JP4515465B2 - 動画撮影装置および動画撮影方法、記録媒体に記録された映像信号を再生する動画再生装置および動画再生方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画撮影装置および動画撮影方法、記録媒体に記録された映像信号を再生する動画再生装置および動画再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映画の撮影は、光学的な記録方式のフィルムに毎秒２４フレームの動画映像（以下、単に映像と記す）を記録することで行われていた。映画の視覚的な演出であるスローモーションやクイックモーションといった、時間を伸長または短縮した映像を動画再生（以下、単に再生と記す）して見せる技術が知られている。スローモーションやクイックモーションは、動画撮影（以下、単に撮影と記す）の際、毎秒２４フレームよりも多いフレーム数または少ないフレーム数で撮影を行い、それを毎秒２４フレームで再生することで実現していた。
【０００３】
たとえば毎秒４８フレームで撮影した映像を毎秒２４フレームで再生すると１秒間に撮影した映像を２秒間で再生することになり、時間を２倍に伸長したスローモーション再生ができる。また、毎秒１２フレームで撮影した映像を毎秒２４フレームで再生すると２秒間に撮影した映像を１秒間で再生することになり、時間を２分の１に短縮したクイックモーション再生ができる。
【０００４】
一方で、映画を電子的に撮影、記録、再生する技術も開発され、普及してきている。一般に、このような技術においては、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）等の撮像素子を用いて映像を電気信号に変換し、それを磁気記録媒体等に電子的に記録し、それを再生装置を用いて再生する。フィルムは、撮影に失敗する等した場合、記録媒体に一旦映像情報が記録されてしまうと再使用ができない。一方、電子的に撮影、記録する方法では、記録媒体の不要になった映像信号の上に新たに映像信号を上書きして記録する等の再使用ができるので、撮影にかかる費用を安く抑えることができるという特徴がある。
【０００５】
この、映画を電子的に撮影、記録、再生する方法における、上述したスローモーションおよびクイックモーションを実現する装置に関する技術が、例えば、特開２００２−１５２５６９号に開示されている。この装置では、撮影者が撮影の際に１秒間の撮影フレーム数を設定する。設定されたフレーム数で撮影された映像信号を毎秒６０フレームの映像信号に変換して記録する。再生時には撮影によって得られたフレームだけ抜き出してそれを再度毎秒２４フレームの映像信号に変換する。この様にして、スローモーション再生またはクイックモーション再生を行う。
【０００６】
近年、上述したような映画を電子的に撮影、記録、再生する方法において、撮影時の記録容量をできるだけ減らしたいといった要望が増えてきている。これは、撮影に要する費用をさらに削減したい、あるいは、撮影した映像信号を、たとえば半導体メモリ等の比較的記憶容量の少ない記録媒体に記録したい、といった理由による。
【０００７】
上述した従来の構成は、毎秒６０フレーム以下で撮影した映像信号を毎秒６０フレームに変換して記録するため、実際に撮影されたフレーム数よりも記録されるフレーム数の方が多くなり、記録容量が大きくなり得る。
【０００８】
また、記録容量を少なくするために、たとえばＭＰＥＧに代表されるような、いわゆるフレーム間圧縮を行う動画圧縮方法（以下、ビデオコーディングと記す）を用いる方法が知られている。しかし、一般にフレーム間圧縮を行うビデオコーディングでは、記録するときと再生するときとで単位時間あたりのフレーム数が等しくなることを要求される。よって、これらの技術は、記録するときと再生するときとで単位時間あたりのフレーム数を変えることでスローモーション再生およびクイックモーション再生を行うようなシステムには、うまく導入することが困難となり得る。
【０００９】
また、上述した従来技術においては、毎秒６０フレームの映像信号を記録するため、撮影するときに指定する単位時間あたりのフレーム数が毎秒６０フレーム以下に制限され得る。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、撮影するときの単位時間あたりのフレーム数と再生するときの単位時間あたりのフレーム数とをそれぞれ任意に設定することでスローモーションおよびクイックモーションによる再生を実現する。また、動画再生の際にそれが何倍速の再生であるのかを表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影したときのフレーム数から増減することなく動画圧縮して記録することで撮影された映像信号の容量を削減して記録することができる。本発明は、このような動画撮影装置、動画再生装置および動画撮影方法、動画再生方法を提供する。
【００１１】
本発明の動画撮影装置は、動画撮影した映像信号（ビデオ）を記録媒体に記録する動画撮影装置であって、フレームレート設定部と、撮影部と、記録部とを備える。ユーザは、フレームレート設定部により、動画撮影の際に、動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数（以下、撮影時フレームレートと記す）と、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数（以下、再生時フレームレートと記す）とをそれぞれ任意に設定する。撮影部は、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートで動画撮影する。記録部は、設定された撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報と再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報とを、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。
【００１２】
この構成により、設定した撮影時フレームレートで映像を撮影し、撮影された映像信号を設定した再生時フレームレートで再生するための情報と再生が何倍速で行われるのかを算出するために必要な情報とをその映像信号に関連付けて記録媒体に記録することができる。
【００１３】
また、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが異なるときには、記録部は、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。そして、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときには、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録媒体に記録しない構成としてもよい。この構成によれば、設定された再生時フレームレートで再生する映像信号であるのか、撮影時フレームレートで再生する映像信号であるのかを容易に判別できるようにして記録媒体に記録できる。
【００１４】
また、動画撮影された映像信号に、動画圧縮方法の１つであるフレーム間圧縮による符号化処理を施す映像符号化部をさらに備えた構成としてもよい。この構成によれば、映像信号をフレーム間圧縮によって動画圧縮するので、記録媒体に記録する信号の量を削減することができる。
【００１５】
また、映像符号化部における符号化処理によって単位時間あたり（例えば、秒あたり）に作成される符号化映像信号の量は、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとの比にもとづいて設定される構成としてもよい。この構成によれば、動画撮影された映像信号から符号化処理によって作成する単位時間あたりの符号化映像信号の量が、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとの比にもとづいて設定できる。よって、フレーム間圧縮による動画圧縮をした場合でも、撮影時フレームレートと異なるフレームレートで動画再生できるようになり、スローモーション再生やクイックモーション再生が可能となる。
【００１６】
また、フレームレート設定部は、設定された撮影時フレームレートを設定された再生時フレームレートで除算する。そして、映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、フレームレート設定部における除算の結果にもとづいた値とする構成としてもよい。
【００１７】
この構成によれば、動画撮影された映像信号から符号化処理によって作成する単位時間あたりの符号化映像信号の量を、撮影時フレームレートが再生時フレームレートよりも大きいときには大きくし、撮影時フレームレートが再生時フレームレートよりも小さいときには小さくすることができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮による動画圧縮しても、再生時に、読み出した符号化映像信号に単位時間あたり所定の量で復号化処理を施すことで、撮影時フレームレートと異なるフレームレートで動画再生できるようになり、スローモーション再生やクイックモーション再生が可能となる。
【００１８】
また、映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と、フレームレート設定部における除算の結果とを乗算して得られる値にもとづいた値とする構成としてもよい。
【００１９】
この構成によれば、設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが等しいときに作成される単位時間あたりの符号化映像信号の量を基準として符号化映像信号を作成することができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮による動画圧縮する際の符号化処理において、より高精度にスローモーション再生やクイックモーション再生できる符号化映像信号を作成することが可能となる。
【００２０】
また、記録部は、記録媒体に符号化映像信号と撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報とを記録する際、符号化映像信号を記録するファイルのファイル名と、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録するファイルのファイル名とを、ファイルの種類を区別するための拡張子を除いて、同じファイル名とする構成としてもよい。
【００２１】
この構成によれば、記録媒体における、符号化映像信号を記録したファイルとその符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録したファイルとが同じファイル名となるので、符号化映像信号を読み出す際、その符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を容易に検出して読み出すことができる。
【００２２】
また、再生時フレームレートは、フレームレート設定部において毎秒２４フレームに固定された構成としてもよい。この構成によれば、たとえば、映画等の毎秒２４フレームで再生する映像を撮影する際、撮影時フレームレートを設定するだけで、スローモーション再生用、クイックモーション再生用の動画を撮影することができる。
【００２３】
また、記録部は、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときにのみ、音声信号を記録する構成としてもよい。この構成によれば、記録時と同じ周波数帯域で音声信号が再生される場合のみ音声信号が記録されるので、スローモーション再生あるいはクイックモーション再生によって周波数帯域が変わり、聞き取りにくくなった状態で音声信号が再生されることを防止することができる。
【００２７】
また、本発明の動画再生装置は、動画撮影装置によって映像信号が記録された記録媒体から映像信号を読み出して動画再生する動画再生装置である。動画再生装置は、データ読み出し部と、再生部と、再生倍速情報計算部とを備える。
【００２８】
データ読み出し部は、記録媒体から、少なくとも映像信号と映像信号に関連付けて撮影時フレームレートを分母とし再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報で記録された撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報とを読み出す。再生部は、読み出した映像信号を読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて動画再生する。再生倍速情報計算部は、読み出した撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報から、再生中の映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する。
【００２９】
この構成により、記録媒体に記録された映像信号を、その映像信号に関連付けて記録された再生時フレームレートで再生することと、その映像信号が何倍速で再生されているのかを示す再生倍速情報を算出することとが可能となる。
【００３０】
また、本発明の動画再生装置は、符号化映像信号が記録された記録媒体から符号化映像信号を読み出して復号化処理を施し復号化した映像信号を動画再生する動画再生装置である。動画再生装置は、データ読み出し部と、再生部と、再生倍速情報計算部とを備える。データ読み出し部は、記録媒体から、少なくとも符号化映像信号を読み出す。再生部は、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施して動画再生する。再生倍速情報計算部は、再生部において動画再生されている映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する。
【００３１】
データ読み出し部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合にはその撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を読み出す。再生部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいた復号化処理を読み出した符号化映像信号に施して動画再生する。
【００３２】
符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートとなるように、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施して動画再生する。
【００３３】
再生倍速情報計算部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には読み出した撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出する。そして、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とする。
【００３４】
この構成により、符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した符号化映像信号を再生時フレームレートで再生できる。符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、たとえば符号化映像信号に関連付けて記録されている、映像を撮影したときの時間情報やその時に設定された復号処理に関する時間情報等を参照する等して、読み出した符号化映像信号をその符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生することができる。
【００３５】
また、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報（ＳＦ）および再生時フレームレート情報（ＲＦ）が記録媒体に記録されている場合には撮影時フレームレート情報（ＳＦ）と再生時フレームレート情報（ＲＦ）との比によって再生倍速情報を算出することができる。符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とすることができる。
【００３６】
また、再生部において、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施す際の単位時間あたりの処理量を、映像符号化部における、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と等しくする構成としてもよい。この構成によれば、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて映像信号を再生する際、符号化映像信号を記録媒体から読み出して復号化処理する一連の動作を滞りなく行うことができる。
【００３７】
また、本発明の動画撮影方法は、次の４つのステップを備える。
【００３８】
（ａ）動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数である撮影時フレームレートと、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数である再生時フレームレートとをそれぞれ任意に設定する。
【００３９】
（ｂ）設定された撮影時フレームレートで動画撮影し、動画撮影された映像信号を記録媒体に記録する。
【００４０】
（ｃ）設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが異なるかどうかを判断する。
【００４１】
（ｄ）設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが異なるときにのみ、設定された撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報および設定された再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報を、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。
【００４２】
この方法により、設定された撮影時フレームレートで映像を撮影し、その映像信号は設定された再生時フレームレートで再生する映像信号であるのか、あるいは撮影時フレームレートで再生する映像信号であるのかを容易に判別できるようにして、記録媒体に記録することができる。また、再生が何倍速で行われるのかを算出するために必要な情報をその映像信号に関連付けて記録媒体に記録することができる。
【００４３】
また、動画撮影方法は、さらに次の５つのステップを備えてもよい。
【００４４】
（ｅ）動画撮影された映像信号にフレーム間圧縮による動画圧縮の符号化処理を施して符号化映像信号を作成する。
【００４５】
（ｆ）動画撮影された映像信号に代えて符号化映像信号を記録媒体に記録する。
【００４６】
（ｇ）設定された撮影時フレームレートを設定された再生時フレームレートで除算する。
【００４７】
（ｈ）除算するステップにおいて得られた値と、ステップ（ｅ）において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量とを乗算する。
【００４８】
（ｉ）ステップ（ｈ）において得られた値を、ステップ（ｅ）において単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量として設定する。
【００４９】
この方法によれば、設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量を基準として符号化映像信号を作成することができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮によって動画圧縮する際の符号化処理において、より高精度にスローモーション再生やクイックモーション再生できる符号化映像信号を作成することができる。
【００５０】
また、本発明の動画再生方法は、符号化映像信号が記録された記録媒体から符号化映像信号を読み出して動画再生する動画再生方法である。動画再生方法は、次の７つのステップを備える。
【００５１】
（ａ）符号化映像信号を記録媒体から読み出す。
【００５２】
（ｂ）符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されているかどうかを検出する。
