JPH11507183A - デジタル・コンピュータ読み取り可能ノンリニア媒体を用いる動画記録装置 - Google Patents

デジタル・コンピュータ読み取り可能ノンリニア媒体を用いる動画記録装置

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JPH11507183A JP8525832A JP52583296A JPH11507183A JP H11507183 A JPH11507183 A JP H11507183A JP 8525832 A JP8525832 A JP 8525832A JP 52583296 A JP52583296 A JP 52583296A JP H11507183 A JPH11507183 A JP H11507183A
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Abstract

(57)【要約】 デジタル媒体レコーダは、ビデオ・カメラ・デジタル化回路(35)と、磁気または光ディスクのようなデジタル・コンピュータ読み取り可能および書き込み可能ランダム・アクセス媒体(39)を含み、連続するデジタル静止画像を直接記録媒体に記憶する。オーディオ記録機能を備えることも可能である。本システムは、ビデオ情報を記録する際にビデオ・テープの必要性をなくすことにより、純粋にデジタル的な捕獲、編集および再生ビデオ・システムの機能を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタル・コンピュータ読み取り可能ノンリニア媒体を 用いる動画記録装置 発明の分野 本発明は動画記録装置およびプロセスに関するものである。 発明の背景 今日のビデオ・レコーダは、典型的に、ビデオ・カメラとビデオ・テープ・レ コーダ(VTR)とを携帯可能となるように組み合わせたものである。多くの場 合これらをカムコーダ(camcorder)またはビデオ・テープ・レコーダ(VTR) と呼んでいる。本願の目的のために、これらをビデオ・テープ・レコーダと呼ぶ ことにする。今日の携帯ビデオ・テープ・レコーダは、通常カセット内に収容し てあるビデオ・テープを、記録媒体として用いる。記録は、BETAおよびVH SフォーマットならびにデジタルD1フォーマットを含む、多数のフォーマット で行う。ビデオ・テープ・レコーダの重大な欠点の1つとして、ビデオ・テープ では当該ビデオ・テープ上の所与の点に対するリニアのアクセスが許されるに過 ぎないことがあげられる。即ち、テープの記録を終了した場合、テープの先頭に 位置する記録セッションの開始部分にアクセスするためには、テープを巻き戻さ なければならない。 ビデオ・テープ記録に対するリニア・アクセスの問題は、放送テレビジョン・ ニュースの分野において最も明白である。典型的に、取材隊(reporting crew)は ビデオ・テープ・レコーダを持ってニュース現場に行き、イベントを記録する。 記録の完了時に、テープを巻き戻し、次いで再生し、例えば、衛星またはマイク ロ波リンクを介してスタジオ施設内の基地局に伝送する。基地局では、この情報 を編集し、最終的なニュース・プログラムに仕上げる。 動画の編集は、通常、マサチューセッツ州Tewksbury のAvid Technology Inc.から入手可能なAvid/1 Media Composerのようなノンリニアなコンピュ ータをベースとした編集システムを用いてデジタル的に行う。このようなシステ ムは、典型的には、デジタル化を行う。即ち、アナログ・ビデオ信号をデジタル のコンピュータ読み取り可能フォーマットに変換する。ビデオ信号がデジタル・ ビデオ・テープからであっても、テープ上の情報へのリニア・アクセスには未だ 同一の問題がある。テープ記録、伝送およびデジタル化は、通常、カメラから基 地局に実際の生の接続がない場合に行う。巻き戻し、ならびに記録した情報のビ デオ・テープからの再生および伝送における遅延のために、典型的に、イベント の記録完了と、記録したイベントの編集済みバージョンを基地局から実際に放送 可能となるまでの間には、典型的に、30分の遅れがある。局が「分毎に最新の 」ニュース報道(coverage)および放送を制作するように奮闘しているため、放映 するタイミングが非常に重要なニュース放送においては、この遅れは、競争上重 大な問題となる。 今日では、静止画像をフロッピ・ディスクのような磁気媒体に記録する電子式 スチル・カメラが存在する。このようなカメラは、1991年1月28日に発行 され、Sony Corporationに譲渡された米国特許第5,084,775号に記載されている 。しかしながら、この特許に記載されているカメラは、静止画像を記録するのみ であり、フル・モーションのビデオ画像ではない。加えて、RasterOps/Truev ision Inc.から入手可能なNuVistaビデオ・キャプチャ・カードのような、コ ンピュータ・ビデオ・キャプチャ・システムも存在する。しかしながら、このよ うなシステムには、本発明のような携帯可能な形態に小型化し、直接カメラから の生のデジタル的な捕獲を実行するようなものはない。 加えて、動画記録分野に精通する者が、最近、ノンリニア・デジタル動画レコ ーダに伴う多数の問題は克服できないということを示唆している。特に、記録時 間延長を可能にするために画像に対する大きなトレードオフがあることが示唆さ れている。加えて、ディスクに基づく媒体を用いると、わずかなカメラの振れが ディスク破壊の原因になることも示唆されている。最後に、ディスク媒体はテー プよりも大幅な費用増となることも示唆されている。 以前のカメラにおける別の問題は、ビデオ・テープ上に、他の記録に先立って テープの先頭に通常約1分間テスト・パターンの一部を記憶する必要があること であった。 発明の概要 本発明は、アナログ・ビデオ・テープを、磁気ディスクまたは光ディスクのよ うなデジタル・コンピュータ読み取り可能および書き込み可能ランダム・アクセ ス記録媒体で置き換えることによって、ビデオ・デコーダにおける記録媒体の線 形性による問題を克服するものである。一実施例では、例えば、直径2-1/2イン チの小型ディスク・ドライブ、ならびに衝撃および振動分離パッケージ構造を備 えることにより、損傷またはディスク破壊の危険性を大幅に低下させる。