(57)【要約】【課題】ビデオ番組を制作する方法を提供する。【解決手段】ビデオ番組を制作する方法であって、第１インターレース方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、入力ビデオ番組を第１プログレッシブ方式のビデオ番組になるようにインターレース解除するステップと、第１プログレッシブ方式のビデオ番組のフレームの幾つかを繰り返し、或いは、取り除いて第２プログレッシブ方式のビデオ番組に作り変えるステップと、第２プログレッシブ方式のビデオ番組をインターレース化して第２インターレース方式のビデオ番組を出力するステップとを含む。【選択図】図７ｂ
2006314140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ番組を制作する方法であって、
入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組がもし第１プログレッシブ方式ではないならば、前記入力ビデオ番組を前記第１プログレッシブ方式のビデオ番組になるようにインターレース解除するステップと、
前記第１プログレッシブ方式のビデオ番組又は前記第１プログレッシブ方式の前記入力ビデオ番組のフレーム速度の加速及び減速、並びに、フレームの繰り返し及び取り除きのうちの少なくとも一つを行って第２プログレッシブ方式のビデオ番組に作り変えるステップと、
第２プログレッシブ方式のビデオ番組を出力するか、又は、もしインターレース出力が必要であるならば、前記第２プログレッシブ方式のビデオ番組をインターレース化して第２インターレース方式のビデオ番組を出力するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記入力ビデオ番組は、毎秒３０フレーム（ｆｐｓ）インターレースのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式であり、前記第２インターレース方式は、２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式である請求項１に記載のビデオ番組を制作する方法。
【請求項３】
前記入力ビデオ番組は、２５ｆｐｓインターレースのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式であり、前記第２インターレース方式は、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式である請求項１に記載のビデオ番組を制作する方法。
【請求項４】
ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除したビデオ番組について、毎回６番目のフレームを除去するステップと、
前記毎回６番目のフレームを除去したビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む方法。
【請求項５】
ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除したビデオ番組について、毎回５番目のフレームを繰り返すステップと、
前記毎回５番目のフレームを繰り返したビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む方法。
【請求項６】
ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除した５０ｆｐｓのビデオ番組について、フレーム速度を４８ｆｐｓに減速し、及び、毎回第４番目のフレームを繰り返して６０ｆｐｓのビデオ番組に変換するステップと、
前記６０ｆｐｓのビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む方法。
【請求項７】
ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組のフレーム速度を減速して、２４ｆｐｓのビデオ番組にするステップと、
前記２４ｆｐｓのビデオ番組をインターレース解除して、４８ｆｐｓのビデオ番組にするステップと、
前記４８ｆｐｓのビデオ番組について、毎回第４番目のフレームを繰り返して６０ｆｐｓのビデオ番組に変換するステップと、
前記６０ｆｐｓのビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ番組を制作する方法及びビデオ方式を相互に変換する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルＴＶ（ＤＴＶ）放送、ケーブルＴＶ、ホームビデオ、一般の放送等の種々の番組配給方法により、テレビのチャンネルが非常に多くなり、それに伴い番組制作者にとって、特に高品質のＨＤＴＶ方式の番組の需要は、技術的にも経済的にも、特別な問題を提起している。業務用の編集や画像処理装置にかかる費用は、研究開発費の高騰やその他の要因により、どんどん上がっているが、パソコンを含む一般的なハードは、プロでない人、または初心者でも、十分に手の届くコストで、驚くべき特殊効果を実現することができるようになっている。結果として、この二つの分野の機材の識別をはっきりさせることができなくなっている。一般的なＰＣによる機材は、実時間で、全解像度での業務用の画像作成はできないものの、新しい世代のマイクロプロセッサーは、飛躍的にその処理が早くなり、より高解像度な用途に使えるようになってきている。さらに、メモリ回路や他のデーター保存ハードウェアの値段が急速に下がり、それらの機器の保存容量も劇的に増大して、ＰＣによる画像処理システムが業務用の用途に使用できる可能性が高まっている。
【０００３】
専用機器においては、その関心は、伝統的に二つの業務用の画像処理システムの開発に集中している。その一つは、映画での特殊効果を実施する為のより高品質な段階を目指し、そしてもう一つは、現在の放送システムの現状と経済的な範囲内で、完全な３５ｍｍの劇場映画の品質を提供するテレビ放送を目指している。これまで、映画のネガではその解像度が２５００本以上で、劇場で上映されている３５ｍｍ映画の品質は、１２００本かそれ以上と考えられてきた。こうした結果、現在検討されている画像方式は、高級な制作用途として、２５００本かそれ以上の解像度を持つビデオシステムに向けられてきた。それは、ＨＤＴＶ放送から、その方式をダウンコンバートして、ＮＴＳＣやＰＡＬの互換性のある方式まで階層構造になっています。そして多くの場合はプログレッシブの走査が用いられているが、この革命的な処理の一部の代わりとして、インターレースも受け入れることが検討されている。もう一つの重要な事項はコンピューターの画像処理と互換性がある方式に対応できることである。
【０００４】
コンピューターと画像処理の現在の技術の方向は、画素拡大により、劇場上映、映画の特殊効果、映画へと上位変換の方式の階層構造により行うことができる、走査線１２００以下の制作機材を可能にしています。さらに、汎用目的のハードウェアの発展は、現在実用になっているどの機材にも、深く考慮されていない課題である制作の経済的な側面を解決できるようになってきている。
【０００５】
米国では、最初の５０年間のテレビの歴史において、放送用ビデオ制作の為に、純粋アナログによるシステムの継続的開発と改良がなされてきた。またＮＴＳＣシステムの特性はだいたいテレビの水平解像度３４０本に相当する４．２ＭＨｚの映像帯域に制限されている。ＰＡＬやＳＥＣＡＭが採用されている国々では、その帯域は、だいたいテレビの水平解像度４４０本に相当する５．５ＭＨｚになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところがこの十年間に、デジタル処理は映像制作機器の標準になって来た。しかし既存の機器や方式との互換性を保つ為に、映像帯域は必然的に４−６ＭＨｚ（ＮＴＳＣかＰＡＬの用途により違う）制限されてきた。またデジタル処理は、映像制作の段階で画質の劣化を減らすようになっている。
【０００７】
またこの５年間ぐらいで、デジタル画像圧縮技術が飛躍的に成熟してきた。その結果、多くの互換性のない圧縮方式が出てきた。たとえば、ＪＰＥＧシステムの違った形、クイックタイムシステム、ＭＰＥＧ−１、そしてＭＰＥＧ−２方式の多くの形などがある。さらに、ビデオ制作システムの最近の記録方式では、ソニーや松下から出されている１／４インチのＤＶＣ方式を含む種々の新しい方式が紹介されている。多くの世代を経るアナログの制作システムにおいて信号劣化の特徴は良く知られていますが、デジタル圧縮のこれらの方式間の変換や再圧縮から生じる不完全さは、非常に大きな問題であり、予測がつかない。実際には、この繰り返されるアナログからデジタルへ（Ａ−Ｄ）の変換や、デジタルからアナログへ（Ｄ−Ａ）の変換、そしてデーターの圧縮と伸張も同様に多くの信号劣化と、種々の形の信号ノイズを発生させる。デジタル映像制作システムは、多世代の制作処理に、世代間のノイズを無くすことを約束しているが、種々の互換性のない画像データ圧縮方式が使われる時に、データーの圧縮と伸張も含めて繰り返されるＡ−ＤとＤ−Ａ変換により、実際は違ってきている。
【０００８】
一方最近２０年間の間のＴＶカメラ技術は、既存の製作機器の性能をはるかに超えるところまで発展してきている。映像の帯域の幅は（ＴＶ水平解像度の３４０本に相当する）４．２ＭＨｚから（ＴＶ水平解像度１０００本に相当する）１２ＭＨｚに増加してきている。ところが既存の放送や制作機器の制約により、今日の高性能カメラシステムにより生み出される画質面のほとんどの詳細情報が失なわれてしまっている。
【０００９】
ＨＤＴＶにおいて、一つの目標は、だいたい３０ＭＨｚの帯域を必要とする画面の高さに対してだいたい１０００本のＴＶ解像度を持つ画像を制作することである。そのかわりに、これは、Ｓ／Ｎ比が悪くなるといった新しい問題を発生させる。既存の放送用カメラは１０ビットのデジタル処理をしても６５ｄＢものＳ／Ｎ比の信号をつくれるが、ＨＤＴＶカメラでは、８ビットの処理だけで、典型的に、５４ｄＢのＳ／Ｎ比の信号しか出せない。さらにＨＤＴＶカメラは典型的に２百万画素のＣＣＤを使用するが、これは一画素あたりの大きさは既存の放送カメラのだいたい１／４の大きさになる。これでは感度が非常に下がり（１から２のレンズのしぼりの損失に相当）、スミアが増えて、高輝度の圧縮が落ちてしまうことを意味する。
【００１０】
日本のＭＵＳＥのようなアナログのＨＤＴＶシステムは、１０００本のＴＶ解像度の設計目標を出していない。現実には、１／４の画像情報しか送られていない。静止画においては、２０ＭＨｚに減らされたルミナンスの帯域は６００ＴＶ解像度を見せるが、動画になると４５０本ぐらいの解像度に劇的に減る。クロミナンスの帯域は、サブサンプリングによりさらに減り、（静止画で）Ｉ信号が２８０本に、Ｑ信号は１００本に、そして（動画で）Ｉ信号が１４０本に、Ｑ信号では５０本まで落ちる。このシステムは１６：９のアスペクト比のワイドスクリーンを提供するが、高品位テレビシステムとしての品質に値しないものである。
【００１１】
以前に述べた互換性の関係により、既存のビデオレコーダは、現在のカメラシステムの技術的性能に到達することができないことは明白である。Ｄ−６の方式のデジタルレコーダは実用化されていますが、その費用とその機材の複雑さにより多くの放送局が採用する枠から離してしまっている。さらに、既存のスイッチャーや他の機器も、まだ現実のカメラシステムの性能に到達していない。
【００１２】
１／２インチの携帯レコーダ（Ｕｎｉ−Ｈｉ）のような他のレコーダも製作されているが、これはアナログ領域での記録である。この仕様ゆえに、多世代の編集には使用できない。さらに、ルミナンスの帯域は２０ＭＨｚだけで、だいたい６００本のＴＶ解像度に相当する。
【００１３】
Ｗ−ＶＨＳ（広帯域ＶＨＳ）レコーダはワイドなアスペクト比を提供しているが、３００本ほどの水平解像度しかなく、どのような業務用の用途にも向かない。（Ｄ−ＶＨＳのような）他の配給用の方式は、データーの高圧縮を必要として、記録できるデーター比を制限します。そしてこれらは、（４００本ＴＶ解像度以下の）Ｗ−ＶＨＳ品質にしか到達していない。
