JP2010178124A - Recording apparatus and recording method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動画データ及び音データを記録媒体に記録する記録装置及び記録方法に関する。 The present invention relates to a recording apparatus and a recording method for recording moving image data and sound data on a recording medium.
近年、動画データを記録する技術の進歩により、ハイフレームレートでの撮影及び記録(以下、単に「記録」という)を実現する装置が現れ始めた。例えば、動画データを従来一般的な毎秒60フレームといったフレームレート(以下、「第1のフレームレート」ともいう)より高い、例えば毎秒300フレームのフレームレート(以下、「第2のフレームレート」ともいう)で記録媒体に記録するビデオカメラ及びデジタルカメラ等の記録装置が商品化されている。 In recent years, with the advancement of technology for recording moving image data, an apparatus that realizes shooting and recording at a high frame rate (hereinafter simply referred to as “recording”) has started to appear. For example, moving picture data is higher than a conventional frame rate of 60 frames per second (hereinafter also referred to as “first frame rate”), for example, a frame rate of 300 frames per second (hereinafter also referred to as “second frame rate”). ), And recording devices such as video cameras and digital cameras that record on a recording medium have been commercialized.
第2のフレームレートで動画データを高速に撮影しておき、これを第1のフレームレートで再生することにより、例えば水滴の液面への落下や鳥の羽ばたきといった高速の動きを滑らかにスローモーション再生することができる。第2のフレームレートが300fps、第1のそれが60fpsである場合、1/5倍速のスローモーション再生となる。 By capturing moving image data at a high speed at the second frame rate and playing it back at the first frame rate, for example, high-speed movements such as drops of water drops on the liquid surface and flapping of birds flutter smoothly. Can be played. When the second frame rate is 300 fps and the first frame rate is 60 fps, 1 / 5-times slow motion playback is performed.
しかしながら、こうした記録装置によるスローモーション再生では、一般に音は再生されない。なぜなら、動画を記録するときと再生するときとで時間の長さが変わってしまうため、仮に音を同時に記録しておいても、再生される動画と時間的にうまくマッチしないためである。例えば、毎秒300フレームで動画データを1秒間記録し、その間音も記録しておくとする。これを毎秒60フレームで再生すると映像はスローモーション再生になり5秒間再生されるものの、音は1秒間分しか存在せず、動画と音の同時再生には根本的な問題が生じる。このため、スローモーション再生を目的とする動画データの記録においては、音の記録は断念されるのが一般的であり、音のある通常の動画再生に比べると、どうしても臨場感に欠けるという課題があった。 However, in slow motion reproduction by such a recording apparatus, generally no sound is reproduced. This is because the length of time changes between when a moving image is recorded and when it is played back, and even if sound is recorded at the same time, it does not match the reproduced moving image in time. For example, assume that moving image data is recorded for 1 second at 300 frames per second, and sound is also recorded during that time. When this is played back at 60 frames per second, the video is played back in slow motion for 5 seconds, but there is only one second of sound, and a fundamental problem arises in simultaneous playback of moving images and sounds. For this reason, recording of moving image data for slow motion playback is generally abandoned, and there is a problem that the realism is inevitably lacking compared to normal moving image playback with sound. there were.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述のようなスローモーション再生においても音が有効に再生される記録技術を提供することである。本発明の別の目的は動画及び音を再生する側の装置に特別な仕組みがなくとも、通常再生時に映像がスローモーション再生となる場合において音が有効に再生される記録技術を提供することである。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a recording technique in which sound is effectively reproduced even in the slow motion reproduction as described above. Another object of the present invention is to provide a recording technique in which sound is effectively played back when a video is in slow motion playback during normal playback, even if there is no special mechanism in the device that plays back moving images and sounds. is there.
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の記録装置は、第1のフレームレートより高い第2のフレームレートで取得される動画データを記録媒体に記録する動画記録制御部と、前記第1のフレームレートの前記動画データに対応して取得される音データを、前記第1のフレームレートに対する前記第2のフレームレートの比に基づいて、所定の話速変換技術を用いて時間軸上で引き延ばして前記記録媒体に記録する音記録制御部とを備える。 In order to solve the above problems and achieve the above object, a recording apparatus of the present invention includes a moving image recording control unit that records moving image data acquired at a second frame rate higher than the first frame rate on a recording medium, The sound data acquired corresponding to the moving image data at the first frame rate is converted into time using a predetermined speech rate conversion technique based on a ratio of the second frame rate to the first frame rate. A sound recording control unit that extends on the shaft and records the information on the recording medium.
本発明の記録方法は、第1のフレームレートより高い第2のフレームレートで取得される動画データを記録媒体に記録する動画記録制御ステップと、前記第1のフレームレートの前記動画データに対応して取得される音データを、前記第1のフレームレートに対する前記第2のフレームレートの比に基づいて、所定の話速変換技術を用いて時間軸上で引き延ばして前記記録媒体に記録する音記録制御ステップとを含む。 The recording method of the present invention corresponds to the moving image recording control step of recording moving image data acquired at a second frame rate higher than the first frame rate on a recording medium, and the moving image data at the first frame rate. Recording the sound data acquired on the recording medium by extending the sound data on the time axis using a predetermined speech speed conversion technique based on the ratio of the second frame rate to the first frame rate Control steps.
本発明により、スローモーション再生においても音が有効に再生される記録技術を提供することができる。また、本発明により、動画及び音を再生する側の装置に特別な仕組みがなくとも、スローモーション再生において音が有効に再生される記録技術を提供することができる。すなわち、再生装置はスローモーション再生機能を持つ必要がなく、そのような再生装置で通常再生される際、動画がスローモーション再生されることはもちろん、本発明により、音も動画にあったスローで再生されて臨場感が現れる。 According to the present invention, it is possible to provide a recording technique in which sound is effectively reproduced even in slow motion reproduction. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a recording technique in which sound is effectively reproduced in slow motion reproduction without a special mechanism in a device that reproduces moving images and sounds. That is, the playback device does not need to have a slow motion playback function, and when the playback is normally performed on such a playback device, the moving image is played back in slow motion. Reproduced and a sense of realism appears.