【００５３】
（ｃ）ステップ（ｂ）で両方の情報を検出した場合には撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録媒体から読み出す。
【００５４】
（ｄ）読み出した符号化映像信号を、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて再生する。
【００５５】
（ｅ）ステップ（ｂ）でどちらの情報も検出されない場合には、読み出した符号化映像信号を、その符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生する。
【００５６】
（ｆ）ステップ（ｂ）で両方の情報を検出した場合には読み出した撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出する。
【００５７】
（ｇ）ステップ（ｂ）でどちらの情報も検出されない場合には再生倍速情報を１倍速とする。
【００５８】
この方法により、符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した符号化映像信号を読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて再生できる。符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、たとえば符号化映像信号に関連付けて記録されている撮影時の時間情報や撮影時に設定された復号処理に関する時間情報等を参照する等して、読み出した符号化映像信号をその符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生することができる。
【００５９】
また、ステップ（ｂ）で両方の情報が記録媒体に記録されている場合には撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出することができる。ステップ（ｂ）でどちらの情報も記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００６１】
図１は、本発明の実施の形態１における動画撮影装置１のブロック図である。本発明の一実施例における動画撮影装置１について、図１を用いて説明する。なお、本実施例における動画撮影装置１（以下、単に撮影装置１と記す）は、撮影者により、撮影時の１秒間のフレーム数（以下、フレームレートと記す）と再生時のフレームレートとをそれぞれ任意に設定できる構成としている。すなわち、撮影者によって設定された撮影時のフレームレートで映像信号が撮影、記録され、撮影者によって設定された再生時のフレームレートで映像信号が再生される。
【００６２】
そして、撮影時のフレームレートを再生時のフレームレートよりも大きく設定すればスローモーション再生がなされ、逆に撮影時のフレームレートを再生時のフレームレートよりも小さく設定すればクイックモーション再生がなされるようにしている。なお、ここでは、撮影時のフレームレートをＸ（Ｘは任意の実数）とし、再生時のフレームレートを２４に設定したものとして、以下の説明を行う。
【００６３】
撮影装置１は、撮影部１０と記録部５０とによって構成されている。そして、撮影部１０において取得された映像信号および音声信号が、記録部５０において動画圧縮され、記録媒体に記録される。撮影部１０は、映像を電気信号に変えて取得する映像信号取得部２０と、音声を電気信号に変えて取得するマイク３０と、取得中の映像信号を確認するための電子ビューファインダー（以下、ＥＶＦと記す）４０とを備えている。
【００６４】
映像信号取得部２０は、撮像素子２１と、撮像素子駆動部２２と、駆動パルス発生部２３と、フレームメモリ２４と、映像信号前処理部２５とを備えている。撮像素子２１は、ＣＣＤ等の公知の素子で構成される。撮像素子駆動部２２は、撮像素子２１を駆動する。駆動パルス発生部２３は、撮像素子２１を駆動するための駆動パルスを発生する。フレームメモリ２４は、撮像素子２１において取得された映像信号を記憶する。映像信号前処理部２５は、撮像素子２１において取得された映像信号に前処理を施す。
【００６５】
撮像素子２１は、外部より取り込まれた光を光電効果により電気信号に変換して順次走査の映像信号として出力する。以下、順次走査の映像信号を、順次走査を意味するプログレッシブの頭文字である「ｐ」を用いて表す。たとえば、毎秒２４フレームの順次走査の映像信号であれば「２４ｐ」と表示する。また、撮像素子２１は任意に定められたフレームレートの映像信号を出力することができる。
【００６６】
駆動パルス発生部２３は、撮影者によって設定された撮影時のフレームレートの映像信号を撮像素子２１から取り出すための駆動パルスを発生させ、撮像素子駆動部２２はその駆動パルスにもとづいて撮像素子２１を駆動し、撮像素子２１から映像信号を取り出す。そして、取り出された撮像素子２１からの映像信号は、一旦フレームメモリ２４に記憶される。したがって、撮影者が設定した撮影時のフレームレートがＸであれば、撮像素子２１からは毎秒Ｘフレームの映像信号、すなわちＸｐの映像信号が出力される。
【００６７】
映像信号前処理部２５では、フレームメモリ２４に記憶された映像信号を必要な回数繰り返し読み出すことで６０ｐの映像信号に変換し、さらにゲイン調整等、映像として表示するために必要な処理を行う。これは、６０ｐの映像信号を表示できるように構成されているモニターやビューファインダー等の一般的な映像表示装置に表示することができるようにするためである。一般的な映像表示装置では、通常、たとえば１２ｐや２４ｐといった特殊な映像信号を表示することはできない。
【００６８】
したがって、本実施例では、このように撮像素子２１から出力されるＸｐの映像信号を一旦６０ｐの映像信号に変換することで、一般的なモニターやビューファインダーを用いて撮影時の映像信号を確認することができるようにしている。本実施例においては、６０ｐに変換された映像信号はＥＶＦ４０に表示され、撮影者はＥＶＦ４０に表示された映像によって、撮影中の映像信号を確認することができる。
【００６９】
また、映像信号前処理部２５は、６０ｐに変換した映像信号を記録部５０に出力するとき、その映像信号に同期して、フレームメモリ２４から繰り返して読み出された連続する同じ映像信号のうちの先頭フレーム（以下、有効フレームと記す）を識別するための信号を、有効フレームフラグとして出力する。したがって、有効フレームフラグによって識別されたフレームから、次の有効フレームフラグによって識別されるフレームの直前のフレームまでは、同じ映像信号のフレームが繰り返されることになる。
【００７０】
記録部５０は、信号処理部６０と、制御部７０と、データ記録部８０とを備える。信号処理部６０は、撮影部１０から送られてくる映像信号および音声信号を符号化および多重化する。制御部７０は、各ブロックの制御を行う。データ記録部８０は、符号化された信号および撮影、記録、再生にかかる情報（以下、メタ情報と記す）を記録媒体に記録する。記録部５０は、撮影部１０において取得された映像信号および音声信号にメタ情報を付加して記録媒体に記録する。
【００７１】
制御部７０は、撮影者によって設定される撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートを受付けるフレームレート設定部７１を備えている。制御部７０は、フレームレート設定部７１に設定された撮影時のフレームレート、再生時のフレームレートにもとづき、各ブロックを制御する。
【００７２】
たとえば、撮影時のフレームレートがＸに設定された場合は、撮影部１０において毎秒Ｘフレームの映像信号、すなわちＸｐの映像信号が撮影されるよう撮影部１０を制御する。再生時のフレームレートがＹ（Ｙは任意の実数）に設定された場合は、Ｘｐの映像信号が毎秒Ｙフレームの映像信号、すなわちＹｐの映像信号として再生されるようにＸｐの映像信号を圧縮符号化して記録するよう信号処理部６０およびデータ記録部８０を制御する。
【００７３】
信号処理部６０は、有効フレーム抽出部６１と、映像符号化部６２と、音声符号化部６３と、ＴＳ多重部６４とを備えている。有効フレーム抽出部６１は、撮影部１０から送られてくる映像信号から有効フレームを抽出する。映像符号化部６２は、有効フレーム抽出部６１において抽出された映像信号を圧縮符号化する。音声符号化部６３は、撮影部１０から送られてくる音声信号を圧縮符号化する。ＴＳ多重部６４は、圧縮符号化された映像信号および音声信号を多重する。
【００７４】
有効フレーム抽出部６１は、映像信号前処理部２５から送出される有効フレームフラグにもとづき６０ｐの映像信号から有効フレームだけを抽出し、撮影時のフレームレート、すなわちＸｐの映像信号に変換する。映像符号化部６２は、そのＸｐの映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、映像符号化部６２では、撮影部１０において撮影されたＸｐの映像信号を圧縮符号化するが、映像符号化部６２における圧縮符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量であるビットレートについては、撮影時のフレームレートではなく、再生時のフレームレートにもとづいて設定する。
【００７５】
後述する動画再生装置１００において、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいときに符号化映像信号を復号化処理する際のビットレートを基準ビットレートとし、それを毎秒Ｒビットとすると、たとえば、撮影時のフレームレートがＸ、再生時のフレームレートが２４、すなわち、Ｘｐで撮影した映像信号を２４ｐで再生するような場合では、映像符号化部６２では、撮影されたＸｐの映像信号を、ビットレートが毎秒Ｒ×（Ｘ／２４）ビットになるように圧縮符号化する。
【００７６】
したがって、Ｘｐの映像信号を圧縮符号化するときのビットレートは、撮影時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも大きくなるスローモーション再生用の撮影の場合は基準ビットレートよりも大きくなり、逆に撮影時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも小さくなるクイックモーション再生用の撮影の場合は基準ビットレートよりも小さくなる。
【００７７】
音声符号化部６３は、撮影部１０から送られてくる音声信号をＭＰＥＧオーディオの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、本実施例では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しい値に設定された場合、すなわちスローモーション再生やクイックモーション再生ではない通常の再生が行われる場合にのみ、音声信号を圧縮符号化する構成としている。これは、記録時と同じ周波数帯域で音声信号が再生される場合のみ音声信号を記録して、スローモーション再生やクイックモーション再生によって周波数帯域が変わり聞き取りにくくなった状態で音声信号が再生されることを防止するためである。
【００７８】
ＴＳ多重部６４は、ＭＰＥＧの方式の一つであるトランスポート・ストリーム（以下、ＭＰＥＧ−ＴＳと記す）の形式にもとづき、圧縮符号化された映像信号、音声信号や復号処理の際に必要となる情報等を多重化する。さらに多重化された信号を見分けるためのヘッダ信号等も付加してトランスポートストリーム信号（以下、ＴＳ信号と記す）を作成し、出力する。
【００７９】
ここで、復号処理の際に必要となる情報としては、たとえば、復号化を行うブロックにおいて、復号処理および復号化された信号を出力する際のタイミングを規定するプログラム時刻基準参照値（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、以下、ＰＣＲと記す）、復号処理後の各フレームの出力タイミングを規定する再生出力時刻管理情報（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＰＴＳと記す）、復号処理に関するタイミングを規定する復号時刻管理情報（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＤＴＳと記す）等がある。
【００８０】
また、ＴＳ信号を構成する所定の信号のまとまりであるパケットが復号化を行うブロックに送出されるタイミングを規定する時刻管理情報（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＡＴＳと記す）を、映像符号化部６２から符号化信号が出力されるタイミングに同期して付与してもよい。なお、これらの情報は、符号化や多重化の際にタイミングの基準となる同期信号（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ、以下、ＳＴＣと記す）を作成するためのＳＴＣ生成部（図示せず）において作成される。
【００８１】
データ記録部８０は、ＴＳ信号記録部８１とメタ情報記録部８２とを備える。データ記録部８０は、ＴＳ多重部６４において作成されたＴＳ信号や、撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報を含むメタ情報を、記録媒体に記録する。記録媒体は、磁気や光による記録媒体あるいは半導体を用いた記録媒体等の一般に知られた記録媒体である。
【００８２】
次に、本発明の一実施例の動画再生装置１００（以下、単に再生装置１００と記す）について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例における再生装置１００の構成を示すブロック図である。本実施例における再生装置１００は、データ読み出し部１１０と再生部１２０とを備えている。データ読み出し部１１０は記録媒体から再生信号を読み出す。再生部１２０は読み出された再生信号を復号化し、撮影者によって設定されたフレームレートの再生映像信号および再生音声信号として出力する。
【００８３】
データ読み出し部１１０は、ＴＳ信号読み出し部１１１とメタ情報読み出し部１１２とを備える。ＴＳ信号読み出し部１１１は、ＴＳ信号やその他のメタ情報が記録された記録媒体から、ＴＳ信号を読み出す。メタ情報読み出し部１１２は、撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報を含むメタ情報を読み出す。
【００８４】
このとき、ＴＳ信号読み出し部１１１は、上述したように記録部５０において毎秒Ｒ×（Ｘ／２４）ビットのビットレートで記録されたＴＳ信号を、毎秒Ｒビットで読み出す。したがって、たとえば撮影時のフレームレートであるＸが８であれば、データ読み出し部１１０は、記録時の３倍のビットレートで読み出すことになる。
【００８５】
再生部１２０は、ＴＳ再生部１３０と、映像復号化部１４０と、音声復号化部１５０と、再生倍速情報計算部１６０と、合成部１７０とを備える。ＴＳ再生部１３０は、ＴＳ信号を再生する。映像復号化部１４０は、符号化信号を復号化する。音声復号化部１５０は、音声信号を復号する。再生倍速情報計算部１６０は、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。合成部１７０は、算出された再生倍速情報を再生映像信号に合成する。
【００８６】
ＴＳ再生部１３０は、データ読み出し部１１０において読み出されたＴＳ信号およびメタ情報から、ＴＳ信号を再生し、符号化映像信号と符号化音声信号とをそれぞれ分離して取り出す。映像復号化部１４０は、ＴＳ再生部１３０において取り出された符号化映像信号を復号化し、再生映像信号として出力する。このとき、映像復号化部１４０は、読み出された再生時のフレームレート情報にもとづき、撮影者によって設定された再生時のフレームレートで再生映像信号を出力する。たとえば、再生時のフレームレートが２４に設定されていれば、毎秒２４フレーム、すなわち２４ｐの再生映像信号を出力する。
【００８７】
音声復号化部１５０は、ＴＳ再生部１３０において取り出された符号化音声信号を復号化し、再生音声信号として出力する。このとき、上述したように、スローモーション再生やクイックモーション再生によって音声が聞き取りにくくなった状態で再生されることを防止するため、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しくない場合には、音声を再生しない。
【００８８】
再生倍速情報計算部１６０は、読み出された撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報にもとづき、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。合成部１７０は、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報を、映像復号化部１４０において再生された映像信号に合成して出力する。なお、これらＴＳ再生部１３０や映像復号化部１４０等の動作の詳細については後述する。
【００８９】
次に、撮影装置１の撮影部１０において取得された映像信号がＴＳ信号として記録され、２４ｐの映像信号として再生、復号化されるまでを図３Ａ、３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、本発明の一実施例における撮影装置１の映像信号の概略図、図３Ｂは、同実施例における再生装置１００の映像信号の概略図である。なお、ここでは、撮影時のフレームレートを毎秒８フレーム、再生時のフレームレートを毎秒２４フレームとして説明を行う。また、図面３Ａ、３Ｂの中に記された数字はフレームの番号を表す。
【００９０】
図３Ａの（ａ）「撮影」は、撮像素子２１から出力された映像信号を示した図である。ここでは、撮影時のフレームレートを毎秒８フレームとしているので、図面に示すように、撮像素子２１からは、フレーム番号１から順に毎秒８フレーム、すなわち８分の１秒毎に映像信号が出力される。そして、この映像信号は、一旦フレームメモリ２４に蓄積される。
【００９１】
図３Ａの（ｂ）「変換」は、映像信号前処理部２５において毎秒６０フレームに変換された映像信号を示した図である。映像信号前処理部２５は、上述したように、フレームメモリ２４に蓄積された映像信号を６０分の１秒毎に繰り返し読み出すことで、６０ｐの映像信号に変換する。８ｐの映像信号を６０ｐの映像信号に変換する場合は、８ｐの映像信号の２フレームが６０ｐの映像信号の１５フレームに相当する。
【００９２】
従って、図面３Ａに示すように、フレーム番号１の映像を８回繰り返して読み出し、続いてフレーム番号２の映像を７回繰り返して読み出す、というようにして８ｐの映像信号を６０ｐの映像信号に変換している。このようにして、撮影時のフレームレートで出力される映像信号を６０ｐの映像信号に変換する。こうして得られた６０ｐの映像信号はＥＶＦ４０に表示され、撮影者はＥＶＦ４０を見ることで撮影中の映像信号を確認することができる。
【００９３】
図３Ａの（ｃ）「有効フレームフラグ」は、６０ｐの映像信号に同期して映像信号前処理部２５から出力される有効フレームフラグを示した図である。図３Ａの（ｂ）「変換」に示すように、６０ｐに変換された映像信号では、撮影時のフレームレートにもとづいた所定の回数だけ同じ映像信号のフレームが繰り返される。そして、本実施例では、記録部５０において、それらすべての映像信号を記録することはせず、繰り返し読み出された映像信号のうちの１フレームだけを有効フレームとして記録する。
【００９４】
したがって、記録部５０では、映像信号前処理部２５から送出される６０ｐの映像信号とそれに同期した有効フレームフラグとを用い、連続する同じ映像信号のフレームのうちの先頭のフレームを有効フレームとして識別している。
【００９５】
図３Ａの（ｄ）「変換」は、有効フレーム抽出部６１において、６０ｐの映像信号から有効フレームフラグによって識別された有効フレームを、撮影時のフレームレートに変換した映像信号を示した図である。このように、有効フレーム抽出部６１では、撮影部１０から送られてきた６０ｐの映像信号から、有効フレームフラグによって識別された有効フレームを抜き出し、撮影時のフレームレート、ここでは８ｐの映像信号に変換する。
【００９６】
図３Ａの（ｅ）「符号化、記録」は、映像符号化部６２において圧縮符号化された信号を示した図である。映像符号化部６２は、８ｐの映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、それぞれのフレームは、ＭＰＥＧの方式によって規定されているＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのいずれかに圧縮符号化される。また、フレームの順番もＭＰＥＧの方式にもとづいて変更される。また、圧縮符号化時に設定されるビットレートは、再生時のフレームレートにもとづいて設定される。