【００１４】
新しく紹介されたＨＤデジタルベータカム方式は（ＨＤＣＡＭ）ビデオレコーダは、４：２：２の処理でなく３：１：１のデジタル処理を採用している。しかし、７００本のＴＶ解像度に相当する２４ＭＨｚのルミナンス帯域しかない。そして、狭いクロミナンス帯域である。このシステムは既存のどのアナログＨＤＴＶレコーディングシステムよりはるかに優れているが、ＨＤＴＶデジタルカメラによりつくられるフル解像度を記録するには、まだ不足している。データー圧縮方式が専用であるために、制作処理は、Ａ／Ｄ、Ｄ−Ａ変換のみでなく、データーの圧縮、伸張を繰り返すことになり、結果として、多くの信号ノイズを発生させる。
【００１５】
要約すると、業務用の業界で使われている既存のカメラ技術は、３０ＭＨｚの帯域を持ち、そして１０００本のＴＶ解像度がある。ところが、（解像度とＳ／Ｎ比に関しては）民生機のグレードの機器の特性の品質しか出していない。さらに、これらのシステムの値段が、非常に高くて、経済的恩恵もなく、ただのアナログタイプの性能を出しているデジタルシステムとしか機能していない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るビデオ番組を制作する方法の特徴構成は、ビデオ番組を制作する方法であって、
入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組がもし第１プログレッシブ方式ではないならば、前記入力ビデオ番組を前記第１プログレッシブ方式のビデオ番組になるようにインターレース解除するステップと、
前記第１プログレッシブ方式のビデオ番組又は前記第１プログレッシブ方式の前記入力ビデオ番組のフレーム速度の加速及び減速、並びに、フレームの繰り返し及び取り除きのうちの少なくとも一つを行って第２プログレッシブ方式のビデオ番組に作り変えるステップと、
第２プログレッシブ方式のビデオ番組を出力するか、又は、もしインターレース出力が必要であるならば、前記第２プログレッシブ方式のビデオ番組をインターレース化して第２インターレース方式のビデオ番組を出力するステップとを含む点にある。
【００１７】
本発明に係るビデオ番組を制作する方法の別の特徴構成は、前記入力ビデオ番組は、毎秒３０フレーム（ｆｐｓ）インターレースのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式であり、前記第２インターレース方式は、２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式である点にある。
【００１８】
本発明に係るビデオ番組を制作する方法の別の特徴構成は、前記入力ビデオ番組は、２５ｆｐｓインターレースのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式であり、前記第２インターレース方式は、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式である点にある。
【００１９】
本発明に係るビデオ方式を相互に変換する方法の特徴構成は、ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除したビデオ番組について、毎回６番目のフレームを除去するステップと、
前記毎回６番目のフレームを除去したビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む点にある。
【００２０】
本発明に係るビデオ方式を相互に変換する方法の特徴構成は、ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除したビデオ番組について、毎回５番目のフレームを繰り返すステップと、
前記毎回５番目のフレームを繰り返したビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む点にある。
【００２１】
本発明に係るビデオ方式を相互に変換する方法の特徴構成は、ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除するステップと、
前記入力ビデオ番組をインターレース解除した５０ｆｐｓのビデオ番組について、フレーム速度を４８ｆｐｓに減速し、及び、毎回第４番目のフレームを繰り返して６０ｆｐｓのビデオ番組に変換するステップと、
前記６０ｆｐｓのビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む点にある。
【００２２】
本発明に係るビデオ方式を相互に変換する方法の特徴構成は、ビデオ方式を相互に変換する方法であって、
２５ｆｐｓのＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式又はＨＤＴＶ方式の入力ビデオ番組を受け取るステップと、
前記入力ビデオ番組のフレーム速度を減速して、２４ｆｐｓのビデオ番組にするステップと、
前記２４ｆｐｓのビデオ番組をインターレース解除して、４８ｆｐｓのビデオ番組にするステップと、
前記４８ｆｐｓのビデオ番組について、毎回第４番目のフレームを繰り返して６０ｆｐｓのビデオ番組に変換するステップと、
前記６０ｆｐｓのビデオ番組について、各フレームを各フィールドにインターレース化して、３０ｆｐｓのＮＴＳＣ方式又はＨＤＴＶ方式のビデオ番組を出力するステップとを含む点にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、経済的なマルチフォーマットのデジタル映像制作システムを提供する為に、すでに実用になっている一般用の技術を利用している。本発明の実施に際して、特別な画像処理の能力が、高性能のＰＣかワークステーションに含まれていて、使用者が入力する番組を編集、処理をして、違ったフレーム速度と画像サイズの両方を持つ最終方式のものを出力する番組を制作することができる。内部の制作方式は、標準４：３比のＨＤＴＶ、ワイドスクリーン１６：９比のＨＤＴＶ、そして映画に関連した既存の、そして予定されている方式の最も互換性があるものに選ばれている。映画との互換性の為に、（元が映画方式の番組素材には）２４ｆｐｓを、（スポーツ中継のような生中継の番組素材には）毎秒４８フィールドを薦める。画像は水平、垂直にピクセル補間されて、それぞれの用途に合うように画像サイズを大きくしたり小さくしたりします。フレーム速度はフレーム間補間によるか、２４から３０ｆｐｓ変換の為の３：２プルダウンを含む伝統的手法により変換される。再生する際に、（２４から２５への変換は）簡単な、スピードを上げるか、（２５から２４への変換は）スピードを落とすか、非同期の読み書きのできる番組保存設備を使うことなどにより、フレーム速度の処理をする。ＨＤＴＶ方式への信号変換の段階は、（高いサンプリング周波数を使った）広帯域の信号の改造されたアップコンバージョンにより行われ、画像サイズを変換してＨＤＴＶ方式にする。
【００２４】
本発明は、一つかそれ以上のインターフェース機器と組み合わさっていて、使用者が標準、ワイドスクリーンのインターフェース機器が入力の方式の番組を、標準、ワイドスクリーン方式にした画像に変換する機能を含む。そして、付属の表示装置に出力する。ＨＤＴＶインターフェース機器は入力の方式の番組を、ＨＤＴＶ方式の画像になる出力信号に変換でき、そして、表示装置に出力する。入力の映像番組と関係する中心の制御器や使用者インターフェースは、使用者によって、画像処理器が、テレビインターフェースを使って、一つかそれ以上の変換をできるように命令するとができる。本発明は、このように、比較的低い画素の大きさの制作を推奨して、低いコストの一般用の技術を使い、そして高いＳ／Ｎ比を維持する。そしてさらに、結果として、いわゆるアップコンバートした番組に画像を拡大する。これは、今までのやりかたとは対照的です。それらは、ＨＤＴＶタイプの解像度での制作を推奨して、必要ならば小さい画像方式にダウンコンバートする。これは高価な専用機器の使用を促し、本発明がこれらを除こうとする必要を促し、さらに、柔軟な記録部と再生装置が、番組素材の再生を細かく制御して、フレーム速度を調整したり変換できる。そして、番組再生の開始と終了を時間的にずらすことができる。その場合は、機器の設置が離れていたり、同じソース信号の再生データーストリ−ムから違ったフレーム速度を同時に多くの受信点で出力する場合である。商用化する際には、本発明は、パン、スキャンの情報や地域や地域的販売計画による鑑賞を制限する表示情報のような、拡大した情報を処理したり受け入れたりすることに既に対応している。
【００２５】
この方法と関連の技術により、（１６：９のアスペクト比で、画の高さ方向のＴＶ解像度を６００本以上に相当する１５ＭＨｚまでの）現在のカメラの元の広帯域を維持することができる。そして、現在実用化されているパナソニックのＤＶＣＰＲＯ、ＤＶＣＰＲＯ５０、ソニーのＤＶＣＡＭ、ＪＶＣのＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ、ソニーのＢｅｔａｃａｍＳＸレコーダのような、一般的記録機器の容量を十分に使うことができるように、圧縮技術を適正化する。このシステムは、全体の制作処理を通して、（Ｍｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧのタイプや、ＤＶ方式のレコーダ、ＭＰＥＧ−２の４：２：２Ｐ＠ＭＬで使用されているシステムのような）フレーム内圧縮だけを使用して、一定の圧縮方式を働かせることを推奨する。これは信号の劣化を防ぎ、高いＳ／Ｎ比を確保する。そして番組素材をデーター圧縮した状態で編集を可能にしする。これにより、画の高さ方向のＴＶ解像度を６００本以上の本来のカメラの性能を維持することができるようになる。そして、４：２：２処理により、クローマ帯域を７．５ＭＨｚまで提供する。また１０ビットの処理を使って、Ｓ／Ｎ比の性能を６５ｄＢにしている。そして（ｆ−１１の比に）カメラの感度を向上させている。反対に、現在の、また今後予定されているＨＤＴＶシステムは、８ビット処理で、５４ｄＢ以下のＳ／Ｎ比の性能、カメラの感度もｆ−８しか提供していない。
【００２６】
本発明は現在実用の記録媒体の最適化も同様に提供している。ハードディスク、（ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、やＤＶＤ−ＲＡＭなどの）光学ディスク、光学磁気ディスク、あるいは（ＤＡＴ方式、ＤＶＣ、ＤＶＣＰＲＯ、ＤＶＣＡＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｓまたは８ｍｍ方式のような）デジタルテープを使って、記録されるデーター速度は既存のＨＤＴＶシステムの比のほとんど１／４になっている。そして、この制作方式の圧縮で６０分以上の記録に、毎秒５０Ｍｂかそれ以下でのデーター速度を使って、たった２０ＧＢを使うだけである。これは特定の既存の記録機器の容量以内に十分に入っている。水平と垂直の画素補間の技術は、画像を４倍にして、結果として１９２０×１０８０ピクセルのフレーム画像の大きさまで出力することが可能である。そして最終の番組の情報は、ＭＰＥＧ−２のような既存の圧縮方式で配信できる。
【００２７】
三つの画像フレームサイズを、意図する用途により推奨する。一般的な使用には、１０２４×５７６の画像フレームサイズを推奨する。オプションとして１２８０×７２０か１９２０×１０８０の画像フレームサイズを毎秒２４フレームで使用する。ルーミナンスに７４．２５ＭＨｚまでのサンプリング周波数では１９２０×１０８０を使用する。３７ＭＨｚまでのサンプリング周波数では、１０２４×５７６と１２８０×７２０を使用することを推奨する。クローマの部分は４：２：２システムで一定にサンプルされて、１０ビットの精度が推奨される。
【００２８】
