JP4193552B2 - 画像データ記録再生装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像データが連続的に記録されるに際し、静止画像データを非連続的に記憶しておくことで、動画像データの再生表示に際しては、所望タイミングでの静止画像データが高精細な状態として生成されるようにした画像データ記録再生装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、動画像データ及び静止画像データが記録可能なディジタルビデオカメラが開発され、また、実際に実用化されているのが実情である。このカメラにより記録された動画像データや静止画像データは、後に随時、再生表示可能となっている。
【0003】
因みに、特許文献1には、1つの撮像素子から、非同一タイミングで動画像データ及び静止画像データを生成することが開示されている。また、特許文献2では、システムの共通化を図りつつ、動画像記録中に静止画記録指示があった場合には、高精細な静止画像データの記録が行われている。更に、特許文献3では、動画像データ及び静止画像データの同時記録が行われており、動画像の中から、この動画像の内容を十分表現しているものが、代表画像として自動的に抽出されている。更にまた、特許文献4では、動画像データ、静止画像データ内にそれぞれのリンク情報を重畳しておくことで、再生時での検索効率が高められている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8―298644号公報
【特許文献2】
特開平10―108121号公報
【特許文献3】
特開平7―23322号公報
【特許文献4】
特開2000―69407号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これまでの動画像データ及び静止画像データの同時記録においては、動画像データを記録中に、主にオペレータからの要求タイミングで静止画像データが記録されている。したがって、動画像データの再生表示に際しては、オペレータからの静止画像表示要求があったとしても、必ずしも、そのタイミングでの静止画像データが予め記録されているとは限らなく、これがために、高精細な静止画像は必ずしも常に得られないことになる。
【0006】
よって、印刷等の用途のために、あるタイミングでの静止画像が必要な場合には、そのタイミングでの動画像データ(フレームデータ)をそのまま静止画像データに変換するしか、方法がなかったのが実情である。しかしながら、動画像データをそのまま静止画像データに変換するにしても、動画像データはその画素数が静止画像データのそれに比し一般的に少なく、したがって、たとえ、それを画像密度変換回路等により静止画像データに変換したとしても、それは、あくまでも、見かけ上、画素数が静止画像データのそれと同一になったことに止まり、印刷等の用途に対して十分であるとはいえない。
【0007】
本発明の目的は、動画像データの再生表示に際して、所望タイミングでの静止画像データが、高精細な状態として、且つ容易に生成され得る画像データ記録再生装置及び方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被写体を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情報をディジタル的に画像処理することで、対としての動画像データと該動画像データよりも高精細な静止画像データとを順次、生成する画像データ生成手段と、静止画像データ記録タイミングを生成する記録タイミング生成手段と、記録タイミング生成手段からの静止画像データ記録タイミングに基づき、静止画像データが非連続的に記録される際に、該静止画像データと対とされている動画像データには、フレーム情報として該静止画像データへのリンク情報が伴われつつ、連続動画像データ及び非連続静止画像データを記録する画像データ記録手段と、該画像データ記録手段からの動画像データの読出し再生中に、フレームとしての静止画像データの再生要求があった際に、該再生要求のタイミングに相当する動画像データと、該動画像データの時間近傍に位置している、静止画像データへのリンク情報を伴う動画像データと、該動画像データに伴われているリンク情報で指定される静止画像データとに基づき、再生要求に係る静止画像データを生成する再生要求静止画像データ生成手段と、を備え、再生要求静止画像データ生成手段は、再生要求に係る静止画像データの生成に際し、動画像データに対する画像認識により該動画像データで表示される動画像に含まれる被写体の移動方向および移動距離を示す情報である動きベクトルを算出し、リンク情報で指定される静止画像データで表示される静止画像に含まれる被写体を動きベクトルに基づいて移動させた静止画像を生成し、被写体を移動させた静止画像におけるデータ欠如部分を動画像データの差分情報を利用して補間するものである。
