JP4952107B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムカメラと同等の撮像効果を実現する撮像装置に関し、より詳細には、ノンリニアエディタシステムに取り込んで編集加工することによって、フィルムシネマシステムと同等の映像制作を行うデジタルシネマ制作分野で使用する撮像装置に関する。

従来のフィルムを用いた映画製作では１秒間に２４枚の映像を記録し、１秒間に２４枚の映像を再生することが行われていた。さらに特殊効果を演出するために、例えば１秒間に１２枚の映像を記録し、１秒間に２４枚の映像を再生することによって２倍速のクイックモーションを実現していた。また、例えば１秒間に４８枚の映像を記録し、１秒間に２４枚の映像を再生することによって１／２倍速のスローモーションを実現していた。１秒間の記録枚数を変えることは記録時にフィルムカメラのフィルム回転数を変えることで行っていた。

近年、従来フィルムカメラで行われていた映画製作（フィルムシネマ制作）をビデオカメラで代替する提案（デジタルシネマ制作）がなされた。以下にデジタルシネマ制作機器の例を説明する。従来のビデオカメラでは１秒間に６０枚の映像信号をビデオテープに記録する方式が用いられていたが、デジタルシネマ制作機器では撮像は１秒間に２４枚で行い、１秒間に６０枚の映像信号にフレームレートを変換してビデオテープへの記録を行い、再生時に再び１秒間に２４枚の映像信号に変換することによって行う。このようにすることによって、従来のビデオカメラの信号処理回路をそのまま用いて安価に品質のよいシステムを提供することが出来た。さらに特殊効果の撮影では、撮像は１秒間に１２枚または４８枚などで行い、１秒間に６０枚の映像信号にフレームレートを変換してビデオテープへの記録を行い、再生された映像信号の有効フレームを抜き取る装置を用いた後、１秒間に２４枚の映像信号に変換することによって行う。このようにすることによって、記録速度を可変とすることが困難であったビデオカメラにおいても特殊効果撮影を実現することが出来た。

次に、従来のデジタルシネマ制作で用いる撮像装置の構成について説明する。図３は従来のデジタルシネマ制作で用いる撮像装置の構成図である。撮像手段３１は、システムコントロール部３２からのフレームレート変更情報ＦＲｐ３に応じた撮像フレームレートで撮像を行い、所定のフレームレートへの変換処理を行って出力する。ＣＣＤ駆動手段３５は、システムコントロール部３２からのフレームレート変更情報ＦＲｐ３に従って撮像フレームレートを設定し、その撮像フレームレートでＣＣＤを駆動して映像信号を出力する。フレームレート変換手段３６は、ＣＣＤ駆動手段３５から出力された映像信号を入力とし、メモリを使用して、出力フレームレートへのフレームレート変換処理を行い、出力する。操作手段３４は、メニュー設定やボタン操作によってユーザーからフレームレートの変更を指示された場合には、フレームレート変更操作情報ＯＰ３をシステムコントロール部３２に出力する。

次に、本明細書で用いるフレームレート変換、フレームレート変更について説明する。第１のフレームレート映像をフレームレート変換手段で第２のフレームレートに変換することをフレームレート変換といい、フレームレート変換手段に入力する第１のフレームレートを変更することをフレームレート変更という。例えば、ＣＣＤ駆動手段が出力する２４ｐ（１秒間に２４枚のプログレッシブ映像を有する）映像信号を６０ｐ（１秒間に６０枚のプログレッシブ映像を有する）映像信号に変換するのがフレームレート変換であり、ＣＣＤ駆動手段が出力するフレームレートを２４ｐから２０ｐに変更するのがフレームレート変更である。

次に、従来の撮像装置におけるフレームレート変換の方法について、２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号への変換を例に挙げて説明する。

図４は、２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換方法を簡単に示したものである。この方法では、フレームレート変換手段は、映像信号を保存することが出来る３つのメモリを備えると共に、書き込みすべきメモリ番号を示す書き込みメモリ番号と、読み込みすべきメモリ番号を示す読み込みメモリ番号とを保持し、これらを用いてフレームレート変換を実現している。２４ｐ映像信号は、例えばＣＣＤ駆動手段からフレームレート変換手段に入力される映像信号であり、メモリに格納されている映像信号は、３つのうちいずれかが１／２４秒ごとに更新される。

書き込みメモリ番号は、フレームレート変換前の映像信号の更新単位である１／２４秒ごとに２４ｐ映像信号に同期して循環する値が設定される。この場合は搭載されているメモリの数が３であるため、１−２−３−１−２−３のように値が設定される。メモリ１には、書き込みメモリ番号が値１である場合に入力された２４ｐ映像信号が格納される。メモリ２には、書き込みメモリ番号が値２である場合に入力された２４ｐ映像信号が格納される。メモリ３には、書き込みメモリ番号が値３である場合に入力された２４ｐ映像信号が格納される。

読み出しメモリ番号は、フレームレート変換後の映像信号の更新単位である１／６０秒ごとに６０ｐ映像信号に同期して循環する値が設定される。ただし、更新してしまうと読み込み対象となるメモリと書き込み対象となるメモリが同一になってしまう場合すなわち書き込みメモリ番号と読み出しメモリ番号が同じとなってしまう場合は更新しないように制御される。読み出しメモリ番号の示すメモリから読み出された映像信号は、６０ｐ映像信号としてフレームレート変換手段から出力される。

この場合、例えば変換された６０ｐ映像信号ＶＦ２１とＶＦ２２は同じ映像情報を持っている。また、６０ｐ映像信号ＶＦ２３とＶＦ２４とＶＦ２５は同じ映像情報を持っている。このように２４ｐ映像信号から変換された６０ｐ映像信号は２枚または３枚が同じ映像情報を持っており、５映像フレームごとに繰り返しとなっている。

また、変換後の６０ｐ映像信号を６０ｉ（１秒間に６０枚のインターレース映像を有する）映像信号に変換した場合は、６０ｐ映像信号ＶＦ２１およびＶＦ２２が６０ｉ映像信号の第１フィールドＶＦ２６および第２フィールドＶＦ２７に変換される。このように６０ｐ映像信号の２映像フレームが６０ｉ映像信号の１映像フレームに変換されるため、６０ｉ映像信号の１映像フレームは１／３０秒となり、５映像フレームごとに繰り返しとなる。このように、変換前のフレームレートから変換後のフレームレートへフレームレート変換する際の繰り返し単位を１映像シーケンスと呼ぶ。６０ｉ映像信号の映像シーケンスの長さは５映像フレームである。また、６０ｐ映像信号は６０ｉ映像信号に変換されて配信される場合もあるため、互換を得るために、６０ｐ映像信号の映像シーケンスの長さは、６０ｉ映像信号の５映像フレームと時間的な長さを合わせて１０映像フレームとする。

さらに、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換の例について、説明する。

図５は、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換方法を簡単に示したものである。図４と同様に、変換後の６０ｐ映像信号の映像シーケンスの長さは６０ｐ映像信号の６映像フレームである。

次に、変換した映像信号を変換前のフレームレートに逆変換する、あるいは他のフレームレートに変換する場合について説明する。編集されて配信可能となった映像信号は、編集時に用いたフレームレートと異なるフレームレートに変換して配信されることもある。例えば、６０ｐ映像信号はそのまま配信される場合もあり、映画上映用に２４ｐ映像信号に変換して配信される場合もある。また、テレビ放送用に６０ｉ映像信号に変換して配信される場合もある。このようにフレームレートの変換を行う場合、タイムコードを利用すると、映像信号のみを用いてフレームレートの変換を行う場合よりも容易に処理を行うことが出来る。

