JP2009033767A - 動画像記録装置、及び、動画像記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示を所望する静止画の数に応じてＩピクチャを設定し、動画像を符号化できる動画像記録装置、及び、動画像記録方法を提供する。
【解決手段】ＭＰＥＧの符号化方式を適用して動画像を圧縮記録する動画像記録装置において、ＭＰＥＧのＮパラメータを変更する変更手段を設けたので、ＧＯＰ内のピクチャ数を自由に変化させることができ、例えば、動画像の中から画質のよい画面を選んで静止画表示する際の画面選択の自在性を向上することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、動画像記録装置、及び、動画記録方法に関し、詳しくは、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）標準の符号化方式を適用して動画像の圧縮記録を行う動画像記録装置、及び、動画像記録方法に関する。

ＭＰＥＧは、蓄積メディア系や通信メディア系への動画像適用を目的としてＣＣＩＴＴ Ｈ．２６１（テレビ電話、テレビ会議用符号化）から発展した符号化標準である。ＭＰＥＧは、ＭＣ（Motion Compensation；動き補償）やＤＣＴ（Discrete Cosine Transform；離散コサイン変換）などの符号化ツールを持つ点で基本的にＨ．２６１と共通するが、早送り、巻戻し、途中再生及び逆転再生などのトリックモードを実現するための特殊な構造、すなわち、ＧＯＰ（Group Of Pictures）構造を持つ点で相違する。

図７は、ＭＰＥＧのシンタクス（構文；ビット・ストリームの満たすべき順序と内容）である。このシンタクスは、シーケンスヘッダとシーケンスエンドの間に幾つかのＧＯＰを持つシーケンス層と、その下位のＧＯＰ層からなり、ＧＯＰ層はＧＯＰヘッダの後にｎ個のピクチャフレーム（符号化された画面データ）を持つ構造になっている。

一つのＧＯＰがランダムアクセスの１単位であり、この単位で上述のトリックモードを可能にする。ｎ個のピクチャフレームのタイプ（ピクチャタイプ）は、Ｉピクチャ（略号：Ｉ）、Ｐピクチャ（略号：Ｐ）又はＢピクチャ（略号：Ｂ）の何れかであり、各ピクチャタイプの内容は、以下のとおりである。
（１）Ｉピクチャ
フレーム内符号化画像（Intra-Coded Picture）の略。画面の全てをイントラ符号化する画像である。ＧＯＰ内の独立性（参照画像を必要としない）を持つ点で他のピクチャタイプと異なる。
（２）Ｐピクチャ
フレーム間順方向予測符号化画像（Predictive-Coded Picture）の略。前のＩピクチャ又はＰピクチャから順方向予測される画像である。
（３）Ｂピクチャ
フレーム内挿双方向予測符号化画像（Bidirectionally Predictive-Coded Picture）の略。前後のＩピクチャ又はＰピクチャから双方向予測される画像である。

図８は、ＧＯＰ構造の一例を示す図であり、ＧＯＰのピクチャ数（Ｎパラメータ）を“１５”とするとともに、ＩピクチャとＰピクチャの周期（Ｍパラメータ）を“３”とした場合の例である。すなわち、１ＧＯＰが１５枚のフレームで構成されており、且つ、Ｉピクチャ（又はＰピクチャ）から次のＰピクチャまでのフレーム数が３枚の場合の例を示している。

図８において、Ｉピクチャは参照画像を必要としないイントラ符号化画像であるが、ＰピクチャとＢピクチャは、それぞれ順方向と双方向の予測符号化画像であり、図に示すように、Ｐピクチャは既に符号化済みのＩピクチャ又はＰピクチャを参照画像とし、Ｂピクチャは前後のＩピクチャ又はＰピクチャを参照画像として、それぞれ順方向予測及び双方向予測された画像である。

図９は、原画像の画面順（Ｂ０、Ｂ１、Ｉ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｐ５、……）が符号化処理の段階で一部入れ替わり、再生画像の段階で元の並び順に復帰する様子を表す図である。符号化処理段階におけるＢピクチャの挿入は、その前後のＩピクチャ（又はＰピクチャ）とＰピクチャの符号化後に行われる。例えば、原画像のＢ３、Ｂ４に着目すると、Ｉ２とＰ５の符号化後、これらのＩ２とＰ５を参照画像にしてＢ３、Ｂ４が符号化され、Ｉ２とＰ５の後に挿入される結果、原画像の段階で「Ｉ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｐ５」であった並び順が、「Ｉ２、……、Ｐ５、Ｂ３、Ｂ４」と入れ替わることになる。