【0009】
以上のように、動画像データが連続的に記録される際に、静止画像データは非連続的に記録されており、動画像データの再生中に、あるタイミングで静止画像データの再生要求があった場合には、予め記録されている静止画像データのうち、タイミング上、最も時間的に近い静止画像データと、この静止画像データと対とされている動画像データと、そのタイミングに相当する動画像データとから、そのタイミングでの静止画像データが生成されている。この静止画像データは、本来の静止画像データに比し、画素数は同一ながらも、その精細度がやや低下しているが、動画像データの画素数変換により得られる静止画像データに比し、より精細なものとして得られることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の一実施の形態を図1から図6により説明する。
先ず本発明の画像データ記録再生装置について説明すれば、その一例での概要構成を図1に示す。図示のように、撮影レンズ11、撮像素子(撮影レンズ11の集光する光学画像を電気信号に変換するCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等から構成され、NTSC方式やPAL方式の有効画素数よりも多い画素数を持つ)12、カメラ信号処理ブロック13、動画像記録再生ブロック14、静止画像記録再生ブロック15、画像処理回路16、表示回路17及びユーザインタフェースブロック18から構成される。
【0011】
以上の構成要素のうち、主なるものの内部構成等について説明すれば、カメラ信号処理ブロック13は、撮像素子12から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器131と、A/D変換器131から出力されるディジタルデータに対し、ホワイトバランス調整やガンマ補正等を行うディジタル信号処理回路132とを含む。動画像記録再生ブロック14はまた、ディジタル信号処理回路132からの動画像データに対して間引き処理を施す一方、読出し圧縮動画像データに対して補間処理を施す画像密度変換回路141と、画像密度変換回路141からの動画像データに対し圧縮処理を施す一方、読出し圧縮動画像データに対し伸長処理を施す動画像圧縮/伸長回路142と、動画像圧縮/伸長回路142からの圧縮動画像データを記録する一方、動画像データの再生時、圧縮動画像データが読み出される記録媒体143とを含む。
【0012】
静止画像記録再生ブロック15は、ディジタル信号処理回路132からの静止画像データに対し圧縮処理を施す一方、読出し圧縮静止画像データに対し伸長処理を施す静止画像圧縮/伸長回路151と、静止画像圧縮/伸長回路151からの圧縮静止画像データを記録する一方、静止画像データの再生時、圧縮静止画像データが読み出される記録媒体152とを含むようにして構成される。表示回路17はまた、記録/再生に係る画像データの表示確認等を行うためのものである。
【0013】
更に、ユーザインタフェースブロック18内の動画像コントローラ181は、オペレータが動画像データの記録開始/停止及び再生の開始/停止を指示するためのものであり、静止画像コントローラ182はまた、動画像データの再生中に、オペレータが静止画像データの取得を指示するためのものであり、静止画像取得ボタンが具備されている。更にまた、画像処理回路16では、動画像データが連続的に記録される際に、静止画像データを画像処理により監視することで、静止画像データを記録するためのタイミングが自動的に生成されたり、動画像データの再生の際には、静止画像データを生成するための画像処理が行われたり、表示回路17への画像データの選択出力が行われる。
【0014】
さて、先ずその画像データ記録再生装置での記録動作について説明すれば、オペレータにより動画像コントローラ181上の記録開始ボタンが押下操作されることで、フレームとしての動画像データの連続記録が開始される。撮影レンズ11による集光画像は、撮像素子12によりアナログ信号に変換され、更に、A/D変換器131によりディジタル信号に変換された上、ディジタル信号処理回路132によりホワイトバランス調整やガンマ補正等の処理が行われる。このようにして得られる動画像データに対しては、画像密度変換回路141で間引き処理が行われことで、NTSC方式やPAL方式上の有効画素数が得られ、その後、動画像圧縮/伸長回路142により圧縮処理が施された上、記録媒体143上に記録される。
【0015】
