JP2010183248A - 動画像記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
ファイルクローズの際の管理データの更新によっても、動画像記録が破綻しないようにする。
【解決手段】
MXF生成部(18)は、カメラ信号処理部(16)からの動画像データから、MPEG2の圧縮データを含むMXFファイルを生成する。MXGファイルはメモリカード(24Z)に記録され、ファイルフッタの記録後に、メモリカード(24)に記録済みのファイルヘッダとファイルボディの管理データが更新される。速度検出部(42)は、メモリカード(24)のアクセス速度を検出する。記録制御部(40)は、このアクセス速度に従い、1ファイル当たりの更新が必要な管理データ数が所定数以内になるように、ファイルサイズ又は管理データ数を制御する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、動画像記録装置に関する。
特開2007−235570号公報
動画像を撮影し、メモリカードやディスク媒体などのランダムアクセス可能な記録媒体に記録するビデオカメラが知られている。
従来、記録媒体にビデオデータを記録するためのフォーマットとして、MXF(Material Exchange Format)が知られている。また、MXFフォーマットでビデオデータを記録する動画像記録装置が、例えば、特許文献1に記載されている。
MXFデータは、デジタルビデオデータに、当該デジタルビデオデータに対するアクセス情報からなるインデックステーブルを組み合わせたフォーマットである。MXFデータのインデックステーブル(IT)は、デジタルビデオデータのフレーム境界を示す。ITを用いることで、デジタルビデオデータに対してフレーム単位でランダムアクセスが可能になる。
メモリカード等の記録媒体に動画データを記録する場合、記録された動画データは、所定のファイルシステムに従いファイルとして管理される。
動画データを記録媒体に記録する場合、ファイルのサイズが記録媒体のファイルシステムで規定された上限サイズを超えないようにする必要がある。そのため、動画の記録中にファイルサイズが上限サイズを超えそうになると、現在、記録中のファイルの記録を停止し(ファイルをクローズし)、新たなファイルを生成して記録を続ける必要がある。
しかし、記録媒体のデータ書き込み速度の、書込むべきデータに対する余裕が少ない場合、ファイルの切替え(記録中のファイルのクローズと新たなファイルのオープン)が、記録すべきデータに間に合わないことが考えられる。例えば、MXFの場合、ファイル中のインデックステーブルにフレーム境界を示すオフセット値を記載する必要があり、ファイルのクローズ自体に時間がかかる。
本発明は上記問題点に鑑み、ファイルクローズ時に管理データの更新が必要なフォーマットにおいて、管理データ更新時のバッファフルによる動画像データの記録停止を防止できる動画像記録装置を提示することを目的とする。
本発明に係る動画像記録装置は、記録媒体にアクセスし、設定されたサイズの動画像データごとに管理データを付加し、前記管理データが付加された動画像データをファイルとして前記記録媒体に記録するメディアアクセス手段と、前記記録媒体のアクセス速度を検出する速度検出手段と、前記メディアアクセス手段を制御して、前記ファイルのクローズ時に前記管理データを更新させる制御手段とを有し、前記制御手段は、前記速度検出手段により検出されたアクセス速度に応じて、1ファイルあたりの管理データ数を制御することを特徴とする。
本発明によれば、ファイルクローズ時に管理データの更新が必要なフォーマットにおいて、管理データ更新時のバッファフルによる動画像データの記録停止を防ぐことができる。
本発明に係る動画像記録装置の一実施例の概略構成ブロック図である。 インターリーブMXFファイルの構成を示す模式図である。 各パーティションパックの構成の模式図である。 本実施例のインターリーブMXFファイルの記録順を説明する模式図である。 本実施例で、記録されるファイルと1ファイル内の構成の説明図である。 ファイルサイズと管理データ数との関係を説明する図である。 ファイルサイズ変更処理のフローチャートである。 図7に示す処理におけるファイルサイズと管理データ数の関係を説明する図である。 バッファフルが発生しない管理データ数でフィルをクローズする処理のフローチャートである。 バッファフルが発生しないように動画像データサイズを変更する処理のフローチャートである。 図10に示す処理におけるファイルサイズと管理データ数との関係を説明する図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例である動画像記録装置を組み込んだビデオカメラの概略構成ブロック図を示す。
