(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器と使用されるように構成された、マルチフォーマット音声／映像制作システムであって、
音声および映像成分を有する映像番組を表す入力信号を受信する入力信号受信手段であって、前記映像成分は、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない入力信号受信手段と、
前記入力信号受信手段によって受信された前記映像番組を記録する高容量ビデオ記録手段と、
使用者からの指令を受け取る使用者インターフェースと、
前記入力信号受信手段によって受信された、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有している前記映像番組を、そのままのフレーム速度の中間制作方式で前記高容量ビデオ記録手段に記録されるように処理するグラフィックプロセッサーと、
前記中間制作方式の前記映像番組を所定のフレーム速度、アスペクト比及びピクセル数を有する出力方式の映像番組に変換可能な機器と、
前記入力信号受信手段、前記グラフィックプロセッサー、前記高容量ビデオ記録手段、および前記使用者インターフェースと通信可能な制御器とを備え、
前記制御器は、前記使用者インターフェースを介して使用者によって入力された命令に基づいて、
（ａ）前記映像番組が前記中間制作方式で前記高容量ビデオ記録手段に記録されるための処理を前記グラフィックプロセッサーにより行わせ、
（ｂ）前記中間制作方式の番組の記録を前記高容量ビデオ記録手段により行わせ、
（ｃ）前記入力信号受信手段が受信した前記映像番組を直接用いた、又は、前記高容量ビデオ記録手段に記録されている前記中間制作方式の前記映像番組を用いた、前記出力方式の映像番組への変換を前記機器により行わせる。
【請求項２】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記グラフィックプロセッサーは、更に、フィルム出力映像インターフェースを有し、前記制御器は、更に、使用者によって入力された命令に応答して、前記入力信号受信手段から直接的に、又は、前記高容量ビデオ記録手段から、前記入力方式の前記映像番組を、写真制作用の出力信号に変換可能である。
【請求項３】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記入力信号および前記出力方式の信号は、ＲＧＢ，ＹＩＱ，ＹＵＶ，Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ、のいずれかの表色系で表される信号である。
【請求項４】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、別々の、輝度成分およびクローマ成分の映像信号を利用するビデオ方式と互換性を有する入力および出力信号を有する。
【請求項５】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記入力信号受信手段は、下記を備えるデジタルビデオカメラを有する、
単数又は複数の画像センサー、
各画像センサーの出力に接続され、感知された画像を表すデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換回路、そして
各Ａ／Ｄ変換回路から前記デジタル信号を受け取り、前記グラフィックプロセッサーによる処理のための所定の方式でデジタル映像出力信号を生成するように構成されたデジタル信号プロセッサー。
【請求項６】
請求項５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記デジタルビデオカメラは、そのうちの一つは輝度成分と関連付けられ、他方はクローマ成分と関連付けられた、二つのＣＣＤ画像センサーを使用する。
【請求項７】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記入力信号受信手段は、取り外し可能な高容量磁気記録媒体を有する。
【請求項８】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、アスペクト比の変化が変換から生じた場合、前記制御器は、そのアスペクト比の変化を、表示器上に明示可視状態にすることができ、更にアスペクト比を変更することができる。
【請求項９】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記機器は、２４フレーム毎秒の中間制作方式を、３０フレーム毎秒のＮＴＳＣ方式の前記表示器で表示可能に変換可能である。
【請求項１０】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記機器は、２４フレーム毎秒の中間制作方式を、２５フレーム毎秒のＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ方式の前記表示器で表示可能に変換可能である。
【請求項１１】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記機器は、２４フレーム毎秒の中間制作方式を、ＨＤＴＶ方式の前記表示器で表示可能に変換可能である。
【請求項１２】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記高容量ビデオ記録手段は、前記映像番組に対してフレーム速度変換を行うための非同期番組記録再生機能を有する。
【請求項１３】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記グラフィックプロセッサーは、更に、前記中間制作方式の番組を、単数又は複数の前記機器を備える遠隔地へ転送するための手段を有する。
【請求項１４】
請求項１のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記機器は、前記中間制作方式の前記映像番組を、前記中間制作方式とはフレーム速度、アスペクト比及びピクセル数の少なくとも一つが異なる出力方式に変換可能である。
【請求項１５】
使用者インターフェースとカラー表示器とを使用するように構成されたマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、以下を有する、
２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない映像番組を受け取る入力受信手段、
前記入力受信手段が受け取った前記映像番組を記録する取り外し可能な高容量ビデオ記録媒体、
前記入力受信手段によって受信された、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有している前記映像番組を、そのままのフレーム速度の中間制作方式で前記高容量ビデオ記録媒体に記録されるように処理する第１映像プロセッサー、そして
前記入力受信手段が受信した前記映像番組を直接用いて、又は、前記高容量ビデオ記録媒体に記録されている前記中間制作方式の前記映像番組を用いて、当該映像番組を、実質的に３０ｆｐｓのＮＴＣＳ方式の前記カラー表示器で表示可能な出力方式の映像番組へ、２５ｆｐｓのＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ方式の前記カラー表示器で表示可能な出力方式の映像番組へ、２４，２５又は実質的に３０ｆｐｓのＨＤＴＶ方式の前記カラー表示器で表示可能な出力方式の映像番組へ、若しくは、２４又は２５ｆｐｓのフィルムへ変換可能な第２映像プロセッサー。
【請求項１６】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、下記のピクセル数の画像の大きさを有する出力方式を有する、
７２０ｘ４８０、
７２０ｘ５７６，
１０２４ｘ５７６，
１２８０ｘ７２０，
１２８０ｘ９６０，そして
１９２０ｘ１０８０。
【請求項１７】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記中間制作方式を前記単数又は複数の出力方式に変換する前記第２映像プロセッサーは、前記中間制作方式と関連付けられたピクセル数を変更するための補間手段を有する。
【請求項１８】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記中間制作方式を前記単数又は複数の出力方式に変換する前記第２映像プロセッサーは、前記フレーム速度を、２４ｆｐｓの中間制作方式のフレーム速度から２５ｆｐｓの出力方式のフレーム速度に増加させるための手段を有する。