ディジタル信号処理回路132から出力される、画像密度変換前の動画像データはまた、同時にフレームとしての高精細な静止画像データでもあるが、以上の動画像データの連続記録に同時並行して、画像処理回路16では、その静止画像データが常時、監視される。この監視により、画像変化が多い等、静止画像データが記録されるべきと判断された場合には、静止画像圧縮/伸長回路151が動作可能状態におかれることで、静止画像データが圧縮処理された上、記録媒体152上に記録される。このようにして、動画像データの連続記録と静止画像データの非連続記録が行われている状態で、やがて、これら記録を停止させるには、オペレータにより動画像コントローラ181上の記録停止ボタンが押下操作されればよい。
【0016】
以上のようにして、動画像データは連続的に、また、静止画像データは非連続的に記録されることになるが、この場合での動画像データと静止画像データの関係を図2に示す。図示のように、連続的に記録されている動画像データ21各々に対しては、それと対とされている静止画像データが連続的に記録されることはなく、画像処理回路16での静止画像データ監視結果として、画像変化が多い等、静止画像データが記録されるべきと判断された場合のみ、ディジタル信号処理回路132からの高精細な静止画像データ22,23が、例えば散発的に記録される。換言すれば、静止画像データ22が記録された後は、これに連続して静止画像データの記録が行われるわけではなく、静止画像データの監視結果として、画像データの差分や動き検出等の結果が静止画像データ22に対し、ある閾値以上となった場合に、即ち、画像変化がある程度以上になった場合に、静止画像データ23が記録される。
【0017】
静止画像データはまた、より容易な方法として、固定の任意時間間隔で記録されるようにしてもよい。更に、静止画像データの監視結果による記録と、この任意時間間隔による記録とを組合せ、静止画像データを記録することも考えられる。何れによるとしても、このようにして記録された動画像データはそのフレーム情報として、同時に記録された静止画像データへのリンク情報を持つ。より具体的には、動画像データのサブコードエリア等には、同時に記録された静止画像データのファイル名211,212が記録される。したがって、ファイル名が記録されているか否かで、連続的に記録されている動画像データ各々に対し、対としての静止画像データが同時記録されているか否かが知れるものである。
【0018】
引き続き、画像データ記録再生装置での再生動作について説明すれば、オペレータにより動画像コントローラ181上の再生開始ボタンが押下操作されることで、動画像データの再生が開始される。記録媒体143上に記録されている圧縮動画像データは、順次、その記録媒体143より読み出された上、動画像圧縮/伸長回路142で伸長処理され、更に、画像密度変換回路141により補間処理されることで、静止画像データと同一画素数の同画像データが得られるようになっている。このようにして得られた動画像データは、その後、画像処理装置16で順次、処理された上、表示回路17に表示される。因みに、本例では、表示回路17での表示画素数は静止画像データの画素数と同一とされ、そのため、動画像データは補間処理されてから表示されているが、これは必須ではない。換言すれば、動画像圧縮/伸張回路142で伸長処理された動画像データが、そのまま、画像処理回路16を介し、表示回路17で表示されてもよい。
【0019】
さて、表示回路17上で動画像データが連続的に再生表示されている状態で、やがて、ベストシーンを発見し、オペレータがそのフレームを静止画像データとして得ることを望んだとすれば、オペレータにより静止画像コントローラ182上の静止画像取得ボタンが押下操作される。これを契機として、画像処理回路16では、オペレータからの要求静止画像データの生成処理が行われる。この生成処理について説明すれば、本例では、図3に示すタイミング31で静止画像取得ボタンが押下操作されたとして、要求静止画像データの生成処理手順は、以下のようである。
【0020】
即ち、比較的容易な方法としては、差分値のみから生成する手法が考えられる。この手法による場合、タイミング31に相当する動画像データ33と、その直前であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データ32と、この動画像データ32と同一タイミングで記録された静止画像データ24とが要求静止画像データ26の生成に利用される。これをより具体的に説明すれば、図4にその一例での生成フローを示す。これによる場合、先ず画像処理回路16では、動画像データ32,33の差分データとして、動画像データ33から動画像データ32を減算することにより、差分データが生成される(ステップ41)。その後、その差分データは静止画像データ24に適用されるべく、静止画像データの画素数に補間処理される(ステップ42)。この補間処理の結果が静止画像データ24に加算されるようにすればよい(ステップ43)。この結果として、オペレータからの要求タイミングに合致する要求静止画像データ26が得られるものである。このようにして得られる要求静止画像データ26は、差分データが小さい領域に対しては、高精細な状態を維持しているといえる。
