(57)【要約】可変速記録モードで記録開始操作が行われると、ＳＴ４４では、可変速フレームレートの画像を含む所定の出力フレームレートの画像信号から有効信号に基づき可変速フレームレートの信号を選択して、メモリに記憶させる。メモリの書き込みと読み出しの位置の位相差が記録開始レベルに達したとＳＴ４６で判別されると、ＳＴ４７では、記憶した信号を記録媒体に記録する。位相差が記録停止レベルに減少したとＳＴ４８で判別した場合、ＳＴ４９で記録媒体への記録を停止する。終了操作時は、メモリの信号をＳＴ５１で記録媒体に記録してから動作を終了する。信号を選択して記録するので信号量が少ない。また、可変速フレームレートが可変されているとき、記録した信号を再生するだけで映像効果の確認できる。
2003085969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で被写体を撮像して得た画像を記録媒体に記録する信号記録装置とを備える撮像画像記録システムにおいて、
前記撮像装置は、
撮像画像から撮像フレームレートの画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段で生成された画像信号に基づいてフレーム加算を行うことで、前記撮像画像が可変速フレームレートで含まれた出力フレームレートの画像信号を得、該出力フレームレートの画像信号と、該出力フレームレートの画像信号における前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号とを出力するフレーム加算処理手段と、
フレームレート設定信号に基づいて前記撮像手段と前記フレーム加算処理手段の動作を制御し、前記撮像フレームレートの可変および／または前記フレーム加算での加算フレーム数の切り換えを制御し、前記可変速フレームレートを前記フレームレート設定信号に基づいたフレームレートに設定する撮像制御手段とを有し、
前記信号記録装置は、
画像信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記有効信号に基づき、前記出力フレームレートの画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
前記記録媒体に信号を記録する記録手段と、
前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで前記記録媒体に記録させる記録制御手段とを有する撮像画像記録システム。
【請求項２】
前記記録制御手段は、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差が用いられる請求の範囲第１項記載の撮像画像記録システム。
【請求項３】
前記信号記録装置は、さらに画像圧縮手段を有し、
前記画像圧縮手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理し、
前記記憶制御手段は、前記圧縮処理が行われた画像信号を、前記記憶手段に記憶させる請求の範囲第１項記載の撮像画像記録システム。
【請求項４】
前記撮像制御手段は、前記可変速フレームレートの画像に関する付加情報を生成し、
前記記憶制御手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号と、前記付加情報を前記記憶手段に記憶させる請求の範囲第１項記載の撮像画像記録システム。
【請求項５】
前記出力フレームレートの画像信号はＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の信号である請求の範囲第１項記載の撮像画像記録システム。
【請求項６】
可変速フレームレートの画像を含む出力フレームレートの画像信号と、該画像信号に対して前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号を用いて信号記録を行う信号記録装置において、
画像信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記有効信号に基づき、前記画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
前記記録媒体に信号を記録する記録手段と、
前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで前記記録媒体に記録させる記録制御手段とを有する信号記録装置。
【請求項７】
前記記録制御手段は、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差が用いられる請求の範囲第６項記載の信号記録装置。
【請求項８】
さらに画像圧縮手段を有し、
前記画像圧縮手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理し、
前記記憶制御手段は、前記圧縮処理が行われた画像信号を、前記記憶手段に記憶させる請求の範囲第６項記載の信号記録装置。
【請求項９】
前記所定の出力フレームレートの画像信号はＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の信号である請求の範囲第６項記載の信号記録装置。
【請求項１０】
可変速フレームレートの画像を含む出力フレームレートの画像信号と、該画像信号に対して前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号を用いて信号記録を行う信号記録方法において、
前記有効信号に基づき、前記画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して記憶手段に記憶させる記憶制御ステップと、
前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで記録媒体に記録する記録ステップからなる信号記録方法。
【請求項１１】
前記記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差が用いられる請求の範囲第１０項記載の信号記録方法。
【請求項１２】
前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理する圧縮処理ステップをさらに有し、該圧縮処理がなされた画像信号が前記記憶手段に記憶される請求の範囲第１０項記載の信号記録方法。
【請求項１３】
前記出力フレームレートの画像信号はＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の信号である請求の範囲第１０項記載の信号記録方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、撮像画像記録システムおよび信号記録装置と信号記録方法に関する。
背景技術
従来の映画製作等では、特殊な映像効果を得ることができるように、フィルムカメラの撮影速度、すなわち１秒間のコマ数を可変させた撮影が行われている。例えば、撮影は通常の速度よりも高速で行い、再生は通常速度で行うものとすると、再生画像はスロー再生画像となる。このため、水面に水滴が落下したときのような高速度動作を容易かつ詳細に観察できる。また、撮影は通常の速度よりも低速で行い、再生は通常速度で行うものとすると、高速再生画像となる。このため、格闘シーンやカーチェイスシーン等でのスピード感を高めて臨場感の高い画像提示を行うことができる。
また、テレビジョン番組制作等では、番組の撮像や編集および送出等のディジタル化が図られていたが、ディジタル技術の進展に伴う高画質化や機器の低価格化によって、映画製作等においてもディジタル化が図られてきている。
ところで、映画製作等のディジタル化によりビデオカメラを用いて撮像を行うものとした場合、上述のように特殊な映像効果を得るためには、例えば所定の速度で撮像を行って得られた画像信号だけでなく、高速に撮像を行って得られた画像信号や低速に撮像を行って得られた画像信号を、サーバー等の記録装置に全て記録させ、この記録されている画像信号から特殊な映像効果を得るために必要とされるフレーム画像の画像信号を読み出して画像処理を行うことで、特殊な映像効果を得られる画像信号が生成される。
このように、サーバーに撮像フレームレートの画像信号を全て記録させることから、記録容量が大容量であるサーバーが必要となる。また、特殊な映像効果を確認するためには、サーバーから画像信号を読み出して画像処理を行わなければならず、例えば撮像現場で速やかに特殊な映像効果の確認を行うことができない。
また、高速再生やスロー再生等の特殊な映像効果を容易に得ることができるように、撮像時にフレームレートを可変することが可能とされている撮像装置（例えば、特開２０００−１２５２１０号公報）を用いて、所定のフレームレートよりもフレームレートを低下して撮像を行い所定のフレームレートで再生すれば、簡単に高速再生画像を得ることができる。また、フレームレートを高くして撮像を行い所定のフレームレートで再生すれば、簡単にスロー再生画像を得ることができる。しかし、この撮像装置から出力された画像信号を記録する場合、記録装置の記録フレームレートが一定のときは、この記録フレームレートの画像信号内に、撮像時のフレームレートに応じた数の有効画フレームが含まれるように画像信号が生成される。このため、撮像装置から出力された画像信号を記録フレームレートで記録すると、必要とされる有効画フレームレートの信号のみを効率よく記録することができない。
発明の開示
本発明の撮像画像記録システムは、撮像装置で撮像された画像を、信号記録装置で記録媒体に記録する撮像画像記録システムにおいて、前記撮像装置は、撮像画像から撮像フレームレートの画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段で生成された画像信号に基づいてフレーム加算を行い、前記撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を、該出力フレームレートの画像信号における前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号と共に出力するフレーム加算処理手段と、フレームレート設定信号に基づいて前記撮像手段と前記フレーム加算処理手段の動作を制御するものとし、前記撮像フレームレートの可変および／または前記フレーム加算での加算フレーム数の切り換えを行い、前記可変速フレームレートを前記フレームレート設定信号に基づいたフレームレートに設定する撮像制御手段とを有し、前記信号記録装置は、記憶手段と、前記有効信号に基づき、前記出力フレームレートの画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、前記記録媒体に信号を記録する記録手段と、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで前記記録媒体に記録させる記録制御手段とを有するものである。
