JPH07298112A - 動画撮像システム - Google Patents
動画撮像システムInfo
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- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
サイズを小形化でき、接続するコンピュータの処理能力
に応じた記録を可能とする手段を提供する。 【構成】 このため、動画撮像システムにフレームレー
ト変更手段を備えてフレームレートを制御可能に構成
し、記録時やスルー時のフレームレートを用途に応じて
自由に変更し得るようにした。
Description
ルデータとして記録するディジタル動画撮像システムに
関するものである。
ては、例えば、ビデオカメラの出力を動画像処理ボード
を介してコンピュータに取り込み、ハードディスク等の
記録媒体に記録することが行われている。このようなシ
ステムで記録されたディジタル動画を再生する際には、
コンピュータの処理能力に応じて時間軸方向の間引きが
行われていることがあり、この場合には、記録時間より
も低いフレームレートで再生されている。
の動画記録時には、例えばNTSC方式のビデオカメラ
は30フレーム/秒で動作しており、コンピュータ側か
ら制御してこのレートを変更することは不可能であっ
た。そのため、例えば毎秒数フレームといった低いレー
トで十分な場合でも、記録ファイルのサイズは大きくな
り、コンピュータ側に大容量の記憶装置が必要となって
いた。
にかんがみてなされたもので、記録時やスルー時のフレ
ームレートを、用途に応じて自由に変更し得るように構
成することにより、記録ファイルのサイズを小形化で
き、接続するコンピュータの処理能力に応じた記録を可
能とする手段の提供を目的としている。
ては、この種の動画撮像システムを、光学像を光電変換
するための光電変換手段と、この光電変換手段から出力
されたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換す
るためのA/D変換手段と、このA/D変換手段から得
られたディジタル画像信号を処理するための信号処理手
段と、この信号処理手段より出力されたディジタル画像
信号を記憶するための記録媒体と、前記ディジタル画像
信号を圧縮処理するための画像信号圧縮手段と、前記各
手段のうち少なくとも1つの手段における画像信号のフ
レームレートを変更するためのフレームレート変更手段
と、このフレームレート変更手段を制御するための制御
手段とを有するよう構成することにより、前記目的を達
成しようとするものである。
テム内にフレームレート変更手段を有して制御可能にし
たため、記録時あるいはスルー時のフレームレートを、
用途に応じてユーザが自由に設定でき、比較的小容量の
記録装置への動画記録が可能となる。
する;本実施例の撮像装置は、記録媒体用インタフェー
スの他に外部信号処理のための拡張インタフェースを有
しており、リアルタイムに圧縮・伸張処理を行う拡張カ
ードを装着することにより、静止画のみならず動画像記
録をも可能にし、さらにこの拡張カードを介してホスト
コンピュータと接続することにより、フレームレートの
可変制御を実現するようにしたものである。
施例である動画記録が可能な撮像記録・再生システムの
構成ブロック図を示す。1は撮像レンズ、2は、絞り機
能とシャッタ機能とを兼ねる絞り兼用シャッタ、3はス
トロボ、4は、メカ及び操作部の制御用CPU、5は、
メカ系各部の駆動回路である。6は、被写体からの反射
光を電気信号に変換するための撮像素子、7は、撮像素
子6を動作させるために必要なタイミング信号を発生す
るためのタイミング信号発生回路(以降、TGと称す
る)、8は、タイミング信号発生回路7からの信号を撮
像信号駆動可能なレベルに増幅するための撮像素子増幅
回路、9は、撮像素子6の出力ノイズのためのCDS回
路やA/D変換前に行う非線形増幅回路を備えた前置処
理回路、10はA/D変換器、12はバッファメモリ、
13は、信号処理各部を制御するための信号処理系制御
用CPU、14は、操作補助のための表示やカメラの状
態を表す操作表示部、15は、カメラを外部から制御す
るための操作部である。
データに対して撮像信号処理を行う撮像信号処理ユニッ
ト、102はメモリバスコントローラで、信号処理制御
用CPU13からの指示に従って、拡張カード111,
記録媒体101、あるいは撮像信号処理ユニット901
との間で画像,音声データの転送及び画像表示用バッフ
ァメモリ12への画像データの転送を行う。26は、画
像表示用バッファメモリ12の画像をアナログ映像信号
に変換するためのD/A変換器、23は映像表示装置で
ある。