ここで、ＧＯＰ構造の重要なパラメータは、上述の“Ｎパラメータ”と“Ｍパラメータ”、すなわち、ＧＯＰ内のピクチャ数（Ｎ）と、Ｉ又はＰピクチャの現れる周期（Ｍ）である。これらのパラメータに使用上の制限はない。（１）ビットストリーム上でＧＯＰの最初がＩピクチャであることと、（２）原画像の並び順でＧＯＰの最後がＩ又はＰピクチャであるという条件を満たしている限り、値の選択は自由であるが、実際には画質や動画像の動きなどから最適と思われる値が設定されている。

例えば、Ｍは２〜３程度の値に選ばれることが多く、また、Ｎはランダムアクセス単位が０．４秒〜１秒程度になるような値に選ばれることが多い。ちなみに、Ｍの最適値は動画像の動き（激しい動きは小さなＭ、穏やかな動きは大きなＭ）で決まるが、Ｎの最適値は画質とランダムアクセス単位の妥協で決まる。これは、Ｎを小さくするとランダムアクセス単位がきめ細かくなって、トリックモードの利便性向上を図ることができる点で好ましい反面、符号化効率が低下して画質の劣化を招くからである。

図１０は、従来のＧＯＰ層生成処理を示す原理的なフローチャートである。このフローチャートにおいて、“ＣＮ”、“ＣＭ”、“ｉ”及び“ｉΣ”は変数であり、その用途は次のとおりである。
ＣＮ：Ｎパラメータ（ＧＯＰ内のピクチャ数）の格納用変数
ＣＭ：Ｍパラメータ（Ｉ又はＰピクチャの現れる周期）の格納用変数
ｉ ：Ｉ又はＰピクチャの現れる周期を数えるためのカウンタ変数
ｉΣ：ＧＯＰ内のピクチャ数を数えるためのカウンタ変数

このフローチャートでは、まず、変数ＣＮとＣＭにＮパラメータとＭパラメータをセットし（Ｓ１）、変数ｉとｉΣに初期値（０）をセット（Ｓ２、Ｓ３）して初期化処理を実行した後、以降のピクチャ生成処理（Ｓ４〜Ｓ１３）を実行する。

ピクチャ生成処理では、まず、原画像の画面ＧｉΣを読み込み（Ｓ４）、次いで、ｉΣ＝０であるか否かを判定し（Ｓ５）、その判定結果がＹＥＳであれば画面ＧｉΣのフレーム内符号化画像（Ｉピクチャ）を生成し（Ｓ６）、ＮＯであればｉ＜ＣＭであるか否かを判定して（Ｓ８）、その判定結果がＹＥＳであれば画面ＧｉΣのフレーム内挿双方向予測符号化画像（Ｂピクチャ）を生成し（Ｓ９）、ＮＯであれば画面ＧｉΣのフレーム間順方向予測符号化画像（Ｐピクチャ）を生成する（Ｓ１０）。

そして、ＩピクチャとＰピクチャを生成した場合は変数ｉとｉΣの両方をカウントアップし（Ｓ７、Ｓ１２）、Ｂピクチャを生成した場合は変数ｉの初期化（Ｓ１１）と変数ｉΣのカウントアップ（Ｓ１２）を行い、何れの場合も、ｉΣ＝ＣＮであるか否かを判定して（Ｓ１３）、その判定結果がＮＯの場合にＧｉΣの読み込み処理（Ｓ４）以降を繰り返すという処理を実行する。

以上の処理によれば、ｉΣ＝０のときの画面ＧｉΣはビットストリーム上でＧＯＰの最初となる画面であり、前述の条件（１）に当てはまる画面であるから、その画面ＧｉΣはＩピクチャでなければならないが、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６に至るステップによって、かかる条件（１）を満たすことができ、ビットストリーム上でＧＯＰの最初となる画面Ｇ０をＩピクチャにすることができる。
さらに、ビットストリーム上でＧＯＰの最初以降の画面Ｇ１、Ｇ２、……については、変数ｉがＭパラメータ（Ｉ又はＰピクチャの現れる周期）に満たないとき、そのときの画面ＧｉΣをＢピクチャにすることができ、且つ、変数ｉがＭパラメータを満たしたとき、そのときの画面ＧｉΣをＰピクチャにすることができる。

したがって、例えば、Ｎを“２１”、Ｍを“３”と仮定した場合、原画像のＧ０〜Ｇ２０までの画面について、その最初の画面Ｇ０をＩピクチャにできるとともに、以降、ｉ＜ＣＭ、すなわち、ｉ＜３となるときの画面ＧｉΣ（例えば、Ｇ１とＧ２、Ｇ４とＧ５、Ｇ７とＧ８、……）の全てをＢピクチャにでき、且つ、ｉ＝３となるときの画面ＧｉΣ（例えば、Ｇ３、Ｇ６、Ｇ９、……）の全てをＰピクチャにできるから、あらかじめ最適値に設定されたＮパラメータとＭパラメータに応じたピクチャ配列のＭＰＥＧ画像をメディア上に構成することができる。