動画像記録装置10は、撮影レンズ12で取り込んだ光学像を電気画像信号に変換する撮像素子14と、撮像素子14から出力される動画像信号を所定の映像信号に変換するカメラ信号処理部16を具備する。
ユーザが操作部34により映像記録の開始をCPU32に指示すると、CPU32(の制御プログラム)は、MXF生成部18に指示してカメラ信号処理部16の出力映像データを取り込ませる。MXF生成部18は、カメラ信号処理部16からの映像データをMPEG(Moving Picture Experts Group)2方式で圧縮符号化し、MXF形式の圧縮映像データを生成する。圧縮映像データは、図3に示すMXFフォーマット及び手順でバッファメモリ20に格納される。CPU32は、メディアアクセス部22を制御して、データバス52を経由してバッファメモリ20の圧縮映像データを逐次、読み出させ、メモリカード24に転送させる。メディアアクセス部22は、メモリカード24へのデータ書き込みとデータ読み出しを実行する。このようにして、動画像記録装置10は、撮影された動画像を圧縮符号化して、記録媒体であるメモリカード24に記録する。
メモリカード24に記録された動画像を再生するとき、メディアアクセス部22は、当該動画像の圧縮映像データのストリームをメモリカード24から読み出し、バッファ20を介してデコーダ26に供給する。デコーダ26は、バッファ20からの圧縮映像データを復号化し、映像データを復元する。LCDコントローラ28は、デコーダ26からの再生映像データに従い液晶表示パネル(LCD)30を駆動する。これにより、再生映像がLCD30の画面上に表示される。
ROM38は、CPU32の動作プログラム及び固定定数を記憶する。RAM36は、CPU32のプログラム領域及びワーク領域として使用される。CPUバス50には、操作部34などが接続する。操作部34は、ユーザにより操作される各種の操作キーやつまみなどからなり、ユーザの指示をCPU32に入力するのに使用される。CPU32は、ユーザからの指示に応じて各種処理を実行する。CPU32はCPUバス50を介して以上の各部を制御する。
記録制御部40は、メモリカード24に記録される動画像のファイルサイズ及び動画像データサイズを制御する。速度検出部42は、メモリカード24のアクセス速度を測定又は検出する。
図2及び図3を参照して、MXF生成部18により生成されるMXFフォーマットのデータ構造を説明する。MXFは、SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)に規定されるファイルフォーマット規格である。MPEGストリームに対するマッピング構造は、SMPTE−381Mに規定されている。以下、SMPTE−381MなどのMXF規定に準じ、映像データと音声データがフレームインターリーブされた構造をもつMXFファイルを、インターリーブMXFファイルと呼ぶ。
図2は、インターリーブMXFファイル、エッセンスコンテナ及びインデックステーブルセグメントの構成を示す。インターリーブMXFファイルは、図2(A)に示すように、ファイルヘッダ、ファイルボディおよびファイルフッタからなる。
ファイルヘッダは、ヘッダパーティションパック(HPP)とヘッダメタデータからなる。ヘッダメタデータには、ファイル作成日等のファイル単位のメタデータが格納される。ファイルフッタは、フッタパーティションパック(FPP)、インデックステーブル(IT)およびランダムインデックスパック(RIP)から成る。RIPは、RIPを示すヘッダと、このインターリーブMXFファイルにおける各パーティションパックの格納開始オフセットと、RIP自身のデータサイズからなる。