MCIA規格のメモリカードやハードディスクなどであ
る。104は記録媒体インタフェース、110は、拡張
カードとカメラのインタフェース、111は拡張カード
で、信号処理プロセッサを持ち画像,音声の圧縮,伸張
の機能を有しており、最大30フレーム/秒で動画記録
が可能である。112は撮像装置100に対する撮像系
の制御や、画像データの授受を行うホストコンピュータ
である。
ック図を表したものである。図中、201は、拡張カー
ドインタフェース上でディジタルデータを転送するため
の拡張バスI/Fコントローラ、202は、圧縮伸張処
理及び外部インタフェースを介してホストコンピュータ
と通信するDSP(ディジタル信号プロセッサ)、20
4は、撮像信号処理された信号を縦横の空間方向及び時
間当りの画像枚数で間引くための間引き回路、205
は、拡張バス・間引き回路・DSP・外部インタフェー
スの間のデータ転送に介在するバッファメモリ、207
は、外部バスとの間の通信を制御するための外部インタ
フェースコントローラ(例えばSCSIコントロー
ラ)、401は、ホストコンピュータ112と撮像装置
100とを接続する外部バスである。
画像を記録する場合の信号の流れを図1及び図2を参照
して説明する;ユーザが操作部15あるいはパソコン等
のホストコンピュータ112から動画像記録の開始が指
定されると、メカ操作部制御用CPU4は、メカ系駆動
回路5を制御してレンズ系の制御を行う。
前置処理回路9で撮像素子出力に含まれる低域ノイズを
除去するCDS処理及びA/D変換器のDレンジを有効
に用いるために、撮像出力を非線形化する処理を行う。
その後、A/D変換器10によりディジタル化され、メ
モリ・バスコントローラ102へ送られる。メモリ・バ
スコントローラ102は、信号処理制御用CPU13の
制御により、画像データを一旦バッファメモリ12に蓄
積する。撮像信号処理ユニット901は、撮像素子6の
色フィルタ構成などによって決まる所定の順序で読み出
しを行う。読み出されたディジタル信号は輝度情報と色
情報とに処理され、さらにデータ圧縮を行うために、メ
モリ・バスコントローラ102,拡張I/F110を通
して一旦拡張カード111へ転送される。
け取ると、拡張バスI/F201からデータを受け取
る。間引き処理回路204によってそのまま、あるいは
間引きされてバッファメモリ205に転送される。間引
き処理回路204は、全ての輝度情報と色情報とがバッ
ファメモリ205に転送された後、DSP202に画像
データの転送が終了したことを通知する。
ると、バッファメモリ205上のデータを圧縮して拡張
バスインタフェース,メモリバスコントローラ102,
記録媒体I/F104を制御して記録媒体101に記録
する。
際には、画像データだけでなく、フレームレート,画像
サイズ,色数,圧縮・伸張方法等再生時に必要な情報を
付加して一つのファイルとして保存する。この記録ファ
イルフォーマットは、例えばMSDOSのようなファイ
ル構造を用いることができる。
ームレートに合わせて、30フレーム/秒でリアルタイ
ムに圧縮記録を行う性能を有している。しかし、圧縮を
行っても記録媒体101の記録容量が不足する場合、あ
るいは滑らかな動きを表現する必要のない場合等、フレ
ームレートをこの数値より下げて記録したい場合があ
る。
からの制御による異なるフレームレートでの記録を可能
にしている。以下、その方法について説明する;フレー
ムレートの変更を伴う場合の記録動作のシーケンスフロ
ーチャートを図3に示す。図中のnは現在のフレームレ
ートのモード(後述)、cntはカウンタを表わしてい
る。
(n=1)を設定しておく(ステップS101)。次
に、ホスト側から記録開始の信号が入ると(ステップS
102)、撮像装置100からの動画像データがメモリ
・バスコントローラ102によって1/60秒毎に拡張
カード内の拡張I/F110へ転送される。ホストコン
ピュータ112には、撮像装置100から垂直同期信号
が供給されており、通常60分の1秒の周期である。こ
の信号に同期して撮像装置から1フィールド分の画像デ
ータが拡張バスI/F201を介してバッファメモリ2
05に蓄えられる。ホストコンピュータ112は、垂直
同期信号を受け取るたびに(ステップS103)、現在
どのモードが選択されているか否かを示すデータ列を拡
張カード111側へ送信する(ステップS104)。
示す。971は、前記垂直同期信号、972は、ホスト
コンピュータ112から拡張カード111へ送信される
データ列の波形を示している。980は、このデータ列
の波形を拡大したものである。ここではフレームレート
のモードを4ビットの2進データ982で表現し、この
データにスタートビット981,ストップビット983