【0021】
ところで、以上では、直前であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データが用いられているが、直後であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データが用いられてもよい。具体的に説明すれば、図3に示すように、動画像データ33,34の差分データとして、動画像データ33から動画像データ34を減算することにより差分データが算出された上、その差分データは静止画像データの画素数に補間処理された後、静止画像データ25に加算されるようにしてもよい。この結果として、先の場合と同様、高精細な要求静止画像データ26が得られるものである。勿論、これら2つの方法を組合せるようにしてもよく、また、直前、直後ではなく、タイミング31から離れた時間位置に記録されている、対としての動画像データ及び静止画像データを用いることも可能となっている。
【0022】
次に、動画像データ内に存在する任意被写体の動きベクトルを用いる生成手法について説明すれば、上記手法と同様に、タイミングに相当する動画像データ33と、その直前であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データ32と、この動画像データ32と同一タイミングで記録された静止画像データ24とが要求静止画像データ26の生成に利用される。より具体的に説明すれば、図5に示すようである。
【0023】
即ち、画像処理回路16では、2枚の動画像データ32,33に対する画像認識により、動きベクトルの算出が行われる。この結果として、位置35での被写体は位置36に移動したこと、換言すれば、その被写体の位置35とその移動方向・距離51が得られる。これが静止画像データ24に適用されるべく、その静止画像データ24の画角に対応するように変換を行い、被写体の位置52と移動方向・距離53が求められる。このようにして求められたデータが静止画像データ24に適用されることで、要求静止画像データ26が得られることになる。この場合、要求静止画像データ26内には、位置52に相当する領域データが存在しないが、動きベクトルで補償しきれない部分については、他のタイミングで撮像された静止画像データ、動画像データから同様にして補間するか、または差分データを用い生成するようにして、これを静止画像データ24に適用する結果として、オペレータからの要求タイミングに合致する要求静止画像データ26が得られる。このようにして得られる要求静止画像データ26は、差分データが小さい領域に対しては、高精細な状態を維持しているといえる。
【0024】
以上の説明では、直前であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データが用いられているが、直後であって、且つ静止画像データへのリンク情報を持つ動画像データが用いられてもよい。具体的に説明すれば、図3に示すように、動画像データ33から動画像データ34への動きベクトルが算出される。この結果、位置37での被写体は位置36から移動してきたことが得られ、また、動きベクトルで補償しきれない部分については、差分データ等を用いるようにして、これを静止画像データ25に適用すれば、その結果として、オペレータからの要求タイミングに合致した高精細な要求静止画像データ26が得られることになる。この手法においても、上記2つの方法を組合せるようにしてもよく、また、直前、直後ではなく、タイミング31から離れた時間位置に記録されている、対としての動画像データ及び静止画像データを用いることも可能となっている。
【0025】
更に、以上の手法とは別に、動画像データ内での任意被写体が拡大、または縮小したことを検出したり、回転したことを検出したりして、利用することも可能である。何れにしても、以上のような手法により得られた要求静止画像データ26は表示回路17上で表示可能とされており、これは、高精細な静止画像データであることから、拡大表示されてても、明瞭に被写体を確認することが可能となっている。一方、また、要求静止画像データ26は静止画像圧縮/伸長回路151により圧縮された状態として、記録媒体152上に記録され得るものとなっている。このように、記録媒体152上に記録されれば、要求静止画像データ26自体は高精細なので、印刷等に適した画像品質が容易に得られることになる。