また、前記記録制御手段は、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差を用いるものである。さらに、前記信号記録装置は画像圧縮手段を有し、前記画像圧縮手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理し、前記記憶制御手段は、前記圧縮処理が行われた画像信号を、前記記憶手段に記憶させるものである。
また、前記撮像制御手段は、前記可変速フレームレートの画像に関する付加情報を生成するものとし、前記記憶制御手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号と共に、前記付加情報を前記記憶手段に記憶させるものである。さらに、前記出力フレームレートの画像信号はＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の信号である。
この発明に係る信号記録装置は、可変速フレームレートの画像を含む所定の出力フレームレートの画像信号と、該画像信号に対して前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号を用いて信号記録を行う信号記録装置において、記憶手段と、前記有効信号に基づき、前記画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
前記記録媒体に信号を記録する記録手段と、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで前記記録媒体に記録させる記録制御手段とを有するものである。
また、前記記録制御手段は、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差を用いるものである。さらに、画像圧縮手段を有し、前記画像圧縮手段は、前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理し、前記記憶制御手段は、前記圧縮処理が行われた画像信号を、前記記憶手段に記憶させるものである。
また、本発明に係る信号記録方法は、可変速フレームレートの画像を含む所定の出力フレームレートの画像信号と、該画像信号に対して前記可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号を用いて信号記録を行う信号記録方法において、前記有効信号に基づき、前記画像信号から前記可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して記憶手段に記憶させるものとし、前記記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、前記記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで記録媒体に記録するものである。
また、前記記憶されている画像信号の信号量として、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差を用いるものである。さらに、前記可変速フレームレートの画像の画像信号を圧縮処理し、該圧縮処理がなされた画像信号を前記記憶手段に記憶させるものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、図を参照しながら、最良の形態について説明する。図１は、撮像画像記録システムの構成を示す図である。
撮像装置１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子を用いて構成されており、この撮像素子のフレームレート（以下「撮像フレームレート」という）ＦＲｐを可変させて、あるいは撮像素子から出力された信号に基づく撮像フレームレートＦＲｐの画像信号を加算するとともに加算数を制御して、１秒間のコマ数を可変させた撮像画像に相当する可変速フレームレートＦＲｃの画像の画像信号を生成する。さらに、可変速フレームレートＦＲｃの画像信号から所定の出力フレームレートＦｃの画像信号と、この出力フレームレートＦｃの画像信号における可変速フレームレートＦＲｃの画像のフレームを示す有効信号を生成して、信号記録装置７０に供給する。また、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）１００が撮像装置１０に接続されており、この電子ビューファインダー１００で撮像画像等を表示することにより、撮像状態例えば画角や明るさ等の確認が行われる。
信号記録装置７０は、出力フレームレートＦｃの画像信号から、有効信号で示された可変速フレームレートＦＲｃの画像の信号を選択して、この選択した信号を例えば出力フレームレートＦｃと等しいフレームレートである記録フレームレートＦｅで記録媒体に記録する。また、記録媒体の再生時には、所望の表示フレームレートＦｆの画像信号を生成して画像表示装置１１０に供給し、画像表示装置１１０で再生画像を表示する。
図２は、撮像装置１０の構成を示している。撮像レンズ系１１を通して入射された光は、撮像部２１に入射されて、撮像素子の撮像面上に被写体画像が結像される。撮像素子は、光電変換によって被写体画像の撮像電荷を生成するとともに、後述する駆動部６２からの駆動制御信号ＲＤに基づいて撮像電荷を読み出して電圧信号に変換する。さらに、この電圧信号を三原色の画像信号Ｓｐａとして前処理部２２に供給する。
前処理部２２は、画像信号Ｓｐａからノイズ成分を除去する処理、例えば相関二重サンプリング処理を行い、ノイズ除去された画像信号Ｓｐａを画像信号ＳｐｂとしてＡ／Ｄ変換部２３に供給する。Ａ／Ｄ変換部２３は、画像信号Ｓｐｂをディジタルの画像信号ＤＶａに変換してフィードバッククランプ部２４に供給する。また、フィードバッククランプ部２４から供給された誤差信号に基づき、画像信号Ｓｐｂを画像信号ＤＶａに変換する際の変換動作を補正する。フィードバッククランプ部２４は、ブランキング期間の黒レベル信号と基準信号との誤差を検出してＡ／Ｄ変換部２３に供給する。このため、Ａ／Ｄ変換部２３とフィードバッククランプ部２４によって、安定した黒レベルで所要の大きさの画像信号ＤＶａを得ることができる。
補正処理部２５は、画像信号ＤＶａに対してシェーディング補正や撮像素子の欠陥に対する補正処理および撮像レンズ系１１でのレンズ収差の補正等を行う。この補正処理部２５で補正処理が行われた画像信号ＤＶａは、画像信号ＤＶｂとしてフレーム加算処理部３０とフレームレート変換部３５に供給される。
なお、この形態では、撮像部２１から三原色の画像信号Ｓｐａを出力するものとしたが、輝度信号と色差信号を出力するものとしても良い。さらにカラー画像信号に限らず白黒画像の画像信号等を出力するものでも良い。また、前処理部２２，フィードバッククランプ部２４，補正処理部２５および後述する出力信号処理部４１やモニタ信号処理部５１は、良好な撮像画像を得るためのものであり、撮像装置を構成するうえで、必ずしも必要となるものではない。例えば、撮像部２１で画像信号Ｓｐａをディジタル信号に変換したのち、この信号を画像信号ＤＶｂとしてフレーム加算処理部３０とフレームレート変換部３５に供給するものとしても良い。また、出力信号処理部４１やモニタ信号処理部５１を介することなく信号を出力するものとしてもよい。
フレーム加算処理部３０は、後述する撮像制御部６０からの制御信号ＣＴに基づき、画像信号ＤＶｂを用いてのフレーム加算処理を行う。図３は、フレーム加算処理部３０の構成を示している。補正処理部２５から供給された画像信号ＤＶｂは、加算器３０１と信号セレクタ３０２の端子Ｐａに供給される。また、加算器３０１には、後述する信号セレクタ３０５から画像信号ＤＶｆが供給される。加算器３０１は、供給された画像信号ＤＶｂと画像信号ＤＶｆを加算して得られた加算信号ＤＶｇを、信号セレクタ３０２の端子Ｐｂに供給する。
信号セレクタ３０２の可動端子Ｐｍは、信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍと接続されている。この信号セレクタ３０２は、撮像制御部６０からの制御信号ＣＴａに基づき、端子Ｐａに供給された画像信号ＤＶｂあるいは端子Ｐｂに供給された加算信号ＤＶｇのいずれかを選択して、画像信号ＤＶｃとして信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍに供給する。
信号セレクタ３０３は、撮像制御部６０からの制御信号ＣＴｂに基づき可動端子Ｐｍを３つの端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのいずれかと接続して、信号セレクタ３０２から供給された画像信号ＤＶｃを、選択した端子から出力する。この信号セレクタ３０３の端子Ｐａは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０４−１の信号入力端子と接続される。また端子Ｐｂは、ＲＡＭ３０４−２の信号入力端子と接続されるとともに、端子ＰｃはＲＡＭ３０４−３の信号入力端子と接続される。
ＲＡＭ３０４−１は、信号セレクタ３０３の端子Ｐａから出力される画像信号ＤＶｃを、撮像制御部６０から供給された書込制御信号ＷＴに基づいて読み込んで記憶する。また、ＲＡＭ３０４−１は、記憶している画像信号ＤＶｃを、撮像制御部６０から供給された読出制御信号ＲＴに基づいて読み出し、画像信号ＤＶｍ−１として信号セレクタ３０５の端子Ｐａと信号セレクタ３０６の端子Ｐａに供給する。
同様に、ＲＡＭ３０４−２，３０４−３は、信号セレクタ３０３の端子Ｐｂ，Ｐｃから出力される画像信号ＤＶｃを、撮像制御部６０から供給された書込制御信号ＷＴに基づいて読み込んで記憶する。また、ＲＡＭ３０４−２，３０４−３に記憶している画像信号ＤＶｃを、撮像制御部６０から供給された読出制御信号ＲＴに基づいて読み出し、画像信号ＤＶｍ−２，ＤＶｍ−３として信号セレクタ３０５の端子Ｐｂ，Ｐｃと信号セレクタ３０６の端子Ｐｂ，Ｐｃに供給する。
信号セレクタ３０５の可動端子Ｐｍは、加算器３０１と接続されている。この信号セレクタ３０５は、撮像制御部６０からの制御信号ＣＴｃに基づき可動端子Ｐｍを端子Ｐａ〜端子Ｐｃのいずれかに切り換えて、画像信号ＤＶｍ−１〜ＤＶｍ−３のいずれかを選択して、画像信号ＤＶｆとして加算器３０１に供給する。
信号セレクタ３０６の可動端子Ｐｍは、出力調整回路３０７と接続されている。この信号セレクタ３０６は、撮像制御部６０からの制御信号ＣＴｄに基づき可動端子Ｐｍを端子Ｐａ〜端子Ｐｃのいずれかに切り換えて、画像信号ＤＶｍ−１〜ＤＶｍ−３のいずれかを選択して、画像信号ＤＶｈとして出力調整回路３０７に供給する。
出力調整回路３０７は、撮像制御部６０から供給された制御信号ＣＴｅに基づき加算したフレーム数に応じて画像信号ＤＶｈの信号レベルを調整して、撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートＦｃの画像信号ＤＶｊとして出力信号処理部４１に供給する。また、画像信号ＤＶｊに対して、可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号Ｔｖを生成してインタフェース部４２に供給する。