【請求項１９】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記高容量ビデオ記録媒体は、磁気ディスク型媒体、光学ディスク型媒体、磁気光学ディスク型媒体、又は磁気テープ型媒体である。
【請求項２０】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記出力方式のフレーム速度は、２４，２５又は３０ｆｐｓの整数倍のフレーム速度である。
【請求項２１】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記第１および第２映像プロセッサーは、同じグラフィックプロセッサーの構成要素である。
【請求項２２】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記第１および第２映像プロセッサーは、互いに物理的に離間している。
【請求項２３】
請求項１５のマルチフォーマット音声／映像制作システムであって、前記高容量ビデオ記録媒体は、所望のフレーム速度を有する出力方式の番組を提供するための、記録される映像番組のフレーム速度と非同期に当該映像番組の読み出し及び書き込みが可能な非同期の番組記録再生機能を有する。
【請求項２４】
映像番組を処理する方法であって、以下の工程を有する、
音声成分と、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない映像成分とを有する映像番組を表す入力信号を受け取る工程、
前記映像番組の前記映像成分を、前記映像番組がそのような方式で受け取られない場合、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度とピクセル単位の画像寸法を有する中間制作方式に変換する工程、
前記中間制作方式の前記映像番組を高容量デジタル音声／映像記録媒体で記録する工程、
前記高容量デジタル音声／映像記録媒体に記録されている前記中間制作方式の前記映像番組にアクセスする工程、そして
前記映像番組を操作して、前記中間制作方式の前記フレーム速度以上の所定のフレーム速度を有し、所定のアスペクト比及びピクセル数を有する出力方式で前記映像番組の所望のバージョンを制作する工程。
【請求項２５】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記映像番組を操作して前記出力方式の前記映像番組の所望バージョンを制作する前記工程は、２４フレーム毎秒の前記中間制作方式を変換して、３０フレーム毎秒の前記出力方式の映像番組を制作するために画像並べ替え技術を使用する工程を含む。
【請求項２６】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記映像番組を操作して前記出力方式の前記映像番組の所望バージョンを制作する前記工程は、前記中間制作方式と異なるピクセル数を持つ前記出力方式の映像番組を制作するための補間工程を含む。
【請求項２７】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記映像番組を操作して前記出力方式の前記映像番組の所望バージョンを制作する前記工程は、下記のピクセル数の画像の大きさを有する番組を制作する工程を含む、
７２０ｘ４８０、
７２０ｘ５７６，
１０２４ｘ５７６，
１２８０ｘ７２０，
１２８０ｘ９６０，そして
１９２０ｘ１０８０。
【請求項２８】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記映像番組を操作して前記出力方式の前記映像番組の所望バージョンを制作する前記工程は、２５フレーム毎秒の前記出力方式の映像番組を制作するためにフレーム速度を増加させる工程を含む。
【請求項２９】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、更に、前記出力方式の前記映像番組の前記所望バージョンを、前記高容量デジタル音声／映像記録媒体上に前記映像番組を記録させるのに使用される場所とは異なる場所で視聴する工程を有する。
【請求項３０】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記出力方式の前記映像番組の前記所望バージョンは、前記中間制作方式とはピクセル数が異なる大きさの画像を有する。
【請求項３１】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記中間制作方式の前記映像番組にアクセスする工程は、前記映像番組の前記映像成分を前記中間制作方式に変換する工程と離間して行われる。
【請求項３２】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、前記高容量デジタル音声／映像記録媒体はランダムアクセス可能な媒体を含む。
【請求項３３】
請求項２４の映像番組を処理する方法であって、記録される映像番組のフレーム速度と非同期に前記映像番組の読み出し及び書き込みが可能な非同期の番組記録再生機能を備えた前記高容量デジタル音声／映像記録媒体を提供する工程を有し、前記映像番組を操作して前記出力方式の映像番組を制作する工程は、前記中間制作方式の前記映像番組のフレーム速度を変換するために前記非同期番組記録再生機能を利用する工程を含む。
【請求項３４】
映像番組を視聴するためのシステムであって、該システムは以下を有する、
映像番組を表す信号を受け取るように構成された信号受信装置、前記映像番組は、デジタル音声成分とデジタル映像成分とを有し、前記デジタル映像成分は、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない入力映像番組を元にした、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有する中間制作方式である、
前記信号受信装置とデータ通信し、前記デジタル音声成分と前記デジタル映像成分とをその中間制作方式で格納するように構成された高容量記録媒体、その高容量記録媒体から、前記デジタル映像成分をその中間制作方式で出力するように構成されている、
前記高容量記録媒体とデータ通信し、その中間制作方式の前記デジタル映像成分を、前記中間制作方式の前記フレーム速度以上の所定のフレーム速度を有し、所定のアスペクト比及びピクセル数を有する出力方式を有する出力映像番組へ変換するように構成され、前記出力映像番組を前記出力方式で視聴するための表示器とデータ通信するグラフィックプロセッサー。
【請求項３５】
取り外し可能な高容量記録媒体に格納された映像番組を視聴するためのシステムであって、該システムは以下を有する、
前記高容量記録媒体から前記映像番組を読み取るように構成された入力装置、前記高容量記録媒体に格納された前記映像番組は、デジタル音声成分とデジタル映像成分とを有し、前記デジタル映像成分は、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない入力映像番組を元にした、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有する中間制作方式である、
前記入力装置とデータ通信し、その中間制作方式の前記デジタル映像成分を、前記中間制作方式の前記フレーム速度以上の所定のフレーム速度を有し、所定のアスペクト比及びピクセル数を有する出力方式の出力映像番組に変換するように構成され、前記出力映像番組を前記出力方式で視聴するために表示器とデータ通信可能であるグラフィックプロセッサー。
【請求項３６】
請求項３５の映像番組を視聴するためのシステムであって、前記高容量記録媒体は、光学ディスク型媒体である。
【請求項３７】
請求項３４又は３５の映像番組を視聴するためのシステムであって、前記中間制作方式および前記出力方式は、画像の大きさをピクセル数で表し、前記出力方式の前記画像の大きさは前記中間制作方式の画像の大きさと異なる。
【請求項３８】
請求項３４又は３５の映像番組を視聴するためのシステムであって、前記映像番組の前記デジタル映像成分は、デジタル圧縮方式で前記高容量記録媒体に格納されている。
【請求項３９】
請求項３４又は３５の映像番組を視聴するためのシステムであって、前記出力方式は、前記デジタル映像成分の前記中間制作方式のフレーム速度以下のフレーム速度を有する。
【請求項４０】
請求項３４又は３５の映像番組を視聴するためのシステムであって、更に、前記高容量記録媒体に前記映像番組を送信する信号送信装置と、前記グラフィックプロセッサーに前記映像番組を送信する信号送信装置とを有する。
【請求項４１】