ファイルボディは、ボディパーティションパック(BPP)、エディットユニット(EU)及びインデックステーブル(IT)からなる。BPPで確保される領域には、0個または1個のインデックス テーブル(IT)と、1個又は複数のエディットユニット(EU)が配置される。EUには、MPEGで符号化されたフレーム毎のデータが格納される。ITには、ボディパーティションパックで区切られる一つ前の領域内に含まれるEUの情報が格納される。BPPから次のBPPの直前までを一塊として、ボディパーティションと呼ぶ。
図3は、HPP,BPP及びFPPの構造を示す。HPPは、図3(A)に示すように、HPPであることを示すヘッダ識別子、ファイルボディに配置されるデータの形式やファイルフォーマットを示す情報、およびフッタパーティション格納開始オフセット等からなる。BPPは、図3(B)に示すように、BPPであることを示すヘッダ識別子、直前に配置されるパーティションパック(HPP又はBPP)を示す情報、自身とFPPの格納開始オフセットなどからなる。FPPは、図3(C)に示すように、FPPであることを示すヘッダ識別子、直前に配置されるパーティションパックを示す情報、および自身の格納開始オフセットなどからなる。
BPPで区切られる領域毎のEUの集合体は、図2(B)に示すようなエッセンスコンテナと呼ばれる。すなわち、エッセンスコンテナは、このインターリーブMXFファイルに基づき実際に再生される映像音声データを収容する。ファイルボディ及びファイルフッタに配置されるITは、図2(C)に示すように、インデックステーブルセグメントの集合体である。
メモリカード24へのインターリーブMXFファイルの記録シーケンスを説明する。図4は、インターリーブMXFファイルのメモリカード24への記録手順を示す。
操作部34から記録指示を受けると、MXF生成部18は、符号化方式に対応するファイルヘッダを生成し、バッファ20へ出力する。ただし、この時点で、ファイルヘッダのFPP格納開始オフセット値は未定であるので、ダミー値(ここでは”0”)が代入されている。また、MXF生成部18は、先頭のボディパーティションを生成し、バッファ20に出力する。このボディパーティションでも、FPP格納開始オフセット値は未定であるので、ダミー値(ここでは”0”)が代入されている。
次に、MXF生成部18は、カメラ信号処理部16から入力された非圧縮の画像信号をMPEG2方式で符号化し、所定ヘッダを付加してEUを生成し、バッファ20に供給する。MXF生成部18はまた、所定数のEUが貯まる毎にITを生成し、バッファ20に供給する。
CPU32は、メディアアクセス部22を制御して、バッファ20のファイルヘッダ及び先頭のBPPをメモリカード24に書き込ませる(図4(A))。以降、CPU32は、MXF生成部18からITがバッファ20に格納される都度、メディアアクセス部22に指示して、バッファ20の所定数のEUとITをメモリカード24に書き込ませる(図3(B)及び(C))。このように、本実施例では、EUからITまでを書き込み単位としてバッファ20からメモリカード24に間欠的に書き込む。これにより、図3(B)及び(C)に示すように、メモリカード24上でインターリーブMXFファイルのファイルボディ部が延びていく。
CPU32は、メモリカード24に記録しているファイルのファイルサイズを常時監視している。この監視に従い、CPU32は、メモリカード24のファイルシステムのファイルサイズ上限(例えば、4Gバイト)付近で、ファイルクローズの指示をMXF生成部18に供給する。CPU32からのファイルクローズ指示に応じて、MXF生成部18は、EU境界、すなわちEUの終端で撮影動画像の記録動作を終了し、RIP及びFPPを生成してバッファ20に出力する。そして、図3(D)に示すように、メディアアクセス部22により、生成済みのEUとファイルフッタがメモリカード24に書き込まれる(図3(D))。
次に、CPU32は、バッファ20に出力されたRIPに含まれるPP格納位置情報を参照して、メモリカード24からHPPおよびBPPをバッファ20に読み出す。そして、バッファ20のRIPを用いて、FPP格納開始オフセットを取得し、先ほどバッファ20に読み出したHPP及びBPPのFPP格納開始オフセット(記録動作中はダミー値)に正しい値をセットする(図3(E))。このように、FPP格納開始オフセット値を更新したHPP及びBPPをメモリカード24に書き戻して、既存のHPP及びBPPを更新する。これで、メモリカード24のインターリーブMXFファイルが完成する。
