JP3985000B2 - 撮像記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディジタルビデオ信号などを記録再生する民生用ＳＤＶＴＲ等において、ディジタルビデオ信号などを１３９４ディジタルインターフェースを用いて他の機器に伝送する場合に用いて好適な撮像記録再生装置に関するものである。

まずディジタルインターフェースの１例としてＩＥＥＥＰ１３９４シリアルバスを用いて通信システムについて概要を説明する。
例えば図８に示すようにディジタル機器としてディジタルインターフェースからのＶＧＡ入力対応のバーソナルコンピュータ（以下ＰＣという）、ＶＴＲ１、ディジタルインターフェースからＶＧＡ出力対応のディジタルカメラ（以下「ＤＣＡＭ」という）及びディジタルカムコーダ（以下「ＤＶＣＲ１」という）を備えており、ＤＶＣＲ１とＰＣとの間、ＰＣとＶＴＲ１との間及びＶＴＲ１とＤＣＡＭとの間は上記Ｐ１３９４シリアルバスで接続される。なお上述の各機器はＰ１３９４バス上のディジタルデータ及び制御データを中継する機能を有している。またＰ１３９４のためのケーブルは３組のシールド付き対線を備えており、各組の対線はプロトコル信号転送用、データ転送用に用いられるとともに電力供給用にも用いられるようになっており、システム中の電源オフされた機器があってもシステムを動作し得るようにしている。

ところでＰ１３９４においては、図９に示すように所定の通信サイクル（１２５μｓ）で通信が行われ、ビデオデータやオーディオデータのような時間軸を持ったデータは一定のデータレートで転送帯域が保証されたアイソクロノス（同期）通信され、制御コマンドのような制御データは必要に応じて不定期にアシンクロナス（非同期）通信される。このような通信においては各通信サイクルのはじめにはサイクル・スタート・パケットがあり、それに続いてアイソクロノス通信のためのパケットを送信する期間が設定される。またアイソクロノス通信のためのパケットには各チャンネル番号を付けることにより、複数チャンネルのアイソクロノス通信を同時に行うことができる。

即ち、ＤＶＣＲ１からＶＴＲ１への通信にチャンネル１を割り付けると、ＤＶＣＲ１はサイクルスタートパケットの直後にチャンネル番号１のアイソクロルス通信パケットをバス上に送出し、ＶＴＲ１はバス上のパケットを監視してチャンネル番号１が付されたパケットを取り込むことによってＤＶＣＲ１とＶＴＲ１との間でアイソクロノス通信が実行される。同様にＤＣＡＭからＰＣへのパケットにチャンネル番号２を割り付けることによってＤＣＡＭとＰＣとの間でアイソクロノス通信が実行され、チャンネル１とチャンネル２とのアイソクロノス通信が並行して行われる。そして各通信サイクル中ですべてのアイソクロノス通信パケットの送信が完了した後で、次のサイクルパケットまでの期間がアシンクロノス通信に使用される。

上述のような通信システムにおいては、電源投入時に新たなディジタル機器を接続した際及び機器を切り離した際に、その接続形態に応じて各機器（ノード）に対して自動的にノードＩＤ（物理アドレス）、（図８における＃０、＃１、＃２、＃３）が上記マイコン内のメモリに記憶されたアドレスプログラム及びアドレステーブルに基づく以下のような手順によって割り付けてトポロジを自動設定する。以下このノードＩＤの割り付け手順を簡単に説明するが、この手順はシステムの階層構造の決定、各ノードに対する物理アドレスの付与から成る。

まず上記各機器に対してＰＣをノードＡ、ＤＶＣＲ１をノードＢ、ＶＴＲ１をノードＣ、ＤＣＡＭをノードＤとすると、各ノードは自己が接続された相手ノードに対して相手が自分の親であることを互いに伝達し合い、先に相手に伝達した方を優先して最終的にこのシステムにおける各ノード間の親子関係、即ちシステムの階層構造及び他のノードに対して子にならないノードであるルートノードが決定される。具体的にはノードＤがノードＣに対して親であることを伝達し、ノードＢがノードＡに対して親であることを伝達する。またノードＡがノードＣに対して親であることを伝達するとともにノードＣがノードＡに対して親であることを伝達した場合には、先に相手に伝達した方を優先し、ノードＣによる伝達が早ければノードＡをノードＣの親とする。この結果、ノードＡは他のいずれのノードに対しても子になることがなく、この場合にはルートノードとなる。このように親子の関係が決定された後に物理アドレスの付与が行われる。