を加えた6ビット非同期シリアルで送信している。この
モードをnとするとフレームレートFは、 F(フレーム/秒)=30.0/n で表わされる。
4では、垂直帰線期間中にホスト側から読み込んだ送信
データ列nを検知してこの値に応じて時間軸方向の間引
きを行う。例えば、通常のビデオレートである30フレ
ーム/秒(n=1)から10フレーム/秒(n=3)に
変更したとすると、次の垂直帰線期間中にこのデータの
変化を検出し(ステップS105)、変更後のデータ3
をnに代入する(ステップS106)。この場合、撮像
装置側から転送されてくる画像データに対しては3回の
うち1回だけ圧縮記録処理を行い、残りの画像データは
記録しないようにカウンタを使って制御している(ステ
ップS107〜S111)。これらの動作を、記録終了
の命令がホスト側から発せられるまで繰り返す(ステッ
プS112)。
制御を行うために使用するホストコンピュータ内の表示
・入力画面例を示したものである。920は、記録画,
再生画を表示したり、日付,時刻,ファイル名,カウン
タ等の情報を画像に重ね合わせて表示するための画像表
示部で、設定されたフレームレートでスルー画像を表示
する。また、不図示のマウス等のポインティングデバイ
スで画面内の各ボタンをクリックすることにより、入力
操作が行えるようになっている。
ムレートを上下に制御するためのフレームコントロール
ボタン、922は、現在のフレームレートを表示するた
めのフレームレート表示部、924は巻戻しボタン、9
25は再生ボタン、926は早送りボタン、927は停
止ボタン、928は記録開始ボタンであり、ユーザが通
常のVTRを操作すると同様の感覚でシステムを扱える
ようなユーザインタフェースになっている。従って、ユ
ーザはホストコンピュータ112からこの表示・入力画
面を通して記録の開始・停止やフレームレートを自在に
設定できる。
て拡張カード111内の間引き処理回路のみを利用して
時間軸方向に画像を間引くことにより、記録時のフレー
ムレートの変更を可能にしている。また、垂直帰線期間
毎に拡張カード111とホストコンピュータ112との
間で通信が行われているため、記録中においてもフレー
ムレートの変更に対応できるほか、ホスト側のソフトウ
ェアの動作が異常になった場合でも、いち早く発見でき
るという利点があり、信頼性の高いシステムを提供する
ことかできる。
は、拡張カード111内の間引き処理回路によってフレ
ームレート可変を行う方法を提示したが、本実施例で
は、撮像装置100内のタイミング信号発生器に与える
クロックを変えることによってフレームレートを変更す
るようにしたものである。
記録・再生システムの構成ブロック図(図1相当図)を
示し、図1におけると同一(相当)構成要素は同一符号
で表わす。902は、TG7に与えるクロックの分周比
を変更する機能を有する基準信号発信器である。その他
の構成ブロックについては第1の実施例と同様のため、
個々の重複説明は省略する。以下、本実施例の撮像シス
テムにより、動画像を記録する場合の信号の流れを図6
を参照して説明する。
のような表示・入力画面を用いてフレームレート変更を
指定すると、その情報はフレームレート変更命令として
外部バス401に転送される。本実施例では、さらに拡
張バスI/F201を通して撮像装置100内の信号処
理制御CPU13に伝達される。
け取ると、基準発信器902の分周比を指定されたフレ
ームレートに応じて変更する。これにより、TG7を与
える同期信号が変更されるため、結果的に指定したフレ
ームレートで撮像素子を駆動することができる。信号処
理制御CPU13は、TG7への入力の変更だけではな
く、撮像信号処理ユニット901やメモリ・バスコント
ローラ102の動作タイミングを指定したフレームレー
トに合わせて変更する。このとき、図5の画像表示部9
20には変更したフレームレートで動画像を表示されて
いるため、ユーザは変化の様子を表示画面上で確認する
ことができる。
ことによる露光量の補正については、撮像信号処理ユニ
ット901から得られる輝度値を基にして信号処理制御
CPU13が補正量の演算を行い、メカ操作部制御CP
U4,メカ駆動系回路5を制御し、絞り兼用シャッタ2
の絞り値を変更するといった撮像信号のフィードバック
式AE制御方式を使っている場合には、特別に考慮する
必要はない。一方、外部測光素子を利用するAE制御方
式では、絞りとシャッタスピードの値を設定したプログ
ラム線図を、前記のフレームレートに応じて変更するこ
とで対応できる。
規格に適合した信号とするには、補間等の工夫が必要と
なるが、画像はホストコンピュータ112側でモニタで
きるため、フレームレートが変更された場合には、アナ
ログ出力を禁止してもよい。このように本実施例におい