フレームレート変換部３５は、画像信号ＤＶｂのフレームレートを、撮像画像の確認のために接続されている例えば電子ビューファインダー１００に応じたフレームレートに変換して、画像信号ＤＶｒとしてモニタ信号処理部５１に供給する。
出力信号処理部４１は、画像信号ＤＶｊに対して例えばγ処理や輪郭補償処理およびニー補正処理等のプロセス処理を行う。また、モニタ信号処理部５１では、画像信号ＤＶｒに対して、撮像画像の確認のために接続された電子ビューファインダー１００等に応じたプロセス処理を行う。例えば、撮像画像の確認のために陰極線管や液晶表示素子を用いて画像表示を行う場合、陰極線管や液晶表示素子に応じたγ補正や階調表示補正等のプロセス処理を行う。このように、出力信号処理部４１とモニタ信号処理部５１を設けることで、画像信号ＤＶｊと画像信号ＤＶｒに対するプロセス処理を別個に行うことができる。
この出力信号処理部４１でプロセス処理を行うことにより得られた画像信号ＤＶｋは、インタフェース部４２に供給する。また、モニタ信号処理部５１は、プロセス処理を行うことにより得られた画像信号ＤＶｓは、モニタ信号出力部５２に供給する。
インタフェース部４２は、画像信号ＤＶｋをビデオカメラに接続される記録機器等に応じた信号ＣＭｏｕｔに変換する。例えば、コンポーネント信号に対応した機器やコンポジット信号に対応した機器が接続される場合には、画像信号ＤＶｋをそれぞれの機器に応じた信号に変換する。またＳＭＰＴＥ２５９ＭやＳＭＰＴＥ２９２Ｍとして規格化されているシリアルディジタルインタフェース等を介して画像信号を伝送する場合には、画像信号ＤＶｋをインタフェース規格に応じた信号に変換する。さらに、インタフェース部４２には、フレーム加算処理部３０から有効信号Ｔｖが供給されているとともに撮像制御部６０から付加情報ＭＤが供給されており、インタフェース部４２は、信号ＣＭｏｕｔに画像信号ＤＶｋの各フレームに対応させて有効信号Ｔｖや付加情報ＭＤを信号ＣＭｏｕｔに設けるものとして、この信号ＣＭｏｕｔを信号記録装置７０に供給する。
モニタ信号出力部５２は、供給された画像信号ＤＶｓを、撮像画像の確認用の電子ビューファインダー１００に応じた信号ＥＶｏｕｔに変換して、電子ビューファインダー１００に供給する。
撮像制御部６０には、入力部６１が接続されており、ユーザ操作に応じた信号あるいはリモートコントロール装置や外部の機器等からの信号が入力部６１から操作信号ＰＳｃとして撮像制御部６０に供給される。撮像制御部６０は、操作信号ＰＳｃに基づいて制御信号ＣＴ等を生成して各部の動作を制御することにより、撮像装置をユーザ操作やリモートコントロール装置あるいは外部の機器等からの信号に応じて動作させる。また、操作信号ＰＳｃとして可変速フレームレートを設定するフレームレート設定信号ＰＳＦが撮像制御部６０に供給されたとき、撮像制御部６０は、撮像部２１での撮像フレームレートを設定する制御信号ＴＣをフレームレート設定信号ＰＳＦに基づいて生成して駆動部６２に供給する。この駆動部６２では、制御信号ＴＣに基づき駆動制御信号ＲＤを生成して撮像部２１に供給することで、フレームレート設定信号ＰＳＦに基づいた撮像フレームレートの画像信号Ｓｐａを撮像部２１から出力させる。また、フレームレート設定信号ＰＳＦに基づいて制御信号ＣＴａ，ＣＴｂ，ＣＴｃ，ＣＴｄ，ＣＴｅや書込制御信号ＷＴおよび読出制御信号ＲＴを生成してフレーム加算処理部３０に供給する。このように、フレームレート設定信号ＰＳＦに基づいて撮像部２１やフレーム加算処理部３０の動作を制御することで、設定された可変速フレームレートで撮像画像が含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を撮像装置１０で生成させる。
さらに、撮像制御部６０では、可変速フレームレートの画像に関した情報、例えば撮像日時や撮像条件等を示す付加情報ＭＤを生成してインタフェース部４２に供給する。
次に、撮像装置１０の動作について説明する。この撮像装置１０では、撮像部２１における画像信号の生成を制御して、標本化周波数を可変することなく、フレームレートが所定範囲内で変更された画像信号Ｓｐａを撮像部２１で生成するとともに、フレーム加算処理部３０での加算フレーム数を切り換えることで、所定の出力フレームレートの画像信号ＤＶｊを生成する。
ここで、可変速フレームレートＦＲｃの画像信号ＤＶｊを生成する際、可変速フレームレートＦＲｃが低いものとされても、撮像部２１で生成する画像信号Ｓｐａのフレームレートである撮像フレームレートＦＲｐが所定範囲内となるように、フレーム加算処理部３０での加算フレーム数ＦＡＤを切り換える。また、加算フレーム数ＦＡＤは、例えば加算フレーム数ＦＡＤを切り換えたときに撮像フレームレートＦＲｐが所定範囲内であって高いフレームレートとなるように設定する。
図４は、可変速フレームレートＦＲｃに応じた加算フレーム数ＦＡＤと撮像フレームレートＦＲｐの設定動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１では、加算フレーム数の切換点および加算フレーム数を設定する。この設定は、撮像フレームレートＦＲｐを正の整数で除算して、除算結果が整数値（但し１を除く）となるときの整数値を切換点とする。このときの除算結果を加算フレーム数ＦＡＤとする。例えば、撮像フレームレートＦＲｐの最大値が「６０Ｐ（数字は１秒当たりのフレーム数、Ｐはプログレッシブ方式の信号であることを示すものであり、他の場合も同様である）」であるとき、設定された加算フレーム数の切換点および加算フレーム数は（３０Ｐ，２フレーム）、（２０Ｐ，３フレーム）、（１５Ｐ，４フレーム）、（１２Ｐ，５フレーム）・・・（２Ｐ，３０フレーム）、（１Ｐ，６０フレーム）となる。
ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で設定された加算フレーム数の切換点と加算フレーム数に基づいて、可変速フレームレートＦＲｃと加算フレーム数の関係を示す加算切換情報を生成する。ここで、撮像フレームレートＦＲｐの最大値が６０ｐとされて上述のように加算フレーム数の切換点および加算フレーム数が設定された場合、図５に示すように加算切換情報が生成される。すなわち、可変速フレームレートＦＲｃが「６０Ｐ≧ＦＲｃ＞３０Ｐ」のときは、加算フレーム数ＦＡＤを「１」とする。可変速フレームレートＦＲｃが「３０Ｐ≧ＦＲｃ＞２０Ｐ」のときは、加算フレーム数ＦＡＤを「２」とする。可変速フレームレートＦＲｃが「２０Ｐ≧ＦＲｃ＞１５Ｐ」のときは、加算フレーム数ＦＡＤを「３」とする。以下同様にして、可変速フレームレートＦＲｃが「２Ｐ≧ＦＲｃ＞１Ｐ」のときは、加算フレーム数ＦＡＤを「３０」とし、可変速フレームレートＦＲｃが「ＦＲｃ＝１Ｐ」のときは、加算フレーム数ＦＡＤを「６０」とする。
ステップＳＴ３では、ユーザによって設定された可変速フレームレートＦＲｃに対応する加算フレーム数を加算切換情報に基づいて決定する。例えば設定された可変速フレームレートＦＲｃが「４５Ｐ」であるとき、加算フレーム数ＦＡＤは「１」となる。また、可変速フレームレートＦＲｃが「１４Ｐ」であるとき、加算フレーム数ＦＡＤは「４」となる。
ステップＳＴ４では、撮像フレームレートの決定を行う。この撮像フレームレートＦＲｐは、ステップＳＴ３で決定された加算フレーム数ＦＡＤと設定された可変速フレームレートＦＲｃを乗算して、乗算結果を撮像フレームレートＦＲｐとする。例えば可変速フレームレートＦＲｃが「４５Ｐ」であるとき、加算フレーム数ＦＡＤは「１」であることから撮像フレームレートＦＲｐは「４５Ｐ」となる。また、可変速フレームレートＦＲｃが「１４Ｐ」であるとき、加算フレーム数ＦＡＤは「４」であることから撮像フレームレートＦＲｐは「５６Ｐ」となる。また、可変速フレームレートＦＲｃを可変したとき、撮像フレームレートＦＲｐの可変範囲は最高値側となる。例えば、可変速フレームレートＦＲｃを「２０Ｐ≧ＦＲｃ＞１５Ｐ」の範囲で可変したとき、撮像フレームレートＦＲｐの可変範囲は最高値側である「６０Ｐ≧ＦＲｐ＞４５Ｐ」の範囲で可変されることとなる。なお、図５では、可変速フレームレートＦＲｃの範囲に対する撮像フレームレートＦＲｐの範囲を加算切換情報とともに示している。
このように、可変速フレームレートＦＲｃが「６０Ｐ〜１Ｐ」の範囲内で可変されても、加算フレーム数が切り換えられて、撮像フレームレートＦＲｐを「６０Ｐ〜３０Ｐ」の範囲に抑えることができる。また、各加算フレーム数に対する撮像フレームレートＦＲｐの可変範囲は、撮像フレームレートＦＲｐの最大値側に設定されることとなるので、より高速に撮像された画像信号Ｓｐａに基づいて所望の出力フレームレートの画像信号ＤＶｊを得ることができる。
撮像制御部６０では、上述の図４の処理を行い、入力部６１からのフレームレート設定信号ＰＳＦによって設定された可変速フレームレートＦＲｃに対する撮像フレームレートＦＲｐと加算フレーム数ＦＡＤを決定する。
ここで、フレームレート設定信号ＰＳＦに基づき、画像信号ＤＶｊの可変速フレームレートＦＲｃを「６０Ｐ≧ＦＲｃ＞３０Ｐ」の範囲内に設定して、この画像信号ＤＶｊに基づいて生成した信号ＣＭｏｕｔを撮像装置から出力させる場合、撮像制御部６０はフレーム加算処理部３０を制御して加算フレーム数ＦＡＤを「１」に設定する。また、駆動部６２の動作を制御して、撮像部２１から出力される画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐを可変速フレームレートのＦＡＤ倍とする駆動制御信号ＲＤを駆動部６２から撮像部２１に供給させる。
また、フレームレート設定信号ＰＳＦに基づき、可変速フレームレートＦＲｃを「３０Ｐ≧ＦＲｃ＞２０Ｐ」の範囲内に設定する場合、撮像制御部６０は、フレーム加算処理部３０を制御して加算フレーム数ＦＡＤを「２」に設定する。また撮像制御部６０は、駆動部６２の動作を制御して、撮像部２１から出力される画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐを可変速フレームレートＦＲｃのＦＡＤ倍（２倍）とする駆動制御信号ＲＤを駆動部６２から撮像部２１に供給させる。このとき、撮像フレームレートの画像信号が２フレーム加算されて画像信号ＤＶｊが生成されるので、画像信号ＤＶｊは所望の出力フレームレートとなる。また、撮像フレームレートＦＲｐは、「６０Ｐ≧ＦＲｐ＞４０Ｐ」となることから、撮像フレームレートを「６０Ｐ≧ＦＲｐ＞３０Ｐ」の範囲内に納めることができる。
同様に、可変速フレームレートＦＲｃを「１５Ｐ≧ＦＲｃ＞１２Ｐ」の範囲内に設定する場合、撮像制御部６０は、フレーム加算処理部３０を制御して加算フレーム数ＦＡＤを「４」に設定する。また撮像制御部６０は、駆動部６２の動作を制御して、撮像部２１から出力される画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐを可変速フレームレートＦＲｃのＦＡＤ倍（４倍）とする駆動制御信号ＲＤを駆動部６２から撮像部２１に供給させる。このとき、撮像フレームレートの画像信号が４フレーム加算されて画像信号ＤＶｊが生成されるので、画像信号ＤＶｊは所望の出力フレームレートとなる。この場合、撮像フレームレートＦＲｐは、「６０Ｐ≧ＦＲｐ＞４０Ｐ」となることから、撮像フレームレートを「６０Ｐ≧ＦＲｐ＞３０Ｐ」の範囲内に納めることができる。