この物理アドレスの付与は、基本的には親ノードが子ノードに対してアドレス付与を許可し、更に各子ノードはポート番号の若い方に接続された子ノードから順に許可することによって行われる。図８の場合にはノードＡがノードＢに対してアドレス付与を許可し、この結果ノードＢは自己に物理アドレス＃０を付してこのことをバス上に送出することにより「ノード＃０は割当済」であることを他のノードに通知する。次にノードＡがノードＣに対してアドレス付与を許可すると、同じくノードＣの子ノードであるノードＤにアドレス付与を許可し、この結果ノードＤは自己に物理アドレスとして＃０の次の物理アドレスである＃１を付してこのことをバス上に送出する。その後ノードＣは自己に物理アドレス＃２を付してこのことをバス上に送出し、最後にノードＡが自己に物理アドレス＃３を付してこのことをバス上に送出する。尚、このノードＩＤの割り付け手順を含むＰ１３９４シリアルバスの詳細は「ＩＥＥＥ１３９４シリアルバス仕様書」として公開されている。

次にデータ転送の手順について説明する。上述のようなアドレスが付与されることによってデータ転送が可能となるが、Ｐ１３９４のシステムではデータ転送に先立って上記ルートノードによるバス使用権の調停が行われる。即ちＰ１３９４では図９に示したように、あるタイミングでは１チャンネルのデータのみの転送が行われるために先ず調停する必要があり、各ノードは転送を行いたい時には自己の親ノードに対してバス使用権を要求し、結果としてルートノードが各ノードからのバス使用権を調停する。この結果バス使用権を得たノードはデータ転送を始める前に伝送速度の指定を行い、１００Ｍｂｐｓが２００Ｍｂｐｓ又は４００Ｍｂｐｓか等を送信先ノードに通知する。この後アイソクロナス転送の場合には、送信元ノードは上記ルートノードであるサイクル・マスタが上記通信サイクルに同期して送出するサイクル・スタート・パケットを受信した後直ちに指定したチャンネルでデータ転送を開始する。尚、上記サイクル・マスタは上記サイクル・スタート・パケット上に送出するとともに、各ノードの時刻合わせを行う。

一方、コマンド等の制御データの転送を行うアシンクロナス転送の場合には、各通信サイクル内の同期転送が終了した後にアシンクロナス通信のための調停が行われ、送信元ノードから送信先ノードへデータ転送が開始される。

以上がＰ１３９４シリアルバスについての概要である。
このようにして、ディジタルカメラから、ＰＣにＶＧＡフォーマットに準拠した動画像をリアルタイムに伝送し、ＰＣのモニタ上に表示できる。

従来ＰＣにディジタルインターフェースにより動画像を伝送し表示するには、正方格子変換されたいわゆるＶＧＡフォーマットで伝送する専用のディジタルカメラが必要であった。
また、ＮＴＳＣなどの映像信号をＰＣで表示させるには、ＳＤ方式等のディジタルＶＴＲからディジタルインターフェースによりエンコードされたＤＩＦデータをＰＣに伝送し、これをＰＣにおいてデコードし、正方格子に変換して表示させる必要があり、このための手段を設ける必要があるという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するもので、種々の方式の映像信号を出力できるようにした撮像記録再生装置を得ることを目的とする。

本発明においては、被写体を撮像する撮像手段と、映像信号を記録媒体に記録再生する記録再生手段と、上記撮像手段の出力を処理して第１の方式による第１の映像信号を出力する第１の信号処理手段と、上記記録再生手段が再生した信号を処理して第２の方式による第２の映像信号を出力する第２の信号処理手段と、上記第２の映像信号を処理して上記第１の方式による第３の映像信号を出力する第３の信号処理手段と、上記第１、第３の映像信号の一方を選択する第１の選択手段と、上記第１の選択手段で選択された映像信号のフォーマットを変換する変換手段と、上記第１の選択手段で選択された映像信号と上記変換手段でフォーマット変換された映像信号と上記第２の映像信号とが入力され、それらの１つ又は複数を時分割多重した信号を出力する第２の選択手段と、上記第２の選択手段から得られる信号を出力するインターフェース手段とを設けている。
本発明によれば、上記変換手段により再生映像信号および撮像した映像信号がフォーマット変換されてインターフェース手段から伝送されると共に、撮像した映像信号及び再生映像信号が同じ方式の映像信号として伝送される。

本発明によれば、例えばＮＴＳＣ、ＰＡＬ等のような第１の方式による撮像した映像信号又は再生された第１の方式の映像信号と、ＤＩＦデータのような第２の方式の映像信号と、ＶＧＡフォーマットのようなフォーマット変換された映像信号とのうちの１つの信号又はこれらの信号の時分割多重信号を得て、これらをそれぞれに適したコンピュータ等の機器に送り表示することができる。