加えて 、毎秒4メガバイト(4MBps)という速度の圧縮デジタル動画情報ストリー ムによって、放送品質のビデオを提供する。本発明の一実施例では、ディスクに 基づく記録媒体は、約10分の連続映像を記録する。 デジタル・コンピュータ読み取り可能および書き込み可能なランダム・アクセ ス(即ち、ノンリニア)媒体上に直接記録する携帯ビデオ・レコーダを提供する ことにより、テープの巻き戻しまたはビデオ・テープのデジタル化による遅延の 必要性は、もはや全くなくなった。ノンリニア記録およびノンリニア編集の利点 のノンリニア放送システムとの組み合わせによって、ニュース・イベントの放送 までの時間が劇的に短くなる。この放送までの時間の短縮は、放送ニュース局に 競争上の重大な利点をもたらす。 したがって、本発明の一態様は、デジタル動画レコーダである。このレコーダ は、個人による使用のために携帯可能なサイズとしたハウジングを含む。動画カ メラをハウジング内に装着してあり、モーション・ビデオ信号を出力として供給 する。変換回路をハウジング内に装着してあり、モーション・ビデオ信号を一連 のデジタル静止画像に変換する。また、デジタル・コンピュータ読み取り可能お よび書き込み可能ランダム・アクセス媒体への出力がある。デジタル・コンピュ ータ読み取り可能および書き込み可能ランダム・アクセス媒体は、ハウジング内 に着脱自在に装填しかつ取り付けてあり、一連のデジタル画像を受け取り、コン ピュータ読み取り可能ファイル・フォーマットでその上に記憶するように接続し てある。 本発明の別の態様は、自動較正回路およびこのような回路によって実行する較 正方法である。本発明のこの態様では、カメラはスイッチを含み、これを活性化 させると、カメラにテスト・パターンを発生させ、内部の既知の位置に黒および 白のような既知のカラーを含む信号を供給する。このスイッチの活性化に応答し て、デコーダによってカメラの出力をデジタル化する。各カラーに対応するデコ ーダの出力を、当該カラーに対する所定の補正値に設定する。例えば、所定の補 正値は、SMPTEが使用するようなビデオ・カラー規格によって定義すること ができる。本発明のこの態様の一実施例では、テスト・パターンのフレームは、 各記録クリップのように、記録したビデオと共に記憶することができる。本発明 の別の態様は、この較正回路およびプロセスと、本発明の他の態様全てとの組み 合わせである。 本発明の別の態様は、ビデオ信号のデジタル化、記録、記憶および再生を行う 電気回路である。このような回路はデコーダを含み、ビデオ信号を処理してデジ タル・ビデオ情報を発生し、これを画素バスに印加する。画素バスは、エンコー ダに接続してあり、これが画素バス上の情報をビデオ信号に変換する。また、画 素バスは、媒体データ・バッファおよびディスク・ドライブのような主媒体記憶 装置にも接続してある。プロセッサが、デコーダからエンコーダおよび媒体デー タ・バッファのいずれかまたは双方へのデータ・フロー、ならびに媒体データ・ バッファからエンコーダへのデータ・フローを制御する。本発明の一実施例では 、エンコーダをビューファインダ、または出力ビデオ信号を供給する出力接続部 、あるいは双方に接続することができる。2系統の画素バスを備える場合、一方 をデコーダに接続し、他方を媒体データ・バッファに接続すると、任意の数のエ ンコーダをこれら画素バスのいずれかまたは双方に接続することができる。この 場合、1つのエンコーダを用いて、生カメラまたは他の外部ビデオ源からのよう なある入力ビデオ信号を見つつ、同時に主媒体記憶装置からの記録ビデオを見る ことができる。 本発明の別の態様は、カメラからランダム・アクセス媒体に記録を行うモーシ ョン・ビデオ・レコーダの編集システムとの組み合わせであり、ランダム・アク セス媒体上に記録したクリップの選択および選択したクリップの再生を可能にす るというものである。 本発明の上述の態様において、デジタル化したビデオ情報は、要求に基づくフ ロー制御の形態を用いて主媒体記憶装置上に記憶することができる。何故なら、 このようなデジタル・ビデオ情報は、全体的な同期を必要としないからである。 主記憶装置に書き込んだビデオ・データ、およびこれから媒体バッファに読み出 したビデオ・データは、これらビデオ・データを必要とする毎に、エンコーダに 転送したり、デコーダから転送する。ビデオ・データは、カメラ内の中央演算装 置が実行するオペレーティング・システムにしたがって、データ・ファイルとし て記憶することができる。 本発明の種々の態様においては、ビデオ情報と共にオーディオ・データも記録 し再生することも可能である。 本発明の種々の態様において、一実施例は、ランダム・アクセス媒体上に記憶 する前に前述の一連のデジタル画像を圧縮する手段を含んでもよい。ここで用い る圧縮プロセスは、以前のまたは後続のフレームまたはフィールドを参照したり 基準とすることなく、動画内の各フレームまたはフィールドを自己完結型実体(s elf-contained entity)として扱い、編集機能を高めることができる。 本発明の種々の態様の別の実施例では、動画編集システムを提供することがで きる。この実施例は、ハウジング上に表示および編集制御部含み、一連のデジタ ル画像の編集および表示を可能とするようにしてもよい。表示装置は、カメラの 一方側の表示画面とし、記録媒体から再生する連続動画を見るためのビューファ インダとの組み合わせで、可能な編集またはファイル管理機能を表示することが できる。編集および管理機能は、表示画面に隣接配置したボタンを用いて選択可 能とし、現在表示中の機能をカメラに実行させることができる。 本発明の種々の態様の別の実施例では、デジタル動画レコーダのデジタル記録 媒体は、ディスク状ドライブである。一実施例では、ディスク状ドライブは、携 帯可能なハウジングから離脱可能な、別個の連携ハウジング(companion housing)に装着する。別個の連携ハウジングには、堅牢化を施してもよい。 本発明の種々の態様および実施例の別の実施例では、前述のハウジングは、二 部分形態とし、ハウジングを標準的なカメラ部分に取り付けるような構造とする 。 図面の簡単な説明 図面において、 第1図は、本発明による、ビデオ・カメラに装着したデジタル動画レコーダの 左側側面図である。 第2図は、第1図のデジタル動画レコーダの右側面図である。 第3図は、第2図のデジタル動画レコーダの記録媒体を受容する収容開口の拡 大図である。 