以下同様にして、撮像部２１で生成する画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐとフレーム加算処理部３０での加算フレーム数ＦＡＤを可変することで、所望の可変速フレームレートＦＲｃの画像信号ＤＶｊを得ることができる。なお、図５に示す加算切換情報と撮像フレームレートのテーブルを予め保持しておけば、可変速フレームレートＦＲｃを切り換える毎に図４に示すフローチャートの処理を行う必要がないことは、言うまでもない。
次に、撮像部２１で生成する画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐの可変動作について説明する。図６は、撮像部２１で用いられている撮像素子の例として、ＦＩＴ（Ｆｒａｍｅ  Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）形ＣＣＤの概略構成を示している。ＣＣＤ２１０の撮像領域２１１ａは、マトリクス状に配設された光電変換素子２１２と、センサゲート２１３を介して各光電変換素子２１２から供給された撮像電荷を蓄積領域２１１ｂに転送するための垂直転送レジスタ２１４を有している。垂直転送レジスタ２１４は、１ラインの画素数に対応する数だけ設けられている。各垂直転送レジスタ２１４の転送段数は、走査ライン数に対応するものとされている。
ＣＣＤ２１０の蓄積領域２１１ｂは、例えば１フレーム分の画素の撮像電荷を蓄積するもので、撮像領域２１１ａの垂直転送レジスタ２１４と同様な構成の垂直転送レジスタ２１５により構成する。
また、撮像部２１は、水平転送レジスタ２１６と水平転送レジスタ２１６の出力端側に接続された信号出力回路２１７を有している。水平転送レジスタ２１６の転送段数は、１ラインの画素数に対応するものとされている。また、信号出力回路２１７は、水平転送レジスタ２１６から供給された撮像電荷を電圧信号に変換して出力する。
このように構成された撮像部２１には、駆動部７１から各センサゲート２１３を開成するセンサゲートパルスや垂直転送レジスタ２１４を駆動する垂直転送クロックパルス、蓄積領域２１１ｂの垂直転送レジスタ２１５を駆動する垂直転送クロックパルス、水平転送レジスタ２１６を駆動する水平転送クロックパルスなどの各種タイミング信号が駆動制御信号ＲＣとして供給されて、撮像部２１の動作が制御される。
撮像領域２１１ａの光電変換素子２１２で生成された撮像電荷は、垂直帰線期間中にセンサゲート２１３を介して各垂直転送レジスタ２１４に読み出され、この読み出された撮像電荷は、蓄積領域２１１ｂの垂直転送レジスタ２１５に高速転送されて蓄積される。その後、蓄積領域２１１ｂに蓄積されている撮像電荷は、水平帰線期間中に１ライン分だけ水平転送レジスタ２１６に読み出されるとともに、この水平転送レジスタ２１６に読み出された撮像電荷は、信号出力回路２１７に順次転送される。信号出力回路２１７は、供給された撮像電荷を電圧信号に変換して出力する。このため、信号出力回路２１７から１ライン分の画像信号を得ることができる。次の水平走査期間でも同様な処理が行われて、信号出力回路２１７から次の１ライン分の画像信号を得ることができる。以下同様にして、１フレーム分の画像信号を得ることができる。
その後、垂直帰線期間中に垂直転送レジスタ２１４の信号の掃き出しを行ってスメア低減を図ったのち、光電変換素子２１２で生成されている撮像電荷を、センサゲート２１３を介して各垂直転送レジスタ２１４に読み出し、上述の処理を行うことで、画像信号Ｓｐａを生成できる。
なお、撮像部２１で用いられている撮像素子はＦＩＴ（Ｆｒａｍｅ  Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）形ＣＣＤに限られるものではなく、ＩＴ（Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）形ＣＣＤ等を用いることもできる。
ここで、画像信号Ｓｐａの撮像フレームレートＦＲｐを可変する場合、駆動部６２から撮像部２１に供給する駆動制御信号ＲＤによって、ＣＣＤ２１０での電荷蓄積期間や撮像電荷の読み出しタイミング等を制御することでフレームレートが可変された画像信号Ｓｐａを得ることができる。さらに、ＣＤＲ方式（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ方式：共通サンプリング周波数方式）を用いて撮像フレームレートＦＲｐの可変処理を行うものとすれば、撮像フレームレートＦＲｐを可変しても有効画面期間の画像サイズが変化しない画像信号Ｓｐａを生成できる。また、ＣＤＲ方式を用いることで、撮像フレームレートＦＲｐを用いる各部の動作周波数を撮像フレームレートＦＲｐに応じて可変する必要がなく、構成が簡単となる。
このＣＤＲ方式では、図７Ａに示すように帰線期間と有効画面期間が設定された画像信号に対して、図７Ｂに示すように水平帰線期間の長さを調整したり、図７Ｃに示すように垂直帰線期間の長さを調整することで、有効画面期間の画像サイズを変化させることなく撮像フレームレートＦＲｐを可変した画像信号を生成できる。
図８Ａ〜図８Ｈ、図８Ｊ〜図８Ｎは水平帰線期間の長さを調整する場合の動作、図９Ａ〜図９Ｇは垂直帰線期間の長さを調整する場合の動作を説明するための図である。図８Ａは、露光開始タイミングＴＭｓ、図８Ｂは露光終了タイミングＴＭｅを示している。露光開始タイミングＴＭｓの間隔と露光終了タイミングＴＭｅの間隔は、撮像フレームレートＦＲｐのフレーム期間と等しいものであり、露光終了タイミングから次の露光開始タイミングまでの期間は、図８Ｃに示すように垂直帰線期間Ｖ．ＢＬＫに対応するものである。また、露光開始タイミングから次の露光終了タイミングまでの期間は露光期間である。
露光期間中に光電変換素子２１２で生成された撮像電荷は、図８Ｄに示すように、次の垂直帰線期間Ｖ．ＢＬＫで図６に示す垂直転送レジスタ２１５に読み出される。
垂直転送レジスタ２１５に読み出された電荷は、図８Ｇに示す水平読出開始信号ＴＭｈの各読出開始パルスを基準として、１ライン分毎に水平転送レジスタ２１６に読み出されたのち、サンプリング周波数で順次信号出力回路２１７に供給されて、図８Ｅに示すように画像信号Ｓｐａにおける有効画面期間の１ライン分の信号が生成される。なお、図８Ｆは垂直同期信号ＶＤを示している。
図８Ｈ、図８Ｊ及び図８Ｋは、フレーム期間の一部を拡大して示したものであり、図８Ｈは水平同期信号ＨＤ、図８Ｊは上述したように有効画面期間の１ライン分の信号の生成の基準である水平読出開始信号ＴＭｈを示している。ここで、水平同期信号ＨＤの同期パルスから水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスまでの期間は、図８Ｋに示す画像信号Ｓｐａにおける水平帰線期間Ｈ．ＢＬＫに対応するものであり、水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスから次の水平同期信号ＨＤの同期パルスまでの期間が有効画面期間となる。
図８Ｌ〜図８Ｎは、撮像フレームレートＦＲｐが高いときを示しており、図８Ｎは水平同期信号ＨＤ、図８Ｍは水平読出開始信号ＴＭｈをそれぞれ示している。この場合、水平同期信号ＨＤの同期パルスから水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスまでの期間である水平帰線期間Ｈ．ＢＬＫを、図８Ｋに比べて図８Ｌに示すように短いものに変更すると、水平同期信号ＨＤの間隔が短くなり撮像フレームレートＦＲｐが高くなる。また、水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスから次の水平同期信号ＨＤの同期パルスまでの期間を一定とする。すなわちサンプリング周波数と有効画面期間の画素数を一定としておくことで、撮像フレームレートＦＲｐによらず有効画面期間が一定とされた図８Ｋや図８Ｌに示すＣＤＲ方式の画像信号Ｓｐａを生成できる。なお、図８Ａ〜図８Ｈ、図８Ｊ及び図８Ｋでは、有効画面期間が１９２０サンプル×１０８０ラインで「４８Ｐ」のときのライン数およびサンプル数、図８Ｌ〜図８Ｎは、有効画面期間が１９２０サンプル×１０８０ラインで「６０Ｐ」のときのライン数およびサンプル数を示している。
次に垂直帰線期間の長さを調整する場合の動作を図９Ａ〜図９Ｇを用いて説明する。なお図９Ａ〜図９Ｄは図８Ａ〜図８Ｄと対応するものである。
垂直転送レジスタ２１５に読み出された電荷は、図９Ｇに示す水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスを基準として、１ライン分毎に水平転送レジスタ２１６に読み出されて、この読み出された撮像電荷が信号出力回路２１７に順次供給されて、図９Ｅに示すように画像信号Ｓｐａが生成される。ここで、図９Ｆに示す垂直同期信号ＶＤの同期パルスから図９Ｇに示す各フレームの最初の水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスまでの期間である垂直帰線期間Ｖ．ＢＬＫを調整する。また、最初の水平読出開始信号ＴＭｈの読出開始パルスから垂直同期信号ＶＤの同期パルスまでの期間を等しくすることで、撮像フレームレートＦＲｐによらず有効画面期間が一定とされた図９Ｅに示すＣＤＲ方式の画像信号Ｓｐａを生成できる。
このように、サンプリング周波数と有効画面期間の画素数を一定として、撮像フレームレートＦＲｐに応じて水平帰線期間や垂直帰線期間を可変することで、撮像フレームレートＦＲｐを可変しても有効画面期間が一定とされて画像サイズが変化しない画像信号Ｓｐａを生成できる。なお、撮像フレームレートＦＲｐに応じて例えば垂直帰線期間を長くすると、次のフレーム画像が表示されるまでの時間が長くなってちらつき（フリッカー）が目立つおそれがある。このため、撮像フレームレートＦＲｐに応じて水平帰線期間を調整することが好ましい。
次に、フレーム加算処理部３０で行うフレーム加算動作について説明する。図１０は、フレーム加算動作を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１１では、初期設定を行う。この初期設定では、ＲＡＭ３０４−１〜３０４−３の何れかを、画像信号ＤＶｃの書き込み用である書き込みＲＡＭに指定する。この書き込みＲＡＭの指定は、制御信号ＣＴｂによって信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍを切り換えることで行うことができる。また、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算処理が完了しているか否かを示す外部読み出し可能フラグを設けて、この外部読み出し可能フラグの状態をフレーム加算処理が完了していないことを示すオフ状態とする。