表示装置の技術や方法は他の機器と同様に進歩して、インターレース信号をプログレッシブ走査に、走査線の倍化に、水平と垂直の画素補間の進んだ一般的技術で変換できるようになっている。表示装置の一部としてこれらの仕様の実用化は、マルチフォーマットデジタル制作を実現する処理を簡単にしている。
【００２９】
本発明は、現在実用のマルチスキャンモニターで表示できるピクセルの数の画像を含み、現在と予定されている画像、テレビ方式に互換性を保ったまま、アスペクト比、解像度そしてフレーム速度を相互互換できるように、不可欠なフレーム速度変換を含み、異なる画像処理またはテレビ方式の変換を行うものである。専用のハードにより、これらのモニターの能力を超える高いピクセル数のフレームを見ることができるようにしている。画像は、各々の用途の特定な必要性を充足させるように、システムによって、大きく、あるいは小さくリサイズされ、そして、フレーム速度は、フレーム間補間によって、あるいは（図７Ｃに示す毎秒２４フレーム（ｆｐｓ）のプログレッシブから３０ｆｐｓのインターレースに変換するか、  映画からＮＴＳＣ変換で使われるような、４８ｆｐｓプログレッシブを６０ｆｐｓプログレッシブに変換するような）３：２プルダウンを利用するような伝統的な方法によって行われる。あるいは（ＰＡＬのテレビ表示の為に、２４から２５ｆｐｓに）フレーム速度自身を早めることによって行われる。リサイズの操作は、画像のアスペクト比の保存に関係するか、あるいは、ある部分を切り落とすことにより、画像を圧搾するようなノンリニアの変化を行うことによって、あるいは、パン、スキャン、そしてその他の映像の中心を変化させることによって、アスペクト比を変えることができる。映画が、しばしば普遍の方式として、参照されるのは、（主に、３５ｍｍの映画機器が標準として、世界中で使用されているからで、）本発明の内部の、あるいは制作のフレーム速度は、２４ｆｐｓであることが推奨されている。この選択は、また、２４フレーム速度が３０ｆｐｓより感度の高いカメラの実現を可能にする、追加の長所を持ち、それは、プログレッシブ走査を使用するシステムにとっては、より一層重大である。（その為に、その速度が、ある他の提案によるシステムにおける毎秒６０フィールドのインターレースに対して、毎秒４８フィールドのインターレース（あるいは２４ｆｐｓのプログレッシブ）になる。）
画像の大きさは、今までのＣＣＤタイプのカメラを使用することが可能であるが、全体の信号の回路を通して、直接にデジタル処理をすることが薦められ、そして、これは、典型的アナログ処理回路を完全なデジタル回路で入れ替えることによって実現される。制作の効果は画像の大きさが適切である時はいつでも行うことができ、そして記録する為に、リサイズされる。画像は保存機器にデジタルデーターを書き込むことにより記録される。そしてそれは、内部か可搬型ハードディスクドライブ、可搬型媒体でのハードディスクドライブ、光学か光学磁気ベースのドライブ、ＤＶＤ−ＲかＤＶＤ−ＲＡＭタイプのドライブ、テープベースのドライブあるいは半導体ベースのメモリー機器により、圧縮されたデーターの形が推奨される。
【００３０】
画像処理のデーターレートとディスクドライブとの読み書きが、早くなるので、現在数秒必要としている多くの処理は、すぐに実時間で達成できるようになる。これによって、遅い速度で、映画のフレームを記録する必要がなくなります。スローモーションやファーストモーションのような、その他の特殊効果も、具体化される。そして今日の技術で、どうしても限界があるのが、これらの効果のフレーム速度だけである。特に、ノンリニア編集、アニメーション、そして特殊効果のような技術は、このシステムの実現により有利になる。音声の場合に、データーレートの必要条件は、音質に大きく影響します。音声信号は、制作の為の、交互に噛み合った、また同期したシステムによって、別々に扱われ、あるいは音声データーはビデオストリームの中に交互に重ね合わせられる。この方法の選択は、望まれる制作処理のタイプにより、そして現在の技術の限界による。
【００３１】
幅広い種々のビデオの方式と機器の構成が、本発明に応用できるが、このシステムは、現在実用の機器そして方法に最も互換性があるものとして、説明される。図１Ａは、画像のサイズ、そしてピクセルの数の互換性があるシステムの一つの例を表している。選択されるフレーム速度は、（映画の要素との互換性の為に）毎秒２４フレームのプログレッシブが、（スポーツ中継のような生中継の番組素材の為に）毎秒４８フィールドのインターレースが推奨される。選択される画像のピクセル数は、全てのＨＤＴＶシステムに予定されている１６：９のワイドスクリーンのアスペクト比に互換性を持たせる為に、１０２４×５７６（０．５６２５Ｍｐｘｌ）が推奨され、そして今までの４：３のアスペクト比が、ＰＡＬシステム［７６８×５７６（０．４２１８７５Ｍｐｘｌ）］に、あるいはＮＴＳＣ（６４０×４８０−０．３０７２Ｍｐｘｌ）に使用される。全ての具体化では、他のピクセルの形も使用されるが、正方形のピクセルが望まれる。（多くの画像処理ソフトのパッケージで実用的な良く知られた、複雑なサンプル技術を使用するか、あるいは代わりに、これから説明する水平と垂直に画素補間するハードの回路を使用した）１２８０×７２０（０．９２２Ｍｐｘｌ）か１９２０×１０８０（２．１４Ｍｐｘｌ）へのどちらかのリサイズは、ＨＤＴＶ表示に、あるいは劇場上映システムにも、向いた映像を提供する。そして、さらなる３８４０×２１６０（８．３Ｍｐｘｌ）へのリサイズは、最も要求の厳しい制作効果にも適切である。画像は、ＤＶ方式の機器を使うなどして、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧタイプで５：１、あるいはＭＰＥＧ−２  ４：２：２Ｐ＠ＭＬの圧縮で１０：１にデーター圧縮される。
【００３２】
この高解像度の信号の広帯域を維持する為に、より高いサンプリング周波数がエンコードに必要となる。１０２４×５７６の２４ｆｐｓには、だいたい２０ＭＨｚが推奨され、走査線あたりのサンプリングの総数は１２５０になり、フレームで総数６２５本になる。このサンプリングの割合ではルミナンス信号を１０ＭＨｚの帯域で処理をすることができ、これは画の高さ方向の解像度がだいたい６００ＴＶ本に相当する。本発明と対照に、既存のＳＤＴＶのデジタルコンポーネントシステムは１３．５ＭＨｚのサンプル周波数を用いて、（画の高さ方向の解像度がだいたい３００から３６０ＴＶ本の）５から６ＭＨｚのルミナンス帯域を提供するだけである。これらの広帯域のデーターファイルは既存の磁気か光学のディスクドライブに保存されるか、テープベースに保存されるが、（８ビットサンプルで４：２：２システムとして）Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−ＹでＳＤＴＶのワイドスクリーンのフレームでだいたい毎秒５．５ＭＢの容量が必要なだけである。このシステムの最終データの速度は毎秒５０Ｍｂｉｔｓより小さくなり、ＢｅｔａｃａｍＳＸ、ＤＶＣＰＲＯ５０あるいはＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ５０のような現在実用になっているビデオレコーディング機器の能力で記録できる。もし高いデーター圧縮が用いられるならば、ＤＶＣ、ＤＶＣＰＲＯかＤＶＣＡＭのような機器を使っても記録できる。８ビットよりも１０ビットでの精度のサンプリングをしたいならば、ＢｅｔａｃａｍＳＸ、ＤＶＣＰＲＯ５０かＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ５０が使える。
【００３３】
本発明のもう一つの具体化が図１Ｂに示されている。この場合は、使用者は４：３のアスペクト比で撮影される、映画制作に一般に使用される技術に従う。ワイドスクリーンに上映される時は、フレームの上と下がアパチャープレートにより、遮られて、画像が望むアスペクト比（典型的に１．８５：１か１．６６：１）を表す。もし元の画像が毎秒２４フレームで、４：３の比で１０２４×５７６のピクセル数で記録されたならば、全ての画像処理はこの大きさを保つ。現存の方式との完全な互換性を持つ為には、これらの画像の大きさを変えて、直接にＮＴＳＣやＰＡＬの画像を制作できるようになり、そして、前述のワイドスクリーン画像は、画像の上から９６本の列を、そして画像の下から９６本の列を取り除いて、結果として１０２４×５７６の画像の大きさとなる。これらの方式のそれぞれのフレームのデーターの容量は、０．７５Ｍｐｘｌになり、そして上記で説明したデーター記録の必要性は、同様となる。
【００３４】
本発明のもう一つの具体化は、図１Ｃに描かれている。このシステムは、ＦＣＣ（連邦通信委員会）のＡＴＳＣ研究委員会によって検討され、そして幾つか提案されているデジタルＨＤＴＶ方式の中で、推薦されている画像の大きさに従う。採用されているこの方式は、１２８０×７２０のピクセル数を持つワイドスクリーンを想定しています。この画像の大きさを使って、（しかし２４ｆｐｓのプログレッシブで）現存の方式との互換性は、その画像のそれぞれの側から、１６０本の縦線を取り除くことによって、このフレームサイズから得られるＮＴＳＣとＰＡＬの画像として、実現し、その結果として、９６０×７２０のピクセル数を持つ画像となる。この新しい画像は、大きさを変えて、ＮＴＳＣの６４０×４８０か、ＰＡＬの７６８×５７６のピクセル数を持つ画像を作る。それに対応したワイドスクリーンの方式は、それぞれ、８５４×４８０そして１０２４×５７６になる。４：２：２の方式で、１２８０×７２０の画像は、８ビットのサンプリング精度で、１．８５ＭＢ必要になり、１０ビットのサンプリング精度で、２．３ＭＢ必要である。これらの信号が、記録用に、１０：１のデーター圧縮がされた時に、この二つの画像サイズは、それぞれ、（毎秒３５．５Ｍｂｉｔｓ）毎秒４．４４ＭＢか（毎秒４４．４Ｍｂｉｔｓ）毎秒５．５５ＭＢのデーター速度が必要となる。
【００３５】
この高解像度の信号の１５ＭＨｚの全帯域を確保する為には、サンプリング周波数がだいたい３０ＭＨｚをエンコードするのに必要となり、２４ｆｐｓで１２８０×７２０の画像には、走査線の全域で１６５０サンプルで、フレーム全体で７５０本になる。これと対照的に、典型的なＨＤシステムは、３０ＭＨｚの帯域を提供する７４ＭＨｚのサンプリング周波数が必要である。この場合、１２８０×７２０の画像のピクセル数は０．８７８９０６２５Ｍｐｘｌとなり、７２０ＴＶ本の水平解像度を持ちます。さらに、ＦＣＣのＡＴＳＣで評価中のこのシステムはまた、ただの６４０×３６０のピクセルを維持した詳細な、二つのクローマ信号の１０分の１を想定している。全体として、このシステムのデーター速度は、１０ビット精度で４：２：２サンプリングを使って、毎秒５０Ｍｂｉｔｓ以下である。これは、現在実用になっているＢｅｔａｃａｍＳＸ、ＤＶＣＰＲＯ５０やＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ５０などでのビデオ記録機器の能力内にあります。（東芝のＤ−６方式、ＨＤＣＡＭやＤ−５方式のような）高価で早いデーター速度のレコーダは、本発明を使用することにより、必要なくなりますし、この用途の機器や制作システムのコストは、劇的に下がる。２４ｆｐｓのプログレッシブの開発の道のりは非常にはっきりしていて実用的である。それは１９２０×１０８０のピクセル数を持つ画像を制作する先に記述された方法を使うことになる。
【００３６】
本発明の三つめの具体化は、図１Ｄに描かれている。この代わりのシステムは、ＦＣＣのＡＴＳＣによって考慮されている、幾つかの提案されたデジタルＨＤＴＶ方式に推奨されている画像の大きさに従う。採用された方式は、（２．１Ｍｐｘｌの）１９２０×１０８０のピクセルの数を持つワイドスクリーンを想定するが、２４ｆｐｓのプログレッシブである。４：２：２のサンプリング方法を使って、この１９２０×１０８０の画像は８ビットの精度でサンプリングした時に、４．２ＭＢ、そして１０ビットの精度でサンプリングした時に、５．２ＭＢを必要とする。これらの信号を記録する為に、１０：１の圧縮比を使って圧縮された時に、二つの画像は、それぞれ毎秒（８０Ｍｂｉｔｓ）１０ＭＢか、毎秒（９６Ｍｂｉｔｓ）１２．５ＭＢのデーター速度が必要になる。この高解像度の全帯域を保持する為には、７４．２５ＭＨｚのサンプリング周波数がエンコードに必要になり、走査線あたり２７５０のサンプリングとなり、フレームあたり全体で１１２５本になる。この場合、これらの大きさの画像は、画の高さ方向の解像度が１２００ＴＶ本になり、３０ＭＨｚを超えたルミナンスの帯域になる。（Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙのような）クローマの帯域は１５ＭＨｚになる。１９２０×１０８０で、３０ｆｐｓのインターレースの場合は、対照的に、７４．２５ＭＨｚのサンプリング周波数により、高さ方向の解像度が（上記より２００本少ない）１０００本しか出ない。
