JP4419627B2 - 映像データ処理装置及び映像データ処理方法 - Google Patents

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本発明は、入力した映像信号で得られる映像データに映像効果を与えて各種効果の付与された映像データを出力する映像データ処理装置及び映像データ処理方法に関し、特に、複数系統の映像信号をミキシングした映像データを出力するビデオミキサー装置等に適したものである。
従来、ビデオミキサー装置は、オペレータによって指定された複数の入力系統の映像信号をミックスして映像表示装置にリアルタイムに出力するものであり、例えばコンサートや各種イベントにおいてバック映像などを演出する際に用いられる。その際、入力系統の選択、複数入力系統の映像データの混合比の設定、各入力系統の映像データに付与する視覚的効果(映像効果)の設定等が行われる。なお、これらの設定による映像の各加工仕様の一つ一つ、あるいはこの設定により加工処理された映像自体を「シーン」という。このようなのもとして、例えば特開2002−262179号公報に開示されたものがある。
特開2002−262179号公報
上記のような従来のビデオミキサー装置によれば、混合や加工の元となる映像信号を複数系統用いることでバラエティに富んだ映像が得られる。しかしながら、複数の入力系統に映像信号を入力する際に、複数の映像再生装置や複数のメディアを同時再生したり、あるいは、複数の映像信号を異なる記憶装置から読み出すなど、入力ソースを用意する作業が煩雑になるという問題があった。また、あるシチュエーションで特定の組み合わせの複数の映像を用いて加工再生し、これを別のシチュエーションで、多少変更して再度加工再生したい場合も、同じ組み合わせの複数の映像ソースを用意する必要があり、メディア等を管理するのが煩雑になるという問題がある。
本発明は、複数の映像を混合、加工する映像データ処理装置において、複数の動画を扱う際の作業性を良くするとともに映像ソースの管理をし易くすることを課題とする。
請求項1の映像データ処理装置は、映像信号取得手段で取得した、1つのフレームに複数の動画を記録した映像信号から、範囲確定手段で確定させた一定範囲の映像データを抽出し、該抽出した映像データを一定の大きさの描画面積になるようにして出力するようにした。一定の大きさの描画面積とは画面全体の描画面積に限らず、画面の一部に窓のような描画区域を設けてそこに描画するような描画面積でもよい。
請求項2の映像データ処理装置は、請求項1に加えて、制御手段により、映像データ抽出手段で抽出する映像を、特定のタイミングで切り換えたり、描画制御を行うようにした。特定のタイミングは、例えば、ユーザが操作する操作子変化(実施形態における「シーンメモリスイッチ」の切り換えに対応する変化)や、切り換えのシーケンスデータ(実施形態における「ストリームデータ」に対応するデータ)による指示を行うものなどである。
請求項3の映像データ処理方法は、映像信号を入力して複数の映像入力チャンネルで該映像データに各種の加工を施して出力する映像データ処理装置における映像データ処理方法であって、1つのフレームに複数の動画を記録した映像信号を供給する映像記録媒体を用い、この映像信号を複数の映像入力チャンネルに入力し、各映像入力チャンネルにて映像信号の複数の動画から1つの動画の範囲を選択的に抽出して該抽出した動画の映像データを出力する。
好適な映像データ処理装置として、請求項1の映像データ処理装置であって、範囲確定手段における該範囲確定手段が確定する一定範囲を例えばユーザ等により設定できるようにしてもよい。この例によれば、請求項1と同様な効果に加え、1つの映像ソースに含まれる動画の数が異なるような映像ソースでも、映像ソースに応じて一定範囲を設定することにより容易に対応することができる。
好適な映像データ処理装置として、請求項2の映像データ処理装置であって、同時に複数の映像データを抽出して、任意の配列で同時に描写するものであり、また、抽出した映像データのそれぞれは、任意の映像効果(明暗、モザイク、白黒/カラー、彩度等)を付加して描写するものでもよい。