第4図は、記録媒体を受容する室を示す、第2図のデジタル動画レコーダの上 断面図である。 第5a図および第5b図は、第4図に示す室における記録媒体のデジタル動画 レコーダに対する伝導性(conductivity)の詳細を示す。 第6図は、記録媒体を収容するカートリッジの斜視図である。 第7図は、第6図のカートリッジの内側にある記録媒体パッケージの上面図で ある。 第8図は、第7図のパッケージの側面図である。 第9図は、第7図のパッケージの端面図である。 第10図は、第6図の記録媒体カートリッジの分解斜視図である。 第11図は、カメラ信号およびオーディオ信号を処理し、コンピュータ読み取 り可能および書き込み可能ランダム・アクセス記憶媒体に記憶する電子回路のブ ロック図である。 第12図は、第11図のブロック図の更に詳細なブロック図である。 実施例の詳細な説明 本発明は、以下の詳細な説明を添付図面と共に読むことによって一層完全な理 解が得られよう。図面において、同様の参照番号は同様の構造を示す。 第1図は、ビデオ・カメラ22およびビデオ・レコーダ24の組み合わせを含 む、ビデオ・カメラ/レコーダ20を示す。カメラは、多くのタイプのビデオ・ カメラの1つでよく、例えば、日本のIkegami Corporationが製造するHL− 57カメラ、または日本のSony Corporationが製造する「400」カメラのい ずれかとすればよい。また、ビデオ・カメラ/レコーダ20は、典型的に、ハン ドル26および肩支持部28も有する。本装置のビデオ・レコーダ24上では、 典型的に、表示装置30を用いてユーザのステータスや、以下で詳細を述べるそ の他の関連情報を提供する。カメラ、(第11図および第12図との関連におい て以下で説明するような)電子回路および記録媒体を単体とし、カメラ22およ びレコーダ24を一体化してもよく、あるいはこれらを二体としてカメラ22お よびレコーダ24を互いに分離可能としてもよい。テープに基づくレコーダでニ ュース取材に用いるものの多くはこのような二部分形態であり、日本国実用新案 第63-9907号(第56-134889号とも呼ぶ)、または日本国特許第61-187165号に示 す形状を取ることが多い。 ビデオ・カメラの出力は、通常アナログ・ビデオ信号である。Ikegamiから入 手可能な現在公知のカメラは、レコーダと通信する目的のために79線のバスを 有し、一方Sonyのカメラは52線バスを用いている。本発明のレコーダは、Ik egami、Sonyまたはその他のバスとインターフェースするための物理的および電 気的接続を設けているので、本発明の動画レコーダは、あたかもレコーダがビデ オカセット・レコーダであるかのように、当技術では公知の技法を用いてカメラ の出力を受信する。また、動画レコーダは、当業者には既知の技法を用いて、電 気的接点および接続(図示せず)を含み、カメラのオンおよびオフ、記録の開始 等を行う。 第2図は、第1図に示したカメラの反対側の側面図を示す。カメラのこの側に は、記録媒体室42があり、ドア43を通じてアクセスする。48および49の ような外部接続部が、外部ビデオ出力、ETHERNETまたはその他の種類の 接続を与える。ドア43の更に詳細な図を第3図に示す。これはは、蝶番部分4 4とハンドル45とを有し、ドアを開くことができるようになっている。次に第 4図を参照すると、室42はレコーダ内の開口であり、室の底面にコネクタ46 を含む。後に説明する記録媒体は、このコネクタ46に接続し、領域47内に位 置する、レコーダの回路の残りの部分に電子的接続を与える。 第5a図は、ドア43、ならびに記録媒体およびコネクタ46間でどのような 接続を行うのかについて詳細に示す。第5a図では、ドア43aは閉じており、 記録媒体はコネクタ46aと係合し接続している。43bにおけるドアおよびコ ネクタ46bは、オンセット(onset)即ち接続部における開放状態を示す。第5 b図は、記録媒体パッケージの挿入時、コネクタ46近くの突起51が蝶番式保 護用フラップ50を押し出したときに、この蝶番式保護用フラップ50がどのよ うに回転するのかを示す。 次に、本発明実施例の記録媒体について、第6図ないし第10図との関連にお いて説明する。第6図は、レコーダの室42内に直接配置してある、記録媒体カ ートリッジの上部100を示す。このカートリッジは、現場での使用のために堅 牢化を施してあり、典型的に、硬質プラスチック材で作る。堅牢化によって、デ ィスク・ドライブ・パッケージは、ときとして危険な現場環境でビデオ・レコー ダを使用する場合の過酷な取り扱いにも耐えることができる。ドライブ・パッケ ージは、熱伝導性物質の使用を含み、これがパッケージから過度な熱を放出する ことにより、ディスク破損の潜在的可能性を更に低下させている。これを達成す るために、ディスク・ドライブ・カートリッジを密閉外殻構造体(packed shell assembly)に配置する。密閉外殻構造体は、媒体のための衝撃および振動保護機 構、ならびに熱散逸材を含む。この様子については、第7図ないし第10図との 関連において説明する。 次に、第6図の上部100を含むように描いたカートリッジの分解図である第 10図を参照すると、カートリッジは第1の部分100と下側部分110とを有 し、これらは互いに縁108に一致し、実質的に環境的に音響相互接続を与える ように構成してある。コネクタ112は、縁106および104が形成するノッ チ内に位置するような構造としてある。このコネクタは、プリント回路基板11 6およびリボン・ケーブル117を介して、媒体パッケージ114に接続する。 プリント回路基板116は、入来するデータ・ストリームを2つの別個の媒体装 置への2本のデータ・ストリームに分割するか、あるいは媒体パッケージ114 内にある2つの別個の媒体装置からの2本の出立するデータ・ストリームを結合 する回路を含む。これについては、以下で説明する。この分割および結合は、ス トライピング(striping)と呼ばれるプロセスである。カートリッジ部分100お よび110の角の各々は、衝撃および振動吸収材118を有するものとして示し てある。この吸収材118は、オハイオ州KentのSorbathaneから入手可能なS ORBATHANEと呼ばれる製品名を有する材料とすればよい。