【００３７】
全体で、このシステムのデーター速度は、１０ビット精度で４：２：２のサンプリングを使って、毎秒１００Ｍｂｉｔｓ以下である。これは、パナソニックのＤＶＣＰＲＯ１００かＪＶＣのＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ１００のような、近い将来に実用になるビデオ記録機器の能力内で使用できます。（東芝のＤ−６方式、ＨＤＣＡＭそしてＤ−５方式のような）高価で早いデーター速度の記録機は、本発明を使用することにより必要なくなり、この用途の機器や製作システムのコストは劇的に下がります。これらの画像は７６８０×４３２０の大きさまでリサイズされて、ＩＭＡＸとそれらが使う６５ｍｍのカメラネガのような特別な光学効果、あるいは他の特別な映画方式などに役立てることができる。さらに、この下記に述べる他のＨＤＴＶ方式を制作する為の、変換処理が可能である。（それは２４ｆｐｓの１２８０×７２０プログレッシブ、２５ｆｐｓの１９２０×１０８０インターレース、５０ｆｐｓの１９２０×１０８０プログレッシブ、３０ｆｐｓの１９２０×１０８０のインターレース、６０ｆｐｓの１９２０×１０８０プログレッシブである。）あるいはＳＤＴＶの代わりの方式に変換する。（それは２５ｆｐｓで１０２４×５７６、２５ｆｐｓで７６８×５７６、３０ｆｐｓで８５３×４８０あるいは３０ｆｐｓで６４０×４８０である。）
これまで記述されたそれぞれの場合に、データーストリームの中に、位置とか、画像の中心信号を含むことができ、受信機器か表示モニターによって役立つ情報を含むことにより、パン・スキャンの操作を可能にする。そして、その情報により、表示機のアスペクト比と違う信号を表示するように、適切に働きます。例えば、ワイドスクリーンで送信された番組は、今までの一般的な４：３のアスペクト比の表示機が自動的に適切な位置にパンするように（水平、垂直に）、画像の中心の位置を変えるように指示する情報を含む。クレジットや特別なパノラマ映像の表示には、モニターはオプションとして、いっぱいのレターボックス表示に切りかえることができるか、画像を中心にして、（画像の両側面を取り去った）いっぱいの高さと（いっぱいの幅で、しかし表示機の画像の上下を何もないようにした）レターボックスとの中間のような、中間の状態に対応する情報を含んで、画面の大きさを変える。この位置と大きさの情報は、使用する表示方式の制限の中で、元の素材の芸術的価値を維持できるように、（映画からビデオにトランスファーする時の典型的な操作であるパンとスキャンを）使用者が制御して決定できる。
【００３８】
現在のＣＣＤ素子のカメラはｆ１１で２０００ｌｕｘの感度、水平輝度（Ｙ）解像度９００本以上、そして、Ｓ／Ｎ比６５ｄＢ以上の画像を創る。けれども、典型的なＨＤＴＶカメラでは、１０００ＴＶ本の解像度と、ｆ８の感度で、広帯域のアナログの増幅器とＣＣＤ素子の物理的な大きさの制限により、５４ｄＢだけのＳ／Ｎ比で、画像を創る。本発明のカメラシステムでもって、より一般的ＣＣＤ素子を使用し、そしてコンピューターでの、画像のリサイズにより、ＨＤＴＶタイプの画像を創ることで、より改善されたＳ／Ｎ比が得られる。この新しい設計のアプローチに順応したカメラが実際に具体化する場合において、大規模な照明を用意する必要がなくなり、その次に、リモート制作での発電機そして、スタジオ用途でのＡＣ電源の需要が少なくなる。
【００３９】
ＣＣＤベースのカメラで、赤と青のＣＣＤの画素は合わせ、緑のＣＣＤの画素は、１／２ピクセルだけ水平にずらして、ある用途では垂直もずらして、見かけ上の解像度を上げる技術は一般的になってきている。この場合、画像の情報は合っているが、アリアジングのゆえに擬似情報は位相がずれている。二つのカラー信号が混合された時、画像情報は、そこなわれないが、ほとんどの偽情報は、打ち消されてしまう。この技術は、対象が単一の色である時は、きわめて効果が少なく、偽情報を押さえる為に、それぞれのＣＣＤに光学低域フィルターを実装するのが一般的な方法である。さらに、この技術は、コンピューターベースの画像には、カラーのピクセル画像が常に合っているので、用いることができない。けれども、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｒ−Ｂの映像で、この画素ずらしの用途の結果は、輝度信号の水平解像度を、約９００本（４：３のアスペクト比で走査線一本あたり１２００の有効ピクセル）に上げることができ、そして、垂直の見かけ上の解像度を５０−１００本改善する。
【００４０】
新しい制作の標準として、２４ｆｐｓ記録を普及させる変遷の期間に、既存の１６：９のワイドスクリーン可能なＣＣＤカメラ（２５ｆｐｓか３０ｆｐｓで働く）を、本発明による、これらのカメラの広帯域の性能を保持するように、広帯域記録方法を役立てることができる。正方形のピクセルの必要性をあきらめれば、ルミナンスを３０ＭＨｚまでのサンプリング周波数（クロミナンスを１５ＭＨｚ）が使われることが推奨されるが、これは今までのシステムの典型的ＨＤＴＶルミナンス信号で使われている７４ＭＨｚのサンプリング周波数の半分以下である。クローマの信号は４：２：２システムで一定にサンプルされるべきである。この広帯域データーストリームは、１０ビットでＭＰＥＧ−２  ４：２：２Ｐ＠ＭＬを使い、その後１０：１に圧縮される。この結果のデーター速度は、まだ毎秒５０Ｍｂｉｔｓ以内である。１０：１に圧縮比率を上げる単純な改造で、この信号は、ＰａｎａｓｏｎｉｃのＤＶＣＰＲＯ５０、ＪＶＣのＤｉｇｉｔａｌ−Ｓ５０、ＳＯＮＹのＢｅｔａｃａｍＳＸを含む幾つかの既存の記録機器のどれでも使って記録できる。そこで、（画の高さ方向に８００ＴＶ本の解像度までの）広帯域信号を保持できる。ここで記述した画像リサイズやフレーム速度変換の為の適切な技術を使うことにより、１２８０×７２０  ５０ｆｐｓプログレッシブ、１２８０×７２０  ２４ｆｐｓプログレッシブ、１９２０×１０８０  ２５ｆｐｓインターレース、１９２０×１０８０  ３０ｆｐｓインターレース、１９２０×１０８０  ５０ｆｐｓプログレッシブ、１９２０×１０８０  ６０ｆｐｓプログレッシブなどのビデオシステムを、本発明により問題なく実現できる。
【００４１】
どんどん早くなる送信速度と大容量のハードディスクの実用は、長時間番組の記録に役立ち、そして高解像度表示を実時間でできるようにしている。以前述べたデーター速度で、（１０２４×５７６ピクセル、２４ｆｐｓ、４：２：２処理、８ビット精度そして５：１の圧縮で）ワイドスクリーンのフレームは、毎分３３０ＭＢ必要として、現在実用の１０ＧＢのディスクドライブで、映像を３０分以上記録できる。予定されている５０ＧＢのディスクドライブ（５．２５インチディスク）が一年以内にシーゲートから実用になった時に、これらの機器は１５０分、あるいは２．５時間の記録ができるようになる。この用途としては、データー記録機器では、編集や制作活動ができるようになり、そして、ＢｅｔａｃａｍＳＰやＥＮＧカメラに使われたり、ビデオ制作に使われたりする現在のビデオカセットとほとんど同じように、これらの機器が役立てられるようになることが期待されている。このデーター記録機器は、磁気、光学（ＤＶＤ−ＲかＤＶＤ−ＲＡＭのような）ディスクか可搬型媒体を持つ磁気光学ディスクドライブを使うことにより、ＰＣＭＣＩＡ標準のような可搬型ディスクドライブにより、テープベースの記録手段により、半導体ベースのメモリーより実現できる。将来の進んだ記録技術はより長い時間の記録を可能にする。代わりに、記録容量は低いデーター圧縮で、高いサンプリング精度（１０ビットかそれ以上）あるいはピクセル数の大きい画像を、同じ大きさの媒体の制限の中で実現できる。
【００４２】
図２は、ビデオカメラの中か、別途の編集や制作設備の中で働く記録機器ベースのデジタルレコーダの機能図を示す。示されているように、可搬型のハードディスクドライブ７０はバス制御器７２を通して、インターフェースされている。実際に、（ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＡＭのような）光学ドライブか磁気光学ドライブが代わりに、ＳＣＳＩ−２のような種々のインターフェースバス標準により、使用することができる。このディスクドライブは、現在、毎秒４０ＭＢのデーター送信速度を達成していて、これはさらに早くなり、高容量の可搬型メモリーモジュールのような他のデーター記録器が、期待されている。もしデジタルテープ方式が選ばれたならば、テープドライブ８８がバス制御器７２を通してインターフェースされる。現在実用になっているデジタルテープベースの方式は、ＤＶＣＰＲＯ、ＤＶＣＰＲＯ５０、ＤＶＣＡＭ、ＢｅｔａｃａｍＳＸ、ＤｉｇｉｔａｌＳ−５０や他の機器を含む。これらの機器は、典型的に、３０から５０ＧＢの範囲の記録容量を提供する。マイクロプロセッサー７４は、６４ビットかそれ以上のデーター幅のバス８０を制御し、種々の部分を含む。現在実用のプロセッサーは、ＤＥＣ社からのＡｌｐｈａ２１１６４か、ＭＩＰＳ社のＭＩＰＳプロセッサーファミリーを含む。将来の実現性として、インテル社のペンティアム（登録商標）か、ＰｏｗｅｒＰＣに期待でき、それらは毎秒１００ＭＢのデータートランスファーを確保する。
【００４３】
操作用に２５６ＭＢまでのＲＯＭが７６に示されている。７８に２５６ＭＢかそれ以上のＲＡＭが示されている。現在のＰＣベースの制作システムは、最低６４ＭＢのＲＡＭを装備していて、複雑な編集効果を処理できる。グラフィックプロセッサー８２は、種々の処理を、入力映像信号８４と出力映像信号８６に施す専用のハードを代表する。ＲＧＢ方式での使用を示しているが、入力か出力のどちらも、代わりの方式として、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ、ＹＵＶか他の一般的に使われる代わりの方式でも構成できる。実際に、プロセッサー８２のソフトウェアーベース処理による実現もできるが、（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ／ワイドスクリーンの）既存／ワイドスクリーンの信号を５：１の圧縮比を使い専用のハードによる実現が推奨される。そして、（この上記で記述された１２８０×７２０か１９２０×１０８０の）ＨＤＴＶ信号を１０：１の圧縮比で処理する。このデーター圧縮の多くの実用的なオプションの一つの例は、現在実用なＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧシステムやＭＰＥＧシステムである。画像のリサイズは、Ｇｅｎｅｓｉｓ  Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のｇｍ８６５ｘ１かｇｍ８３３ｘ３のような、専用マイクロプロセッサーによって実行される。音声信号は、ＦＣＣによって、あるいはマイクロソフト社のＡＶＩ（音声、ビデオの交互の重ね合わせ）ファイル方式のような、マルチメディア記録機構で使用される、音声、ビデオ信号をまとめるのに実用的な方法の一つによって、既に評価中のデジタルテレビ送信のいくつかのシステムの中で、提案されているような、データーストリームの中に含まれる。代わりのものとして、音声信号を記録する独立したシステムが、同じシステムと電気回路によって制御された、別れたデジタル記録設備を働かせることによってか、あるいは上記で説明されたカメラシステムの外部の完全に別れた機器を実現することによって、具体化される。