以後、CPU32は、撮影した動画像を記録するための新しいファイルをオープンし、図3(A)〜(E)を参照して説明した記録処理を繰り返す。
図5は、メモリカード24に記録されるファイルの論理構造の模式図を示す。図5(A)は、動画の記録が継続していることを示す。図5(B)は、ファイルが分断されている様子を示す。図5(C)は、図5(B)に示す分断されたファイルの内部構造を示す。図5(C)に示す内部構造は、図4(E)に対応する。図5(C)に示す構成で、HPP60およびBPP62,64,66及びFPP68は、ファイルクローズの際に更新が必要な管理データである。
1ファイル中のBPPの数は、ボディパーティションのサイズに依存する。ボディパーティションのサイズは、ボディパーティション内の動画像データのサイズを意味する。ボディパーティション内の動画像データの平均サイズをX、クローズするファイルのサイズをY、管理データの数をnとした場合、管理データの数(n)は、
条件式1:n=Y/X
で求められる。
図6は、デフォルトのシステム設定におけるファイルの状態を示す模式図である。例えば、デフォルトのシステム設定において、ファイルサイズ(Y)を4Gバイト、動画像データ(X)のサイズを80Mバイトとした場合、管理データ数(n)は51(=4Gバイト/80Mバイト)となる。先に説明したように、本実施例では、動画像データサイズ設定値毎に管理データが存在し、ファイルクローズ時にこれらの管理データの更新処理が発生する。
本実施例では、メモリカード24のアクセス速度を計測し、そのアクセス速度に応じて、1ファイル内の管理データ数を規制する。そのために、速度検出部42が、メモリカード24のアクセス速度を検出する。具体的には、メモリカード24の空き領域になっているメモリカードアドレスへの所定量のデータの書き込みと読み出しを複数回実行する。そして、所定量のデータの書き込みに要した時間、及び読み出しに要した時間の複数回の平均値を算出し、メモリカードのアクセス速度を測定する。速度測定タイミングは、例えば、メモリカード24のフォーマット時、動画像データの間欠記録の記録の停止中、および、動画像データの記録開始時の何れであってもよい。本実施例では、速度検出のためにメモリカードに書き込むデータのサイズを1セクタ分、ここでは512バイトとした。
また、このように、新たにカードが装着される度にアクセス速度を算出するのではなく、以前に算出したアクセス速度の情報を予め図示しないメモリ(例えば、RAM36又はメモリカード24)に格納しておいてもよい。メモリカード24に付与する媒体識別情報(ID)と対応付けてメモリに記録しておくことで、アクセス速度の参照が容易になり、迅速に利用できる。メモリカード24が接続されると、CPU32は、メモリカード24に記録されるIDを読み込んでメモリカード24の種類を判定し、メモリに記憶されたIDと対応するアクセス速度情報を参照して、当該メモリカード24のアクセス速度を認識する。CPU32は、媒体判定手段として機能することになる。
管理データの更新に際しては、バッファ20がオーバーフローしないようにしなければならない。そのためのバッファフル防止条件は、以下の通りになる。1回のアクセス速度をAS(ms)、バッファ20に蓄積可能な動画像データのサイズをBS、動画像データのビットレートをBRとする。バッファ20に動画像データを蓄積できる時間Tは、
条件式2:T=BS/BR
となる。バッファフルを防ぐためには、
条件式2:T>AS×n
を満たす必要がある。
記録アクセス速度ASは記録媒体(ここではメモリカード24)に依存する。バッファ20に動画像データを蓄積できる時間Tは、システムで固定されている。そこで、変更可能なパラメータは、管理データの数(n)となる。管理データ更新時のバッファフルを防ぐためには、管理データ(n)が、
条件式3:n<T/AS
を満たせばよい。
そして、条件式3を満たすように、CPU32は、メモリカード24に記録するファイルのサイズを制御し、これにより、管理データ数(n)を制御する。