このような材 料は、米国特許第4,346,205号、第4,476,258号、第4,777,739号、および第4,808,46 9号に記載されているような、ポリウレタン・エラストマ(polyurethane elastom er)である。吸収剤118は、媒体パッケージ114の角の各々を保持し、衝撃 や振動を吸収する形状に形成してある。 第7図、第8図および第9図は、媒体パッケージ114の上面図、側面図およ び端面図をそれぞれ示す。第7図ないし第9図を参照すると、2つのディスク・ ドライブ120を組み合わせて、1つの媒体パッケージ114を形成している。 ディスク・ドライブ120は、薄い熱導電性パッドを有し、ディスク・ドライブ 120から前方に向かっている。媒体パッケージ内では、ディスク・ドライブ1 20は、ヒート・シンク・パッケージ122内に密閉してある。パッケージの上 面、底面、側面および端面にヒート・シンク・フィン124を備えてある。コネ クタ126は、リボン・ケーブル117への接続を与える。このコネクタはディ スク・ドライブ120上のコネクタ127および129に接続する。 ディスク・ドライブ120(および関連する信号処理回路)は、典型的に毎秒 4メガバイト(4MBps)という一定速度で、ビデオおよびオーディオ・デー タ・ストリームを記録可能でなければならない。直径2-1/2インチで、容量が7 20MBのTravelStar LPディスク・ドライブが、ニューヨーク州、Yorkto wn HeightsのIBM Corporationから入手可能である。ディスク・ドライブの 容量を増大すれば、装置の記録可能時間が延長する。2つのディスク・ドライブ を組み 合わせて、媒体パッケージ114を形成する。勿論、磁気ディスク・ドライブの 代わりに、光ドライブ、磁気光ドライブ、DRAM、フラッシュ・メモリ等のよ うな、あらゆる数の他のタイプのデジタル・ランダム・アクセス記憶媒体を用い てもよい。 ディスク・ドライブ40は自己完結型としてもよく、電気接点41および43 、ならびに嵌合接点45および47をチャンバ42内に含み、ディスク・ドライ ブに電力を供給するように機能し、読み取り/書き込み機能を容易にすると共に 、他の関係する機能も実行する。 以上で本発明の動画レコーダの一実施例の機械的構造についての説明を終了し 、動画を処理する電子回路についてこれより説明する。ビデオ・カメラ22の出 力は通常アナログ信号であり、第11図および第12図に示すようなデジタル化 電子回路に供給する。この回路はデジタイザ35、圧縮回路37、および上述の ディスク・ドライブのようなコンピュータ読み取り可能および書き込み可能ラン ダム・アクセス記録媒体39を含む。デジタイザ35は、アナログ出力信号を生 成するビデオ・カメラのために用いるが、ビデオ・カメラの出力がデジタルであ る場合は不要である。従来技術のシステムの中には、第1図のカメラ31が捕獲 した画像を、当業者には公知の電荷結合素子(CCD)上に印刻(impress)する ものもある。CCDは電気信号を生成し、次にこれを処理して(デジタル的にま たはアナログ回路によって)、任意のアナログ・ビデオ信号を作成し、これらの 信号を従来のアナログ・ビデオ・カセット・レコーダに渡すことができるように する。デジタル・ビデオ信号またはデジタル・ビデオ情報ストリームは、第11 図の圧縮回路37に直接入力すれば、従来技術の装置に付随するデジタル/アナ ログおよびアナログ/デジタル変換をカメラ31内の回路から除去すことができ る。 しかしながら、既存のアナログ出力ビデオ・カメラとレコーダをインターフェ ースするためには、デジタイザ35を用いる。デジタイザは、多数のアナログ/ デジタル(A/D)変換器で構成することができる。これらの変換器は、当業者 には公知であり、アナログ・ビデオ・カメラの出力を受け入れることができ、ビ デオ・カメラからの各コンポーネントY、CrおよびCb信号毎に1つのA/D 変換器を備えることができる。アナログ・コンポジット・ビデオは、デコードし てデジタル・ビデオ・データにすることもできる。また、デジタル・ビデオを処 理し、同期信号を抽出してデジタル・ビデオ情報を供給してもよい。通常4:2 :2フォーマットを用いるが、4:1:1および4:4:4フォーマットを用い てもよい。また、CMYK、HSIおよびRGBのような他のカラー・フォーマ ットを、8、16または32ビット・フォーマットで用いてもよい。しかしなが ら、公知のJoint Photographer's Expert Group(JPEG)圧縮規格と共 に使用するには、Y、Cr、Cbフォーマットが好ましい。この規格は、本動画 レコーダにも使用可能である。MPEGのような、当技術では公知の他の圧縮規 格も、本発明における使用に適したものである。また、ビデオを圧縮しなくても よい。しかしながら、JPEG圧縮は隣接するフレームまたはフィールド間の差 に基づくのではなく、代わりに各フレームまたはフィールドが自己完結するので 、編集には有用である。オーディオ信号もマイクロフォンからデジタル化する。 デジタル・マイクロフォンを使用する場合、デジタル化および圧縮/伸張回路に ついては、米国特許第5,355,450号および第5,045,940号、ならびに公開特許協力 条約(PCT)出願WO93/12481号およびWO93/12613号に記載されている。 上述の特許および公開された出願に記載されているシステムと本発明の実施例 との間の相違の1つに、本発明のこの実施例は、フレーム・グラッバ(frame gra bber)即ちフレーム・バッファを必要としないことがあげられる。フレーム・バ ッファを除去することにより、電力消費の低減を図る。これは、携帯電池給電型 システムには望ましいものである。その除去は、カリフォルニア州Santa Clar aのZoranから入手可能なZR36050およびZR36015JPEG圧縮回路のような 、高スループット圧縮回路を用いることによって可能となる。これらの回路は、 720x480デジタル静止画像に対し、最大60フィールド/秒の非圧縮デー タ速度を提供し、放送品質画像が得られる。この高スループット圧縮回路のため に、本実施例の圧縮回路は、このパイプラインを通過するデータの処理を遅らせ るためのストーリング(stalling)機構またはメータリング(metering)機構を全く 必要としない。JPEG圧縮には、LSI Logicからのもののように、他の回 路も入手可能である。 