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JP2007158432A - Video recording device - Google Patents

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JP2007158432A
JP2007158432A JP2005346735A JP2005346735A JP2007158432A JP 2007158432 A JP2007158432 A JP 2007158432A JP 2005346735 A JP2005346735 A JP 2005346735A JP 2005346735 A JP2005346735 A JP 2005346735A JP 2007158432 A JP2007158432 A JP 2007158432A
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clock
recording
frame
frame rate
video
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Pending
Application number
JP2005346735A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Mita
英明 三田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a video recording device capable of changing a record frame rate during operation after simplifying a circuit configuration for generating STC. <P>SOLUTION: An STC clock generation means 53 comprises a control means 60 for generating the timing of an effective frame period to change entire control; a PLL circuit 61 for inputting a source clock 27 MHz of STC for multiplying by 60/24; a clock stop switch 62 for outputting a clock only for an effective frame period by a timing signal from the control means 60; and a change-over switch 63 for changing the clock between variable speed recording and normal recording where the recording frame rate and reproduction frame rate differ. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビデオカメラ等の映像記録装置に関し、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るために好適な映像記録装置、及びこの映像記録装置を構成する際に用いる多重方法、プログラム、及び記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a video recording apparatus such as a video camera, and more particularly to a video recording apparatus suitable for obtaining a slow motion effect and quick motion effect in a movie by electronic frame rate conversion processing instead of a film, and the video recording apparatus. The present invention relates to a multiplexing method, a program, and a recording medium used for configuration.

従来、映像記録装置においては、映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果を、撮影フィルムの早回しや遅回しにより記録フレームレートを変更することで実現していた。   Conventionally, in a video recording apparatus, a slow motion effect and a quick motion effect in a movie are realized by changing the recording frame rate by rotating the photographic film quickly or slowly.

しかし、近年、半導体技術、コンピュータ技術、及び高密度記録技術の進展により、放送機器システムの画質及び性能が飛躍的に向上した。その結果、従来はフィルムによって撮影や編集が行われていた映画を、VTRやコンピュータベースのノンリニア編集機を用いた電子シネマシステムで制作する動きが活発化してきた。その中で、撮像部のCCD(Charge Coupled Device)駆動方法を制御することで、撮像時のフレームレートを任意の値に設定できるマルチフレームレート対応撮像装置を用い、スローモーション効果やクイックモーション効果を電子的に実現することが可能なものがあった。   However, in recent years, the image quality and performance of broadcast equipment systems have improved dramatically due to advances in semiconductor technology, computer technology, and high-density recording technology. As a result, there has been an increasing movement to produce movies that were previously shot and edited with film using an electronic cinema system using a VTR or a computer-based non-linear editing machine. Among them, by controlling the CCD (Charge Coupled Device) drive method of the image pickup unit, a multi-frame rate compatible image pickup device that can set the frame rate at the time of image pickup to an arbitrary value is used, and the slow motion effect and the quick motion effect are obtained. Some could be realized electronically.

例えば、特許文献1には、マルチフレームレート対応撮像装置を用いてスローモーション効果やクイックモーション効果と言った可変速度再生を電子的に実現可能な映像記録装置が記載されている。この装置では撮像装置から出力される映像信号の有効フレームのみを再生時に標準データレートで所定の再生フレームレートが得られるようにレート制御方法を変更して符号化し、TS多重部は有効フレームレートと再生フレームレートの比だけ標準のSTCクロックを周波数変換してPCR、PTS、DTSの値を作成し、多重した上で記録を行っている。   For example, Patent Document 1 describes a video recording apparatus that can electronically realize variable speed reproduction such as a slow motion effect or a quick motion effect using a multi-frame rate imaging device. In this apparatus, only the effective frame of the video signal output from the imaging apparatus is encoded by changing the rate control method so that a predetermined reproduction frame rate is obtained at the standard data rate at the time of reproduction. The standard STC clock is frequency-converted by the ratio of the reproduction frame rate to create PCR, PTS, and DTS values, which are multiplexed and recorded.

そして、この様に記録されたMPEG−TSストリームは、再生するフレームレートを換算してMPEGのタイミング情報を多重している為、再生時には特殊な処理を行う事なく、通常のデコード処理のみで、可変速度再生を実現している。
特開2005−318502号公報
And since the MPEG-TS stream recorded in this way is multiplexed with MPEG timing information by converting the frame rate to be played back, there is no special processing at the time of playback, and only normal decoding processing is performed. Variable speed playback is realized.
JP 2005-318502 A

しかしながら、従来の映像記録装置においては、STCクロックを記録フレームレートと再生フレームレートの比に基づいてクロック周波数を変更する為、対応する記録フレームレートの種類に対応した分周器の設定が必要であり、回路が増加するという課題がある。   However, in the conventional video recording apparatus, since the clock frequency of the STC clock is changed based on the ratio between the recording frame rate and the reproduction frame rate, it is necessary to set a frequency divider corresponding to the corresponding recording frame rate type. There is a problem that the number of circuits increases.

また、記録フレームレートに対応してPLLの周波数が大きく変動する為、幅広い周波数に対応したPLLを用意する必要があり、特に回路全体をLSI化する際には幅広い性能を持つPLLを構成する事が困難である。   In addition, since the PLL frequency greatly fluctuates in accordance with the recording frame rate, it is necessary to prepare a PLL that supports a wide range of frequencies. Especially when an entire circuit is made into an LSI, a PLL having a wide range of performance must be configured. Is difficult.

さらに、クロック周波数を変更する際に安定にいたるまでの時間や、その間の周波数等を正確に制御する事が不可能な為、記録動作中に記録フレームレートを変更する事は困難である。   Furthermore, it is difficult to change the recording frame rate during the recording operation because it is impossible to accurately control the time until stabilization when changing the clock frequency, the frequency during the time, and the like.

本発明は前記課題に鑑み、STCを生成する回路構成を簡易にした上で、動作中に記録フレームレートの変更を可能にする映像記録装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a video recording apparatus capable of changing a recording frame rate during operation while simplifying a circuit configuration for generating an STC.

上述した課題を解決するために、本発明に係る映像記録装置は、映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a video recording apparatus according to the present invention multiplexes time management information that defines a time related to decoding processing on compressed video data generated by compressing and encoding a video signal. Clock generating means for generating a clock as a reference for the time, multiplexing means for generating a system stream in which the time management information is multiplexed on the compressed video data, and the system stream generated by the multiplexing means as a recording medium The recording frame rate of the input video signal is different from the preset playback frame rate in the playback video signal obtained after recording, playback and decoding of the system stream The clock generation means intermittently generates a clock, and the multiplexing means Generating a system stream in which the time management information corresponding to the reproduction frame rate is multiplexed with the compressed video data at an intermittent clock timing generated by the clock generation means; and the recording means It is recorded on a recording medium.

また、本発明に係る映像記録装置は、さらに、入力されてくる前記映像信号が、各フレームを1回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生することを特徴とする。   The video recording apparatus according to the present invention may further include a case where the input video signal is a video signal generated by repeating each frame once or a plurality of times, and the input video signal is input. When an effective frame flag indicating an effective frame that is a frame from which a video signal is generated is input, the effective frame is detected from the input video signal using the input effective frame flag. Valid frame detection means, wherein the clock generation means generates a clock only during a period corresponding to the detected valid frame and stops the clock during a period corresponding to an invalid frame other than the valid frame. The clock is generated intermittently.

これらの構成により、前記クロック発生手段において時間管理情報を生成する際に記録する有効フレーム(X映像信号)に同期してクロック動作をオンオフすることができ、可変速度再生に対応した時刻情報を生成することが可能となる。   With these configurations, the clock operation can be turned on and off in synchronization with the effective frame (X video signal) recorded when the time management information is generated in the clock generation means, and time information corresponding to variable speed reproduction is generated. It becomes possible to do.

また、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するPLL(Phase Locked Loop)部と、前記PLL部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記PLL部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記PLL部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備えることを特徴とする。   The clock generation means of the video recording apparatus according to the present invention includes a PLL (Phase Locked Loop) unit that multiplies a reference clock serving as an operation reference for decoding processing, and a clock input from the PLL unit. When the clock is generated only during the period corresponding to the valid frame and the clock stop switch unit for stopping the clock during the period corresponding to the invalid frame, and the recording frame rate and the reproduction frame rate are equal, the reference A clock is prevented from passing through the PLL unit and the clock stop switch unit, and when the recording frame rate and the reproduction frame rate are different, a circuit is selected to pass through the PLL unit and the clock stop switch unit. And a changeover switch unit.

この構成により、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても、前記PLL部及び前記クロック停止スイッチ部を通るようにすることで、基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。   With this configuration, the frequency of the reference clock is always constant by passing through the PLL unit and the clock stop switch unit even during variable-speed recording where the recording frame rate and the playback frame rate are different. It can be simplified.

さらに、本発明に係る映像記録装置の前記クロック発生手段は、さらに、前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備えることを特徴とする。   Furthermore, the clock generation means of the video recording apparatus according to the present invention further operates in synchronization with a recording processing frame rate that is larger than the recording frame rate, and the valid frame and invalid frame of the input video signal. And a control section for switching the processing.

この構成により、前記制御部において、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。   With this configuration, the control unit can easily follow even when the recording frame rate is changed during recording by controlling in synchronization with the effective frame, so that the recording frame rate can be freely changed during recording. It becomes possible to realize a variety of video recording.

尚、前記目的を達成するために、本発明は、映像記録装置の特徴的な手段をステップとする映像記録方法として実現したり、コンピュータに各ステップを実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を通じて配信することができるのは言うまでもない。   In order to achieve the above object, the present invention can be realized as a video recording method using characteristic means of the video recording apparatus as steps, or as a program for causing a computer to execute each step. . It goes without saying that such a program can be distributed through a recording medium such as a CD-ROM or a transmission medium such as the Internet.

