JP2015029211A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高フレームレートで撮影し、スロー再生させるコンテンツを作成する場合、適切な長さになるよう、記録時に調整して記録を開始・終了させる。
【解決手段】高フレームレートでも記録を行うとともに、高フレームレート映像を通常フレームレートでスロー再生し、スロー再生のタイミングで記録開始・終了指示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、高フレームレートで動画を撮影し、記録する装置に関するものである。

従来の撮像装置では、撮像する際のフレームレートを可変とし、たとえば、通常再生時のフレームレートよりも高いフレームレートで撮影し、得られた映像信号を、撮像時よりも低いフレームレートで再生することで、スロー再生映像を得ることができる。また、撮像と同時に撮像フレームレートよりも低いフレームレートで撮像した映像を表示することで、撮像映像の確認をすることができる（特許文献１）。

また、テレビジョン信号を記録再生する録画装置においても、記録と同時に記録済みの信号を可変速で再生し内容を確認することが可能である。

特開２００６−１５７１４９号公報

ところで、再生時のフレームレートよりも高いフレームレートで撮像した場合、記録開始操作および記録停止操作のタイミングのずれは、再生時には、再生時のフレームレートと記録時のフレームレートの比率だけ拡大する。そのため、ユーザーがスロー再生シーンとして記録しようとしていた期間とのずれが大きくなる問題がある。

従来技術では、記録時にリアルタイムに内容確認はできるが、記録期間を所望の期間に限定できるものではなかった。

本出願にかかる発明の目的は、高フレームレート撮影した映像データを記録する場合にユーザの所望する期間を精度よく決定できる映像記録装置を提供することにある。

本発明の映像記録装置は、被写体を第１のフレームレートで撮像し、映像信号を生成する撮像手段と、前記映像信号を第２のフレームレートに変換することで、スロー映像信号を生成する映像速度変更手段と、前記スロー映像信号を記録する記録手段と、前記スロー映像信号を表示する映像表示手段と、記録開始指示手段と、記録終了指示手段と、を備えた映像記録装置において、前記記録開始指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前期スロー映像信号の位置から、前記記録終了指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前期スロー映像信号の位置までを記録範囲とする記録範囲決定手段を持ち、
前記記録範囲決定手段により決定された範囲の前記スロー映像信号を前記記録手段に記録することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、高フレームレート撮影した映像データを記録する場合にユーザの所望する期間を精度よく決定して記録することができる。

本発明の実施例１に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。 本発明のＧＯＰ単位での記録範囲を示した図である。 本発明の実施例２に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２における表示画面構成例である。 本発明の実施例３に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。 記録ストリームを示した図である。

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の実施例１に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。１０１はレンズ、１０２は固体撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、１０３は撮像信号を映像信号にする映像信号処理回路、１０４は映像信号にＯＳＤ等のグラフィックを合成し、表示装置あるいは出力端子へ出力する映像表示出力回路、１０５は映像出力端子、１０６は映像出力端子からの信号を受けて表示する外部のモニタ、１０７は映像表示装置であるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、１０８はユーザーからの操作を受け付ける操作部であり、１０９は操作部１０８からの指示を受け、他のデバイスを制御する制御部である。

１１０は映像信号処理回路１０３で生成された映像信号をＭＰＥＧ形式などの記録に適した形式に変換する映像信号符号化回路、１１１は映像信号符号化回路１１０で符号化した映像信号を復号する複合化回路、１１２は映像信号や、音声信号を一時的に保存するバッファメモリ、１１３はメディアコントローラであり、記録メディア１１４への記録、読み出し等のアクセスを制御する。

通常の撮影待機時は、映像信号処理回路１０３の出力および、表示回路１０４の出力信号は、ともに、たとえば、フレームレート３０ｆｐｓとなるよう駆動しておく。

ユーザが操作部１０８にてスロー表示開始を指示すると、ＣＣＤ１０２および映像信号処理回路１０３を制御部１０９にて制御して、たとえば、フレームレート１２０ｆｐｓの映像信号を出力する。その後、映像信号処理回路１０３の出力信号を、映像信号符号化回路１１０にて、たとえば、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）で規定される映像ストリームに変換する。

ここで、各フレームの表示タイミングを示すタイムスタンプを、この例では通常の４倍遅くすることで、フレームレートを１２０ｆｐｓから３０ｆｐｓに変換することができる。

３０ｆｐｓに変換した映像ストリームをバッファメモリ１１２に一次保存すると共に、順次、映像信号復号回路１１１に送り、映像信号復号回路１１１にて復号し、表示回路１０４に復号した映像信号を送ることで、ＬＣＤ１０７および、映像出力端子１０５に接続されたモニタ１０６にて、１／４のスローとなった３０ｆｐｓの映像を確認することが可能である。