本発明の請求項1または請求項3によれば、複数の映像を混合、加工する映像データ処理装置において、1つの映像ソースで複数の動画を供給することができ、これらの動画から所望のものを切り出して各種処理を行うことができるので、複数の映像ソースを必要としないなど、複数動画を扱う際の作業性が良くなり、また、映像ソースの管理もし易くなる。また、複数の動画を一定の大きさイベントに拡大して表示することが可能となる。
請求項2によれば、請求項1と同様な効果に加え、1つの映像ソースで複数の動画を供給できるものにおいて簡単な操作でバラエティに富んだ映像が得られる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は実施形態の映像データ処理装置における操作パネルを示す図である。この映像データ処理装置はビデオミキサー装置であり、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、DVD(Digital Versatile Disk)、パーソナルコンピュータ等の外部の映像機器から複数系統の映像信号を入力することができる。また、一つの入力系統の映像信号を処理単位とする映像入力チャンネルをch1,ch2,ch3,ch4の4チャンネル備えており、4つの映像入力チャンネルの各々に対して任意の系統の映像信号を割り当てることができる。そして、各映像入力チャンネルでは、操作子の操作によるパラメータ等の設定により、映像信号から得られる映像データの加工を行うことができ、この加工された映像データはミキシングされて、テレビモニタ、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ等の映像表示装置に出力される。
また、映像データの加工のための各種パラメータ等の設定データ(1チャンネルまたは複数チャンネル分)をシーンメモリスイッチに対応させて一つのシーンデータとして記憶することができる。さらに、記憶したシーンデータを読み出したりパラメータ等を設定しながら、複数のシーンデータの時系列なセットからなるストリームデータを作成し、このストリームデータをストリームメモリスイッチに対応させて記憶することができる。このストリームデータは映像の切り換えタイミング(特定のタイミング)を設定するものであり、このストリームメモリスイッチはストリームデータにより映像を順次更新して再生する際に用いる。
ここで、映像信号は、図示しないリアパネルに配設されたIn1,2,3,4及びExt(エクスターナル)の5つの入力端子からアナログのコンポジット形式で入力することができるが、後述のように、一つの入力端子から1系統の映像信号(1つの映像ソース)を入力し、この1系統の映像信号から複数種類(この実施形態では4種類)の映像を得ることで本発明を実施する。なお、この1系統の映像信号から複数種類の映像を得るモードを、本明細書では「単一ソースモード」という。
図1において、各映像入力チャンネル(ch1〜ch4)はそれぞれ同じ操作子11〜19を備えている。11はその映像入力チャンネルへの入力映像信号を選択する入力セレクトスイッチであり、各映像入力チャンネルごとに、In1,2,3,4及びExtの5入力から任意に1つを選択する。12はそのチャンネルの使用/不使用(オン/オフ)を設定するチャンネルオンスイッチ、13はポジ表示とネガ表示を切り替えるネガスイッチである。14は輝度信号と色差信号のゲインを調整するトリムボリューム、15は色相を調整する色相ボリューム、16は色ゲイン(彩度)を調整する色ゲインボリューム、17は後述のチャンネル共通制御部のパラメータをアサイン可能なアサイナブルボリュームである。18は映像入力チャンネルの映像信号をクロスフェーダ42のA入力/B入力の何れに割り当てるかあるいは「スルー」に設定するかを選択するアサインスイッチである。19はその映像入力チャンネルの映像信号の出力レベルを設定するチャンネルフェーダである。
21〜26、31〜38は各映像入力チャンネルにさらに多様なパラメータを設定するチャンネル共通制御部の操作子である。21はパラメータ値を変化させるロータリーエンコーダ、22はこのパラメータ値を初期値に戻すイニシャライズボタン、23はこのパラメータ値の設定対象の映像入力チャンネルを選択するチャンネルセレクトスイッチである。24はパラメータ値を微調整したり2つのシーンの間を補間しながら変更するためのジョグシャトル、25はジョグシャトル24で補間変更する2つのシーンをアサインするアサインスイッチ、26はジョグシャトル24による補間変更の有効/無効を選択するスイッチである。