本発明の映像記録装置は、上記構成を有し、時刻管理情報を生成する際に記録する有効フレーム(X映像信号)に同期してクロック動作をオンオフすることで、可変速度再生に対応した時刻情報を生成する事ができる。このため、記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速度の記録中においても基準クロックの周波数は常に一定となり、回路構成を簡易にする事が出来る。さらに、有効フレームに同期して制御する事で、記録途中に記録フレームレートを変更した場合にも容易に追従できるため、記録時に記録フレームレートを自由に変更する事か可能となり多彩な映像記録を実現する事が出来る。   The video recording apparatus of the present invention has the above-described configuration, and turns on / off the clock operation in synchronization with an effective frame (X video signal) to be recorded when generating time management information, thereby enabling time corresponding to variable speed reproduction. Information can be generated. For this reason, the frequency of the reference clock is always constant even during variable speed recording in which the recording frame rate and the reproduction frame rate are different, and the circuit configuration can be simplified. In addition, by controlling in synchronization with the effective frame, even if the recording frame rate is changed during recording, it is possible to easily follow the recording frame rate. Can be realized.

以下、本発明の映像記録装置、映像符号化方法および多重方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a video recording apparatus, a video encoding method, and a multiplexing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施例1)
図1に本発明の実施例1における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図を示す。
Example 1
FIG. 1 shows a block diagram of an imaging recording apparatus using the video recording apparatus in Embodiment 1 of the present invention.

図1において、撮像記録装置は、撮像装置1、映像記録装置2、電子ビューファインダー3(以下、EVFと略する)、マイク4、制御部5を備えている。撮像装置1から映像記録装置2へは、60p映像信号6、60p映像信号からCCD10の出力であるXp映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ7が送信される。   In FIG. 1, the imaging recording apparatus includes an imaging apparatus 1, a video recording apparatus 2, an electronic viewfinder 3 (hereinafter abbreviated as EVF), a microphone 4, and a control unit 5. An effective frame flag 7 for extracting an effective frame corresponding to the Xp video signal output from the CCD 10 from the 60p video signal 6 and the 60p video signal is transmitted from the imaging device 1 to the video recording device 2.

また、撮像装置1は、プログレッシブ走査可能なCCD10、フレームメモリ11、カメラのプロセス処理を行うカメラ処理部12、CCD駆動回路13、マルチフレームレートに対応する駆動パルスを切り替え出力する駆動パルス切換回路14を備えている。   The imaging apparatus 1 also includes a progressively scanable CCD 10, a frame memory 11, a camera processing unit 12 that performs camera process processing, a CCD drive circuit 13, and a drive pulse switching circuit 14 that switches and outputs drive pulses corresponding to the multiframe rate. It has.

さらに、映像記録装置2は、60p映像信号から有効フレームを抜き取り、Xp映像信号として出力する有効フレーム抽出部20、Xp映像信号をMPEGビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する映像符号化部21、入力された圧縮映像データや、圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重してMPEG−TS(Transport Stream)形式のシステムストリームを出力するTS多重部22、システムストリームを記録媒体に記録する記録部23、音声符号化部24を備えている。   Further, the video recording apparatus 2 extracts an effective frame from the 60p video signal and outputs it as an Xp video signal, a video encoding unit 21 that compresses and encodes the Xp video signal into MPEG video, and outputs compressed video data. A TS multiplexing unit that multiplexes the input compressed video data and compressed audio data with time management information that defines the time related to decoding processing, and other necessary information, and outputs a system stream in the MPEG-TS (Transport Stream) format. 22, a recording unit 23 for recording a system stream on a recording medium, and an audio encoding unit 24 are provided.

なお、本実施例の映像符号化部21は本発明の映像符号化手段の例であり、本実施例のTS多重部22は本発明の多重手段の例であり、本実施例の記録部23は本発明の記録手段の例である。   The video encoder 21 of this embodiment is an example of the video encoder of the present invention, the TS multiplexer 22 of this embodiment is an example of the multiplexer of the present invention, and the recording section 23 of this embodiment. Is an example of the recording means of the present invention.

次に、このような本実施例の動作を説明する。
撮像装置1は、背景技術で説明した従来の撮像装置と同様に撮像装置のフレームレートを可変出来るものとする。制御部5は図示しないユーザー操作部からユーザーにより設定された撮影フレームレートの値X及び再生フレームレートの値Yを受け取り、これらの値に応じた制御信号を各部へ出力する。以下の説明においては再生フレームレートの値Yは24フレーム/秒であるものとする。なお、本実施例においても背景技術で説明したのと同様に、CCDにおける撮影フレームレートをXフレーム/秒とするとともに、CCD出力の映像信号をXp映像信号と呼ぶことにする。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Assume that the imaging apparatus 1 can change the frame rate of the imaging apparatus in the same manner as the conventional imaging apparatus described in the background art. The control unit 5 receives a photographing frame rate value X and a reproduction frame rate value Y set by the user from a user operation unit (not shown), and outputs a control signal corresponding to these values to each unit. In the following description, it is assumed that the reproduction frame rate value Y is 24 frames / second. In this embodiment as well, as described in the background art, the photographing frame rate in the CCD is set to X frames / second, and the video signal output from the CCD is called an Xp video signal.

駆動パルス切換回路14は制御部5からの制御信号を受け、Xp映像信号を撮影するために必要な駆動パルスを発生し、CCD駆動回路13に出力する。CCD駆動回路13は、駆動パルス切換回路14からの駆動パルスを所定電圧に変換してCCD10を駆動する。CCD10からは撮影したXp映像信号がフレームメモリ11に出力される。   The drive pulse switching circuit 14 receives a control signal from the control unit 5, generates a drive pulse necessary for photographing the Xp video signal, and outputs it to the CCD drive circuit 13. The CCD drive circuit 13 drives the CCD 10 by converting the drive pulse from the drive pulse switching circuit 14 into a predetermined voltage. The photographed Xp video signal is output from the CCD 10 to the frame memory 11.

図2は図1の各部の信号波形図である。図2(a)はCCD10の出力信号を示す。なお、ここではCCD10の出力信号をXp映像信号そのものとして図示しているが、Xp映像信号に相当する映像情報を含んでいれば良く、同期信号のフォーマットは必ずしもXp映像信号と同一である必要は無い。   FIG. 2 is a signal waveform diagram of each part of FIG. FIG. 2A shows an output signal of the CCD 10. Here, the output signal of the CCD 10 is illustrated as the Xp video signal itself, but it is sufficient that it includes video information corresponding to the Xp video signal, and the format of the synchronization signal is not necessarily the same as that of the Xp video signal. No.

フレームメモリ11はCCD10からのXp映像信号の映像情報を書き込み、同じフレームの映像情報を複数回読み出すことにより、プルダウン処理された60p映像信号を出力する。この60p映像信号はカメラ処理部12により60p映像信号としてカメラプロセスの所定の処理が施され、図2(b)に示した60p映像信号としてEVF3及び有効フレーム抽出部20に出力される。EVF3では60フレーム/秒で画像を表示することでXp映像信号の映像情報を容易に表示することが可能である。   The frame memory 11 writes the video information of the Xp video signal from the CCD 10 and reads the video information of the same frame a plurality of times, thereby outputting a 60p video signal subjected to pull-down processing. The 60p video signal is subjected to a predetermined camera process by the camera processing unit 12 as a 60p video signal, and is output to the EVF 3 and the effective frame extraction unit 20 as the 60p video signal shown in FIG. In EVF3, it is possible to easily display video information of an Xp video signal by displaying an image at 60 frames / second.

また、プルダウン処理された60p映像信号においては映像情報がXp映像信号の単位で変化するが、図2(c)に示すように、映像情報の変わり目において60p映像信号のなかでXp映像信号に相当する有効フレームを抜き取るための有効フレームフラグ7が有効フレーム抽出部20に出力される。なお、ここでは有効フレームフラグ7を映像信号6とは別に出力する構成としているが、例えば映像信号6の垂直ブランキング期間に多重して出力しても良い。   In the 60p video signal subjected to the pull-down process, the video information changes in units of the Xp video signal. As shown in FIG. 2C, the video information corresponds to the Xp video signal in the 60p video signal at the transition of the video information. The effective frame flag 7 for extracting the effective frame to be output is output to the effective frame extraction unit 20. Although the valid frame flag 7 is output separately from the video signal 6 here, for example, it may be output by being multiplexed in the vertical blanking period of the video signal 6.

有効フレーム抽出部20は、有効フレームフラグ7を用いて60p映像信号からXp映像信号を抜き出し、映像符号化部21に出力する。映像符号化部21は、入力されたXp映像信号をMPEGビデオ圧縮符号化し圧縮映像データを出力する。この際に、圧縮符号化の処理はXp映像信号に対して行うが、圧縮符号化のレート制御、及びヘッダ付加は再生時の24フレーム/秒に対応して行う。このとき、再生時の基準データレート、すなわち撮影フレームレートと再生フレームレートが同一になる(X=24)ときのデータレートをRビット/秒とすると、映像符号化部21は、Xp映像信号をR・(X/24)ビット/秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う。この処理に関する詳細は後述する。   The effective frame extraction unit 20 extracts the Xp video signal from the 60p video signal using the effective frame flag 7 and outputs the Xp video signal to the video encoding unit 21. The video encoding unit 21 performs MPEG video compression encoding on the input Xp video signal and outputs compressed video data. At this time, compression coding processing is performed on the Xp video signal, but compression coding rate control and header addition are performed corresponding to 24 frames / second during reproduction. At this time, if the reference data rate at the time of playback, that is, the data rate when the shooting frame rate is the same as the playback frame rate (X = 24) is R bits / second, the video encoding unit 21 converts the Xp video signal into Rate control is performed so as to perform compression encoding to R · (X / 24) bits / second. Details regarding this processing will be described later.

一方、マイク4が収録した音声信号は音声符号化部24に入力され、オーディオ圧縮符号化し圧縮音声データを出力する。この際に、音声信号に対して映像信号のフレームレート変換に合わせた処理を行うことは可能である。すなわち音声信号のサンプリング周波数をFa、圧縮符号化後の基準データレートをRaとしたときに、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を(X/24)に変換し、さらにオーディオ圧縮符号化する際に圧縮音声データのデータレートがRa・(X/24)になるようなレート制御を行って圧縮する。なおこのとき、入力音声信号に対し、入力映像信号のフレームレートに合わせてサンプリング周波数を(X/24)に変換した音声データを、圧縮符号化を行わずに多重化しても良い。   On the other hand, the audio signal recorded by the microphone 4 is input to the audio encoding unit 24, audio-encoded, and compressed audio data is output. At this time, it is possible to perform processing corresponding to the frame rate conversion of the video signal on the audio signal. That is, when the sampling frequency of the audio signal is Fa and the reference data rate after compression encoding is Ra, the sampling frequency is converted to (X / 24) in accordance with the frame rate of the input video signal, and audio compression encoding is performed. When compression is performed, compression is performed by performing rate control so that the data rate of the compressed audio data becomes Ra · (X / 24). At this time, the audio data obtained by converting the sampling frequency to (X / 24) in accordance with the frame rate of the input video signal may be multiplexed with the input audio signal without performing compression encoding.