【００９７】
ここでは、８ｐで撮影した映像信号が２４ｐで再生されるように設定されているので、基準ビットレートを毎秒Ｒビットとすると、映像符号化部６２では、ビットレートが毎秒Ｒ×（８／２４）ビット、すなわち基準ビットレートの３分の１のビットレートになるように圧縮符号化する。こうして、圧縮符号化された映像信号は、ＴＳ多重部６４においてＴＳ信号となり、データ記録部８０において記録媒体に記録される。
【００９８】
図３Ｂの（ａ）「再生」は、記録媒体から読み出されたＴＳ信号から分離された符号化映像信号を示した図である。上述したように、本実施例においては、圧縮符号化時のビットレートを、再生時のフレームレートにもとづいて設定している。たとえば、８ｐで撮影された映像信号が２４ｐで再生されるように設定されている場合、上述したように、基準ビットレートの３分の１のビットレートのＴＳ信号が記録媒体に記録される。
【００９９】
そして、本実施例において、データ読み出し部１１０は、記録媒体からＴＳ信号を読み出すとき、記録されたときのビットレートにかかわらず、基準ビットレートで読み出しを行う。したがって、基準ビットレートの３分の１のビットレートで記録されたＴＳ信号であれば、基準ビットレートで読み出されることで、記録されたときの３倍のビットレートのＴＳ信号となる。
【０１００】
図３Ｂの（ｂ）「復号化」は、読み出された符号化映像信号を映像復号化部１４０において復号化した再生映像信号を示した図である。読み出されたＴＳ信号から分離された符号化映像信号は、映像復号化部１４０において、ＭＰＥＧの方式にもとづいて復号化され、２４ｐの映像信号として再生される。このとき、たとえば３倍のビットレートで読み出されたＴＳ信号であれば、８ｐで記録された映像信号が２４ｐの映像信号として再生されることになり、３秒間で撮影された映像を１秒間で再生する３倍のクイックモーション再生になる。このようにして、本実施例においては、スローモーション再生やクイックモーション再生を実現している。
【０１０１】
次に、本発明の一実施例において、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なるときに、ＭＰＥＧの方式にもとづいて動画圧縮された符号化映像信号をいかにして再生時のフレームレートで復号化するのかを説明する。
【０１０２】
通常、映像信号を復号化する際は、復号化を行うブロックにおいて、ＴＳ信号に多重されてくるＰＣＲを用いて、復号化を行うときのタイミングの基準となる同期信号であるＳＴＣを生成する。そして、復号化を行う装置では、撮影時の符号化処理の際に作成されＴＳ信号に多重されたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の各処理の動作タイミングを管理する情報によって規定されたそれぞれのタイミングで、パケットの送信、復号化処理、再生された映像信号の出力等の動作を行う。
【０１０３】
たとえば、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳを用いてパケットの送信タイミングを管理する場合、復号化を行うブロックにおいて生成されたＳＴＣによって規定される基準の時間がＡＴＳによって規定された時間になった時点で、記録媒体から読み出したＴＳ信号のパケットを復号化を行うブロックに送信する。このように、符号化処理の際に作成されたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の動作タイミングを管理する情報にもとづいて復号化処理を行うことで、撮影時とほぼ同じ状態の映像信号として再生することができる。
【０１０４】
しかしながら、本実施例における撮影装置１および再生装置１００では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとを異なる値に設定して撮影、記録、再生することでスローモーション再生、クイックモーション再生を行う構成としている。したがって、撮影時と再生時とでフレームレートが異なる場合は、圧縮符号化の処理と復号化の処理とで各処理の動作タイミングが異なるため、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の情報にもとづいて復号化処理を行うことはできず、ＰＣＲから生成したＳＴＣを復号化の処理にそのまま用いることもできない。
【０１０５】
たとえば記録時のフレームレートをＸ、再生時のフレームレートをＹとすると、本実施例においては、ＴＳ信号読み出し部１１１は、撮影時に映像符号化部６２が出力したビットレートのＹ÷Ｘ倍のビットレートでＴＳ信号を読み出す。映像復号化部１４０は、読み出されたＴＳ信号の符号化映像信号を映像符号化部６２のＹ÷Ｘ倍のビットレートで復号化する。
【０１０６】
したがって、ＸとＹの値が異なる場合、すなわち、記録時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる場合、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳで規定されたタイミングでＴＳ信号のパケットが映像復号化部１４０に送信されても、設定されたフレームレートで映像を再生することができない。
【０１０７】
ＸがＹより小さい場合、すなわち、記録時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも小さい場合であれば、映像復号化部１４０では、符号化映像信号を映像符号化部６２よりも高いビットレートで復号化しなければならなくなる。しかし、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳによって規定されたタイミングは、映像符号化部６２における符号化処理の際の遅いビットレートによって規定されたものであるため、再生装置１００側がこのＡＴＳによって規定されたタイミングにしたがって動作すると、ＴＳ信号のパケットを映像復号化部１４０に送信するタイミングが遅れてしまい、映像がうまく再生されず、たとえば再生映像が途切れる等の問題が発生するおそれがある。このことは、ＡＴＳに限らず、ＰＴＳやＤＴＳについても同様である。
【０１０８】
そこで、本実施例における撮影装置１では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる値に設定された場合、記録された映像信号が撮影されたときのフレームレートとは異なるフレームレートで再生される映像信号であること示す情報を設け、それをメタ情報記録部８２において記録媒体に記録する構成としている。なお、このように、撮影されたときのフレームレートとは異なるフレームレートで再生される映像信号を記録することを、以下、ＶＦＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ）記録と記す。
【０１０９】
本発明の一実施例における撮影装置１においては、ＶＦＲ記録された映像信号のメタ情報を以下のようなファイル構成で記録媒体に記録している。図４は、本発明の一実施例における撮影装置１の符号化映像信号とメタ情報とを記録媒体に記録する際のファイル構成を示した図である。図４に示すように、記録媒体には、ルートディレクトリ３０１が形成され、ルートディレクトリ３０１のすぐ下の階層に符号化映像信号とメタ情報とを収めたＰ２ＡＶディレクトリ３０２が形成される。
【０１１０】
Ｐ２ＡＶディレクトリ３０２のすぐ下の階層には、メタ情報を収めたＣＬＩＰディレクトリ３０３と符号化映像信号を収めたＴＳディレクトリ３０４とが形成される。メタ情報は、ネットワークを経由してデータを送受信することができるコンピュータ言語の一つであるＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式で記述され、ファイル名に「．ｘｍｌ」という拡張子をつけられ（以下、ｘｍｌファイルと記す）、ＣＬＩＰディレクトリ３０３のすぐ下の階層に記録される。
【０１１１】
また、ＴＳ信号は、ファイル名に「．ｔｔｓ」という拡張子をつけられ（以下、ｔｔｓファイルと記す）、ＴＳディレクトリ３０４のすぐ下の階層に記録される。このとき、ＴＳ信号を収めたｔｔｓファイルと、そのＴＳ信号に関するメタ情報を収めたｘｍｌファイルとで、拡張子を除いて、ファイル名を同一にすることで、互いに対になっていることがわかるようにしている。すなわち、図面に示す「０００１．ｘｍｌ」ファイルには、「０００１．ｔｔｓ」ファイルに収められたＴＳ信号に関するメタ情報が収められている。
【０１１２】
ｘｍｌファイルには、ＸＭＬ形式の取り得る構造を記述したスキーマ（Ｓｃｈｅｍａ）によって定義されたメタ情報が記録される。このとき、そのｘｍｌファイルと対になったｔｔｓファイルに記録されたＴＳ信号が撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる映像信号であるとき、そのｘｍｌファイルには、ｔｔｓファイルに記録されたＴＳ信号を撮影したときのフレームレートに関する情報と再生するときのフレームレートに関する情報とを定義した「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが含まれる。
【０１１３】
すなわち、本実施例では、ＴＳ信号を再生するときのフレームレートを定義するための「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを設け、ｘｍｌファイルのメタ情報にはその「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントによって撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートを、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、記述する構成としている。したがって、再生装置１００では、再生時にこの「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを読み取ることで、撮影時のフレームレートがいくつであったのか、再生時のフレームレートがいくつに設定されているのかがわかる。
【０１１４】
続いて、このｘｍｌファイルの記述について説明する。図５Ａ，Ｂは、本発明の一実施例における動画撮影装置１のｘｍｌファイルの記述の例を示した図である。図５Ａは、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを定義するスキーマの例を示している。この「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントの中で定義されている「ＶＦＲＳｔａｔｅ」によって撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートが表されている。そして図５Ｂは、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に具体的な数値を割り当てることで、再生時のフレームレートを定義している。
【０１１５】
たとえば、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームで、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、＜Ｖｉｄｅｏ＞、＜／Ｖｉｄｅｏ＞でくくられた「Ｖｉｄｅｏ」エレメントの中で、＜ＶＦＲＲａｔｉｏ ＶＦＲＳｔａｔｅ＝”２４／８”／＞と記述する。これにより、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームであり、また、再生フレームレートが毎秒２４フレームに設定されていることを表している。
【０１１６】
なお、本実施例では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートが同じ場合は、ｘｍｌファイルに「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを記述しない。したがってｘｍｌファイルに「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていない場合には、ＴＳ信号は撮影時と同じフレームレートで再生される。
【０１１７】
ここで、再度、再生装置１００について説明する。図６は、本発明の一実施例における再生装置１００のブロック図である。なお、図６に示した再生装置１００は図２における再生装置１００と同じものであるが、ここでは映像の復号化処理に関する動作を説明するため、音声復号化部１５０は省略している。
【０１１８】
図６において、再生装置１００は、上述したように、データ読み出し部１１０と再生部１２０とを備える。データ読み出し部１１０はＴＳ信号読み出し部１１１とメタ情報読み出し部１１２とを備える。再生部１２０はＴＳ再生部１３０と映像復号化部１４０と音声復号化部（図示せず）と再生倍速情報計算部１６０と合成部１７０とを備える。
【０１１９】
ＴＳ再生部１３０は、メタ情報解釈部１３１を備える。データ読み出し部１１０において読み出されたメタ情報にもとづいて符号化映像信号を映像復号化部１４０に送出する。また、読み出されたメタ情報にもとづいて映像復号化部１４０を制御し、設定されたフレームレートで再生映像信号を出力させる。
【０１２０】
このとき、メタ情報解釈部１３１は、読み出されたｔｔｓファイルと同じファイル名のｘｍｌファイルを参照し、そのｘｍｌファイルに記述されたメタ情報にもとづいて上述した動作を行う。また、メタ情報解釈部１３１は、そのメタ情報に、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されているかどうかを検出する。
【０１２１】
そして、そのメタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていなかった場合には、メタ情報解釈部１３１は映像復号化部１４０に対し、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづいて復号化の動作を行うよう指示する。
【０１２２】
また、そのメタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていた場合には、メタ情報解釈部１３１はそのメタ情報の中から「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値を検出する。
【０１２３】
このとき、本実施例では、図５で説明したとおり、＜ＶＦＲＲａｔｉｏ ＶＦＲＳｔａｔｅ＝”２４／８”／＞というように撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとを「／」で区切った形で記述しているので、「／」の前に記述された数値を再生時のフレームレートとして、「／」の後ろに記述された数値を撮影時のフレームレートとして、それぞれ読み出す。そして、読み出した再生時のフレームレートを後述するフレームレート制御部１４５に、読み出した再生時のフレームレートおよび撮影時のフレームレートを再生倍速情報計算部１６０に送出する。
【０１２４】
映像復号化部１４０は、データ受け渡し部１４１と、データバッファ１４２と、映像信号伸長部１４３と、フレームメモリ１４４と、フレームレート制御部１４５とを備えている。データ受け渡し部１４１は、ＴＳ再生部１３０に符号化映像信号の転送を要求し、その要求にしたがってＴＳ再生部１３０から送出される符号化映像信号を受け取る。そして、その符号化映像信号を映像信号伸長部１４３に送出する。その際、符号化映像信号を一旦データバッファ１４２に蓄積させる等して、送出するタイミングを調整する。
【０１２５】
映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１から送出される符号化映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて復号化し、圧縮されていた映像信号をもとの映像信号に伸長する。その際、復号化した映像信号を一旦フレームメモリ１４４に蓄積する等してフレームの順番をもとの状態に戻し、あらかじめ設定されたフレームレートの映像信号に再生して出力する。
【０１２６】
このとき、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていなかった場合には、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづいて復号化の動作を行い、撮影時と同じフレームレートで映像信号を再生する。また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていた場合には、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から再生時のフレームレートを読み出し、それにもとづいて復号化の動作を行い、その再生時のフレームレートで映像信号を再生する。
【０１２７】
すなわち、映像復号化部１４０は、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されておらず、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等にもとづいて復号化の動作を行うようメタ情報解釈部１３１から指示された場合には、ＴＳ信号に多重されてきたＰＣＲを用いて、復号化を行うときのタイミングの基準となる同期信号であるＳＴＣを生成する。
【０１２８】
そして、このＳＴＣにもとづいて設定した基準の時間と、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等に規定された時間とを比較して、それぞれ指定されたタイミングでパケットの送信、復号化処理、再生映像信号の出力等の動作を行う。たとえば、データ受け渡し部１４１では、映像信号伸長部１４３へのＴＳ信号のパケットの供給を、ＡＴＳに規定されたタイミングで行う。
【０１２９】
また、映像信号伸長部１４３は、符号化映像信号の復号化処理をＤＴＳに規定されたタイミングで行い、復号化した映像信号の出力をＰＴＳに規定されたタイミングで行う。したがって、この場合には、撮影時のフレームレートと同じフレームレートで映像信号が再生される。
【０１３０】
また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されており、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から読み出された再生時のフレームレートにもとづいて復号化の動作を行うようメタ情報解釈部１３１から指示された場合には、映像復号化部１４０は、次の動作を行う。まず、メタ情報解釈部１３１は、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から再生時のフレームレートを読み出し、その再生時のフレームレートをフレームレート制御部１４５に設定する。
【０１３１】
次に、フレームレート制御部１４５は、この設定したフレームレート情報を映像信号伸長部１４３に送出する。映像信号伸長部１４３では、このフレームレート情報にもとづき、データ受け渡し部１４１に、フレーム間圧縮されたときの複数のフレームのひとまとまり分（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ、以下、ＧＯＰと記す）の符号化映像信号を送出するように要求する。
【０１３２】
データ受け渡し部１４１は、その要求を受け、あらかじめデータバッファ１４２に蓄積しておいたＴＳ信号から、要求されたＧＯＰに相当する符号化映像信号を読み出して映像信号伸長部１４３に送出する。また、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号がデータバッファ１４２に蓄積されていない場合は、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号をデータ読み出し部１１０において記録媒体から読み出し、それを再生部１２０に送出してデータバッファ１４２に蓄積する。そして、データ受け渡し部１４１は、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号がデータバッファ１４２に蓄積された後、ＧＯＰに相当する符号化映像信号を読み出して映像信号伸長部１４３に送出する。
【０１３３】