ステップＳＴ１２では、書き込みＲＡＭに書込制御信号ＷＴａを供給して、書き込みＲＡＭに対しての画像信号ＤＶｃの書き込みを開始する。
ステップＳＴ１３では、読み出し対応処理を行う。この読み出し対応処理は、可変速フレームレートＦＲｃで画像信号を出力させるための処理であり、フレーム加算が完了しているときには、フレーム加算によって得られた信号に基づき可変速フレームレートＦＲｃの画像信号を生成して出力させる。また、フレーム加算が完了していないときにはブランクフレームとするものである。
図１１は、読み出し対応処理を示すフローチャートである。ステップＳＴ３１では、可変速フレームレートＦＲｃである外部読み出し用の垂直同期信号ＶＤｃにおける同期パルスが検出されたか否かを判別する。ここで、垂直同期信号ＶＤｃの同期パルスが検出されたときにはステップＳＴ３２に進み、検出されていないときにはステップＳＴ３４に進む。
ステップＳＴ３２では、外部読み出し可能フラグがオン状態に設定されているか否かを判別する。ここで、外部読み出し可能フラグがオン状態に設定されていないときには、加算フレーム数ＦＡＤ分の加算が完了した信号がないことからブランクフレームとしてステップＳＴ３４に進む。また、外部読み出し可能フラグがオン状態に設定されているときにはステップＳＴ３３に進み、加算フレーム数ＦＡＤ分の加算が完了した信号が書き込まれている後述する外部読み出しＲＡＭから、信号の読み出しを開始してステップＳＴ３４に進む。また、外部読み出しＲＡＭから信号の読み出しを行ったフレームを、可変速フレームレートの画像のフレームであるとして、このフレームに対する有効信号Ｔｖを「有効」とする。
ステップＳＴ３４では、外部読み出し可能フラグのオフ条件を満たすか否かを判別する。ここで、外部読み出しＲＡＭから１フレーム分の信号読み出しが完了したときには、外部読み出し可能フラグのオフ条件を満たすものとしてステップＳＴ３５に進む。また、外部読み出しＲＡＭから１フレーム分の信号読み出しが完了していないときや信号読み出しが行われていないとき、あるいは外部読み出し可能フラグがオフ状態であるときには、読み出し対応処理を終了する。ステップＳＴ３５では、外部読み出し可能フラグをオフ状態とする。また、外部読み出し可能フラグをオフ状態としたときには、外部読み出しＲＡＭの指定を解除して読み出し対応処理を終了する。さらに、有効信号Ｔｖを「有効」から「無効」に切り替える。
ステップＳＴ１４では、書き込みＲＡＭに対して１フレーム分の信号書き込みが終了したか否かを判別する。ここで、１フレーム分の信号書き込みが完了していないときにはステップＳＴ１３に戻り、１フレーム分の信号書き込みが完了したときにはステップＳＴ１５に進む。
ステップＳＴ１５では、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了したか否かを判別する。ここで、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了していないときにはステップＳＴ１６に進み、フレーム加算が完了しているときにはステップＳＴ２０に進む。
ステップＳＴ１６では第１のＲＡＭ切換処理を行う。この第１のＲＡＭ切換処理では、書き込みＲＡＭの切り換えを行い、指定がなされていない他のＲＡＭを書き込みＲＡＭに指定する。また、切り換え前に書き込みＲＡＭとして指定されていたＲＡＭを内部読み出しＲＡＭに指定する。さらに、切り換え前の内部読み出しＲＡＭの指定を解除する。
ステップＳＴ１７では、入力された画像信号ＤＶｃと内部読み出しＲＡＭに書き込まれている信号とを加算して書き込みＲＡＭに書き込む処理を開始してステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８では、上述の読み出し対応処理を行いステップＳＴ１９に進む。
ステップＳＴ１９では、書き込みＲＡＭに対して１フレーム分の信号書き込みが終了したか否かを判別する。ここで、１フレーム分の信号書き込みが完了していないときにはステップＳＴ１８に戻り、１フレーム分の信号書き込みが完了したときにはステップＳＴ１５に戻る。
ステップＳＴ１５において、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了したと判別されてステップＳＴ２０に進むと、ステップＳＴ２０では第２のＲＡＭ切換処理を行う。第２のＲＡＭ切換処理では、書き込みＲＡＭの切り換えを行い、指定がなされていない他のＲＡＭを書き込みＲＡＭに指定する。また、切り換え前の書き込みＲＡＭを外部読み出しＲＡＭに指定する。さらに、切り換え前の内部読み出しＲＡＭの指定を解除する。また、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了していることから、外部読み出し可能フラグをオン状態に設定してステップＳＴ１２に戻る。
このように、信号書き込みを行いながら書き込みＲＡＭや内部読み出しＲＡＭの切り替えを行い、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了したときには、書き込みＲＡＭを外部読み出しＲＡＭに指定して、外部読み出し可能フラグをオン状態に設定する。また信号の書き込み中に外部読み出し可能フラグの状態を検出して、加算フレーム数ＦＡＤ分のフレーム加算が完了した信号を可変速フレームレートＦＲｃで出力させる。さらに、外部読み出しＲＡＭから信号を読み出したフレームに対させて、有効信号Ｔｖを「有効」とする。
図１２Ａ〜図１２Ｇおよび図１３Ａ〜図１３Ｅは、例えば可変速フレームレートＦＲｃが「１８Ｐ」であるとともに出力フレームレートＦｃが「６０Ｐ」の画像信号ＤＶｊを生成する場合の動作を示している。なお、図１２Ａは画像信号ＤＶｂ、図１２ＢはＲＡＭ３０４−１の動作、図１２ＣはＲＡＭ３０４−２の動作、図１２ＤはＲＡＭ３０４−３の動作、図１２Ｅは、外部読み出し可能フラグ、図１２Ｆは画像信号ＤＶｊ、図１２Ｇは有効信号Ｔｖを示している
可変速フレームレートＦＲｃが「１８Ｐ」である場合、図５に基づいて加算フレーム数ＦＡＤは「３」、撮像フレームレートＦＲｐは、可変速フレームレートＦＲｃの３倍である「５４Ｐ」となり、画像信号ＤＶｂはフレームレートが「５４Ｐ」の信号となる。
画像信号ＤＶｂのフレーム「０ｆ」が開始する図１２Ａ〜図１２Ｇの時点ｔ１において、撮像制御部６０は、図１３Ａに示すようにフレーム加算処理部３０の信号セレクタ３０２の可動端子Ｐｍを端子Ｐａ側に設定するとともに、信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍを端子Ｐａ側に設定して、ＲＡＭ３０４−１を書き込みＲＡＭに指定する。このとき、フレーム「０ｆ」の画像信号は、書き込みＲＡＭであるＲＡＭ３０４−１に供給される。また、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−１に書込制御信号ＷＴを供給して、フレーム「０ｆ」の画像信号をＲＡＭ３０４−１に記憶させる。
その後、時点ｔ２でフレーム「１ｆ」の画像信号が開始されるときに、撮像制御部６０は、図１３Ｂに示すように信号セレクタ３０５の可動端子Ｐｍを端子Ｐａ側に設定する。また、ＲＡＭ３０４−１に読出制御信号ＲＴを供給して、記憶しているフレーム「０ｆ」の画像信号を読み出す。このとき、加算器３０１には、フレーム「１ｆ」の画像信号ＤＶｂが供給されるとともに、ＲＡＭ３０４−１から読み出したフレーム「０ｆ」の画像信号が画像信号ＤＶｆとして供給される。このため、加算器３０１は、フレーム「０ｆ」の画像信号とフレーム「１ｆ」の画像信号を加算して加算信号ＤＶｇを生成する。また、撮像制御部６０は、書き込みＲＡＭの切り換えを行い、信号セレクタ３０２の可動端子Ｐｍを端子Ｐｂ側に設定するとともに、信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍを端子Ｐｂ側に設定して、ＲＡＭ３０４−２を書き込みＲＡＭに指定し、加算信号ＤＶｇをＲＡＭ３０４−２に供給する。さらに、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−２に書込制御信号ＷＴを供給して、フレーム「０ｆ」とフレーム「１ｆ」の画像信号が加算された加算信号ＤＶｇをＲＡＭ３０４−２に記憶させる。
時点ｔ３でフレーム「２ｆ」の画像信号ＤＶｂが開始されると、撮像制御部６０は、３フレームの加算信号を生成するため、図１３Ｃに示すように、信号セレクタ３０５の可動端子Ｐｍを、加算信号が記憶されているＲＡＭ３０４−２と接続されている端子Ｐｂ側に設定する。また、ＲＡＭ３０４−２に読出制御信号ＲＴを供給して、記憶しているフレーム「０ｆ」とフレーム「１ｆ」の加算信号を読み出す。このとき、加算器３０１には、フレーム「２ｆ」の画像信号ＤＶｂが供給されるとともに、ＲＡＭ３０４−２から読み出した加算信号が画像信号ＤＶｆとして供給される。このため、加算器３０１は、フレーム「０ｆ」〜フレーム「２ｆ」の画像信号を加算した加算信号ＤＶｇを生成する。また、撮像制御部６０は、書き込みＲＡＭの切り換えを行い、信号セレクタ３０２の可動端子Ｐｍを端子Ｐｂ側に設定するとともに、信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍを端子Ｐｃ側に設定して、ＲＡＭ３０４−３を書き込みＲＡＭに指定し、加算信号ＤＶｇをＲＡＭ３０４−３に供給する。さらに、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−１に書込制御信号ＷＴを供給して、フレーム「０ｆ」〜フレーム「２ｆ」の加算信号ＤＶｇをＲＡＭ３０４−３に記憶させる。
時点ｔ４でフレーム「３ｆ」の画像信号ＤＶｂが開始されるとき、ＲＡＭ３０４−３に対して加算フレーム数分の加算信号の書き込みが完了していることから、図１２Ｅに示すように、外部読み出し可能フラグはオン状態とされる。また、ＲＡＭ３０４−３は、外部読み出しＲＡＭに指定される。撮像制御部６０は、加算フレーム数すなわち３フレームの画像信号ＤＶｂを加算した加算信号の生成が完了したことから、図１３Ｄに示すように信号セレクタ３０２の可動端子Ｐｍを端子Ｐａ側に設定するとともに、信号セレクタ３０３の可動端子Ｐｍを端子Ｐａ側に設定する。このとき、フレーム「３ｆ」の画像信号ＤＶｂはＲＡＭ３０４−１に供給される。また、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−１に書込制御信号ＷＴを供給して、フレーム「３ｆ」の画像信号をＲＡＭ３０４−１に記憶させる。
次に、ＲＡＭ３０４に対して加算フレーム数分の加算信号の書き込みが完了しているときに、画像信号ＤＶｊのフレーム開始タイミングとなった場合、例えばＲＡＭ３０４−３に対してフレーム「０ｆ」〜フレーム「２ｆ」の画像信号が加算された加算信号ＤＶｇの書き込みが完了しているときに、時点ｔ５で画像信号ＤＶｊの出力フレームのフレーム開始タイミングとなった場合、撮像制御部６０は、図１３Ｅに示すように信号セレクタ３０６の可動端子Ｐｍを、外部読み出しＲＡＭに指定されているＲＡＭ３０４−３と接続されている端子Ｐｃ側に設定する。また、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−３に読出制御信号ＲＴを供給して、記憶されている３フレーム分の画像信号を加算した加算信号を読み出して画像信号ＤＶｈとして出力調整回路３０７に供給する。