すなわち、音声符号化部24は、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を変えずに前記音声データを記録音声データとして出力し、入力されてくる前記映像信号のフレームレートと、前記システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、入力されてくる前記音声データのサンプリング周波数を異なる周波数に変換して記録音声データとして出力しても構わない。   That is, when the frame rate of the input video signal is equal to the frame rate at the time of reproduction of the system stream, the audio encoding unit 24 does not change the sampling frequency of the input audio data without changing the audio data. When the frame rate of the input video signal is different from the frame rate at the time of playback of the system stream, the sampling frequency of the input audio data is set to a different frequency. It may be converted and output as recorded audio data.

なお、本実施例においては、より実装を簡略化した形態としてX=24の場合のみ圧縮音声データを生成および多重し、それ以外の場合は圧縮音声データを生成及び多重しない場合について説明する。   In the present embodiment, a case where compressed audio data is generated and multiplexed only when X = 24, and compressed audio data is not generated and multiplexed in other cases will be described as a more simplified form.

すなわち、TS多重部22は、圧縮映像データに加え、音声データをも入力し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが等しい場合、TS多重部22は、入力された音声データをシステムストリームに多重し、入力されてくる映像信号のフレームレートと、システムストリームの再生時のフレームレートとが異なっている場合、TS多重部22は、入力された音声データをシステムストリームに多重しない。   That is, the TS multiplexing unit 22 also inputs audio data in addition to the compressed video data. When the frame rate of the input video signal is equal to the frame rate at the time of system stream reproduction, the TS multiplexing unit 22 When the input audio data is multiplexed into the system stream and the frame rate of the input video signal is different from the frame rate at the time of reproducing the system stream, the TS multiplexing unit 22 Are not multiplexed into the system stream.

TS多重部22は映像符号化部21から入力された圧縮映像データ、音声符号化部24から入力された圧縮音声データに、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報や、その他必要な情報を多重して図2(d)に示したMPEG−TS形式のシステムストリームを出力する。   The TS multiplexing unit 22 multiplexes time management information that defines a time related to decoding processing and other necessary information on the compressed video data input from the video encoding unit 21 and the compressed audio data input from the audio encoding unit 24. Then, the system stream in the MPEG-TS format shown in FIG.

図2(d)等において、I2等の「I」は、Iピクチャすなわちフレーム内符号化画像(Intra符号化画像)を表し、B0等の「B」は、Bピクチャすなわち双方向予測符号化画像(Bidirectionally predictive符号化画像)を表し、P5等の「P」は、Pピクチャすなわちフレーム間順方向予測符号化画像(Predictive符号化画像)を表している。従って、背景技術で説明した従来映像記録装置とは異なり、本実施例の映像記録装置では、フレーム内圧縮のみならず、BピクチャやPピクチャ等のフレーム間圧縮も用いられている。   In FIG. 2D and the like, “I” such as I2 represents an I picture, that is, an intra-frame encoded image (Intra encoded image), and “B” such as B0 represents a B picture, that is, a bidirectional predictive encoded image. (Bidirectionally predictive encoded image), and “P” such as P5 indicates a P picture, that is, an inter-frame forward prediction encoded image (Predictive encoded image). Therefore, unlike the conventional video recording apparatus described in the background art, the video recording apparatus of the present embodiment uses not only intra-frame compression but also inter-frame compression such as B picture and P picture.

TS多重部22から出力されたシステムストリームは記録部23に記録される。ここで、時刻管理情報としては、復号及び出力(表示)のタイミング基準となるPCR(Program Clock Reference)、復号後の各フレームの出力タイミングを示すPTS(Presentation Time Stamp)、復号のタイミングを示すDTS(Decoding Time Stamp)が含まれる。   The system stream output from the TS multiplexing unit 22 is recorded in the recording unit 23. Here, as time management information, PCR (Program Clock Reference) which is a timing reference for decoding and output (display), PTS (Presentation Time Stamp) indicating the output timing of each frame after decoding, and DTS indicating the timing of decoding (Decoding Time Stamp) is included.

本実施例の映像記録装置の記録部23に記録されたシステムストリームが、外部の復号装置に出力され、この復号装置において出力されたシステムストリームを復号する時には、PCRを用いて復号装置の動作基準となるSTC(System Time Clock)が生成される。そして、このSTCに合わせて復号・表示がPTS/DTSで指定された時刻に行われるように復号装置が制御される。したがって、Xp映像信号を圧縮符号化及び多重する際には、再生時に24p映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにPCR、PTS、DTSの値を変更する必要がある。従って、Xp映像信号のフレームレートと、前記記録部23に記録されるシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートとが異なっている場合、TS多重部22は、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートに対応した時刻管理情報を圧縮映像データに多重する。なお、本実施例のXp映像信号のフレームレートは、本発明の記録フレームレートの例であり、本実施例のシステムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートは、本発明の再生フレームレートの例である。また、この詳細については後述する。   When the system stream recorded in the recording unit 23 of the video recording apparatus of the present embodiment is output to an external decoding device, and the system stream output in this decoding device is decoded, the operation standard of the decoding device is used using PCR. An STC (System Time Clock) is generated. Then, the decoding apparatus is controlled so that decoding / display is performed at the time designated by the PTS / DTS in accordance with the STC. Therefore, when compressing and multiplexing an Xp video signal, the values of PCR, PTS, and DTS are controlled so that the same control as when reproducing a system stream obtained by compressing and multiplexing a 24p video signal at the time of playback is performed. Need to be changed. Therefore, if the frame rate of the Xp video signal is different from the preset frame rate at the time of reproducing the system stream recorded in the recording unit 23, the TS multiplexing unit 22 Time management information corresponding to a preset frame rate is multiplexed with the compressed video data. Note that the frame rate of the Xp video signal of this embodiment is an example of the recording frame rate of the present invention, and the preset frame rate at the time of playback of the system stream of this embodiment is the playback frame rate of the present invention. It is an example. Details of this will be described later.

再生時には図2(e)に示したように、システムストリームは24p映像信号を基準データレートで再生する場合と同一形式で再生される。圧縮映像データの復号も図2(f)に示したように通常の24p映像信号に対するものと同様に行われる。最後に、復号後の24p映像信号は映像モニタとの間で一般的に使用されるインターフェースにあわせるため、60フレーム/秒のプログレッシブもしくはインタレースの画像に、いわゆる2−3プルダウンされて出力される。従って、映像符号化部21においては、圧縮符号化を施す際にはこの2−3プルダウンに対応してrepeat_first_field、top_field_firstを設定する必要がある。   At the time of reproduction, as shown in FIG. 2 (e), the system stream is reproduced in the same format as that for reproducing a 24p video signal at a reference data rate. The decoding of the compressed video data is performed in the same manner as for a normal 24p video signal as shown in FIG. Finally, the 24p video signal after decoding is output by pulling down so-called 2-3 pull-down to a progressive or interlaced image of 60 frames / second in order to match the interface generally used with the video monitor. . Therefore, the video encoding unit 21 needs to set repeat_first_field and top_field_first corresponding to the 2-3 pull-down when performing compression encoding.

図3に本発明の実施例1における映像記録装置2のより詳細なブロック図を示す。図1と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。   FIG. 3 shows a more detailed block diagram of the video recording apparatus 2 in Embodiment 1 of the present invention. Constituent elements common to those in FIG. 1 are given the same numbers, and detailed descriptions thereof are omitted.

映像符号化部21は、入力フレームの処理順を変更するためにMPEG2のBピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリ30、31、圧縮映像データのデータレートが目標値近傍になるように制御を行うレート制御手段32、減算器33、DCT手段34、量子化手段35、圧縮映像データを一定レートで出力するために一旦保存するビットバッファ36、逆量子化手段37、IDCT手段38、加算器39、及び参照画像を保存するためのフレームメモリ40、41を備えている。これらを含む映像符号化部21はMPEG2ビデオ圧縮符号化処理を行うが、MPEG2−Videoは当業者に周知の規格であるため、例えばDCT、量子化など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。また、MPEG2規格では一般に符号化する1枚の画像をピクチャと呼称しているため、以降の説明では必要に応じてフレームをピクチャと言い換えるが、ここではフレームとピクチャは同じものを指す。   The video encoding unit 21 controls the frame memories 30 and 31 that store frames corresponding to MPEG2 B pictures in order to change the processing order of the input frames, and the data rate of the compressed video data is close to the target value. Rate control means 32, subtractor 33, DCT means 34, quantization means 35, bit buffer 36 for temporarily storing compressed video data for output at a constant rate, inverse quantization means 37, IDCT means 38, adder 39 And frame memories 40 and 41 for storing reference images. The video encoding unit 21 including these performs MPEG2 video compression encoding processing. However, since MPEG2-Video is a standard well known to those skilled in the art, various terms based on this standard, such as DCT and quantization, and related Detailed description of the operation of the block to be performed is omitted. In the MPEG2 standard, one image to be encoded is generally referred to as a picture. Therefore, in the following description, a frame is referred to as a picture as necessary. Here, a frame and a picture indicate the same thing.

