JP4033179B2 - 撮像信号記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオ用撮像信号やフィルム（映画）用撮像信号を記録する撮像信号記録装置に関するものである。

従来の撮像信号記録装置としては、特許文献１に記載されたものがある。この技術は、近年のデジタルシネマ化に対応してビデオカメラでフィルムカメラと同等の撮像信号を得ようとするものであり、特にフィルムカメラ特有の画作りとしてフレームレートを自由に可変できるが、そのフレームレートを可変した撮像信号をフィルムカメラと同様に実現し、記録再生するというものである。その技術に基づいた撮像信号記録装置を図１０に示す。図１０は従来の撮像信号記録装置の構成図を示すものである。図１０において、１は光学像を撮像面へ結ぶレンズ、２は種々のフレームレートの撮像信号を出力可能な撮像信号発生部、３は撮像信号発生部へフレームレートに応じた駆動パルスを出力する駆動パルス発生部、４は種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、５は撮像信号処理部でガンマ補正、ディテール補正、マトリクス処理等撮像信号の必要な処理をする。６は記録部、７は表示部、２０は必要な信号のフレーム位置を示すフラグ信号発生部、２１は各部へ必要なパルス等を発生する同期信号・コンントロールパルス発生部で、撮像信号記録装置全体の制御をつかさどる。

以上のように構成された従来の撮像信号記録装置の動作について図１０、図１１、図１２を用いて以下説明する。

図１１、図１２は図１０の各部（ａ）〜（ｃ）の信号波形図を示し、（ｄ）は記録部で記録される信号、（ｅ）は図示していないフレームレート変換器の変換信号を示している。

レンズ１によって結ばれた光学像は撮像信号発生部２で電気信号に変換され、駆動パルス発生部３の駆動パルスに基づき撮像信号が得られる。この時フレームレートが６０フレーム信号（以下６０Ｐ信号と記す）の場合、図１１（ａ）に示す様に１／６０秒毎に６０Ｐ撮像信号が得られる。この信号はフレームレート変換部４で所定のフレームレート、この場合６０Ｐレートに変換され図１１（ｂ）のように出力される。フレームレート変換部４の出力信号はその後撮像信号処理部５へ入力されガンマ補正、ディテール補正、マトリクス処理等撮像信号の必要な処理が施され記録部６及び表示部７へ撮像信号を出力する。この時フラグ信号発生部２０は図１１（ｃ）に示す信号を出力する。つまり全てのフレーム信号にフラグ信号を発生し記録部６に出力する。記録部６では図１１（ｄ）に示す様に撮像信号発生部２より出力される全てのフレームの信号をそのまま記録し対応するフラグ信号も記録する。ここで、図示していないフレームレート変換器ではフラグ信号の付加されたフレームを有効フレームとして抜き出し、２４Ｐレートに変換して出力する。この場合、全ての信号が有効フレームであり、その結果時間軸が２．５倍引き伸ばされたスローモーション２４Ｐ信号が得られ、映画用のフィルムカメラと同じような可変速信号を実現することができる。

また図１２はフレームレートが１２Ｐの場合を示しており、撮像信号発生部２の出力信号は、スメア特性等が考慮され駆動パルス発生部３により図１２（ａ）のような間欠的な信号として出力される。この信号はフレームレート変換部４により図１２（ｂ）の様に同一フレーム信号が複製され、６０Ｐレートに変換される。この例の場合、フラグ信号発生部２０では図１２（ｃ）に示す様に変換された同一フレームの先頭フレーム信号の位置に付加される。記録部６への信号は図１２（ｄ）の様になり、同一フレーム信号が複製された６０Ｐレートの信号と各同一フレームの先頭にフラグ信号が記録される。図１１の場合と同様に、図示していないフレームレート変換器により、２４Ｐ信号に変換される場合有効フレームのみ抜き出され図１２（ｅ）の様に出力される。この場合は図１１の場合と逆に時間軸が１／２に圧縮された早送り２４Ｐ信号が得られる。

このように種々のフレームレートの撮像信号を６０Ｐレートの所定のフレームレートに変換し、必要なフレームにフラグを付加してフラグと共に撮像信号を記録して、再生の場合はフラグの付いたフレーム信号のみ抜き出して２４Ｐレートで再生することにより映画用フィルムカメラと同様なスローモーションや早送り等の可変速撮像の撮像信号を得ることができる。

さらにこの技術に、映画用のフィルムカメラと同様な階調性を持たせる為特定のガンマ補正を施し、従来のビデオ用ガンマ補正と切換えて映画用の撮像信号を得るような撮像装置及び表示装置等が提案されている。このように、ビデオカメラで映画用のフィルムカメラと同様な可変速、階調性を実現することが可能となってきた。
特開２００２−１５２５６９号公報（実施の形態１）