しかしながら、上記従来の技術にあっては、特にＮパラメータ（ＧＯＰ内のピクチャ数）をあらかじめ最適と思われる値に設定するものであったため、例えば、メディア上の画面配列の中から任意の画面を選択して静止画像として表示（又は出力）する場合に選択画面の自由度が少ないという問題点があった。

例えば、動画像をＭＰＥＧ圧縮して記録するディジタルビデオカメラ（一部の電子スチルカメラを含む）などの画像記録システムにおいては、動画像を構成する１枚若しくは複数枚の画面を任意に抜き出して静止画として画面表示することが行われているが、表示対象の画面はＩ、Ｂ及びＰの三つのピクチャタイプの画面のうちＩピクチャだけに限られている。これは、Ｉピクチャの画面はフレーム内符号化画像であり、他のピクチャタイプに比べて原画像の画質に近い（ＪＰＥＧ画像の復号化画像程度の画質である）からである。

今、動画像を構成する各画像のフレーム周期を便宜的に０．０５秒とし、Ｎパラメータ（ＧＯＰ内のピクチャ数）を“２１”とすると、ランダムアクセス単位は０．０５秒×２１＝１．０５秒になる。このことは、１．０５秒毎にＩピクチャが現れることを意味しているから、１．０５秒間隔で画面を抜き出すことによって原画像の画質に近い静止画を表示することができる。

しかし、かかる選択画面の指定は、“１．０５秒間隔”という制限の下で行わなければならず、上記間隔以外の画面（例えば、０．５秒間隔の画面）を選択できないという不都合があるので、任意の画面を選択して静止画を表示（又は出力）するという点で使い勝手が悪く、この点において、解決すべき問題点がある。

そこで本発明は、表示を所望する静止画の数に応じてＩピクチャを設定し、動画像を符号化できる動画像記録装置、及び、動画像記録方法の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、表示手段と、この表示手段に表示され得る静止画の数をＧＯＰ内のＩピクチャ数として設定する設定手段と、この設定手段によって設定された内容にしたがって、動画像をＭＰＥＧ圧縮して記録する記録手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１のモードまたは第２のモードを選択する選択手段と、この選択手段により前記第１のモードが選択された場合には、前記記録手段に記録された動画像を読み出して前記表示手段に再生表示し、前記第２のモードが選択された場合には、前記記録手段に記録された動画像を読み出し当該動画像に含まれる複数の静止画を読み出して前記表示手段に表示する制御手段とを更に備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、撮像手段を更に備え、前記記録手段は、前記撮像手段によって撮像された動画像をＭＰＥＧ圧縮して記録することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、表示部に表示され得る静止画の数をＧＯＰ内のＩピクチャ数として設定する設定ステップと、前記設定ステップにて設定された内容にしたがって動画像をＭＰＥＧ圧縮してメモリに記録する記録ステップとからなることを特徴とする。

本発明によれば、表示し得る静止画の数に応じてＩピクチャを設定し、動画像を符号化できる動画像記録装置、及び、動画像記録方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、動画（ムービー画像ともいう）記録モードを有する電子スチルカメラを例にして、図面を参照しながら説明する。

図１は、電子スチルカメラの外観図である。図示の電子スチルカメラ１は、特に限定しないが、本体部２と、本体部２に回動可能に取り付けられたカメラ部３とに分かれており、カメラ部３の前面（図面の裏面側）には図示を略した写真レンズが装着されている。写真レンズの後ろには、これも図示を略したＣＣＤ（イメージセンサ）が取り付けられており、後述の撮影モードの際に、写真レンズから取り込まれた被写体の像を映像信号に変換して、高解像度のフレーム画像を生成できるようになっている。

一方、本体部２には、画像（構図調整のためのスルー画像や記録済みのキャプチャー画像若しくはムービー画像の再生画像若しくはムービー画像を構成する各画面のうちｍ個の静止画像）を確認するための平面表示装置、例えば、液晶ディスプレイ４が取り付けられているほか、シャッターキー５を始めとする各種の操作キー類が適宜の位置に取り付けられている。操作キーの種類や呼び方は製造会社や機種によってまちまちであり一意に特定できないが、例えば、プラスキー６、マイナスキー７、メニューキー８、電源スイッチ９、ディスプレイキー１０、撮影モードキー１１、セルフタイマーキー１２、ストロボモードキー１３、ＲＥＣ／ＰＬＡＹキー１４などであり、これら各キーの機能（役割）は、以下のとおりである。

（Ａ）シャッターキー５：
撮影モード時には、その名のとおり“シャッターキー”（半押しで露出とフォーカスを固定し、全押しで画像をキャプチャーする又はムービー撮影を開始する）として働くキーであるが、撮影モードや再生モード時にメニューキー８が押された場合には、液晶ディスプレイ４に表示された様々な選択項目を了解するためのＹＥＳキーとしても働くマルチ機能キーである。
（Ｂ）プラスキー６：
再生画像を選択したり、各種システム設定を選択したりするために用いられるキーである。“プラス”は、その選択方向を意味し、画像選択の場合であれば最新画像の方向、システム設定選択の場合であれば液晶ディスプレイ４の走査方向である。
（Ｃ）マイナスキー７：
方向が逆向きである以外、プラスキーと同じ機能である。