また、TS多重化部22は、それぞれ映像と音声に対応したPESパケット生成のためのPES化手段50、55、入力されたPESパケットを分割し、必要な情報を多重してTSパケットを生成するTS化手段51、56、映像と音声のそれぞれのTSパケットとその他の必要なパケットを多重する多重手段52、時刻管理情報を生成するための時間軸の基準となるSTCクロックを生成するSTCクロック生成手段53、及びSTCクロックから時刻管理情報を生成するとともに多重タイミングの管理を行うSTC制御回路54を備えている。なお、STCクロック生成手段53は本発明のクロックの例である。これらを含むTS多重部22はMPEG2―TS多重処理を行うが、MPEG2−TSは当業者に周知の規格であるため、例えばPES(Packetized Elementary Stream)、TS(Transport Stream)など、本規格にもとづく各種の用語、及び関連するブロックの動作については、詳細な説明は省略する。   Also, the TS multiplexing unit 22 divides the input PES packets by generating PES packets 50 and 55 for generating PES packets corresponding to video and audio, and multiplexes necessary information to generate TS packets. TS conversion means 51, 56, multiplexing means 52 for multiplexing each TS packet of video and audio and other necessary packets, STC clock generation for generating an STC clock serving as a time axis reference for generating time management information Means 53 and an STC control circuit 54 for generating time management information from the STC clock and managing multiple timings are provided. The STC clock generation means 53 is an example of the clock according to the present invention. The TS multiplexing unit 22 including these performs MPEG2-TS multiplexing processing. Since MPEG2-TS is a standard well known to those skilled in the art, the standard is based on this standard such as PES (Packetized Elementary Stream) and TS (Transport Stream). Detailed descriptions of various terms and related block operations are omitted.

図4は、図1及び図3各部の信号波形図である。図4(d)はフレームメモリ30の内容を示す図である。図4(e)はフレームメモリ31の内容を示す図である。図4(f)はフレームメモリ40の内容を示す図である。図4(g)はフレームメモリ41の内容を示す図である。Bピクチャに対応するフレームを保存するフレームメモリを30、31の2つだけにするためには、図4(h)に示したようにエンコード処理はXp映像信号の各フレームに対しても、60p映像信号の処理と同等の処理速度で行う必要がある。   FIG. 4 is a signal waveform diagram of each part of FIGS. FIG. 4D shows the contents of the frame memory 30. FIG. 4E shows the contents of the frame memory 31. FIG. 4F shows the contents of the frame memory 40. FIG. 4G shows the contents of the frame memory 41. In order to have only two frame memories 30, 31 for storing frames corresponding to B pictures, as shown in FIG. 4 (h), encoding processing is performed for each frame of the Xp video signal as well. It is necessary to perform the processing at the same processing speed as the video signal processing.

以下、本発明に係る映像の圧縮符号化におけるレート制御について詳細に説明する。先に述べたように、本発明において映像符号化部21は、Xp映像信号をR・(X/24)ビット/秒に圧縮符号化するようなレート制御を行う必要がある。   Hereinafter, rate control in video compression encoding according to the present invention will be described in detail. As described above, in the present invention, the video encoder 21 needs to perform rate control such that the Xp video signal is compression-encoded to R · (X / 24) bits / second.

図5は、映像符号化部のビットバッファ36のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したVBVバッファ容量とを示す図である。レート制御手段32は、図5(e)に示すように再生時のVBVバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御する必要がある。ここで、図5(c)は、記録時に、時間の経過とともに各フレームがどのように記録されていくかを示す図である。また、図5(d)は、再生時に、時間の経過とともに各フレームがどのように再生されていくかを示す図である。図5(c)では有効なフレームの符号化が完了する毎にフレーム時間単位で記録が行われる。無効なフレームのタイミングでは記録は行わない事とする。また、有効なフレームでの記録のデータレートは、圧縮映像データの標準レートRに60/24を乗算したものとし、Xpには依存せずに一定である。従って、無効フレームを含めて平均化した記録レートはR×X/24となる為、各フレームを圧縮符号化することにより生成されるデータ量、つまり、レート制御手段32において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は(入力映像信号がXp映像信号であるにも関わらず)24p映像信号を圧縮する場合と同一になる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a data capacity of the bit buffer 36 of the video encoding unit and a VBV buffer capacity assuming a decoding process during reproduction. As shown in FIG. 5E, the rate control means 32 needs to control the data rate of the compressed video data so that the VBV buffer during playback does not overflow or underflow. Here, FIG. 5C is a diagram showing how each frame is recorded as time passes during recording. FIG. 5D shows how each frame is played back as time passes during playback. In FIG. 5C, recording is performed in units of frame time every time encoding of a valid frame is completed. Recording is not performed at invalid frame timing. Further, the data rate of recording in an effective frame is obtained by multiplying the standard rate R of the compressed video data by 60/24, and is constant without depending on Xp. Accordingly, since the recording rate averaged including invalid frames is R × X / 24, the amount of data generated by compression encoding each frame, that is, each frame after compression in the rate control means 32. The target data amount with respect to is the same as when the 24p video signal is compressed (although the input video signal is an Xp video signal).

ここで、符号化された後の1フレームあたりの発生データ量はI、B、Pピクチャの種類やピクチャの絵柄によって変動するが、記録を行う時間タイミングは一定とする。つまり図5(c)では有効フレームのタイミングで、各フレームに対応した圧縮TSデータを記録すると簡易的に図示しているが、実際にはフレーム毎の発生符号量により、TS記録するタイミングと画像内容の時刻は変動する。しかし、記録に要する時間単位は常に1フレーム時間固定である。また、この発生データ量の変動はビットバッファ36により吸収される。   Here, the amount of generated data per frame after encoding varies depending on the type of I, B, and P pictures and the picture pattern, but the timing of recording is constant. That is, in FIG. 5C, it is simply illustrated that the compressed TS data corresponding to each frame is recorded at the timing of the effective frame, but actually, the TS recording timing and the image are determined according to the generated code amount for each frame. The content time varies. However, the time unit required for recording is always fixed to one frame time. Further, the fluctuation of the generated data amount is absorbed by the bit buffer 36.

図6は、レート制御手段32における処理手順を示す図である。まず、ステップS1において、再生フレームレートY(本実施例では24に固定されている)及び再生ビットレート(圧縮映像データの標準レート)Rが設定される。ここで、YとRの値は、例えばスイッチやGUI(Graphical User Interface)画面からの入力により決定しても良いし、映像記録装置の実装時に予め決定した値を不揮発性メモリーに記憶しておいて読み出すようにしても良い。次に、ステップS2において、撮影フレームレートXの値をスイッチやGUI画面からの入力により設定する。   FIG. 6 is a diagram showing a processing procedure in the rate control means 32. First, in step S1, a playback frame rate Y (fixed to 24 in this embodiment) and a playback bit rate (standard rate of compressed video data) R are set. Here, the values of Y and R may be determined by, for example, input from a switch or a GUI (Graphical User Interface) screen, or values determined in advance when the video recording apparatus is mounted are stored in a nonvolatile memory. And may be read out. In step S2, the value of the shooting frame rate X is set by input from a switch or a GUI screen.

続いてステップS3において、実際のレート制御に用いるパラメータを算出する。ひとつは映像符号化部21への入力映像フレームレートpicture_rateであり、これについては撮影フレームレートXの値をそのまま使用できる。もうひとつは、有効フレームにおける圧縮映像データの目標レートbit_rateであり、これは再生ビットレートRに伝送フレームレートと再生フレームレートの比(60/Y)を掛けることで求めることができる。   Subsequently, in step S3, parameters used for actual rate control are calculated. One is the input video frame rate picture_rate to the video encoding unit 21, and the value of the shooting frame rate X can be used as it is. The other is the target rate bit_rate of the compressed video data in the effective frame, which can be obtained by multiplying the reproduction bit rate R by the ratio of transmission frame rate to reproduction frame rate (60 / Y).

最後にステップS4において、ステップS3により求めたPicture_Rate、bit_rateの値を用いて圧縮符号化処理のレート制御を行う。ここで、レート制御の方法は任意の方法を用いることが可能である。例えば、MPEG2規格化の際に用いられ、公知となっているMPEG2 TM5(Test Model 5)におけるレート制御方法が使用可能である。MPEG2 TM5のレート制御方法を用いた場合について以下に説明する。   Finally, in step S4, the rate control of the compression encoding process is performed using the values of Picture_Rate and bit_rate obtained in step S3. Here, any method can be used as the rate control method. For example, a rate control method in MPEG2 TM5 (Test Model 5), which is used when MPEG2 is standardized, can be used. The case where the MPEG2 TM5 rate control method is used will be described below.

レート制御手段32において、あるGOP(Group of Picture)の次のピクチャに割り当てられる目標データ量は、例えば数1に示した式で設定される。ここで、Tiは次のIピクチャに割り当てられる目標データ量である。Tpは次のPピクチャに割り当てられる目標データ量である。Tbは次のBピクチャに割り当てられる目標データ量である。また、KpおよびKbは量子化手段35の処理内容に依存して決まる定数である。Rgopは現在処理中のGOPに割り当てられたビット数の残量である。Np、Nbは現在処理中のGOPに含まれるPピクチャ、Bピクチャの残数である。Xi、Xp、Xbはそれぞれ先に符号化されたIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの複雑さを示す指標である。これらのパラメータの詳細はMPEG2 TM5の中で公開されており、ここでは説明を省略する。   In the rate control means 32, the target data amount allocated to the next picture of a certain GOP (Group of Pictures) is set by the equation shown in Equation 1, for example. Here, Ti is a target data amount allocated to the next I picture. Tp is a target data amount allocated to the next P picture. Tb is a target data amount allocated to the next B picture. Kp and Kb are constants determined depending on the processing content of the quantization means 35. Rgop is the remaining number of bits allocated to the currently processed GOP. Np and Nb are the remaining numbers of P pictures and B pictures included in the currently processed GOP. Xi, Xp, and Xb are indexes indicating the complexity of the previously encoded I picture, P picture, and B picture, respectively. Details of these parameters are disclosed in MPEG2 TM5, and a description thereof is omitted here.

Figure 2007158432
Figure 2007158432

数1において、Rgopは符号化するシーケンスの先頭で初期値として数2が与えられ、その後1ピクチャを符号化する毎に更新される。ここでNはシーケンスの最初のGOPに含まれるピクチャの数である。   In Equation 1, Rgop is given as an initial value at the beginning of the sequence to be encoded, and is updated each time one picture is encoded thereafter. Here, N is the number of pictures included in the first GOP of the sequence.

Figure 2007158432
Figure 2007158432

従って、数1により求められるTi、Tp、Tbは、圧縮映像データの目標レートbit_rateとフレームレートpicture_rateにより変化する。レート制御手段32をMPEG2 TM5に準じて(数1および数2を用いて)実装した場合に、図5(b)に示したバッファ制御はbit_rateをR・(60/24)、picture_rateをXとすることで容易に実現可能である。   Therefore, Ti, Tp, and Tb calculated by Equation 1 vary depending on the target rate bit_rate and the frame rate picture_rate of the compressed video data. When the rate control means 32 is implemented in accordance with MPEG2 TM5 (using the formulas 1 and 2), the buffer control shown in FIG. 5B uses bit_rate as R · (60/24) and picture_rate as X. This can be easily realized.