出力調整回路３０７は、撮像制御部６０からの制御信号ＣＴｅに基づき、画像信号ＤＶｈの信号レベルを調整する。すなわち、画像信号ＤＶｈが３フレームの画像信号ＤＶｂを加算した信号であることから、画像信号ＤＶｈの信号レベルを「１／３」倍として、画像信号ＤＶｈを所定レベル範囲の信号とする。さらに、可変速フレームレートの画像のフレームであることを示す有効信号Ｔｖを図１２Ｇに示すように「有効」とし、可変速フレームレートの画像のフレームでないときには「無効」とする。なお、図１４Ｇ，図１５Ｇにおいても、可変速フレームレートの画像のフレームであること「有効」、可変速フレームレートの画像のフレームでないときを「無効」として示している。
以下同様に、撮像制御部６０は、ＲＡＭ３０４−１〜ＲＡＭ３０４−３を使用して画像信号ＤＶｂを３フレーム加算して加算信号を生成するとともに、この加算信号を画像信号ＤＶｊのフレーム開始タイミングで読み出すことで、撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を生成できる。
次に、ＲＡＭ３０４−３からの信号の読み出しを行ったフレームが終了する時点ｔ６では、外部読み出し可能フラグをオフ状態とする。なお、外部読み出しＲＡＭから信号の読み出しが行われていない期間、例えば時点ｔ６〜ｔ７の期間を、画像のないブランクフレームとすると、画像信号ＤＶｊに基づいて画像表示を行ったときに画像の明るさがちらついてしまうおそれがある。このため、有効信号Ｔｖで「無効」とした期間中は、「有効」とされたフレームの画像「（０ｆ＋１ｆ＋２ｆ）／３」を繰り返し表示することにより明るさのちらつきを防止できる。
さらに、フレーム加算処理部３０でＣＤＲ方式を用いるものとして、有効画面期間の信号をＲＡＭ３０４に記憶させるとともに、この記憶されている信号を書き込み時と等しい周波数で読み出し、さらに帰線期間を調整すれば、供給される画像信号ＤＶｂがＣＤＲ方式の信号でなくとも、可変速フレームレートに係らず有効画面期間の画像サイズが等しくなる出力フレームレートの画像信号を出力できる。また、フレーム加算処理部３０では、画像信号ＤＶｂの信号レベルを加算フレーム数に応じて予め調整してから、フレーム加算処理を行うものとしても良い。この場合には、加算処理やＲＡＭに記憶する信号のビット幅が小さくなることから、出力調整回路３０７で画像信号ＤＶｈの信号レベルを調整する場合に比べてフレーム加算処理部３０の構成を簡単とすることができる。
ところで、可変速フレームレートＦＲｃは、特殊な映像効果を得るために撮像中に可変される場合がある。そこで、撮像中に可変速フレームレートを変更する場合の動作を次に説明する。
可変速フレームレートを可変する場合、上述したように画像信号の加算処理と加算処理が行われていない場合がある。例えば図５に示すように、可変速フレームレートＦＲｃを「６０Ｐ≧ＦＲｃ＞３０Ｐ」の範囲内とするときにはフレーム加算処理が不要であり、可変速フレームレートＦＲｃが「３０Ｐ」以下となるとフレーム加算処理を行う。このため、フレーム加算処理が行われているか否かによって、撮像制御部６０は異なる処理を実施する。
図１４Ａ〜図１４Ｇは、フレーム加算処理を行わない場合、例えば可変速フレームレートを「６０Ｐ」から「４８Ｐ」に変更する場合を示している。この場合、撮像制御部６０では、撮像フレームレートＦＲｐの切換は、画像信号ＤＶｂのフレーム完了後に行う。また、ＲＡＭ３０４−１〜ＲＡＭ３０４−３を順次使用して、各ＲＡＭに１フレームの画像信号を記憶させるとともに、この記憶された信号の読み出しが行われていない場合に画像信号ＤＶｊのフレーム開始タイミングとなったとき、記憶されている画像信号を可変速フレームレートＦＲｃで読み出して出力する。
例えば入力部６１からの図１４Ａに示すフレームレート設定信号ＰＳＦによって、時点ｔ１１で出力フレームレートが「４８Ｐ」から「６０Ｐ」に変更されたとき、撮像制御部６０は、駆動部６２を介して撮像部２１を制御することにより撮像フレームレートＦＲｐの切換を、図１４Ｂに示すように画像信号ＤＶｂのフレームが完了する時点ｔ１２で行う。また撮像制御部６０は、この図１４Ｂに示す画像信号ＤＶｂを図１４Ｃ，図１４Ｄ，図１４Ｅに示すように、１フレーム毎に順次ＲＡＭ３０４−１〜ＲＡＭ３０４−３に記憶させる。また、ＲＡＭ３０４に１フレームの画像信号が記憶されるとともに、この記憶された信号の読み出しが行われていないときに例えば時点ｔ２１，ｔ２２，ｔ２３で画像信号ＤＶｊのフレーム開始タイミングとなった場合、各ＲＡＭから記憶されている信号を読み出す。また、時点ｔ２４で示すように、ＲＡＭ３０４−１〜ＲＡＭ３０４−３に記憶している画像信号の読み出しが既に行われている場合、このフレームを図１４Ｇに示す有効信号Ｔｖでは無効として、有効とされたフレームの画像「８ｆ」を繰り返し用いる。このように処理を行うものとすれば、撮像中に可変速フレームレートＦＲｃを変更しても、図１４Ｆに示すように、撮像画像が可変速フレームレート「４８Ｐ」で含まれた所望の出力フレームレート「６０Ｐ」の画像信号ＤＶｊを得ることができる。
次に、フレーム加算処理を行う場合について、図１５Ａ〜図１５Ｇを用いて説明する。図１５Ａ〜図１５Ｇは、例えば可変速フレームレートＦＲｃを「３１Ｐ」から「３０Ｐ」「２９Ｐ」「２８Ｐ」に順次変更する場合を示している。この場合、撮像制御部６０は、加算フレーム数の画像信号を加算した加算信号が得られてから撮像フレームレートＦＲｐおよび加算フレーム数ＦＡＤの変更を行うものとする。
例えば入力部６１からの図１５Ａに示すフレームレート設定信号ＰＳＦによって、時点ｔ３１で可変速フレームレートＦＲｃが「３１Ｐ」から「３０Ｐ」に変更されたとき、撮像制御部６０は、駆動部６２を介して撮像部２１を制御することにより撮像フレームレートＦＲｐの切り換えを、図１５Ｂに示すように画像信号ＤＶｂのフレームが完了する時点で行うものとする。ここで、図５に示すように、可変速フレームレートＦＲｃが「３１Ｐ」であるときの撮像フレームレートＦＲｐは「３１Ｐ」、可変速フレームレートＦＲｃが「３０Ｐ」であるときの撮像フレームレートＦＲｐは「６０Ｐ」である。このため、撮像制御部６０は、画像信号ＤＶｂのフレームが完了する時点ｔ３２で、撮像フレームレートＦＲｐを「３１Ｐ」から「６０Ｐ」に切り換える。また、撮像制御部６０は、撮像フレームレートＦＲｐが「３１Ｐ」であるときのフレーム「１ｆ」の画像信号ＤＶｂを、例えば図１５Ｃに示すようにＲＡＭ３０４−１に記憶させる。さらに、可変速フレームレートＦＲｃが「３１Ｐ」から「３０Ｐ」に変更されたことにより加算フレーム数ＦＡＤは「１」から「２」に変更される。このため、撮像制御部６０はフレーム加算処理部３０の動作を制御して、２フレームの画像信号ＤＶｂを加算して加算信号を生成し、この加算信号を画像信号ＤＶｊとして出力する処理を行う。
時点ｔ３３で可変速フレームレートＦＲｃが「３０Ｐ」から「２９Ｐ」に変更されたとき、このときの画像信号ＤＶｂのフレームは時点ｔ３４で完了する。しかし、時点ｔ３４では、２フレームの画像信号を加算する処理が完了していない。このため、撮像制御部６０は、２フレームの画像信号の加算が完了する次のフレームの完了時、すなわち時点ｔ３５で撮像フレームレートＦＲｐを「６０Ｐ」から「５８Ｐ」に切り換える。このように、フレーム加算処理が完了してから撮像フレームレートＦＲｐの変更を行うため、図１５Ｆに示すように、画像信号ＤＶｊは、入力部６１で設定された可変速フレームレートの撮像画像を有する所定の出力フレームレートの画像信号となる。また、有効信号Ｔｖは図１５Ｇに示すものとなる。
このように、撮像画像から撮像フレームレートの画像信号を生成する撮像部と、撮像部で生成された画像信号に基づいてフレーム加算を行い、撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を、該出力フレームレートの画像信号における可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号とともに出力するフレーム加算処理部と、フレームレート設定信号に基づいて撮像部とフレーム加算処理部の動作を制御するものとし、撮像フレームレートの可変および／またはフレーム加算での加算フレーム数の切り換えを行い、可変速フレームレートをフレームレート設定信号に基づいたフレームレートに設定する撮像制御部を有する撮像装置を設ける。あるいは、撮像画像から撮像フレームレートの画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいてフレーム加算を行い、撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を、該出力フレームレートの画像信号における可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号とともに出力し、フレームレート設定信号に基づいて撮像フレームレートの可変および／またはフレーム加算での加算フレーム数の切り換えを行い、可変速フレームレートをフレームレート設定信号に基づいたフレームレートに設定する。
このため、可変速フレームレートを可変させて撮像を行って得られた画像信号から、後述するように、有効信号Ｔｖで有効とされた信号を選択して記録媒体に記録フレームレートで記録すると、この記録媒体を所望のフレームレートで再生したときに、可変速フレームレートに応じた可変速再生画像を得ることができる信号が記録媒体に記録されたこととなるので、画像信号をサーバー等に記録させて画像処理を行わなくとも、記録媒体に記録された信号を所望のフレームレートで再生するだけで、特殊な映像効果の確認を簡単かつ速やかに行うことが可能となる。また、有効信号によって有効とされた画像を選択して記録することにより、例えば記録容量が大容量でないサーバー等を用いることが可能となる。
すなわち、高速再生やスロー再生等の特殊な映像効果を容易に得ることができるように、撮像時にフレームレートを可変できる従来の撮像装置を用いることで、例えば所定のフレームレートよりもフレームレートを低下して撮像を行い所定のフレームレートで再生すれば、簡単に高速再生画像を得ることができる。また、フレームレートを高くして撮像を行い所定のフレームレートで再生すれば、簡単にスロー再生画像を得ることができる。ここで、従来の撮像装置から出力された画像信号を記録する場合、記録装置の記録フレームレートが一定のときは、この記録フレームレートの画像信号内に、撮像時のフレームレートに応じた数の有効画フレームが含まれるように画像信号が生成される。このため、撮像装置から出力された画像信号を記録フレームレートで記録すると、必要とされる有効画フレームレートの信号のみを効率よく記録することができない。しかし、本形態の撮像装置１０から出力された有効信号によって有効とされた画像を選択して記録することにより、効率よく記録を行うことが可能となる。
