控制帧速率的设备和方法、记录装置和摄像装置的制作方法

专利名称：控制帧速率的设备和方法、记录装置和摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电影制作和/或电视节目制作的控制帧速率(frame rate)的设备和方法、记录装置和摄像(imagepickup)装置。
背景技术：
在电影制作、电视节目制作等中，摄像装置、记录装置等之前已经设 有用于改变帧速率以增强它们的特殊图像效果的功能。例如，日本专利申 请公布No.2000-125210已经公开了这样一种摄像装置，其中，以高于其正 常帧速率的帧速率来拍摄场景(scene)，并以正常帧速率来执行场景再 现，从而使得可以缓慢地再现场景。因此，用户可以容易且详细地看到水 珠落到水面上的高速场景。相反，以低于其正常帧速率的帧速率来拍摄场 景，并以正常帧速率来执行场景再现，从而使得可以快速地再现场景。因 此，用户可以呈献诸如打斗场景和追车场景之类的任何充满速度感的场 景，通过这种速度感用户可以强烈的感觉到就像他或她正身在其中一样。日本专利申请公布No.H09-168148已经公开了使用3:2下拉处理(3:2 pull-down processing)来改变帧速率。发明内容在帧速率变化中， 一般而言，当帧速率自动地从其第一帧速率"Rst" 变化为其最后一个帧速率"Red"时，帧速率线性地变化。但是，仅使用 帧速率变化的线性变动特性很难满足用户对图像呈现的各种要求。鉴于此，希望提供这样的控制帧速率的设备和方法、记录装置和摄像 装置，即，用户可以很容易地利用其来实现帧速率变化的各种变动特性。根据本发明的一个实施例，提供了一种用于控制运动图像的图像信号 的帧速率的设备。该设备包含操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；以及控制部 分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动地变为符合操纵部分所选择的 所述帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的生成。根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于控制运动图像的图像信 号的帧速率的方法。该方法包含以下步骤基于用户的操纵来从帧速率随 时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；以及生成用于自动地使 所述帧速率变为符合所选择的帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号。根据本发明的又一个实施例，提供了一种记录装置。该记录装置包 含将运动图像的图像信号记录在记录介质上的记录处理部分；操纵部 分，用户对该操纵部分进行操纵以从帧速率随时间变化的多个变动特性中 选择期望的变动特性；控制部分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动 地变为符合操纵部分所选择的帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的 生成；以及记录管理部分，该记录管理部分基于帧速率控制信号来管理记 录处理部分，以通过将所述运动图像的图像信号的帧速率改变为符合操纵 部分所选择的所述帧速率变化的变动特性，而使得记录处理部分能够在所 述记录介质上记录所述运动图像的图像信号。根据本发明的又一个实施例，提供了一种摄像装置。该摄像装置包 含生成摄像信号的摄像部分；帧相加部分，将以帧为单位的摄像信号相 加，以生成图像信号；操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从帧速率 随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；控制部分，该控制部 分控制用于使所述帧速率自动地变为符合操纵部分所选择的所述帧速率变 化的变动特性的帧速率控制信号的生成；以及摄像管理部分，该摄像管理 部分基于帧速率控制信号来管理由摄像部分生成的摄像信号的帧速率和在 帧相加部分中相加的帧的数目中的任意一个，以使所述图像信号的帧速率 变为符合操纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性。在本发明的这些实施例中，可以从帧速率随时间变化的多个变动特性 中选择期望的变动特性。所述多个变动特性包括帧速率线性变化的帧速 率变化变动特性；当帧速率随着一段时间的逝去而变化时在帧速率的每个 值中的帧的数目保持恒定的帧速率变化变动特性；以及帧速率基于帧速率变化信息(例如，指示帧速率变化时的转变点的信息)而变化的帧速率变 化变动特性。当选择任意一个变动特性时，用于使帧速率自动地变为符合 所选择的变动特性的帧速率控制信号被生成，从而使得将被生成或将被记 录的运动图像的图像信号的帧速率可以基于该帧速率控制信号来变化。
根据本发明的实施例，通过控制将在摄像装置中生成或者将记录在记 录装置中的运动图像的图像信号的帧速率，可以从帧速率随时间变化的多 个变动特性中选择期望的变动特性，并且可以生成用于使帧速率自动地变 为符合所选择的帧速率变化变动特性的帧速率控制信号。
因此，可以实现关于运动图像的图像信号的帧速率变化的各种变动特 性，从而使得可以满足用户对图像呈现的各种要求。
本说明书的结论部分特别指出并直接要求保护本发明的主题。但是， 通过参考附图来阅读本说明书的其余部分，本领域技术人员将更好的了解 本发明操作的组织和方法，以及其它优点和目的，在附图中，相似的字符 指示相似的元件。


图1是示出使用了本发明所适用的记录装置和摄像装置的实施例的系