このように、入力されてくる映像信号のフレームレートがXフレーム/秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがYフレーム/秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがRビット/秒である場合、映像符号化部21は、入力されてくる映像信号をR×(X/Y)ビット/秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行う。   Thus, the frame rate of the input video signal is X frames / second, the preset frame rate at the time of playback of the system stream is Y frames / second, and the compressed video data included in the system stream When the reference data rate at the time of reproduction is R bits / second, the video encoding unit 21 compresses and encodes the input video signal at a data rate of R × (X / Y) bits / second. Perform rate control.

なお、先に図5において、圧縮後の各フレームに対する目標データ量は(入力映像信号がXp映像信号であるにも関わらず)24p映像信号を圧縮する場合と同一になることを示したが、これに対応してステップS3における処理をpicture_rate=Y、bit_rate=Rと設定する処理に変更することも可能である。先に示したMPEG2 TM5のレート制御の場合、レート制御に関連する式がいずれもbit_rate/picture_rateの割合により変化する式となっており、いずれか一方だけを用いないため、数3に示したようにbit_rateをR、picture_rateをYとしても同じ結果が得られるということになる。   In FIG. 5, the target data amount for each frame after compression has been shown to be the same as when compressing a 24p video signal (although the input video signal is an Xp video signal). Corresponding to this, it is possible to change the processing in step S3 to processing for setting picture_rate = Y and bit_rate = R. In the case of the rate control of MPEG2 TM5 shown above, all the expressions related to the rate control are expressions that change depending on the ratio of bit_rate / picture_rate, and only one of them is not used. If bit_rate is set to R and picture_rate is set to Y, the same result can be obtained.

Figure 2007158432
Figure 2007158432

すなわち、入力されてくる映像信号のフレームレートがXフレーム/秒であり、システムストリームの再生時の予め設定されているフレームレートがYフレーム/秒であり、システムストリームに含まれる圧縮映像データの再生時の基準データレートがRビット/秒である場合、映像符号化部21は、入力されてくる映像信号フレームレートがXであるにも関わらず、フレームレートがYの映像信号をRビット/秒のデータレートで圧縮符号化するようにレート制御を行っても上記と同様の結果を得ることが出来る。   That is, the frame rate of the input video signal is X frames / second, the preset frame rate at the time of playback of the system stream is Y frames / second, and playback of the compressed video data included in the system stream is performed. When the reference data rate at that time is R bits / second, the video encoding unit 21 converts the video signal having a frame rate of Y into R bits / second even though the input video signal frame rate is X. Even if the rate control is performed so that the compression encoding is performed at the data rate, the same result as described above can be obtained.

要するに、入力されてくる映像信号のフレームレートが再生時のフレームレートと異なる場合であっても、映像符号化部21は、再生時のフレームレートに対応する、圧縮映像データの再生時の基準データレートに実質上一致するように入力されてくる映像信号を圧縮符号化する。従って、再生時のVBVバッファがオーバーフローもアンダーフローも発生しないように圧縮映像データのデータレートを制御することが出来る。   In short, even when the frame rate of the input video signal is different from the frame rate at the time of playback, the video encoding unit 21 corresponds to the reference data at the time of playback of the compressed video data corresponding to the frame rate at the time of playback. The video signal input so as to substantially match the rate is compression-encoded. Therefore, the data rate of the compressed video data can be controlled so that neither overflow nor underflow occurs in the VBV buffer during reproduction.

次に、本発明の実施例における時刻管理情報の生成について詳細に説明する。先に述べたように、本実施例においては、再生時に24p映像信号を圧縮符号化及び多重したシステムストリームを再生する場合と同様の制御が行われるようにPCR、PTS、DTSの値を変更するとともに、PCR、PTS、DTSを多重する間隔も変更する必要がある。
ここで、本発明においては、PCR,PTS,DTSを多重する際の基本となるSTCクロックを図5(c)に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はクロックを停止させる。従ってその間はPCR,PTS,DTSのカウント動作は停止する事になる。また、STCクロックの動作を通常記録時27MHzに対して処理フレームレート(60p相当)と再生フレームレート24pの比を掛けた値(27×60/24MHz)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の60/24倍でタイミングカウントとする事とする。この動作により、図5(c)に示す記録時での有効フレームのみでの1フレーム時間(1/60秒)あたりのカウント数は、図5(d)に示す再生時の1フレーム時間(1/24秒)でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このSTCの制御により、レートXpに依存する事なくPCR、PTS、DTSの算出を行う事が可能となる。
Next, generation of time management information in the embodiment of the present invention will be described in detail. As described above, in this embodiment, the values of PCR, PTS, and DTS are changed so that the same control as in the case of reproducing a system stream obtained by compressing and encoding a 24p video signal at the time of reproduction is performed. At the same time, it is necessary to change the interval for multiplexing PCR, PTS, and DTS.
Here, in the present invention, the STC clock that is the basis for multiplexing PCR, PTS, and DTS is an intermittent operation that is driven only during the recording of an effective frame, as shown in FIG. The clock is stopped for a period corresponding to the recording of the invalid frame. Accordingly, the counting operation of PCR, PTS, and DTS is stopped during that time. The STC clock operation is set to a value (27 × 60/24 MHz) obtained by multiplying the ratio of the processing frame rate (corresponding to 60p) and the reproduction frame rate 24p to 27 MHz during normal recording. That is, only the effective frame period is set to 60/24 times the normal timing count. With this operation, the number of counts per one frame time (1/60 seconds) in only the effective frame at the time of recording shown in FIG. 5C becomes one frame time (1) during reproduction shown in FIG. / 24 seconds), and the count integrated value for only the effective frame is equivalent for recording and reproduction. Therefore, this STC control makes it possible to calculate PCR, PTS, and DTS without depending on the rate Xp.

図7はSTCクロック生成手段53の構成の一例を示すブロック図である。このSTCクロック生成手段53は、有効フレーム期間のタイミングを生成し全体の制御を切り替える制御手段60、STCの原クロック27MHzを入力し60/24逓倍するPLL回路61、制御手段60からのタイミング信号により有効フレーム期間のみクロックを出力するクロック停止スイッチ62、及び記録フレームレートと再生フレームレートが異なる可変速記録時と通常記録でクロックを切り替える切替スイッチ63を備える。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the STC clock generation means 53. This STC clock generation means 53 is based on a control means 60 that generates the timing of the effective frame period and switches the whole control, a PLL circuit 61 that inputs the STC original clock 27 MHz and multiplies it by 60/24, and a timing signal from the control means 60 A clock stop switch 62 that outputs a clock only during an effective frame period, and a changeover switch 63 that switches the clock between variable speed recording and normal recording, in which the recording frame rate and the reproduction frame rate are different, are provided.

図7に示した構成により、STCクロックの原クロック(27MHz)から図5の図5(c)に示す有効フレーム記録期間のみ60/24倍としたクロックを生成する事が可能である。   With the configuration shown in FIG. 7, it is possible to generate a clock that is 60/24 times the effective frame recording period shown in FIG. 5C from the original clock (27 MHz) of the STC clock.

なお、PTS、DTS、PVRのいずれかまたは全てにおいて、上記の回路構成で行うのと同等の処理をソフトウエアプログラムで行う事も可能である。その場合はSTCクロック生成回路は仮想的に実現し、回路は不要となる。   Note that, in any or all of PTS, DTS, and PVR, it is possible to perform a process equivalent to that performed in the above circuit configuration by a software program. In that case, the STC clock generation circuit is virtually realized, and the circuit becomes unnecessary.

なお、図4、図5には撮影フレームレートX=8で、再生時に3倍クイックモーションとなる場合を図示したが、図8、図9に示したように撮影フレームレートXを再生フレームレート24フレーム/秒よりも高いフレームレートとし、再生時にスローモーションを実現することも可能である。この場合、図4と図8、図5と図9とを比較してもわかるように、撮影フレームレートXと再生フレームレート24の大小関係が異なるだけで、上記した構成及び動作を適用することで実現可能である。   4 and 5 illustrate the case where the shooting frame rate X = 8 and triple quick motion during playback, the shooting frame rate X is set to the playback frame rate 24 as shown in FIGS. It is also possible to realize a slow motion during playback by setting the frame rate higher than the frame / second. In this case, as shown in FIG. 4 and FIG. 8 and FIG. 5 and FIG. 9, the configuration and operation described above are applied only in the magnitude relationship between the shooting frame rate X and the playback frame rate 24. It is feasible.

以上、実施例1においては、有効フレーム(Xp映像信号)のみを記録することで、記録媒体の消費量が少ない映像記録装置を提供することができる。また、画像圧縮符号化としてフレーム内符号化ではなく、フレーム間符号化であるMPEG2を用いることで高圧縮率を得ることができるため、記録媒体の消費量はより少なくすむ。さらに、予め設定された再生フレームレート(24フレーム/秒)に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に通常記録した場合と同一フレームレート(24フレーム/秒)、同一データレートRで再生することが可能で、特殊な装置を必要としない映像記録装置を提供することができる。   As described above, in the first embodiment, it is possible to provide a video recording apparatus that consumes less recording medium by recording only effective frames (Xp video signals). In addition, since the high compression rate can be obtained by using MPEG2 which is inter-frame coding instead of intra-frame coding as image compression coding, the consumption of the recording medium can be further reduced. Furthermore, since compression encoding processing and multiplexing processing are performed in accordance with a preset reproduction frame rate (24 frames / second), the same frame rate (24 frames / second) and the same data rate R as those in the normal recording at the time of reproduction are performed. It is possible to provide a video recording apparatus that can be played back by a video player and that does not require a special apparatus.

なお言うまでもないが、実施例1においては撮影したXp映像信号を60p映像信号にプルダウンして映像記録装置に入力し、再生フレームレートを24フレーム/秒として説明したが、任意のNフレーム/秒にプルダウン変換した映像信号を映像記録装置に入力して、再生フレームレートをMフレーム/秒として処理することが出来る。   Needless to say, in the first embodiment, the photographed Xp video signal is pulled down to the 60p video signal and input to the video recording apparatus, and the playback frame rate is 24 frames / second. The video signal subjected to pull-down conversion can be input to a video recording apparatus and processed with a playback frame rate of M frames / second.