さらに、撮像装置の撮像制御部は、可変速フレームレートの画像に関する付加情報を生成し、所定の出力フレームレートの画像信号とともに出力させる。あるいは、可変速フレームレートの画像に関する付加情報を生成し、所定の出力フレームレートの画像信号とともに出力させることにより、この付加情報によって撮像時の条件等の確認を容易に行うことができる。また、撮像制御部は、撮像部を制御して、ＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の撮像信号を生成させる。あるいは、画像信号として、ＣＤＲ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）方式の撮像信号を生成することによって、可変速フレームレートを可変しても、有効画面期間の画像サイズを一定に保つことができる。
次に、信号記録装置７０の構成を図１６に示す。なお、図１６では記録媒体に記録された信号の再生動作を後述するため、再生時に用いる復調部と画像伸長部も合わせて図示している。
撮像装置１０から出力された信号ＣＭｏｕｔは、信号記録装置７０のインタフェース部７１に供給される。インタフェース部７１は、信号ＣＭｏｕｔから画像信号ＤＶｋと付加情報ＭＤと有効信号Ｔｖを分離して、画像信号ＤＶｋを画像圧縮部７２に供給する。また付加情報ＭＤと有効信号Ｔｖを記憶処理部７３に供給する。
画像圧縮部７２は、画像信号ＤＶｋの信号量を削減する圧縮処理を行う。この圧縮処理では、後述するように有効信号Ｔｖで有効とされたフレームの信号を選択することから、フレーム内予測符号化を実施して符号化信号ＤＱａを生成する。この生成された符号化信号ＤＱａは記憶処理部７３に供給される。
記憶処理部７３は、符号化信号ＤＱａから有効信号Ｔｖによって有効とされた画像の符号化信号ＤＱｗを選択して記憶する。また、記憶した画像に関する付加情報ＭＤｗも関係付けて記憶する。さらに、記憶している符号化信号ＤＱｗや付加情報ＭＤｗを読み出して変調部７４に供給する。
図１７は、記憶処理部７３の構成を示す図である。データ変換処理回路７３１には、符号化信号ＤＱｗを記憶する画像メモリ７３２と付加情報ＭＤｗを記憶するデータメモリ７３３が接続されている。また、画像メモリ７３２とデータメモリ７３３には、信号の書き込みや読み出しを制御するメモリ制御回路７３４が接続されている。
データ変換処理回路７３１は、符号化信号ＤＱｗを画像メモリ７３２に対応したフォーマットの信号ＭＥに変換して画像メモリ７３２に供給する。ここで、圧縮処理を行うことにより得られた符号化信号ＤＱｗは、画像の内容によって信号量が異なるものであるから、信号ＭＥの信号量はフレーム毎に異なってしまい、この信号ＭＥを画像メモリ７３２に書き込んだときには、フレーム画像単位で信号ＭＥを簡単に読み出すことができない。このため、画像メモリ７３２からフレーム画像単位で信号ＭＥを簡単に読み出すことができるように、データ変換処理回路７３１は信号ＭＥの信号量をフレーム毎に等しくする。すなわち、画像圧縮部７２は、符号化信号ＤＱａのフレーム毎の信号量が予め設定された信号量を超えないように圧縮処理を行う。また、データ変換処理回路７３１は、予め設定された信号量の符号化信号ＤＱｗに基づいて信号ＭＥを生成した場合よりも信号ＭＥの信号量が少ないときには、例えば無効な信号を利用して一定の信号量の信号ＭＥとして、画像メモリ７３２に書き込む。
またデータ変換処理回路７３１は、画像メモリ７３２から読み出した信号ＭＥから、一定の信号量の信号ＭＥとするために付加された無効な信号を除き、さらに元のフォーマットの信号ＤＱｗに戻して、図１６に示す変調部７４に供給する。同様に、付加情報ＭＤｗをデータメモリ７３３に対応したフォーマットの信号ＭＦに変換してデータメモリ７３３に供給する。また、データメモリ７３３から読み出した信号ＭＦを元のフォーマットの付加情報ＭＤｗに戻して、図１６に示す変調部７４に供給する。
メモリ制御回路７３４は、インタフェース部７１から供給された有効信号Ｔｖと記録制御部８０から供給された制御信号ＣＵａに基づき、書込制御信号ＷＣｖ，ＷＣｍと読出制御信号ＲＣｖ，ＲＣｍを生成する。この書込制御信号ＷＣｖと読出制御信号ＲＣｖを画像メモリ７３２に供給して、有効信号Ｔｖによって有効とされた画像に基づく信号ＭＥを画像メモリ７３２に書き込む。また、画像メモリ７３２に記憶されている信号量、すなわち画像メモリ７３２に書き込まれているが読み出しが行われていない信号の信号量が所定量に達したときには、書き込まれている信号ＭＥを書き込み順に読み出す。
さらに、書込制御信号ＷＣｍと読出制御信号ＲＣｍをデータメモリ７３３に供給して、画像メモリ７３２に書き込んだフレーム画像に対応する付加情報ＭＤｗの信号ＭＦをデータメモリ７３３に書き込む。画像メモリ７３２から信号ＭＦを読み出すときには、この読み出すフレーム画像の信号に対応する付加情報ＭＤｗの信号ＭＦを読み出す。
また、メモリ制御回路７３４は、画像メモリ７３２に記憶されている信号量を示す情報として、例えば画像メモリ７３２に対する信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差を示す位相差情報ＡＰを記録制御部８０に供給する。この位相差は、書き込み位置と読み出し位置とのアドレス距離あるいは書き込み位置と読み出し位置間のフレーム数を示すものである。
図１６の変調部７４では、符号化信号ＤＱｗと付加情報ＭＤｗに誤り訂正符号を付加して記録媒体に応じたチャンネルコーディングを行い、所定の記録フォーマットの記録信号Ｓｗを生成してヘッド部７５に供給する。この記録信号Ｓｗに基づきヘッド部７５を駆動して、記録媒体９０に所定の記録フレームレートで撮像画像と付加情報を記録する。なお、ヘッド部７５は、記録媒体９０に応じたヘッド部が用いられる。例えば記録媒体として磁気テープを用いるときには磁気ヘッド、光ディスクを用いるときには光ピックアップが用いられる。
記録媒体９０をヘッド部７５で再生して得られた再生信号Ｓｒは、復調部７６に供給される。復調部７６は、再生信号Ｓｒの復号処理や誤り訂正処理を行い、得られた符号化信号ＤＱｒを画像伸長部７７に供給する。また、復調部７６で得られた付加情報ＭＤｒは信号記録装置７０から出力する。画像伸長部７７は、符号化信号ＤＱｒの伸長処理を行い画像信号ＭＴｏｕｔを生成して画像表示装置１１０に供給する。なお、画像圧縮部７２と画像伸長部７７は、記録媒体９０に効率よく画像信号ＤＶｋを記録するためのものであり、信号記録装置７０を構成する上で必ずしも必要となるものではない。
記録制御部８０には、入力部８１が接続されており、ユーザ操作に応じた信号あるいはリモートコントロール装置や外部の機器等からの信号が入力部６１から操作信号ＰＳｖとして撮像制御部６０に供給される。記録制御部８０は、操作信号ＰＳｖに基づいて制御信号ＣＵ等を生成して各部の動作を制御することにより、信号記録装置をユーザ操作やリモートコントロール装置あるいは外部の機器等からの信号に応じて動作させる。
また、信号記録装置７０の動作モードが、可変速フレーム記録モードとされている場合、記録処理部から供給された位相差情報ＡＰに基づき、位相差が記録開始レベルに達したとき、記録媒体駆動部８２に駆動信号ＲＭを供給して、記録媒体駆動部８２によって記録媒体９０を駆動する。また、制御信号ＣＵａによって記憶処理部７３の動作を制御して、画像メモリ７３２に記憶している信号ＭＥを書き込み順に読み出して変調部７４に供給させる。また、読み出したフレーム画像の信号ＭＥに関連する付加情報の信号ＭＦもデータメモリ７３３から読み出して変調部７４に供給する。さらに、位相差情報ＡＰに基づき位相差が記録停止レベルまで低下したときには、画像メモリ７３２およびデータメモリ７３３からの信号の読み出しを停止するとともに、記録媒体９０への信号の記録を停止する。その後、画像メモリ７３２に記憶されている信号の信号量が記録開始レベルに達したときには、再度記録媒体９０への信号の記録を開始する。以下同様にして、可変速フレーム記録モードでは、画像メモリ７３２に記憶されている信号量に応じて、記録媒体９０への画像の記録を間欠的に行う。
操作信号ＰＳｖに基づき信号記録装置７０の動作モードが可変速フレーム記録モードから停止モードに切り替えられたとき、記録制御部８０は、記憶処理部７３における信号の書き込み動作を停止させるとともに、記憶処理部７３に記憶されている信号の読み出しを行い、記憶処理部７３に記憶されている信号を記録媒体９０に記録してから記録動作を終了する。
また、撮像装置１０や信号記録装置７０は、入力部６１，８１からの操作信号に基づいて個々に動作が制御されるものに限られるものではない。例えば、撮像装置１０の撮像制御部６０と信号記録装置７０の記録制御部８０との間でインタフェース部を介して通信を行い、撮像装置１０の入力部６１から撮像制御部６０に供給された操作信号や、信号記録装置７０の入力部８１から記録制御部８０に供給された操作信号に基づいて、他方の装置の動作を制御するものとしても良い。この場合には、撮像装置１０と信号記録装置７０を個々に操作しなくとも、一方の装置側だけを操作して撮像画像の記録や再生等を行うことができる。
次に、信号記録動作について、図１８のフローチャートを用いて説明する。ステップＳＴ４１で可変速記録モードが選択されたか否かを判別する。ここで入力部８１からの操作信号ＰＳｖによって可変速記録モードが選択されていないときにはステップＳＴ４２に進み、通常記録動作すなわち撮像装置１０は撮像フレームレートを一定とするとともにフレーム加算を行わないものとして出力フレームレートの画像信号を生成する。また信号記録装置７０では、出力フレームレートの画像信号を出力フレームレートと等しい記録フレームレートで順次記録媒体に記録する。また、可変速記録モードが選択されているときにはステップＳＴ４３に進む。
ステップＳＴ４３では、入力部８１からの操作信号ＰＳｖによって記録開始操作が行われたか否かを判別する。ここで、記録開始操作が行われていないときにはステップＳＴ４３に戻り、記録開始操作が行われたときにはステップＳＴ４４に進む。
ステップＳＴ４４では、記録動作を開始する。すなわち、有効信号Ｔｖによって有効とされたフレーム画像の信号を記憶処理部７３に順次記憶させてステップＳＴ４５に進む。例えば、図１２Ｆに示す出力フレームレートが「６０Ｐ」の画像信号ＤＶｊから、図１２Ｇに示す有効信号Ｔｖによって有効とされた可変速フレームレート「１８Ｐ」の画像の画像信号を選択して記憶処理部７３に記憶させる。
ステップＳＴ４５では、操作信号ＰＳｖによって記録終了操作が行われたか否かを判別する。ここで、記録終了操作が行われていないときにはステップＳＴ４６に進み、記録終了操作が行われたときにはステップＳＴ５０に進む。
ステップＳＴ４６では、画像メモリ７３２に対する信号ＭＥの書き込み位置と読み出し位置との位相差が、記録動作開始レベル「Ｌｗｓ（フレーム）」まで増加したか否かを判別する。ここで、位相差が記録動作開始レベル「Ｌｗｓ」まで増加していないときにはステップＳＴ４５に戻る。また、位相差が記録動作開始レベル「Ｌｗｓ」まで増加したときにはステップＳＴ４７に進む。