以下に、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、ビデオカメラを例にとって本発明の記録装置を説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. In the following description, the recording apparatus of the present invention will be described taking a video camera as an example.
(実施の形態1)
先ず、実施の形態1のビデオカメラ100の構成を図1を用いて説明する。図1は実施の形態1のビデオカメラ100の構成を示す機能ブロック図である。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the
図1に示すように、実施の形態1のビデオカメラ100は、動画データ及び音データの記録処理を行なう記録装置101と、動画データ及び音データの再生処理を行なう再生装置102とを有する。
As shown in FIG. 1, the
記録装置101は、光学部1と、撮像部2と、動画用A/D変換部3と、データ管理部4と、第1のRandom Access Memory(RAM)5と、信号切換部6と、マイクロホン7と、音用A/D変換部8と、記録再生制御部9と、第2のRAM10と、記録媒体11とを有する。
The
光学部1は光を集める手段であり、撮像部2は光を電気信号に変換する手段であり、動画用A/D変換部3はアナログの信号をデジタルの信号に変換する手段である。データ管理部4は動画用A/D変換部3によって得られたデータを管理する手段であり、第1のRAM5はデータを保持する手段であり、信号切換部6はデータの行き先を制御する手段である。マイクロホン7は音を収集して電気信号に変換する手段であり、音用A/D変換部8はアナログの信号をデジタルの信号に変換する手段である。記録再生制御部9はデータの記録及び再生を制御する手段であり、第2のRAM10はデータを保持する手段であり、記録媒体11はデータが記録される手段である。
The
再生装置102は、信号切換部6と、記録再生制御部9と、記録媒体11と、動画用D/A変換部12と、表示部13と、音用D/A変換部14と、スピーカ15とを有する。
The
信号切換部6、記録再生制御部9、及び記録媒体11は、上述した手段であって、記録装置101及び再生装置102に含まれる。動画用D/A変換部12はデジタルの信号をアナログの信号に変換する手段であり、表示部13は画像を表示する手段である。音用D/A変換部14はデジタルの信号をアナログの信号に変換する手段であり、スピーカ15は音を出力する手段である。
The
なお、ビデオカメラ100は、ユーザによって操作され、ユーザの指示を受け付ける操作部16をも有する。
Note that the
次に、実施の形態1のビデオカメラ100の動作を説明する。ビデオカメラ100の動作は、動画データ及び音データを記録する動作と、記録された動画データ及び音データを再生する動作とを含むので、それらの動作を順に説明する。
Next, the operation of the
先ず、ビデオカメラ100が動画データを記録する際の動作を図2を用いて説明する。図2は、ビデオカメラ100が動画データを記録する際の動作の各ステップを示すフローチャートである。
First, the operation when the
光学部1は画像の元となる光を集めて被写体の光学像を生成し、撮像部2は生成された光学像を電気信号に変換する。動画用A/D変換部3は、撮像部2によって得られたアナログの信号をデジタルの信号に変換し、それによってデジタルの動画データを生成する(S1)。
The
ユーザが通常のフレームレートで、例えば60fpsで、動画データを記録させるための操作を操作部16に対して行なうと、データ管理部4は、動画用A/D変換部3によって得られた動画データを信号切換部6に出力する。信号切換部6は、データ管理部4からの動画データを記録再生制御部9に出力する。記録再生制御部9は、信号切換部6からの動画データを通常のフレームレートで記録媒体11に記録する。
When the user performs an operation for recording moving image data at a normal frame rate, for example, 60 fps, on the
ところで、記録対象画像がハイビジョンの画像である場合、記録対象画像のデータは、1920画素×1080画素の解像度で、かつ60fpsのフレームレートで記録媒体11に記録される。その場合、信号切換部6は、毎秒60枚の画像のデータを記録再生制御部9に送る。
By the way, when the recording target image is a high-definition image, the data of the recording target image is recorded on the
近年、撮像部2として、解像度は低いものの、60fpsの5倍速である300fpsのフレームレートで動画データを生成することができるComplementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)センサが実用化されている。
In recent years, a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) sensor that can generate moving image data at a frame rate of 300 fps, which is 5 times as high as 60 fps, has been put to practical use as the
そのため、通常の5倍のフレームレートで、例えば300fpsで、動画データを記録させるための指示をユーザは操作部16に対して行なうことができる。動画データを300fpsのフレームレートで記録再生制御部9により処理させる場合、信号切換部6は60fpsの5倍の速度で動画データを記録再生制御部9に送ることになり、その速度に対応する伝送帯域が必要になる。
Therefore, the user can instruct the
その伝送帯域を確保することが困難となる場合を考慮して、実施の形態1では、動画データを300fpsのフレームレートで記録再生制御部9により処理させる場合、データ管理部4は、動画用A/D変換部3によって生成された動画データを第1のRAM5に一時的に蓄積する。その蓄積処理の終了後、データ管理部4は、第1のRAM5に一時的に蓄積された動画データを信号切換部6を介して記録再生制御部9に送る。記録再生制御部9は、信号切換部6からの動画データを、つまり一時的に蓄積された動画データを記録媒体11に記録する。
In consideration of the case where it is difficult to secure the transmission band, in
動画データを第1のRAM5に一時的に蓄積させる場合、300fpsで動画を撮影することができる時間は第1のRAM5の容量により制限される。しかしながら、近年は民生用ビデオカメラでも、画像サイズが720画素×480画素である動画データを300fpsで4秒程度撮影して蓄積することが可能になってきている。300fpsは60fpsの5倍速であるので、蓄積された動画データを通常の速度である60fpsで再生すると、20秒の動画が再生される。
When moving image data is temporarily stored in the
なお、60fpsは第1のフレームレートの一例であり、300fpsは第2のフレームレートの一例である。以下では、第2のフレームレートである300fpsで動画データを記録媒体11に記録する場合を説明する。
60 fps is an example of the first frame rate, and 300 fps is an example of the second frame rate. Hereinafter, a case where moving image data is recorded on the