（Ｄ）メニューキー８：
各種システム設定を行うためのキーである。再生モードにおいては、デリートモード（画像の消去モード）をはじめとした各種項目を液晶ディスプレイ４に表示し、撮影モードにおいては、画像の記録に必要な、例えば、記録画像の精細度やオートフォーカスのオンオフなどに加え、さらに、本実施の形態では、ムービー画像の撮影時間を指定するための選択項目を液晶ディスプレイ４に表示する。
（Ｅ）電源スイッチ９：
カメラの電源をオンオフするスイッチである。
（Ｆ）ディスプレイキー１０：
液晶ディスプレイ４に表示された画像に様々な情報をオーバラップ表示するためのキーであり、例えば、撮影モードでは、残り撮影可能枚数や撮影形態（通常撮影、パノラマ撮影又はムービー撮影）などの情報をオーバラップ表示し、再生モードでは、再生画像の属性情報（ページ番号や精細度等）をオーバラップ表示する。

（Ｇ）撮影モードキー１１：
撮影モード時のみ使用可能になるキーである。通常撮影やパノラマ撮影を選択するほか、特に本実施の形態では、ムービー撮影のモードを選択する。
（Ｈ）セルフタイマーキー１２：
セルフタイマー機能をオンオフするキーである。
（Ｉ）ストロボモードキー１３：
ストロボに関する様々な設定、例えば、強制発光させたり、発光を禁止したり、赤目を防止したりするキーである。
（Ｊ）ＲＥＣ／ＰＬＡＹキー１４：
撮影モードと再生モードを切り替えるためのキーである。この例では、スライドスイッチになっており、上にスライドすると撮影モード、下にスライドすると再生モードになる。

図２は、本実施の形態における電子スチルカメラのブロック図である。なお、本実施の形態の電子スチルカメラは、自動露光機能及び自動焦点機能付きであり、これらの機能に特有の要素（例えば、光量測定用センサ、測距センサ、オートフォーカス用駆動機構及びこれらの制御機構など）を備えているが、図示の簡単化のためにブロック図には記載していない。

図２において、１５は写真レンズ、１６はＣＣＤ（イメージセンサ）、１７は水平・垂直ドライバ、１８はタイミング発生器（ＴＧ）、１９はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、２０はアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ）、２１はカラープロセス回路、２２はビデオトランスファー回路、２３はバッファメモリ、２４は圧縮・伸長回路（発明の要旨に記載の変更手段に相当）、２５はフラッシュメモリ、２６はＣＰＵ、２７はキー入力部、２８はディジタルビデオエンコーダ、２９はバスである。

これら各部の機能は、概ね以下のとおりである。
（ａ）写真レンズ１５：
ＣＣＤ１６の受光面上に被写体の像を結ばせるためのものであり、自動焦点機能のための焦点合わせ機構を備えている。なお、ズーム機能を備えたり、沈胴式であったりしてもよい。
（ｂ）ＣＣＤ１６：
電荷をアレイ状に転送する固体撮像デバイスである。電荷結合素子とも呼ばれる。アナログ遅延線などに用いられるものもあるが、本明細書では、特に、二次元の光学情報を時系列（シリアル列）の電気信号に変換する固体のイメージセンサーを指す。

一般にＣＣＤは、多数の光電変換素子をアレイ状に並べた光電変換部と、光電変換素子の出力電荷を蓄積する電荷蓄積部と、電荷蓄積部の電荷を所定の方式で読み出す電荷読み出し部とから構成されており、光電変換素子の一つ一つが画素になる。例えば、有効画素数が１００万画素のＣＣＤでは、少なくともアレイの桝目が１００万個並んでいることになる。以下、説明の都合上、図示のＣＣＤ１６の有効画素数を１２８０×９６０とする。すなわち、行方向（横方向）に１２８０個、列方向（縦方向）に９６０個の画素で構成された、１２８０列×９６０行のアレイ構造を有しているとする。

なお、本実施の形態のＣＣＤ１６はカラーＣＣＤである。一般にＣＣＤの画素情報そのものは色情報を持っていないため、カラーＣＣＤでは前面に色フィルター（光の三原色を用いた原色フィルター又は色の三原色を用いた補色フィルター）を装着する。

また、ＣＣＤは、電荷の読み出し方式によって二つのタイプに分けることができる。第１は、信号を読み出すときに画素を一つずつ飛ばす「飛び越し読み出し方式」（インターレースＣＣＤとも言う）のタイプであり、第２は、全画素を順番に読み出す「全面読み出し方式」（プログレッシブＣＣＤとも言う）のタイプである。電子スチルカメラでは第２のタイプがよく用いられるものの、昨今の１００万画素を越えるメガピクセル級の電子スチルカメラでは第1のタイプを用いることもある。以下、説明の便宜上、本実施の形態のＣＣＤ１６は、第２のタイプ（全面読み出し方式）とする。