図６は、変換した６０ｐ映像信号を２４ｐ映像信号に逆変換する場合の説明図である。ここで、通常は６０ｐ映像信号においても３０フレームシステムのタイムコードを用いるため、その取り得る値は００時００分００秒００フレームから２３時５９分５９秒２９フレームである。したがって図のように６０ｐ映像信号には、連続する２フレームずつに同じタイムコードが生成される。以下、６０ｐ映像信号において同じタイムコードが付与されている２つのフレームを、前半映像フレーム、後半映像フレームと呼ぶこととする。なお、図では便宜上タイムコードのうちフレームの値のみを記載している。また、フレームレート変換時に生じる信号遅延に関しては記載を省略している。

さて、映像信号のみを用いてフレームレートの逆変換、すなわち元の２４ｐ映像信号への変換を行う場合、６０ｐ映像信号の１映像フレームと、１フレームまたは２フレーム後の１映像フレームが同一か否かを判別するために、１映像フレームを保存するメモリを準備するか、または、少ないメモリを用いて比較演算を繰り返し行う必要がある。

ここで、６０ｐ映像信号における映像シーケンスの先頭フレームのタイムコードが５の倍数となるようにタイムコードを付与すると、タイムコードの値を５で除算した剰余が０のフレームについては、前半映像フレームと後半映像フレームは同一である、すなわち、前半映像フレームは変換後に有効とすべきフレーム（有効フレーム）であり後半映像フレームは変換には使用しないフレーム（無効フレーム）であることが複雑な演算なしに判定することが出来る。同様に、剰余が１の場合は前半映像フレームが有効フレームであり後半映像フレームが無効フレーム、剰余が２の場合は前半映像フレームが無効フレームであり後半映像フレームが有効フレーム、剰余が３の場合は前半映像フレームが無効フレームであり後半映像フレームが有効フレーム、剰余が４の場合は前半映像フレーム、後半映像フレームともに無効フレームであることが判定出来る。なお、上記説明では同じ映像情報をもつ映像フレームの最初の映像フレームを有効フレームとしたが、最後の映像フレームを有効フレームとしてもよいし、２番目の映像フレームを有効フレームとしてもよい。

以上のように映像シーケンスを特定出来るように映像信号と関連付けたタイムコードの並びをタイムコードシーケンスという。図６の場合、タイムコードシーケンスは０−１−２−３−４、５−６−７−８−９、（以降、５で除算した剰余が０−１−２−３−４と続く）であり、タイムコードシーケンスの長さは５ＴＣフレームである。なお、映像フレームと区別するためタイムコードのフレームをＴＣフレームという。例えば、６０ｐ映像信号においては上記のようにタイムコードが付与されるため、１０映像フレームが５ＴＣフレームに相当する。

以上のようなフレームレート変換を行う従来の撮像装置としては、特許文献１に記載されたものがある。これは、フィルムカメラと同等の撮像効果をビデオカメラで得ようとするものであり、特にフィルムカメラ特有の画作りに関してフレームレートを自由に変換出来る特徴がある。

また、フレームレートを変換する撮像装置であって、フレームレートの変更が可能な撮像装置としては特許文献２に記載されたものがある。これは、あらかじめ設定されたフレームレート変更情報に従って撮影中のフレームレートの変更が出来る特徴がある。

また、フレームレートを変換した映像信号に対してタイムコードを設定する装置としては特許文献３に記載されたものがある。これは、記録時に複数システムのタイムコード、例えば２４フレームシステムおよび３０フレームシステムおよび２５フレームシステムのタイムコードを記録し、再生時に記録されたタイムコードシステムの中から適切なタイムコードシステムを選択出来る特徴がある。

近年のデジタル化に伴い、撮影した映像信号をノンリニアエディタで取り込み編集作業を行うという手法がとられている。タイムコードは撮影時に映像信号と関連付けして記録し、取り込み開始および終了位置指定や編集開始および終了位置指定などに使用される。

タイムコードの歩進方式としては記録中のみ歩進させ記録停止中は歩進させないレックラン方式と、記録中、記録停止中を問わず歩進させるフリーラン方式がある。レックラン方式は複数のシーンを撮影した場合でもシーン途中やシーン切り替わり目を問わず連続したタイムコードが記録される特徴がある。一方、フリーラン方式ではシーン切り替わり目ではタイムコードの連続性は損なわれるがそれぞれのシーンに記録されたタイムコードは記録時刻として使用可能であるという特徴がある。このタイムコードの歩進方式は制作形態によって使い分けされる。
特開２００２−１５２５６９号公報 特開２００５−１３６７５４号公報 特開２００５−３９７１３号公報

以下に、デジタルシネマでの制作に関して撮像装置に求められる条件を説明する。

第１の条件として、タイムコードの連続性に関して説明する。

映像信号をノンリニアエディタで取り込む場合、映像信号と共に、連続したタイムコードをノンリニアエディタに入力することが求められることがある。ノンリニアエディタは、タイムコードの連続性から同一ファイルへの記録や取り込みの終了を判断することがある。もしタイムコードが不連続となっていると、ノンリニアエディタが不連続なタイムコードの入力を検出し、そこで撮影シーンが変わったと判断し別ファイルとして保存してしまったり、あるいは入力異常と判断して取り込み動作を停止してしまう。つまり、ノンリニアエディタの操作者はあるシーンを撮影した映像信号を一つのファイルとして保存することを意図していたにもかかわらず、複数のファイルとして保存されてしまい後工程である編集作業の効率が低下してしまう。あるいは自動取り込みを意図していたにもかかわらず途中で中断してしまい取り込み作業をやり直さなければならない、などの不具合が発生するからである。

第２の条件として、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相の一致に関して説明する。

ノンリニアエディタへの取り込み作業および編集作業に関しては映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させて作業することが望ましい。すなわち、撮像装置から出力する映像信号の映像シーケンスと、撮像装置から出力するタイムコードのタイムコードシーケンスの位相は一致していることが求められる。これは、完成させた映像信号を編集時に用いたフレームレートだけでなく任意のフレームレートに再変換して配信する場合、タイムコードを用いることによって容易に変換出来るからである。

第３の条件として、マルチカメラ撮影時のタイムコードの同期に関して説明する。

撮像装置外部で生成されたタイムコードが撮像装置に入力された場合における動作に関して、撮像装置が映像信号と共に出力するタイムコードは、外部から入力されたタイムコードに一致（同期）することが求められる。これは、複数の撮像装置を用いて撮影（以下、マルチカメラ撮影という）を行う場合にそれぞれの撮像装置のタイムコードを一致させておき、編集工程において複数の撮像装置で撮影した複数の素材を時系列に並べることを可能にすることによって、編集作業の効率化を図るためである。

なお、マルチカメラ撮影の場合は撮影された素材のタイムコードはシーンが変わるごとに不連続となるのが一般的である。これは、ノンリニアエディタに取り込む際シーンごとに別ファイルとして保存させ、後工程である編集作業の効率化を図るためである。従って、前記第１の条件と本第３の条件とが同時に求められることはない。