図7は、本実施例のファイルサイズ変更処理のフーチャートである。CPU32は、速度検出部42で検出したメモリカード24のアクセス速度を条件式3に適用して、バッファフル防止を満たす管理データ数(n)を算出する(S1)。例えば、1回のアクセス速度ASが300msであり、バッファ20に動画像データを蓄積できる時間Tが6秒であるとした場合、条件式3から、n<20でなければならない。
次に、CPU32は、管理データ数(n)のデフォルト設定値がステップS1の算出値より大きいか否かを判断する(S2)。例えば、本実施例でのデフォルト設定値は図6に示す状態(n=51)である。
管理データ数の算出値がデフォルト設定値より小さい場合(S2)、バッファフル防止条件を満たすようにファイルサイズを変更する(S3)。ファイルサイズ(Y)は、条件式1を変換した
条件式4:Y=n×X
を満たすように決定される。例えば、アクセス速度から算出された管理データ数n=20であり、動画像データサイズ(X)が平均80Mバイトである場合には、図8にしめすように、ファイルサイズ(Y)は、
Y=1.6Gバイト(=20×80Mバイト)
となる。
CPU32は記録制御部40を制御し、このように決定したファイルサイズ(Y)で、図4に示す手順で記録処理を実行する(S4)。
他方、管理データ数の算出値がデフォルト設定値以上の場合(S2)、CPU32は記録制御部40を制御し、現在のファイルサイズ(Y)で、図4に示す手順で記録処理を実行する(S4)。
このように、本実施例では、バッファフル防止条件を満たすようにファイルサイズ又は管理データ数を制御することで、ファイルクローズの際の管理データ更新処理でバッファフルが発生するのを防止できる。すなわち、ファイル切替えの際の動画像データの記録停止を防止できる。
図9は、管理データ数が所定数に到達するとファイルをクローズする動作のフローチャートを示す。
CPU32は、速度検出部42で検出したメモリカード24のアクセス速度から、条件式3を用いてバッファフル防止を満たす管理データ数(n)の上限値を算出する(S11)。ここでは、実施例1と同様に、管理データ数(n)の上限値は20であるとする。
CPU32は、図4(C)に示す処理を繰り返し、ITまでを書き込み単位としてメモリカード24に撮影動画像データを記録する(S12)。
CPU32は、書き込み中のファイルの管理データの数(=BBPの数+1)がステップ11で算出した上限値に達したかどうかを判断する(S13)。現在の管理データ数が上限値に達するまで(S13)、記録を続行する(S12)。現在の管理データ数が上限値に達したら(S13)、ファイルフッタの追加とHPP及びBPPの更新を含むファイルクローズ処理(図4(D),(E))を実行する(S14)。
ユーザが操作部34により記録停止を指示していなければ(S15)、記録継続として、新規ファイルをオープンして、ステップ11以降を繰り返す。記録停止の指示がある場合(S15)、記録を終了する。
このようなファイル管理により、メモリカードのアクセス速度が遅い場合でも、ファイルクローズの際の管理データ更新処理でバッファフルが発生するのを防止できる。すなわち、ファイル切替えの際の動画像データの記録停止を防止できる。
動画データのサイズを動的に管理又は制御することでも、ファイルクローズの際の管理データ更新処理でバッファフルの発生を防止できる。
図10は、動画像データのサイズを変更することにより、更新の必要な管理データ数を制御する動作のフローチャートを示す。
CPU32は、速度検出部42で検出したメモリカード24のアクセス速度から、条件式3を用いてバッファフル防止を満たす管理データ数(n)の上限値を算出する(S21)。ここでは、実施例1と同様に、管理データ数(n)の上限値は20であるとする。
CPU32は、管理データ数(n)のデフォルト設定値がステップS21で算出した上限値より大きいか否かを判断する(S22)。本実施例では、デフォルト設定値は、図6を参照して説明した51であるとする。
デフォルト設定値が上限値以下の場合には(S22)、記録制御部40は、そのデフォルト設定値で、図4を参照して説明したように記録処理を実行する(S24)。
他方、デフォルト設定値が上限値を越える場合には(S22)、CPU32は、記録制御部40を制御してバッファフル防止条件を満たすように動画像データサイズを変更させる(S23)。そして、記録制御部40は、変更された動画像データサイズの下で、図4を参照して説明したように記録処理を実行する(S24)。