第2のフレームレートである300fpsで動画データを記録媒体11に記録する場合、データ管理部4は、撮像部2及び動画用A/D変換部3によって300fpsで生成された動画データを、最大4秒間まで第1のRAM5に一時的に蓄積する(S2)。その後、データ管理部4は、第1のRAM5に一時的に蓄積された動画データを信号切換部6を介して60fpsで記録再生制御部9に送る。動画データが60fpsで記録再生制御部9に送られるので、記録再生制御部9は、第1のRAM5に一時的に蓄積された動画データを、通常の撮影時と同じ60fpsで処理する。
When the moving image data is recorded on the
なお、動画データが、画像サイズが720画素×480画素の画像のデータである場合、データ管理部4は、720画素×480画素の画像をリサイズし、その後周りに黒枠を付加し、それにより1920画素×1080画素の画像を生成し、生成した画像に対応する動画データを記録再生制御部9に送る。
When the moving image data is data of an image having an image size of 720 pixels × 480 pixels, the data management unit 4 resizes the image of 720 pixels × 480 pixels, and then adds a black frame around the image, thereby 1920 An image of pixels × 1080 pixels is generated, and moving image data corresponding to the generated image is sent to the recording /
720画素×480画素の画像をリサイズでどれだけ大きくするかは、画質の劣化をどこまで許容するかによって決定される。仮に元の画像を2倍まで大きくすることが許容される場合、リサイズされた画像は1440画素×960画素の画像となり、記録再生制御部9に送られる動画データの各画像は、1440画素×960画素の画像の周囲に黒枠が付けられた1920画素×1080画素の画像となる。
How much the image of 720 pixels × 480 pixels is enlarged by resizing is determined by how much degradation of image quality is allowed. If it is allowed to enlarge the original image up to 2 times, the resized image is an image of 1440 pixels × 960 pixels, and each image of the moving image data sent to the recording /
上述したように、300fpsの速度で第1のRAM5に一時的に蓄積された動画データは、一時蓄積処理が終了した後、60fpsの速度で記録再生制御部9に送られ、記録再生制御部9内の動画エンコーダによってハイビジョンの画像としてAdvanced Video Codec High Definition(AVCHD)フォーマットで圧縮されて、動画ストリームが生成される(S3)。
As described above, the moving image data temporarily stored in the
記録再生制御部9は、ハイビジョンの画像をAVCHDのフォーマットで圧縮することができる動画エンコーダと動画デコーダとを有している。動画デコーダは再生時に動作する。
The recording /
次に、ビデオカメラ100が動画データを再生する際の動作を説明する。
Next, an operation when the
記録再生制御部9は、動画データを記録媒体11から取得して再生し、動画用D/A変換部12は、再生されたデジタルの動画データをアナログの動画データに変換し、表示部13は、動画用D/A変換部12によって生成されたアナログの動画データに基づく画像を表示する。
The recording /
ところで、300fpsで撮影された動画像のデータは時間的に60fpsの5倍の長さがあるので、エンコードして記録媒体11に記録するのに撮影時間の5倍かかる。そして、記録されたストリームを通常の速度である60fpsで再生すると、1/5倍速のスローモーションの動画が再生される。
Incidentally, since moving image data shot at 300 fps has a time length five times that of 60 fps, it takes five times the shooting time to encode and record the data on the
次に、ビデオカメラ100が音を記録する際の動作を図2を用いて説明する。図2は、ビデオカメラ100が音データを記録する際の動作の各ステップを示すフローチャートでもある。
Next, the operation when the
マイクロホン7は音を収集して電気信号に変換し、音用A/D変換部8は、アナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換し、それによってデジタルの音データを生成する(S4)。音用A/D変換部8は、生成された音データを記録再生制御部9に送る。なお、音用A/D変換部8は、動画が300fpsで撮影されている期間中も、動画が通常の記録速度である60fpsで記録されている場合と同じ48KHzで音をサンプリングする。
The microphone 7 collects sound and converts it into an electric signal, and the sound A / D converter 8 converts the analog electric signal into a digital electric signal, thereby generating digital sound data (S4). The sound A / D conversion unit 8 sends the generated sound data to the recording /
動画データが第1のRAM5に蓄積されている間、記録再生制御部9は、音用A/D変換部8によって生成された音データを第2のRAM10に一時的に蓄積する(S5)。
While the moving image data is stored in the
記録再生制御部9は、撮像部2及び動画用A/D変換部3によって300fpsで生成された動画データが最大4秒間まで第1のRAM5に一時的に蓄積された後、音データを第2のRAM10から取得して加工し(S6)、音ストリームを生成する。
The recording / reproducing
次に、記録再生制御部9が行なう音データの加工について説明する。
Next, processing of sound data performed by the recording /
動画が300fpsで4秒間撮影された場合、動画像が60fpsで再生されると、再生時間は4秒間の5倍の20秒間となる。しかし、第2のRAM10に蓄積された音データは4秒間の音データである。そこで、記録再生制御部9は、音データを時間軸上で5倍に引き延ばす。ここで、単に1サンプル毎に音データを4回コピーしてデータ量を5倍にしても、音データを時間軸上で5倍に引き延ばしたことにはなるが、それだと再生自に周波数が1/5に低下してしまい、聴感上実用することは難しい。
When a moving image is shot at 300 fps for 4 seconds and the moving image is played back at 60 fps, the playback time is 5 times 4 seconds, which is 20 seconds. However, the sound data stored in the