請求項４０の映像番組を視聴するためのシステムであって、前記信号送信装置は、広帯域データネットワークを介して、前記映像番組をその中間制作方式で送信するように構成され、前記信号受信装置は、広帯域データネットワークを介して、前記映像番組をその中間制作方式で受信するように構成されている。
【請求項４２】
映像番組を視聴する方法であって、該方法は以下の工程を有する、
遠隔地から送られた映像番組を表す信号を信号受信装置を介して受信する工程、前記映像番組はデジタル音声成分とデジタル映像成分を有し、前記デジタル映像成分は、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない入力映像を元にした、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有する中間制作方式である、
前記デジタル音声成分と前記デジタル映像成分とをその中間制作方式で高容量記録媒体に格納する工程、
前記高容量記録媒体から前記デジタル映像番組を読み取る工程、
前記デジタル映像番組をその中間制作方式でグラフィックプロセッサーに送る工程、
前記映像番組の前記デジタル映像成分をグラフィックプロセッサーによって処理して、その中間制作方式の前記デジタル映像成分を、前記デジタル映像成分の前記中間制作方式の前記フレーム速度以上の所定のフレーム速度を有し、所定のアスペクト比及びピクセル数を有する出力方式の出力映像番組へ変換する工程、そして
前記出力方式の前記出力映像番組を視聴のために表示器に送る工程。
【請求項４３】
請求項４２の映像番組を視聴する方法であって、更に、前記高容量記録媒体とデータ通信する信号送信装置と、前記グラフィックプロセッサーとデータ通信する信号送信装置とを有する。
【請求項４４】
請求項４２の映像番組を視聴する方法であって、前記信号送信装置は、広帯域データネットワークを介して、その中間制作方式の映像番組を送信するように構成され、前記信号受信装置は、広帯域データネットワークを介して、その中間制作方式の映像番組を受信するように構成されている。
【請求項４５】
映像番組を視聴する方法であって、該方法は以下の工程を有する、
デジタル音声成分とデジタル映像成分とを備える映像番組を格納した取り外し可能高容量記録媒体を提供する工程であって、前記デジタル映像成分は、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有し、且つ、繰り返しフレーム又はフィールドを含んでいない入力映像番組を元にした、２４又は２５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレーム速度を有する中間制作方式である工程、
前記取り外し可能高容量記録媒体を入力装置とデータ通信状態に設定する工程、
前記高容量記録媒体からその中間制作方式の前記デジタル映像番組を読み取る工程、
前記デジタル映像番組をその中間制作方式でグラフィックプロセッサーに送る工程、
前記映像番組の前記デジタル映像成分をグラフィックプロセッサーによって処理して、その中間制作方式の前記デジタル映像成分を、前記デジタル映像成分の前記中間制作方式の前記フレーム速度以上の所定のフレーム速度を有し、所定のアスペクト比及びピクセル数を有する出力方式の出力映像番組に変換する工程、そして
前記出力方式の前記出力映像番組を視聴のために表示器に送る工程。
【請求項４６】
請求項４５の映像番組を視聴する方法であって、前記高容量記録媒体は、光学ディスク型媒体である。
【請求項４７】
請求項４２又は４５の映像番組を視聴する方法であって、前記中間制作方式および前記出力方式は、画像の大きさをピクセル数で表し、前記出力方式の前記画像の大きさは前記中間制作方式の画像の大きさと異なる。
【請求項４８】
請求項４２又は４５の映像番組を視聴する方法であって、前記映像番組の前記デジタル映像成分は、デジタル圧縮方式で前記高容量記録媒体に格納されている。
【請求項４９】
請求項４２又は４５の映像番組を視聴する方法であって、前記出力方式は、前記デジタル映像成分の前記中間制作方式のフレーム速度以下のフレーム速度を有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
この発明は、一般的にビデオ制作、写真画像処理、そしてコンピュータグラフィックデザインに関連するもので、とりわけ高品位テレビ番組を含む、テレビ、その他の用途に使用される映像の業務用品質の編集と処理をすることができるマルチフォーマットのビデオ制作システムに関連します。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
種々の番組配給方法（ケーブルＴＶ、ホームビデオ、放送など）を通して実用になっている数多くのテレビチャンネルが、急激に増え続けており、それにともなう番組制作、とりわけ高品質のＨＤＴＶの番組の需要が、番組制作者にとって、技術的にも経済的にも、特別な難題となってきています。業務用の編集機や画像処理機器の値段は、Ｒ＆Ｄやその他の要因により、上がり続けていますが、一方、パーソナルコンピューターを含む、一般向けのハードに関しては、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、かなりの特殊効果を行うことができるようになりました。結果として、これら二つの分野の区別がつきにくくなりました。一般向けのＰＣベースの機器は現段階では業務用機器が持つ実時間でフル解像度の画像を処理できる能力を持ち合わせていませんが、次々と紹介される新しい世代のマイクロプロセッサーの処理はどんどん早くなっていますし、より高い解像度の用途に使えるようになってきています。さらに、メモリー回路やその他のデーターの記憶装置の値段も継続して下がり、そのような機器の容量は劇的に増加してきています。そしてこれらの発展によって、ＰＣベースの画像処理システムを業務用の用途に使用する可能性が高まっています。
【０００３】
専用の機器の分野に関しては、伝統的に二つの分野の業務用の画像処理システムの発展に関心が持たれています。その一つは最も高品質の映画の特殊効果を目的としており、そしてもう一つは、現在の放送システムの現実と経済性の中で完全な３５ｍｍ劇場映画の品質を提供できるテレビ放送用を目的としています。今までの一般的な３５ｍｍ劇場映画の品質は、上映用で１２００本同等かそれ以上の解像度があり、カメラのネガティブでは２５００本かそれ以上の解像度があると思われてきました。これらを踏まえて、現在審議されている画像方式はＨＤＴＶ放送を高いレベルの制作用に２５００かそれ以上の走査線を持つビデオシステムになるように検討されてきました。そしてこのＨＤＴＶの方式を下位変換することによってＮＴＳＣかＰＡＬに互換性をもたせる方式になるような階層構造になっています。提議されているほとんどのものが順次方式を使っていますが、この発展的な処理の一つとして、飛び越し走査も認められた方式として検討されています。もう一つの重要な事柄はコンピューターグラフィックに互換性がある方式であることです。
【０００４】
現在のコンピューターと画像処理の技術的な方向性は、１２００の走査線より少ない制作機器により画像拡大して、上位変換する階層構造の方式によって画像を劇場上映用や映画の特殊効果用そして映画の記録用に変換できます。さらに、一般用のハードの発展は、これまで参照されたどれにも述べられていない主題である経済的制作の側面に取り組むことを可能にします。
【０００５】
発明の概要
ここに提出する発明は、経済的なマルチフォーマットビデオ制作システムを提供することを可能にする一般用のハードを利用するものです。この実現においては、特別の画像処理の機能が、高性能パーソナルコンピューターかワークステーションに含まれ、ユーザーが、入力したビデオ番組の編集と処理をして、異なったフレーム速度、ピクセルの大きさ、あるいは異なった両方を持つ最終の方式の送出番組を制作することを可能にします。このシステムの内部制作の方式は、標準とワイドスクリーンテレビ、高品位テレビ、そして映画に関連する、現存する、そして将来計画されている方式に最大の互換性を提供するように、選択されます。映画と互換性をもつ為に、内部制作の方式のフレーム速度は毎秒２４であることを提起します。画像は、各々の用途の特定の要求を充足させるように、システムにより拡大・縮小して、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処理されたり、あるいは毎秒２４から３０フレームに変換する３：２プルダウンか、非同期の読み出しそして書き込みをすることにより、番組の記録設備を使ってフレーム変換を操作します。
【０００６】