【００４４】
図３はマルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムを構成する構成部分を示す。図２のコンピューターディスクかテープベースの記録システムの場合のように、インターフェースバス制御器１０６は、内部ハードディスクドライブ１００、テープドライブ１０２、そして可搬型媒体を持ったハードディスクドライブ、あるいは可搬型ハードディスクドライブ１０４を含むことが推奨され、種々の記録機器を利用できるように提供する。（ここには図示しないが）高容量のデーター記録の他の可能な方式は、光学、磁気光学か磁気記録の技術が含まれ、特定の用途に適切なものとなる。具体化されたインターフェースバスの標準は、ＳＣＳＩ−２や他のものを含む。データーは、マイクロプロセッサー１１０の制御のもとで、これらの機器間を相互に受け渡しされる。現在、データーバス１０８は、図３のコンピューターベースのビデオレコーダに推薦されているような、マイクロプロセッサーを使用した、６４ビット幅で示されたように使用されるが、ＰｏｗｅｒＰＣ  Ｇ−３のような、より高性能のマイクロプロセッサーが実用になり次第、データーバスは１２８ビットに適用するように広げれる。そして一つのプロセッサーで１０００ＭＩＰＳの目標が期待されて、複数の並列処理の使用ができるようになる。２５６ＭＢまでのＲＯＭ１１２は、必要なソフトを働かせる事が期待され、そして、最低でも１０２４ＭＢのＲＡＭ１１４は、複雑な画像操作、フレーム間補間、そして複雑な制作効果に必要なフレーム間補間を可能にし、種々の画像フォーマットとの間の変換を可能にする。
【００４５】
このシステムの重要な点は、一般的に１１６と示されたグラフィックプロセッサーの柔軟性である。実質的には、専用のハードが、画像処理や拡大・縮小のような操作には、最も良い性能を発揮するが、これらの機能を想定したシステムを必要とはせず、また、このシステムの全ての構成をグラフィックプロセッサーに含ませた、これらの全ての機能も必要としない。三つの別々のセクションは、三つの分類された信号を処理するように働く。以下に説明するビデオ入力と出力信号は、例えば、ＲＧＢとして、示されているが、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ、ＹＩＱ、ＹＵＶ、あるいは他の代わりのもののようなどれでもこの説明の一部として働かせることができる。一つの可能性の、ある具体化として下記に説明されているような、それぞれのセクションに別々の回路を作ることで、現在、あるいは未来のＰＣベースの電気的、そして、物理的相互接続の標準と互換できるように、これらの基板が製造されるべきである。
【００４６】
標準・ワイドスクリーンビデオインターフェース１２０は、１０２４×５７６、１２８０×７２０、１０２４×７６８、８５４×４８０、６４０×４８０か１２８０×９６０の画像のサイズ内で、作られることを目的として、一般的に１２２に示されているように、デジタルＲＧＢかＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ信号を処理する為に受け入れ、これらの方式にデジタルＲＧＢかＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ出力を創る。Ｄ／Ａ変換機と関連したアナログ増幅器を持った、これまでの内部回路は、内部画像を、アナログＲＧＢかＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ信号そしてコンポジット信号を含む、２番目のセットの出力に変換するように働きます。これらの出力は、オプションとして、一般的なマルチスキャンコンピュータービデオモニターか、ＲＧＢかＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ（示されていない）信号入力機能を持った、一般的なビデオモニターのどちらにも供給される。三番目のセットの出力は、アナログＹ／Ｃビデオ信号を供給します。グラフィックプロセッサーは、標準のＮＴＳＣ、ＰＡＬ、あるいはＳＥＣＡＭのフォーマットのこれらの信号を受けたり、あるいは出力したりするように構成され、そして追加として、医療画像あるいは他の特別な用途の為の方式に役立ち、あるいはコンピューターグラフィックの用途の、どのような望まれる方式の為にも役立つ。これらの毎秒２４フレームの画像を３０フレーム（実際には２９．９７フレーム）ＮＴＳＣに、あるいは画像を毎秒２５フレームＰＡＬへの変換は、映画素材を走査するのに使用されているのと同様の方法で実施され、それは、一般的な３：２プルダウンのフィールド処理を使用してＮＴＳＣに、あるいは画像を毎秒２５フレームのより早い速度で走らせることによってＰＡＬにする。
【００４７】
もしソース信号が２４ｆｐｓのインターレースの場合は、これらの画像は最初４８ｆｐｓのプログレッシブにディインターレースして、それはＧｅｎｅｓｉｓ  Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐｓ社によるｇｍＶＬＤ８かｇｍＶＬＤ１０のような専用のマイクロプロセッサーで行うことができる、その後、四番目のフレームを繰り返すこと（この四番目の繰り返しは毎回行う）により６０ｆｐｓのプログレッシブに変換する。次に、信号は、６０ｆｐｓのインターレース信号をつくるように、インターレースされ、そして、半分のフィールドは捨てられて、（図７Ｆに説明されているように）３０ｆｐｓのインターレースに創る。もしソース方式が２５ｆｐｓのインターレースビデオ（既存のＰＡＬの機器を、あるいはこの発明に基づき改造したＰＡＬタイプの機器を結果として使える）であるならば、最初に、２４ｆｐｓのインターレースとして再生するように、フレーム速度を落とす。次に、（上記で説明したように）４８ｆｐｓのプログレッシブにディインターレースし、そして四番目のフレームを繰り返して６０ｆｐｓプログレッシブに変換する。最後の段階として、信号は、６０ｆｐｓのインターレース信号をつくるように、インターレースされ、そして、半分のフィールドは捨てられて３０ｆｐｓのインターレースに創る。代わりに、もしソース信号が２４ｆｐｓのプログレッシブであったならば、（以前に説明した３：２プルダウンの処理に似た）図７Ｇに示された３：２フレーム繰り返し処理により、６０ｆｐｓのプログレッシブを直接に創る。他のＨＤＴＶのフレーム速度、アスペクト比と走査線の数、フレーム内とフレーム間の補間、そして画像変換は、コンピューターグラフィックやテレビの良く知られている同等の技術を使うことにより行うことができる。
【００４８】
１９２０×１０８０か他の、大きい画像サイズ（必要ならリサイズして）で操作することを意図した、ＨＤＴＶビデオインターフェース１２４は、１２６で一般的に示されているように、同じ画像方式に、デジタル出力を処理して創り出すように、デジタルＲＧＢかＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ信号（あるいはその代わり）を受け付ける。標準・ワイドスクリーンインターフェース１２０の場合は、Ｄ／Ａ変換機を構成して、アナログ増幅器と関連のある既存の内部回路は、アナログＲＧＢ信号とコンポジットビデオ信号の為に、内部画像を二つのセットの出力に変換するように働く。代わりの実現方法として、この機能は、この本発明の広帯域信号を処理する外部のアップコンバーターにより行われる。現在実用のアップコンバーターの改造は、本発明に従い、この信号の全帯域を保持する為に、サンプルクロックの周波数を高くするようにしなくてはいけない。この場合、サンプルクロックの周波数は幾つかの実用の周波数の一つを使えるように調整できることが望まれる。
【００４９】
図３に示されているグラフィックプロセッサー１１６の三番目のセクションは、フィルム出力ビデオインターフェース１２８で、レーザーフィルムレコーダのような機器を使うようにした特別なセットのビデオ出力１３０を構成している。これらの出力は、必要ならば、ここに説明した方式変換の為のリサイズの技術を使って、３８４０×２１６０か他の内部で働かせて画像をより大きくして提供できるように構成される。２４ｆｐｓは映画では標準のフレーム速度ですが、ある制作では３０ｆｐｓ（特にＮＴＳＣ素材が使われた時に）あるいは２５ｆｐｓ（特にＰＡＬ素材が使われた時に）が使われる。そしてこれらの代わりのフレーム速度、代わりの画像サイズと内部のアスペクト比も同様に、そして出力方式は、内部の２４ｆｐｓ番組素材を３０ｆｐに変換するのに３：２プルダウンを役立てて、そして２５ｆｐｓは、自動的に２４ｆｐｓの映画を、ＰＡＬタイプの素材に役立てるように２５ｆｐｓの速度で映画のプロジェクターを走らせることにより行われて、本発明の用途に合っていることがわかる。
【００５０】
このシステムの幾つかの追加のオプションの機能が図３の紹介されている。グラフィックプロセッサーは、またカラープリンターを使う特別な出力１３２を含む。スクリーン表示から最も高い品質の印刷を生み出す為には、プリンターの解像度を画像の解像度に合わせて調整する必要があり、そしてこれは、システムによって創られる種々の画像サイズに対して、グラフィックプロセッサーによって自動的に最適化される。さらに、光学の画像をシステムの中に取り入れる、静止画スキャナー、あるいはフィルムスキャナーとして実現されている、画像スキャナー１３４を含む用意がされている。オプションの音声プロセッサー１３６は、アナログかデジタルの形のどちらでも音声信号を受け取れるように用意され、１３８で一般的に指摘されている部分に示されているように、アナログかデジタルのどちらの信号も出力する。ここで説明されているようなビデオ信号と内部混合された音声を含む素材の為に、これらの信号は、編集効果の為に音声プロセッサーに送られ、そして他の機器へのインターフェースを提供する。
【００５１】
図３は、信号入力のそれぞれの種類の一つの組み合わせだけを示しているが、システムは、複数のソースそして種々の方式から、同時に信号をあつかうことができることが重要であることを特記する。望まれる性能のレベル、信号の画像サイズ、そしてフレーム速度により、システムは、複数のハードディスクと他の大容量記録機器とバス制御器そして複数のグラフィックプロセッサーと共に実現され、そこで実況カメラ信号、記録された素材、そしてスキャンされた画像の、どの組み合わせでもまとめる事を可能にする。改良されたデーター圧縮機構とハードのスピードの発展は、実時間で、段々に早いフレーム速度と画像サイズを処理することを可能にする。
【００５２】
単純な再生によりＰＡＬ信号を出力することは、大きな問題ではない。何故なら、記録されたビデオ信号は、望まれるどのようなフレーム速度でも再生できるからで、そして、映画素材が毎秒２５フレームで表示されることはさしつかえない。実際に、これは、ＰＡＬとかＳＥＣＡＭのテレビ方式の国々で映画からビデオテープに移すのに使われている標準の方法である。ＮＴＳＣと映画の速度の画像の両方を同時に出力することは、３：２のフィールドの重ね合わせの方法で行うことができる。それは、５×２４＝１２０＝２×６０すなわち二つのフレームを五つのフィールドに散らばせることです。このように同時に２４ｆｐｓの映画の映像と３０ｆｐｓのビデオ映像を再生することが可能になる。３０ｆｐｓとＮＴＳＣの正確な２９．９７ｆｐｓの速度の違いは、システムのフレーム速度を２３．９７６ｆｐｓに少し改造することによる僅かなものになる。これは普通の映画上映では気が付かないし、普通の映画の速度から許容できる逸脱である。
【００５３】