そこで、記録時にデータ量を時間軸上で5倍に引き延ばしても、再生時に周波数が下がらない処理を行なう。つまり、記録再生制御部9は、60fpsの第1のフレームレートの動画データに対応する音データを、第1のフレームレートに対する300fpsの第2のフレームレートの比に基づいて、所定の単位毎に複数回繰り返して音データを加工する(S6)。そして、記録再生制御部9は、加工した音データを音ストリームに変換するエンコードを行ない(S7)、動画ストリームと音ストリームとをマルチプレクスし(S8)、マルチプレクスしたストリームを記録媒体11に記録する(S9)。
Therefore, even if the data amount is extended five times on the time axis during recording, a process is performed in which the frequency does not decrease during reproduction. That is, the recording /
記録再生制御部9は、音データを所定の単位毎に複数回繰り返す場合、音データを所定の単位毎に、第2のフレームレートを第1のフレームレートで除算することによって得られる回数繰り返す。上述した例では、第1のフレームレートが60fpsであり、第2のフレームレートが300fpsであるので、記録再生制御部9は、音データを所定の単位毎に5回繰り返す。記録再生制御部9が所定の単位の音データを繰り返す処理の詳細は、図3を用いて後述する。
When the sound data is repeated a plurality of times for each predetermined unit, the recording /
なお、記録再生制御部9は、音データを5倍に引き延ばしても引き延ばさない場合と音程がほとんど変わらない状態にするために、例えば、公知の話速変換技術、又は、音の再生速度変換技術を用いる。
Note that the recording /
次に、話速変換の実施例の一つとして、音質面では劣るものの、記録再生制御部9での音データの加工処理の負荷が小さくて済む方法を図3を用いて説明する。
Next, as one embodiment of the speech speed conversion, a method of reducing the processing load of the sound data in the recording /
図3は、48KHzのサンプリングレート、かつ16ビットのサンプリングでマイクロホン7によって取得されたLinear Pulse Code Modulation(LPCM)データを、5倍に引き延ばす方法を示す図である。なお、LPCMは、音等のアナログ信号をデジタル信号に変換する方法の一つであって、データを圧縮しない方法である、すなわち、LPCMデータは非圧縮のデータである。また、図3では、説明の簡略化のため、音データが1チャンネルのみである場合が示されているが、図3に示す方法は、音データがステレオ等の複数のチャンネルのデータである場合でも適用可能である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a method of extending Linear Pulse Code Modulation (LPCM) data acquired by the microphone 7 at a sampling rate of 48 KHz and 16-bit sampling by five times. LPCM is one of the methods for converting an analog signal such as sound into a digital signal, and is a method in which data is not compressed. That is, LPCM data is uncompressed data. 3 shows the case where the sound data is only one channel for simplification of explanation, the method shown in FIG. 3 is a case where the sound data is data of a plurality of channels such as stereo. But it is applicable.
図3(A)は、サンプリングレート48KHz、かつ16ビットのサンプリングでマイクロホン7及び音用A/D変換部8によって取得されたLPCMデータを示す。 FIG. 3A shows LPCM data acquired by the microphone 7 and the sound A / D converter 8 at a sampling rate of 48 KHz and 16-bit sampling.
図3(B)は、図3(A)のLPCMのデータの先頭から記録再生制御部9によって取り出される単位データである800サンプルを示す。
FIG. 3B shows 800 samples which are unit data taken out by the recording /
図3(C)は、記録再生制御部9によって、図3(B)の800サンプルがコピーされ、その後、800サンプルの先頭部分がフェードイン処理され、後尾部分がフェードアウト処理されたデータを示す。
FIG. 3C shows data in which the 800 samples in FIG. 3B are copied by the recording /
次に、記録再生制御部9が行なうフェードイン処理及びフェードアウト処理を説明する。
Next, fade-in processing and fade-out processing performed by the recording /
先ず、フェードイン処理を説明する。 First, the fade-in process will be described.
記録再生制御部9は、フェードイン処理を以下に示す式(1)に基づいて行なう。
The recording /
Output=Input×x/w (1)
ここで、Outputは結果であり、Inputは元のデータであり、xはサンプルの位置であり、wはフェードイン処理するサンプル数(この場合は100)である。なお、フェードイン処理を開始するサンプルの位置xは“0”である。
Output = Input × x / w (1)
Here, Output is the result, Input is the original data, x is the position of the sample, and w is the number of samples to be faded in (in this case, 100). The position x of the sample at which the fade-in process is started is “0”.
次に、フェードアウト処理を説明する。 Next, the fade-out process will be described.
記録再生制御部9は、フェードアウト処理を以下に示す式(2)に基づいて行なう。
The recording /
Output=Input×(100×x)/w (2)
ここで、Outputは結果であり、Inputは元のデータであり、xはサンプルの位置であり、wはフェードイン処理するサンプル数(この場合は100)である。なお、フェードアウト処理を開始するサンプルの位置xは“0”である。
Output = Input × (100 × x) / w (2)
Here, Output is the result, Input is the original data, x is the position of the sample, and w is the number of samples to be faded in (in this case, 100). Note that the position x of the sample at which the fade-out process starts is “0”.