（ｃ）水平・垂直ドライバ１７とタイミング発生器１８：
ＣＣＤ１６の読み出しに必要な駆動信号を生成する部分であり、本実施の形態のＣＣＤ１６は、全面読み出し方式と仮定されているから、ＣＣＤ１６の各列を次々に指定しながら行単位に画素の情報を転送する（読み出す）ことができる駆動信号、要するに、１２８０列×９６０行のアレイ構造の左上から右下の方向（この方向はテレビジョンの走査方向に類似する）に画素情報をシリアルに読み出すための水平・垂直それぞれの駆動信号を生成するものである。
（ｄ）サンプルホールド回路１９：
ＣＣＤ１６から読み出された時系列の信号（この段階ではアナログ信号である）を、ＣＣＤ１６の解像度に適合した周波数でサンプリング（例えば、相関二重サンプリング）するものである。なお、サンプリング後に自動利得調整（ＡＧＣ）を行うこともある。
（ｅ）アナログディジタル変換器２０：
サンプリングされた信号をディジタル信号に変換するものである。

（ｆ）カラープロセス回路２１：
アナログディジタル変換器２０の出力から輝度・色差マルチプレクス信号（以下、ＹＵＶ信号と言う）を生成する部分である。ＹＵＶ信号を生成する理由は、次のとおりである。アナログディジタル変換器２０の出力は、アナログかディジタルかの違い及びサンプリングやディジタル変換の誤差を除き、実質的にＣＣＤ１６の出力と一対一に対応し、光の三原色データ（ＲＧＢデータ）そのものであるが、このデータはサイズが大きく、限られたメモリ資源の利用や処理時間の点で不都合をきたす。そこで、何らかの手法で多少なりともデータ量の削減を図る必要がある。ＹＵＶ信号は、一般にＲＧＢデータの各要素データ（Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータ）は輝度信号Ｙに対して、Ｇ−Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの三つの色差信号で表現できるうえ、これら三つの色差信号の冗長を取り除けば、Ｇ−Ｙを転送しなくてもよく、Ｇ−Ｙ＝α（Ｒ−Ｙ）−β（Ｂ−Ｙ）で再現できる、という原理に基づく一種のデータ量削減信号と言うことができる。ここで、αやβは合成係数である。

なお、ＹＵＶ信号をＹＣｂＣｒ信号（ＣｂとＣｒはそれぞれＢ−ＹとＲ−Ｙ）と言うこともあるが、本明細書ではＹＵＶ信号に統一することにする。また、ＹＵＶ信号の信号フォーマットは、輝度信号と二つの色差信号のそれぞれを独立して含む“コンポーネント”と呼ばれる固定長の三つのブロックで構成されており、各コンポーネントの長さ（ビット数）の比をコンポーネント比と言う。変換直後のＹＵＶ信号のコンポーネント比は１：１：１であるが、色差信号の二つのコンポーネントを短くする、すなわち、１：ｘ：ｘ（但し、ｘ＜１）とすることによってもデータ量を削減できる。これは、人間の視覚特性は輝度信号よりも色差信号に対して鈍感であると言うことを利用したものである。

（ｇ）ビデオトランスファー回路２２：
ビデオトランスファー回路２２は、カラープロセス回路２１、バッファメモリ２３、ディジタルビデオエンコーダ２８及び圧縮・伸張回路２４の間を行き来するデータの流れをコントロールするものである。

なお、“流れ”とは、カラープロセス回路２１、バッファメモリ２３、ディジタルビデオエンコーダ２８及び圧縮・伸長回路２４の間を行き来するデータの動きを概念的に捉えた便宜上の表現であり、その言葉自体に格別の意味はないものの、一般にディジタルシステムにとっては、データの素早い動きはその性能を直接に左右し、とりわけ大量の画素情報を取り扱う電子スチルカメラにとっては、（データの素早い動きは）当然配慮されなければならない設計条件の一つであるから、上記流れのすべて又は一部は高速データ転送の手法を駆使したデータの流れを意味するものである。すなわち、すべての流れは、例えば、ＤＭＡ（directmemory access）転送による流れであり、ビデオトランスファー回路２２は、それに必要な制御部（ＤＭＡコントローラ）やその他の周辺部分（例えば、転送速度調節のためのＦＩＦＯメモリ及びインターフェース回路など）を含み、これら各部の働きによって、カラープロセス回路２１、バッファメモリ２３、ディジタルビデオエンコーダ２８及び圧縮・伸長回路２４の間の“素早いデータ転送”（例えば、ＤＭＡ転送）を可能にするものである。