この発明は、複数のインターフェース機器で構成され、それらは、ある入力方式のビデオ番組を標準・ワイドスクリーンの方式の画像を表す出力信号に変換するための標準・ワイドスクリーンインターフェース機器を含み、そして付属の表示機器に信号を出力します。高品位テレビインターフェース機器は、ＨＤＴＶの方式の画像を表す出力信号に、入力した方式のビデオ番組を変換するように作用して、そして表示機器に信号を出力します。
【０００７】
ビデオ番組入力、グラフィックプロセッサー、そしてオペレーター用のインターフェース間を通信、操作する集中制御器は、オペレーターがグラフィックプロセッサーによって、テレビインターフェースを使用して、一つあるいはそれ以上の変換ができるように命令を出すことができます。ここに提出する発明は、このように、低価格の一般用のハードを使用して、そして高いＳ／Ｎ比を維持した、比較的低いピクセルの大きさでの制作を促進します。そして、その後に、高品位方式の最終番組に結果を拡大します。この発明と競争している研究方法は、対照的で、そのやり方というのは、高解像度で扱うことを推薦していて、必要ならば、より低価格の方式に下方変換するといった、この提出している発明が削減しようと努力している高いコストの専用のハードの必要性を助長するものとなっています。
【０００８】
【図面の簡単な説明】
図１Ａから１Ｄは、望ましいそしてその代わりのピクセルでの画像のアスペクト比を示します；
図２は、ディスクベースの記録の機能図を示します；
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部分を示します。；
図４は、フレーム変換を実行する為の、非同期の読み出しそして書き込みをすることにより、ビデオ番組の記録手段を実現する代わりの方法を示す機能図です。；
図５は、マルチフォーマットＡ／Ｖ制作システムの、種々の現存するそして計画されているビデオフォーマットへの相互関係を示します；
図６は、放送番組供給や衛星受信そしてデーターネットワークインターフェースを含む完全なテレビ制作システムの実現を示します。
【０００９】
発明の詳細な説明
ここに提出する発明は、主に、現在そして未来の画像処理やテレビの方式と互換性を保ちながら、アスペクト比、解像度、そしてフレーム速度の相互関連性を確立する為の、不可欠なフレーム速度変換を含む、異なる画像処理またはテレビ方式の変換に関係しています。これらの方式は現在実用のマルチスキャンコンピューターモニター上に、表示できるピクセルの大きさの画像を含み、そして専用のハードにより、これらのモニターの能力を越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ます。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、例えば（毎秒２４から３０フレームに変換する、映画からＮＴＳＣのような）３：２プルダウンを使用するような、またはフレーム速度自身（ＰＡＬのテレビ表示の為に、２４から２５ｆｐｓに）を早めることによる伝統的方法によって適応しています。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り、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ます。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の映画機器が標準で、世界中で使用されているからで、この発明の内部の、あるいは制作のフレームは毎秒２４フレームであることが提起されています。
【００１０】
この選択は、また、２４フレームの速度が、３０フレーム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、順次走査を使用するシステムにとっては、より一層重大であり、その為に、その速度は、ある他の提案によるシステムにおける毎秒６０フィールドに対して、毎秒４８フィールドになります。
【００１１】
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すが、全体の信号の回路を通して、直接にデジタル処理を使用することが好まれ、そしてこれは、典型的アナログＲＧＢ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ます。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、リサイズされます。画像は、可搬型ハードディスク、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、あるいはテープベースのドライブを働かせた、記録機器に、圧縮されたデーターの形が好まれて、デジタルデーターを書き込むことにより、記録されます。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、増加するので、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り、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、その他の制作効果も、具体化され、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す。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から有利になります。音声の場合に、データーレートの必要条件は、音質に大きく機能します。音声信号は、制作の為の、交互に噛み合った、または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データーストリームの中に交互に重ね合わせられます。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ります。幅広い種々のビデオの方式と機器の構成は、この発明に応用でますが、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、説明されます。図１Ａは、画像のサイズそしてピクセルの大きさの互換性のあるシステムの一つの例を表わしています。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（２：１のインターレースで）が好まれ、選択される画像のピクセルの大きさは、全てのＨＤＴＶシステムに予定されているワイドスクリーンアスペクト比に互換性を持たせる為に、１０２４ｘ５７６（０．５６２５Ｍｐｘｌ）が好まれ、そして今までの４：３のアスペクト比が、ＰＡＬシステム（７６８ｘ５７６−０．４２１８７５Ｍｐｘｌ）に使用されます。全ての具体化は、他のピクセルの形も使用されますが、正方形のピクセルによることが好まれます。（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、これから説明するハードの回路を使用した）２０４８ｘ１１５２（２．２５Ｍｐｘｌ）へのリサイズは、ＨＤＴＶ表示に、あるいは劇場上映システムにも、向いた画像を提供います。そして、さらなる４０９６ｘ２３０４（９．０Ｍｐｘｌ）へのリサイズは、最も要求の厳しい制作効果にも適切です。画像は、１６：９のワイドスクリーンＴＶフレームの為に５：１のデーター圧縮され、あるいはＨＤＴＶの為に１０：１にされます。データーファイルは、そこで、ＲＧＢのワイドスクリーンのフレームで、ほぼ８．１ＭＢ／ｓｅｃだけ必要で、ＲＧＢのＨＤＴＶのフレームでは１６．１ＭＢ／ｓｅｃだけ必要とします。
【００１２】
この発明のもう一つの具体化は、図１Ｂに示されています。この場合、ユーザーは、４：３のアスペクト比で撮影される、映画制作に一般的に使用される技術に従います。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）を表します。もし元の画像の方式が、４：３の比で、１０２４ｘ７６８のピクセルの大きさで、毎秒２４フレームで記録されたならば、全ての画像処理は、この大きさを保ちます。現存の方式との完全な互換性は、大きさを変えてこれらの画像から直接にＮＴＳＣやＰＡＬの画像を制作できる結果を生み、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、上記で説明した、１０２４ｘ５７６の画像の大きさになって提供されます。これらの方式のそれぞれ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、同じ様になります。
【００１３】