しかしながら、従来の撮像装置では、フレームレートの変更を行う場合、前記第１の条件と前記第２の条件を両立させることが出来ないという課題があった。以下、図７から図９を用いて説明する。

図７は、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合の説明図である。ＦＲＰ２０ｐ２４ｐ１のタイミングで２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行い、ＦＲＡ２０ｐ２４ｐ１のタイミングで６０ｐ映像信号に反映されている。フレームレート変更前の映像シーケンスはＶＳ２０ｐ１であり、タイムコードシーケンスはタイムコードの値を３で除算した剰余が０のフレームから開始するためＴＳ２０ｐ１となり、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相は一致している。一方、フレームレート変更後の映像シーケンスはＶＳ２４ｐ１であり、タイムコードシーケンスはタイムコードの値を５で除算した剰余が０のフレームから開始するため映像シーケンスから２ＴＣフレーム遅れたＴＳ２４ｐ１となり、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相は一致していない。このように、映像シーケンスの長さが互いに異なるフレームレート間でフレームレート変更を行った場合、フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来ない。従って、図７では前記第１の条件は満たすことが出来るが前記第２の条件は満たすことが出来ない。

この場合フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させるようにするには、タイムコードシーケンスの位相をずらす手法がある。図８は、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合に、フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させるようにタイムコードシーケンスの位相をずらす手法の説明図である。図７との相違点は、フレームレート変更後の映像シーケンスＶＳ２４ｐ２と位相が一致するように、地点ＴＣ２４ｐ２のタイムコードを修正している点である。２４ｐ映像信号に対するタイムコードシーケンスは５で除算した剰余が０から始まるため、本来は地点ＴＣ２４ｐ２で値３とすべきタイムコードを値５に修正する。なお、修正するタイムコードは値０としてもよいが最も修正誤差の小さい値５を選択している。このようにすることによって、フレームレート変更後の映像シーケンスＶＳ２４ｐ２とタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐ２の位相を一致させることが出来る。しかしながら、タイムコードは０−１−２−５−６−７と地点ＴＣ２４ｐ２で不連続となってしまう。従って、図８では前記第２の条件は満たすことが出来るが前記第１の条件は満たすことが出来ない。

次に、フレームレート変更前に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相が任意であるときにフレームレート変更を行う場合について説明する。

図９は、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中で、フレームレート変更前の映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相が任意であるときに、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合の説明図である。なお、フレームレート変換時に生じる信号遅延に関しては記載を省略している。ＦＲＰ２０ｐ２４ｐ５のタイミングで２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行い、ＦＲＡ２０ｐ２４ｐ５のタイミングで６０ｐ映像信号に反映されている。フレームレート変更前の映像シーケンスはＶＳ２０ｐ５でありフレームレート変更後の映像シーケンスはＶＳ２４ｐ５である。フレームレート変更前のタイムコードシーケンスの位相は任意であるからフレームレート変更後のタイムコードシーケンスはＴＳ２４ｐ５１からＴＳ２４ｐ５５の５通りの位相となることがあり得る。この場合、変換前のタイムコードシーケンスの位相が図中タイムコード（パターン３）であった場合にフレームレート変更後のタイムコードシーケンスは映像シーケンスと一致するが、それ以外の４通りであった場合はフレームレート変更後のタイムコードシーケンスは映像シーケンスと一致しない。従って、図９では前記第１の条件は満たすことが出来るが前記第２の条件は満たせるとは限らない。

図９において、フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させるようにタイムコードシーケンスの位相をずらす手法を実施した場合は、図中タイムコード（パターン３）の場合を除きタイムコードが不連続になってしまうことは図７の説明と同様となることが明白であるので説明は省略する。従って、図９において、フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させるようにタイムコードシーケンスの位相をずらす手法を実施した場合は、前記第２の条件は満たすことが出来るが前記第１の条件は満たせるとは限らない。

また、従来の撮像装置では、フレームレート変換中に前記第２の条件と前記第３の条件を両立させることが出来ないという課題があった。以下、図１０から図１１を用いて説明する。

図１０は、２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、入力タイムコードによる同期を行った場合の説明図である。フレームレート変換手段で２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換を行っており、映像シーケンスはＶＳ２４ｐ６及びＶＳ２４ｐ８である。タイムコード同期処理は地点ＳＬＶ２４ｐ１で行っている。なお、フレームレート変換時に生じる信号遅延に関しては記載を省略している。

下地タイムコードは、入力タイムコードによる同期を行う前のタイムコードであり、タイムコードシーケンスはＴＳ２４ｐｂａｓｅ１である。このとき、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相は一致している。

入力タイムコードは、撮像装置外部から入力されたタイムコードであり、タイムコードの値およびタイムコードシーケンスは任意である。図では入力タイムコードのタイムコードシーケンスはＴＳ２４ｐｉｎ１としている。同期後タイムコードは、撮像装置から出力するタイムコードであり、タイムコード同期処理前は下地タイムコードと一致しており、タイムコード同期処理後はＴＳ２４ｐｓｌａｖｅ１となり入力タイムコードと一致している。しかしながら、タイムコード同期処理後は映像シーケンスＶＳ２４ｐ８とタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐｓｌａｖｅ１の位相は一致しない。以上のように、タイムコード同期処理後のタイムコードシーケンスの位相は入力タイムコードのタイムコードシーケンスの位相と一致するが、映像シーケンスの位相とは一致しない。

図１１は、２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、任意のタイムコードシーケンスを持つ入力タイムコードによる同期を行った場合の説明図である。２４ｐ映像シーケンスの位相ＶＳ２４ｐ７に対して入力タイムコードのタイムコードシーケンスとして取り得る位相は、入力タイムコード（パターン１）の入力２４ｐタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐｉｎ２１から入力タイムコード（パターン５）の入力２４ｐタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐｉｎ２５までの５通りとなる。タイムコード同期処理後のタイムコードシーケンスは入力タイムコードのタイムコードシーケンスと一致することから、入力タイムコード（パターン１）の位相で入力された場合を除いて、タイムコード同期処理後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来ない。なお、前述した、タイムコードを修正することによってタイムコードシーケンスの位相をずらす手法は、タイムコードを同期させる概念と矛盾するため用いることは出来ない。従って、図１１において、前記第３の条件は満たすことが出来るが前記第２の条件は満たせるとは限らない。

上記課題に鑑みて本発明は、撮像フレームレートを変更可能な撮像装置において、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させながら、タイムコードに関する所望の条件を満たすことが可能な構成を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の撮像装置は、撮像フレームレートを変更可能であり、前記撮像フレームレートで映像を撮像する映像撮像手段と、
ユーザーの操作によって前記撮像フレームレートの変更が指示された場合に撮像フレームレート変更操作情報を出力する操作手段と、
変換の繰り返し単位である映像シーケンスごとに前記撮像フレームレートの映像信号を６０ｐまたは６０ｉの映像信号に変換し、前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力するフレームレート変換手段と、
前記映像シーケンスの先頭フレームから終了フレームまでをタイムコードのフレームの値と関連付けたタイムコードを生成するタイムコード生成手段と、
前記映像撮像手段が２４ｐとは異なる撮像フレームレートで撮像している時に、前記操作手段から２４ｐへの変更を指示する撮像フレームレート変更操作情報を受けると、
変更前のフレームレートでの撮像を、前記映像シーケンスの終了フレームとなるまで継続させ、
前記終了フレームの次のフレームから、前記タイムコードのフレームの値が５の倍数であるフレームの直前のフレームまでの期間は、前記変更前のフレームレート及び２４ｐ以外の撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力し、
前記タイムコードのフレームの値が５の倍数となってからは、２４ｐの撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力するように、
撮像フレームレートの値及び撮像フレームレートの変更タイミングを示すフレームレート変更情報を出力する撮像フレームレートコントロール手段を備えている。

