が挿入された信号を発生する。この信号を各カメラ装置が受けてコード判別すると同時に映像のＶＢＬ期間内にコードパターンを挿入する。

図２に、従来のタイムコード付加の概念図を示す。
フレーム間誤差“０”で各カメラ装置のＯＤＤ側ＶＢＬ（ブランキング期間）に同一のコードパターンを挿入するには、各カメラ装置にゲンロックをかける必要がある。ゲンロックとは、基準映像位相信号とカメラ内映像位相の同期をとることであり、複数のカメラ装置に対して、共通の基準映像位相信号でロックさせることでカメラ装置間の映像位相の同期をとる。
カメラ装置間で同一のコードパターンが挿入されていれば、編集システムでこのコードパターンをデコードすることで、カメラ装置間の時間管理が可能となる。

・ノンリニア編集におけるタイムコード
ー方、デジタル化されて、一旦、カメラ装置で撮影した映像信号（素材）をハードディスクに取り込み、その後、ＰＣ（コンピュータ）の制御で編集処理を行なうノンリニア編集では、タイムコードの意義も変わってくる。
ハードディスクに取り込まれた素材は、映像テープとは異なり、対象フレームに直接アクセスすることができ、各フレームには編集ソフトで簡単に番号付けすることができる。したがって、素材そのものにタイムコード情報がなくとも、カットイン、カットアウトのアクセスはフレーム番号により簡単に実行可能である。

しかしながら、複数台のカメラ装置により同時撮影する場合には、アナログテープの場合と同様に、カメラ装置間の位相をフレーム精度で管理する必要があるため、カメラ装置内にタイムコードを所有し、各カメラ装置間を共通のタイムコードロック用信号で時間合わせをしなければならない。
特開平５―１４８６９号公報

上記のように、アナログテープを用いた場合のみならず、ハードディスクやＤＶＤを用いたデジタル記録システムにおいても、複数台のカメラ装置で同時撮影を行なう場合には、カメラ装置間の時間管理を行なう必要がある。
しかしながら、特に、対象データがデジタル映像であり、ＭＰＥＧ等の圧縮フォーマットであり、メディアがハードディスクやＤＶＤである場合には、テープにおけるブランキング期間という概念はなく、従来のようなタイムコード情報をブランキング期間に直接挿入する方式は適用できない。

例えば、ＤＶＤの場合、フォーマットはＭＰＥＧでＧＯＰ（Group of Pictures）と呼ばれる１５フレームが基本単位であり、その単位でＤＶＤのメモリ領域に時間情報を格納する領域が存在する。最終的には、この領域に時間情報を格納するのであるが、従来のタイムコード信号を利用する場合、先ず、タイムコード信号からタイムコード情報を抜き取り、その時間情報をフレーム毎にデコードし、１５フレームのＧＯＰ単位の先頭フレームの時間情報を抜き出して、時間情報格納領域に格納する必要がある。
これを実現するには、上記説明したように、タイムコード信号と各カメラ装置間でゲンロックをかける必要があり、回路構成が複雑化してしまうという課題があった。また、ゲンロック関係の回路構成だけでなく、当該回路に伴ってタイムコード信号デコード回路や設定回路なども必要であり、タイムコード信号処理関係の回路構成が複雑化して、製品コストが上がってしまうという課題があった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、回路構成を複雑化してしまうゲンロック関係の回路構成を必要とすることなく、複数台のカメラ装置間の高精度な時間管理を実現することを目的としている。

本発明では、撮影した映像信号に時間情報を付加するカメラ装置を複数台備えたカメラシステムにおいて、タイムコード受信回路やゲンロック関係の回路を設ける代わりに、各カメラ装置に、映像の撮影時間を計時するタイマーと、タイマーで計時した時間情報を撮影した映像信号に時間情報を付加する時間情報付加手段と、タイマーの計時基準時をリセットする外部入力を受け付けるリセットインタフェースと、を設け、各カメラ装置にリセットを同時にかけることにより、各カメラ装置間でタイマーを時間合わせする。

なお、リセットインタフェースは、例えば、各カメラ装置に設けた操作ボタンとして、複数台のカメラ装置に対して作業者が同時にリセット入力するようにしてもよい。この他の態様として、リセットインタフェースを、例えば、各カメラ装置に設けた受光器として、これらカメラ装置に向けて同時に光を照射して、受光器が光電変換した信号によって各タイマーを同時リセットするようにしてもよい。また、リセットインタフェースを、例えば、各カメラ装置に設けたリセット信号入力端子として、これら信号入力端子にケーブル接続した信号発生器からリセット信号を入力して、各タイマーを同時リセットするようにしてもよい。