この発明のもう一つの具体化は、図１Ｃに描かれています。このシステムは、ＦＣＣ（連邦通信委員会）のＡＴＶ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フォーマットの中で、推薦されている画像の大きさに従います。採用されているこの方式は、１２８０ｘ７２０のピクセルの大きさを持つワイドスクリーンを想定しています。これらの画像の大きさ（毎秒２４フレーム、２：１のインターレースで）を使用して、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、９６０ｘ７２０のピクセルの大きさを持つ画像になります。この新しい画像は、大きさを変えて、ＮＴＳＣの６４０ｘ４８０か、ＰＡＬの７６８ｘ５７６のピクセルの大きさを持つ画像を創ります；それに対応したワイドスクリーンの方式は、それぞれ、８５４ｘ４８０そして１０２４ｘ５７６になります。この場合、１２８０ｘ７２０のピクセルの大きさを持つ画像は、１，０００本の水平解像度で、０．８７８９０６２５Ｍｐｘｌを含みます；さらに、ＦＣＣのＡＴＳＣで評価中のこのシステムはまた、ただの６４０ｘ３６０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を想定しています。上記で説明されたこのデーター記録の必要性は、同じ様になります。プログレッシブ走査での毎秒２４フレームの開発の方向は、２０４８ｘ１１５２のピクセルの大きさを持つ画像を制作する、以前に説明した方法を使用するように、はっきりと明示され、そして実際的でもあります。
【００１４】
この発明のさらなる別の具体化を、図１Ｄに示します。図１Ｂの参照で説明しましたシステムでのように、使用者は、４：３のアスペクト比の画像で撮影される、映画制作に一般的に使用される技術に従います。ワイドスクリーン方式の画像として上映された時、アパチャープレートによって上と下の場所が再び遮られて、画像が望まれるアスペクト比（典型的に１．８５：１か１．６６：１）を表します。元の画像方式が、４：３の比で、そして１２８０ｘ９６０のピクセルの大きさで、毎秒２４フレームで記録されているので、全ての画像処理はこれらの大きさを保ちます。現存の方式との完全な互換性は、大きさを変えることにより、これらの画像から直接にＮＴＳＣとＰＡＬの画像を制作できる結果を生み、そして前述したワイドスクリーン画像は、画像の上から１２０本の横列のピクセルを、画像の下から１２０本の横列のピクセルを取り除き、提供され、結果として、上記で説明した１２８０ｘ７２０の画像サイズになります。これらのフレームのそれぞれのデーター容量は、０．８７８９０６２５Ｍｐｘｌで、そしてデーター記録の必要性は同じ様になります。
【００１５】
ここに説明されたどの場合でも、位置と画像の中心の信号をデータストリームの中に含むことにより、パンとスキャン操作を実行する為に、受像機か表示モニターが利用できるような情報を含むことができます。そしてその情報により、表示器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器が自動的に適切な位置にパンするように、画像の中心の位置を変えるように指示する情報を含みます。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に切り替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表示器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ます。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ます。
【００１６】
現在のＣＣＤ素子のカメラは、ｆ８で２０００ｌｕｘの感度で、水平輝度解像度８００本以上、そしてＳ／Ｎ比６２ｄＢの画像を創ります。けれども、典型的なＨＤＴＶカメラでは、１，０００ＴＶ本の解像度と、同様な感度で、広帯域アナログ増幅器とＣＣＤ素子の物理的大きさの制限により、５４ｄＢだけのＳ／Ｎ比で、画像を創ります。この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比が得られます。
【００１７】
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ことにおいて、大規模な照明の用意の必要がなくなり、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ります。
【００１８】
ＣＣＤベースのカメラで、赤と青のＣＣＤの画素は合わせ、緑のＣＣＤ画素は１／２ピクセル幅だけ水平にずらして、解像度を上げる技術は一般的になっています。この場合、画像の情報は位相があっていますが、偽信号のゆえに擬似情報は位相がずれています。三つのカラー信号が混合された時、画像情報は、そこなわれていませんが、ほとんどの偽情報は、打ち消されてしまいます。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、偽情報を抑える為に、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す。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、用いる事ができません。
【００１９】
けれども、一般的使用のビデオでは、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８００本にはっきりと上げることができます。
累進的により高い容量、そしてデーター送信速度のハードディスクドライブの可能性は、継続的により長い、そして高い解像度の画像の表示を実時間で可能にします。以前に述べたデーターレートで、ワイドスクリーンフレームは、毎分４８６ＭＢの必要があり、そのことから、現在実用の１０ＧＢのディスクドライブは、２１分以上のビデオを記録します。今後予想される１００ＧＢのディスクドライブ（２．５インチか３．５インチのコバルトクロームを使用したディスク、バリウムフェライトあるいは他の高密度磁気記録素材を使用して、）が実用になった時、これらの機器は、２１０分あるいは、３．５時間のビデオを記録します。この用途で、データー記録機器は、編集や制作活動ができるようにし、そしてこれらの機器が、ベータカムやＥＮＧカメラで、そしてビデオ制作で現在使用されるビデオカセットと全く同じ様に働くことが期待されます。このデーター記録機器は、可搬型記録媒体の、磁気、光学、光学磁気ディスクドライブによって、あるいはＰＣＭＣＩＡの標準のような、可搬型ディスクドライブ機器によって、実現されます。ＰＣＭＣＩＡ媒体は、１．８インチの大きさですが、一方の可搬型媒体の記録機器は、この限界に制限されるのではなく、そして２．５インチか３．５インチディスクのようなより大きい媒体を働かせることができ、これによって、より長い継続番組のデーター記録をできるようにするか、あるいは同じ大きさの媒体の限界の中で、データー圧縮比を低くするか、より高いピクセル数の画像を記録するように適応できます。
【００２０】
図２は、ビデオカメラの中で、あるいは別々に編集と制作設備の中で、働く記録機器ベースのデジタルレコーダーの機能図を示します。示されているように、可搬型ハードディスクドライブ７０は、バス制御器７２を通して、インターフェースし、実際には、光学、あるいは光学磁気ドライブのような、代わりの記録方法が、ＳＣＳＩかＰＣＭＣＩＡのような種々のインターフェースバス方式により、使用できます。このディスクドライブシステムは、現在、毎秒２０ＭＢのデーター送信速度を達成していますが、高容量可搬型メモリーモジュールのような、高速で他のデーター記録機器が、待ち望まれています。マイクロプロセッサー７４が、種々の構成部分をまとめる、６４ビットか、それより広いデーターバス８０を制御します。現在、実用のマイクロプロセッサーは、ＤＥＣ社のＡｌｐｈａ２１０６４、あるいはＭＩＰＳ社のＭＩＰＳ  Ｒ４４００が含まれますが、将来においては、データーの送信速度毎秒１００ＭＢを維持することができる、既に紹介されたＩｎｔｅｌ社のＰ６、あるいはＰｏｗｅｒＰＣ  ６２０に依存します。７６に示されている、２５６ＭＢまでのＲＯＭは、７８に示されている、２５６ＭＢあるいはそれ以上のＲＡＭのように、操作用に使用されます。現在のＰＣベースのビデオ制作システムは、複雑な編集効果ができるように最低６４ＭＢのＲＡＭを装備しています。グラフィックプロセッサー８２は、入力ビデオ信号８４と、出力ビデオ信号８６を処理するのに必要な、種々の巧みな操作を行う専用のハードを代表します。