このとき、データ受け渡し部１４１は、ＧＯＰに相当する符号化映像信号を映像信号伸長部１４３に送出する際、ＴＳ信号に多重されたヘッダ信号を除いた符号化信号だけの形式（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ、以下、ＥＳと記す）の信号にして送出する。
【０１３４】
映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１から送信されてくるＧＯＰに相当する符号化映像信号を復号化し、復号化した映像信号をフレームメモリ１４４に蓄積する。フレームレート制御部１４５は、設定された再生時のフレームレートで映像信号を再生するように映像信号伸長部１４３を制御する。
【０１３５】
そして、映像信号伸長部１４３は、フレームメモリ１４４に蓄積された映像信号を、フレームレート制御部１４５において設定されたフレームレートにもとづき１フレームずつ読み出す。また、フレームメモリ１４４から映像信号を１フレームずつ読み出す際には、映像信号伸長部１４３は、撮影されたときのフレーム順になるように読み出す。こうして、設定されたフレームレートで再生映像信号を出力する。
【０１３６】
フレームメモリ１４４から映像信号が読み出され、その結果フレームメモリ１４４に新たなＧＯＰの映像信号を蓄積するだけの空き容量が生じたときには、映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１に、新たなＧＯＰの符号化映像信号を要求する。本実施例では、これら一連の動作を繰り返すことで、メタ情報の「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に規定された再生時のフレームレートで映像信号を再生する。
【０１３７】
再生倍速情報計算部１６０は、読み出された撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報にもとづき、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。たとえば、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームであり、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、３秒間で撮影した映像が１秒間で再生されるので、３倍速のクイックモーション再生となる。また、撮影時のフレームレートが毎秒４８フレームであり、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、２分の１秒間で撮影した映像が１秒間で再生されるので、２分の１倍速のスローモーション再生となる。
【０１３８】
このように、再生倍速情報計算部１６０では、再生時のフレームレートを撮影時のフレームレートで除算することで再生倍速を算出し、算出した結果を再生倍速情報として出力する。また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていない場合は、再生倍速情報計算部１６０は、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいと判断し、１倍速であることを示す再生倍速情報を出力する。
【０１３９】
合成部１７０は、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報を、映像復号化部１４０において再生された映像信号に合成する。たとえば、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報が「２分の１倍」であれば「１／２倍速スロー再生」といった情報が、再生倍速情報が「３倍」であれば「３倍速クイック再生」といった情報が、再生映像内に表示されるように映像信号の合成を行う。
【０１４０】
こうして、合成部１７０は、再生倍速情報が合成された再生映像信号を出力する。なお、合成部１７０には、再生映像信号内に再生倍速情報を合成するかどうかを切り換えるスイッチ（図示せず）が設けてあり、再生倍速情報を再生映像信号内に表示しないように設定することも可能である。
【０１４１】
以上述べたように、本発明の一実施例における撮影装置１および再生装置１００においては、撮影者によって任意に設定されたフレームレートで撮影を行い、同じく任意に設定されたフレームレートで映像信号を再生することでスローモーション再生およびクイックモーション再生することができる。
【０１４２】
また、動画再生の際、それが何倍速の再生であるのかを示す情報を再生映像信号に合成して表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影されたときのフレーム数から増減することなくＭＰＥＧ等のフレーム間圧縮による動画圧縮方法を用いて記録することができるので、撮影された映像信号の記録に必要な容量を大きく削減することができる。
【０１４３】
なお、本実施例においては、撮影部において６０ｐの映像信号への変換をせず、撮影したときのフレームレートのまま記録部へと送出する構成としてもよい。この場合は、６０ｐの映像信号が表示できるような一般的なモニターテレビやビューファインダーへの映像表示はできないが、６０ｐへの変換や、有効フレーム抽出といった処理が不要となる。
【０１４４】
また、本実施例においては、有効フレームフラグを映像信号とは別に出力する構成として説明したが、たとえば、映像信号の垂直ブランキング期間に有効フレームフラグを多重する等映像信号に多重した形で出力する構成としてもよい。また、有効フレームフラグによって識別されるフレームは連続する同じフレームの先頭フレームでなくてもよく、連続する同じフレームの中から有効な１フレームを抜き出す構成であればよい。
【０１４５】
また、本実施例においては、撮像素子を設定された任意のフレームレートで映像信号を出力する構成のもので説明したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、撮像素子からは常に一定のフレームレートで映像信号の出力が行われ、それをフレームメモリ等に一旦記憶させ、設定されたフレームレートになるように繰り返して読み出す等、実質的に設定されたフレームレートで映像信号を出力する構成としてもよい。
【０１４６】
また、本実施例においては、撮影時のフレームレートが毎秒６０フレームより大きい場合は、毎秒６０フレームになるように撮影されたフレームを間引いてＥＶＦに表示する構成としてもよい。いうまでもなく、このような場合においても、本実施例では、撮影された映像信号を間引くことなく記録部へ送出する。
【０１４７】
したがって、このような場合、すべてのフレームが有効フレームになるので、有効フレームフラグを用いてすべてのフレームが有効フレームであることを示す構成としてもよい。たとえば、有効フレームフラグを有効とするか、有効フレームフラグにかかわらずすべてのフレームが有効であるかを示す信号を別に設け、その信号によってすべてのフレームが有効フレームであることを示す構成としてもよい。
【０１４８】
なお、本実施例において示した記録媒体に記録する際のディレクトリ構成は、単に一例を示したに過ぎず、なんらこのディレクトリ構成に限定するものではない。また、本実施例においては、メタ情報をＸＭＬ形式で記録する構成を説明したが、再生時のフレームレートを規定する「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントに相当する情報を記述する構成であれば、単純なテキストファイルやバイナリファイルであってもかまわない。
【０１４９】
また、本実施例においては、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントによって規定されたフレームレートで映像信号を再生するときは、データ受け渡し部１４１が、映像信号伸長部１４３からのＧＯＰ転送要求にしたがってＴＳ信号の中からＧＯＰに相当するデータをＥＳ形式で転送する構成を説明した。本発明はこれに限定されず、映像信号伸長部１４３からの転送要求はＧＯＰ単位ではなく任意のサイズであってもよい。また、データ受け渡し部１４１は、映像信号伸長部１４３に送出する信号をＭＰＥＧ−ＴＳ形式のままとしてもかまわない。このとき映像信号伸長部１４３は、ＴＳ信号に多重された動作タイミングを管理する情報を無視する。
【０１５０】
また、本実施例では、ＭＰＥＧによる動画圧縮方式、ＭＰＥＧ２−ＴＳによる符号化信号の多重化方式にもとづいて説明を行ったが、なんらこの方式に限定するものではなく、どのようなフレーム間圧縮による動画圧縮方法であっても応用することが可能である。また、ＭＰＥＧ２−ＰＳ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ）等の符号化信号の多重化方式を用いることができる。あるいは、非圧縮、またはフレーム内圧縮によって圧縮信号を得るような構成であっても、同様の効果を発揮することができる。
【０１５１】
また、本実施例における撮影装置１は、撮影部と記録部とを同一の装置内に組み込んで構成したものであってもよく、あるいは、撮影部と記録部とをそれぞれ別の装置として構成し、それらを信号伝達用のケーブル等で接続して構成したものであってもよい。また、本実施例におけるフレームレート設定部７１は、記録部５０に含めなくてもよい。
【０１５２】
また、本実施例においては、撮影時、任意に設定されたフレームレートで撮影した映像信号を、再生時のフレームレートとして設定した毎秒２４フレームの映像信号で再生して出力する構成を説明したが、たとえば、再生時のフレームレートを毎秒２４フレームに固定してもよい。映画の撮影用の動画撮影装置であれば、このように毎秒２４フレームに固定することで、再生時のフレームレートを設定する手間を省くことができる。
【０１５３】
また、このように再生時のフレームレートを固定にする構成では、たとえば、メタ情報には再生時のフレームレートに関する情報を記述せず、圧縮符号化時のビットレートを、設定された撮影時のフレームレートを固定された再生時のフレームレートである２４で除算しそれに基準ビットレートを掛けた値に設定する構成としてもよい。この構成の場合、動画再生装置から出力される映像信号は、常に２４ｐの映像信号となる。
【０１５４】
また、本実施例においては、再生倍速情報として「１／２倍速スロー再生」、「３倍速クイック再生」といった情報を再生映像信号に合成して表示する例を説明したが、これは表示の一例を示したに過ぎず、たとえば「０．５倍速再生」「３倍速再生」といったような「スロー」、「クイック」を除いた表示でもよく、あるいは、「０．５」、「３」といったように単に数字を表示するだけであってもかまわない。また、この再生倍速情報は、再生映像信号内に合成して表示するだけでなく、たとえば、再生倍速情報を表示する表示部を設けそこに表示する構成や、あるいは、コンピュータ等の外部の装置で読み出し可能な形態の信号にして出力する構成としてもよい。
【０１５５】
また、本実施例においては、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいときに、再生倍速情報として１倍速を表示する構成を説明したが、たとえば、１倍速であれば再生倍速情報を表示せず、再生倍速情報の表示がないことで１倍速であることを表すようにしてもよい。
【０１５６】
また、本実施例においては、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときにはそれらをメタ情報として記述しない構成を説明したが、これは、それらを記述しないことで撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいことをわかりやすく示すためである。こうすることで、たとえば、撮影時フレームレートおよび再生時フレームレートが記録媒体から検出されない場合には、速やかに、ＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづく復号化処理に切り換えることができる。
【０１５７】
しかし、本発明はこの構成に限定されるものではなく、たとえば、常に撮影時フレームレートおよび再生時フレームレートをメタ情報として記述し、撮影時フレームレートと再生時フレームレートが等しい場合に、ＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづく復号化処理に切り換える構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上のように、本発明は、撮影時および再生時の単位時間あたりのフレーム数をそれぞれ任意に設定して撮影を行うことでスローモーション再生およびクイックモーション再生を実現できる。また、動画再生の際にそれが何倍速の再生であるのかを表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影したときのフレーム数から増減することなく動画圧縮して記録することができる。映画の撮影に用いる動画撮影装置、動画再生装置および動画撮影方法、動画再生方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の一実施例における動画撮影装置のブロック図
【図２】同実施例における動画再生装置のブロック図
【図３Ａ】同実施例における動画撮影装置の映像信号の概略図
【図３Ｂ】同実施例における動画再生装置の映像信号の概略図
【図４】同実施例における動画撮影装置の符号化映像信号とメタ情報とを記録媒体に記録する際のファイル構成を示した図
【図５Ａ】同実施例における動画撮影装置のｘｍｌファイルの記述の例を示した図
【図５Ｂ】同実施例における動画撮影装置のｘｍｌファイルの記述の例を示した図
【図６】同実施例における他の動画再生装置のブロック図
【符号の説明】
【０１６０】
１ 動画撮影装置
１０ 撮影部
２０ 映像信号取得部
２１ 撮像素子
２２ 撮像素子駆動部
２３ 駆動パルス発生部
２４ フレームメモリ
２５ 映像信号前処理部
３０ マイク
４０ 電子ビューファインダー（ＥＶＦ）
５０ 記録部
６０ 信号処理部
６１ 有効フレーム抽出部
６２ 映像符号化部
６３ 音声符号化部
６４ ＴＳ多重部
７０ 制御部
７１ フレームレート設定部
８０ データ記録部
８１ ＴＳ信号記録部
８２ メタ情報記録部
１００ 動画再生装置
１１０ データ読み出し部
１１１ ＴＳ信号読み出し部
１１２ メタ情報読み出し部
１２０ 再生部
１３０ ＴＳ再生部
１３１ メタ情報解釈部
１４０ 映像復号化部
１４１ データ受け渡し部
１４２ データバッファ
１４３ 映像信号伸長部
１４４ フレームメモリ
１４５ フレームレート制御部
１６０ 再生倍速情報計算部
１７０ 合成部、再生音声信号
【０００１】
本発明は、動画撮影装置および動画撮影方法、記録媒体に記録された映像信号を再生する動画再生装置および動画再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映画の撮影は、光学的な記録方式のフィルムに毎秒２４フレームの動画映像（以下、単に映像と記す）を記録することで行われていた。映画の視覚的な演出であるスローモーションやクイックモーションといった、時間を伸長または短縮した映像を動画再生（以下、単に再生と記す）して見せる技術が知られている。スローモーションやクイックモーションは、動画撮影（以下、単に撮影と記す）の際、毎秒２４フレームよりも多いフレーム数または少ないフレーム数で撮影を行い、それを毎秒２４フレームで再生することで実現していた。
【０００３】
たとえば毎秒４８フレームで撮影した映像を毎秒２４フレームで再生すると１秒間に撮影した映像を２秒間で再生することになり、時間を２倍に伸長したスローモーション再生ができる。また、毎秒１２フレームで撮影した映像を毎秒２４フレームで再生すると２秒間に撮影した映像を１秒間で再生することになり、時間を２分の１に短縮したクイックモーション再生ができる。
【０００４】
一方で、映画を電子的に撮影、記録、再生する技術も開発され、普及してきている。一般に、このような技術においては、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）等の撮像素子を用いて映像を電気信号に変換し、それを磁気記録媒体等に電子的に記録し、それを再生装置を用いて再生する。フィルムは、撮影に失敗する等した場合、記録媒体に一旦映像情報が記録されてしまうと再使用ができない。一方、電子的に撮影、記録する方法では、記録媒体の不要になった映像信号の上に新たに映像信号を上書きして記録する等の再使用ができるので、撮影にかかる費用を安く抑えることができるという特徴がある。
【０００５】
この、映画を電子的に撮影、記録、再生する方法における、上述したスローモーションおよびクイックモーションを実現する装置に関する技術が、例えば、特開２００２−１５２５６９号に開示されている。この装置では、撮影者が撮影の際に１秒間の撮影フレーム数を設定する。設定されたフレーム数で撮影された映像信号を毎秒６０フレームの映像信号に変換して記録する。再生時には撮影によって得られたフレームだけ抜き出してそれを再度毎秒２４フレームの映像信号に変換する。この様にして、スローモーション再生またはクイックモーション再生を行う。
【０００６】
近年、上述したような映画を電子的に撮影、記録、再生する方法において、撮影時の記録容量をできるだけ減らしたいといった要望が増えてきている。これは、撮影に要する費用をさらに削減したい、あるいは、撮影した映像信号を、たとえば半導体メモリ等の比較的記憶容量の少ない記録媒体に記録したい、といった理由による。
【０００７】
上述した従来の構成は、毎秒６０フレーム以下で撮影した映像信号を毎秒６０フレームに変換して記録するため、実際に撮影されたフレーム数よりも記録されるフレーム数の方が多くなり、記録容量が大きくなり得る。
【０００８】
また、記録容量を少なくするために、たとえばＭＰＥＧに代表されるような、いわゆるフレーム間圧縮を行う動画圧縮方法（以下、ビデオコーディングと記す）を用いる方法が知られている。しかし、一般にフレーム間圧縮を行うビデオコーディングでは、記録するときと再生するときとで単位時間あたりのフレーム数が等しくなることを要求される。よって、これらの技術は、記録するときと再生するときとで単位時間あたりのフレーム数を変えることでスローモーション再生およびクイックモーション再生を行うようなシステムには、うまく導入することが困難となり得る。
【０００９】
また、上述した従来技術においては、毎秒６０フレームの映像信号を記録するため、撮影するときに指定する単位時間あたりのフレーム数が毎秒６０フレーム以下に制限され得る。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、撮影するときの単位時間あたりのフレーム数と再生するときの単位時間あたりのフレーム数とをそれぞれ任意に設定することでスローモーションおよびクイックモーションによる再生を実現する。また、動画再生の際にそれが何倍速の再生であるのかを表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影したときのフレーム数から増減することなく動画圧縮して記録することで撮影された映像信号の容量を削減して記録することができる。本発明は、このような動画撮影装置、動画再生装置および動画撮影方法、動画再生方法を提供する。
【００１１】
本発明の動画撮影装置は、動画撮影した映像信号（ビデオ）を記録媒体に記録する動画撮影装置であって、フレームレート設定部と、撮影部と、記録部とを備える。ユーザは、フレームレート設定部により、動画撮影の際に、動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数（以下、撮影時フレームレートと記す）と、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数（以下、再生時フレームレートと記す）とをそれぞれ任意に設定する。撮影部は、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートで動画撮影する。記録部は、設定された撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報と再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報とを、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。
【００１２】