しかしながら上記従来の撮像信号記録装置においては、１回の撮影では一つのカメラ設定でしか撮影することができず、画作り上の関係で場合によっては再度設定をやり直して撮影をしなくてはならないことが発生していた。また、記録される信号は、有効フレーム以外は再生信号として利用されず記録上は無駄な信号であり、記録媒体にロスを発生する問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、１回の撮影で複数のカメラ設定条件で撮影された撮像信号を得ることができ、今まで以上に操作性、画作り効果に優れた撮像信号記録装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１にかかる撮像信号記録装置は、第１のフレームレートの撮像信号を出力する撮像信号発生部と、前記第１のフレームレートの撮像信号を規則的にフレーム複製し第２のフレームレートの信号に変換するフレームレート変換部と、前記フレームレート変換部の出力信号に種々の設定に基づき信号処理を施す撮像信号処理部と、前記撮像信号処理部の前記設定を切換える為の、少なくとも第１の設定値および第２の設定値を含む設定値を出力する設定値切換え部と、前記撮像信号処理部の出力信号に付加する、少なくとも第１のフラグ信号および第２のフラグ信号を含むフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、前記撮像信号処理部の出力信号および前記フラグ信号発生部で発生したフラグ信号を記録する記録部とを備え、前記設定値切換え部は、前記フレームレート変換部での出力信号の変換前の撮像信号のフレーム番号が同一のフレームからなる各フレーム信号群に対して１つのフレーム期間で前記第１の設定値を出力し、他の１つのフレーム期間で前記第２の設定値を出力し、前記撮像信号処理部は、前記フレームレート変換部の出力信号に、前記第１の設定値に基づいて第１の信号処理を施し、前記第２の設定値に基づいて第２の信号処理を施し、前記フラグ信号発生部は、前記第１のフラグ信号が前記第１の設定値に対応し、前記第２のフラグ信号が前記第２の設定値に対応してフラグ信号を発生するようにしたものであり、フレームレート変換部にて複製により増加した同一フレーム番号の各フレーム信号群に対して、撮像信号処理部にて異なる設定に基づき信号処理を施す作用を有する。

本発明の請求項３にかかる撮像信号記録装置は、請求項１にかかる撮像信号記録装置において、前記撮像信号処理部から出力される信号をフレーム複製するフレーム複製部と、前記フレーム複製部の出力信号を表示する表示部とを備え、前記フレーム複製部は、前記撮像信号処理部にて任意の１種類の設定に基づき信号処理を施されたフレーム信号を複製して他の設定に基づき信号処理を施されたフレーム信号と置き換えることにより、前記１種類の設定に基づき信号処理を施された信号のみを前記表示部へ出力するようにしたものであり、撮像信号処理部にて種々の設定に基づき信号処理を施された信号のうち、任意の１種類の設定に基づき信号処理を施されたフレーム信号のみを表示する作用を有する。

以上のように本発明は、１回の撮影動作で撮像信号処理部の設定を２種類以上設定しその信号をフラグと共に記録することができる優れた効果が得られる。

また、本発明は、１回の撮影動作で撮像信号処理部の設定を２種類以上設定しその信号をフラグと共に記録することができ、かつ表示部に各設定状態の撮像信号を切換えて、あるいは２種類以上の設定状態の撮像信号を同時に表示できる優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における撮像信号記録装置の構成を示すブロック図である。

図１において、１は光学像を撮像面へ結ぶレンズ、２は種々のフレームレートの撮像信号を出力可能な撮像信号発生部で例えばＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）等の固体撮像素子より構成される。３は撮像信号発生部へフレームレートに応じた駆動パルスを出力する駆動パルス発生部、４は種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部でフレームメモリ等のメモリ素子により構成される。５は撮像信号処理部でガンマ補正、ディテール補正、マトリクス処理等撮像信号の必要な処理をするＬＳＩやＦＰＧＡ等で構成される。６は記録部でＶＴＲあるいはディスクあるいは半導体メモリ等蓄積デバイスで構成される。７は表示部で電子ビューファインダーやＣＲＴあるいは液晶モニター等で構成される。９は撮像信号処理部の設定値を切換える設定値切換え部でマイクロコンピュータのデータ設定用レジスタやＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成される。８は必要な信号のフレーム位置を示すフラグ信号発生部、１０は各部へ必要なパルス等を発生するシステムコントロール部で、例えばマイクロコンピュータ等で構成され撮像信号記録装置全体の制御をつかさどる。