この構成により適切なフレームレートの選択およびフレームレートの変更タイミングの選択を行うことによって、タイムコードの連続性を保持しつつ、フレームレート変更後の映像シーケンスとフレームレート変更後のタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来る。

また、本発明の撮像装置は、撮像フレームレートを変更可能であり、前記撮像フレームレートで映像を撮像する映像撮像手段と、
変換の繰り返し単位である映像シーケンスごとに前記撮像フレームレートの映像信号を６０ｐまたは６０ｉの映像信号に変換し、前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力するフレームレート変換手段と、
前記映像シーケンスの先頭フレームから終了フレームまでをタイムコードのフレームの値と関連付けたタイムコードを出力するタイムコード処理手段と、
前記映像撮像手段が２４ｐで撮像し、前記フレームレート変換手段が前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力し、前記タイムコード処理手段が前記タイムコードを出力している時に、外部から入力されたタイムコードに同期したタイムコードに切り替えて出力する場合に、
前記２４ｐでの撮像を、前記映像シーケンスの終了フレームとなるまで継続させ、
前記終了フレームの次のフレームから、前記外部から入力されたタイムコードのフレームの値が５の倍数であるフレームの直前のフレームまでの期間は、２４ｐ以外の撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力し、
前記外部から入力されたタイムコードのフレームの値が５の倍数となってからは、２４ｐの撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力するように、
撮像フレームレートの値及び撮像フレームレートの変更タイミングを示すフレームレート変更情報を出力する撮像フレームレートコントロール手段を備えている。

この構成により適切なフレームレートの選択およびフレームレートの変更タイミングの選択を行うことによって、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来る。

本発明の撮像装置によれば、デジタルシネマでの制作過程において、撮像装置のフレームレートを変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来るため、ノンリニアエディタの操作者は一つのファイルとして保存することを意図していたにもかかわらず複数のファイルとして保存されてしまい後工程である編集作業の効率が低下してしまう、あるいは自動取り込みを意図していたにもかかわらず途中で中断してしまい取り込み作業をやり直さなければならない、などの不具合発生を防止することが出来る。なおかつ、完成させた映像信号を編集時に用いたフレームレートだけでなく任意のフレームレートに再変換して配信する場合、タイムコードを用いることによって容易に変換出来る。

また、本発明の撮像装置によれば、デジタルシネマでの制作過程において、マルチカメラ撮影時のタイムコードの同期を行った場合、タイムコードの同期を行った後でも映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来るため、完成させた映像信号を編集時に用いたフレームレートだけでなく任意のフレームレートに再変換して配信する場合、タイムコードを用いることによって容易に変換出来る。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置の構成図である。図１において、撮像手段１は、システムコントロール部２からのフレームレート変更情報ＦＲｐに応じた撮像フレームレートで撮像を行い、所定のフレームレートへの変換処理を行って出力する。また、フレームレート変換処理の映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑをシステムコントロール部２に出力する。ここで、映像シーケンス情報とは、フレームレート変換中の映像シーケンスの先頭位置を特定するための情報であり、本実施の形態では、読み出しメモリ番号を映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑとしている。撮像手段１は、ＣＣＤ駆動手段５及びフレームレート変換手段６を有する。ＣＣＤ駆動手段５は、システムコントロール部２からのフレームレート変更情報ＦＲｐに従って撮像フレームレートを設定し、その撮像フレームレートでＣＣＤを駆動して映像信号を出力する。撮像フレームレートとしては、例えば１ｐ（１秒間に１枚のプログレッシブ映像を有する）から６０ｐ（１秒間に６０枚のプログレッシブ映像を有する）までの任意の値をとるものとする。フレームレート変換手段６は、ＣＣＤ駆動手段５から出力された映像信号を入力とし、メモリを使用して、出力フレームレートへのフレームレート変換処理を行い、出力する。本実施の形態では出力フレームレートを６０ｐとする。すなわち、フレームレート変換手段６は、撮像フレームレートで撮像された映像信号をフレームレート変換処理し、Ｖｏｕｔとして６０ｐ映像信号を撮像装置外部に出力する。

タイムコード生成手段３は、出力される６０ｐ映像信号に同期し、ＴＣフレームごとに連続して歩進するようにタイムコードを生成し、これをタイムコード情報ＴＣｄｅｔとしてシステムコントロール部２に出力すると共に、ＴＣｏｕｔとして撮像装置外部に出力する。ここで用いるタイムコードは、ＳＭＰＴＥ（米国映画テレビジョン技術者協会）の定める規格ＳＭＰＴＥ１２Ｍに準拠するタイムコードとする。これは、時、分、秒、フレームの要素から成る。本実施の形態では３０フレームシステムのタイムコードを用いるため、その取り得る値は００時００分００秒００フレームから２３時５９分５９秒２９フレームである。１秒間に３０フレームのタイムコードを有するため、１秒間の映像数が３０を超える映像信号では、連続する複数の映像に同じタイムコードが生成されることがある。例えば６０ｐ映像信号には、連続する２映像フレームずつに同じタイムコードが生成される。なお、各図では便宜上フレームの値のみを記載している。

操作手段４は、ユーザーからの入力を受け付け、その情報をシステムコントロール部２に出力する。操作手段４は、メニュー設定やボタン操作によってユーザーからフレームレートの変更を指示された場合には、フレームレート変更操作情報ＯＰをシステムコントロール部２に出力する。なお、操作手段４はあらかじめユーザーによって設定された自動フレームレート変更情報に従って、ボタン操作等のトリガによりフレームレート変更操作情報ＯＰを出力するようにしても良い。

システムコントロール部２は、操作手段４からフレームレート変更操作情報ＯＰが入力されると、タイムコード情報ＴＣｄｅｔおよび映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑから、フレームレート変更の適切なタイミングおよび変更すべき適切なフレームレートを生成してフレームレート変更情報ＦＲｐとし、これを撮像手段１に対して出力する。