より具体的に説明すると、本発明では、タイムコード受信回路やゲンロック関係の回路を設ける代わりに、各カメラ装置内に時間情報管埋用のタイマー機能を設ける。なお、テレビジョンカメラ装置等のようにコンピュータ制御機能を有するカメラ装置には、マイコンが内蔵されているので、タイマー機能は回路を追加することなく、ソフトウェアの追加で簡単に実現できる。
そして、例えば、メディアがハードディスクで、フォーマットはＭＰＥＧである場合、ソフトウエア設定により、各カメラ装置においてＧＯＰ単位でマイコンに割り込みをかけ、その時点のタイマーが計時した時間情報をハードディスク内の時間情報格納領域に書き込む処理を行う。

各カメラ装置のタイマー機能に対しては、必要に応じて、インタフェースから同時にリセット信号を入力して、各カメラ装置のタイマーを２フレーム（２画面）以内の誤差精度でリセットして時刻情報を共通化することができる。したがって、タイマーの計時時刻を共通化し、共通化されたタイマー計時された時間情報を映像信号の所定位置に付加することで、複数のカメラ装置間の各映像信号の画面相対時間関係を２フレーム以内といったように極めて微小な誤差で一義的に関係付けることができる。
なお、リセット信号によりリセットを行なうタイマーは相対時間合わせ用と言うことができるが、これとは別に、各カメラ装置に絶対時刻を示すタイマーも設け、相対時間と絶対時間の両方を記録するようにしてもよい。

本発明によると、複雑な回路構成とすることなくコスト低減を実現しつつ、複数台のカメラ装置間でタイマ計時時刻を同期させることができ、これによって共通化されたタイマー時刻に基づいて、各カメラ装置で撮影された映像信号に時間情報を付加することで、カメラ装置間の各画面の相対時間関係を例えば２フレーム以内といったように僅かな誤差で一義的に関係付けることができる。

本発明の一実施形態に係るカメラシステムを説明する。
図１には、本実施形態に係るカメラシステムの機能的な構成を示してある。
ここで、図１には、カメラＡとＢとの２台のテレビジョンカメラ装置１を示しているが、勿論、３台以上のカメラ装置を備えるようにしてもよい。
また、本実施形態では、各カメラ装置１は同一な構成を有しているので、同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

カメラ装置１は、映像信号をＭＰＥＧ方式で圧縮処理するＭＰＥＧ圧縮部２と、タイマー計時や各機能部の制御を行うマイコン３と、映像信号やタイマー計時された時間情報を記憶するＤＶＤ４とを有している。なお、上記映像信号は、カメラ装置に備えられた光学レンズや撮像管等からなる撮影部（図示せず）から出力される。
本実施形態は、記録メディアをＤＶＤ４とし、圧縮フォーマットをＭＰＥＧとしており、ＤＶＤ４の記憶領域には、圧縮された映像信号を記憶する映像情報記憶領域４１の他に、１５フレームが基本単位のＧＯＰ単位でタイマー計時された時間情報を格納する時間情報書込み領域４２が設けられている。

マイコン３は、予め設定されたプログラムソフトウエアに従って下記のような処理を実行し、この処理の実行に必要な機能部として、ＭＰＥＧ圧縮制御部３１、時間情報管理専用タイマー３２、時間情報書込み処理部３３、ＤＶＤ書込み制御部３４、割込みタイマーリセット部３５を構成している。
なお、本実施形態では、後述のようにタイマー３２の計時をリセットするため、当該タイマー３２は時間情報管理に専用として、マイコン３の制御処理に必要なクロックを出力する制御用タイマー（図示せず）とは別個にしてマイコン制御に支障がないようにしている。

ＭＰＥＧ圧縮制御部３１はＭＰＥＧ圧縮部２による圧縮処理を制御し、時間情報管理専用タイマー３２は当該カメラ装置における時間を計時し、時間情報書込み処理部３３はＧＯＰ毎にタイマー３２による計時時間情報を読出し、ＤＶＤ書込み制御部３４は圧縮処理された映像信号の映像情報記憶領域４１への書込み及びＧＯＰ毎に読出された計時時間情報の時間情報書込み領域４２への書込みを制御し、割込みタイマーリセット部３５は外部から入力されるリセット信号に応じて時間情報管理専用タイマー３２の計時処理をリセットする。

ここで、本実施形態では、マイクロホン５と、マイクロホン５に入力された所定レベル以上の音に応じてリセット信号を発生するリセット信号発生器６とが備えられており、リセット信号発生器６は各カメラ装置１の割込みタイマーリセット部３５にケーブル７により接続されている。
したがって、本実施形態では、カメラシステムが設置された場所で手を叩く等によって所例レベル以上の音を発生させることにより、リセット信号を外部から入力しており、ケーブル７を接続する端子や割込みタイマーリセット部３５が外部からリセット入力を受け付けるインタフェースを構成している。