ビデオ・カメラからの捕獲画像の正確なカラーを保持するためには、カメラか らの信号を較正し、公知の確立されたSMPTEデジタル・ビデオ・カラー規格 に一致させればよい。このような較正を行わない場合、公知の確立されたJPE G圧縮規格に基づく本発明の一実施例の圧縮回路は、エラーを発生する可能性が ある。何故なら、JPEG圧縮は信号内にあるカラーから得られる周波数を基準 にしているからである。較正は、第1図のビデオ・レコーダ上の較正選択スイッ チ33の作動に応答して、自動的に行う。このような較正は、典型的に、使用中 周期的に行うと共に、カメラを新しい較正およびデジタル化回路と連携させた場 合はいつでも行う。 較正を行う際、カメラに基準信号を発生させる。一般的に用いている基準信号 は、「カラーバー」または「テスト・パターン」として知られている。いずれの 所与のカメラのためのテスト・パターンも、所定のフォーマットとなっており、 典型的に公知の方法でカメラ回路によって発生させる。このフォーマットを用い る場合、カラーバー信号の全体的な信号レベルはレコーダが判定し、こうしてカ メラ、恐らくはCCD素子、が出力する値を判定する。これらの値は、公知のマ ッピング技法を用いて、デジタル・カラー表現のSMPTE規格にマップし、そ の指示をレコーダに記憶する。より正確には、以下で述べるデジタル化プロセス におけるA/D変換器を調節し、基準信号内のアナログ・レベル出力を対応する SMPTEデジタル値に変換する。このマッピングを確定的な方法で作成するこ とにより、SMPTEに準拠するデジタル・ビデオ情報を供給するようにカメラ を強制する。したがって、ビデオ・テープでは一般的な、カラーバーの長いクリ ップを記録することは、もやは必要でない。しかしながら、圧縮ビデオの各記録 クリップと共にカラーバーの単一フレームをデジタル的に記憶することが好まし い場合もある。 第11図に示すこれらの構成要素、ならびにカメラおよびレコーダ全体は、M otorola.Inc.から入手可能なMC68341のような、中央演算装置(CPU)36 の制御の下で、動作を制御する。このCPUは、カリフォルニア州AlamedaのW ind River Systemsから入手可能なVXWorksオペレーティング・システムの ような、リアル・タイム・オペレーティング・システムの制御の下で動作する。 媒体ファイルおよびディスク・コントローラの管理は、Avid Technologyに 譲 渡済みの米国特許番号第5,267,351号に開示された技法、および公開PCT出願 WO93/21636号に開示されている技法を含む、あらゆる数の公知技法を用いて実 行することができる。データ・ファイルは、DOSファイル・フォーマットにな っていて、Open Media Framework(OMF)として知られた媒体ファイル・ フォーマットによる補足が可能であり、Open Media Framework(OMF)は 、Avid Technologyから入手可能なOMF Interchange Specifications(O MFインターチェンジ仕様)に定義してあり、同様にAvid Technologyから入 手可能なOMF Interchange Toolkit(OMF相互交換ツールキット)にて入 手可能である。 次に第11図に示した回路の更に詳細なブロック図を、第12図との関連にお いて説明する。上述のように、デジタル化回路は、リアル・タイムで動作する制 御システムである、Motorola MC68341のような、中央演算装置100によっ て制御する。中央演算装置100は、主アドレスおよびデータ・バス102を有 し、システムの他の部分はこのデータ・バス102に接続してある。 デジタル化回路は、コンポジット・ビデオ信号を処理するGENLOCK回路 104、および同期信号抜き取り回路(synchronization signal stripping circ uit)108と関連し、コンポーネント・ビデオ信号をYUV4:2:2フォーマ ットのデジタル信号に処理する、1組のアナログ/デジタル変換器106を含む 。GENLOCK回路104から出力するコンポジット・ビデオ信号を、デコー ダ110に供給し、アナログ/デジタル変換器106から出力するのと同様のデ ジタル・コンポーネント情報に変換する。水平同期信号(HSYNC)、垂直同 期信号(VSYNC)、および画素クロック(PIX)を用いて、回路の残り部 分の同期を取る。コンポジット信号は、バス109に沿ってデコーダ110に供 給し、YUV4:2:2デジタル・コンポーネント信号に変換する。また、コン ポジット信号はエンコーダ152にも送出する。 コンポーネント・デジタル信号を画素バス112に印加し、マルチプレクサの ようなスイッチ114を介して、ラスターブロック変換器116およびメモリ1 18にこれらを送出する。ラスターブロック変換器116は、直列画素データか ら、前述のJPEG圧縮規格に応じた使用および処理のための画像ブロックを発 生する。メモリ118は、典型的に、32Kx16のサイズを有する。画素デー タをラスターブロック変換器116に転送し、中央演算装置(CPU)100を 迂回させる。即ち、画素データは、CPUの主メモリ105には書き込まない。 JPEGプロセッサ120は、ラスターブロック変換器116およびメモリ11 8と相互作用を行い、画素データから得たデジタル静止画像を取り込み、JPE G圧縮規格を用いてこれを圧縮し、122に示すような出力を供給する。JPE G圧縮は、米国特許第5,355,450号の教示にしたがって良好な圧縮水準を保持し つつ、画質を改善するように適応可能である。 オーディオ信号入力に関して、130に示すマイクロフォンまたはライン入力 信号を1つ以上のオーディオ・コーダおよびデコーダ(CODEC)132に印 加し、直列デジタル出力134を得る。デジタル・マイクロフォン、デジタル・ オーディオ・テープ、コンパクト・ディスクまたはその他のデジタル源からのよ うに、入力信号がデジタル状である場合、または出力信号がデジタル状である場 合、コーダは不要である。サンプリング・レートはいずれかの所望のレートでよ いが、オーディオに典型的なレートは、44.1KHz、22KHzおよび48 KHzを含む。とりわけ、8、16または32ビット・フォーマットを用いるこ とができる。尚、本発明は、いずれの特定のデジタル・オーディオ・フォーマッ トにも限定されないことは理解されよう。