（ｈ）バッファメモリ２３：
書き換え可能な半導体メモリの一種であるＤＲＡＭで構成されている。一般にＤＲＡＭは記憶内容を保持するために、データの再書込み（リフレッシュ）をダイナミックに行う点でスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）と相違するが、ＳＲＡＭと比べて書込みや読み出し速度が劣るものの、ビット単価が安く、大容量の一時記憶を安価に構成できることから、特に電子スチルカメラに好適である。但し、本発明では、ＤＲＡＭに限定しない。書き換え可能な半導体メモリであればよい。

ここで、バッファメモリ２３の記憶容量は、以下の条件を全て満たさなければならない。第１の条件は作業に必要な充分なワークエリア（作業空間）を確保できる容量であるという点である。作業空間の大きさはＣＰＵ２６のアーキテクチャやＯＳ（オペレーティングシステム）及びそのＯＳの管理下で実行される各種のアプリケーションプログラムによって決まるので、これらの仕様を検討して過不足のない適切な大きさにすればよい。第２の条件は少なくともカラープロセス回路２１で生成された高精細な画像の情報（６４０×４８０画素の画像情報で且つ１：１：１のコンポーネント比をもつＹＵＶ信号）を格納できる大きさのバッファ領域を確保できる容量であるという点であり、さらに、第３の条件は動画用の画像（６４０×４８０画素）を格納できる大きさのバッファ領域を確保できる容量であるという点である。

（ｉ）圧縮・伸長回路２４：
通常撮影の画像についてはＪＰＥＧ圧縮と伸長を行い、ムービー撮影の画像（ムービー画像）についてはＭＰＥＧ圧縮と伸長を行う部分である。なお、圧縮・伸長回路２４は処理速度の点で専用のハードウェアにすべきであるが、ＣＰＵ２６でソフト的に行うことも可能である。
なお、ＭＰＥＧは冒頭で説明したとおり動画像の符号化標準であり、ＪＰＥＧ（joint photographic experts group）はカラー静止画（２値画像や動画像を含まないフルカラーやグレイスケールの静止画）の国際符号化標準である。

ちなみに、ＪＰＥＧでは、圧縮されたデータを完全に元に戻すことができる可逆符号化と、元に戻せない非可逆符号化の二つの方式が定められているが、殆どの場合、圧縮率の高い後者の非可逆符号化が用いられている。ＪＰＥＧの使い易さは、圧縮に用いられるパラメータ（圧縮パラメータ）を調節することによって、符号化に伴う画質劣化の程度を自在に変えられる点にある。すなわち、符号化側では、画像品質とファイルサイズのトレードオフの中から適当な圧縮パラメータを選択できるし、あるいは、復号化側では、品質を多少犠牲にして復号スピードを上げたり、時間はかかっても最高品質で再生したりするなどの選択ができる点で使い易い。ＪＰＥＧの実用上の圧縮率は、非可逆符号の場合で、およそ１０：１から５０：１程度である。一般的に１０：１から２０：１であれば視覚上の劣化を招かないが、多少の劣化を許容すれば３０：１から５０：１でも十分実用に供する。他の符号化方式の圧縮率は、例えば、ＧＩＦ（graphics interchangeformat）の場合で５：１程度に留まるから、ＪＰＥＧの優位性は明らかである。

（ｊ）フラッシュメモリ２５：
書き換え可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ：programmable read only memory）のうち、電気的に全ビット（又はブロック単位）の内容を消して内容を書き直せるものを指す。フラッシュＥＥＰＲＯＭ（flash electrically erasableＰＲＯＭ）とも言う。本実施の形態におけるフラッシュメモリ２５は、カメラ本体から取り外せない固定型であってもよいし、カード型やパッケージ型のように取り外し可能なものであってもよい。
（ｋ）ＣＰＵ２６：
所定のプログラムを実行してカメラの動作を集中制御するものである。プログラムは、ＣＰＵ２６の内部のインストラクションＲＯＭに書き込まれており、記録モードでは、そのモード用のプログラムが、また、再生モードでは、そのモード用のプログラムがインストラクションＲＯＭからＣＰＵ２６の内部ＲＡＭにロードされて実行される。

（ｌ）キー入力部２７：
カメラ本体に設けられた各種キースイッチの操作信号を生成する部分である。
（ｍ）ディジタルビデオエンコーダ２８：
ビデオトランスファー回路２２を介してバッファメモリ２３のバッファ領域から読み出されたディジタル値の表示用画像をアナログ電圧に変換するとともに、液晶ディスプレイ４の走査方式に応じたタイミングで順次に出力するものである。
（ｎ）バス２９：
以上各部の間で共有されるデータ（及びアドレス）転送路である。図では省略しているが、各部の間には所要の制御線（コントロールライン）も設けられている。