以上の処理によりＬＣＤ１０７にてスロー映像を確認できる状態になったところで、さらに、ユーザにより、操作部１０８にて、記録開始指示を受けると、
その指示を受けた時点でＬＣＤ１０７に表示している映像に相当する映像ストリームの位置をストリームの切り出し開始点として記憶する。

その後、ユーザにより、操作部１０８にて、記録終了指示を受けると、その指示を受けた時点でＬＣＤ１０７に表示している映像に相当する映像ストリームの位置をストリームの切り出し終了点として記憶する。

その後、ストリームの切り出し開始点から、切り出し終了点までのデータをバッファメモリ１１２から読み出し、メディアコントローラ１１３を経由して、記録メディア１１４に書き込むことで、スロー映像を見ながら開始指示操作および終了指示操作をした範囲の映像データを記録メディア１１４に保存することが可能である。

なお、バッファメモリ１１２に一次保存する映像ストリームの形式をＭＰＥＧとした場合、最終的に記録メディア１１４に部分コピーする際の単位を、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）単位としておくことで、再エンコードなしに切り出すことが可能である。

また、ユーザが操作するスロー表示開始指示と、記録終了指示を操作部１０８上で同一の物とすることで、スロー表示処理を開始すると共に、バッファメモリ１１２に一次保存される映像ストリームの先頭を切り出し開始点として指定することも可能である。

図２は、映像ストリームを記録メディア１１４に部分コピーする際の単位を、ＧＯＰ単位とする場合の、映像ストリームの記録開始位置および記録終了位置の指示に対する実際の記録範囲を示した図である。

図２において、２０１はユーザが操作したタイミングの記録開始位置である。２０２はユーザが操作したタイミングの記録終了位置である。

ここで、切り出し単位をＧＯＰ単位とするため、たとえば、２０１を含むＧＯＰの先頭２０３を記録開始位置とし、２０２を含むＧＯＰの終端２０４を記録終了位置とする。

記録メディア１１４に最終的に保存する映像ストリームの開始・終了位置をフレーム単位で行いたい場合は、バッファメモリ１１２の映像ストリームを一旦映像複合化回路１１１によりフレーム単位の映像信号に復号した後、映像信号符号化回路１１０にて再度符号化するという、再符号化処理を行うことで可能である。

また、記録メディア１１４に最終的に保存する映像ストリームの開始・終了位置をフレーム単位で行う別な方法として、バッファメモリ１１２の容量が十分大きい場合は、映像信号処理回路１０３から出力された映像信号を、映像信号符号化回路１１０で変換せず、そのままバッファメモリ１１２に記録し、記録開始位置から、記録終了位置までの映像信号を、記録メディア１１４に保存する際に、映像信号符号化回路１１０で変換することでも、最終的に保存する映像ストリームの開始・終了位置をフレーム単位で行うことができる。

また、一般的に一次保存用のバッファメモリよりも、最終的な記録メディアの方が容量が大きいため、本例のバッファメモリ１１２に映像ストリームを一次保存せず、直接、記録メディア１１４に記録することも考えられる。その場合、映像信号処理回路１０３の出力信号を、映像信号符号化回路１１０にて、３０ｆｐｓ化し、ＭＰＥＧで規定される映像ストリームに変換した後、メディアコントローラ１１８を介して、記録メディア１１９に仮記録すると共に、記録メディア１１９から順次映像ストリームをメディアコントローラ１１８を介して読み出し、映像信号復号回路１１１にて復号し、表示回路１０４に復号した映像信号を送ることで、１／４のスローとなった３０ｆｐｓの映像を確認することが可能である。この場合、ユーザ操作操作の記録開始位置と記録終了位置の指示範囲を記録する処理は、図２におけるＧＯＰ単位の記録開始位置２０３より前方の映像ストリームデータと、ＧＯＰ単位の記録終了位置２０４より後方の映像ストリームデータを破棄して、指定範囲のみ本記録映像として残す処理となる。

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の実施例２に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。図１に示した実施例１の構成に対して、高フレームレートの映像信号から、それよりも低いフレームレートの映像信号を、映像の速度を変えずにフレームレートのみ変換する、フレームレート変換回路３０１が追加されている。たとえば、４フレーム中３フレームを間引くことで、フレームレートのみ１／４にすることができる。