加えて、バス136を通じてデジタル 入力を受け取り、138においてアナログ出力信号にそれらを変換してもよい。 直列オーディオ・データ134および圧縮ビデオ・データ122は、パイプライ ン制御回路124に印加する。パイプライン制御回路124は、同期コントロー ラ126からの同期制御情報を用いて制御し、典型的にダイナミックRAMとし て実施するデータ・バッファ128にそのデータを送り込む。このバッファに適 したサイズは2Mx32であり、典型的に、論理的にリング・バッファとして実 施する。パイプライン制御回路は、米国特許第5,045,940号およびPCT公開W O93/12481号の教示にしたがって実施する。CPU100は、同期コントローラ 126、パイプライン制御回路124およびディスク・コントローラ140を制 御し、ビデオおよびオーディオ・データのフローを、メモリ128とディスク記 憶装置142との間で方向付ける。2つのディスク・コントローラを用いて従来 のストライピング(striping)を行う。しかしながら、1つのコントローラを用い てドライブ・パッケージ上の回路にコマンドを送り、単一のディスク・コントロ ーラ100からのコマンドに応答して、入来するストリームを分割したり、ある いは出立するデータ・ストリームを結合するようにしてもよい。は、ワード・レ ベルあるいはブロック・レベルまたはバイト・レベルで行うことができる。ディ スク・コントローラおよび関連するディスクへのバスは、IDEまたはSCSI コントローラのような、いずれかの標準的コントローラとすればよい。本発明は ディスク・コントローラのタイプに限定されるものではないことは理解されよう 。 パイプライン・コントローラは、要求に基づく媒体データのフロー制御を用い て、エンコーダおよびデコーダとコンピュータ読み取り可能記憶装置との間に局 所同期の一形態を提供する。画素バス上のデータの移動は、圧縮データ・バッフ ァを通じて行うようにし、記憶装置には間欠的であるが、連続的な同期したビデ オ信号フローに匹敵する平均フローを有する。このフロー制御は、ディスク・ア クセスによるフローの統計的変動、メモリ管理および他のオペレーティング・シ ステムのアクティビティによるフローに対するその他の影響に対処する。フロー 制御は、データを必要とするときにエンコーダがデータを受け取り、欠落するこ となくデータをデコーダから読み出すことを保証する。フロー制御した媒体デー タを用いることの付加的な利点は、入来する信号源にロックするため、または出 力周波数および位相にロックするために、プリロール時間(preroll time)を必要 としないことである。 また、本システムには、デジタル化ビデオ信号から発生する出力ビデオ信号を 供給する機能を備えてある。例えば、画素バス112をオーバーレイ回路(overl ay circuit)150に接続してもよい。オーバーレイ回路150の出力は、およ びコンポジット信号109は、エンコーダ152に供給することができる。エン コーダの出力は、ビューファインダ154のための入力を有するカメラに再供給 することができる。加えて、この信号をモニタ出力156に供給してもよい。本 発明の一実施例では、カメラのビューファインダ154は、カメラからだけでな く、代替信号源からも信号を受信する。この機能を用いると、動画レコーダはコ ントローラ158および関連するメモリ160を有し、記録中のビデオに関する 追加のステータス情報を、ビューファインダを通じて提供することも可能となる 。この ようなステータス情報は、電池レベルの指示、タイム・コード、日時、実行中の 機能(例えば、記録または再生)等である。 中央演算装置100は、これと関連しプログラム情報を記憶するフラッシュ・ メモリ101のようなプログラマブル・リード・オンリ・メモリ、ダイナミック RAMコントローラ103、および当技術では一般的であり、処理の間揮発性デ ータを記憶するためのダイナミックRAM105も有する。典型的に、メモリ1 01はオペレーティング・システム、および不揮発性記憶装置に保持しておく他 のプログラミング・コードを収容する。このメモリ101に適したサイズは4M である。適したDRAMサイズは4Mx16である。 また、動画レコーダは、コンポジット出力信号にVITC/LTC情報を備え る、追加のエンコーダ162を含んでもよい。このエンコーダへの入力は、画素 バス112、画素バス112を迂回するデコーダ110の出力、画素バス112 を迂回するA/D変換器106の出力、またはゲンロック回路104の出力10 9の内いずれか1つとすることができる。あるいは、これらの入力各々をそれ自 体の別個のエンコーダに印加してもよい。これらのエンコーダの出力は、単純な スイッチに供給し、これら出力の1つの選択を可能にするようにすればよい。加 えて、ETHERNET接続164を備えてもよい。 本発明の一実施例では、2系統の画素バス112を用いてもよい。第1のバス を記録用バスとし、ラスタ/ブロック変換器116へのスイッチ114の入力側 を介して、デコーダ110および106の出力ならびにJPEG圧縮回路の入力 に、更にエンコーダ162および152の入力に接続する。第2のバスは再生用 バスとし、スイッチ114の出力側を介してJPEG伸張回路の出力に、ならび にエンコーダ162および152の入力に接続する。 本発明の一実施例では、GENLOCK回路104は、Raytheon 22071 Gen lock回路とすればよい。デコーダ110はRaytheon SAA7151デコーダとすれ ばよい。エンコーダ152および162も、RaytheonまたはTRW 22191フル ・ビデオ・エンコーダとすればよい。ETHERNET回路、オーディオ・モジ ュールおよびディスク・コントローラは、様々な形態で入手可能であり、しかも 多数の供給業者から入手可能である。 本システムにおける記録媒体は、既に異なるフォーマットで、直接的なコンピ ュータ・アクセスに対処しているので、上述のハード・ドライブを収容する媒体 パッケージは、単にレコーダ24から取り出し、Avid Media Composer、Avi dNews Cutter、およびAvid AirPlay Systemsのような、記録したビデオの 編集または放送に用いることができるコンピュータ・システムに直接接続するこ とができる・これらは全て、マサチューセッツ州TewksburyのAvid Technolog y,Inc.