それらの信号は、ＲＧＢの方式で示されていますが、入力か出力は、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−Ｙ、ＹＩＱ，ＹＵＶ、あるいは他の普通に使用されている方式のような、代わりの方式で構成できます。とくに、プロセッサー８２のソフトベースの実現は可能ですが、標準・ワイドスクリーン信号（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ／Ｗｉｄｅｓｃｒｅｅｎ）には、５：１のデーター圧縮を働かせるシステムで、そしてＨＤＴＶ信号（上で説明されたように、２０４８ｘ１１５２の）には、１０：１のデーター圧縮比を働かせるシステムで、ハードベースで実現されることが好まれます。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、現在実用なモーションＪＰＥＧシステムです。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ます。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ます。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、具体化されます。
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します。図２のコンピューターディスク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、テープバックアップドライブ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を含むことが好まれ、種々の記録機器を利用できるように提供します。具体化されたインターフェースバス標準は、他のものの中から、ＳＣＳＩ−２、あるいはＰＣＭＣＩＡを含みます。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機器間を相互に送信されます。
【００２１】
現在、データーバス１０８は、図３コンピューターディスクベースビデオレコーダー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ビット幅で示されているように操作されますが、ＰｏｗｅｒＰＣ６２０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しだい、データーバスは、１２８ビットに適応するように広げれます。そして、一つのプロセッサーで１，０００  ＭＩＰＳの目標が期待されて、複数の平衡処理の使用ができるようになります。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１，０２４ＭＢ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します。
【００２２】
このシステムの重要な点は、一般的に示されたグラフィックップロセッサー１１６の柔軟性です。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しますが、これらの機能を想定したシステムを必要とはしていません。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きます。これから説明しますビデオ入力と出力信号は、例えば、ＲＧＢとして、示されていますが、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発明の一部として働きます。一つの可能性のある具体化としては、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す。
【００２３】
標準・ワイドスクリーンビデオインターフェース１２０は、１０２４ｘ５７６か１０２４ｘ７６８の画像サイズ内で、操作することを目的とし、一般的に１２２に示されているように、デジタルＲＧＢ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出力を創ります。Ｄ／Ａ変換器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信号とコンポジットビデオ信号を含む、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信号入力（示されていない）機能を持った、一般的ビデオモニターのどちらにも供給されます。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ちます。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と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にします。他のＨＤＴＶのフレーム速度、アスペクト比、そしてライン速度に対しては、フレーム相関とフレーム間補間そして画像変換が、コンピューターグラフィックやテレビの分野で良く知られている同等の技術を使って実行できます。
【００２４】
ＨＤＴＶビデオインターフェース１２４は、２０４８ｘ１１５２か２０４８ｘ１５３６の画像サイズ（必要ならばリサイズして）内で操作することを目的として、デジタルＲＧＢ（あるいは代わり）の信号を処理の為に受け取り、そして１２６に一般的に示されているように、同じ画像の方式でデジタル出力を創ります。標準・ワイドスクリーンインターフェース１２０の場合のように、Ｄ／Ａ変換器を構成して、そしてアナログ増幅器に関連した今までの内部回路は、アナログＲＧＢ信号とコンポジットビデオ信号の為の、二つ目のセットの出力に内部画像を変換するように働きます。
【００２５】
図３に示されているグラフィックプロセッサー１１６の三つ目の部分は、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ーのような機器と使用することを目的とした特別なビデオ出力を含みます。これらの出力は、フォーマット変換に必要な、ここで説明するリサイズ技術を使用して、内部で働く画像サイズから４０９６ｘ２３０４か４０９６ｘ３０７２の画像サイズを提供できるように構成されることが好まれます。毎秒２４フレームは映画用の標準のフレーム速度ですが、特にＮＴＳＣの素材が使用される時に、一部の制作には毎秒３０フレームが使用され、そして代わりの画像サイズと同様に、代わりのフレーム速度は、この発明の申請に適当であると予測されます。
このシステムの幾つかの追加の機能は、図３に表わしてあります。グラフィックプロセッサーは、カラープリンターでの使用の特別な出力１３２をふくみます。
【００２６】
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ます。さらに、光学の画像をシステムの中に取り入れる、静止画像スキャナー、あるいはフィルムスキャナーのように実施されている、画像スキャナー１３４を含む用意がされています。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します。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します。
【００２７】
図３は、信号入力のそれぞれの種類の一つの組みだけを示していますが、システムは、複数のソースそして種々の方式から、同時に信号を扱うことができます。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機器とバス制御器そして複数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します。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、段々と高いフレーム速度と画像サイズを処理することを可能にします。
【００２８】
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ありません。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す。そして、映画の素材が毎秒２５フレームで表示されることはさしつかえありません。実際これは、ＰＡＬとかＳＥＣＡＭのテレビ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す。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あわせの方法で行うことができます。５ｘ２４＝２ｘ６０すなわち二つのフレームを五つのビデオのフィールドに散らばらせます。このように同時に毎秒２４枚の映画の映像と毎秒３０枚のビデオ映像を再生することが可能になります。