上記のようにして音を発生することにより、タイマーリセット信号が各カメラ装置１のタイマー３２に同時に入力され、各タイマー３２により計時される時刻情報が一致して時間情報が共通化される。
なお、一般に、このようなタイマーリセット処理は、カメラ装置を撮影場所に設置した時の初期設定作業において行われ、各タイマー３２のリセット処理が終了した後は、各カメラ装置１からケーブル７は取外される。

上記構成のカメラシステムによると、カメラ装置１で撮影された映像信号はＭＰＥＧ圧縮制御部３１による制御の下にＭＰＥＧ圧縮部２で圧縮されて、ＤＶＤ書込み制御部３４の制御の下にＤＶＤ４の映像情報記憶領域４１に書き込み記憶される。
この映像信号記憶処理において、時間情報管理専用タイマー３２は計時処理を行っており、当該圧縮映像信号のＧＯＰ毎に時間情報書込み処理部３３がタイマー３２が計時している時刻を時間情報として読出し、ＤＶＤ書込み制御部３４の制御の下に読み出された時間情報がＤＶＤ４の時間情報書込み領域４２に書き込み記憶される。

ここで、ＤＶＤ書込み制御部３４は圧縮映像信号のＧＯＰと対応する時間情報とをポインタ等で関連付けてそれぞれの記憶領域４１、４２に格納しており、映像情報記憶領域４１に記憶された圧縮映像信号にはそのＧＯＰ毎にタイマー計時に基づく時間情報が付加されている。
したがって、ＤＶＤ４に格納された圧縮映像信号を編集処理する場合には、当該映像信号は時間情報をもってＧＯＰ毎に画像を位置特定することができる。

このように各カメラ装置１毎では、撮影した映像信号をその撮影時刻を表す時間情報を付加して記録することができるが、これら複数のカメラ装置１間の時間合わせは、各タイマー３２を同時にリセットすることにより実現することができる。
タイマー３２を合わせるために、上記のように外部リセット信号を各カメラ装置１の割込みタイマーリセット部３５に入力し、各タイマー３２を同時にリセットする。このようなリセット処理により、各カメラ装置１におけるタイマー計時される時間情報は共通化され、各カメラ装置１に記憶された映像信号同士を共通な時刻情報に基づいてその画像位置を特定し、所望の編集処理を容易に行うことができる。

ここで、外部リセット信号の入力タイミングは絶対時刻に従ったものではないので、上記のリセット処理を行うことにより、時間情報管理専用タイマー３２で計時される時刻は絶対時刻とずれてしまうが、各カメラ装置１の映像信号同士を同期させればよいので、必ずしも絶対時刻を必要としない。
しかしながら、編集時には絶対時刻を基準とした時間管理をする必要も場合によっては生ずるので、これに対応するために、マイコン３内に時間情報管理専用タイマー３２とは別に絶対時刻を計時する絶対時刻タイマーを設け、リセット処理を行う時間情報管理専用タイマー３２により計時された時間情報（以下、相対時刻と言う。）と、リセット処理を行わない絶対時刻タイマーにより計時された時間情報（以下、絶対時刻と言う。）とをそれぞれＤＶＤ４に記憶させておけばよい。

このようにすると、相対時刻はカメラ装置１間で一致しているが、絶対時刻はカメラ装置１間でずれていることとなる。
例えば、カメラ装置Ａに記録された映像信号とカメラ装置Ｂに記録された映像信号とを編集装置（ＰＣ）に取り込んで編集処理を行う場合、編集装置では、絶対時刻としてカメラ装置Ａの時間情報を用い、カメラ装置Ａとカメラ装置Ｂとの画像をフレーム単位で合わせるときには相対時刻の時間情報を用いればよい。

なお、上記のように２種類の時間情報を使い分けることが煩わしい場合には、絶対時刻と相対時刻の時間情報を用いて、時間を振り直すようにすればよい。
例えば、カメラ装置Ａにおいて絶対時刻の値が“０”の時の相対時刻の値を基準時間として、当該基準時間に基づいて、カメラ装置Ａとカメラ装置Ｂの絶対時刻を振り直すことで、カメラ装置Ａとカメラ装置Ｂとの絶対時刻を合わせることが可能である。

本発明の一実施形態に係るカメラシステムの構成図である。 タイムコード付加を説明する図である。

符号の説明

１：カメラ装置、 ２：ＭＰＥＧ圧縮部、
３：マイコン、 ４：ＤＶＤ、
５：マイクロホン、 ６：リセット信号発生器、
７：ケーブル、 ３２：タイマー、
３５：割込みタイマーリセット部、

Claims (1)

1. 撮影した映像信号に時間情報を付加するカメラ装置を複数台備えたカメラシステムにおいて、
   各カメラ装置に、映像の撮影時間を計時するタイマーと、タイマーで計時した時間情報を撮影した映像信号に時間情報を付加する時間情報付加手段と、タイマーの計時基準時をリセットする外部入力を受け付けるリセットインタフェースと、を備えたことを特徴とするカメラシステム。

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