以上のように構成された実施の形態１による撮像信号記録装置の動作について、図２及び図３を用いて以下説明する。

図２及び図３での（ａ）〜（ｅ２）は図１の各部（ａ）〜（ｅ２）の信号波形図を示す。

図２では撮像信号記録装置が２４Ｐレートで動作する場合を示しており図２（Ａ）は６０Ｐの垂直同期信号を示し、６０Ｐレートであれば図２（Ｂ）のような信号になる。ここで２４Ｐレートで撮像信号発生部２が動作すると、図２（ａ）に示す２４Ｐ信号が間欠信号として得られる。フレームレート変換部４ではこの入力信号を図２（ｂ）に示すように６０Ｐレートの信号に変換する。つまり規則的に２４Ｐ信号の１フレーム，２フレーム、３フレーム，４フレーム等のように連続する２フレームを６０Ｐ信号で３フレーム、２フレームになるように複製し所謂３：２プルダウンの形で撮像信号処理部５へ出力する。この３：２プルダウンの信号に対応して設定値切換え部９は図２（ｃ）のように設定値を切換える。つまり同じフレーム番号の同一信号に２種類の設定値（Ａ及びＢ）を切換えて設定している。これにより、撮像信号処理部５の出力信号は図２（ｄ）に示す信号を出力することになり、同じフレーム番号の信号で２種類の状態の信号が記録部６及び表示部７へ出力される。この時フラグ信号発生部８も図２（ｅ１）及び（ｅ２）に示すフラグ信号を発生する。記録部６では図２（ｄ）の撮像信号処理部出力信号と図２（ｅ１）（付加するフレームの位相Ａ）及び（ｅ２）（付加するフレームの位相Ｂ）のフラグ信号を受け、図２（Ｄ）に示す信号形態で記録する。つまり同じフレーム番号の信号に２種類の設定状態の信号があり、その２種類の各設定状態信号それぞれに有効フレームを示す別々なフラグが付加される。このようにして記録された撮像信号を図示していないフレームレート変換器で２４Ｐ信号に変換する時、フラグ位相Ａで変換した場合とフラグ位相Ｂで変換した場合を図２（Ｅ１），（Ｅ２）に示す。これから分かる様に２種類の再生２４Ｐ信号が得られる。

図３は撮像信号発生部２のフレームレートが２０Ｐの場合を示しており、この場合は図３（ａ）に示すレートで撮像信号が得られる。フレームレート変換部４の出力信号は図３（ｂ）のようになり、設定値切換え部９の設定値信号も図３（ｃ）に示す様に３種類の設定値を規則的に切換えて出力している。これにより撮像信号処理部５での出力信号は図３（ｄ）の様になりそれに応じてフラグ信号発生部８のフラグ発生も図３（ｅ１），（ｅ２），（ｅ３）に示す位相で発生し、これにより記録部６での記録信号は図３（Ｄ）に示す信号の様になる。この場合、同じフレーム番号の信号の全てが違う設定状態の信号になっておりそれに応じて違う種類にフラグが付加されている。これを図示していないフレームレート変換器で２４Ｐ信号として再生すると図３（Ｅ１），（Ｅ２），（Ｅ３）に示す様に３種類の１．２倍速の可変速再生２４Ｐ信号が得られる。

図４（ａ），（ｂ）は撮像信号処理としての一例を示している特性図及び波形図である。図４（ａ）のガンマ補正は例えばフィルム用ガンマカーブとビデオ用ガンマカーブが図に示しているような特性であり、この設定値を設定値切換え部９で設定することにより、映画用の撮像信号とビデオ用撮像信号が一回の撮影で同時に得ることが出来るようになる。同様に図４（ｂ）のディテール補正の特性を設定値切換え部９でディテール大と小を切換えることにより異なった画作りを一回の撮影で得ることが出来る。

以上のように本実施の形態１によれば、図４に示すような撮像信号処理部５の各種特性を、同じフレーム番号の信号に２種類以上の設定を切換えて設定する設定値切換え部９と、さらにそれに対応して異なるフラグ信号を付加するフラグ信号発生部８を設けることにより一回の撮影で２種類以上の設定状態の異なった撮像信号を得ることができる。

なお、撮像信号処理部５の設定としてガンマ補正やディテール補正等の設定切換えを説明したが、その他のゲインや色補正、さらにノイズリダクション処理等撮像信号の状態を変える全ての設定を切換えられることは言うまでもない。