次に、映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑを元に、撮像手段１から出力される映像信号の映像シーケンスの先頭を判別する方法について説明する。図１２は、撮像フレームレートを２４ｐ、出力フレームレートを６０ｐとし、２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換の際に、映像シーケンスの先頭を判別する方法に関する説明図である。なお、図４と同じ部分については説明を省略する。撮像手段１は、出力フレームレートである６０ｐに応じて１／６０秒ごとに、映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑとして読み出しメモリ番号を出力する。システムコントロール部２は、１／６０秒ごとに映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑを入力し保存する。また、システムコントロール部２は１／６０秒ごとに値を１ずつ更新していくカウンタとして２４ｐ映像シーケンス番号を有し、適切なタイミングで０クリアすることによって映像シーケンスの先頭を判別する。図１２の場合２４ｐ映像シーケンス番号を０クリアするタイミングは次の通りである。すなわち、映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑが３回連続して同じ値であり、次に異なる値に更新されたとき、タイムコード情報ＴＣｄｅｔのタイムコード更新タイミングに一致していれば２４ｐ映像シーケンス番号を０クリアする。このようにすれば、システムコントロール部２は、入力される映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑとタイムコード情報ＴＣｄｅｔとから２４ｐ映像シーケンス番号を０クリアすることができ、この２４ｐ映像シーケンス番号が０のときの映像信号Ｖｏｕｔが映像シーケンスの先頭であると判断出来る。例えば図１２において映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑが３回連続して同じ値となり次に異なる値に更新するタイミングはＳＥＱ２４ｐｎｕｍ１１からＳＥＱ２４ｐｎｕｍ１５までの５箇所である。このうちタイムコード情報ＴＣｄｅｔの更新タイミングと一致するのはＳＥＱ２４ｐｎｕｍ１２とＳＥＱ２４ｐｎｕｍ１４の２箇所であり、この２箇所のタイミングで２４ｐ映像シーケンス番号を０クリアすれば、２４ｐ映像シーケンス番号が０のときに映像信号Ｖｏｕｔは映像シーケンスの先頭であると判断出来る。なお、フレームレートを変更しない間は毎回映像シーケンスの先頭を判断する必要はなく、一度判断すれば現在のフレームレートが２４ｐであることから映像シーケンスの長さは１０映像フレームであることが分かっているので、上記判断をせずに２４ｐ映像シーケンス番号が９の次は０に更新するようにしてもよい。

図１３は、２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換の際に映像シーケンスの先頭を判別する方法に関する説明図である。なお、図５と同じ部分については説明を省略する。この場合も図１２と同様に、２０ｐ映像シーケンス番号を０クリアするタイミングは次の通りである。すなわち、映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑが３回連続して同じ値であり、次に異なる値に更新されたとき、タイムコード情報ＴＣｄｅｔのタイムコード更新タイミングに一致していれば２０ｐ映像シーケンス番号を０クリアすることにする。このようにすれば、２０ｐ映像シーケンス番号が０のときに映像信号Ｖｏｕｔが映像シーケンスの先頭であると判断出来る。例えば図１３において映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑが３回連続して同じ値となり次に異なる値に更新するタイミングはＳＥＱ２０ｐｎｕｍ１１からＳＥＱ２０ｐｎｕｍ１７までの７箇所である。このうちタイムコード情報ＴＣｄｅｔの更新タイミングと一致するのはＳＥＱ２０ｐｎｕｍ１２とＳＥＱ２０ｐｎｕｍ１４とＳＥＱ２０ｐｎｕｍ１６の３箇所であり、この３箇所のタイミングで２０ｐ映像シーケンス番号を０クリアすれば、２０ｐ映像シーケンス番号が０のときに映像信号Ｖｏｕｔは映像シーケンスの先頭であると判断出来る。なお、フレームレートを変更しない間は毎回映像シーケンスの先頭を判断する必要はなく、一度判断すれば現在のフレームレートが２０ｐであることから映像シーケンスの長さは６映像フレームであることが分かっているので、上記判断をせずに２０ｐ映像シーケンス番号が５の次は０に更新するようにしてもよい。

次に、図１４及び図１５を用いて、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法について具体的に説明する。

図１４は、タイムコード情報ＴＣｄｅｔが図９におけるタイムコード（パターン１）であるときに、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図である。

撮像手段１で２０ｐから６０ｐへのフレームレート変換が行われているときに、操作手段４からのフレームレート変更操作情報ＯＰにより２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行うとき、システムコントロール部２は、フレームレートを２０ｐから経由フレームレートとして一旦３０ｐに変更してから２４ｐへ変更する制御を行う。経由フレームレートは、変更前のフレームレート及び変更後のフレームレート以外であれば任意であってよいが本実施の形態では３０ｐを用いる。

経由フレームレートの値はあらかじめ決めておいてもよいし、撮像装置が選択可能な撮像フレームレートのうち、映像シーケンスの最も短いフレームレート値を自動的に選ぶ制御を行ってもよい。また、変更前のフレームレートと変更後のフレームレートとの中間となるようなフレームレート値を自動的に選ぶ制御を行ってもよい。もちろん、メニューなどによってユーザーが選択出来るようにしてもよい。撮像装置が選択可能な撮像フレームレートのうち映像シーケンスの最も短いフレームレート値を用いた場合は、最も短時間にフレームレートの変更を完了することが出来るという利点がある。また、変更前のフレームレートと変更後のフレームレートとの中間となるようなフレームレート値を用いた場合は、フレームレート変更時の映像の見え方として、スムーズな映像効果を得ることが出来るという利点がある。また、本実施の形態では１種類のフレームレートを経由する説明を行うが、複数種類のフレームレートを経由してもよい。その場合は変更前のフレームレートから変更後のフレームレートへ、段階的に経由フレームレートを変更していくことで、よりスムーズな映像効果を得ることが出来るという利点がある。

まず、システムコントロール部２は、撮像手段１が経由フレームレートであるフレームレート３０ｐで撮像する期間、すなわち２０ｐと２４ｐとの間に挿入する挿入フレーム数を求める。図１４では、２０ｐから６０ｐへのフレームレート変換後の映像シーケンスのうち、フレームレート変更直前の映像シーケンスの先頭は、映像シーケンス番号が値０に更新されるタイミングＶＳＥＱｔｏｐ２０ｐ１０１であることを判断する。また、このときのタイムコード情報ＴＣｄｅｔは２０ｐ映像シーケンス先頭タイムコードＴＣｔｏｐ２０ｐ１０１である値０であることを検出する。２０ｐから６０ｐへのフレームレート変換時の映像シーケンス（以下、２０ｐの映像シーケンスという。また、他のフレームレートについても同様である。）長さは３ＴＣフレーム（６０ｐ映像信号の６映像フレーム）であることから、２０ｐの１映像シーケンスが終了した次のフレームのタイムコードは０＋３＝３となる。これを２４ｐの映像シーケンスに換算するために、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレーム（６０ｐ映像信号の１０映像フレーム）で割った剰余を求めると、３ ＭＯＤ ５＝３となる。これに求めるべき挿入フレーム数を加えたものが２４ｐ映像シーケンスの先頭となればよいので、逆に挿入フレーム数は、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレーム（６０ｐ映像信号の１０映像フレーム）からこの値を減算して５−３＝２となり、フレームレート３０ｐの挿入フレーム数は２ＴＣフレームであることが求まる。

以上を一般化した式で表記すると、経由フレームレートの映像信号の挿入フレーム数は、（ＬＥＮｙｐｔｃ−（ＴＣｘｐｔｃ＋ＬＥＮｘｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ （式１）
となる。ただし、ＬＥＮｘｐｔｃは変更前のフレームレートのシーケンス長、ＬＥＮｙｐｔｃは、変更後のフレームレートのシーケンス長、ＴＣｘｐｔｃは、変更前のフレームレートのシーケンス先頭のタイムコードのフレーム値、ＭＯＤは除算の剰余を求める演算子とする。単位はＴＣフレームである。

さらに汎用化するために式１を、映像フレームを求める式に変換すると、
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ （式２）
となる。ただし、ＬＥＮｘｐは変更前のフレームレートのシーケンス長、ＬＥＮｙｐは、変更後のフレームレートのシーケンス長、ＴＣｘｐは、変更前のフレームレートのシーケンス先頭のタイムコードのフレーム値、ＭＯＤは除算の剰余を求める演算子とする。単位は映像フレームである。