図3(D)は、図3(C)に示される先頭部分がフェードイン処理され、かつ後尾部分がフェードアウト処理されたデータが、記録再生制御部9によって100サンプルずつ重ねられながら5回加算される様子を示す。これにより、記録再生制御部9は、元のデータを5倍に引き延ばしたLPCMデータを生成する。
In FIG. 3D, the data in which the head portion shown in FIG. 3C is faded in and the tail portion is faded out is added five times while being recorded 100 samples at a time by the recording /
図3(E)は、記録再生制御部9によって元のデータが5倍に引き延ばされたLPCMデータを示す。図3(E)において楕円で囲まれている部分は、フェードアウト処理されたデータにフェードイン処理されたデータが加算されている部分である。
FIG. 3E shows LPCM data obtained by extending the original data by 5 times by the recording /
このようにしないで、図3(B)に示すデータを単純に5回繰り返して連結すると、結合部の波形が不連続となり、再生時に聴感上インパルスノイズが発生する。フェードイン処理した結果とフェードアウト処理した結果とを加算することで、インパルスノイズの発生を防ぐことができる。 If the data shown in FIG. 3B is simply repeated five times and connected without doing this, the waveform of the coupling part becomes discontinuous, and impulse noise is generated for hearing during reproduction. Generation of impulse noise can be prevented by adding the result of the fade-in process and the result of the fade-out process.
なお、記録再生制御部9は、引き延ばされた単位データと引き延ばされたその次の単位データとを連結する際、連結開始直前の単位データ(図3(A)参照)で700サンプル進んだ位置から連結処理を開始する。
The recording /
このようにして、記録再生制御部9は、インパルスノイズの発生を防ぎつつ、LPCMデータを引き延ばし、再生時に音程を変えずにゆっくり再生される音データを記録時に生成する。
In this way, the recording /
なお、図3(B)に示すフェードイン及びフェードアウトの処理の対象となる単位データのサンプル数の選び方で、再生時の音の聞こえ方が大きく変わる。例えば、「おはよう」という音の場合、単位データのサンプル数が少ないと、「おおおおおおおおははははははは・・・」と震えているように聞こえ、単位データのサンプル数が多いと、「おはおはおはおはおはおはようようようようよう」というように聞こえる。単位データのサンプル数は、サンプリングレートに依存するが、サンプリングレートが48KHzである場合、単位データのサンプル数は800サンプル程度が良いようである。 Note that the way in which sound is heard varies greatly depending on how the number of samples of unit data to be subjected to fade-in and fade-out processing shown in FIG. 3B is selected. For example, in the case of a sound of “good morning”, if the number of unit data samples is small, it sounds like “Oh, oh, hahahaha…” and there are many unit data samples. , "Good morning, good morning, good morning." The number of unit data samples depends on the sampling rate, but when the sampling rate is 48 kHz, the number of unit data samples seems to be about 800 samples.
また、音データを時間軸上で引き延ばす音データの加工処理は、図3を用いて説明した例に限定されない。しかしながら、対象の音は人の会話であるとは限定されないので、無音区間を検出しそこを時間的につめる処理を行なうことは不適当である。 Also, the sound data processing for extending the sound data on the time axis is not limited to the example described with reference to FIG. However, since the target sound is not limited to a human conversation, it is inappropriate to perform a process of detecting a silent section and filling it in time.
次に、ビデオカメラ100が音データを再生する際の動作を説明する。
Next, an operation when the
記録再生制御部9は、音データを記録媒体11から取得して、通常のフレームレート(第1のフレームレート)である60fpsに対応する通常の速度で再生し、音用D/A変換部14は、再生されたデジタルの音データをアナログの音データに変換し、スピーカ15は、音用D/A変換部14によって得られた音データに基づく音を出力する。
The recording / reproducing
上述したように、実施の形態1では、記録再生制御部9は、音データを記録媒体11に記録する前に音データを引き延ばす加工処理を行なう(図2のS6及び図3を参照)。これにより、記録再生制御部9が高速の第2のフレームレートである300fpsで記録媒体11に記録された動画データを通常のフレームレート(第1のフレームレート)である60fpsで再生する場合、1/5倍速のなめらかなスローモーションの画像が再生され、それとともに、音程があまり変わっていない、臨場感がある音が再生される。
As described above, in the first embodiment, the recording /
また、記録再生制御部9は、音データを記録媒体11に記録する前に音データを引き延ばす加工処理を行なうので、音データを再生するための特別な装置は必要とされない。記録媒体11に記録されたストリームは、フォーマットとしては通常記録されたものと何ら変わらず、再生装置は通常記録されたストリームと同様に、記録媒体11に記録されたストリームを再生可能である。更に、スローモーションの動画にあった臨場感がある音がスローで再生される。
Further, since the recording / reproducing
(実施の形態2)
実施の形態1では、処理対象の音データは画像の撮影時に記録再生制御部9に一旦送られ、第2のRAM10に一時的に蓄積されるが、実施の形態2では、処理対象の音データは画像の撮影時に動画データとともに第1のRAM5に蓄積される。つまり、処理対象の音データは、実施の形態1では、記録再生制御部9によって処理される前に第2のRAM10に一時的に蓄積されるが、実施の形態2では、記録再生制御部9によって処理される前に第1のRAM5に一時的に蓄積される。その点が実施の形態1と実施の形態2との相違点である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the sound data to be processed is once sent to the recording /