以上、示したように本実施例では、STCクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないSTCクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもSTCクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。   As described above, in this embodiment, the STC clock is intermittently operated, and the frequency can be multiplexed at a frequency obtained by multiplying the standard frequency by the ratio of the recording processing frame rate and the reproduction frame rate. Thus, it is possible to control the STC clock independent of the effective frame rate. Therefore, even when the effective frame rate fluctuates during recording, the STC clock is constant, and the processing can be simplified.

(実施例2)
図10に本発明の実施例2における映像記録装置2のブロック図を示す。図1及び図3と共通の構成要素については同一番号を付与し、詳細な説明を省略する。記録部23は、ATS値生成手段90、ATS多重手段91、及び記録媒体制御部92を備える。
(Example 2)
FIG. 10 shows a block diagram of the video recording apparatus 2 in Embodiment 2 of the present invention. Constituent elements common to FIG. 1 and FIG. The recording unit 23 includes an ATS value generation unit 90, an ATS multiplexing unit 91, and a recording medium control unit 92.

MPEG2−TSをTS多重手段22から記録手段23に転送する際に、実際の転送可能レートが高い場合にはTSパケットは間欠的に転送されることになる。また、MPEG2−TSを記録媒体に記録する際に効率よく記録することを目的として、実際のトランスポートストリーム中にあるNullパケットなどの不要な情報を削除する場合がある。これらの場合には、記録手段23へTSパケットが入出力されるタイミングを何らかの形で記録媒体に記録する必要がある。この目的でブルーレイ(Bru−ray)ディスクなどではATS(Arrival Time Stamp)が用いられている。   When the MPEG2-TS is transferred from the TS multiplexing means 22 to the recording means 23, TS packets are intermittently transferred if the actual transferable rate is high. Also, unnecessary information such as a null packet in an actual transport stream may be deleted for the purpose of efficiently recording MPEG2-TS when recording on a recording medium. In these cases, it is necessary to record the timing at which TS packets are input / output to / from the recording means 23 in some form on the recording medium. For this purpose, ATS (Arrival Time Stamp) is used in Blu-ray discs and the like.

以下、通常の記録再生におけるATSの効果について説明する。図11にMPEG2−TSを記録手段23に記録する際のパケットタイミング保存の概念を示す。図11(a)はTS多重手段22から記録手段23への入力TSである。図11(b)は記録媒体に実際に記録されるTSである。図11(c)は記録媒体から再生され、出力されるTSである。300〜302はNullパケットである。303〜305はTSパケットの無いタイミングを示す。   The effect of ATS in normal recording / reproduction will be described below. FIG. 11 shows the concept of packet timing storage when MPEG2-TS is recorded in the recording means 23. FIG. 11A shows an input TS from the TS multiplexing means 22 to the recording means 23. FIG. 11B shows a TS that is actually recorded on the recording medium. FIG. 11C shows a TS that is reproduced from the recording medium and output. 300 to 302 are Null packets. 303 to 305 indicate timings when there is no TS packet.

図11(a)の入力TSにおいて、300から302に示したようにNullパケットが含まれているとすると、これらのNullパケット自体は映像・音声の記録再生に必要な情報を何ら含まないため、図11(b)の記録TSにおいては削除して記録したい。ただし、MPEG2−TSにおいてPCRは到着タイミングが時刻情報を持つため、再生時に図11(b)のままの状態で再生すると正しいSTCが再生されず、図11(c)に示したようにNullパケットの部分はパケットの無いままタイミングを空けるか、あるいはNullパケットを再度挿入して出力する必要がある。これを実現するために、図11(b)では記録する各パケットの先頭にそのパケットの入力タイミングを示すATSを付加して記録している。   In the input TS of FIG. 11A, if Null packets are included as shown in 300 to 302, these Null packets themselves do not include any information necessary for video / audio recording and reproduction. In the recording TS of FIG. 11B, it is desired to delete and record. However, since the arrival timing of the PCR in MPEG2-TS has time information, if it is played back in the state as shown in FIG. 11B, the correct STC is not played back, and a Null packet as shown in FIG. 11C. It is necessary to leave the timing of the part with no packet, or insert the Null packet again and output it. In order to realize this, in FIG. 11B, an ATS indicating the input timing of the packet is added and recorded at the head of each packet to be recorded.

図12にATSが付加されたTSパケットの例を示す。MPEG2−TSのTSパケット188バイトの前にATS4バイトが付加される。このようなATS付加は例えばATS値生成手段90としてフリーランの27MHzで動作する32ビットのカウンタを用いてそのカウンタ値をATS多重手段91に入力し、各TSパケットがATS記録手段23に入力された時点でのカウンタ値をそのままそのTSパケットの前に付加すれば実現できる。   FIG. 12 shows an example of a TS packet to which ATS is added. ATS 4 bytes are added before 188 bytes of the TS packet of MPEG2-TS. For this ATS addition, for example, a 32-bit counter operating at 27 MHz of free run is used as the ATS value generation means 90, and the counter value is input to the ATS multiplexing means 91, and each TS packet is input to the ATS recording means 23. This can be realized by adding the counter value at that time as it is before the TS packet.

このようにしてATSを付加されたTSパケットの再生タイミングを再現する回路例を図13に示す。再生装置は、スムージングバッファ70、スムージングバッファ70に記憶されているATS71、比較器72、読み出し制御部73、及びカウンタ74を備える。   FIG. 13 shows an example of a circuit that reproduces the reproduction timing of the TS packet to which the ATS is added in this way. The playback apparatus includes a smoothing buffer 70, an ATS 71 stored in the smoothing buffer 70, a comparator 72, a read control unit 73, and a counter 74.

図11(b)に示した記録TSがスムージングバッファ70に入力される。スムージングバッファ70に記憶されたTSパケットのうち、最初に記憶されたTSパケットに付加されたATS71が読み出されて比較器72に入力される。一方、カウンタ74は記録の際にATSを生成するために用いられたのと同一周波数の27MHzクロックで動作し、カウンタ値を比較器72へ出力する。   The recording TS shown in FIG. 11B is input to the smoothing buffer 70. Of the TS packets stored in the smoothing buffer 70, the ATS 71 added to the TS packet stored first is read and input to the comparator 72. On the other hand, the counter 74 operates with a 27 MHz clock having the same frequency as that used to generate the ATS during recording, and outputs the counter value to the comparator 72.

図11(b)の記録TSを再生する際に、最初に再生されるTSパケットに付加されたATSがカウンタ74にロードされるとともに、最初のTSパケットが出力される。これ以降は、比較器72が続くTSパケットに付加されたATS71の値とカウンタ74の値を比較し、一致したときに読み出し制御部73に一致情報を伝える。読み出し制御部73は一致情報が比較器72から入力されると、その時刻にATS71が付加されていたTSパケットがスムージングバッファ70から読み出されるように制御する。以上の動作により、スムージングバッファ70から読み出されるTSパケットは図11(c)のように入力TS(図11(a))と同じタイミングで出力される。図11(c)の303〜305の部分は対応するATSを付加されたTSパケットが無いため、データが無いまま時間が経過して空き領域となる。   When the recorded TS in FIG. 11B is reproduced, the ATS added to the TS packet to be reproduced first is loaded into the counter 74 and the first TS packet is output. Thereafter, the comparator 72 compares the value of the ATS 71 added to the subsequent TS packet with the value of the counter 74, and notifies the read control unit 73 of the match information when they match. When the coincidence information is input from the comparator 72, the read control unit 73 controls the TS packet to which the ATS 71 is added at the time to be read from the smoothing buffer 70. With the above operation, the TS packet read from the smoothing buffer 70 is output at the same timing as the input TS (FIG. 11A) as shown in FIG. Since there are no TS packets to which the corresponding ATS is added in the portions 303 to 305 in FIG. 11C, the time elapses without data and becomes a free area.

以上が通常記録再生、すなわち撮影フレームレートの値Xと再生フレームレートの値Yが同一である場合のATSの効果である。例えば記録媒体がメモリーであった場合、アクセスにアドレス指定が必要であることなどから、入力トランスポートストリームそのままではパケット間のタイミングを保持して記録再生することができず、ATSのような仕組みで入力時のパケット間タイミングを再現することは必須の動作となる。   The above is the effect of ATS in normal recording / reproduction, that is, when the value X of the shooting frame rate and the value Y of the reproduction frame rate are the same. For example, if the recording medium is a memory, it is necessary to specify an address for access. Therefore, the input transport stream cannot be recorded and played back while maintaining the timing between packets. It is essential to reproduce the inter-packet timing at the time of input.

次に本発明に係る、撮影フレームレートの値Xと再生フレームレートの値Yを異なる値に設定した場合の構成及び動作について説明する。なお、ここでは再生フレームレートY=(24/1.001)fpsの場合を前提として説明する。またここでは、再生時のMPEG2−TSの基準データレートRts=24Mbpsとして説明する。   Next, the configuration and operation in the case where the photographing frame rate value X and the reproduction frame rate value Y according to the present invention are set to different values will be described. Here, description will be made on the assumption that the reproduction frame rate Y = (24 / 1.001) fps. Here, the description will be made assuming that the reference data rate Rts of MPEG2-TS at the time of reproduction is 24 Mbps.

図14は撮影フレームレートの値X=(8/1.001)fpsである場合の各部動作を示すタイミング図である。図14(a)はPES化手段50から出力される記録側のビデオPESである。記録側のビデオPESには撮影フレームレート(有効フレームレート)8fpsの映像信号の1フレーム分を圧縮したデータ毎にPTS/DTSが付加される。従って、PTS/DTSが付加される間隔は撮影フレームレートを反映する。また、実施例1にて説明したように、有効フレーム期間のみSTCが駆動され、圧縮データが出力される。 図14(b)はATS多重手段91から出力されるATSを付加されたMPEG2−TSである。図14(a)のビデオPESは細かく分割されてそれぞれTSパケット(TSP)のペイロードに格納される。   FIG. 14 is a timing chart showing the operation of each part when the value of the shooting frame rate X = (8 / 1.001) fps. FIG. 14A shows a recording-side video PES output from the PES converting means 50. A PTS / DTS is added to the video PES on the recording side for each data obtained by compressing one frame of a video signal with an imaging frame rate (effective frame rate) of 8 fps. Therefore, the interval at which PTS / DTS is added reflects the shooting frame rate. Further, as described in the first embodiment, the STC is driven only during the effective frame period, and compressed data is output. FIG. 14B shows MPEG2-TS to which ATS output from ATS multiplexing means 91 is added. The video PES in FIG. 14A is finely divided and stored in the payload of each TS packet (TSP).