ここで、タイムコードを２倍している理由はＴＣフレームを映像フレームに換算しているためである。６０ｐ映像の場合、映像フレーム長さは１／６０秒であり、３０フレームシステムのＴＣフレーム長さは１／３０秒であるため、ＴＣフレーム長さ／映像フレーム長さ＝６０／３０＝２を乗算している。

改めて式２を用いて図１４におけるフレームレート３０ｐの挿入フレーム数を映像フレームで求めると、
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ
＝（ＬＥＮ２４ｐ−（ＴＣ２０ｐ＊２＋ＬＥＮ２０ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ
＝（１０−（０＊２＋６）ＭＯＤ １０）ＭＯＤ １０
＝４
となる。単位は６０ｐの映像フレームである。

次に、システムコントロール部２は２０ｐ映像シーケンスＶＳ２０ｐ１０１が終了した後のタイミングＦＲＰ２０ｐ３０ｐ１０１からフレームレートが３０ｐとなるように撮像手段１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐを出力する。このタイミングは映像シーケンス番号を参照することによって求めることが出来る。本実施の形態では、実際にフレームレートを変更するタイミングよりも６０ｐでの１フレーム前のタイミング、すなわち、２０ｐの映像シーケンス番号が値５に更新されたタイミングＦＲ３０ｐ１０１としている。撮像手段１は、フレームレート変更情報ＦＲｐを入力された次のフレームのタイミングからフレームレートを変更する。

次に、システムコントロール部２はフレームレート３０ｐの挿入フレーム数経過後のタイミングＦＲＰ３０ｐ２４ｐ１０１から、操作手段４からのフレームレート変更操作情報ＯＰで指示されたフレームレートとなるように撮像手段１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐを出力する。この場合は求めたフレーム数は６０ｐの映像フレームで４フレームのため、３０ｐとなるように指示したタイミングＦＲ３０ｐ１０１の４フレーム後のタイミングＦＲ２４ｐ１０１としている。

以上の制御を行うことによって、タイムコードの連続性を保持しつつ、フレームレート変更後の２４ｐ映像シーケンスＶＳ２４ｐ１０１の位相とフレームレート変更後の２４ｐタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐ１０１の位相とを一致させることが出来る。

図１５は、タイムコード情報ＴＣｄｅｔが図９におけるタイムコード（パターン３）であった場合に、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図である。図１４の場合と同様に、フレームレート３０ｐの挿入フレーム数を、式２を用いて求めると、
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ
＝（ＬＥＮ２４ｐ−（ＴＣ２０ｐ＊２＋ＬＥＮ２０ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ
＝（１０−（２＊２＋６）ＭＯＤ １０）ＭＯＤ １０
＝０
となる。単位は６０ｐの映像フレームである。フレームレート３０ｐの挿入フレーム数が０映像フレームなので、フレームレート３０ｐのフレームを挿入しなくてもよいことが分かる。

次に、システムコントロール部２は２０ｐ映像シーケンスＶＳ２０ｐ１０３が終了した後のタイミングＦＲＰ２０ｐ２４ｐ１０３から、操作手段４からのフレームレート変更操作情報ＯＰで指示されたフレームレートとなるように撮像手段１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐを出力する。このタイミングは映像シーケンス番号を参照することによって求めることが出来、本実施の形態では２０ｐの映像シーケンス番号が値５に更新されたタイミングＦＲ２４ｐ１０３としている。

以上の制御を行うことによって、タイムコードの連続性を保持しつつ、フレームレート変更後の２４ｐ映像シーケンスＶＳ２４ｐ１０３とフレームレート変更後の２４ｐタイムコードシーケンスＴＳ２４ｐ１０３の位相を一致させることが出来る。

なお、図１５の説明ではフレームレート３０ｐを挿入しない説明をしたが、フレームレート２４ｐの映像シーケンス長さすなわち１０映像フレームを挿入することにしてもよい。その場合は、以下の式によって導かれる。
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ） （式３）
＝（１０−（２＊２＋６）ＭＯＤ １０）
＝１０
単位は６０ｐの映像フレームである。

タイムコード情報ＴＣｄｅｔが図９におけるタイムコード（パターン２）または（パターン４）または（パターン５）であった場合も同様である。

以上のように、本発明によれば、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合でも、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスの位相とタイムコードシーケンスの位相とを一致させることが出来る。これにより、撮像した映像をノンリニアエディタシステムに取り込んで容易に編集加工することが可能となる。

なお、出力フレームレートとして、本実施の形態では６０ｐ映像信号を用いたが、他のフレームレートを用いても良い。また、プログレッシブ映像信号を用いても良いし、インターレース映像信号を用いても良い。例えば６０ｉ映像信号を用いた場合、６０ｉ映像信号は２映像フィールドで１映像フレームを構成するので映像フレームとＴＣフレームの長さは同じになる。従って
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ
が挿入する映像フレーム数でありＴＣフレーム数となる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における撮像装置の構成図である。図１と異なる部分のみ説明する。タイムコード処理手段２３は、撮像装置外部から入力されたタイムコードＴＣｉｎ２を検出し、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２として出力する。また、タイムコード同期処理前のタイムコード情報としてＴＣｉｎｔ２を出力する。また、システムコントロール部２２からのタイムコード同期指示ＴＣｓｌａｖｅ２に従ってタイムコードの同期処理を行い、ＴＣｏｕｔ２として撮像装置外部に出力する。システムコントロール部２２は、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２および映像シーケンス情報ＦＲｓｅｑ２から、フレームレート変更の適切なタイミングおよび変更すべき適切なフレームレートを生成してフレームレート変更情報ＦＲｐ２とし、これを撮像手段２１に対して出力するとともに、タイムコード処理手段２３に対してタイムコード同期指示ＴＣｓｌａｖｅ２を出力する。本実施の形態ではユーザー操作によるフレームレート変更を行わないので操作手段は省略している。

次に、図１６を用いて、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法について具体的に説明する。

図１６は、撮像装置で２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換中、下地タイムコードが５であるタイミングで撮像装置外部からのタイムコード入力が有効となり、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２が図１１におけるタイムコード（パターン２）であるときに、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図である。なお、外部入力されたタイムコードに同期する以前に、内部で生成しているタイムコードを下地タイムコードと呼ぶ。

撮像手段２１で２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換が行われているときに撮像装置外部からのタイムコード入力ＴＣｉｎ２が有効となったとき、システムコントロール部２２は、フレームレートを現在の２４ｐから経由フレームレートとして一旦３０ｐに変更してから再び２４ｐへ変更する制御を行う。経由フレームレートは、現在のフレームレート以外であれば任意であってよいが図１６の説明では３０ｐを用いる。

まず、システムコントロール部２２は、撮像手段２１が経由フレームレートであるフレームレート３０ｐで撮像する期間、すなわち２４ｐの間に挿入する挿入フレーム数を求める。図１６では、２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換後の映像シーケンスのうち、フレームレート変更直前の映像シーケンスの先頭は、映像シーケンス番号が値０に更新されるタイミングＶＳＥＱｔｏｐ２４ｐ２０１であることを判断する。なお、映像シーケンス番号の算出方法は実施の形態１と同様である。また、このときの入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２は２４ｐ映像シーケンス先頭タイムコードＴＣｔｏｐ２４ｐ２０１である値１であることを検出する。２４ｐの映像シーケンスの長さは５ＴＣフレーム（６０ｐ映像信号の１０映像フレーム）であることから、２４ｐの１映像シーケンスが終了した次のフレームの入力タイムコードは１＋５＝６となる。これを２４ｐの映像シーケンスに換算するために、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレームで割った剰余を求めると、６ ＭＯＤ ５＝１となる。これに求めるべき挿入フレーム数を加えたものが２４ｐ映像シーケンスの先頭となればよいので、逆に挿入フレーム数は、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレームからこの値を減算して５−１＝４となり、フレームレート３０ｐの挿入フレーム数は４ＴＣフレームであることが求まる。