ステップS23では、動画像データサイズ(X)は、
条件式5:X=Y/n
を満たすように決定する。条件式5は条件式1を変換することで得られる。例えば、ファイルサイズ(Y)が4Gバイトである場合、X=205Mバイト(=4Gバイト/20)となる。図11に示すように、ファイルサイズが4Gバイトに達する前のファイルクローズ時点で、管理データ数(n)が上限値である20にとどまる。
このような動画像データサイズの管理により、ファイルクローズの際の管理データ更新処理でバッファフルが発生するのを防止できる。すなわち、ファイル切替えの際の動画像データの記録停止を防止できる。
本発明は、コンピュータとその上で動作するプログラムソフトウエアにより実現できることは明らかである。

Claims (9)

  1. 記録媒体にアクセスし、設定されたサイズの動画像データごとに管理データを付加し、前記管理データが付加された動画像データをファイルとして前記記録媒体に記録するメディアアクセス手段と、
    前記記録媒体のアクセス速度を検出する速度検出手段と、
    前記メディアアクセス手段を制御して、前記ファイルのクローズ時に前記管理データを更新させる制御手段
    とを有し、
    前記制御手段は、前記速度検出手段により検出されたアクセス速度に応じて、1ファイルあたりの管理データ数を制御する
    ことを特徴とする動画像記録装置。
  2. 前記制御手段は、ファイルサイズを変更することにより1ファイルあたりの前記管理データ数を制御することを特徴とする請求項1に記載の動画像記録装置。
  3. 前記制御手段は、1ファイルあたりの前記管理データ数が上限値を超えないようにファイルをクローズすることを特徴とする請求項1に記載の動画像記録装置。
  4. 前記制御手段は、動画像データサイズ設定値を変更することにより、1ファイルあたりの前記管理データ数を制御することを特徴とする請求項1に記載の動画像記録装置。
  5. 前記速度検出手段は、前記メディアアクセス手段により前記記録媒体に対してデータの書き込み及び読み出しを実行させ、前記データの書き込み及び読み出しに要する時間に基づいて前記アクセス速度を検出し、前記記録媒体のフォーマット時に前記データの書き込み及び読み出し処理を実行させることにより前記アクセス速度を検出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の動画像記録装置。
  6. 前記速度検出手段は、前記メディアアクセス手段により前記記録媒体に対してデータの書き込み及び読み出しを実行させ、前記データの書き込み及び読み出しに要する時間に基づいて前記アクセス速度を検出し、前記記録媒体に対する前記動画像データの記録の停止中に前記データの書き込み及び読み出し処理を実行させることにより前記アクセス速度を検出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の動画像記録装置。
  7. 前記速度検出手段は、前記メディアアクセス手段により前記記録媒体に対してデータの書き込み及び読み出しを実行させ、前記データの書き込み及び読み出しに要する時間に基づいて前記アクセス速度を検出し、前記動画像データの記録開始時に前記データの書き込み及び読み出し処理を実行させることにより前記アクセス速度を検出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の動画像記録装置。
  8. 更に、
    記録媒体ごとのアクセス速度情報を記憶するメモリと
    前記記録媒体を識別する識別手段
    とを有し、
    前記速度検出手段は、前記メモリに記憶されたアクセス速度情報のうち、前記識別手段によって識別された記録媒体に対応するアクセス速度情報に基づいて前記記録媒体のアクセス速度を検出する
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の動画像記録装置。
  9. 前記記録媒体に記録されるデータのフォーマットがMXFであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の動画像記録装置。
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