ては、TG7に与える同期信号を変化させることでフレ
ームレートが変更でき、拡張カード内での間引き処理は
必要としない。
は、ホストコンピュータ112が直接同期信号を発生
し、これがTG7を通して撮像素子駆動回路8に入力さ
れている。本実施例の構成ブロック図は図6を共用する
ものとする。
設定したフレームレートに対応した垂直同期信号を発生
させ、拡張カード111,拡張I/F110,メモリ・
バスコントローラ102を経由して信号処理用CPU1
3へ送信する。信号処理用CPU13は、信号の周期を
検出して、この周期に応じて撮像信号処理ユニット90
1の駆動制御,記録媒体I/F104,拡張I/F11
0の出力タイミング制御を行う。この垂直同期信号は基
準信号発信器902にも入力され、ここで水平同期信号
を発生させ、前記垂直同期信号とともにTG7に入力さ
れる。その他の信号の流れについては第1,第2の実施
例と同じである。
設定するのはユーザ側であったが、ホストコンピュータ
112の搭載CPUの種類,内蔵RAM容量,ハードデ
ィスクの記憶容量やアクセス速度等を調べるソフトウェ
アを作成し、この結果から記録時のフレームレートを決
定するようなモードを用意しておけば、コンピュータ1
12の処理能力に応じた最大のレートで記録することも
可能である。
直接垂直同期信号を発生させているため、第1,第2の
実施例では倍数系列でしか変更できなかったフレームレ
ートが、本実施例では自由に値を設定できるというメリ
ットがある。
ホストコンピュータ112からの設定により、フレーム
レートを30フレーム/秒より速く設定してもよい。例
えば、全画素読み出しに1/30秒要する撮像素子を用
いた装置において、ホストコンピュータ112で1/1
20秒にフレームレートが設定された場合、全垂直走査
線数の1/4を有効信号として読み出し、残り3/4は
高速垂直転送及び高速水平転送により非有効信号として
ブランキング期間中に掃き捨てる構成とすることにより
実現できる。このように構成することにより、多少解像
度を犠牲にしても高速撮影を行いたいという要求に応え
ることが可能となる。
動画撮像システム内にフレームレート変更手段を設けて
制御可能にしたことにより、記録時やスルー時のフレー
ムレートを用途に応じて自由に変更し得る。それにより
記録ファイルのサイズを小さくできると共に、接続する
コンピュータの処理能力に応じた記録が可能となる等の
効果がある。
ートの一例
Claims (8)
- 【請求項1】 光学像を光電変換するための光電変換手
段と、この光電変換手段から出力されたアナログ画像信
号をディジタル画像信号に変換するためのA/D変換手
段と、このA/D変換手段から得られたディジタル画像
信号を処理するための信号処理手段と、この信号処理手
段より出力されたディジタル画像信号を記憶するための
記録媒体と、前記ディジタル画像信号を圧縮処理するた
めの画像信号圧縮手段と、前記各手段のうち少なくとも
1つの手段における画像信号のフレームレートを変更す
るためのフレームレート変更手段と、このフレームレー
ト変更手段を制御するための制御手段とを有することを
特徴とする動画撮像システム。 - 【請求項2】 前記画像信号圧縮手段は着脱可能である
ことを特徴とする請求項1記載の動画撮像システム。 - 【請求項3】 前記フレームレート変更手段により前記
画像信号圧縮手段における圧縮動作の一部が省略される
ことを特徴とする請求項1記載の動画撮像システム。 - 【請求項4】 前記制御手段は前記光電変換手段を駆動
するための垂直同期信号を発生し、この周期を変更する
ことにより前記フレームレートの変更を行うことを特徴
とする請求項1記載の動画撮像システム。 - 【請求項5】 前記制御手段に接続され、前記フレーム
レート表示を行うためのフレームレート表示手段と、こ
のフレームレートの変更指定を行うためのフレームレー
ト変更データ入力手段とを有することを特徴とする請求
項1記載の動画撮像システム。 - 【請求項6】 前記フレームレート変更手段は、画像信
号の垂直帰線期間内にフレームレート変更動作を開始し
完了することを特徴とする請求項1記載の動画撮像シス
テム。 - 【請求項7】 前記制御手段の処理能力を検知し、その
処理能力に応じて前記フレームレートを設定するための
フレームレート自動設定手段を有することを特徴とする
請求項1記載の動画撮像システム。 - 【請求項8】 前記フレームレートの変更に対応して、
前記光電変換手段への露光制御方法を変更することを特
徴とする請求項1記載の動画撮像システム。
Priority Applications (3)
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