この構成により、設定した撮影時フレームレートで映像を撮影し、撮影された映像信号を設定した再生時フレームレートで再生するための情報と再生が何倍速で行われるのかを算出するために必要な情報とをその映像信号に関連付けて記録媒体に記録することができる。
【００１３】
また、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが異なるときには、記録部は、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。そして、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときには、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録媒体に記録しない構成としてもよい。この構成によれば、設定された再生時フレームレートで再生する映像信号であるのか、撮影時フレームレートで再生する映像信号であるのかを容易に判別できるようにして記録媒体に記録できる。
【００１４】
また、動画撮影された映像信号に、動画圧縮方法の１つであるフレーム間圧縮による符号化処理を施す映像符号化部をさらに備えた構成としてもよい。この構成によれば、映像信号をフレーム間圧縮によって動画圧縮するので、記録媒体に記録する信号の量を削減することができる。
【００１５】
また、映像符号化部における符号化処理によって単位時間あたり（例えば、秒あたり）に作成される符号化映像信号の量は、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとの比にもとづいて設定される構成としてもよい。この構成によれば、動画撮影された映像信号から符号化処理によって作成する単位時間あたりの符号化映像信号の量が、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとの比にもとづいて設定できる。よって、フレーム間圧縮による動画圧縮をした場合でも、撮影時フレームレートと異なるフレームレートで動画再生できるようになり、スローモーション再生やクイックモーション再生が可能となる。
【００１６】
また、フレームレート設定部は、設定された撮影時フレームレートを設定された再生時フレームレートで除算する。そして、映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、フレームレート設定部における除算の結果にもとづいた値とする構成としてもよい。
【００１７】
この構成によれば、動画撮影された映像信号から符号化処理によって作成する単位時間あたりの符号化映像信号の量を、撮影時フレームレートが再生時フレームレートよりも大きいときには大きくし、撮影時フレームレートが再生時フレームレートよりも小さいときには小さくすることができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮による動画圧縮しても、再生時に、読み出した符号化映像信号に単位時間あたり所定の量で復号化処理を施すことで、撮影時フレームレートと異なるフレームレートで動画再生できるようになり、スローモーション再生やクイックモーション再生が可能となる。
【００１８】
また、映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と、フレームレート設定部における除算の結果とを乗算して得られる値にもとづいた値とする構成としてもよい。
【００１９】
この構成によれば、設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが等しいときに作成される単位時間あたりの符号化映像信号の量を基準として符号化映像信号を作成することができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮による動画圧縮する際の符号化処理において、より高精度にスローモーション再生やクイックモーション再生できる符号化映像信号を作成することが可能となる。
【００２０】
また、記録部は、記録媒体に符号化映像信号と撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報とを記録する際、符号化映像信号を記録するファイルのファイル名と、撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録するファイルのファイル名とを、ファイルの種類を区別するための拡張子を除いて、同じファイル名とする構成としてもよい。
【００２１】
この構成によれば、記録媒体における、符号化映像信号を記録したファイルとその符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録したファイルとが同じファイル名となるので、符号化映像信号を読み出す際、その符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を容易に検出して読み出すことができる。
【００２２】
また、再生時フレームレートは、フレームレート設定部において毎秒２４フレームに固定された構成としてもよい。この構成によれば、たとえば、映画等の毎秒２４フレームで再生する映像を撮影する際、撮影時フレームレートを設定するだけで、スローモーション再生用、クイックモーション再生用の動画を撮影することができる。
【００２３】
また、記録部は、フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときにのみ、音声信号を記録する構成としてもよい。この構成によれば、記録時と同じ周波数帯域で音声信号が再生される場合のみ音声信号が記録されるので、スローモーション再生あるいはクイックモーション再生によって周波数帯域が変わり、聞き取りにくくなった状態で音声信号が再生されることを防止することができる。
【００２７】
また、本発明の動画再生装置は、動画撮影装置によって映像信号が記録された記録媒体から映像信号を読み出して動画再生する動画再生装置である。動画再生装置は、データ読み出し部と、再生部と、再生倍速情報計算部とを備える。
【００２８】
データ読み出し部は、記録媒体から、少なくとも映像信号と映像信号に関連付けて撮影時フレームレートを分母とし再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報で記録された撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報とを読み出す。再生部は、読み出した映像信号を読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて動画再生する。再生倍速情報計算部は、読み出した撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報から、再生中の映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する。
【００２９】
この構成により、記録媒体に記録された映像信号を、その映像信号に関連付けて記録された再生時フレームレートで再生することと、その映像信号が何倍速で再生されているのかを示す再生倍速情報を算出することとが可能となる。
【００３０】
また、本発明の動画再生装置は、符号化映像信号が記録された記録媒体から符号化映像信号を読み出して復号化処理を施し復号化した映像信号を動画再生する動画再生装置である。動画再生装置は、データ読み出し部と、再生部と、再生倍速情報計算部とを備える。データ読み出し部は、記録媒体から、少なくとも符号化映像信号を読み出す。再生部は、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施して動画再生する。再生倍速情報計算部は、再生部において動画再生されている映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する。
【００３１】
データ読み出し部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合にはその撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を読み出す。再生部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいた復号化処理を読み出した符号化映像信号に施して動画再生する。
【００３２】
符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートとなるように、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施して動画再生する。
【００３３】
再生倍速情報計算部は、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には読み出した撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出する。そして、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とする。
【００３４】
この構成により、符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した符号化映像信号を再生時フレームレートで再生できる。符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、たとえば符号化映像信号に関連付けて記録されている、映像を撮影したときの時間情報やその時に設定された復号処理に関する時間情報等を参照する等して、読み出した符号化映像信号をその符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生することができる。
【００３５】
また、符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報（ＳＦ）および再生時フレームレート情報（ＲＦ）が記録媒体に記録されている場合には撮影時フレームレート情報（ＳＦ）と再生時フレームレート情報（ＲＦ）との比によって再生倍速情報を算出することができる。符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とすることができる。
【００３６】
また、再生部において、読み出した符号化映像信号に復号化処理を施す際の単位時間あたりの処理量を、映像符号化部における、設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と等しくする構成としてもよい。この構成によれば、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて映像信号を再生する際、符号化映像信号を記録媒体から読み出して復号化処理する一連の動作を滞りなく行うことができる。
【００３７】
また、本発明の動画撮影方法は、次の４つのステップを備える。
【００３８】
（ａ）動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数である撮影時フレームレートと、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数である再生時フレームレートとをそれぞれ任意に設定する。
【００３９】
（ｂ）設定された撮影時フレームレートで動画撮影し、動画撮影された映像信号を記録媒体に記録する。
【００４０】
（ｃ）設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが異なるかどうかを判断する。
【００４１】
（ｄ）設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが異なるときにのみ、設定された撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報および設定された再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報を、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する。
【００４２】
この方法により、設定された撮影時フレームレートで映像を撮影し、その映像信号は設定された再生時フレームレートで再生する映像信号であるのか、あるいは撮影時フレームレートで再生する映像信号であるのかを容易に判別できるようにして、記録媒体に記録することができる。また、再生が何倍速で行われるのかを算出するために必要な情報をその映像信号に関連付けて記録媒体に記録することができる。
【００４３】
また、動画撮影方法は、さらに次の５つのステップを備えてもよい。
【００４４】
（ｅ）動画撮影された映像信号にフレーム間圧縮による動画圧縮の符号化処理を施して符号化映像信号を作成する。
【００４５】
（ｆ）動画撮影された映像信号に代えて符号化映像信号を記録媒体に記録する。
【００４６】
（ｇ）設定された撮影時フレームレートを設定された再生時フレームレートで除算する。
【００４７】
（ｈ）除算するステップにおいて得られた値と、ステップ（ｅ）において設定された撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときに単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量とを乗算する。
【００４８】
（ｉ）ステップ（ｈ）において得られた値を、ステップ（ｅ）において単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量として設定する。
【００４９】
この方法によれば、設定された撮影時フレームレートと設定された再生時フレームレートとが等しいときに符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量を基準として符号化映像信号を作成することができる。したがって、撮影された映像信号をフレーム間圧縮によって動画圧縮する際の符号化処理において、より高精度にスローモーション再生やクイックモーション再生できる符号化映像信号を作成することができる。
【００５０】
また、本発明の動画再生方法は、符号化映像信号が記録された記録媒体から符号化映像信号を読み出して動画再生する動画再生方法である。動画再生方法は、次の７つのステップを備える。
【００５１】
（ａ）符号化映像信号を記録媒体から読み出す。
【００５２】
（ｂ）符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されているかどうかを検出する。
【００５３】
（ｃ）ステップ（ｂ）で両方の情報を検出した場合には撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録媒体から読み出す。
【００５４】
（ｄ）読み出した符号化映像信号を、読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて再生する。
【００５５】
（ｅ）ステップ（ｂ）でどちらの情報も検出されない場合には、読み出した符号化映像信号を、その符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生する。
【００５６】
（ｆ）ステップ（ｂ）で両方の情報を検出した場合には読み出した撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出する。
【００５７】
（ｇ）ステップ（ｂ）でどちらの情報も検出されない場合には再生倍速情報を１倍速とする。
【００５８】
この方法により、符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されている場合には、読み出した符号化映像信号を読み出した再生時フレームレート情報にもとづいて再生できる。符号化映像信号に関連する再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されていない場合には、たとえば符号化映像信号に関連付けて記録されている撮影時の時間情報や撮影時に設定された復号処理に関する時間情報等を参照する等して、読み出した符号化映像信号をその符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生することができる。
【００５９】
また、ステップ（ｂ）で両方の情報が記録媒体に記録されている場合には撮影時フレームレート情報と再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出することができる。ステップ（ｂ）でどちらの情報も記録媒体に記録されていない場合には再生倍速情報を１倍速とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００６１】
図１は、本発明の実施の形態１における動画撮影装置１のブロック図である。本発明の一実施例における動画撮影装置１について、図１を用いて説明する。なお、本実施例における動画撮影装置１（以下、単に撮影装置１と記す）は、撮影者により、撮影時の１秒間のフレーム数（以下、フレームレートと記す）と再生時のフレームレートとをそれぞれ任意に設定できる構成としている。すなわち、撮影者によって設定された撮影時のフレームレートで映像信号が撮影、記録され、撮影者によって設定された再生時のフレームレートで映像信号が再生される。
【００６２】
そして、撮影時のフレームレートを再生時のフレームレートよりも大きく設定すればスローモーション再生がなされ、逆に撮影時のフレームレートを再生時のフレームレートよりも小さく設定すればクイックモーション再生がなされるようにしている。なお、ここでは、撮影時のフレームレートをＸ（Ｘは任意の実数）とし、再生時のフレームレートを２４に設定したものとして、以下の説明を行う。
【００６３】
撮影装置１は、撮影部１０と記録部５０とによって構成されている。そして、撮影部１０において取得された映像信号および音声信号が、記録部５０において動画圧縮され、記録媒体に記録される。撮影部１０は、映像を電気信号に変えて取得する映像信号取得部２０と、音声を電気信号に変えて取得するマイク３０と、取得中の映像信号を確認するための電子ビューファインダー（以下、ＥＶＦと記す）４０とを備えている。
【００６４】
映像信号取得部２０は、撮像素子２１と、撮像素子駆動部２２と、駆動パルス発生部２３と、フレームメモリ２４と、映像信号前処理部２５とを備えている。撮像素子２１は、ＣＣＤ等の公知の素子で構成される。撮像素子駆動部２２は、撮像素子２１を駆動する。駆動パルス発生部２３は、撮像素子２１を駆動するための駆動パルスを発生する。フレームメモリ２４は、撮像素子２１において取得された映像信号を記憶する。映像信号前処理部２５は、撮像素子２１において取得された映像信号に前処理を施す。
【００６５】
撮像素子２１は、外部より取り込まれた光を光電効果により電気信号に変換して順次走査の映像信号として出力する。以下、順次走査の映像信号を、順次走査を意味するプログレッシブの頭文字である「ｐ」を用いて表す。たとえば、毎秒２４フレームの順次走査の映像信号であれば「２４ｐ」と表示する。また、撮像素子２１は任意に定められたフレームレートの映像信号を出力することができる。
【００６６】
駆動パルス発生部２３は、撮影者によって設定された撮影時のフレームレートの映像信号を撮像素子２１から取り出すための駆動パルスを発生させ、撮像素子駆動部２２はその駆動パルスにもとづいて撮像素子２１を駆動し、撮像素子２１から映像信号を取り出す。そして、取り出された撮像素子２１からの映像信号は、一旦フレームメモリ２４に記憶される。したがって、撮影者が設定した撮影時のフレームレートがＸであれば、撮像素子２１からは毎秒Ｘフレームの映像信号、すなわちＸｐの映像信号が出力される。
【００６７】
映像信号前処理部２５では、フレームメモリ２４に記憶された映像信号を必要な回数繰り返し読み出すことで６０ｐの映像信号に変換し、さらにゲイン調整等、映像として表示するために必要な処理を行う。これは、６０ｐの映像信号を表示できるように構成されているモニターやビューファインダー等の一般的な映像表示装置に表示することができるようにするためである。一般的な映像表示装置では、通常、たとえば１２ｐや２４ｐといった特殊な映像信号を表示することはできない。
【００６８】
したがって、本実施例では、このように撮像素子２１から出力されるＸｐの映像信号を一旦６０ｐの映像信号に変換することで、一般的なモニターやビューファインダーを用いて撮影時の映像信号を確認することができるようにしている。本実施例においては、６０ｐに変換された映像信号はＥＶＦ４０に表示され、撮影者はＥＶＦ４０に表示された映像によって、撮影中の映像信号を確認することができる。