ユーザが操作部１０８にてスロー表示開始を指示すると、実施例１と同様にＣＣＤ１０２および映像信号処理回路１０３を制御部１０９にて制御して、たとえば、フレームレート１２０ｆｐｓの映像信号を出力する。この映像信号を、フレームレート変換回路３０１にて速度を変えずに、３０ｆｐｓ化し、表示回路１０４に送る。また、映像信号処理回路１０３の出力信号は、実施例１と同様に、映像符号化回路１１０にて、１／４スローで３０ｆｐｓ化した映像ストリームに変換され、映像信号復号回路１１１で復号化された映像信号が表示回路１０４に送られる。表示回路１０４では、フレームレート変換回路３０１から送られた実時間の映像信号と、映像信号復号回路１１１から送られたスローの映像信号を合成して出力し、ユーザはＬＣＤ１０７やモニタ１０６に表示される映像で、撮像しているリアルタイムの映像と共にスロー表示の映像を確認することができる。

図４は、実施例２においてＬＣＤ１０７やモニタ１０６に表示されるリアルタイムの映像とスロー表示の映像の合成画面構成例である。ここでは、主映像４０１としてリアルタイムの映像を表示し、ＰＩＰ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ）の小画面４０２でスロー映像を表示している。また、逆に主画像４０１としてスロー映像を表示し、小画面にリアルタイムの映像を出すことも可能である。

図７は本発明の実施例２にかかる映像記録装置の記録ストリームを示した図である。ストリーム７０１はフレームレート変換回路３０１によって速度を変えずにフレームレートのみ変換した実時間の映像信号のストリームである。一方ストリーム７０２は映像符号化回路１１０にて、１／４スローで３０ｆｐｓ化したスロー映像ストリームである。図７の横軸は各ストリームの再生時の時間をあらわしており、実時間の映像ストリーム７０１は再生に撮影時と同じ時間かかり、スロー映像のストリーム７０２は撮影時の速度の４倍の時間がかかる、実時間の映像ストリームのうちの７０６の部分は、スロー映像ストリーム７０２のうちの７０５の部分と撮影時の時間は同じであり、７０５の方は７０６よりも再生時間が４倍長いことを示している。

以下に図７を用いて実時間の映像ストリームと、スロー映像のストリームを記録するシーケンスを説明する。図３に示したブロック図において、操作部１０８から通常記録の指示があった場合、実時間の映像ストリーム７０１を記録メディア１１４に記録開始する。操作部１０８から、７０３のタイミングでスロー記録開始の指示をで受けると、スロー映像のストリーム７０２をバッファメモリ１１２に記録開始するとともに小画面４０２にスロー映像を表示する。その後、スロー記録終了の指示を７０４のタイミングで受けると、その時点でバッファメモリ１１２に一時保存されているスロー映像ストリーム７０２のうちタイミング７０４以降に再生される予定だったストリーム７０８を破棄し、ストリーム７０５を記録メディア１１４に記録する。ここで、ストリーム７０６とストリーム７０５をたとえばＭＰＥＧ規格でのマルチアングル技術を用いて関連付けすることにより、再生時に実時間の再生と、同じフレームレートでのスロー再生を切り替えることが出来る。

また、ストリーム７０６をストリーム７０５と置き換えることにより、ストリーム７０１の再生時に、実時間の速度で再生されるストリーム７０７と同じフレームレートでスロー再生される７０５をつなげ、その後、再度実時間の速度の７０９に戻るというシーンのつながりを、１つのストリームとすることができる。

＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の実施例３に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。図１に示した実施例１の構成に対して、メディアコントローラ１１３および記録メディア１１４に代わり、通信回路５０１を備えている。ユーザの記録開始指示および記録終了指示の操作の後、ストリームの切り出し開始点から、切り出し終了点までの映像ストリームデータをバッファメモリ１１２から読み出し、通信回路５０１を介して外部機器に送ることができる。

＜第４の実施形態＞
図６は、本発明の実施例４に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。実施例１の構成に対して、音声処理部を追加している。

６０１はマイク、６０３はスピーカー、６０４は音声出力端子であり、６０２はマイク６０１からの信号を音声信号に変換し、また音声信号をスピーカー６０３や音声出力端子６０４に出力する音声信号処理回路である。６０５は映像信号符号化回路６０２で符号化した映像信号と音声信号処理回路６０２で処理された音声データを多重化する映像・音声多重化回路である。映像信号処理回路１０３から出力される映像信号は、映像符号化回路１１０にて、１／４スローで３０ｆｐｓ化し、バッファメモリ１１２に一次記録され、映像信号復号化回路１１１で復号されて、表示回路１０４を経由し、ＬＣＤ１０７に表示されている。

音声はマイク６０１から入力され、音声信号処理回路６０２より音声信号として出力されるが、ここで、音声信号処理回路６０２から出力される音声を、ＬＣＤ１０７に表示されている映像に相当する映像ストリームとタイミングを合わせて、音声多重化回路６０５にて多重化し、映像・音声ストリームとして再度バッファメモリ１１２に記録しておくことで、表示中のスロー映像のタイミングにあわせて音声を多重化することが可能である。