以上は、実施の形態１で用いた式１で変更前後のフレームレートを同一とすることで求めることが出来る。すなわち、経由フレームレートの映像信号の挿入フレーム数は、
（ＬＥＮｙｐｔｃ−（ＴＣｘｐｔｃ＋ＬＥＮｘｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ
＝（ＬＥＮ２４ｐｔｃ−（ＴＣ２４ｐｔｃ＋ＬＥＮ２４ｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐｔｃ
＝（５−（１＋５）ＭＯＤ ５）ＭＯＤ ５
＝４
となる。単位はＴＣフレームである。

同様に式２を用いても求めることが出来る。すなわち、経由フレームレートの映像信号の挿入フレーム数は、
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ
＝（ＬＥＮ２４ｐ−（ＴＣ２４ｐ＊２＋ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ
＝（１０−（１＊２＋１０）ＭＯＤ １０）ＭＯＤ １０
＝８
となる。単位は６０ｐの映像フレームである。

次に、システムコントロール部２２は２４ｐ映像シーケンスＶＳ２４ｐ２０１が終了した後のタイミングＦＲＰ２４ｐ３０ｐ２０１からフレームレートが３０ｐとなるように撮像手段２１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐ２を出力する。このタイミングは映像シーケンス番号を参照することによって求めることが出来る。本実施の形態では、実際にフレームレートを変更するタイミングよりも６０ｐでの１フレーム前のタイミング、すなわち、２４ｐの映像シーケンス番号が値９に更新されたタイミングＦＲ３０ｐ２０１としている。

次に、システムコントロール部２２はフレームレート３０ｐの挿入フレーム数経過後のタイミングＦＲＰ３０ｐ２４ｐ２０１から、変更前のフレームレートに戻るように撮像手段２１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐ２を出力する。この場合は求めたフレーム数は６０ｐの映像フレームで８フレームのため、３０ｐとなるように指示したタイミングＦＲ３０ｐ２０１の８映像フレーム後のタイミングＦＲ２４ｐ２０１としている。

また、システムコントロール部２２は、タイムコードの同期処理がタイミングＦＲＰ２４ｐ３０ｐ２０１またはＦＲＰ３０ｐ２４ｐ２０１で行われるようにタイムコード処理手段２３に対してタイムコード同期指示ＴＣｓｌａｖｅ２を出力する。そのタイミングは実際に同期処理を行うフレームの１フレーム前となり、フレームレート変更のタイミングと同様にＦＲ３０ｐ２０１、またはＦＲ２４ｐ２０１である。なお、経由フレームレートとして３０ｐを選択した場合はいずれのタイミングでタイムコードの同期処理を行っても、撮像装置から出力する映像信号の映像シーケンスと、撮像装置から出力するタイムコードのタイムコードシーケンスは位相が一致する。

以上の制御を行うことによって、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来る。

入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２が図１１におけるタイムコード（パターン１）または（パターン３）または（パターン４）または（パターン５）であった場合も同様である。なお、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２が図１１におけるタイムコード（パターン１）であった場合はフレームレート３０ｐの挿入フレーム数は０フレームとなるが、この場合はフレームレート３０ｐのフレームを挿入せず、フレームレート変換後の映像シーケンス先頭のタイミングで外部入力されたタイムコードに同期してもよいし、フレームレート２４ｐの映像シーケンスの長さすなわち１０映像フレームを挿入することにしてもよい。

次に、図１７を用いて、外部入力されたタイムコードがフィールドずれしている場合に関して、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法について具体的に説明する。

プログレッシブ映像信号には、インターレース映像信号で取り扱うフィールド情報が規定されていないため、入力されたタイムコードが撮像装置で生成するタイムコードの位相と１フィールドずれている可能性がある。

図１７は、撮像装置で２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換中に撮像装置外部からのタイムコード入力が有効となり、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２がフィールドずれしているときに、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図である。

撮像手段２１で２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換が行われているときに撮像装置外部からのタイムコード入力ＴＣｉｎ２が有効となったとき、システムコントロール部２２は、フレームレートを現在の２４ｐから経由フレームレートとして一旦６０ｐに変更してから再び２４ｐへ変更する制御を行う。経由フレームレートは、映像シーケンスの長さが奇数であれば任意であってもよいが図１７の説明では６０ｐを用いる。

まず、システムコントロール部２２は経由フレームレートであるフレームレート６０ｐの挿入フレーム数を求める。図１７では２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換後の映像シーケンス先頭は、映像シーケンス番号が値０に更新されるタイミングＶＳＥＱｔｏｐ２４ｐ２０２であることを判断する。また、このときの入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２は２４ｐ映像シーケンス先頭タイムコードＴＣｔｏｐ２４ｐ２０２であることを検出する。このとき、タイムコード同期処理前のタイムコードである下地タイムコードと更新タイミングがずれていることも同時に検出する。これは、１／６０秒ごとに入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２とタイムコード同期処理前のタイムコード情報ＴＣｉｎｔ２の更新タイミングを比較することで検出することが出来る。図１７の場合はＶＳＥＱｔｏｐ２４ｐ２０２を認識した時には、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２は値４に更新されてから１／６０秒だけ時間が経過しているので、２４ｐ映像シーケンス先頭タイムコードＴＣｔｏｐ２４ｐ２０２はこれに０．５を加えた値４．５であると認識する。なお、経由フレームレートを決定するのは入力タイムコードのフィールドずれの有無を検出してからでもよい。例えば、入力タイムコードがフィールドずれしていなかった場合は経由フレームレートを３０ｐとし、フィールドずれしていた場合は６０ｐとするようにしてもよい。

２４ｐの映像シーケンスの長さは５ＴＣフレーム（６０ｐ映像信号の１０映像フレーム）であることから、２４ｐの１映像シーケンスが終了した次のフレームの入力タイムコードは４．５＋５＝９．５となる。これを２４ｐの映像シーケンスに換算するために、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレームで割った剰余を求めると、９．５ ＭＯＤ ５＝４．５となる。これに求めるべき挿入フレーム数を加えたものが２４ｐ映像シーケンスの先頭となればよいので、逆に挿入フレーム数は、２４ｐの映像シーケンス長さ５ＴＣフレームからこの値を減算して５−４．５＝０．５となり、フレームレート６０ｐの挿入フレーム数は０．５ＴＣフレームであることが求まる。

以上は、実施の形態１で用いた式１で変更前後のフレームレートを同一とすることで求めることが出来る。すなわち、経由フレームレートの映像信号の挿入フレーム数は、
（ＬＥＮｙｐｔｃ−（ＴＣｘｐｔｃ＋ＬＥＮｘｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐｔｃ
＝（ＬＥＮ２４ｐｔｃ−（ＴＣ２４ｐｔｃ＋ＬＥＮ２４ｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐｔｃ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐｔｃ
＝（５−（４．５＋５）ＭＯＤ ５）ＭＯＤ ５
＝０．５
となる。単位はＴＣフレームである。