ここで、本発明においては、ATSのカウンタを図14に示すように有効フレームの記録時のみ駆動する間欠動作とする。無効フレームの記録に相当する期間はカウンタを停止させる。また、ATSカウンタの動作は通常記録時27MHzに対して処理フレームレート(60p相当)と再生フレームレート24pの比を掛けた値(27×60/24MHz)とする。すなわち有効フレーム期間のみを通常の60/24倍でタイミングカウントとする事とする。また、再生時は通常通り27MHzでカウントするので、図14(b)に示す記録時での有効フレームのみでの1フレーム時間(1/60秒)あたりのカウント数は、図14(c)に示す再生時の1フレーム時間(1/24秒)でのカウント数と等しく、有効フレームのみでのカウント積算値は、記録時と再生時で等価となる。従って、このATSカウンタの動作により、有効フレームレートXpに依存する事なく再生時に24Pのタイミングで動作するATSカウンタの制御を行う事が可能となる。   In the present invention, as shown in FIG. 14, the ATS counter is set to an intermittent operation that is driven only when an effective frame is recorded. The counter is stopped during a period corresponding to the recording of the invalid frame. The operation of the ATS counter is a value (27 × 60/24 MHz) obtained by multiplying the ratio of the processing frame rate (equivalent to 60p) and the reproduction frame rate 24p to 27 MHz during normal recording. That is, only the effective frame period is set to 60/24 times the normal timing count. Further, since the reproduction is counted at 27 MHz as usual, the number of counts per one frame time (1/60 seconds) in only the effective frame at the time of recording shown in FIG. 14 (b) is shown in FIG. 14 (c). It is equal to the number of counts in one frame time (1/24 seconds) at the time of reproduction shown, and the count integrated value only in the effective frame is equivalent at the time of recording and reproduction. Therefore, the operation of the ATS counter makes it possible to control the ATS counter that operates at the timing of 24P during reproduction without depending on the effective frame rate Xp.

ここで、ATSカウンタのクロック制御は実施例1に示すSTCクロックと同様の制御で実現する事は可能である。また、同一のクロックとする事も出来る。   Here, the clock control of the ATS counter can be realized by the same control as the STC clock shown in the first embodiment. The same clock can also be used.

図14(c)は記録媒体から再生され、元のTSパケットのタイミングが再現された後のMPEG2−TSである。ただし、完全に記録時と同じタイミングではなく、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。なお、本来この段階ではATSは通常削除されるが、説明の簡単のためにここではATSを残した図を用いて説明する。   FIG. 14C shows the MPEG2-TS that is reproduced from the recording medium and the timing of the original TS packet is reproduced. However, the data rate changes by the ratio of the shooting frame rate and the playback frame rate, not at the same timing as when recording. Although ATS is normally deleted at this stage, for the sake of simplicity of explanation, here, description will be made with reference to a diagram in which ATS is left.

また、図14(d)は図14(c)のMPEG2−TSから分離したビデオPESである。この図についても、記録側のビデオPES(図14(a))に対して、撮影フレームレートと再生フレームレートの比だけデータレートが変化している。   FIG. 14D shows a video PES separated from the MPEG2-TS in FIG. Also in this figure, the data rate is changed by the ratio of the shooting frame rate and the playback frame rate with respect to the video PES on the recording side (FIG. 14A).

以上、実施例2においては、ATS(ArrivalTimeStamp)を用いてTSパケットタイミングを再生する記録再生系においても可変フレームレート記録が可能で、予め設定された再生フレームレート(24フレーム/秒)に合わせて圧縮符号化処理、多重処理を行うため、再生時に特殊な装置を必要とせずに通常記録した場合と同一フレームレート(24フレーム/秒)、同一TSデータレートRtsで再生できる映像記録装置を提供することができる。   As described above, in the second embodiment, variable frame rate recording is possible even in a recording / reproducing system that reproduces TS packet timing using ATS (ArrivalTimeStamp), and it is adapted to a preset reproduction frame rate (24 frames / second). Provided is a video recording apparatus capable of reproducing at the same frame rate (24 frames / second) and the same TS data rate Rts as in the case of normal recording without performing a special apparatus at the time of reproduction because compression encoding processing and multiplexing processing are performed. be able to.

さらに、ATSクロックを間欠的に動作し、その周波数は標準周波数に対して記録処理フレームレートと再生フレームレートの比を乗じた周波数で多重化を行う事が可能であり、有効フレームレートに依存しないATSクロックの制御が可能となる。その為、記録の途中で有効フレームレートが変動する場合でもATSクロックは一定であり、処理の簡素化が図れる。   Further, the ATS clock is intermittently operated, and the frequency can be multiplexed at a frequency obtained by multiplying the standard frequency by the ratio of the recording processing frame rate and the reproduction frame rate, and does not depend on the effective frame rate. The ATS clock can be controlled. For this reason, even when the effective frame rate fluctuates during recording, the ATS clock is constant, and the processing can be simplified.

なお、本発明の実施例においては、多重化としてMPEG2−TSを用いることを前提として説明したが、多重化の方式はこれに限るものではなく、例えばMPEG2−PS(Program Stream)などを用いてもよい。同様に、映像の圧縮符号化としてMPEG2ビデオ符号化を用いることを前提として説明したが、圧縮符号化の方式もこれに限るものではなく、例えばMPEG4ビデオ符号化、H.264ビデオ符号化、DVC(Digital Video Cassette)における圧縮符号化などを用いてもよい。   The embodiments of the present invention have been described on the assumption that MPEG2-TS is used for multiplexing. However, the multiplexing method is not limited to this. For example, MPEG2-PS (Program Stream) is used. Also good. Similarly, the description has been made on the assumption that MPEG2 video coding is used as video compression coding. However, the compression coding method is not limited to this. H.264 video coding, compression coding in DVC (Digital Video Cassette), or the like may be used.

さらに、本実施例では、映像記録装置2が有効フレーム抽出部20及び映像符号化部21を備えているとして説明したが、これに限らず、映像記録装置2が、有効フレーム抽出部20、映像符号化部21、及び音声符号化部24を備えていなくても構わない。この場合、映像記録装置2以外の外部の装置が有効フレーム抽出部20、映像符号化部21、及び音声符号化部24を備えている。そして、撮像装置1から出力されたXp映像信号6と有効フレームフラグ7は、この外部の装置で処理され、その結果外部の装置から圧縮映像データが出力される。そして、映像記録装置2は、この外部の装置から出力された圧縮映像データを入力してTS多重部22にてシステムストリームを生成する。このように、映像記録装置2自体が入力映像信号の圧縮符号化を行わず、映像記録装置2が圧縮符号化された圧縮映像データを入力して多重処理のみを行うものであっても構わない。   Furthermore, in the present embodiment, the video recording device 2 has been described as including the effective frame extraction unit 20 and the video encoding unit 21. However, the present invention is not limited thereto, and the video recording device 2 includes the effective frame extraction unit 20, the video The encoding unit 21 and the speech encoding unit 24 may not be provided. In this case, an external device other than the video recording device 2 includes an effective frame extraction unit 20, a video encoding unit 21, and an audio encoding unit 24. The Xp video signal 6 and the valid frame flag 7 output from the imaging device 1 are processed by this external device, and as a result, compressed video data is output from the external device. The video recording device 2 receives the compressed video data output from the external device, and generates a system stream in the TS multiplexing unit 22. As described above, the video recording apparatus 2 itself may not perform the compression encoding of the input video signal, and the video recording apparatus 2 may input the compressed video data that has been compression encoded and perform only the multiplex processing. .

尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。   The program of the present invention is a program for causing a computer to execute the functions of all or part of the above-described video recording apparatus of the present invention, and is a program that operates in cooperation with the computer.

又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の映像記録装置の全部又は一部の手段(又は、装置、素子等)の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。   The recording medium of the present invention is a recording medium carrying a program for causing a computer to execute the functions of all or part of the above-described video recording apparatus of the present invention (or the device, element, etc.). It is a recording medium that can be read by a computer, and the read program executes the function in cooperation with the computer.

尚、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の、一つ又は幾つかの手段を意味する。   The “part of means” of the present invention means one or several means out of the plurality of means.

又、本発明の上記「手段の機能」とは、前記手段の全部又は一部の機能を意味する。
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
Further, the “function of the means” of the present invention means all or a part of the function of the means.
Further, one usage form of the program of the present invention may be an aspect in which the program is recorded on a computer-readable recording medium and operates in cooperation with the computer.

又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。   Further, one usage form of the program of the present invention may be an aspect in which the program is transmitted through a transmission medium, read by a computer, and operated in cooperation with the computer.

又、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。   The data structure of the present invention includes a database, data format, data table, data list, data type, and the like.

又、記録媒体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。   The recording medium includes a ROM and the like, and the transmission medium includes a transmission medium such as the Internet, light, radio waves, sound waves, and the like.

又、上述した本発明のコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。   The computer of the present invention described above is not limited to pure hardware such as a CPU, but may include firmware, an OS, and peripheral devices.

尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。   As described above, the configuration of the present invention may be realized by software or hardware.

本発明にかかる映像記録装置は、例えば、ビデオカメラとして有用であり、特に映画におけるスローモーション効果やクイックモーション効果をフィルムではなく電子的なフレームレート変換処理により得るビデオカメラに適している。   The video recording apparatus according to the present invention is useful as, for example, a video camera, and is particularly suitable for a video camera that obtains a slow motion effect and a quick motion effect in a movie by electronic frame rate conversion processing instead of a film.