31〜38はロータリーエンコーダ21に対してアサインするパラメータの種類を選択するためのパラメータスイッチである。スイッチ31は映像の表示位置を決めるパラメータを選択し、スイッチ32は画面分割数を決めるパラメータを選択し、スイッチ33は反転表示の態様を決めるパラメータを選択する。スイッチ34は映像のフレームを間引く割合を決めるパラメータを選択し、スイッチ35は映像の表示サイズを決めるパラメータを選択し、スイッチ36は映像の歪みの態様を決めるパラメータを選択する。スイッチ37は選択チャンネルの映像をレイヤーとして表示するかしないか(レイヤー表示のオン/オフ)を選択し、スイッチ38はパラメータ値をシフトするスイッチである。
41は映像信号の出力時にリアルタイムに映像効果を与えるリアルタイムシーン機能に関する操作子郡であり、複数のシーンデータの各記憶領域に対応するシーンメモリスイッチや、プリセットシーンを呼び出すパターンスイッチ等を備えている。42は、異なる映像入力チャンネルの前記アサインスイッチ18で「A入力」,「B入力」に割り当てられた2つの映像信号を合成し、その際の混合比(0〜1)を設定するクロスフェーダである。43はミキシングされた映像信号の出力レベルを調整するマスタフェーダである。その他に、クロスフェード方法を選択するスイッチ、ストリームデータにより映像を順次更新して再生する機能に関する再生ボタン、停止ボタン等を備えている。
中央の1Aの部分はシーンデータの削除や設定のキャンセル等の操作を行うシステム制御部である。このシステム制御部1Aにはモードスイッチ1と設定スイッチ2が配設されており、このモードスイッチ1と設定スイッチ2により「単一ソースモード」の設定及びモード選択を行う。例えば、各映像入力チャンネルについて、次のように画像面の一定範囲を確定させる範囲確定操作を行う。モードスイッチ1の操作で「単一ソースモード」を選択し、スイッチ35とロータリーエンコーダ21で映像の表示サイズを決めるとともに、スイッチ31とロータリーエンコーダ21で映像の表示位置を決め、設定スイッチ2の操作により、画像面の一定範囲を確定させる。そして、「単一ソースモード」からぬけて通常のモードに入るときはモードスイッチ1を操作し、「単一ソースモード」に入るときはモードスイッチ1を操作する。この「単一ソースモード」にすると、各映像入力チャンネルはそのチャンネルに選択した映像信号について、上記一定範囲の映像信号を入力信号として扱うようになる。
図2は上記範囲確定操作による設定の一例を示す図である。まず、図2(A) は実施形態における単一ソースモードで用いる原映像信号による原画像の例であり、1つのフレームfを縦横の4つに分割して、各分割領域に動画A,動画B,動画C,動画Dの4つの動画を記録したものである。この映像信号は各映像入力チャンネル(ch1〜ch4)に共通に入力するが、各映像入力チャンネル毎にこの映像信号からそれぞれ1つの動画を選択する。
この一つの動画を選択する具体的な手法が前記範囲確定操作であり、各映像入力チャンネル(ch1〜ch4)における表示サイズのパラメータと表示位置のパラメータを設定する。例えば第1の映像入力チャンネルch1で動画Aを選択する場合、図2(B) に示したように原映像信号の画像を縦横2倍に拡大するように表示サイズを設定する。画像の左上隅を画像の基準点とすると、この第1の映像入力チャンネルch1における表示位置のパラメータは通常の設定(移動しない設定)であり、拡大された動画Aの画面が、表示画面に対応する仮想的な画面Wにそのまま一致する。そして、そのまま映像入力チャンネルch1の映像信号を出力すれば動画Aが表示画面一杯に表示される。