から入手可能である。ディスク・ドライブ・パッケージは、上述のコン ピュータシステム上の適切な「ドッキング・ステーション」への挿入を容易にす る、外部物理形状および電気的接続構成を有する。この容易性のために、上述の 従来技術による技法よりも、映像化から放送までの時間の大幅な短縮を図ること ができる。 第1図に示した表示装置30は、従来技術に対して、更に他の利点も得ること ができる。従来技術のレコーダでは、リニア・レコーダが実行する機能は、記録 、そして恐らくはシステム内の単一のビデオカセット上において記録された素材 の再生である。素材の編集は、アナログ・ビデオ・エディタにビデオカセットを 装着するまで、また近年ではビデオ素材をデジタル化した後にノンリニア・ビデ オ・エディタにビデオカセットを装着するまで、遅らせなければならない。本発 明の一態様では、容易に編集可能な、デジタル化した圧縮形態の素材を提供する 。第1図のレコーダは、米国特許第5,267,351号およびPCT公開出願WO93/21 636号に記載された編集システムのような、編集システムを含む。これらの開示 は、この言及により、本願にも含まれているものとする。また、編集システムは 、1995年4月7日に出願された米国特許出願第 08/418,948 号にも記載され ており、これもこの言及により本願に含まれるものとする。編集システムを含む ことにより、ユーザは、スタジオにおける編集前であっても、またはスタジオに おける編集の代わりに、記録現場において記録したビデオ素材の編集を行うこと ができる。これは、素材を直ちに放送しなければならない場合に、特に有利であ る。したがって、ビデオおよびオーディオ信号は、非常に短時間の内に、現場か ら記録し、編集し、放送することができる。編集の間、ビューファインダまたは その他の表示装置によって、デジタル・ビデオ・パイプラインを介して情報を再 生する。編集の間、外部ビデオ・ポートを通じてビデオを表示したり、外部ビデ オ・ ポートに生のビデオを伝送させることが可能である。種々のビデオ入力および出 力構成によって、テレビジョン放送スタジオにおいて見られるものと同様に、カ メラ内に切替機能を備えることができる。 また、レコーダ62は、当業者には公知で、例えば、自動発声機械(automatic teller machines)や消費者向けカムコーダに用いている、多数の感圧またはそ の他の適切な制御装置64を含み、表示装置30上に表示する素材に対する記録 および編集機能を備えることも可能である。表示装置30は、LCDまたはその 他の適切な薄型パネル・タイプのものとすればよい。 これまで本発明の実施例をいくつか述べてきたが、上述の実施例は単なる例示 であり限定ではなく、一例として提示したに過ぎないことは、当業者には明白で あろう。多数の変更およびその他の実施例があろうが、それらは当業者の範囲内 のことである。 例えば、アナログ/デジタル変換回路は、アナログ信号の処理がもはや不要で あるので、カメラから取り除いてもよい。 加えて、媒体パッケージをここでは着脱自在として記載したが、着脱自在であ る必要はない。加えて、ディスク・ドライブはカメラの外部、例えば、ラック・ マウント(rack mount)内に配してもよい。ディスクに記録する代わりに、ATM ネットワークのようなコンピュータ・ネットワーク、またはセルラ、衛星のよう な送信機、あるいはマイクロ波リンクまたは電話リンクに出力を送出してもよい 。着脱自在のディスク・ドライブを備えることにより、ディスク・ドライブが記 録したビデオ素材で満杯になった場合、ビデオ・テープの交換と同様に、新たな 空のディスク・ドライブを挿入し、満杯のドライブと交換することができる。ま た、2台のハード・ディスク・ドライブ・パック、したがって2つのレセプタク ルを、第3図および第4図に示したタイプのビデオ・レコーダ24に有すること も可能である。このようなシステムでは、あるディスク・ドライブから次のディ スク・ドライブへの連続記録により、記録媒体の切替のための情報損失もなく、 無限の時間量の記録を可能とする。 これらおよびその他の変更は、添付の請求の範囲に定義する本発明の範囲に入 るものと見なす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 08/418,631 (32)優先日 1995年4月7日 (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/418,948 (32)優先日 1995年4月7日 (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,CA,CN,JP (72)発明者 マッケイン,ジェームズ・エイ アメリカ合衆国マサチューセッツ州01810, アンドーバー,ヒッチコック・ファーム・ ロード 2 (72)発明者 カーツ,ジェフリー・ディー アメリカ合衆国ニューハンプシャー州 03062,ナシュア,スカイライン・ドライ ブ 4 (72)発明者 ダー,ハリー アメリカ合衆国マサチューセッツ州01886, ウエストフォード,プロビデンス・ロード 71エイ (72)発明者 ディスチウロ,スティーブン・エム アメリカ合衆国マサチューセッツ州01923, ダンバース,アルゴンクィーン・ロード 3 (72)発明者 グリーブス,ポール・エイチ アメリカ合衆国マサチューセッツ州01879, ティングスボロ,ネバダ・ロード 3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.デジタル動画レコーダであって、 個人による使用のために携帯可能なサイズとしたハウジングと、 前記ハウジング内に装着しており、モーション・ビデオ信号を出力として供給 する動画カメラと、 前記ハウジング内に装着しており、前記モーション・ビデオ信号を一連のデジ タル静止画像に変換する手段と、 前記ハウジング内に装着しており、前記一連のデジタル静止画像をコンピュー タ読み取り可能なファイル・フィーマットで受け取り記憶するように接続したデ ジタル・コンピュータ読み取り可能および書き込み可能ランダム・アクセス媒体 と、 から成るデジタル動画レコーダ。 2.