２４ｆｐｓの制作用途に構成されたシステムから２５ｆｐｓのＰＡＬタイプの出力を管理すること（またはその逆の場合）は、説明すべき技術的課題を提供する。これらの変換とその他のフレーム変換を実現する代わりの方法は図４に参照して説明される。デジタルの番組の信号４０４は信号圧縮回路４０８に供給され、もし入力の番組の信号がアナログの形４０２で供給されているならば、その時は、Ａ／Ｄ変換機４０６で処理されてデジタルの形に変えられる。信号圧縮器４０８は実効データー速度を落とすように、入力の番組の信号を処理する。それは、業界において、よく知られているＪＰＥＧやＭＰＥＧ−１やＭＰＥＧ−２などの一般的に使われているデーター圧縮方式を使っている。その代わりとして、デジタルの番組の信号４０４はデーター圧縮された形で供給される。この時点で、デジタルの番組の信号はデーターバス４１０に供給される。参考の方法として、記録手段Ａの４１２と記録手段Ｂの４１４として指定された幾つかのデジタル記録機は、コントローラー４１８の管理のもとに、デジタルバス４１０に供給されたデジタルの番組の信号を記録することを含む。
【００５４】
二つの記録手段４１２と４１４は交互に使われて、一つが容量が一杯になるまで、ソース信号を記録する。この時点でその他の記録手段がその容量がまたいっぱいになるまで、番組の信号を記録し続ける。番組の信号の最大番組記録容量は、入力信号のフレーム速度やピクセルでのフレームの大きさやデーターの圧縮比や記録手段の全体の数と容量などの種々の要因により決められる。利用できる記録容量がいっぱいになった時は、このデーター記録方法は自動的に以前に書き込まれた信号の上に再び書き込まれるようになる。さらに追加の記録手段が用意されれば、時間の遅延とフレーム速度の変換の容量は増加し、全ての記録手段が同じタイプあるいは同じ容量である必要はない。実際に記録手段は、一般的に実用になっている記録技術のどれでも使うことができる。例えば、磁気ディスクか光学（ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのような）あるいは磁気光学ディスクまたは半導体の記憶装置などがある。
【００５５】
番組の信号の再生の開始が望まれる時は、制御器４１８の管理の下で、そして使用者インターフェース４２０を通して、信号処理器４１６が供給されている種々の記録手段から記録された番組の信号を取り出す。そして必要とされるどのような信号変換も行う。例えば、もし入力の番組の信号が（６２５本の放送システムに対応する）２５ｆｐｓの速度で供給されたならば、信号処理は画面の大きさを調整して（５２５本の放送システムに対応する）３０ｆｐｓの信号に変換されるようにフレーム間補間がされる。（ＰＡＬからＮＴＳＣなどへのカラー信号符号化変換か、フレームの大きさやアスペクト比の変換のような）他の変換も必要ならば行われる。信号処理機の出力はその後デジタルの形となり、４２２から取り出せますし、Ｄ／Ａ変換機４２４により、アナログの形で４２６から取り出せる。実際には、ここには図示しないが、別々に分かれたデーターバスが出力信号を供給する。そして、記録手段はビデオ表示用途に使われているデュアルポートＲＡＭか、マルチヘッドアクセスのディスク状の記録機などのような、デュアルアクセス（同時利用）の方法を用いることができ、それによって、同時にランダムアクセスで読んだり書き込んだりできるように構成できる。単一ヘッドの記録手段で実行する場合は、それに合った入力と出力のバッファーを用意することを含み、記録・再生のヘッドの物理的な位置変換の時間を許容する。
【００５６】
上記で述べたばかりの、同期して記録、そして再生できることを含む番組の記録手段の使用に際して、もし再生を始める前にその全てが記録されることがわかっていれば、入力と出力信号の流れの間に、何も重なる部分がなくなる。そして代表的に言えば、どの記録された方式が最も少ない記憶装置を必要とするかによるが、最初の記録の前か後のどちらでも番組の必要とするフレーム速度への変換を効率良く行なえるであろう。例えば、番組の入力が毎秒２４フレームの速度であれば、そのプログラムはたいていそのフレーム速度のまま記録できるようにすることが最も効率が良いであろう。そして出力する時に、早いフレーム速度に変換を行う。さらに、特定の出力の形に変換される前に、全ての番組が記録されるような場合には、テープによる方式か新しい大容量のＤＶＤタイプのディスクのような方式のどちらでも、これらのタイプの記録のビット単位のコストの低いことを考慮して、番組を記録することが最も効果的である。もちろん既存の大容量のデイスクも使えるし、その記録容量が増え続けているので、より実用的になるであろう。もし番組が入力されるか記録される間に、別のフレーム速度に出力しなくてはならないことがわかっている場合は、ディスクに記録することが最も効率が良く、上記で説明した技術の一つを使って、継続するかたちでフレーム速度の変換を行う。この場合、大容量ビデオ記録手段は、実際に、最も早いアクセス時間を提供できる大きいビデオバッファーの役割をするものとする。経済的な考慮やその他の要因にもよるが、全ての固体の半導体タイプを使う場合を含むその他の記憶装置の手段（タイプ）も使える。
【００５７】
代わりの実現方法の例として。マルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムの記録手段１００か１０４は、二重のヘッドの再生機能と、そして（１２０，１２４と１２８として示されている一般的ハードと同一である）普通のグラフィックプロセッサーのハードの機能に似ている二つ目のセット（ここに示されていない）のグラフィックプロセッサーのハードを装備していて、そして（１２２．１２６、１３０と１３２として示される一般的な設備と同一である）類似した信号出力の機能を持っている。この場合、この二つのヘッドはそれぞれ独立に働き、同時に、違ったフレーム速度で非同期再生することができる。いってみれば、一つのヘッドは（例えば、２５ｆｐｓの）一つのフレーム速度に対応する一連のデーターを提供できるように、処理されて、その間、二つ目のヘッドは（例えば、次に３：２プルダウン技術を使用して、３０ｆｐｓに変換される２４ｆｐｓの）二つ目のフレーム速度に対応する一連のデーターを提供できるように処理される。実際に、このシステムの記録手段と内部バスの構成の両方とも、同時に二つの流れを供給するのに、非常に増大したデーター速度を維持しなければならない。そうでなければ、代わりに、二つ目の別のデーターバスが提供される。
【００５８】
ある特定の用途の場合、より複雑な変換方法が必要とされる。例えば、今までの設計のフレーム速度変換において、もし番組の信号が２４ｆｐｓの速度の方式を２５ｆｐｓの速度で表示したいのであれば、単純に２５ｆｐｓの速度で信号を供給できるようにソースの信号の再生する速度をあげれば良いことは、良く知られている方法である。これは２４ｆｐｓの映画素材を２５ｆｐｓのＰＡＬの方式に変換するのに使われる手順である。けれども、これを実現するには、出力信号の使用者はソース信号の再生に関して、制御できなければならない。（直接の放送衛星による送出のような）広範囲な送出システムにおいては、これは不可能なことである。２４ｆｐｓで送出されたソースの信号は（良く知られている３：２プルダウンの技術を使用して）３０ｆｐｓに変換することは容易にできるが、同時に２５ｆｐｓへの変換は容易にはできない。それは２４フレームの進行をフレーム間の補間をする必要回路の処理は複雑で高価である為である。けれども、図４のシステムを使っての変換は簡単である。もし、例えば、１２０分続く２４ｆｐｓの番組がその方式で送信されるならば、全体で１７２，８００（１２０×６０×２４）フレームがあり、２５ｆｐｓでのスピードを早めた番組の表示は、入力のフレーム速度は毎秒につき一フレームずつ番組全体を通して、７，２００フレームだけ出力のフレーム速度より遅れることを意味する。２４ｆｐｓの送信速度で、これは３００秒の送信時間に対応する。別に言い換えれば、（２４ｆｐｓの）入力の番組と（２５ｆｐｓ）の出力の番組が同時に終わる為には、入力の処理は出力の処理を始める３００秒前に出発しなくてはいけない。そこで、この処理を行う為には、３００秒の番組素材を維持する容量の記録手段を必要とし、実際に信号のバッファーとして働く。例として、ここに発表されるシステムは圧縮されたデーター速度の範囲が（２４ｆｐｓ標準／ワイドスクリーンのＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ方式のＴＶ方式でＭＰＥＧかＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧのような５倍の圧縮を使用して、８ビット精度の４：２：２処理で）５．５ＭＢ／秒から（ＨＤＴＶのＹ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ方式でＭＰＥＧやＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧのような１０倍の圧縮を使用して、８ビット精度の４：２：２処理で）１０ＭＢ／秒である。このシステムは、３．３ＧＢまでのデーターを記録する必要があり、それは複数のディスクか一般の記録技術を利用します。実際には、再生を始める３００秒前に番組の送信を始めて、そして再生が一度始まると、バッファーの信号の量は、最後の信号を受け取るまで、再生する一秒ごとに一フレームずつ減少してゆく。
【００５９】
この場合の全く反対の状況は、２５ｆｐｓの信号を２４ｆｐｓで表示する場合、あるいは（３０ｆｐｓのような）２４ｆｐｓからの変換によりできるその他のデーター速度の場合と同じような状況が起こる。この場合は、ソース信号は出力の信号より早いフレーム速度で供給され、それは送信の最初から番組を見る視聴者は、ソースの信号の速度より遅れることになる。そして、記録手段により、ソースの信号が到着した後、表示する時間として番組のフレームをある程度保持する必要がある。上記のように、１２０分番組の場合、ソース信号の視聴者はソース信号が終わった後、３００秒で終わることになり、そして同様の計算が記録手段の容量に当てはまる。この場合は、送信が完全に終了するまで、余分なフレームの内容がバファーの中にどんどん蓄積されてゆき、最後の３００秒は記録手段から直接再生される。
【００６０】
３０ｆｐｓから２４ｆｐｓへの、あるいは２５ｆｐｓへのフレーム速度の変換は、より複雑である。何故ならば、何らかのフレーム補間が必要だからである。ある場合は、複数のフレーム記録装置を通して、一般的に良く知られている方法であるこの種の補間、それはＮＴＳＣからＰＡＬ（３０ｆｐｓから２５ｆｐｓ）への変換に典型的に用いられるのと同じ、が実行される。この時点で、上記に説明した方法と機器により２５ｆｐｓから２４ｆｐｓへの変換が行われる。
【００６１】
特記すべきこととして、例えば、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭかその他の可搬型の磁気記録媒体が選択された場合は、ＭＰＥＧ−２のコード技術により劇的に高い圧縮比の実現により、１２０分かそれ以上の長さの全体の番組を一枚の媒体に記録することができるようになる。この方法によれば、番組の全部が、このディスクバッファーに保存され、そこで使用者が本当の時間をずらして番組を放送することができる。あるいは、番組の所有者が本発明によるソフトの配信の方式を実現できる。
【００６２】
このフレーム変換を実行する別の方法は、次の処理を使用することによりなされる。３０ｆｐｓのインターレース信号は、最初、６０ｆｐｓにディインターレースされる。その後、毎回５番目のフレームを削除して、４８ｆｐｓのプログレッシブ信号のストリームにする。次に、これらの残ったフレームを、図７Ｉ（５番目のフレーム削除）に説明されているように、２４ｆｐｓのインターレースに変換する。もし元のソース素材が２４ｆｐｓ（例えば、映画）からであったならば、そして、繰り返されているフィールド（例えば、３：２の順序の３フィード）が変換の時に、表示されたならば、その時、これらのフィールドの除去は素材の元の状態に戻す。もし所望の変換が３０ｆｐｓから２５ｆｐｓへであれば、この上記に説明されているように、同様の処理が、記録によるフレーム変換の方法を使って行うことができる。代わりの方法として、３０ｆｐｓのインターレース信号は、最初に、６０ｆｐｓにディインターレースされ、その後、毎回の順序（６番目のフレーム削除）から６番目のフレームを削除する。残りのフレームは、図７Ｈに説明されているように、２５ｆｐｓのインターレースを創る為に、インターレース処理がされる。元のソース素材のフレーム速度と中間の変換によるが、使用者は、画質を損なうことをなるべくすくなくするような方法を選ぶべきである。