【0026】
ところで、以上の説明では、静止画像データ記録タイミングは静止画像データの常時監視により自動的に生成されているが、動画像データの常時監視によっても、自動的に生成することが可能となっている。具体的には、動画像データが記録される際に、画像密度変換回路141からの出力動画像データが画像処理回路16で監視されるようにする。この場合でも、先の場合と同様、画像変化が多い等、静止画像データが記録されるべきと判断された場合に、静止画像圧縮/伸長回路151が動作可能状態におかれることで、静止画像データは圧縮された状態として、記録媒体152上に記録される。
【0027】
また、静止画像コントローラ182上に静止画像記録ボタンが具備される場合には、動画像データ記録中に自動的に静止画像データが記録されるだけでなく、オペレータ自身により意図的に静止画像記録ボタンが押下操作されることで、意図的、且つ任意タイミングで静止画像データを記録することも考えられる。動画像データ再生時に、オペレータからの要求により生成される要求静止画像データは、そのタイミングが静止画像データが記録されていないフレームである場合には、差分データや動きベクトル等を用い画像処理により求められるため、高品質の高精細静止画像データを得ることは、一般に困難となっている。しかしながら、動画像データ記録時に、後にオペレータが要求する可能性があるフレームが存在する場合に、それを予め静止画像データとして記録しておくようにすれば、より容易に高品質な静止画像データを得ることが可能となる。また、もしも、オペレータが要求するフレームがその近傍であるならば、補間精度を上げられることが考えられる。例えば、静止画像データ記録のタイミングが若干ずれていた場合、つまり、シャッターのタイミングが若干ずれていた場合等である。
【0028】
ここで、動画像データ、静止画像データそれぞれの記録媒体143,152への記録について言及すれば、望ましくは、これら記録媒体143,152は同一記録媒体とされる。同一記録媒体とされる場合、図2に示すサブコードエリアにはリンク情報ではなく、静止画像データ自体を記録させることも考えられる。例えば記録媒体としてテープが使用される場合、そのテープフォーマットの動画像エリアには動画像データが、サブコードエリアには静止画像データが、それぞれ記録されるようにすればよい。
【0029】
更に、動画像データ、静止画像データそれぞれが同一記録媒体に記録される際には、これら画像データを同一ファイル内のものとして記録することが考えられる。図6に一例でのファイルフォーマットを示す。図示のように、ファイル61は管理情報611、動画像データ612及び静止画像データ613を要素として構成される。管理情報611として、動画像データ612、静止画像データ613間のリンク情報を持つように、フォーマットを定義することで、本発明により生成される動画像データ及び静止画像データを1つのファイルとして扱うことが可能となる。
【0030】
最後に、高精細な動画像の再生について説明する。以上の説明では、任意フレームについて、高精細な要求静止画像データがその都度、生成されているが、全てのフレームについて、要求静止画像データが生成される場合には、高精細な動画像の再生が可能となることは明らかである。
【0031】
【発明の効果】
動画像データの再生表示に際して、所望タイミングでの静止画像データが、高精細な状態として、且つ容易に生成され得る画像データ記録再生装置及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像データ記録再生装置の一例での概要構成を示す図である。
【図2】動画像データ、静止画像データそれぞれが連続的、非連続的に記録される場合での動画像データと静止画像データの関係を示す図である。
【図3】オペレータから要求された静止画像データの生成方法を説明するための図である。
【図4】動画像間差分を利用した要求静止画像データの一例での生成フローを示す図である。
【図5】動きベクトルを利用した要求静止画像の生成方法を説明するための図である。
【図6】動画像データ、静止画像データそれぞれが同一記録媒体に同一ファイルとして記録される際での、一例でのファイルフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
11…撮影レンズ、12…撮像素子、131…A/D変換器、132…ディジタル信号処理回路、141…画像密度変換回路、142…動画像圧縮/伸長回路、143,152…記録媒体、151…静止画像圧縮/伸長回路、16…画像処理回路、17…表示回路、181…動画像コントローラ、182…静止画像コントローラ
Claims (8)