請求項1記載のデジタル動画レコーダであって、更に、前記ランダム・アク セス媒体が受け取った前記一連のデジタル静止画像を圧縮する手段を備えている こと、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 3.請求項1記載のデジタル動画レコーダであって、更に、前記ハウジング内に 動画編集システムを備えていること、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 4.請求項3記載のデジタル動画レコーダであって、更に、前記ハウジング上で 、前記一連のデジタル静止画像を編集し表示する表示および編集制御部を備えて いること、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 5.請求項1記載のデジタル動画レコーダにおいて、前記デジタル媒体はディス ク・タイプのドライブから成ること、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 6.請求項5記載のデジタル動画レコーダにおいて、前記ディスク・タイプのド ライブは、前記携帯可能なハウジングから離脱可能なディスク・ドライブ・ハウ ジングに装着すること、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 7.請求項6記載のデジタル動画レコーダにおいて、前記ディスク・ドライブ・ ハウジングは堅牢化してあること、を特徴とするデジタル動画レコーダ。 8.請求項1記載のデジタル・レコーダであって、更に、前記動画信号をデジタ ル・ビデオ・カラー規格に対して較正する手段を含むこと、を特徴とするデジタ ル・レコーダ。 9.請求項1記載のデジタル・レコーダであって、更に、 モーション・ビデオ 信号源と、 前記ビデオ信号源の特性にしたがって発生させた所定のカラーを所定の位置に 有する選択可能なテスト・パターン源と、 前記モーション・ビデオ信号を、前記デジタル・カラー規格に準拠した一連の デジタル静止画像に変換するデコーダと、 前記テスト・パターン源の選択に応答して、モーション・ビデオ信号レベルの 前記テスト・パターンによるデジタル・カラー規格におけるカラー・レベルへの マッピングを前記デコーダに設定する手段と、 から成るモーション・ビデオ信号のデジタル・カラー規格に対する自動較正用電 子回路を含むこと、を特徴とするデジタル・レコーダ。 10.モーション・ビデオ信号のデジタル・カラー規格に対する自動較正を行う 電子回路であって、 モーション・ビデオ信号源と、 前記ビデオ信号源の特性にしたがって発生させた所定のカラーを所定の位置に 有する選択可能なテスト・パターン源と、 前記モーション・ビデオ信号を、前記デジタル・カラー規格に準拠した一連の デジタル静止画像に変換するデコーダと、 前記テスト・パターン源の選択に応答して、モーション・ビデオ信号レベルの 前記テスト・パターンによるデジタル・カラー規格におけるカラー・レベルへの マッピングを前記デコーダに設定する手段と、 から成る電子回路。 11.請求項10記載の電子回路であって、更に、 前記一連のデジタル静止画像を、コンピュータ読み取り可能および書き込み可 能ランダム・アクセス媒体上のコンピュータ読み取り可能データ・ファイルとし て記録する手段と、 前記データ・ファイルと関連付けて前記テスト・パターンのフレームを記憶す る手段と、 を備えていること、を特徴とする電子回路。 12.モーション・ビデオを処理するための電気回路であって、 モーション・ビデオ・カメラからのモーション・ビデオ信号を受け取り、一連 のデジタル静止画像を表わす、それに対応するデジタル・ビデオ情報ストリーム を発生するデコーダと、 前記デコーダに接続しており、前記デジタル・ビデオ情報ストリームを伝達す る画素バスと、 デジタル・ビデオ情報ストリームを受け取り、それに対応する出力モーション ・ビデオ信号を発生するエンコーダと、 媒体バッファとコンピュータ読み取り可能媒体とを含み、前記画素バスに接続 してあり、前記デジタル・ビデオ情報ストリームの前記画素バスに対する読み出 しおよび書き込みを行うメディア・パイプラインと、 前記メディア・パイプライン、前記エンコーダおよび前記デコーダを制御する ことにより、前記画素バス上のデータ・フローを制御するプロセッサと、 から成る電気回路。 13.個人による携帯を可能とする構造とし、前記カメラを含むハウジングに埋 め込んであること、を特徴とする、請求項12記載の電気回路。 14.請求項12または13記載の電気回路であって、更に、前記出力ビデオ信 号を表示するように接続したビューファインダを備えており、前記プロセッサは 前記デジタル・ビデオ情報ストリームを、前記エンコーダおよび前記メディア・ パイプラインに実質的に同時に送出すること、を特徴とする電気回路。 15.請求項12ないし14のいずれかに記載の電気回路であって、更に、オー ディオ情報を受け取り、該オーディオ情報を前記メディア・パイプラインに送出 する手段を備えていること、を特徴とする電気回路。 16.モーション・ビデオ・レコーダおよび編集システムであって、 個人による携帯を可能とするような構造としたハウジングと、 前記ハウジング内にあるランダム・アクセス媒体と、 前記ランダム・アクセス媒体上のモーション・ビデオ・データの読み出しおよ び書き込みを行うコントローラと、 前記ハウジング内にあるプロセッサであって、前記コントローラを制御すると 共に、前記ランダム・アクセス媒体上に記憶したモーション・ビデオを選択し再 生する編集システムを含む、前記のプロセッサと、 から成るモーション・ビデオ記録編集システム。 17.請求項16記載のモーション・ビデオ・レコーダであって、更に、 前記ハウジング上にあり、現在選択可能な編集動作を表示する表示装置と、 前記ハウジング上にあり、前記表示装置に隣接して表示した編集動作をユーザ に選択させる制御部と、 を備えていること、を特徴とするモーション・ビデオ・レコーダ。 18.請求項16または17記載のモーション・ビデオ・レコーダであって、更 に、 前記ハウジング上にあり、現在選択可能なファイル管理動作を表示する表示装 置と、 前記ハウジング上にあり、前記表示装置に隣接して表示したファイル管理動作 をユーザに選択させる制御部と、 を備えていること、を特徴とするモーション・ビデオ・レコーダ。
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