【００６９】
また、映像信号前処理部２５は、６０ｐに変換した映像信号を記録部５０に出力するとき、その映像信号に同期して、フレームメモリ２４から繰り返して読み出された連続する同じ映像信号のうちの先頭フレーム（以下、有効フレームと記す）を識別するための信号を、有効フレームフラグとして出力する。したがって、有効フレームフラグによって識別されたフレームから、次の有効フレームフラグによって識別されるフレームの直前のフレームまでは、同じ映像信号のフレームが繰り返されることになる。
【００７０】
記録部５０は、信号処理部６０と、制御部７０と、データ記録部８０とを備える。信号処理部６０は、撮影部１０から送られてくる映像信号および音声信号を符号化および多重化する。制御部７０は、各ブロックの制御を行う。データ記録部８０は、符号化された信号および撮影、記録、再生にかかる情報（以下、メタ情報と記す）を記録媒体に記録する。記録部５０は、撮影部１０において取得された映像信号および音声信号にメタ情報を付加して記録媒体に記録する。
【００７１】
制御部７０は、撮影者によって設定される撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートを受付けるフレームレート設定部７１を備えている。制御部７０は、フレームレート設定部７１に設定された撮影時のフレームレート、再生時のフレームレートにもとづき、各ブロックを制御する。
【００７２】
たとえば、撮影時のフレームレートがＸに設定された場合は、撮影部１０において毎秒Ｘフレームの映像信号、すなわちＸｐの映像信号が撮影されるよう撮影部１０を制御する。再生時のフレームレートがＹ（Ｙは任意の実数）に設定された場合は、Ｘｐの映像信号が毎秒Ｙフレームの映像信号、すなわちＹｐの映像信号として再生されるようにＸｐの映像信号を圧縮符号化して記録するよう信号処理部６０およびデータ記録部８０を制御する。
【００７３】
信号処理部６０は、有効フレーム抽出部６１と、映像符号化部６２と、音声符号化部６３と、ＴＳ多重部６４とを備えている。有効フレーム抽出部６１は、撮影部１０から送られてくる映像信号から有効フレームを抽出する。映像符号化部６２は、有効フレーム抽出部６１において抽出された映像信号を圧縮符号化する。音声符号化部６３は、撮影部１０から送られてくる音声信号を圧縮符号化する。ＴＳ多重部６４は、圧縮符号化された映像信号および音声信号を多重する。
【００７４】
有効フレーム抽出部６１は、映像信号前処理部２５から送出される有効フレームフラグにもとづき６０ｐの映像信号から有効フレームだけを抽出し、撮影時のフレームレート、すなわちＸｐの映像信号に変換する。映像符号化部６２は、そのＸｐの映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、映像符号化部６２では、撮影部１０において撮影されたＸｐの映像信号を圧縮符号化するが、映像符号化部６２における圧縮符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量であるビットレートについては、撮影時のフレームレートではなく、再生時のフレームレートにもとづいて設定する。
【００７５】
後述する動画再生装置１００において、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいときに符号化映像信号を復号化処理する際のビットレートを基準ビットレートとし、それを毎秒Ｒビットとすると、たとえば、撮影時のフレームレートがＸ、再生時のフレームレートが２４、すなわち、Ｘｐで撮影した映像信号を２４ｐで再生するような場合では、映像符号化部６２では、撮影されたＸｐの映像信号を、ビットレートが毎秒Ｒ×（Ｘ／２４）ビットになるように圧縮符号化する。
【００７６】
したがって、Ｘｐの映像信号を圧縮符号化するときのビットレートは、撮影時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも大きくなるスローモーション再生用の撮影の場合は基準ビットレートよりも大きくなり、逆に撮影時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも小さくなるクイックモーション再生用の撮影の場合は基準ビットレートよりも小さくなる。
【００７７】
音声符号化部６３は、撮影部１０から送られてくる音声信号をＭＰＥＧオーディオの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、本実施例では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しい値に設定された場合、すなわちスローモーション再生やクイックモーション再生ではない通常の再生が行われる場合にのみ、音声信号を圧縮符号化する構成としている。これは、記録時と同じ周波数帯域で音声信号が再生される場合のみ音声信号を記録して、スローモーション再生やクイックモーション再生によって周波数帯域が変わり聞き取りにくくなった状態で音声信号が再生されることを防止するためである。
【００７８】
ＴＳ多重部６４は、ＭＰＥＧの方式の一つであるトランスポート・ストリーム（以下、ＭＰＥＧ−ＴＳと記す）の形式にもとづき、圧縮符号化された映像信号、音声信号や復号処理の際に必要となる情報等を多重化する。さらに多重化された信号を見分けるためのヘッダ信号等も付加してトランスポートストリーム信号（以下、ＴＳ信号と記す）を作成し、出力する。
【００７９】
ここで、復号処理の際に必要となる情報としては、たとえば、復号化を行うブロックにおいて、復号処理および復号化された信号を出力する際のタイミングを規定するプログラム時刻基準参照値（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、以下、ＰＣＲと記す）、復号処理後の各フレームの出力タイミングを規定する再生出力時刻管理情報（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＰＴＳと記す）、復号処理に関するタイミングを規定する復号時刻管理情報（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＤＴＳと記す）等がある。
【００８０】
また、ＴＳ信号を構成する所定の信号のまとまりであるパケットが復号化を行うブロックに送出されるタイミングを規定する時刻管理情報（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ、以下、ＡＴＳと記す）を、映像符号化部６２から符号化信号が出力されるタイミングに同期して付与してもよい。なお、これらの情報は、符号化や多重化の際にタイミングの基準となる同期信号（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ、以下、ＳＴＣと記す）を作成するためのＳＴＣ生成部（図示せず）において作成される。
【００８１】
データ記録部８０は、ＴＳ信号記録部８１とメタ情報記録部８２とを備える。データ記録部８０は、ＴＳ多重部６４において作成されたＴＳ信号や、撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報を含むメタ情報を、記録媒体に記録する。記録媒体は、磁気や光による記録媒体あるいは半導体を用いた記録媒体等の一般に知られた記録媒体である。
【００８２】
次に、本発明の一実施例の動画再生装置１００（以下、単に再生装置１００と記す）について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例における再生装置１００の構成を示すブロック図である。本実施例における再生装置１００は、データ読み出し部１１０と再生部１２０とを備えている。データ読み出し部１１０は記録媒体から再生信号を読み出す。再生部１２０は読み出された再生信号を復号化し、撮影者によって設定されたフレームレートの再生映像信号および再生音声信号として出力する。
【００８３】
データ読み出し部１１０は、ＴＳ信号読み出し部１１１とメタ情報読み出し部１１２とを備える。ＴＳ信号読み出し部１１１は、ＴＳ信号やその他のメタ情報が記録された記録媒体から、ＴＳ信号を読み出す。メタ情報読み出し部１１２は、撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報を含むメタ情報を読み出す。
【００８４】
このとき、ＴＳ信号読み出し部１１１は、上述したように記録部５０において毎秒Ｒ×（Ｘ／２４）ビットのビットレートで記録されたＴＳ信号を、毎秒Ｒビットで読み出す。したがって、たとえば撮影時のフレームレートであるＸが８であれば、データ読み出し部１１０は、記録時の３倍のビットレートで読み出すことになる。
【００８５】
再生部１２０は、ＴＳ再生部１３０と、映像復号化部１４０と、音声復号化部１５０と、再生倍速情報計算部１６０と、合成部１７０とを備える。ＴＳ再生部１３０は、ＴＳ信号を再生する。映像復号化部１４０は、符号化信号を復号化する。音声復号化部１５０は、音声信号を復号する。再生倍速情報計算部１６０は、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。合成部１７０は、算出された再生倍速情報を再生映像信号に合成する。
【００８６】
ＴＳ再生部１３０は、データ読み出し部１１０において読み出されたＴＳ信号およびメタ情報から、ＴＳ信号を再生し、符号化映像信号と符号化音声信号とをそれぞれ分離して取り出す。映像復号化部１４０は、ＴＳ再生部１３０において取り出された符号化映像信号を復号化し、再生映像信号として出力する。このとき、映像復号化部１４０は、読み出された再生時のフレームレート情報にもとづき、撮影者によって設定された再生時のフレームレートで再生映像信号を出力する。たとえば、再生時のフレームレートが２４に設定されていれば、毎秒２４フレーム、すなわち２４ｐの再生映像信号を出力する。
【００８７】
音声復号化部１５０は、ＴＳ再生部１３０において取り出された符号化音声信号を復号化し、再生音声信号として出力する。このとき、上述したように、スローモーション再生やクイックモーション再生によって音声が聞き取りにくくなった状態で再生されることを防止するため、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しくない場合には、音声を再生しない。
【００８８】
再生倍速情報計算部１６０は、読み出された撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報にもとづき、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。合成部１７０は、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報を、映像復号化部１４０において再生された映像信号に合成して出力する。なお、これらＴＳ再生部１３０や映像復号化部１４０等の動作の詳細については後述する。
【００８９】
次に、撮影装置１の撮影部１０において取得された映像信号がＴＳ信号として記録され、２４ｐの映像信号として再生、復号化されるまでを図３Ａ、３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、本発明の一実施例における撮影装置１の映像信号の概略図、図３Ｂは、同実施例における再生装置１００の映像信号の概略図である。なお、ここでは、撮影時のフレームレートを毎秒８フレーム、再生時のフレームレートを毎秒２４フレームとして説明を行う。また、図面３Ａ、３Ｂの中に記された数字はフレームの番号を表す。
【００９０】
図３Ａの（ａ）「撮影」は、撮像素子２１から出力された映像信号を示した図である。ここでは、撮影時のフレームレートを毎秒８フレームとしているので、図面に示すように、撮像素子２１からは、フレーム番号１から順に毎秒８フレーム、すなわち８分の１秒毎に映像信号が出力される。そして、この映像信号は、一旦フレームメモリ２４に蓄積される。
【００９１】
図３Ａの（ｂ）「変換」は、映像信号前処理部２５において毎秒６０フレームに変換された映像信号を示した図である。映像信号前処理部２５は、上述したように、フレームメモリ２４に蓄積された映像信号を６０分の１秒毎に繰り返し読み出すことで、６０ｐの映像信号に変換する。８ｐの映像信号を６０ｐの映像信号に変換する場合は、８ｐの映像信号の２フレームが６０ｐの映像信号の１５フレームに相当する。
【００９２】
従って、図面３Ａに示すように、フレーム番号１の映像を８回繰り返して読み出し、続いてフレーム番号２の映像を７回繰り返して読み出す、というようにして８ｐの映像信号を６０ｐの映像信号に変換している。このようにして、撮影時のフレームレートで出力される映像信号を６０ｐの映像信号に変換する。こうして得られた６０ｐの映像信号はＥＶＦ４０に表示され、撮影者はＥＶＦ４０を見ることで撮影中の映像信号を確認することができる。
【００９３】
図３Ａの（ｃ）「有効フレームフラグ」は、６０ｐの映像信号に同期して映像信号前処理部２５から出力される有効フレームフラグを示した図である。図３Ａの（ｂ）「変換」に示すように、６０ｐに変換された映像信号では、撮影時のフレームレートにもとづいた所定の回数だけ同じ映像信号のフレームが繰り返される。そして、本実施例では、記録部５０において、それらすべての映像信号を記録することはせず、繰り返し読み出された映像信号のうちの１フレームだけを有効フレームとして記録する。
【００９４】
したがって、記録部５０では、映像信号前処理部２５から送出される６０ｐの映像信号とそれに同期した有効フレームフラグとを用い、連続する同じ映像信号のフレームのうちの先頭のフレームを有効フレームとして識別している。
【００９５】
図３Ａの（ｄ）「変換」は、有効フレーム抽出部６１において、６０ｐの映像信号から有効フレームフラグによって識別された有効フレームを、撮影時のフレームレートに変換した映像信号を示した図である。このように、有効フレーム抽出部６１では、撮影部１０から送られてきた６０ｐの映像信号から、有効フレームフラグによって識別された有効フレームを抜き出し、撮影時のフレームレート、ここでは８ｐの映像信号に変換する。
【００９６】
図３Ａの（ｅ）「符号化、記録」は、映像符号化部６２において圧縮符号化された信号を示した図である。映像符号化部６２は、８ｐの映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて圧縮符号化する。このとき、それぞれのフレームは、ＭＰＥＧの方式によって規定されているＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャのいずれかに圧縮符号化される。また、フレームの順番もＭＰＥＧの方式にもとづいて変更される。また、圧縮符号化時に設定されるビットレートは、再生時のフレームレートにもとづいて設定される。
【００９７】
ここでは、８ｐで撮影した映像信号が２４ｐで再生されるように設定されているので、基準ビットレートを毎秒Ｒビットとすると、映像符号化部６２では、ビットレートが毎秒Ｒ×（８／２４）ビット、すなわち基準ビットレートの３分の１のビットレートになるように圧縮符号化する。こうして、圧縮符号化された映像信号は、ＴＳ多重部６４においてＴＳ信号となり、データ記録部８０において記録媒体に記録される。
【００９８】
図３Ｂの（ａ）「再生」は、記録媒体から読み出されたＴＳ信号から分離された符号化映像信号を示した図である。上述したように、本実施例においては、圧縮符号化時のビットレートを、再生時のフレームレートにもとづいて設定している。たとえば、８ｐで撮影された映像信号が２４ｐで再生されるように設定されている場合、上述したように、基準ビットレートの３分の１のビットレートのＴＳ信号が記録媒体に記録される。
【００９９】
そして、本実施例において、データ読み出し部１１０は、記録媒体からＴＳ信号を読み出すとき、記録されたときのビットレートにかかわらず、基準ビットレートで読み出しを行う。したがって、基準ビットレートの３分の１のビットレートで記録されたＴＳ信号であれば、基準ビットレートで読み出されることで、記録されたときの３倍のビットレートのＴＳ信号となる。
【０１００】
図３Ｂの（ｂ）「復号化」は、読み出された符号化映像信号を映像復号化部１４０において復号化した再生映像信号を示した図である。読み出されたＴＳ信号から分離された符号化映像信号は、映像復号化部１４０において、ＭＰＥＧの方式にもとづいて復号化され、２４ｐの映像信号として再生される。このとき、たとえば３倍のビットレートで読み出されたＴＳ信号であれば、８ｐで記録された映像信号が２４ｐの映像信号として再生されることになり、３秒間で撮影された映像を１秒間で再生する３倍のクイックモーション再生になる。このようにして、本実施例においては、スローモーション再生やクイックモーション再生を実現している。
【０１０１】
次に、本発明の一実施例において、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なるときに、ＭＰＥＧの方式にもとづいて動画圧縮された符号化映像信号をいかにして再生時のフレームレートで復号化するのかを説明する。
【０１０２】
通常、映像信号を復号化する際は、復号化を行うブロックにおいて、ＴＳ信号に多重されてくるＰＣＲを用いて、復号化を行うときのタイミングの基準となる同期信号であるＳＴＣを生成する。そして、復号化を行う装置では、撮影時の符号化処理の際に作成されＴＳ信号に多重されたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の各処理の動作タイミングを管理する情報によって規定されたそれぞれのタイミングで、パケットの送信、復号化処理、再生された映像信号の出力等の動作を行う。
【０１０３】
たとえば、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳを用いてパケットの送信タイミングを管理する場合、復号化を行うブロックにおいて生成されたＳＴＣによって規定される基準の時間がＡＴＳによって規定された時間になった時点で、記録媒体から読み出したＴＳ信号のパケットを復号化を行うブロックに送信する。このように、符号化処理の際に作成されたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の動作タイミングを管理する情報にもとづいて復号化処理を行うことで、撮影時とほぼ同じ状態の映像信号として再生することができる。
【０１０４】
しかしながら、本実施例における撮影装置１および再生装置１００では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとを異なる値に設定して撮影、記録、再生することでスローモーション再生、クイックモーション再生を行う構成としている。したがって、撮影時と再生時とでフレームレートが異なる場合は、圧縮符号化の処理と復号化の処理とで各処理の動作タイミングが異なるため、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の情報にもとづいて復号化処理を行うことはできず、ＰＣＲから生成したＳＴＣを復号化の処理にそのまま用いることもできない。
【０１０５】
たとえば記録時のフレームレートをＸ、再生時のフレームレートをＹとすると、本実施例においては、ＴＳ信号読み出し部１１１は、撮影時に映像符号化部６２が出力したビットレートのＹ÷Ｘ倍のビットレートでＴＳ信号を読み出す。映像復号化部１４０は、読み出されたＴＳ信号の符号化映像信号を映像符号化部６２のＹ÷Ｘ倍のビットレートで復号化する。
【０１０６】
したがって、ＸとＹの値が異なる場合、すなわち、記録時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる場合、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳで規定されたタイミングでＴＳ信号のパケットが映像復号化部１４０に送信されても、設定されたフレームレートで映像を再生することができない。
【０１０７】
ＸがＹより小さい場合、すなわち、記録時のフレームレートが再生時のフレームレートよりも小さい場合であれば、映像復号化部１４０では、符号化映像信号を映像符号化部６２よりも高いビットレートで復号化しなければならなくなる。しかし、ＴＳ信号に多重されてくるＡＴＳによって規定されたタイミングは、映像符号化部６２における符号化処理の際の遅いビットレートによって規定されたものであるため、再生装置１００側がこのＡＴＳによって規定されたタイミングにしたがって動作すると、ＴＳ信号のパケットを映像復号化部１４０に送信するタイミングが遅れてしまい、映像がうまく再生されず、たとえば再生映像が途切れる等の問題が発生するおそれがある。このことは、ＡＴＳに限らず、ＰＴＳやＤＴＳについても同様である。