【００６３】
使用者がソース番組素材のフレーム速度に対して、制御ができる場合は、一つの代わりの方法が使用可能になっている。それはちょうど２５ｆｐｓのＰＡＬ方式への映画からビデオへの変換のように、２４ｆｐｓの映画素材の再生速度を速めて使用する。そして、２５ｆｐｓの速度で供給する（それは必要とする出力フレーム速度に合致する）。この反対の処理では、使用者が２５ｆｐｓの元の素材を使用して、２４ｆｐｓでの再生を可能にする。それはここで上記に開示しているように、（３：２プルダウンの方式のような）伝統的な方法で容易に２４ｆｐｓの素材の変換は扱われる。このようにして、ソース素材のオペレーター制御は使用者に、標準かワイドスクリーンのＰＡＬ方式のソースの元の素材を編集や制作に役立てるようにできる。そして、２４ｆｐｓで結果として得られた番組を再生して、３：２プルダウン処理を行うことによって、全て３０ｆｐｓインターレースに、標準かワイドスクリーンのＮＴＳＣ出力素材、あるいはＨＤＴＶ方式の素材までも変換できる。
【００６４】
もしソースの方式が２５ｆｐｓインターレースビデオ（結果として既存のＰＡＬタイプのＣＣＤのワイドスクリーンカメラを使うことになる）であるならば、３０ｆｐｓのインターレース信号を創る代わりの方法が使用可能となる。２４ｆｐｓのインターレース信号を創る為に、速度を落として行う代わりに、２５ｆｐｓのインターレース信号は、最初に、５０ｆｐｓプログレッシブにディインターレースされる。次に、４番目のフレームを繰り返す処理を行い、６２．５ｆｐｓのプログレッシブ信号に結果としてなる。この信号は６２．５ｆｐｓのインターレースに変換され、そしてフィールドの半分が捨てられた後、３１．２５ｆｐｓのインターレースが創られる。データー圧縮された後に、信号は、減速処理により、３０ｆｐｓのインターレース信号を結果として創り、図７Ｄに説明されているように、毎秒１０ＭＢ以下の圧縮データー速度になる。この処理を通して、ＣＣＤカメラから３０ｆｐｓのインターレースへの最終変換までの全体の処理はただの一回のデーター圧縮の段階で働かせることができる。代わりには、カメラの出力が既にデーター圧縮された方式であるならば、その時に、この信号は、このリストされた処理を行う前に、伸張されなければいけない。正確な変換を確保する為には、インターレースとディインターレースの処理は、伸張された信号のみに、ほどこされるべきである。反対に、加速と減速の処理は圧縮されたデーターであるほうが良いであろう。何故ならば、画像のピクセルの数やフレーム速度により、非圧縮のビデオの生のデーターの速度は、毎秒３０−１００ＭＢの範囲になり、現在の記録機器の技術では、現実的ではない。
【００６５】
違うフレーム速度を持った（インターレースとプログレッシブ両方の）方式間の種々の変換、そしてこれらの可能な変換の順序の幾つかは、図７Ａから７Ｉに示されている。これらのリストは、広範囲であるが、全ての代わりの方法の完全なリストを掲載しているのではない。多くの場合には、同じ変換の効果を出せる方法の組み合わせは、一つ以上ある。特定の用途により、違った手順が選ばれて、そして、これらの違った手順は、いくぶん効果的な結果をもたらす。
【００６６】
この種々の代わりの方法は、これらのタイプの変換に以前に用いられていない幾つかの技術を用いている。例えば、６０ｆｐｓプログレッシブから３０ｆｐｓプログレッシブの変換は単純に交互にフレームを削除することによって、効果的に行える。他方、３：２フレーム繰り返しは、最初のフレームを二回繰り返し、そして二つ目を三回繰り返すことを含み、それで次のフレームは二回繰り返す。そこで、二フレームを（図７Ｇに描かれているように）五フレームに変換する。
【００６７】
ソース素材が２４ｆｐｓのプログレッシブか２４ｆｐｓインターレースかにより、違った解決方法が３０ｆｐｓのインターレースへの変換に使われる。一つ目の場合、２４ｆｐｓのプログレッシブは最初に、２４ｆｐｓのインターレースに変換する。四つの連続したフレームは、１Ａ１Ｂ、２Ａ２Ｂ、３Ａ３Ｂ、４Ａ４Ｂに示されている。これらのフレームを組替えなおすことにより、（しかし３０ｆｐｓの速さで出力して）次に示すフィールドの順番；１Ａ１Ｂ、１Ａ２Ｂ、２Ａ３Ｂ、３Ａ４Ｂ、４Ａ４Ｂに従う。この順番を毎回四フレームごとに繰り返す。それは、毎回五フレームの出力になる（図７Ｃに描かれているように）。
【００６８】
代わりに、２４ｆｐｓインターレースでの元の信号には、元の四フレームの順序は同一である。けれども、この状態は、絶対的なフレームの順序が保持されなくてはならないので、より複雑である。この理由の故に、フィールド間の適切なインターレースの関係を維持する為に、フィールドの交互のグループのフィールドＩＤをひっくり返すことが必要である。事実上、（２４ｆｐｓインターレースの）８フィールドの連続の中で、毎回、四番目と七番目のフィールドは繰り返されるが、（図７Ｅに描かれているように）フィールドＩＤがひっくり返される。四番目の入力フィールドはそのＩＤがひっくり返された（五番目の出力フィールドを創る為に）時に、次の連続の二つの入力フィールド（六と七番目の出力フィールドに対応する）も、適切なインターレースを保持する為に、またフィールドがひっくり返される必要がある。さらに、七番目のフィールドが繰り返された時、始めて、八番目の出力フィールドからフィールドがひっくり返った表示が現れる。この手順で、最終的フィールドの連続は、１Ａ１Ｂ、２Ａ２Ｂ、２Ｂ＊３Ａ＊、３Ｂ＊４Ａ＊、４Ａ４Ｂ（フィールドのＩＤがひっくり返っているフィールドは＊シンボルで印してある）になる。この連続は毎回四入力フレームごとに繰り返され、それは、毎回五つの出力フレームになる。
【００６９】
さらに、四番目のフィールド（繰り返された時）のフィールドＩＤのひっくり返しは、以前に二番目の走査線に表示されていた情報が、今度最初の走査線に表示される結果となる。それゆえ、次のひっくり返されたフィールドの最初の線は捨てられる必要があり、それで、新しいフィールドの二番目の走査線に表示される情報は、以前に、次の（ひっくり返された）フィールドの三番目の線に表示されていた情報です。七番目の入力フィールドが繰り返された後（八番目の出力フィールドを創る為に）、それに続くフィールドは、この種類のさらなる調整なしで、再び適切な順序になる（図７Ｅに説明さているように）。
【００７０】
内部の記録方式内において完全な画像処理をする為には、インターレースに関する処理があってはならず、グラフィックプロセッサーは、個別の走査線でなく、正方形の画像ピクセルだけを処理する。そのようなフィールドＩＤは、奇数の走査線か、偶数の走査線のどちらかの画像ピクセルの場所からのみ受け付けられる。インターレースのＩＤの調整は表示機器に出力する時だけになされる。これらの用途において、記録手段の出現により、視聴者が番組の送出を制御できるようになり、それは、ユーザーインターフェース４２０を使って、信号が記録されている時か、その後で、信号の再生の遅延やその他の特性を制御することできる。実際に、非常に広い範囲での入力のフレーム速度と出力のフレーム速度の変換が、ここに説明された信号のフレーム速度を変えるのに、最も適切な種々の方法を選択することで、このシステムにより使用可能になっている。
【００７１】
図５は、全ての可能な具体的例を含んではいないが、本発明と互換性がある種々の映画とビデオの方式の内部相関関係を示す。典型的操作により、マルチフォーマットＡ／Ｖ制作システム１６２は、映画ベースの素材１６０を受け取り、そして毎秒２４フレームの内部の方式で、既に現場で制作された素材とそれらを組み合わせる。実際、素材は、どのフレーム速度あるいは方式での、ビデオを含む他のどの方式からでも変換できる。制作効果が実施された後、出力信号は、１６４に示されている３０／６０ｆｐｓでのＨＤＴＶ、１６６で示されている３０／６０ｆｐｓでのワイドスクリーン、１７０に示されている２５ｆｐｓのワイドスクリーン、１７２に示されている２５／５０ｆｐｓのＨＤＴＶを含み、しかし、それだけに限られるのではなく、必要とされるどの使用にも構成することができる。さらに、２４ｆｐｓでの出力信号は、フィルム記録器１６８を使用できる。
【００７２】
図６に、信号は、既存の放送信号２１０、衛星受信機２１２そして高速データーネットワーク２１４へのインターフェースを含む、幾つかのソースのどれからでも提供される。これらの信号は、データー圧縮処理器２２２に供給される前に、高速データーネットワークにアクセスする為に、デジタルチューナー２１８と適切なアダプター機器２２０に提供される。オプションとして、追加のデーター圧縮は、高速データーネットワーク２１４に、ローカルのシステムから信号の送信を提供する。プロセッサー２２２は、必要な、どのようなデーター伸張そして種々の信号ソースの為の信号調整を提供して、そして、デジタルチューナー２１８、そしてアダプター２２０は、オプションとして現存するハードの一部として含まれるが、汎用目的のコンピューターの為の、プラグイン回路基板として実現されることが望まれる。
【００７３】
出力プロセッサー２２２の出力は内部データーバス２２６に提供されている。システムマイクロプロセッサー２２８は、データーバスを制御して、そして、３２から１２８ＭＢのＲＡＭ２３０、また６４ＭＢまでのＲＯＭ２３２を備えている。このプロセッサーは、ＰｏｗｅｒＰＣ６０４、Ｇ３、ペンティアム（登録商標）シリーズか他のプロセッサーのような、以前に説明されたものの一つを使用して、実行される。ハードディスク制御器２３４は、例えば、内部ハードディスクドライブ器２３６、可搬型ハードディスクドライブ２３８、可搬型に磁気、光学、磁気光学の媒体（ここに図示されていない）を使った機器、あるいはテープドライブ２４０を含む、種々の記録媒体にアクセスでき、これらの記録器はまた、上記で説明したように、ＰＣをレコーダとして機能させられる。グラフィックプロセッサー２４２は、オプシションとして、別プラグイン回路基板として実施される、専用のハードウェアを構成して、種々のフレームサイズ（ピクセルで）、アスペクト比、そしてフレーム速度との間の変換に必要とする画像操作を行う。このグラフィックプロセッサーは、望まれる表示出力のタイプにより、１６から３２ＭＢのＲＡＭ、そして２から８ＭＢのＶＲＡＭを使用する。アスペクト比１６：９で１２８０×７２０のフレームサイズには、低い範囲のＤＲＡＭとＶＲＡＭは必要でかつ十分であるが、１９２０×１０８０のフレームサイズでは、高い範囲のＤＲＡＭとＶＲＡＭが必要である。一般に１２８０×７２０のサイズは、２０インチまでの普通のマルチシンクコンピューター表示モニターで十分で、そして１９２０×７２０のサイズは、３５インチまでの普通のマルチシンクコンピューター表示モニターが適切である。アナログビデオ出力２４４は、これらの種々の表示器の為に、役立っている。このシステムを使用して、（２５ｆｐｓには、２４ｆｐｓの信号を加速して見れる）７６８×５７６のＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ、１０２４×５７６ワイドスクリーン、そして１２８０×７２０／１９２０×１０８０のＨＤＴＶ、そして（３０ｆｐｓと６０ｆｐｓには、良く知られている３：２プルダウンの技術、そして３０ｆｐｓをわずかに遅くして見せた２９．９７ｆｐｓにする技術を役立てて）６４０×４８０ＮＴＳＣと８５４×４８０ワイドスクリーン、そして１２８０×７２０ＵＳＡと１９２０×１０８０ＮＨＫ（Ｊａｐａｎ）ＨＤＴＶを含む、種々の方式を表示ができる。
【００７４】