その後、実施例１と同様に、ストリームの切り出し開始点から、切り出し終了点までのデータをバッファメモリ１１２から読み出し、メディアコントローラ１１３を経由して、記録メディア１１４に書き込むことで、スロー映像を見ながら音声をアフレコしつつ、開始指示操作および終了指示操作をした範囲の映像データを記録メディア１１４に保存することが可能である。

１０１‥‥レンズ
１０２‥‥ＣＣＤ
１０８‥‥操作部
１０９‥‥制御部

Claims (9)

1. 被写体を第１のフレームレートで撮像し、映像信号を生成する撮像手段と、
   前記映像信号を第２のフレームレートに変換することで、実際の速度と異なる速度の変速映像信号を生成する映像速度変更手段と、
   前記変速映像信号を記録する記録手段と、
   前記変速映像信号を表示する映像表示手段と、
   変速記録開始指示手段と、
   変速記録終了指示手段と、
   前記変速記録開始指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前期変速映像信号の位置から、前記変速記録終了指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前期変速映像信号の位置までを記録範囲とする記録範囲決定手段と、
   前記記録範囲決定手段により決定された範囲の前記変速映像信号を前記記録手段により記録する用に制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記変速映像信号を記憶するメモリを有し、
   前記第２のフレームレートを前記第１のフレームレートよりも低くすることで、前記映像変速手段にてスロー映像信号を生成し、
   前記スロー映像信号を前記メモリに記憶し、
   前記メモリに記憶した前記スロー映像信号を再生することで前記映像表示手段にスロー映像を表示することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記スロー映像信号は、複数のフレームをまとめた映像情報ブロックの単位で編集可能なデータ構造を有し、
   前記記録範囲決定手段は、前記変速記録開始指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前記スロー映像信号の映像情報ブロックから、前記変速記録終了指示手段での指示時点で前記映像表示手段に表示されていた前記スロー映像信号の映像情報ブロックまでを記録範囲とすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. スロー撮像開始指示手段と、
   前記スロー撮像開始指示手段による指示で、前記メモリ手段への前記スロー映像信号の一次記録を開始し、前記メモリ手段に一次記録された前記スロー映像信号のうち、前記記録範囲決定手段により決定された範囲の前記スロー映像信号を、前記記録手段にコピーする映像信号切り出し手段とを有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像装置。
5. 外部機器と通信する通信手段を有し、
   前記映像信号切り出し手段は、前記メモリ手段に一次記録記録された前記スロー映像信号のうち、前記記録範囲決定手段により決定された範囲の前記スロー映像信号を、前記通信手段から出力することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記撮像手段により撮像された映像信号を、撮像時の速度のまま第２のフレームレートに変換するフレームレート変換手段と、
   前記フレームレート変換手段で生成された撮影時の速度の映像と、前記映像速度変更手段により生成されたスロー映像を合成する、表示映像合成手段とを有し、
   前記表示手段に前記表示映像合成手段により生成された合成映像を表示することを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載の撮像装置。
7. 前記スロー撮像開始指示手段と前記変速記録開始指示手段を同一の手段とし、
   前記映像表示手段にスロー表示を開始すると同時に、切り出し開始位置を、スロー表示開始時の映像に相当する前記映像信号の位置とすることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れか１項に記載の撮像装置。
8. 音声信号入力手段と、
   映像速度変更手段により生成されたスロー映像信号と前記音声信号を多重する映像音声多重手段とを有し、
   前記映像音声多重手段で多重された信号を前記第１の記録手段に記録することを特徴とする請求項２乃至請求項７の何れか１項に記載の撮像装置。
9. 実速度記録開始指示手段と、
   実速度記録終了指示手段とを有し、
   前記実速度記録開始指示手段による指示から、前記実速度記録終了指示手段による指示までの間を実速度撮影期間とし、前記実速度撮影期間中は、前記フレームレート変換手段で生成された撮影時の速度の映像を前記表示手段に表示すると共に、前記フレームレート変換手段により生成された撮影時の速度の映像信号を前記記録手段に記録し、
   前記実速度撮影期間中に、さらに前記変速記録開始指示手段による指示があった場合は、前記映像変速手段にてスロー映像信号を生成し、前記スロー映像信号を前記メモリに記憶し、
   前記メモリに記憶された前記スロー映像と前記撮影時の速度の映像を、前記表示映像合成手段により合成し、
   前記合成映像を前記映像表示手段に表示し、
   その後の前記変速記録終了指示手段による指示で、前記記録範囲決定手段により決定された範囲の前記スロー映像信号を前記記録手段に記録することを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の撮像装置。