本発明の実施例1における映像記録装置を用いた撮像記録装置のブロック図1 is a block diagram of an imaging recording apparatus using a video recording apparatus in Embodiment 1 of the present invention. 図1の各部の信号波形図Signal waveform diagram of each part in FIG. 本発明の実施例1における映像記録装置2の詳細ブロック図1 is a detailed block diagram of a video recording apparatus 2 in Embodiment 1 of the present invention. 図1及び図3各部の信号波形図1 and 3 signal waveform diagram of each part ビットバッファ36のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したVBVバッファ容量とを示す図The figure which shows the data capacity | capacitance of the bit buffer 36, and the VBV buffer capacity | capacitance supposing the decoding process at the time of reproduction | regeneration レート制御手段32における処理手順を示す図The figure which shows the process sequence in the rate control means 32. STCクロック生成手段53に追加すべき構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure which should be added to the STC clock generation means 53 スローモーションの場合の、図1及び図3各部の信号波形図Signal waveform diagram of each part in Fig. 1 and Fig. 3 for slow motion スローモーションの場合の、ビットバッファ36のデータ容量と、再生時の復号処理を想定したVBVバッファ容量とを示す図The figure which shows the data capacity of the bit buffer 36 in the case of slow motion, and the VBV buffer capacity supposing the decoding process at the time of reproduction | regeneration 本発明の実施例2における映像記録装置2のブロック図The block diagram of the video recording apparatus 2 in Example 2 of this invention. MPEG2−TSを記録手段23に記録する際のパケットタイミング保存の概念図Conceptual diagram of packet timing storage when MPEG2-TS is recorded in recording means 23 ATSが付加されたTSパケットの例Example of TS packet with ATS added ATSを付加されたTSパケットの再生タイミングを再現する回路例Circuit example for reproducing the reproduction timing of TS packets with ATS added 撮影フレームレートの値X=8fpsである場合の各部動作を示すタイミング図Timing chart showing the operation of each part when the value X of the photographing frame rate is 8 fps

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像装置
2 映像記録装置
3 電子ビューファインダー
4 マイク
5 制御部
6 60p映像信号
7 有効フレームフラグ
10 CCD
11 フレームメモリ
12 カメラ処理部
13 CCD駆動回路
14 駆動パルス切換回路
20 有効フレーム抽出部
21 映像符号化部
22 TS多重部
23 記録部
24 音声符号化部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Video recording device 3 Electronic viewfinder 4 Microphone 5 Control unit 6 60p video signal 7 Effective frame flag 10 CCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Frame memory 12 Camera processing part 13 CCD drive circuit 14 Drive pulse switching circuit 20 Effective frame extraction part 21 Video encoding part 22 TS multiplexing part 23 Recording part 24 Audio | voice encoding part

Claims (9)

映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生手段と、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重手段と、
前記多重手段において生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録手段とを備え、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生手段は、間欠的にクロックを発生し、
前記多重手段は、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生手段において発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録手段は、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録装置。
A clock generation means for generating a clock serving as a reference for the time in order to multiplex time management information for defining a time related to a decoding process on compressed video data generated by compressing and encoding a video signal;
Multiplexing means for generating a system stream in which the time management information is multiplexed with the compressed video data;
Recording means for recording the system stream generated by the multiplexing means on a recording medium,
In the case where the recording frame rate of the input video signal is different from the preset playback frame rate in the playback video signal obtained after recording and playback and decoding of the system stream,
The clock generating means intermittently generates a clock,
The multiplexing means generates a system stream in which the time management information corresponding to the reproduction frame rate is multiplexed with the compressed video data at an intermittent clock timing generated by the clock generation means;
The video recording apparatus, wherein the recording unit records the system stream on the recording medium.
前記映像記録装置は、さらに、
入力されてくる前記映像信号が、各フレームを1回または複数回繰り返すことにより生成された映像信号である場合であって、入力されてくる前記映像信号の生成元となったフレームである有効フレームを示す有効フレームフラグが入力される場合、入力されてくる前記有効フレームフラグを利用して入力されてくる前記映像信号から前記有効フレームを検出する有効フレーム検出手段を備え、
前記クロック発生手段は、検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記有効フレーム以外の期間である無効フレームに相当する期間ではクロックを停止することで間欠的にクロックを発生する
ことを特徴とする請求項1記載の映像記録装置。
The video recording device further includes:
The input video signal is a video signal generated by repeating each frame one or more times, and is an effective frame that is a frame from which the input video signal is generated When an effective frame flag indicating is input, it includes effective frame detection means for detecting the effective frame from the video signal input using the input effective frame flag,
The clock generation means generates a clock only during a period corresponding to the detected effective frame, and intermittently generates a clock by stopping the clock during a period corresponding to an invalid frame other than the effective frame. The video recording apparatus according to claim 1.
前記クロック発生手段は、
復号処理の動作基準となる基準クロックを逓倍するPLL(Phase Locked Loop)部と、
前記PLL部から入力されるクロックに対して、前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生し、前記無効フレームに相当する期間ではクロックを停止するためのクロック停止スイッチ部と、
前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが等しい場合には、前記基準クロックが前記PLL部及び前記クロック停止スイッチ部を通らないようにし、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートとが異なる場合には、前記PLL部及び前記クロック停止スイッチ部を通るように回路を選択する切替スイッチ部とを備える
ことを特徴とする請求項2記載の映像記録装置。
The clock generation means includes
A PLL (Phase Locked Loop) unit that multiplies a reference clock that is an operation reference for decoding processing;
A clock stop switch unit for generating a clock only for a period corresponding to the valid frame with respect to a clock input from the PLL unit, and for stopping the clock in a period corresponding to the invalid frame;
When the recording frame rate and the reproduction frame rate are equal, the reference clock is prevented from passing through the PLL unit and the clock stop switch unit, and the recording frame rate and the reproduction frame rate are different. The video recording apparatus according to claim 2, further comprising: a selector switch unit that selects a circuit so as to pass through the PLL unit and the clock stop switch unit.
前記クロック発生手段は、さらに、
前記記録フレームレートより大である記録処理フレームレートに同期して動作し、入力される映像信号の前記有効フレームと前記無効フレームとで処理を切り替える制御部を備える
ことを特徴とする請求項3記載の映像記録装置。
The clock generation means further includes:
4. A control unit that operates in synchronization with a recording processing frame rate that is greater than the recording frame rate, and that switches processing between the valid frame and the invalid frame of an input video signal. Video recording device.
前記制御部は、さらに、前記有効フレーム検出手段で検出される前記有効フレームに相当する期間のみクロックを発生するようにタイミング信号を送信して前記クロック停止スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項4記載の映像記録装置。
The control unit further controls the clock stop switch unit by transmitting a timing signal so as to generate a clock only during a period corresponding to the effective frame detected by the effective frame detection unit. Item 5. The video recording apparatus according to Item 4.
前記クロック発生手段は、前記記録フレームレートと前記再生フレームレートが等しい場合には、基準クロックの周波数Fのクロックを発生し、前記記録フレームレートXpと前記再生フレームレートXが異なる場合には、記録処理フレームレートをYとすると、F×Y/Xの周波数のクロックを発生する
ことを特徴とする請求項1記載の映像記録装置。
The clock generation means generates a clock having a reference clock frequency F when the recording frame rate and the reproduction frame rate are equal, and when the recording frame rate Xp and the reproduction frame rate X are different, The video recording apparatus according to claim 1, wherein a clock having a frequency of F × Y / X is generated, where Y is a processing frame rate.
前記多重手段は、MPEG規格に対応した多重化を行い、前記時刻管理情報は復号及び出力(表示)のタイミング基準となるPCR(Program Clock Reference)またはSCR(System Clock Reference)、復号後の各フレームの出力タイミングを示すPTS(Presentation Time Stamp)、復号のタイミングを示すDTS(Decoding Time Stamp)を含む
ことを特徴とする請求項1記載の映像記録装置。
The multiplexing means performs multiplexing corresponding to the MPEG standard, and the time management information is PCR (Program Clock Reference) or SCR (System Clock Reference), which is a timing reference for decoding and output (display), and each frame after decoding The video recording apparatus according to claim 1, further comprising: a PTS (Presentation Time Stamp) indicating the output timing of the video and a DTS (Decoding Time Stamp) indicating the timing of the decoding.
前記記録手段は、さらに、
前記システムストリームを構成する前記パケットに再生処理に関する時刻を規定するパケット再生時刻情報を生成する生成部と、
前記パケット再生時刻情報である第二の多重信号を、前記クロック発生手段において発生される間欠的なクロックのタイミングで前記多重手段において生成される前記システムストリームに多重する第二多重部とを備える
ことを特徴とする請求項1記載の映像記録装置。
The recording means further includes:
A generating unit that generates packet reproduction time information that defines a time related to reproduction processing for the packets constituting the system stream;
A second multiplexing unit that multiplexes the second multiplexed signal, which is the packet reproduction time information, with the system stream generated by the multiplexing unit at an intermittent clock timing generated by the clock generating unit. The video recording apparatus according to claim 1.
映像信号を圧縮符号化して生成された圧縮映像データに対し、復号処理に関する時刻を規定する時刻管理情報を多重するために、前記時刻の基準となるクロックを発生するクロック発生ステップと、
前記圧縮映像データに前記時刻管理情報を多重化したシステムストリームを生成する多重ステップと、
前記多重ステップにおいて生成される前記システムストリームを記録媒体に記録する記録ステップとを含み、
入力されてくる前記映像信号の記録フレームレートと、前記システムストリームを記録再生および復号した後に得られる再生映像信号において予め設定されている再生フレームレートとが異なる場合において、
前記クロック発生ステップにおいては、間欠的にクロックを発生し、
前記多重ステップにおいては、前記再生フレームレートに対応した前記時刻管理情報を、前記クロック発生ステップにおいて発生された間欠的なクロックのタイミングで前記圧縮映像データに多重したシステムストリームを生成し、
前記記録ステップにおいては、当該システムストリームを前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする映像記録方法。
A clock generation step of generating a clock serving as a reference for the time in order to multiplex time management information that defines a time related to a decoding process, with respect to compressed video data generated by compressing and encoding a video signal;
A multiplexing step for generating a system stream in which the time management information is multiplexed with the compressed video data;
Recording the system stream generated in the multiplexing step on a recording medium,
In the case where the recording frame rate of the input video signal is different from the preset playback frame rate in the playback video signal obtained after recording and playback and decoding of the system stream,
In the clock generation step, a clock is intermittently generated,
In the multiplexing step, a system stream is generated by multiplexing the time management information corresponding to the reproduction frame rate with the compressed video data at the intermittent clock timing generated in the clock generation step,
In the recording step, the system stream is recorded on the recording medium.
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