また、第2の映像入力チャンネルch2で動画Bを選択する場合、図2(C) に示したように原映像信号の画像を縦横2倍に拡大するように表示サイズを設定する。この第2の映像入力チャンネルch2における表示位置は、映像を左に1画面分(拡大画像の半分)だけ移動するように設定する。これにより拡大された動画Bの画面が画面Wに一致する。同様に、第3の映像入力チャンネルch3で動画Cを選択する場合、縦横2倍に拡大するように表示サイズを設定するとともに、表示位置は上に1画面分だけ移動するように設定する。また、第4の映像入力チャンネルch4で動画Dを選択する場合、縦横2倍に拡大するように表示サイズを設定するとともに、表示位置は左に1画面分、上に1画面分だけ移動するように設定する。
このように、各映像入力チャンネル(ch1〜ch4)における表示サイズのパラメータと表示位置のパラメータを設定することが、画像面の一定範囲を確定させることに相当し、各設定したパラメータを「単一ソースモード」時の設定値として記憶しておく。この場合、各設定したパラメータによる表示サイズ、表示位置を各映像入力チャンネルにおける新たな初期値とし、その上で通常の映像信号の加工等を行うことにより、選択した4つの動画をあたかも4つの映像ソースとして入力したかのように、処理することができる。
上記の説明はパラメータによって表示サイズと表示位置を設定することに対応した説明であり、動画を選択してその映像データを得る処理は、実際には確定された範囲の映像データに対してドットを補間して映像データを切り出すという処理を行っている。図3はこの映像データの切り出しの例を示す図であり、図3(A) の原映像データから動画Bを切り出す場合、図3(B) のように動画Bの部分だけ拡大して図3(C) のように拡大した一つの動画を得る。図4は拡大時のドットの補間を説明する図であり、(i) のように「a1〜c5」の15のドットからなるものとした場合、各走査線となる「a1〜a5」、「b1〜b5」、「c1〜c5」の各ドットをコピーして各々のドットの横に挿入し、(ii)のように走査線方向に2倍に拡大する、次に、拡大した走査線「a1,a1〜a5」、「b1,b1〜b5」、「c1,c1〜c5」をそれぞれコピーして次の走査線との間に挿入し、(iii) のように縦方向に2倍に拡大する。このようにして、確定された範囲の映像データに対して切り出しを行う。
図5は実施形態のビデオミキサー装置のブロック図である。信号処理部10はCPU10a、RAM10b、ROM10c、タイマ10dで構成されており、CPU10aはROM10cに格納された所定のプログラムを実行し、RAM10bの各種レジスタ、フラグ等を含むワーキングエリアを使用して全体の制御を行う。タイマ10dは各種プログラムの実行中に時間を計時するものである。入力インターフェース(I/F)20は接続した映像機器100から映像信号を取り込み、出力インターフェース30は接続した画像表示装置200へ映像信号を出力して表示する。設定操作子群40は前記操作パネルの各種操作ある。表示器50は液晶パネル等で構成されており、該ビデオミキサー装置の設定状態や、映像の簡易表示等を行う。記憶装置60は、作成したシーンデータやストリームデータ、機器の設定状態、あるいは各種のプログラムを記憶する。
図6は実施形態のビデオミキサー装置の要部信号経路を示す図である。この信号経路は、前記各種操作子操作に応じた信号処理部10、入力インバータ20及び出力インターフェース30による機能を、等価な電気回路として図示したものである。なお、Extの系統は省略してある。
各映像入力チャンネル(ch1〜ch4)において、スイッチ部Aは入力セレクトスイッチ11により切替え設定され、4つの入力端子T1〜T4から入力する映像を選択する。なお、「単一ソースモード」の時は、各チャンネルにおいて、映像機器100を接続した一つの入力端子(例えばT1)を選択する。画質制御部Bは、ネガスイッチ13、トリムボリューム14、色相ボリューム15、色ゲインボリューム16等の操作に応じて、入力された映像信号の画質を調整する。画像位置制御部Cは、ロータリーエンコーダ21あるいはアサイナブルボリューム17の操作に応じて、表示位置、表示サイズ、歪み等を調整し、ボリュームDは、チャンネルフェーダ19の操作により映像信号の出力レベルを設定する。オンオフスイッチEは、チャンネルオンスイッチ12の操作により映像信号の出力/非出力を切り替え、スイッチ部Fは、クロスフェーダアサインスイッチ18の操作に応じて映像信号を「A入力」,「B入力」,「スルー」に選択的に出力する。2連ボリュームGは、クロスフェーダ41の操作に応じて、「A入力」の映像信号と「B入力」の映像信号を、設定された混合比に応じたレベルで出力し、この2連ボリュームGの各出力信号はミキシングされて画像出力チャンネルOUTに出力される。また、「スルー」の映像信号はそのまま画像出力チャンネルOUTに出力される。