- 被写体を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの画像情報をディジタル的に画像処理することで、対としての動画像データと該動画像データよりも高精細な静止画像データとを順次、生成する画像データ生成手段と、
静止画像データ記録タイミングを生成する記録タイミング生成手段と、
前記記録タイミング生成手段からの静止画像データ記録タイミングに基づき、静止画像データが非連続的に記録される際に、該静止画像データと対とされている動画像データには、フレーム情報として該静止画像データへのリンク情報が伴われつつ、連続動画像データ及び非連続静止画像データを記録する画像データ記録手段と、
該画像データ記録手段からの動画像データの読出し再生中に、フレームとしての静止画像データの再生要求があった際に、該再生要求のタイミングに相当する動画像データと、該動画像データの時間近傍に位置している、静止画像データへのリンク情報を伴う動画像データと、該動画像データに伴われているリンク情報で指定される静止画像データとに基づき、再生要求に係る静止画像データを生成する再生要求静止画像データ生成手段と、を備え、
前記再生要求静止画像データ生成手段は、前記再生要求に係る静止画像データの生成に際し、前記動画像データに対する画像認識により該動画像データで表示される動画像に含まれる被写体の移動方向および移動距離を示す情報である動きベクトルを算出し、前記リンク情報で指定される静止画像データで表示される静止画像に含まれる被写体を前記動きベクトルに基づいて移動させた静止画像を生成し、被写体を移動させた静止画像におけるデータ欠如部分を動画像データの差分情報を利用して補間する記録再生装置。 - 請求項1記載の画像データ記録再生装置において、
前記記録タイミング生成手段では、静止画像データ、動画像データのうち、少なくとも何れか一方の監視結果による自動生成、任意時間間隔として生成される自動生成、静止画像取得用ボタンが操作されている間、継続的に生成される手動生成のうち、何れか1つ以上の組合せ生成によって、静止画像データ記録タイミングが生成される画像データ記録再生装置。 - 請求項1記載の画像データ記録再生装置において、
前記画像データ記録手段は同一記録媒体とされ、該同一記録媒体上に動画像データ及び静止画像データが記録される画像データ記録再生装置。 - 請求項3記載の画像データ記録再生装置において、
前記動画像データ及び静止画像データは、同一ファイル内のものとして記録される画像データ記録再生装置。 - 被写体を撮影した際での画像情報から、対としての動画像データと該動画像データよりも高精細な静止画像データとを順次、生成した上、静止画像データ記録タイミングに基づき、静止画像データが非連続的に記録される際には、該静止画像データと対とされている動画像データには、フレーム情報として該静止画像データへのリンク情報が伴われつつ、連続動画像データ及び非連続静止画像データを記録する画像データ生成・記録ステップと、
動画像データの再生中に、フレームとしての静止画像データの再生要求があった際には、該再生要求のタイミングに相当する動画像データと、該動画像データの時間近傍に位置している、静止画像データへのリンク情報を伴う動画像データと、該動画像データに伴われているリンク情報で指定される静止画像データとに基づき、再生要求に係る静止画像データを生成する静止画像データ生成ステップと、を含み、
前記再生要求静止画像データ生成手段は、前記再生要求に係る静止画像データの生成に際し、前記動画像データに対する画像認識により該動画像データで表示される動画像に含まれる被写体の移動方向および移動距離を示す情報である動きベクトルを算出し、前記リンク情報で指定される静止画像データで表示される静止画像に含まれる被写体を前記動きベクトルに基づいて移動させた静止画像を生成し、被写体を移動させた静止画像における データ欠如部分を動画像データの差分情報を利用して補間する画像データ記録再生方法。 - 請求項5記載の画像データ記録再生方法において、
前記静止画像データ記録タイミングは、静止画像データ、動画像データのうち、少なくとも何れか一方の監視結果による自動生成、任意時間間隔として生成される自動生成、静止画像取得用ボタンが操作されている間、継続的に生成される手動生成のうち、何れか1つ以上の組合せ生成によって生成される画像データ記録再生方法。 - 請求項5記載の画像データ記録再生方法において、
前記動画像データ及び静止画像データは、同一記録媒体に記録される画像データ記録再生方法。 - 請求項7 記載の画像データ記録再生方法において、
前記動画像データ及び静止画像データは、同一ファイル内に記録される画像データ記録再生方法。
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