次に、作用を説明する。
＜通常撮影の記録モード＞
このモードでは、写真レンズ１５の後方に配置されたＣＣＤ１６がドライバ１７からの信号で駆動され、写真レンズ１５で集められた映像が一定周期毎に光電変換されて１画像分の映像信号が出力される。そして、この映像信号がサンプリングホールド回路１９でサンプリングされ、アナログディジタル変換器２０でディジタル信号に変換された後、カラープロセス回路２１でＹＵＶ信号が生成される。このＹＵＶ信号は、ビデオトランスファー回路２２を介してバッファメモリ２３のバッファ領域に転送され、同バッファ領域への転送完了後に、ビデオトランスファー回路２２及びディジタルビデオエンコーダ２８を介して液晶ディスプレイ４に送られ、スルー画像として表示される。

この状態でカメラの向きを変えると、液晶ディスプレイ４に表示中のスルー画像の構図が変化し、所望の構図が得られた時点でシャッターキー５を“半押し”して露出とフォーカスをセットした後、“全押し”すると、バッファメモリ２３のバッファ領域に保存されているＹＵＶ信号がその時点のＹＵＶ信号で固定され、かつ液晶ディスプレイ４に表示されているスルー画像も同時点の画像で固定される。

そして、その時点でバッファメモリ２３のバッファ領域に保存されているＹＵＶ信号は、ビデオトランスファー回路２２を介して圧縮・伸長回路２４に送られ、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各コンポーネント毎に８×８画素の基本ブロックと呼ばれる単位でＪＰＥＧ符号化された後、フラッシュメモリ２５に書き込まれ、１画像分のキャプチャー画像として記録される。

＜通常撮影の再生モード＞
このモードでは、ＣＣＤ１６からバッファメモリ２３までの経路が停止されるとともに、最新のキャプチャー画像がフラッシュメモリ２５から読み出され、圧縮・伸長回路２４で伸張処理された後、ビデオトランスファー回路２２を介してバッファメモリ２３のバッファ領域に送られる。そして、このバッファ領域のデータがビデオトランスファー回路２２とディジタルビデオエンコーダ２８を介して液晶ディスプレイ４に送られ、再生画像として表示される。

＜ムービー撮影の記録モード＞
基本的な動作は通常撮影時と同じであるが、シャッターキー５を全押した後、あらかじめ設定されたムービー撮影時間の間、カラープロセス回路２１からのＹＵＶ信号出力を圧縮・伸長回路２４でＭＰＥＧ圧縮してフラッシュメモリ２５に記録する点で相違する。例えば、ムービー撮影時間が９秒に設定されている場合、シャッターキー５を全押ししてから９秒間のスルー画像を連続的にＭＰＥＧ圧縮してフラッシュメモリ２５に記録できる。

＜ムービー撮影の再生モード＞
この再生モードでは二つのモードを選択することができる。その一つはフラッシュメモリ２５に記録されている動画像を再生して液晶ディスプレイ４に表示するモードであり、いわゆる動画再生のモードであるが、他の一つは動画像を構成する各画面の中からｍ個の画面を選択して液晶ディスプレイ４にマルチ画面表示するモードである。画面の選択数ｍは任意であるが、便宜的にｍ＝９とした場合、液晶ディスプレイ４に９枚の静止画を表示でき、例えば、ゴルフスィングを撮影した９秒間の動画像の中から１秒毎の９枚の静止画を表示してフォームの矯正等を行うことができる。

図３は、本実施の形態におけるＭＰＥＧ圧縮処理の動作フローチャートであり、冒頭で説明した従来例（図１０）との相違はＳ７とＳ１３のステップの間にＮパラメータの更新処理（Ｓ２０）を設けた点にある。すなわち、Ｉ、Ｂ又はＰピクチャを生成する度に、図４に示す「Ｎ更新処理」を実行するようにした点にある。

図４において、Ｎ更新処理は、所定のフラグ（ＦＬＧ）を検査（Ｓ２１）して“１”であれば、次式（イ）を演算してＣＮ（ＧＯＰ内のピクチャ数）を更新し（Ｓ２２）、ＦＬＧのリセットと変数ｉ及びｉΣの初期化を行う（Ｓ２３〜Ｓ２５）というものである。
ＣＮ←ＩＴ／ＧＴ …………（イ）
ここに、ＩＴはランダムアクセス単位の目標時間であり、ＧＴは原画像の各画面の時間（フレーム時間相当）である。例えば、ＩＴ＝１．０５秒、ＧＴ＝０．０５秒とすると、ＣＮは“２１”となり、あるいは、ＩＴ＝０．５秒、ＧＴ＝０．０５秒とすると、ＣＮは“１０”となる。

図示のＮ更新処理においては、ＩＴやＧＴに応じてＮパラメータ（ＧＯＰ内のピクチャ数）を変更することができ、例えば、Ｎパラメータを“２１”から“１０”に変更した場合は、Ｉピクチャの出現間隔を１．０５秒から０．５秒へと変化させることができ、液晶ディスプレイ４に表示する静止画用Ｉピクチャ画面の選択間隔を１．０５秒から０．５秒へと変更して、よりきめ細かな時間間隔の静止画表示を行うことができる。