図１は本発明による撮像記録再生装置としてのカメラとＳＤＶＴＲとを一体化した装置の実施の形態を示すもので、その構成及び動作について説明する。
図１において、被写体像はレンズ１を介してＣＣＤイメージセンサ２で撮像され、光電変換されて映像信号が得られる。この映像信号はカメラ信号処理部３でディジタル処理されていわゆる４：２：２の比率を有するＮＴＳＣ方式等の輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖとなり、スイッチ４に入力される。

一方、磁気テープ５のトラックに記録されたブロック化されたディジタル映像信号はヘリカルスキャンヘッド６で再生される。この再生信号はエラー訂正部（ＥＣＣ）７でエラー訂正処理された後、ブロック化されたデータとしてデータバスに出力される。このデータはディジタルエンコーダ／デコーダ（ＥＮＣ／ＤＥＣ）８によりデコード処理されて４：２：２の比率を有するＮＴＳＣ方式の輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖとなりスイッチ４に入力される。

また、オーディオ信号処理部１３は上記データバス上のステレオオーディオ信号を処理して、図２に示すようにＬチャンネルとＲチャンネルのオーディオシリアルデータを交互に出力する。このＬ、Ｒのオーディオデータはスイッチ１２に入力されると共に、Ｄ／Ａコンバータ１７でアナログオーディオ信号に変換されて出力端子１８から出力される。

また、サブコードデコーダ１４、ＡＵＸデータデコーダ１５も上記データバス上のトラックのサブコードエリア内のサブコード、ＡＵＸコードをそれぞれデコードして演算処理部（ＭＰＵ）に入力する。

さらに、上記データバスを通じてＥＣＣ７からのいわゆるＤＩＦデータがスイッチ１２に直接入力される。図３にＳＤＶＴＲのＤＩＦフォーマットデータの転送順序を示す。

ＭＰＵ１６は外部から入力される制御信号に応じてスイッチ４を切り替えてカメラ信号処理部３、ＥＮＣ／ＤＥＣ８の一方からの上記４：２：２の輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖを選択する。この選択された輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖはスイッチ１２に入力されると共に、Ｄ／Ａコンバータ９でアナログ信号に変換されて出力端子１０から出力される。

さらに上記選択された輝度信号Ｙ、色差信号Ｕ、Ｖは、フォーマット変換部１１においてデシメーション処理されることにより、輝度信号Ｙは横６４０画素、縦４８０画素、色差信号Ｕ、Ｖは横３２０画素、縦２４０画素に間引きされて、いわゆる４：１：１の正方格子変換されてＶＧＡフォーマットになると共に、６０フィールド／秒のインターレースから３０フレーム／秒のノンインターレースに変換されてスイッチ１２に入力される。

図４にフォーマット変換部１１の構成を示す。
輝度信号Ｙは入力端子１００に入力され、色差信号Ｕ、ＶはＵ、Ｖが交互に時間多重されて入力端子１０６に入力され、さらに、それぞれ輝度デシメーション部１１４、色差信号デシメーション部１１５に入力されて、先に述べたように輝度信号Ｙは、横６４０画素、縦４８０画素、色差信号Ｕ、Ｖは、横１６０画素、縦１２０画素の４：１：１の正方格子変換され、輝度信号Ｙはスイッチ１０１へ、色差信号Ｕ、Ｖはスイッチ１０７に入力される。そして、輝度信号ＹはＹフレームメモリ１０２、１０３にフレーム周期で切り替えて入力され保持される。

次に、フレームメモリ１０２、１０３に保持された輝度フレーム信号を線順次で１Ｈから読み出すことによりノンインターレース処理が施されることになる。尚、２つのフレームメモリ１０２、１０３を用いたのは、読み出し中に書き込みを禁止するためである。
このようにして、スイッチ１０４からノンインターレースの６４０×４８０の輝度信号が得られ、端子１０５から出力されることとなる。

一方、色差信号ＵＶは、時間多重されて入力されるため、それぞれＵフレームメモリ１０８、１０９とＶフレームメモリ１１０、１１１にスイッチ１０７で切り替えて入力される。そして輝度信号と同様に、各フレームメモリに蓄積された色差信号は、スイッチ１１２からノンインターレースの線順次対応したＵ、Ｖが交互に時間多重されて図５に示す順序で出力端子１１３から出力される。