画像位置制御部Cは、「単一ソースモード」の時は、各映像入力チャンネルに設定されている前記表示サイズ、表示位置のパラメータに基づいて位置制御する。すなわち、選択した一つの動画の範囲の映像データを、あたかも一つの入力端子からの映像信号によるものであるかのように処理を行う。これにより、「単一ソースモード」の時に、通常モードと同様な映像の加工を行ったり、請求項2に対応して特定のタイミングで切り換えたり描画制御を行うために、シーンデータあるいはストリームデータ等で再生を行うと、単一ソースで得られた例えば4つの動画の映像を、4つの入力端子からそれぞれ入力された複数の映像信号に対すると同様な処理を行うことができる。また、「単一ソースモード」の時、映像の加工を行わないでチャンネルのオン/オフあるいはチャンネルの切り換えをすることにより、単一ソースで得られた4つの動画を、切り換えながら同時再生することもできる。
図7は実施形態における制御プログラムのメインルーチンのフローチャート、図8はパネル処理のフローチャート、図9は処理実行のフローチャートであり、同図に基づいて実施形態の動作を説明する。電源の投入によって図7のメインルーチンの処理を開始すると、ステップS1の初期化の処理でRAM10bの内容をクリアするとともに初期の設定を行う。次に、ステップS2で図8のパネル処理を行い、ステップS3で図9の処理実行を行ってステップS2に戻る。
図8のパネル処理では、ステップS11でパネル入力(スイッチ操作)の有無を判定し、パネル入力がなければそのままメインルーチンに復帰し、パネル入力があった場合、すなわちユーザによって何らかの設定操作子が操作されたときステップS12以降でパネル入力による各種指示の内容に応じた処理を行う。ステップS12で映像の選択変更の指示があると、ステップS13で処理部の設定を変更して元のルーチンに復帰する。
このステップS13では、外部から送信されてくる映像に対して映像入力チャンネルを指定、または記憶装置に記憶されている映像データの指定の、どれかをユーザによる選択を受け付ける処理を行う。また、特定された映像からどの範囲を切り出すかの指定を受ける。また、この切り出した映像に対してどのような効果処理を行うかの指定を受ける。さらに、上記特定して処理した映像を複数受け付け、これらの映像の配置の指定を受ける。すなわち、前記操作パネルの操作子の操作に応じた加工処理に関する指定を受ける。
ステップS14でシーンの切り換え指示があると、ステップS15で、シーンメモリスイッチ等により選択されたシーンを読み出し、ステップS13で処理部の設定を変更して元のルーチンに復帰する。なお、この場合もステップS13では、選択されたシーンの内容に応じた前記の加工処理に関する指定を受ける。
ステップS16で映像の出力開始指示があれば、ステップS17で、開始フラグを立てるなど映像の出力開始に関する設定を行って元のルーチンに復帰する。ステップS18で映像の出力停止指示があれば、ステップS19で、停止フラグを立てるなど映像の出力停止に関する設定を行って元のルーチンに復帰する。ステップS20では、例えばシーンデータの作成に関する指示など、その他の指示に関する処理を実行し、元のルーチンに復帰する。
図9の処理実行では、ステップS21で、開始フラグが立っているか否かを判定し、立っていなければ映像開始中でないのでステップS28に進み、開始フラグが立っていいれば、映像開始中であるのでステップS22以降で映像の加工及び出力処理を行う。ステップS22では未処理の映像があるかを判定する。この判定は、複数の映像を合成して出力する場合に一つ一つの映像について、順次映像データの切り出し及び加工を行うためのものであり、全ての映像データについてステップS23,S24,S25の処理を終了するとステップS26に進む。なお、使用する映像が一つしかなければ、ステップS23,S24,S25の処理を一度行ってステップS26に進む。