ちなみに、図５と図６は、Ｎパラメータをそれぞれ“２１”及び“１０”とした場合（何れもＭ＝３）のＧＯＰ構造図である。図５のＧＯＰ構造ではＩピクチャの出現間隔が２１画面ごとであるが、図６のＧＯＰ構造では１０画面ごとになっている。すなわち、ＧＴ＝０．０５秒とすると、前者は１．０５秒ごとの出現、後者は０．５秒ごとの出現となり、明らかに後者の方が短い時間間隔で静止画用のＩピクチャ画面を選択することができる。したがって、ゴルフスィングを例にとれば、０．５秒間隔のｍ個の静止画を表示でき、よりきめ細かなフォーム分析を行うことができるという格別の効果を得ることができる。

Ｎパラメータの変更、すなわち、「Ｎ変更処理」の実行は、ＦＬＧをセットするだけでよい。例えば、図５のＧＯＰ生成処理中にＦＬＧをセットするとともに、ＩＴに０．５秒をセットすれば、以降のＧＯＰ構造を図６のようにすることができる。

ＦＬＧのセット及びＩＴへの所望時間の設定は、例えば、キー入力部２７のメニューキー８を操作して液晶ディスプレイ４に所要のメニュー（Ｎパラメータ変更メニュー）を表示し、そのメニュー項目を、キー入力部２７のプラスキー６やマイナスキー７などを用いて選択することによって直接的（ＩＴの直接変更とＦＬＧのセット）に行ってもよいし、または、キー入力部２７のメニューキー８を操作してムービー画像の撮影時間を指定する際に、その指定された撮影時間に関連付けてＮパラメータ（ＩＴ）を間接変更するとともに、ＦＬＧをセットしてもよい。いずれにしても、キー入力部２７は、圧縮・伸長回路２４と共にＭＰＥＧのＮパラメータを変更する機能を担うので、圧縮・伸長回路２４と共に発明の要旨に記載の変更手段として機能する。

なお、ムービー画像中の任意の画面を良好な画質で静止画表示するという観点に立てば、当該任意の画面をＣＣＤ１６で撮影した時点で、例えば、シャッターキー５を押して強制的にＧＯＰを開始するようにしてもよい。ＧＯＰの最初の画面は常にＩピクチャになるからである。この場合、シャッターキー５は発明の要旨に記載のイベント発生手段として機能し、また、ＣＣＤ１６とカラープロセス回路２１は同要旨に記載の画面取得手段として機能し、さらに、圧縮・伸長回路２４とＣＰＵ２６は同要旨に記載のＧＯＰ開始手段として機能する。

電子スチルカメラの外観図である。 電子スチルカメラのブロック図である。 本実施の形態におけるＭＰＥＧ圧縮処理の動作フローチャートである。 本実施の形態におけるＮ更新処理の動作フローチャートである。 本実施の形態におけるＧＯＰ構造図（Ｎ＝２１）である。 本実施の形態におけるＧＯＰ構造図（Ｎ＝１０）である。 ＭＰＥＧのシンタクス図である。 ＧＯＰ構造の一例を示す図である。 原画像の画面順の入れ替わりを示す状態図である。 従来のＧＯＰ層生成処理を示す原理的なフローチャートである。

符号の説明

５ シャッターキー
１６ ＣＣＤ
２１ カラープロセス回路
２４ 圧縮・伸長回路
２６ ＣＰＵ
２７ キー入力部

Claims (4)

1. 表示手段と、
   この表示手段に表示され得る静止画の数をＧＯＰ内のＩピクチャ数として設定する設定手段と、
   この設定手段によって設定された内容にしたがって、動画像をＭＰＥＧ圧縮して記録する記録手段と、
   を備えたことを特徴とする動画像記録装置。
2. 第１のモードまたは第２のモードを選択する選択手段と、
   この選択手段により前記第１のモードが選択された場合には、前記記録手段に記録された動画像を読み出して前記表示手段に再生表示し、前記第２のモードが選択された場合には、前記記録手段に記録された動画像を読み出し当該動画像に含まれる複数の静止画を読み出して前記表示手段に表示する制御手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の動画像記録装置。
3. 撮像手段を更に備え、
   前記記録手段は、前記撮像手段によって撮像された動画像をＭＰＥＧ圧縮して記録することを特徴とする請求項１又は２記載の動画像記録装置。
4. 表示部に表示され得る静止画の数をＧＯＰ内のＩピクチャ数として設定する設定ステップと、
   前記設定ステップにて設定された内容にしたがって動画像をＭＰＥＧ圧縮してメモリに記録する記録ステップと
   からなることを特徴とする動画像記録方法。

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