またフラグ信号発生部８及び設定値切換え部９は撮像信号処理部５あるいはシステムコントロール部１０に含まれていいことも言うまでもない。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における撮像信号記録装置の構成を示すブロック図である。

図５において、１は光学像を撮像面へ結ぶレンズ、２は種々のフレームレートの撮像信号を出力可能な撮像信号発生部で例えばＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）等の固体撮像素子より構成される。３は撮像信号発生部へフレームレートに応じた駆動パルスを出力する駆動パルス発生部、４は種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部でフレームメモリ等のメモリ素子により構成される。５は撮像信号処理部でガンマ補正、ディテール補正、マトリクス処理等撮像信号の必要な処理をするＬＳＩやＦＰＧＡ等で構成される。６は記録部でＶＴＲあるいはディスクあるいは半導体メモリ等蓄積デバイスで構成される。７は表示部で電子ビューファインダーやＣＲＴあるいは液晶モニター等で構成される。９は撮像信号処理部の設定値を切換える設定値切換え部でマイクロコンピュータのデータ設定用レジスタやＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成される。８は必要な信号のフレーム位置を示すフラグ信号発生部、１０は各部へ必要なパルス等を発生するシステムコントロール部で、例えばマイクロコンピュータ等で構成され撮像信号記録装置全体の制御をつかさどる。１１は撮像信号処理部５より出力される表示用信号のフレームを複製するフレーム複製部でフレームレート変換部４と同様なフレームメモリ等から構成される。図１の構成と異なるのはフレーム複製部１１を新たに撮像信号処理部５及び表示部７の間に設けたことである。

以上のように構成された実施の形態２による撮像信号記録装置の動作について、図６を用いて以下説明する。

図６での（ａ）〜（ｆ）は図５の各部（ａ）〜（ｆ）の信号波形図を示す。

撮像信号発生部２のフレームレートとしては２４Ｐフレームレートであり、フレーム複製部１１以外の動作は図１の実施の形態１と全く同様であり、その動作説明は省略する。フレーム複製部１１では撮像信号処理部５より出力される表示用の信号として図６（ｄ）に示す記録部に出力される信号とほぼ同じ信号が入力される。本実施の形態２ではその入力信号の各フレーム番号において同じ設定状態の信号を抜き出して、表示できるようにその信号を複製する。複製動作はフレームレート変換部４と同様な動作で可能である。図６の場合、抜き出している信号は設定信号（図６（ｃ））がＡの場合で、フレーム複製部出力信号としては図６（ｆ）のようになる。

また、図７は本発明の実施の形態２における撮像信号記録装置の別構成を示すブロック図である。

図７において、各部の構成要素は図５の構成要素と全く同じであり、その構成の説明は省略する。ただし１４はフレーム複製部であり、図５の構成と違うのはその内部構成としてフレーム複製処理回路１２及び切換え回路１３とを備えている点である。

以上のように構成された図７の実施の形態２による別構成の撮像信号記録装置の動作について、図８、図９を用いて以下説明する。

図８での（ａ）〜（ｆ２）は図７の各部（ａ）〜（ｆ２）の信号波形図を示す。

撮像信号発生部２のフレームレートとしては２４Ｐフレームレートであり、フレーム複製部１４以外の動作は図５と全く同様であり、その動作説明は省略する。フレーム複製部１４の動作が図５のフレーム複製部１１の動作と違うのは、入力される撮像信号処理部５の出力信号の各フレーム番号での設定状態が違う信号をそれぞれ抜出しフレーム複製処理を施して同時化して出力している点である。図８の（ｆ１）、（ｆ２）が同時化された信号でありその信号が切換え回路１３へ入力される。（ｆ１）、（ｆ２）の信号がそのまま別の表示部あるいはモニターへ出力されれば一度に違った設定状態の撮像信号を確認することができる。また、切換え回路１３で画面の左右で同時化された信号が切換えられるようにすれば図９（ｇ）に示すように表示部７で画面分割表示された撮影信号を確認することができる。

このように本実施の形態２によれば、複数の設定状態の撮像信号を記録することが可能であり、かつ表示部７には複数の設定状態になっているにも関わらずある一種類の設定状態あるいは同時に複数の設定状態の信号を表示部７に表示することが可能である。

なお、フレーム複製部１１，１４は撮像信号処理部５に含まれていいことは言うまでもない。

本発明にかかる撮像信号記録装置は、一回の撮影で複数の設定状態の撮像信号を記録することができると共に、その信号を別々にあるいは同時に比較しながら確認する事もでき、特にビデオ用や映画用の撮像信号をビデオカメラで同時に得ることができ、特に近年のデジタルシネマやコマーシャル撮影等の用途にも適用出来る。