なお、第1のRAM5から記録再生制御部9に動画データと音データとが送られる場合、動画データがエンコードされたストリームと、音データがエンコードされたストリームとをマルチプレクスすることができる速度で、動画データ及び音データは、第1のRAM5から記録再生制御部9に供給される。
Note that when moving image data and sound data are sent from the
(実施の形態3)
実施の形態3では、記録再生制御部9が持つAVCHDのエンコーダが、処理対象のデータがstandard definition(SD)のデータであれば5倍速でエンコードできる能力を持つ場合について図4を用いて説明する。図4は、実施の形態3における動画データと音データとを多重してストリームを生成する動作を説明するための図である。なお、ハイビジョン(HD)に対応したエンコーダであれば、SDのデータを5倍速でエンコードするのは十分に実現可能である。また、実施の形態3のエンコーダは、5倍速以下であれば、2倍速の120fps又は4倍速の240fpsでデータを処理することができる。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the case where the AVCHD encoder of the recording /
撮像部2は、画像サイズ720画素×480画素で、300fpsの速度で動画データを生成し、生成された動画データは、信号切換部6を通して記録再生制御部9に供給される。記録再生制御部9は、SDの動画データが通常の60fpsの5倍速で供給されているとして、処理対象のデータを実時間の5倍速で処理して画像のストリームを生成する。その場合、SDの画像を処理するときの5倍の帯域が必要となるが、ハイビジョンの画像は1920画素×1080画素の画像であり、SDの画像の6倍のピクセル量を有する。よってハイビジョン信号に対応したエンコーダは、実装にもよるがSDの画像を5倍速でエンコードすることは十分可能である。
The
記録再生制御部9は、実時間の5倍速でAVCHDで処理対象のデータをエンコードするので、処理対象のデータのビットレートが4Mbpsであっても、エンコードしたデータを記録媒体11に記録しているときのビットレートは5倍の20Mbpsとなる。記録媒体11がハードディスクで、記録可能なビットレートが50Mbpsを超える場合、記録されるSDのストリームのビットレートがもう少し高くても記録処理に問題は生じない。しかしながら、記録媒体11がメモリカード等の記録時のビットレートが25Mbps〜30Mbps程度を越えると記録時に課題を生じる媒体である場合、エンコードしたSDのストリームのビットレートは5Mbps以下に抑えた方がよい。それでも、SDのデータをAVCHDでエンコードするなら、5Mbpsでも十分高画質な画像が得られるので、問題は生じない。
Since the recording /
ここまでは画像の処理について説明した。次に、音の処理について説明する。本発明の目的は、動画データを記録する際、それがスローモーションで再生される際の画像に相応しい、臨場感のある音のデータを記録することである。記録されたAVCHDのストリームを通常に再生すると、音が1/5の速度でかつ音程があまり変わらない状態で再生されるように音データを処理する方法を以下に示す。 So far, the image processing has been described. Next, sound processing will be described. An object of the present invention is to record realistic sound data suitable for an image when moving image data is reproduced in slow motion. A method for processing sound data so that when a recorded AVCHD stream is normally played back, the sound is played back at a speed of 1/5 and the pitch does not change much will be described.
動画像を5倍速で撮影中に、音はマイクロホン7から音用A/D変換部8を通して記録再生制御部9に入力される。音データは記録再生制御部9に入力される。記録再生制御部9は、音データを実施の形態1で示した方法で先ず5倍に引き延ばし、AC3エンコーダにより5倍速でエンコードし、5倍のビットレートでストリームを生成する。
Sound is input from the microphone 7 to the recording /
記録再生制御部9は、画像のストリームと音のストリームとのマルチプレクスも5倍速で行なう。これにより、通常に再生すると画像が1/5のスローモーションで再生され、音はそれにあった、臨場感のある状態で再生されるSDのAVCHD規格のストリームが生成される。
The recording /
実施の形態3では、ビデオカメラ100は、300fpsのような高速で撮影しながら、画像及び音のエンコード(圧縮)を行ない、エンコードすることによって得られるストリームを記録媒体11に記録する。その点が、実施の形態3と実施の形態1及び実施の形態2との根本的な違いである。
In Embodiment 3, the
実施の形態3のビデオカメラ100は、実施の形態1及び実施の形態2のビデオカメラ100に対して次に示す(i)及び(ii)の長所を有する。
The
(i)撮影可能時間が第1のRAM5の制約を受けることがなく、記録媒体11に空き容量がある限り撮影を続けることができる。
(I) Shooting can be continued as long as the
(ii)実施の形態1及び実施の形態2のビデオカメラ100は、撮影及び記録に要する時間として「撮影した時間+その時間のn倍の時間(nは高速撮影の速度に依存)」を必要とする。仮に300fpsで30秒撮影し、nが“5”である場合、実施の形態1及び実施の形態2のビデオカメラ100は、撮影及び記録に要する時間として「30秒+30秒×5」、すなわち「180秒」を必要とする。それに対して実施の形態3のビデオカメラ100は、実時間(30秒)で撮影及び記録を行なうことができる。
(Ii) The
(実施の形態4)
実施の形態3では、記録再生制御部9は、音データをAC3でエンコードをする。これはAVCHD規格では音データをAC3でエンコードすることが必須になっているためであるが、システムの構成によってはAC3のエンコードを5倍速で行なうことができない場合もある。その場合の代替手段を図5を用いて説明する。図5は、実施の形態4における動画データと音データとを多重してストリームを生成する動作を説明するための図である。
(Embodiment 4)
In the third embodiment, the recording /
AVCHD規格では、音データをLPCMで記録することも許されている。その場合でもAC3の音データは必須であり、記録再生制御部9は、AC3では無音データを生成し、5倍に引き延ばした音データはLPCMで記録する。これにより、記録再生制御部9は、AVCHD規格を満たした状態で、目的の音データを動画像のストリームに付加することができる。
According to the AVCHD standard, it is also permitted to record sound data in LPCM. Even in such a case, AC3 sound data is essential, and the recording /
そのストリームを再生する際、再生装置はデフォルトでAC3の音データを選ぶと思われる。その場合、そのままでは再生時は無音であるが、ユーザに再生装置を操作させてLPCMの音データを選択させると、目的の音が再生される。 When playing the stream, the playback device seems to select AC3 sound data by default. In that case, the sound is silent during reproduction as it is, but when the user operates the reproduction device to select sound data of LPCM, the target sound is reproduced.