【０１０８】
そこで、本実施例における撮影装置１では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる値に設定された場合、記録された映像信号が撮影されたときのフレームレートとは異なるフレームレートで再生される映像信号であること示す情報を設け、それをメタ情報記録部８２において記録媒体に記録する構成としている。なお、このように、撮影されたときのフレームレートとは異なるフレームレートで再生される映像信号を記録することを、以下、ＶＦＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ）記録と記す。
【０１０９】
本発明の一実施例における撮影装置１においては、ＶＦＲ記録された映像信号のメタ情報を以下のようなファイル構成で記録媒体に記録している。図４は、本発明の一実施例における撮影装置１の符号化映像信号とメタ情報とを記録媒体に記録する際のファイル構成を示した図である。図４に示すように、記録媒体には、ルートディレクトリ３０１が形成され、ルートディレクトリ３０１のすぐ下の階層に符号化映像信号とメタ情報とを収めたＰ２ＡＶディレクトリ３０２が形成される。
【０１１０】
Ｐ２ＡＶディレクトリ３０２のすぐ下の階層には、メタ情報を収めたＣＬＩＰディレクトリ３０３と符号化映像信号を収めたＴＳディレクトリ３０４とが形成される。メタ情報は、ネットワークを経由してデータを送受信することができるコンピュータ言語の一つであるＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式で記述され、ファイル名に「．ｘｍｌ」という拡張子をつけられ（以下、ｘｍｌファイルと記す）、ＣＬＩＰディレクトリ３０３のすぐ下の階層に記録される。
【０１１１】
また、ＴＳ信号は、ファイル名に「．ｔｔｓ」という拡張子をつけられ（以下、ｔｔｓファイルと記す）、ＴＳディレクトリ３０４のすぐ下の階層に記録される。このとき、ＴＳ信号を収めたｔｔｓファイルと、そのＴＳ信号に関するメタ情報を収めたｘｍｌファイルとで、拡張子を除いて、ファイル名を同一にすることで、互いに対になっていることがわかるようにしている。すなわち、図面に示す「０００１．ｘｍｌ」ファイルには、「０００１．ｔｔｓ」ファイルに収められたＴＳ信号に関するメタ情報が収められている。
【０１１２】
ｘｍｌファイルには、ＸＭＬ形式の取り得る構造を記述したスキーマ（Ｓｃｈｅｍａ）によって定義されたメタ情報が記録される。このとき、そのｘｍｌファイルと対になったｔｔｓファイルに記録されたＴＳ信号が撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが異なる映像信号であるとき、そのｘｍｌファイルには、ｔｔｓファイルに記録されたＴＳ信号を撮影したときのフレームレートに関する情報と再生するときのフレームレートに関する情報とを定義した「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが含まれる。
【０１１３】
すなわち、本実施例では、ＴＳ信号を再生するときのフレームレートを定義するための「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを設け、ｘｍｌファイルのメタ情報にはその「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントによって撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートを、撮影時フレームレートを分母とし、再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、記述する構成としている。したがって、再生装置１００では、再生時にこの「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを読み取ることで、撮影時のフレームレートがいくつであったのか、再生時のフレームレートがいくつに設定されているのかがわかる。
【０１１４】
続いて、このｘｍｌファイルの記述について説明する。図５Ａ，Ｂは、本発明の一実施例における動画撮影装置１のｘｍｌファイルの記述の例を示した図である。図５Ａは、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを定義するスキーマの例を示している。この「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントの中で定義されている「ＶＦＲＳｔａｔｅ」によって撮影時のフレームレートおよび再生時のフレームレートが表されている。そして図５Ｂは、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に具体的な数値を割り当てることで、再生時のフレームレートを定義している。
【０１１５】
たとえば、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームで、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、＜Ｖｉｄｅｏ＞、＜／Ｖｉｄｅｏ＞でくくられた「Ｖｉｄｅｏ」エレメントの中で、＜ＶＦＲＲａｔｉｏ ＶＦＲＳｔａｔｅ＝”２４／８”／＞と記述する。これにより、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームであり、また、再生フレームレートが毎秒２４フレームに設定されていることを表している。
【０１１６】
なお、本実施例では、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートが同じ場合は、ｘｍｌファイルに「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントを記述しない。したがってｘｍｌファイルに「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていない場合には、ＴＳ信号は撮影時と同じフレームレートで再生される。
【０１１７】
ここで、再度、再生装置１００について説明する。図６は、本発明の一実施例における再生装置１００のブロック図である。なお、図６に示した再生装置１００は図２における再生装置１００と同じものであるが、ここでは映像の復号化処理に関する動作を説明するため、音声復号化部１５０は省略している。
【０１１８】
図６において、再生装置１００は、上述したように、データ読み出し部１１０と再生部１２０とを備える。データ読み出し部１１０はＴＳ信号読み出し部１１１とメタ情報読み出し部１１２とを備える。再生部１２０はＴＳ再生部１３０と映像復号化部１４０と音声復号化部（図示せず）と再生倍速情報計算部１６０と合成部１７０とを備える。
【０１１９】
ＴＳ再生部１３０は、メタ情報解釈部１３１を備える。データ読み出し部１１０において読み出されたメタ情報にもとづいて符号化映像信号を映像復号化部１４０に送出する。また、読み出されたメタ情報にもとづいて映像復号化部１４０を制御し、設定されたフレームレートで再生映像信号を出力させる。
【０１２０】
このとき、メタ情報解釈部１３１は、読み出されたｔｔｓファイルと同じファイル名のｘｍｌファイルを参照し、そのｘｍｌファイルに記述されたメタ情報にもとづいて上述した動作を行う。また、メタ情報解釈部１３１は、そのメタ情報に、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されているかどうかを検出する。
【０１２１】
そして、そのメタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていなかった場合には、メタ情報解釈部１３１は映像復号化部１４０に対し、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづいて復号化の動作を行うよう指示する。
【０１２２】
また、そのメタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていた場合には、メタ情報解釈部１３１はそのメタ情報の中から「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値を検出する。
【０１２３】
このとき、本実施例では、図５で説明したとおり、＜ＶＦＲＲａｔｉｏ ＶＦＲＳｔａｔｅ＝”２４／８”／＞というように撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとを「／」で区切った形で記述しているので、「／」の前に記述された数値を再生時のフレームレートとして、「／」の後ろに記述された数値を撮影時のフレームレートとして、それぞれ読み出す。そして、読み出した再生時のフレームレートを後述するフレームレート制御部１４５に、読み出した再生時のフレームレートおよび撮影時のフレームレートを再生倍速情報計算部１６０に送出する。
【０１２４】
映像復号化部１４０は、データ受け渡し部１４１と、データバッファ１４２と、映像信号伸長部１４３と、フレームメモリ１４４と、フレームレート制御部１４５とを備えている。データ受け渡し部１４１は、ＴＳ再生部１３０に符号化映像信号の転送を要求し、その要求にしたがってＴＳ再生部１３０から送出される符号化映像信号を受け取る。そして、その符号化映像信号を映像信号伸長部１４３に送出する。その際、符号化映像信号を一旦データバッファ１４２に蓄積させる等して、送出するタイミングを調整する。
【０１２５】
映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１から送出される符号化映像信号をＭＰＥＧの方式にもとづいて復号化し、圧縮されていた映像信号をもとの映像信号に伸長する。その際、復号化した映像信号を一旦フレームメモリ１４４に蓄積する等してフレームの順番をもとの状態に戻し、あらかじめ設定されたフレームレートの映像信号に再生して出力する。
【０１２６】
このとき、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていなかった場合には、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の、復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづいて復号化の動作を行い、撮影時と同じフレームレートで映像信号を再生する。また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていた場合には、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から再生時のフレームレートを読み出し、それにもとづいて復号化の動作を行い、その再生時のフレームレートで映像信号を再生する。
【０１２７】
すなわち、映像復号化部１４０は、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されておらず、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等にもとづいて復号化の動作を行うようメタ情報解釈部１３１から指示された場合には、ＴＳ信号に多重されてきたＰＣＲを用いて、復号化を行うときのタイミングの基準となる同期信号であるＳＴＣを生成する。
【０１２８】
そして、このＳＴＣにもとづいて設定した基準の時間と、ＴＳ信号に多重されてきたＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等に規定された時間とを比較して、それぞれ指定されたタイミングでパケットの送信、復号化処理、再生映像信号の出力等の動作を行う。たとえば、データ受け渡し部１４１では、映像信号伸長部１４３へのＴＳ信号のパケットの供給を、ＡＴＳに規定されたタイミングで行う。
【０１２９】
また、映像信号伸長部１４３は、符号化映像信号の復号化処理をＤＴＳに規定されたタイミングで行い、復号化した映像信号の出力をＰＴＳに規定されたタイミングで行う。したがって、この場合には、撮影時のフレームレートと同じフレームレートで映像信号が再生される。
【０１３０】
また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されており、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から読み出された再生時のフレームレートにもとづいて復号化の動作を行うようメタ情報解釈部１３１から指示された場合には、映像復号化部１４０は、次の動作を行う。まず、メタ情報解釈部１３１は、「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に割り当てられた数値から再生時のフレームレートを読み出し、その再生時のフレームレートをフレームレート制御部１４５に設定する。
【０１３１】
次に、フレームレート制御部１４５は、この設定したフレームレート情報を映像信号伸長部１４３に送出する。映像信号伸長部１４３では、このフレームレート情報にもとづき、データ受け渡し部１４１に、フレーム間圧縮されたときの複数のフレームのひとまとまり分（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ、以下、ＧＯＰと記す）の符号化映像信号を送出するように要求する。
【０１３２】
データ受け渡し部１４１は、その要求を受け、あらかじめデータバッファ１４２に蓄積しておいたＴＳ信号から、要求されたＧＯＰに相当する符号化映像信号を読み出して映像信号伸長部１４３に送出する。また、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号がデータバッファ１４２に蓄積されていない場合は、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号をデータ読み出し部１１０において記録媒体から読み出し、それを再生部１２０に送出してデータバッファ１４２に蓄積する。そして、データ受け渡し部１４１は、要求されたＧＯＰに相当するＴＳ信号がデータバッファ１４２に蓄積された後、ＧＯＰに相当する符号化映像信号を読み出して映像信号伸長部１４３に送出する。
【０１３３】
このとき、データ受け渡し部１４１は、ＧＯＰに相当する符号化映像信号を映像信号伸長部１４３に送出する際、ＴＳ信号に多重されたヘッダ信号を除いた符号化信号だけの形式（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ、以下、ＥＳと記す）の信号にして送出する。
【０１３４】
映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１から送信されてくるＧＯＰに相当する符号化映像信号を復号化し、復号化した映像信号をフレームメモリ１４４に蓄積する。フレームレート制御部１４５は、設定された再生時のフレームレートで映像信号を再生するように映像信号伸長部１４３を制御する。
【０１３５】
そして、映像信号伸長部１４３は、フレームメモリ１４４に蓄積された映像信号を、フレームレート制御部１４５において設定されたフレームレートにもとづき１フレームずつ読み出す。また、フレームメモリ１４４から映像信号を１フレームずつ読み出す際には、映像信号伸長部１４３は、撮影されたときのフレーム順になるように読み出す。こうして、設定されたフレームレートで再生映像信号を出力する。
【０１３６】
フレームメモリ１４４から映像信号が読み出され、その結果フレームメモリ１４４に新たなＧＯＰの映像信号を蓄積するだけの空き容量が生じたときには、映像信号伸長部１４３は、データ受け渡し部１４１に、新たなＧＯＰの符号化映像信号を要求する。本実施例では、これら一連の動作を繰り返すことで、メタ情報の「ＶＦＲＳｔａｔｅ」に規定された再生時のフレームレートで映像信号を再生する。
【０１３７】
再生倍速情報計算部１６０は、読み出された撮影時のフレームレート情報および再生時のフレームレート情報にもとづき、再生されている映像信号が何倍速の映像なのかを示す再生倍速情報を算出する。たとえば、撮影時のフレームレートが毎秒８フレームであり、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、３秒間で撮影した映像が１秒間で再生されるので、３倍速のクイックモーション再生となる。また、撮影時のフレームレートが毎秒４８フレームであり、再生時のフレームレートが毎秒２４フレームであれば、２分の１秒間で撮影した映像が１秒間で再生されるので、２分の１倍速のスローモーション再生となる。
【０１３８】
このように、再生倍速情報計算部１６０では、再生時のフレームレートを撮影時のフレームレートで除算することで再生倍速を算出し、算出した結果を再生倍速情報として出力する。また、メタ情報に「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントが記述されていない場合は、再生倍速情報計算部１６０は、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいと判断し、１倍速であることを示す再生倍速情報を出力する。
【０１３９】
合成部１７０は、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報を、映像復号化部１４０において再生された映像信号に合成する。たとえば、再生倍速情報計算部１６０において算出された再生倍速情報が「２分の１倍」であれば「１／２倍速スロー再生」といった情報が、再生倍速情報が「３倍」であれば「３倍速クイック再生」といった情報が、再生映像内に表示されるように映像信号の合成を行う。
【０１４０】
こうして、合成部１７０は、再生倍速情報が合成された再生映像信号を出力する。なお、合成部１７０には、再生映像信号内に再生倍速情報を合成するかどうかを切り換えるスイッチ（図示せず）が設けてあり、再生倍速情報を再生映像信号内に表示しないように設定することも可能である。
【０１４１】
以上述べたように、本発明の一実施例における撮影装置１および再生装置１００においては、撮影者によって任意に設定されたフレームレートで撮影を行い、同じく任意に設定されたフレームレートで映像信号を再生することでスローモーション再生およびクイックモーション再生することができる。
【０１４２】
また、動画再生の際、それが何倍速の再生であるのかを示す情報を再生映像信号に合成して表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影されたときのフレーム数から増減することなくＭＰＥＧ等のフレーム間圧縮による動画圧縮方法を用いて記録することができるので、撮影された映像信号の記録に必要な容量を大きく削減することができる。
【０１４３】
なお、本実施例においては、撮影部において６０ｐの映像信号への変換をせず、撮影したときのフレームレートのまま記録部へと送出する構成としてもよい。この場合は、６０ｐの映像信号が表示できるような一般的なモニターテレビやビューファインダーへの映像表示はできないが、６０ｐへの変換や、有効フレーム抽出といった処理が不要となる。
【０１４４】
また、本実施例においては、有効フレームフラグを映像信号とは別に出力する構成として説明したが、たとえば、映像信号の垂直ブランキング期間に有効フレームフラグを多重する等映像信号に多重した形で出力する構成としてもよい。また、有効フレームフラグによって識別されるフレームは連続する同じフレームの先頭フレームでなくてもよく、連続する同じフレームの中から有効な１フレームを抜き出す構成であればよい。
【０１４５】
また、本実施例においては、撮像素子を設定された任意のフレームレートで映像信号を出力する構成のもので説明したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、撮像素子からは常に一定のフレームレートで映像信号の出力が行われ、それをフレームメモリ等に一旦記憶させ、設定されたフレームレートになるように繰り返して読み出す等、実質的に設定されたフレームレートで映像信号を出力する構成としてもよい。
【０１４６】
また、本実施例においては、撮影時のフレームレートが毎秒６０フレームより大きい場合は、毎秒６０フレームになるように撮影されたフレームを間引いてＥＶＦに表示する構成としてもよい。いうまでもなく、このような場合においても、本実施例では、撮影された映像信号を間引くことなく記録部へ送出する。