本発明の実施の形態１での撮像信号記録装置の構成を示すブロック図 同実施の形態１における撮像信号記録装置の動作説明の為の各部の信号波形図 同実施の形態１における撮像信号記録装置の動作説明の為の各部の信号波形図 同実施の形態１での撮像信号処理部５の撮像信号処理としての一例を示している特性図及び波形図 本発明の実施の形態２における撮像信号記録装置の構成を示すブロック図 同実施の形態２における撮像信号記録装置の動作説明の為の各部の信号波形図 同実施の形態２における撮像信号記録装置の別構成を示すブロック図 同実施の形態２における別構成の撮像信号記録装置の動作説明の為の各部の信号波形図 同実施の形態２における別構成の撮像信号記録装置の表示部の表示例を示す説明図 従来の撮像信号記録装置の構成を示すブロック図 従来の撮像信号記録装置における動作説明の為の各部の信号波形図 従来の撮像信号記録装置における動作説明の為の各部の信号波形図

符号の説明

１ レンズ
２ 撮像信号発生部
３ 駆動パルス発生部
４ フレームレート変換部
５ 撮像信号処理部
６ 記録部
７ 表示部
８ フラグ信号発生部
９ 設定値切換え部
１０ システムコントロール部
１１，１４ フレーム複製部
１２ フレーム複製処理回路
１３ 切換え回路

Claims (4)

1. 第１のフレームレートの撮像信号を出力する撮像信号発生部と、
   前記第１のフレームレートの撮像信号を規則的にフレーム複製し第２のフレームレートの信号に変換するフレームレート変換部と、
   前記フレームレート変換部の出力信号に種々の設定に基づき信号処理を施す撮像信号処理部と、
   前記撮像信号処理部の前記設定を切換える為の、少なくとも第１の設定値および第２の設定値を含む設定値を出力する設定値切換え部と、
   前記撮像信号処理部の出力信号に付加する、少なくとも第１のフラグ信号および第２のフラグ信号を含むフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、
   前記撮像信号処理部の出力信号および前記フラグ信号発生部で発生したフラグ信号を記録する記録部とを備え、
   前記設定値切換え部は、前記フレームレート変換部での出力信号の変換前の撮像信号のフレーム番号が同一のフレームからなる各フレーム信号群に対して１つのフレーム期間で前記第１の設定値を出力し、他の１つのフレーム期間で前記第２の設定値を出力し、
   前記撮像信号処理部は、前記フレームレート変換部の出力信号に、前記第１の設定値に基づいて第１の信号処理を施し、前記第２の設定値に基づいて第２の信号処理を施し、
   前記フラグ信号発生部は、前記第１のフラグ信号が前記第１の設定値に対応し、前記第２のフラグ信号が前記第２の設定値に対応してフラグ信号を発生することを特徴とする撮像信号記録装置。
2. 前記第１のフレームレートが２４フレーム／秒で、前記第２のフレームレートが６０フレーム／秒であり、
   前記フレームレート変換部は、前記撮像信号発生部より出力される撮像信号を、同一フレーム番号のフレーム信号が２フレーム連続する期間と同一フレーム番号のフレーム信号が３フレーム連続する期間とを交互に繰り返すように変換し、
   前記設定値切換え部は、前記同一フレーム番号のフレーム信号が２フレーム連続する期間の各フレームの信号に対して夫々前記第１および第２の設定値を出力し、前記同一フレーム番号のフレーム信号が３フレーム連続する期間の１つのフレームの信号に対して前記第１の設定値を出力し、残り２つのフレームの信号に対して前記第２の設定値を出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の撮像信号記録装置。
3. 前記撮像信号処理部から出力される信号をフレーム複製するフレーム複製部と、
   前記フレーム複製部の出力信号を表示する表示部とを備え、
   前記フレーム複製部は、前記撮像信号処理部にて任意の１種類の設定に基づき信号処理を施されたフレーム信号を複製して他の設定に基づき信号処理を施されたフレーム信号と置き換えることにより、前記１種類の設定に基づき信号処理を施された信号のみを前記表示部へ出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像信号記録装置。
4. 複数の信号を分割画面の夫々に同時表示可能な信号に切り換える切換え部と、
   前記切換え部の出力信号を表示する表示部とを備え、
   前記切換え部は、前記撮像信号処理部にて任意の１種類の設定に基づき信号処理を施された信号を前記分割画面の１つに表示し、他の１種類の設定に基づき信号処理を施された信号を前記分割画面の他の１つに表示するように切り換えることを特徴とする請求項１に記載の撮像信号記録装置。