AC3のエンコーダを5倍速で動かすことが困難な場合でも、AC3の無音のデータを生成してストリームを生成する処理は、AC3エンコーダの一部を利用して可能となる場合が多いと考えられる。実施の形態4の構成は、実施の形態3の構成を実現することができない場合の代替手段として有効である。 Even when it is difficult to move the AC3 encoder at 5 × speed, it is considered that the process of generating AC3 silence data and generating a stream is often possible using a part of the AC3 encoder. The configuration of the fourth embodiment is effective as an alternative means when the configuration of the third embodiment cannot be realized.
(実施の形態5)
音データは、サンプリング周波数48KHz、量子化ビット数16ビットで記録されることが多い。これは高い質の音を再生するためであるが、本発明を適用するシステムの構成によっては、処理の負荷が重すぎて対応することができない場合もあり得る。その場合、例えばサンプリング周波数を24KHzにすれば、処理するデータの量が半分に減るので、システムが処理することができる可能性が出てくる。
(Embodiment 5)
Sound data is often recorded at a sampling frequency of 48 KHz and a quantization bit number of 16 bits. This is for reproducing high-quality sound, but depending on the configuration of the system to which the present invention is applied, there may be cases where the processing load is too heavy to deal with. In that case, for example, if the sampling frequency is set to 24 KHz, the amount of data to be processed is reduced by half, so that the system may be able to process.
また、演算の精度として量子化ビット数が16ビットでは処理負荷が重くて対応することはできないが、量子化ビット数を8ビットに落せば処理可能という場合も考えられる。 In addition, when the number of quantization bits is 16 bits as the accuracy of the calculation, the processing load is heavy and this cannot be dealt with.
サンプリング周波数と量子化ビット数との一方又は双方を落とすと音質は悪くなるものの、音データをスローモーションの画像に合わせて加工していること、また、その用途から、通常のサンプリング周波数48KHz、量子化ビット数16ビットの音に比べて低音質であっても実用可能な範囲内であれば、サンプリング周波数と量子化ビット数との一方又は双方を落としても、商品性を損なわないと思われる。 Although the sound quality deteriorates when one or both of the sampling frequency and the number of quantization bits are lowered, the sound data is processed in accordance with the slow motion image, and the normal sampling frequency 48 KHz, quantum If the sound quality is within the practical range even if the sound quality is lower than the 16-bit sound, dropping the sampling frequency and / or the quantization bit number will not impair the merchantability. .
また、処理対象の音が本来は2chステレオ音である場合、2chをミックスしてモノラル音にした後、1chのモノラル音として処理し、音データとして記録媒体11に記録される状態では2ch(LとRとは同じ音)に戻すことによって、負荷の大きい時間軸上で音データを引き延ばす処理の量を半分にすることもできる。これによっても、上述した理由と同様の理由により、商品性を損なわないと思われる。 If the sound to be processed is originally a 2ch stereo sound, the 2ch is mixed into a monaural sound, then processed as a 1ch monaural sound, and 2ch (L By returning to the same sound as R and R, the amount of processing for extending the sound data on the time axis with a large load can be halved. Also by this, it seems that merchantability is not impaired for the same reason as described above.
したがって、記録再生制御部9は、処理対象の音データのサンプリング周波数を遅くすることと、処理対象の音データの量子化ビット数を少なくすることと、音データがステレオ信号である場合の音データをモノラル信号に変換することとの全部又は一部を実行することによって、処理対象の音データの量を小さくしてもよい。これにより、記録再生制御部9の処理負担は軽減される。
Therefore, the recording /
(実施の形態6)
実施の形態6では、記録再生制御部9は、AC3にてダミーの無音を記録し、LPCMにて本発明の処理を施した音データを記録する場合、そのストリームをAVCHDのディスク(DVD)に書き込むとき、再生時に、非圧縮音フォーマットの音データであるLPCMの音データを、圧縮音フォーマットの音データであるAC3のダミーの無音の音データより優先して再生させるために以下に示す処理を行なう。
(Embodiment 6)
In the sixth embodiment, the recording /
すなわち、記録再生制御部9は、非圧縮音フォーマットの音データであるLPCMの音データの識別番号を、圧縮音フォーマットの音データであるAC3のダミーの無音の音データの識別番号より優先させて記録媒体11に記録する。
That is, the recording /
記録再生制御部9は、例えば図6に示すように、非圧縮音フォーマットの音データであるLPCMの音データの識別番号を“1”とし、圧縮音フォーマットの音データであるAC3のダミーの無音の音データの識別番号を“2”として、優先順位を特定する情報を記録媒体11に記録する。識別番号が小さい方が優先度は高いと仮定する。この場合、AVCHD対応のプレイヤ及びレコーダにて音データが再生されるとき、LPCMの音データが優先して再生されると期待できる。
For example, as shown in FIG. 6, the recording /
つまり、再生装置は、記録媒体に記録されている動画データを再生する動画再生制御部と、記録媒体に記録されている非圧縮音フォーマットの音データであるLPCMの音データの識別番号と圧縮音フォーマットの音データであるAC3のダミーの無音の音データの識別番号とを比較し、優先度の高い識別番号が付されている音データを再生する音再生制御部とを備えてもよい。 That is, the playback apparatus includes a moving image playback control unit that plays back moving image data recorded on a recording medium, an LPCM sound data identification number that is sound data in an uncompressed sound format recorded on the recording medium, and a compressed sound. A sound reproduction control unit that compares the identification number of the AC3 dummy silent sound data that is the format sound data and reproduces the sound data having the identification number having a high priority may be provided.