尚、上記説明ではフォーマット変換部１１を、６４０×４８０への正方格子変換を行うものとしたが、ディジタルインターフェースの物理層の転送速度に十分な余裕がない場合、色差信号は横１６０画素、縦１２０画素へデシメーションし、輝度信号は、６４０×４８０のさらに１／４画面サイズである３２０×２４０へ正方格子変換することにより、Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：２：２の１３９４ディジタルインターフェースの物理層の規格である１００Ｍｂｐｓにて伝送することが可能になる。
図６はこのようなモードでのデータの伝送順序を示している。尚、図６におけるＫ、Ｐｎは図５と同様である。

上述のようにして、複数の異なるディジタルデータをスイッチ１２により切り替え、時分割で１３９４ディジタルインターフェース１９に入力して、入力ディジタルデータをパケット化し、１３９４の物理レイヤからディジタルインターフェース端子２０、２１に出力する。このとき当然データを転送するにあたっては、１３９４およびＳＤＶＴＲで規定されたプロトコルに準拠することはいうまでもない。
図７に各異なるディジタルデータが１３９４インターフェース１９からパケット化されて出力される様子を示す。

上述のようにして、ＤＩＦフォーマットのデータ以外にＶＧＡフォーマットでディジタルインターフェースから送信することにより、いわゆるＮＴＳＣなどのカメラレコーダの信号を、コンピュータに非常に親和性のよい正方格子ＶＧＡフォーマットで伝送することが可能となり、専用のＶＧＡカメラを用意する必要がないので、非常に安価にＰＣに動画像を伝送することが可能となる。
また上述のようにして、従来例でも述べたように１３９４バスで接続された機器間であれば、１つのノードから異なるフォーマットのデータを等時間性を保ちながら、同一映像信号を異なるフォーマットのディジタル機器に送信することが可能となる。
さらに、ＳＤカメラレコーダからの再生信号をＰＣ１３９４ＶＧＡカメラ用の表示ソフトウエアが用意されていれば、ＰＣ１３９４ハードおよびソフトを何ら変更することもなく、あたかもＶＧＡカメラからの映像信号として表示できる。

本発明の実施の形態を示すブロック図である。 再生オーディオ信号の処理を示すタイミングチャートである。 ＳＤＶＴＲのＤＩＦフォーマットデータの転送順序を示すシーケンスチャートである。 フォーマット変換部の構成を示すブロック図である。 輝度信号Ｙと色差信号Ｕ、Ｖの出力順序を示す構成図である。 輝度信号Ｙと色差信号Ｕ、Ｖの他の出力順序を示す構成図である。 １３９４インターフェースから異なるディジタルデータがパケット化されて出力されることを示すタイミングチャートである。 従来のＩＥＥＥＰ１３９４シリアルバスを用いた通信システムを示す構成図である。 従来の各種データの伝送を示すタイミングチャートである。

符号の説明

２ ＣＣＤイメージセンサ
３ カメラ信号処理装置
４ スイッチ
５ 磁気テープ
６ ヘリカルスキャンヘッド
７ エラー訂正部
８ データエンコーダ／デコーダ
１１ フォーマット変換部
１２ スイッチ
１３ オーディオ信号処理部
１６ ＭＰＵ
１９ １３９４ディジタルインターフェース

Claims (6)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、
   映像信号を記録媒体に記録再生する記録再生手段と、
   上記撮像手段の出力を処理して第１の方式による第１の映像信号を出力する第１の信号処理手段と、
   上記記録再生手段が再生した信号を処理して第２の方式による第２の映像信号を出力する第２の信号処理手段と、
   上記第２の映像信号を処理して上記第１の方式による第３の映像信号を出力する第３の信号処理手段と、
   上記第１、第３の映像信号の一方を選択する第１の選択手段と、
   上記第１の選択手段で選択された映像信号のフォーマットを変換する変換手段と、
   上記第１の選択手段で選択された映像信号と上記変換手段でフォーマット変換された映像信号と上記第２の映像信号とが入力され、それらの１つ又は複数を時分割多重した信号を出力する第２の選択手段と、
   上記第２の選択手段から得られる信号を出力するインターフェース手段とを備えた撮像記録再生装置。
2. 上記第１の方式は所定のテレビ方式であることを特徴とする請求項１に記載の撮像記録再生装置。
3. 上記第２の方式による映像信号は、上記第２の信号処理手段でエラー訂正処理されたＤＩＦデータであることを特徴とする請求項１に記載の撮像記録再生装置。
4. 上記変換手段は、上記第１の方式による映像信号をＶＧＡフォーマットに変換するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像記録再生装置。
5. 上記インターフェース手段は、１３９４ディジタルインターフェースであることを特徴とする請求項１に記載の撮像記録再生装置。
6. 上記記録再生手段が再生したオーディオ信号を処理して上記第２の選択手段に与えるオーディオ信号処理手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像記録再生装置。

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