【００２９】
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り僅かなものとなります。これは普通の映画上映では気が付きませんし、普通の映画の速度から許容できる逸脱です。
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（またその逆の場合）は、説明すべき技術的課題を提供します。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に参照され説明されています。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代えられます。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します。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法を使っています。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ます。この時点で、デジタルの番組の信号はデーターバス４１０に供給されます。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みます。二つの記録手段４１２と４１４は交互に使われて、一つが容量がいっぱいになるまで、ソース信号を記録します。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ます。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ような種々の要因により決められます。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ります。さらに追加の記録手段が追加されれば、時間の遅延とフレーム速度の変換の容量は増加しますし、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ありません。実際に記録手段は一般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ます。例えば、磁気ディスクか光学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です。
【００３０】
番組の信号の再生が望まれる時は、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します。そして必要とされるどのような信号変換も行います。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、信号処理器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ます。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ます。信号処理器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変換器４２４によりアナログの形で４２６から取り出せます。実際には、ここには示されていませんが、別々に別れたデーターバスが出力信号を供給します。そして記録手段は、ビデオ表示用途につか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あるいはディスク状の記録器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、それにより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ことを供給できるように構成できます。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します。
【００３１】
上記で述べたばかりの同期して記録、そして再記録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ります。そして代表的にいえば、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りますが、最初の記録の前か後のどちらでも番組の必要とするどれかのフレーム速度への変換を効率良く行うことが良いでしよう。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しよう。そして出力する時に、高いフレーム速度に変換を行います。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、テープによる記録のビット単位のコストの低いことを考慮して、テープによる方式に番組を記録することが最も効率が良いでしよう。もちろんディスクも使えますし、その記録容量が増え続けていますのでより実用的になるでしょう。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とです。この場合、高容量ビデオ記録は、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の役割をするものとします。経済的な考慮やその他の要因にもよりますが、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も使えます。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ます。例えば、命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、よく知られている方法です。
【００３２】
これは２４ｆｐｓの映画素材を２５ｆｐｓのＰＡＬの方式に変換するのにつかわれる手順です。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くてはなりません。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す。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ますが、同時に２５ｆｐｓへの変換は容易にはできません。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す。けれども、図４のシステムを使っての変換は簡単です。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（１２０ｘ６０ｘ２４）フレームあり、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づつか番組全体を通して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します。２４ｆｐｓの送信速度で、これは３００秒の送信時間に対応します。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秒前に出発させなくてはなりません。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として働きます。例として、ここに発表される標準ＴＶの８．１ＭＢ／秒からＨＤＴＶの１６．２ＭＢ／秒に速度が変わるデーター圧縮のシステムにおいては、４．７ＧＢ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。
【００３３】
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速度の場合は同じような状況がおこります。この場合は、ソースの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ります。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ります。上記のように１２０分番組の場合、ソース信号の視聴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ります。
【００３４】