上述した処理は、AVCHDの規格で定められている、Play ListのSTN TableのAudioストリームのエントリの先頭をLPCMにし、次のエントリをDolby Digitalにすると、一般的なプレイヤ及びレコーダは先に見つかった音をデフォルトで再生すると思われるので行なう。 In the above-described process, when the start of the Play List STN Table Audio stream specified in the AVCHD standard is set to LPCM and the next entry is set to Dolby Digital, a general player and recorder are found first. Do this because it seems to play sounds by default.
AVCHDの規格にはAC3の音データとLPCMの音データとのどちらをデフォルトで再生すべきかが明記されていないため、確実ではないものの、上述した処理は、多くの場合、実現可能になると期待できる。なお、そうでない場合はリモコン操作などによってユーザにLPCMの音データを選ばせれば、目的の音が再生される。例えば、ユーザに、識別番号“1”を選択させる。 The AVCHD standard does not specify which of the AC3 sound data and the LPCM sound data should be played by default, so although it is not certain, the above-described processing can be expected to be feasible in many cases. . If this is not the case, if the user selects LPCM sound data by remote control operation or the like, the target sound is reproduced. For example, the user is allowed to select the identification number “1”.
つまり、再生装置は、記録媒体に記録されている動画データを再生する動画再生制御部と、記録媒体に記録されている非圧縮音フォーマットの音データであるLPCMの音データの識別番号と圧縮音フォーマットの音データであるAC3のダミーの無音の音データの識別番号とのうちでユーザによって選択された識別番号が付されている音データを再生する音再生制御部とを備えてもよい。 That is, the playback apparatus includes a moving image playback control unit that plays back moving image data recorded on a recording medium, an LPCM sound data identification number that is sound data in an uncompressed sound format recorded on the recording medium, and a compressed sound. A sound reproduction control unit that reproduces sound data to which the identification number selected by the user among the identification numbers of the AC3 dummy silent sound data that is the format sound data may be provided.
なお、本発明の記録装置の実施態様の一例は、ビデオカメラ及びデジタルカメラである。 An example of an embodiment of the recording apparatus of the present invention is a video camera and a digital camera.
また、上述した実施の形態における記録再生制御部9は、本発明の記録装置の動画記録制御部及び音記録制御部の一例である。
The recording /
また、動画は、Moving Picture Expert Group(MPEG)等の規格によってエンコードされて記録媒体11に記録されてもよい。動画をエンコードするための規格はいずれの規格であってもよい。
In addition, the moving image may be encoded and recorded on the
更に、記録媒体11は、ビデオカメラ100に設けられていないリムーバブルの媒体であってもよい。
Further, the
100 ビデオカメラ、 101 記録装置、 102 再生装置、 1 光学部、 2 撮像部、 3 動画用A/D変換部、 4 データ管理部、 5 第1のRAM、6 信号切換部、 7 マイクロホン、 8 音用A/D変換部、9 記録再生制御部、10 第2のRAM、 11 記録媒体、 12 動画用D/A変換部、 13 表示部、 14 音用D/A変換部、 15 スピーカ、 16 操作部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1のフレームレートの前記動画データに対応して取得される音データを、前記第1のフレームレートに対する前記第2のフレームレートの比に基づいて、所定の話速変換技術を用いて時間軸上で引き延ばして前記記録媒体に記録する音記録制御部と
を備える記録装置。 A moving image recording control unit for recording moving image data acquired at a second frame rate higher than the first frame rate on a recording medium;
The sound data acquired corresponding to the moving image data at the first frame rate is converted into time using a predetermined speech rate conversion technique based on a ratio of the second frame rate to the first frame rate. A sound recording control unit that extends on a shaft and records the sound on the recording medium.
請求項1に記載の記録装置。 The sound recording control unit records silence data in the compressed sound format on the recording medium, and converts the sound data to a predetermined speech speed conversion based on a ratio of the second frame rate to the first frame rate. The recording apparatus according to claim 1, wherein the recording apparatus is stretched on a time axis using a technique and recorded on the recording medium in an uncompressed sound format.
請求項2に記載の記録装置。 The recording apparatus according to claim 2, wherein the sound recording control unit records the identification number of the sound data in the uncompressed sound format on the recording medium in preference to the identification number of the sound data in the compressed sound format.
請求項1から3のいずれか1項に記載の記録装置。 The sound recording control unit lowers the sampling frequency of the sound data, reduces the number of quantization bits of the sound data, and converts the sound data when the sound data is a stereo signal into a monaural signal. The recording apparatus according to claim 1, wherein all or part of the conversion is performed.
前記第1のフレームレートの前記動画データに対応して取得される音データを、前記第1のフレームレートに対する前記第2のフレームレートの比に基づいて、所定の話速変換技術を用いて時間軸上で引き延ばして前記記録媒体に記録する音記録制御ステップと
を含む記録方法。 A moving image recording control step of recording moving image data acquired at a second frame rate higher than the first frame rate on a recording medium;
The sound data acquired corresponding to the moving image data at the first frame rate is converted into time using a predetermined speech rate conversion technique based on a ratio of the second frame rate to the first frame rate. And a sound recording control step of recording on the recording medium by stretching on an axis.
請求項5に記載の記録方法。 In the sound recording control step, silence data is recorded on the recording medium in a compressed sound format, and the sound data is converted into a predetermined speech speed based on a ratio of the second frame rate to the first frame rate. The recording method according to claim 5, wherein the recording method is performed on a time axis by using a technique and recorded on the recording medium in an uncompressed sound format.
請求項6に記載の記録方法。 The recording method according to claim 6, wherein in the sound recording control step, the identification number of the sound data of the uncompressed sound format is recorded on the recording medium with priority over the identification number of the sound data of the compressed sound format.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20111012 |