【０１４７】
したがって、このような場合、すべてのフレームが有効フレームになるので、有効フレームフラグを用いてすべてのフレームが有効フレームであることを示す構成としてもよい。たとえば、有効フレームフラグを有効とするか、有効フレームフラグにかかわらずすべてのフレームが有効であるかを示す信号を別に設け、その信号によってすべてのフレームが有効フレームであることを示す構成としてもよい。
【０１４８】
なお、本実施例において示した記録媒体に記録する際のディレクトリ構成は、単に一例を示したに過ぎず、なんらこのディレクトリ構成に限定するものではない。また、本実施例においては、メタ情報をＸＭＬ形式で記録する構成を説明したが、再生時のフレームレートを規定する「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントに相当する情報を記述する構成であれば、単純なテキストファイルやバイナリファイルであってもかまわない。
【０１４９】
また、本実施例においては、「ＶＦＲＲａｔｉｏ」エレメントによって規定されたフレームレートで映像信号を再生するときは、データ受け渡し部１４１が、映像信号伸長部１４３からのＧＯＰ転送要求にしたがってＴＳ信号の中からＧＯＰに相当するデータをＥＳ形式で転送する構成を説明した。本発明はこれに限定されず、映像信号伸長部１４３からの転送要求はＧＯＰ単位ではなく任意のサイズであってもよい。また、データ受け渡し部１４１は、映像信号伸長部１４３に送出する信号をＭＰＥＧ−ＴＳ形式のままとしてもかまわない。このとき映像信号伸長部１４３は、ＴＳ信号に多重された動作タイミングを管理する情報を無視する。
【０１５０】
また、本実施例では、ＭＰＥＧによる動画圧縮方式、ＭＰＥＧ２−ＴＳによる符号化信号の多重化方式にもとづいて説明を行ったが、なんらこの方式に限定するものではなく、どのようなフレーム間圧縮による動画圧縮方法であっても応用することが可能である。また、ＭＰＥＧ２−ＰＳ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｔｒｅａｍ）等の符号化信号の多重化方式を用いることができる。あるいは、非圧縮、またはフレーム内圧縮によって圧縮信号を得るような構成であっても、同様の効果を発揮することができる。
【０１５１】
また、本実施例における撮影装置１は、撮影部と記録部とを同一の装置内に組み込んで構成したものであってもよく、あるいは、撮影部と記録部とをそれぞれ別の装置として構成し、それらを信号伝達用のケーブル等で接続して構成したものであってもよい。また、本実施例におけるフレームレート設定部７１は、記録部５０に含めなくてもよい。
【０１５２】
また、本実施例においては、撮影時、任意に設定されたフレームレートで撮影した映像信号を、再生時のフレームレートとして設定した毎秒２４フレームの映像信号で再生して出力する構成を説明したが、たとえば、再生時のフレームレートを毎秒２４フレームに固定してもよい。映画の撮影用の動画撮影装置であれば、このように毎秒２４フレームに固定することで、再生時のフレームレートを設定する手間を省くことができる。
【０１５３】
また、このように再生時のフレームレートを固定にする構成では、たとえば、メタ情報には再生時のフレームレートに関する情報を記述せず、圧縮符号化時のビットレートを、設定された撮影時のフレームレートを固定された再生時のフレームレートである２４で除算しそれに基準ビットレートを掛けた値に設定する構成としてもよい。この構成の場合、動画再生装置から出力される映像信号は、常に２４ｐの映像信号となる。
【０１５４】
また、本実施例においては、再生倍速情報として「１／２倍速スロー再生」、「３倍速クイック再生」といった情報を再生映像信号に合成して表示する例を説明したが、これは表示の一例を示したに過ぎず、たとえば「０．５倍速再生」「３倍速再生」といったような「スロー」、「クイック」を除いた表示でもよく、あるいは、「０．５」、「３」といったように単に数字を表示するだけであってもかまわない。また、この再生倍速情報は、再生映像信号内に合成して表示するだけでなく、たとえば、再生倍速情報を表示する表示部を設けそこに表示する構成や、あるいは、コンピュータ等の外部の装置で読み出し可能な形態の信号にして出力する構成としてもよい。
【０１５５】
また、本実施例においては、撮影時のフレームレートと再生時のフレームレートとが等しいときに、再生倍速情報として１倍速を表示する構成を説明したが、たとえば、１倍速であれば再生倍速情報を表示せず、再生倍速情報の表示がないことで１倍速であることを表すようにしてもよい。
【０１５６】
また、本実施例においては、撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいときにはそれらをメタ情報として記述しない構成を説明したが、これは、それらを記述しないことで撮影時フレームレートと再生時フレームレートとが等しいことをわかりやすく示すためである。こうすることで、たとえば、撮影時フレームレートおよび再生時フレームレートが記録媒体から検出されない場合には、速やかに、ＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづく復号化処理に切り換えることができる。
【０１５７】
しかし、本発明はこの構成に限定されるものではなく、たとえば、常に撮影時フレームレートおよび再生時フレームレートをメタ情報として記述し、撮影時フレームレートと再生時フレームレートが等しい場合に、ＡＴＳ、ＰＴＳ、ＤＴＳ等の復号化の際の動作タイミングを規定した情報にもとづく復号化処理に切り換える構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上のように、本発明は、撮影時および再生時の単位時間あたりのフレーム数をそれぞれ任意に設定して撮影を行うことでスローモーション再生およびクイックモーション再生を実現できる。また、動画再生の際にそれが何倍速の再生であるのかを表示することができる。さらに、撮影した映像信号を撮影したときのフレーム数から増減することなく動画圧縮して記録することができる。映画の撮影に用いる動画撮影装置、動画再生装置および動画撮影方法、動画再生方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の一実施例における動画撮影装置のブロック図
【図２】同実施例における動画再生装置のブロック図
【図３Ａ】同実施例における動画撮影装置の映像信号の概略図
【図３Ｂ】同実施例における動画再生装置の映像信号の概略図
【図４】同実施例における動画撮影装置の符号化映像信号とメタ情報とを記録媒体に記録する際のファイル構成を示した図
【図５Ａ】同実施例における動画撮影装置のｘｍｌファイルの記述の例を示した図
【図５Ｂ】同実施例における動画撮影装置のｘｍｌファイルの記述の例を示した図
【図６】同実施例における他の動画再生装置のブロック図
【符号の説明】
【０１６０】
１ 動画撮影装置
１０ 撮影部
２０ 映像信号取得部
２１ 撮像素子
２２ 撮像素子駆動部
２３ 駆動パルス発生部
２４ フレームメモリ
２５ 映像信号前処理部
３０ マイク
４０ 電子ビューファインダー（ＥＶＦ）
５０ 記録部
６０ 信号処理部
６１ 有効フレーム抽出部
６２ 映像符号化部
６３ 音声符号化部
６４ ＴＳ多重部
７０ 制御部
７１ フレームレート設定部
８０ データ記録部
８１ ＴＳ信号記録部
８２ メタ情報記録部
１００ 動画再生装置
１１０ データ読み出し部
１１１ ＴＳ信号読み出し部
１１２ メタ情報読み出し部
１２０ 再生部
１３０ ＴＳ再生部
１３１ メタ情報解釈部
１４０ 映像復号化部
１４１ データ受け渡し部
１４２ データバッファ
１４３ 映像信号伸長部
１４４ フレームメモリ
１４５ フレームレート制御部
１６０ 再生倍速情報計算部
１７０ 合成部、再生音声信号
Claims (15)
- 動画撮影した映像信号を記録媒体に記録する動画撮影装置であって、
動画撮影の際に、動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数である撮影時フレームレートと、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数である再生時フレームレートとをそれぞれ任意に設定するフレームレート設定部と、
前記フレームレート設定部において設定された撮影時フレームレートで動画撮影する撮影部と、
設定された前記撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報と前記再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報とを、前記撮影時フレームレートを分母とし、前記再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、前記動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録する記録部と
を備えた動画撮影装置。 - 前記記録部は、前記フレームレート設定部において設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが異なるときには、前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報を前記動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録し、設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが等しいときには、前記撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を記録媒体に記録しない
請求項１記載の動画撮影装置。 - 前記動画撮影された映像信号にフレーム間圧縮による動画圧縮の符号化処理を施す映像符号化部をさらに備えた請求項２記載の動画撮影装置。
- 前記映像符号化部は、前記符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量を、前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとの比にもとづいて設定する請求項３記載の動画撮影装置。
- 前記フレームレート設定部は、設定された前記撮影時フレームレートを設定された前記再生時フレームレートで除算し、
前記映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、前記フレームレート設定部における前記除算の結果にもとづいた値とする請求項４記載の動画撮影装置。 - 前記映像符号化部は、単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量を、設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが等しいときに前記符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と、前記フレームレート設定部における前記除算の結果とを乗算して得られる値にもとづいた値とする請求項５記載の動画撮影装置。
- 前記記録部は、記録媒体に前記符号化映像信号と前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報とを記録する際、前記符号化映像信号を記録するファイルのファイル名と、前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報を記録するファイルのファイル名とを、ファイルの種類を区別するための拡張子を除いて、同じファイル名とする請求項６記載の動画撮影装置。
- 前記再生時フレームレートは、前記フレームレート設定部において毎秒２４フレームに固定された請求項７記載の動画撮影装置。
- 前記記録部は、前記フレームレート設定部において設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが等しいときにのみ、音声信号を記録する請求項６記載の動画撮影装置。
- 請求項１から請求項９のいずれかに記載の動画撮影装置によって映像信号が記録された記録媒体から前記映像信号を読み出して動画再生する動画再生装置であって、
前記記録媒体から、少なくとも前記映像信号と前記映像信号に関連付けて撮影時フレームレートを分母とし再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報で記録された前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報とを読み出すデータ読み出し部と、
読み出した前記映像信号を、読み出した前記再生時フレームレート情報にもとづいて動画再生する再生部と、
読み出した前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報から、再生中の映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する再生倍速情報計算部と
を備えた動画再生装置。 - 請求項３から請求項９のいずれかに記載の動画撮影装置によって符号化映像信号が記録された記録媒体から前記符号化映像信号を読み出して復号化処理を施し復号化した映像信号を動画再生する動画再生装置であって、
前記記録媒体から、少なくとも前記符号化映像信号を読み出すデータ読み出し部と、
読み出した前記符号化映像信号に前記復号化処理を施して動画再生する再生部と、
前記再生部において動画再生されている映像信号が何倍速で再生されているのかを表す再生倍速情報を算出する再生倍速情報計算部と
を備え、
前記データ読み出し部は、前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が前記記録媒体に記録されている場合には撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報を読み出し、
前記再生部は、前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が前記記録媒体に記録されている場合には、読み出した前記再生時フレームレート情報にもとづいた前記復号化処理を読み出した前記符号化映像信号に施して動画再生し、前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が前記記録媒体に記録されていない場合には、前記符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートとなるように、読み出した前記符号化映像信号に前記復号化処理を施して動画再生し、
前記再生倍速情報計算部は、前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が前記記録媒体に記録されている場合には読み出した前記撮影時フレームレート情報と前記再生時フレームレート情報との比によって前記再生倍速情報を算出し、前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が前記記録媒体に記録されていない場合には前記再生倍速情報を１倍速とする動画再生装置。 - 前記再生部において、読み出した前記符号化映像信号に前記復号化処理を施す際の単位時間あたりの処理量を、
前記映像符号化部における、設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが等しいときに前記符号化処理によって単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量と等しくする請求項１１記載の動画再生装置。 - 動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数である撮影時フレームレートと、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数である再生時フレームレートとをそれぞれ任意に設定するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートで動画撮影するステップと、
前記動画撮影された映像信号を記録媒体に記録するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートと設定された前記再生時フレームレートとが異なるかどうかを判断するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートと設定された前記再生時フレームレートとが異なるときにのみ、設定された前記撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報および設定された前記再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報を、前記撮影時フレームレートを分母とし、前記再生時フレームレートを分子とした分数形式のテキスト情報にして、前記動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録するステップと
を備えた動画撮影方法。 - 動画撮影するときの単位時間あたりのフレーム数である撮影時フレームレートと、動画再生するときの単位時間あたりのフレーム数である再生時フレームレートとをそれぞれ任意に設定するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートで動画撮影するステップと、
前記動画撮影された映像信号にフレーム間圧縮による動画圧縮の符号化処理を施して符号化映像信号を作成するステップと、
前記符号化映像信号を前記記録媒体に記録するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートと設定された前記再生時フレームレートとが異なるかどうかを判断するステップと、
設定された前記撮影時フレームレートと設定された前記再生時フレームレートとが異なるときにのみ、設定された前記撮影時フレームレートを表す撮影時フレームレート情報および設定された前記再生時フレームレートを表す再生時フレームレート情報を前記動画撮影された映像信号に関連付けて記録媒体に記録するステップと
設定された前記撮影時フレームレートを設定された前記再生時フレームレートで除算するステップと、
前記除算するステップにおいて得られた値と、前記符号化処理を施して符号化映像信号を作成するステップにおける設定された前記撮影時フレームレートと前記再生時フレームレートとが等しいときに単位時間あたりに作成される符号化映像信号の量とを乗算するステップと、
前記乗算するステップにおいて得られた値を、前記符号化映像信号を作成するステップにおいて単位時間あたりに作成する符号化映像信号の量として設定するステップと、
を備えた動画撮影方法。 - 符号化映像信号が記録された記録媒体から前記符号化映像信号を読み出して動画再生する動画再生方法であって、
前記符号化映像信号を記録媒体から読み出すステップと、
前記符号化映像信号に関連する撮影時フレームレート情報および再生時フレームレート情報が記録媒体に記録されているかどうかを検出するステップと、
前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報を検出した場合には前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報を記録媒体から読み出すステップと、
読み出した前記符号化映像信号を、読み出した前記再生時フレームレート情報にもとづいて再生するステップと、
前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報が検出されない場合には、読み出した前記符号化映像信号を、その符号化映像信号が撮影されたときのフレームレートと同じフレームレートで再生するステップと、
前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報を検出した場合には読み出した前記撮影時フレームレート情報と前記再生時フレームレート情報との比によって再生倍速情報を算出するステップと、
前記撮影時フレームレート情報および前記再生時フレームレート情報が検出されない場合には前記再生倍速情報を１倍速とするステップと
を備えた動画再生方法。
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