ステップS23では、例えは映像入力チャンネルch1とch2との映像データとか、映像入力チャンネルch1の映像データと記憶装置に記憶された映像データとか、設定されている映像データを取得する。ステップS24では映像データの切り出しを行う。例えば、もともと取得した映像が縦2枚横2枚からなる4枚の映像(例えば図3(A) )であった場合、右上の映像(動画B)のみをつかうのであれば、左上の映像と下の映像を取り除いた右上のみの映像データを作り出す。ステップS25では切り出した映像データの加工処理を行う。例えば、図3、図4で説明したと同様な拡大処理(ドットの補間)を行う。また、画面の明るさや色合いや、白黒化、歪み、モザイク化などの映像効果をつけたりもする。
そして、ステップS26では、ステップS23,S24,S25で処理した映像データについて映像の合成を行い、ステップS27で、合成した映像データを出力し、ステップS28に進む。ステップS28では、停止フラグが立っているか否かを判定し、立っていなければ停止の指示がないのでそのまま元のルーチンに復帰し、停止フラグが立っていいれば、停止の指示がたったので、ステップS29で、開始フラグと停止フラグを下ろして処理を停止させ、元のルーチンに復帰する。
このように、同時再生を目的にして作成した複数の映像を例えば一枚の記録ディスクなどのメディアで供給することができ、取り扱いが容易で、複数の動画を扱う際の作業性もよくなる。また映像ソースの管理もしやすい。また、1つの映像ソース(1つのメディア)の再生で複数の動画が得られるので各動画は、1フレームのずれもない同時再生とすることができる。
実施形態では、入力する一つの映像ソースとして4つの動画を記録した例について説明したが、4つに限らず複数の動画を一つの映像ソースに記録したものであればよい。
本発明の実施形態におけるビデオミキサー理装置の操作パネルを示す図である。 本発明の実施形態における範囲確定操作による設定の一例を示す図である。 本発明の実施形態における映像データの切り出しの例を示す図である。 本発明の実施形態における映像拡大時のドットの補間を説明する図である。 本発明の実施形態のビデオミキサー装置のブロック図である。 本発明の実施形態のビデオミキサー装置の要部信号経路を示す図である。 本発明の実施形態における制御プログラムのメインルーチンのフローチャートである。 本発明の実施形態におけるパネル処理のフローチャートである。 本発明の実施形態における処理実行のフローチャートである。
符号の説明
10…信号処理部、20…入力インターフェース、21…ロータリーエンコーダ、31…パラメータスイッチ(表示位置)、35…パラメータスイッチ(表示サイズ)、100…映像機器

Claims (3)

  1. 映像信号取得手段と、
    画像面の一定範囲を確定させる範囲確定手段と、
    映像信号から得られる画像面の一定範囲の映像データのみを時間的に連続して抽出する映像データ抽出手段と、
    を有し、
    前記映像信号取得手段で取得した1つのフレームに複数の動画を記録した映像信号から、前記範囲確定手段で確定させた一定範囲の映像データを前記映像データ抽出手段で抽出するように制御する制御手段と、
    前記制御手段で制御して抽出した映像データを一定の大きさの描画面積になるようにして出力する映像データ出力手段とを有したことを特徴とする映像データ処理装置。
  2. 請求項1の映像データ処理装置であって、
    前記制御手段は、映像データ抽出手段で抽出する映像を、特定のタイミングで切り換えたり、描画制御を行うものであることを特徴とする映像データ処理装置。
  3. 映像信号を入力して複数の映像入力チャンネルで該映像信号から得られる映像に各種の加工を施して出力する映像データ処理装置における映像データ処理方法であって、
    1つのフレームに複数の動画を記録した映像信号を供給する映像記録媒体を用い、前記映像記録媒体で再生した映像信号を前記複数の映像入力チャンネルに入力し、各映像入力チャンネルにて前記映像信号の複数の動画から1つの動画の範囲を選択的に抽出して該抽出した動画の映像データを出力することを特徴とする映像データ処理方法。
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