３０ｆｐｓから２４ｆｐｓへのあるいは２５ｆｐｓへのフレーム速度の変換は、より複雑です。何故ならば、何らかのフレーム間補間が必要だからです。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ができます。それはＮＴＳＣからＰＡＬ（３０ｆｐｓから２５ｆｐｓ）への変換に典型的に用いられます。この時点で上記に説明した方法と機器により２５ｆｐｓから２４ｆｐｓへの変換が行われます。
【００３５】
このフレーム変換を実行する別の方法は、実際には３：２プルダウンの手順と反対を行うことです。連続する信号の毎５フィールドを選びそして一つを間引いたら、残ったフィールドは５：４の結果の比率となり、３０ｆｐｓから２４ｆｐｓに変換するのに望まれる結果になります。この場合は、四つの連続するフィールドをそれぞれ奇数を偶数フィールドに偶数を奇数フィールドにするなどの、フィールドの表示を反対にすることにより映像信号を再インターレースしなくてはなりません。そして信号の流れが奇数と偶数フィールドの間で交代して継続します。次の四つのフィールドは保持されて、五番めのフィールドが取り去られます。そしてその次の四つのフィールドの表示が再び反対になります。このパターンは番組を通して継続されます。もしオリジナルのソースの素材が映画のような２４ｆｐｓからであれば、その時もし繰り返されるフィールドが例えば３：２の連続の３フィールドが変換するときに表示されていたならば、これらのフィールドを取り除くことは単純にその元の形に戻すだけです。もし望まれる変換が３０ｆｐｓから２５ｆｐｓであるならば、ここの上記で説明された記録によりフレームを変換する方法用いることにより同様な手順で行えます。あるいは、代わりとして、３０ｆｐｓから２４ｆｐｓへの変換で説明した方法により、毎六フィールドごとに間引きすればできます。
オリジナルのソースの素材のフレーム速度と中間の変換により、使用者は画質の劣化が最も少ない方法を選びます。
【００３６】
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ました。それはユーザーインターフェースを使って、信号が記録されているときか、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す。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のシステムにより実用になっています。
【００３７】
図５は、全ての可能な具体例は含まれてはいませんが、この発明と互換性がある種々のフィルムとビデオの方式の内部相関関係を示します。典型的操作で、マルチフォーマットＡ／Ｖ制作システム１６２は、フィルムベースの素材を受け取り、そして毎秒２４フレームのこの内部の方式で、既に現場で制作された素材とそれらを組み合わせます。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ます。制作効果が実施された後、出力信号は、１６４に示されている毎秒３０フレームでのＨＤＴＶ、１６６で示されている毎秒３０フレームのＮＴＳＣ・ワイドスクリーン、１７０に示されている毎秒２５フレームのＰＡＬ−ＳＥＣＡＭ・ワイドスクリーン、あるいは１７２に示されている毎秒２５フレームの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ます。さらに、毎秒２４フレームでの出力信号は、フィルム記録器１６８を使用できます。
【００３８】
図６は、ユニバーサルテレビ制作システムを提供する、画像サイズ、アスペクト比、そしてフレーム速度の選択可能の一つに関係する具体例を示します。
示されたように、信号は、普通の放送信号２１０、衛星受信機２１２、そして高帯域データーネットワーク２１４を含む、幾つかのソースのどれからでも供給されます。
これらの信号は、データーの伸長プロセッサー２２２に供給される前に、データーネットワークあるいは情報スーパーハイウェイの為に、適切なアダプター器２２０そしてデジタルチューナー２１８へ提供されます。プロセッサー２２２は、必要などのようなデーター伸長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ますが、一般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好まれます。
【００３９】
プロセッサー２２２の出力は、内部データーバス２２６に供給されます。この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１６から６４ＭＢのＲＡＭ２３０、そして６４ＭＢまでのＲＯＭ２３２を備えています。このマイクロプロセッサーは、ＰｏｗｅｒＰＣ  ６０４かＰｏｗｅｒＰＣ  ６２０のような、以前に説明されたものの一つを使用して、実行されます。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器２３８、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をレコーダーとして、機能させれます。グラフィックプロセッサー２４２は、オプションとして、別なプラグイン回路基板として実施される、専用のハードを構成して、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います。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を使用します。
【００４０】
アスペクト比１６：９で１２８０ｘ７２０のフレームサイズには、低い範囲のＤＲＡＭとＶＲＡＭで十分ですが、２０４８ｘ１１５２のフレームサイズでは、高い範囲のＤＲＡＭとＶＲＡＭが必要です。一般に、１２８０ｘ７２０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には、十分で、そして２０４８ｘ１１５２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、適切です。アナログビデオ出力２４４は、これらの種々の表示器の為に、役立っています。
このシステムを使用して、（毎秒２５フレームには、毎秒２４フレームの信号をスピードアップによって見れる）７６８ｘ５７６のＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ、１０２４ｘ５７６ワイドスクリーン、そして２０４８ｘ１１５２のＨＤＴＶ、そして（毎秒３０フレームには、良く知られた３：２プルダウンの技術、そして毎秒３０フレームをわずかに遅くして見せた毎秒２９．９７フレームにする技術を役立てて）６４０ｘ４８０ＮＴＳＣと８５４ｘ４８０ワイドスクリーン、そして１２８０ｘ７２０ＵＳＡと１９２０ｘ１０８０ＮＨＫ（Ｊａｐａｎ）ＨＤＴＶを含む、種々の方式を表示できます。殆どのＮＴＳＣのモニターは、たぶん、色搬送波周波数の調整は必要とするものの、毎秒３０フレームに同期するでしょうが、多くのＰＡＬとＳＥＣＡＭのモニターは、毎秒２４フレームの信号を受け付けないでしょう。この場合、より複雑なフレーム速度変換技術が、実況放送を見るのに必要になります。何故ならば、毎秒２４フレームの入力信号の速度は、毎秒２５フレームの表示速度と歩調を合わせることができないからです。けれども、実際には、未来のテレビセットは、この潜在的問題を削除するマルチシンク設計を具体化することが期待されています。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】望ましいそしてその代わりのピクセルでの画像のアスペクト比を示します。
【図１Ｂ】望ましいそしてその代わりのピクセルでの画像のアスペクト比を示します。
【図１Ｃ】望ましいそしてその代わりのピクセルでの画像のアスペクト比を示します。
【図１Ｄ】望ましいそしてその代わりのピクセルでの画像のアスペクト比を示します。
【図２】ディスクベースの記録の機能図を示します。
【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します。
【図４】フレーム変換を実行する為の、非同期の読み出しそして書き込みをすることにより、ビデオ番組の記録手段を実現する代わりの方法を示す機能図です。
【図５】フレーム変換を実行する為の、非同期の読み出しそして書き込みをすることにより、ビデオ番組の記録手段を実現する代わりの方法を示す機能図です。
【図６】放送番組供給や衛星受信そしてデーターネットワークインターフェースを含む完全なテレビ制作システムの実現を示します。
【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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