同様に式２を用いても求めることが出来る。すなわち、経由フレームレートの映像信号の挿入フレーム数は、
（ＬＥＮｙｐ−（ＴＣｘｐ＊２＋ＬＥＮｘｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ）ＭＯＤ ＬＥＮｙｐ
＝（ＬＥＮ２４ｐ−（ＴＣ２４ｐ＊２＋ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ）ＭＯＤ ＬＥＮ２４ｐ
＝（１０−（４．５＊２＋１０）ＭＯＤ １０）ＭＯＤ １０
＝１
となる。単位は６０ｐの映像フレームである。

次に、システムコントロール部２２は２４ｐ映像シーケンスＶＳ２４ｐ２０２が終了した後のタイミングＦＲＰ２４ｐ６０ｐ２０２からフレームレートが６０ｐとなるように撮像手段２１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐ２を出力する。このタイミングは映像シーケンス番号を参照することによって求めることが出来る。本実施の形態では、実際にフレームレートを変更するタイミングよりも６０ｐでの１フレーム前のタイミング、すなわち、２４ｐの映像シーケンス番号が値９に更新されたタイミングＦＲ６０ｐ２０２としている。

次に、システムコントロール部２２はフレームレート６０ｐの挿入フレーム数経過後のタイミングＦＲＰ６０ｐ２４ｐ２０２から、変更前のフレームレートに戻るように撮像手段２１に対してフレームレート変更情報ＦＲｐ２を出力する。この場合は求めたフレーム数は６０ｐの映像フレームで１フレームのため、６０ｐとなるように指示したタイミングＦＲ６０ｐ２０２の１フレーム後のタイミングＦＲ２４ｐ２０２としている。

また、システムコントロール部２２は、タイムコードの同期処理がタイミングＦＲＰ６０ｐ２４ｐ２０２で行われるようにタイムコード処理手段２３に対してタイムコード同期指示ＴＣｓｌａｖｅ２を出力する。そのタイミングはＦＲ２４ｐ２０２である。

以上の制御を行うことによって、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来る。

本発明にかかる撮像装置は、撮像装置のフレームレートを変更した場合でもタイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来、さらには、外部入力されたタイムコードに同期しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させることが出来るため、フィルムシネマシステムと同等の映像制作を行うデジタルシネマ制作分野で使用する撮像装置等として有用である。

本発明の実施の形態１における撮像装置の構成図 本発明の実施の形態２における撮像装置の構成図 従来のデジタルシネマ制作で用いる撮像装置の構成図 ２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換方法を示した図 ２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換方法を示した図 変換した６０ｐ映像信号を２４ｐ映像信号に逆変換する場合の説明図 ２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合の説明図 ２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合に、フレームレート変更後に映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させるようにタイムコードシーケンスの位相をずらす手法の説明図 ２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中で、フレームレート変更前の映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相が任意であるときに、２０ｐから２４ｐへのフレームレート変更を行った場合の説明図 ２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、入力タイムコードによる同期を行った場合の説明図 ２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換中に、任意のタイムコードシーケンスを持つ入力タイムコードによる同期を行った場合の説明図 ２４ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換の際に映像シーケンスの先頭を判別する方法に関する説明図 ２０ｐ映像信号から６０ｐ映像信号へのフレームレート変換の際に映像シーケンスの先頭を判別する方法に関する説明図 タイムコード情報ＴＣｄｅｔが図９におけるタイムコード（パターン１）であるときに、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図 タイムコード情報ＴＣｄｅｔが図９におけるタイムコード（パターン３）であった場合に、撮像装置のフレームレートを２０ｐから２４ｐに変更した場合、タイムコードの連続性を保持しつつ映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図 ２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換中に撮像装置外部からのタイムコード入力が有効となり、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２が図１１におけるタイムコード（パターン２）であるときに、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図 ２４ｐから６０ｐへのフレームレート変換中に撮像装置外部からのタイムコード入力が有効となり、入力タイムコード情報ＴＣｄｅｔ２がフィールドずれしているときに、外部入力されたタイムコードに同期しつつ、映像シーケンスとタイムコードシーケンスの位相を一致させる方法の説明図

符号の説明

１ 撮像手段
２ システムコントロール部
３ タイムコード生成手段
４ 操作手段
５ ＣＣＤ駆動手段
６ フレームレート変換手段
２１ 撮像手段
２２ システムコントロール部
２３ タイムコード処理手段
２５ ＣＣＤ駆動手段
２６ フレームレート変換手段
３１ 撮像手段
３２ システムコントロール部
３４ 操作手段
３５ ＣＣＤ駆動手段
３６ フレームレート変換手段

Claims (2)

1. 撮像フレームレートを変更可能であり、前記撮像フレームレートで映像を撮像する映像撮像手段と、
   ユーザーの操作によって前記撮像フレームレートの変更が指示された場合に撮像フレームレート変更操作情報を出力する操作手段と、
   変換の繰り返し単位である映像シーケンスごとに前記撮像フレームレートの映像信号を６０ｐまたは６０ｉの映像信号に変換し、前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力するフレームレート変換手段と、
   前記映像シーケンスの先頭フレームから終了フレームまでをタイムコードのフレームの値と関連付けたタイムコードを生成するタイムコード生成手段と、
   前記映像撮像手段が２４ｐとは異なる撮像フレームレートで撮像している時に、前記操作手段から２４ｐへの変更を指示する撮像フレームレート変更操作情報を受けると、
   変更前のフレームレートでの撮像を、前記映像シーケンスの終了フレームとなるまで継続させ、
   前記終了フレームの次のフレームから、前記タイムコードのフレームの値が５の倍数であるフレームの直前のフレームまでの期間は、前記変更前のフレームレート及び２４ｐ以外の撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力し、
   前記タイムコードのフレームの値が５の倍数となってからは、２４ｐの撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力するように、
   撮像フレームレートの値及び撮像フレームレートの変更タイミングを示すフレームレート変更情報を出力する撮像フレームレートコントロール手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 撮像フレームレートを変更可能であり、前記撮像フレームレートで映像を撮像する映像撮像手段と、
   変換の繰り返し単位である映像シーケンスごとに前記撮像フレームレートの映像信号を６０ｐまたは６０ｉの映像信号に変換し、前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力するフレームレート変換手段と、
   前記映像シーケンスの先頭フレームから終了フレームまでをタイムコードのフレームの値と関連付けたタイムコードを出力するタイムコード処理手段と、
   前記映像撮像手段が２４ｐで撮像し、前記フレームレート変換手段が前記６０ｐまたは６０ｉの映像信号を出力し、前記タイムコード処理手段が前記タイムコードを出力している時に、外部から入力されたタイムコードに同期したタイムコードに切り替えて出力する場合に、
   前記２４ｐでの撮像を、前記映像シーケンスの終了フレームとなるまで継続させ、
   前記終了フレームの次のフレームから、前記外部から入力されたタイムコードのフレームの値が５の倍数であるフレームの直前のフレームまでの期間は、２４ｐ以外の撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力し、
   前記外部から入力されたタイムコードのフレームの値が５の倍数となってからは、２４ｐの撮像フレームレートで撮像した映像信号を変換した映像信号を出力するように、
   撮像フレームレートの値及び撮像フレームレートの変更タイミングを示すフレームレート変更情報を出力する撮像フレームレートコントロール手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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