ステップＳＴ４７では、記録媒体９０に対して画像や付加情報の記録動作を開始する。例えば、記録媒体９０を駆動して、記録信号Ｓｗを記録媒体９０に記録可能となったとき、記憶処理部７３に記憶されている信号ＭＥ，ＭＦを読み出して記録信号Ｓｗを生成し、この記録信号Ｓｗをヘッド部７５に供給して記録媒体９０に撮像画像や付加情報を記録する。
ステップＳＴ４８では、書き込み位置と読み出し位置との位相差が記録停止レベル「Ｌｗｅ（フレーム）」まで低下したか否かを判別する。ここで、位相差が記録停止レベル「Ｌｗｅ」まで低下していないときにはステップＳＴ４８に戻る。また、位相差が記録停止レベル「Ｌｗｅ」まで低下したときにはステップＳＴ４９に進む。
ステップＳＴ４９では、記録媒体への撮像画像や付加情報の記録を停止する。例えば、記憶処理部７３に記憶されている信号ＭＥ，ＭＦの読み出しを中止して記録信号Ｓｗの生成を停止する。また、磁気テープのようにランダムアクセスを行うことができない記録媒体を用いているときには、記録媒体９０の駆動を停止してからステップＳＴ４５に戻る。
その後、記録終了操作が行われて、ステップＳＴ４５からステップＳＴ５０に進むと、ステップＳＴ５０では、記憶処理部７３で行われていた画像メモリ７３２およびデータメモリ７３３に対する信号の書き込みを終了してステップＳＴ５１に進む。
ステップＳＴ５１では、記憶処理部７３に残っている信号を記録媒体９０に記録する処理を行い、記憶処理部７３のメモリに書き込んだ信号を記録媒体９０に全て記録させてからステップＳＴ５２に進む。ステップＳＴ５２では、記録動作を終了させる。すなわち、記憶処理部７３での信号読み出し動作を終了するとともに、記録媒体９０の駆動を終了させて、可変速記録モードでの記録動作を終了させる。
図１９Ａと図１９Ｂは、画像メモリ７３２に対する信号の書込読出動作を示しており、図１９Ａの実線は信号の書き込み位置、破線は信号の読み出し位置を示している。この図に示すように、書き込みや読み出しはサイクリック、すなわち、書き込み位置や読み出し位置が最終アドレスとされたときには先頭アドレスから再度書き込みや読み出しを行う。また、図１９Ｂは書き込み位置と読み出し位置の位相差を示している。
時点ｔ４１で記録動作が開始されると、画像メモリ７３２への信号ＭＥの書き込みが開始されて時間の経過とともに位相差が増加する。ここで、可変速フレームレートＦＲｃが小さいときには、画像メモリ７３２に書き込まれる画像のフレーム数が少ないため、信号の書き込み位置を示す線の傾きは小さくなる。
書き込み位置が増加して、時点ｔ４２で位相差が記録開始レベル「Ｌｗｓ」となると、記録制御部８０は記録媒体９０の駆動を開始する。その後、記録信号Ｓｗを記録媒体９０に記録可能となった時点ｔ４３で、画像メモリ７３２から順次記憶される信号ＭＥ，ＭＦを読み出して記録信号Ｓｗを生成して所定の記録フレームレートで記録媒体９０に記録する。ここで、例えば可変速フレームレートが「１８Ｐ」で記録フレームレートが「６０Ｐ」とされている場合のように、画像メモリ７３２に対する書き込みよりも読み出しが速く行われると位相差が減少する。
その後、位相差が減少して時点ｔ４４で記録停止レベル「Ｌｗｅ」となったときには、信号の読み出しを停止して記録媒体９０への信号記録を停止する。また、信号の読み出しを停止したことにより位相差が増加して、時点ｔ４６で位相差が記録開始レベル「Ｌｗｓ」に達したときには、記録媒体９０の駆動を再開して、記録媒体９０への信号記録が可能となった時点ｔ４６で、信号の読み出しを開始する。以下同様に、信号の書き込み位置と読み出し位置の位相差に応じて記録媒体９０に対しての信号記録を間欠的に行う。
このように、記録媒体９０に対しての信号記録を間欠的に行うことにより、可変速フレームレートＦＲｃが記録フレームレートよりも小さくても、信号記録中に記録媒体９０に記録する信号が無くなってしまうことが無く、フレーム画像の信号を正しくフレーム単位で順次記録することができる。
その後、時点ｔ５１で記録終了操作が行われたとき、画像メモリ７３２への信号の書き込みを停止する。また、画像メモリ７３２には、位相差分の信号が記録媒体９０に記録されない状態で残っていることから、この残っている信号を読み出して記録媒体９０に記録する。その後、時点ｔ５２で位相差が無くなったとき、画像メモリ７３２からの信号の読み出しを終了するとともに記録媒体９０の駆動を終了させて、記録終了操作が行われたときまでの画像を記録媒体に記録して記録動作を終了する。
このようにして、信号記録装置７０は、撮像画像が可変速フレームレートで含まれた所定の出力フレームレートの画像信号を用いて、前記可変速フレームレートの撮像画像を、記録媒体９０に記録フレームレートで記録する。
また、上述の実施の形態では、画像メモリ７３２に対して、フレーム画像単位で信号の書き込みや読み出しを容易に行うことが出来るように、符号化信号ＤＱに基づく信号ＭＥの信号量をフレーム毎に等しくしてから、画像メモリ７３２に書き込むものとしたが、フレーム画像毎に信号の記憶位置を管理することで、信号ＭＥの信号量をフレーム毎に等しくしなくとも、フレーム画像単位で信号の書き込みや読み出しを行うことができる。
例えば、フレーム画像毎に信号の書き込み開始位置や書き込み終了位置を管理して、画像メモリ７３２から信号を読み出す際には、この開始位置や終了位置に基づいて所望のフレーム画像の信号を読み出すものとする。この場合、各フレーム画像の信号量は画像の内容によって異なることから、信号量が最大となるフレーム画像の信号に基づいて、画像メモリ７３２に対する信号の書き込み速度や読み出し速度を設定すれば、信号量が変動しても、正しく信号の書き込みや読み出しをフレーム画像単位で行うことができる。
次に、可変速フレームレートの撮像画像が記録フレームレートで記録された記録媒体９０からデータを再生して、画像表示装置１１０に再生画像を表示させる場合の動作について説明する。
図２０は、有効信号Ｔｖによって有効であることが示された画像が例えばフレームレート「６０Ｐ」で記録されている記録媒体９０を、フレームレート「２４Ｐ」で再生する場合の再生動作を示している。
記録媒体９０の再生を行うことにより得られた画像信号ＭＴｏｕｔにおいて、可変速フレームレートを「１８Ｐ」に設定して撮像を行った画像が再生される時点ｔ６１〜時点ｔ６２までの期間では、可変速フレームレート「１８Ｐ」で撮像された画像を、撮像時に比べて「２４／１８（≒１．３３）」倍だけ表示することとなる。このため、画像表示装置１１０に表示される画像は、撮像時に対して約１．３３倍の高速再生画像となる。また、可変速フレームレートを「２４Ｐ」に設定して撮像を行った画像が再生される時点ｔ６２〜時点ｔ６３まで期間では、再生時のフレームレートと可変速フレームレートが等しいことから、撮像時に対して１倍速の再生画像となる。可変速フレームレートを「４８Ｐ」に設定して撮像を行った画像が再生される時点ｔ６３〜時点ｔ６４までの期間では、可変速フレームレート「４８Ｐ」で撮像された画像を、撮像時に比べて「２４／４８（＝１／２）」倍だけ表示することとなる。このため、表示される画像は、撮像時に対して１／２倍のスロー再生画像となる。また、付加情報が画像とともに記録媒体９０に記録されているので、可変速再生画像の各フレーム画像がどのような撮像条件で撮像されたか等を付加情報ＭＤｒに基づき容易に把握することができる。
このように、可変速フレームレートを可変させて撮像を行って得られた画像信号から、有効信号Ｔｖで有効とされた信号を選択して記録媒体９０に記録フレームレートで記録すると、この記録媒体９０を所望のフレームレートで再生したときに、可変速フレームレートに応じた可変速再生画像を得ることができる信号が記録媒体９０に記録されたこととなる。このため、画像信号をサーバー等に記録させて画像処理を行わなくとも、記録媒体９０に記録された信号を所望のフレームレートで再生するだけで、特殊な映像効果の確認を簡単かつ速やかに行うことができる。
また、有効信号Ｔｖによって有効とされた画像が選択されて記録されるので、可変速再生画像のみが記録媒体９０に記録されることとなる。このため、従来のように撮像フレームレートの画像信号を全て記録する必要がなく、例えば記録容量が大容量でないサーバー等を用いることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る撮像画像記録システムおよび信号記録装置と信号記録方法は、可変速フレームレートの画像が含まれた所定の出力フレームレートの画像信号と、この画像信号に対して可変速フレームレートの画像のフレームを示す有効信号を用いて信号記録を行うものとし、この有効信号に基づき、画像信号から可変速フレームレートの画像の画像信号を選択して記憶手段に記憶させて、記憶手段に記憶されている画像信号の信号量に応じて、記憶手段に記憶されている信号を間欠的に所定の記録フレームレートで記録媒体に記録するものである。このため、特殊な映像効果を得るために記録する撮像画像の画像信号を少なくできると共に、特殊な映像効果の確認を速やかに正しく行うことができるものであり、映画やテレビジョン番組の制作時に有用であり、特に特殊な映像効果を得るうえで好適である。
【図面の簡単な説明】
図１は、撮像画像記録システムの構成を示す図である。
図２は、撮像装置の構成を示す図である。
図３は、フレーム加算処理部の構成を示す図である。
図４は、可変速フレームレートに応じた加算フレーム数と撮像フレームレートの設定動作を示すフローチャートである。
図５は、加算切換情報と撮像フレームレートの関係を示す図である。
図６は、ＦＩＴ形ＣＣＤの概略構成を示す図である。
図７Ａ〜図７Ｃは、ＣＤＲ方式を用いた場合の帰線期間と有効画面期間を説明するための図である。
図８Ａ〜図８Ｈ，図８Ｊ〜図８Ｎは、水平帰線期間の長さを調整する場合の動作を説明するための図である。
図９Ａ〜図９Ｇは、垂直帰線期間の長さを調整する場合の動作を説明するための図である。
図１０は、フレーム加算動作を示すフローチャートである。
図１１は、読み出し対応処理を示すフローチャートである。
図１２Ａ〜図１２Ｇは、加算フレーム数が「３」の場合の動作を示す図である。
図１３Ａ〜図１３Ｅは、加算フレーム数が「３」の場合での信号セレクタ設定位置を示す図である。
図１４Ａ〜図１４Ｇは、出力フレームレートの可変動作（加算フレーム数が変化しない場合）を説明するための図である。
図１５Ａ〜図１５Ｇは、出力フレームレートの可変動作（加算フレーム数が変化する場合）を説明するための図である。
図１６は、信号記録装置の構成を示す図である。
図１７は、記憶処理部の構成を示す図である。
図１８は、信号記録動作を示すフローチャートである。
図１９Ａ，図１９Ｂは、画像メモリに対する書込読出動作を説明するための図である。
図２０は、再生動作を説明するための図である。
【図１】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
2003085969.tif 000023
2003085969.tif 000024