最も高品質の番組素材としては元の撮影を２４ｆｐｓの３５ｍｍのフィルムで行うことが、完成度の高い芸術的な制作には歓迎される。そして、それ故の２５ｆｐｓか３０ｆｐｓの素材から２４ｆｐｓの素材に信号素材を構成し直すようにする変換は、データーまたは番組素材のどのような劣化も起こすことはない。さらに、現在の実用の手段（加速して２４ｆｐｓから２５ｆｐｓへ、３：２プルダウンによる２４ｆｐｓから３０ｆｐｓへ）の、遅いか、同等のフレーム速度のソース信号からインターレースした信号は、元のフレームから適切に合致したフィールドに創り変えられるようにして、偽信号を発生させないように、プログレッシブ走査のフレームとして再構成することもできる。２４ｆｐｓのインターレース、２５ｆｐｓのインターレース、あるいは３０ｆｐｓのインターレースを早いフレーム速度のプログレッシブ信号から（４８ｆｐｓプログレッシブ、５０ｆｐｓプログレッシブ、あるいは６０ｆｐｓプログレッシブからそれぞれ）創ることが望まれるならば、これらは、信号をインターレースして、必要のないデーターを捨てることによって行われる。代わりに、もし、２４ｆｐｓプログレッシブ、２５ｆｐｓプログレッシブ、３０ｆｐｓプログレッシブ、あるいは、４８ｆｐｓプログレッシブ信号をより早いフレーム速度のプログレッシブ信号（４８ｆｐｓプログレッシブ、５０ｆｐｓプログレッシブ、６０ｆｐｓプログレッシブあるいは９６ｆｐｓプログレッシブからそれぞれ）から創られることが望まれるならば、これらは、２：１のフレーム削除を行うことによりできる。これらの技術は図７Ａに、図７Ｂと７Ｃに典型的な処理のフローチャートを示した変換チャートと共に、要約されている。
【００７５】
図８は、本発明に基づいた、ユニバーサル再生装置の一つの実現可能なものである。参考例として、ＤＶＤタイプのビデオディスク８０２は、速度制御装置８０６の制御のもとに、モーター８０４が回転して、動かされる。一つあるいはそれ以上のレーザーの読み出し用または、読み書き両様のヘッド８０８は、位置制御装置８１０により動かされる。ユーザーインターフェース８１４の指示で、全体のシステム制御器８１２によって、速度制御装置と位置制御装置の両方が動かされる。この上記に発表されている種々の実現された技術の選択により、読み出し用あるいは読み書き両用のヘッドはいくつもの構成方法が決められることを注記する。レーザーヘッドから復調された信号は信号処理器８２０に送られ、そして、データーの流れは、一つは（音声処理装置８２２に供給される）音声データーの流れと、（画像処理装置８３０に供給される）映像データーの流れに分けられる。音声信号の復調処理において、（例えば、速度制御調整で２４ｆｐｓから２５ｆｐｓになる）再生フレーム速度変換は、音声の素材のピッチ補正の必要性が薦められる。もしこの処理を望まれるならば、音声処理器８２２の一部でも実現されるし、あるいは（ここには図示されていないが）Ｌｅｘｉｃｏｎのような多くの供給社から提供されている外部の別の装置でもできる。
【００７６】
一般的に８３０で示されているように、映像のデーターの流れは、グラフィックスプロセッサーの中で、望まれる最終の出力方式により、多くの改造を受ける。その必要とされる出力が３０ｆｐｓの、一般のフレーム速度でのＮＴＳＣか、ある他の方式のワイドスクリーンか、あるいはＨＤＴＶ信号出力であるとしたならば、２４ｆｐｓのディスクから供給された信号（上記で説明した）変換処理の一部として、“３：２プルダウンの改造を受ける。もし２５ｆｐｓのディスクから供給された信号であった場合は、３：２プルダウンの処理が施される前に、２４ｆｐｓに減速されている。ここで特筆すべきことは、３０ｆｐｓと２９．９７ｆｐｓの違いは、０．１％であって、１２０分の番組の全体で、１７３フレームのバッファーが必要とされるだけである。そして、（標準・ワイドスクリーンでは）毎秒５．５ＭＢのデーター速度で、これに対応するのは、約３９ＭＢの記録容量である。また（ＨＤＴＶでは）７９ＭＢの記録容量である。これらの記録容量は半導体メモリーでもすでに実用になっている。どのような場合でも、一般の２４ｆｐｓでグラフィックスプロセッサーに供給される信号は同時に、この上記に説明された本発明により、（標準・ワイドスクリーン映像インターフェース８３２で）ＮＴＳＣとＮＴＳＣワイドスクリーンの両方に互換性のある画像のフレームに、そして、（ＨＤＴＶ映像インターフェース８３４で）ＨＤＴＶに、３０ｆｐｓと２９．９７ｆｐｓの両方の出力をすることができる。
【００７７】
上記で説明したように、オプションのフィルム出力映像インターフェース８３６を含むことで、フィルムレコーダにデジタル映像を出力する。全体的に、グラフィックプロセッサー８３０の出力は、図５に示し、そしてここで上記に説明したマルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムのそれらと類似している。さらに、供給された信号のアスペクト比と違った方式の出力の信号には、出力するフレームの範囲内に供給された番組の動きの中心部が入るように、水平か垂直のパンとスキャンの機能を行う必要がある。この機能は、供給番組の素材に関係したトラッキング信号を使ってグラフィックプロセッサーの内部において実現される。例えば、それぞれのフレームの一連のデーターの一部として、あるいは、代わりに、供給された素材の表示中に適用される変更を識別する一覧を通して行われる。トラッキング情報がない場合は、供給番組のアスペクト比を出力のフレームのアスペクト比に適合するように、画像のフレームを上下か横両側が取り除かれる。この後者の技術は、図１Ａから１Ｄに参照されているように、上記に説明されている。さらに、番組素材は、特定の販売地域内で番組素材の視聴を制御するように指示する地域や地理的情報か、（ハードウェアは米国かドイツでしか売られていないような）機材の識別するクラスのような、保安の為の情報を含む。この情報は、他のディスクとテープによるシステムで使用され、発表されていて、いつもソフトの素材の法律的契約事項としての問題に関係している。これは、パンとスキャンのトラッキング信号の検出と応用に似た方法で処理され、そして、この信号処理器８２０は、制御器８１２の指示のもとにこれらの規制を強制するように実行する。
【００７８】
代わりに、もし２５ｆｐｓの出力が望まれるならば、ディスク８０２のビデオの情報を早いフレーム速度で、繰り返し再生するように、システムの種々の部品を構成するだけであり、単純なことである。制御器は、（必要ならば）速度制御器８０６が、早いフレーム速度に合うように、増加したデーター速度を維持するように、モーター８０４を非常に早い速度で回転するように形成される。音声処理器８２２、はもしそれが装備されていたならば、早いフレーム速度に関連したピッチを変える補正をするように形成される。そして、グラフィックプロセッサーは、全ての出力信号を２５ｆｐｓのフレーム速度で、供給するように形成される。音声のピッチを補正する代わりの方法として、既に補正された追加の音声データーがディスクに保存される。フレーム速度が変わった時、対応する音声データーが本発明により選択される。
【００７９】
さらに別の方法では、２５ｆｐｓで制作されて、ディスクの形式の大規模記録手段に保存された素材は、伝統的な標準・ワイドスクリーンのＰＡＬ方式の信号から供給できる。減速の方法を使って、これらの信号は既に２４ｆｐｓのフレーム速度に変換できるようになっているし、上記に説明されているように、２４ｆｐｓから種々の３０ｆｐｓのフレーム速度の変換は実現できる。この機能は、ほぼ伝統的なＰＡＬ方式の機材を使うことにより、経済的な制作を可能にして、ＨＤＴＶのマーケットに向けた素材の供給を容易にするようにするなど、ＨＤＴＶの商業的発展に意義がある。
【００８０】
出力のフレーム速度の幅広い範囲が、図４と図７Ａ−７Ｅに関して、この上記で説明されているように、加速、減速、３：２プルダウン、そして他のフィールドの再配列、フレームの繰り返し、フレームの削除などの技術の組み合わせにより実用になっているし、そして、これらの種々の組み合わせと取り組み方も、本発明の範囲に入るように検討されるべきである。さらに、これらの技術は、実際のデーター・情報の速度を加速せずに、表示を増やすことによって、よりスムーズなはっきりした動きを提供できる表示装置のような、ラインダブル、ライン四倍化やディインターレースなどのような画像処理を行うハードとソフト、あるいはそれぞれを組み合わせる。一つの例は、内部方式の２４ｆｐｓの信号を、ディインターレースやラインダブルのようなフィールドを倍化する技術を使って、４８ｆｐｓの信号に変換する。その後、この処理はフレーム保存技術により、フレームを繰り返した９６ｆｐｓの出力に処理できる。これらの表示関連の改善も、本発明の直接の関係として、ここに開示発表する発明の範囲の中に含まれるように、考慮されるべきである。これらの種々の組み合わせと変換の方法の参考例が、図７Ａの表と図７Ｂのチャートの中に、示されている。
【００８１】
一般的に、ここに説明されている機能の全ては一つの機器に含まれる必要はなく、（外部のデーターレコーダや表示機器などのように）種々の外部の機器を通して役割分担されたほうが良いであろう。さらに、このシステムの特定の構成は、（３０ｆｐｓＮＴＳＣでなく、２５ｆｐｓＰＡＬ出力の使用のような）その用途に必要なグラフィック機能だけを含み、そして、（プリンター出力などの）特定のオプションを取り除いてもよい。そしてこれらの変形は本発明の範囲の中にあるように考慮されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１ａ】本発明の推奨する画像のアスペクト比とピクセルサイズを示す図
【図１ｂ】本発明の推奨する画像のアスペクト比とピクセルサイズを示す図
【図１ｃ】本発明の推奨する画像のアスペクト比とピクセルサイズを示す図
【図１ｄ】本発明の推奨する画像のアスペクト比とピクセルサイズを示す図
【図２】ディスク／テープによるビデオ記録の機能を示すブロック図
【図３】マルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムを構成する部分を示すブロック図
【図４】フレーム変換を行う非同期の読み書きができる映像番組の、保存できる手段を実現する方法を示すブロック図
【図５】数多くの種類の既存の、そして予定の映像方式に対するマルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムとの相互関係を示すブロック図
【図６】地上放送、衛星受信機、そしてデーターネットワークインターフェースにより供給される信号を含む完全なテレビ制作システムの実現を示すブロック図
【図７ａ】幾つかの最も一般的に選択したフレーム速度を相互に変換する方法を示す図
【図７ｂ】幾つかの最も一般的に選択したフレーム速度を相互に変換する方法を示す図
【図７ｃ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｄ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｅ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｆ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｇ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｈ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図７ｉ】フレーム速度変換処理の可能な方法の詳細を示す図
【図８】マルチフォーマット用のユニバーサル再生装置の実現を示すブロック図
【符号の説明】
【００８３】
１００    内蔵ハードディスク
１０２    テープバックアップ
１０４    可搬型ハードディスク
１０６    インターフェイスバス制御器
１１０    マイクロプロセッサ
１１６    グラフィックプロセッサ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図７ｈ】
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【図７ｉ】
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【図８】
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