统的配置的示图2是示出根据本发明的摄像装置的一个实施例的配置的框图； 图3是示出根据本发明的记录装置的一个实施例的配置的框图； 图4是示出在该记录装置的一个实施例中使用的用户接口部分的配置
的框图5是示出用户接口部分的概况的示图6是示出菜单屏幕的示图7是示出线性模式的操作的图形；
图8是示出平均模式的操作的图形；
图9是示出帧速率随时间的变动特性的图形；
图10是示出显示了多条帧速率变化信息(information on frame rate change)的列表的屏幕的示例的示图；图11是示出显示了基于帧速率变化信息的变动特性曲线的屏幕的示 例的示图；图12A是示出多条帧速率变化信息的示例的示图，而图12B是示出帧 速率相对于帧速率变化信息的变动特性的图形；图B是示出当用户选择手动模式时的帧速率的变动特性的示图；图14是示出当执行帧速率变动特性控制时的显示屏幕的示例的示图；图15是示出将被相加的帧的数目和拍摄图像的帧速率相对于指示帧速率之间的关系的表；图16A到16C各自为用于说明共同数据率(CDR)系统的示意图； 图17A到17G是示出在生成图像信号和通信信息的情况下的操作的示图；以及图18A到18C各自为示出使用帧的削减处理的记录操作的示图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述根据本发明的用于控制帧速率的设备和方法、 记录装置和摄像装置的优选实施例。图1示出了使用应用了本发明的记录 装置和摄像装置的实施例的系统的配置，其中，用于控制帧速率的设备对 记录装置或摄像装置的帧速率进行控制。在图1中，摄像装置100生成具有恒定帧速率或期望帧速率的图像信 号。记录装置200在记录介质上记录具有期望帧速率的信号，该信号是通 过从具有恒定帧速率的图像信号中削减出(thin out)(—个或多个)帧、 向具有恒定帧速率的图像信号添加帧或者将帧重复以将重复帧添加到具有 恒定帧速率的图像信号来获得的。可替代地，记录装置200在记录介质上 记录具有已变化的帧速率的图像信号。此外，当在与摄像装置100和记录 装置200相连接的传输路径400中传输图像信号时，如果帧速率被设置成 预定帧速率，则摄像装置100将所生成的具有期望帧速率的图像信号改变 成具有在传输路径400中设置的帧速率的图像信号，传输路径400接收的图像信号中削减出(一个或多个)帧或者将帧重复来 获得的。
用于控制帧速率的设备对将在摄像装置100中生成的图像信号的帧速
率或者将记录在记录装置200中的图像信号的帧速率进行设置。
应当注意，虽然已经在图1中示出其中记录装置200与摄像装置100 相连接并记录在摄像装置100中生成的图像信号的系统，但是该系统可以 包含用于控制帧速率的设备和摄像装置100，由此，摄像装置100输出具 有由控制帧速率的设备指示的帧速率的图像信号。此外，所述系统可以包 含用于控制帧速率的设备和记录装置200，由此，记录装置200记录具有 由控制帧速率的设备指示的帧速率的图像信号。另外，可以与摄像装置 100或记录装置200相分立地提供控制帧速率的设备。摄像装置100或记 录装置200可以包括用于控制帧速率的设备的任何功能。
图2示出了根据本发明的摄像装置100的一个实施例的配置。摄像装 置100基于从摄像透镜(未示出)入射到摄像器件(未示出)的成像区域 上的光来形成主题图像，所述摄像器件构成了图像信号生成部分110中的 摄像单元111。摄像器件通过光电转换来生成主题图像的任何成像电荷， 并且基于从驱动单元112接收的驱动控制信号RC来从其读出该成像电 荷，以将其转换成电压信号。摄像单元111将该电压信号作为摄像信号 Spa来提供给摄像信号处理单元113。
驱动单元112基于从稍后将描述的摄像控制部分150接收的摄像控制 信号CTa来生成驱动控制信号RC，并将其提供给摄像单元111。基于摄 像控制信号CTa，驱动单元112还对驱动控制信号RC的定时等进行调 节，以改变摄像信号Spa的帧速率。
摄像信号处理单元113在摄像信号Spa被放大之后降低其任何噪声分 量。摄像信号处理单元113将经过降噪的图像信号转换成数字信号，随后 对转换后的数字信号执行任何的反馈箝位(feed-back damp)处理、诸如 任何杂散光校正(flare correction)或任何对摄像器件缺陷的校正之类的任 何校正处理、任何过程控制等，从而生成图像信号DVa。摄像信号处理单 元113将该图像信号DVa提供给帧相加处理部分120。帧相加处理部分120对图像信号DVa执行任何的帧相加处理，以改变 图像信号DVa的帧速率，并生成具有改变了的帧速率的图像信号DVb。 例如，可以使用随机存取存储器(RAM)来执行这样的帧相加处理。应当注意，来自摄像控制部分150的摄像控制信号CTa被用于控制摄 像信号处理单元113中的信号处理操作以及由帧相加处理部分120执行的 帧相加处理期间将被相加的帧的数目。发送部分130通过传输路径400而与记录装置200的接收部分210相 连接，并向记录装置200提供图像信号DVb和从摄像控制部分150接收的 通信信息腿p。接收部分140通过传输路径400而与记录装置200的发送部分270相 连接，并向摄像控制部分150提供从记录装置200接收的通信信息RMq。用户接口部分160与摄像控制部分150相连接。当摄像控制部分150 通过用户接口部分160来接收与任何用户的操纵相对应的操作信号PSa 时，摄像控制部分150基于该操作信号PSa来生成摄像控制信号CTa，以 控制各个部分的操作，从而使得摄像装置100与用户操纵相对应地进行操 作。当摄像控制部分150接收到作为通信信息RMq的、用于指示从帧相加 处理部分120输出的图像信号DVb的帧速率的帧速率控制信号CTfs时， 摄像控制部分150基于该帧速率控制信号CTfs来生成摄像控制信号CTa， 以改变图像信号DVb的帧速率。应当注意，摄像装置IOO设有电子取景器(未示出)，通过该取景器 用户可以在他或她拍摄图像时或者在记录装置200中再现图像时査看图 像。图3示出了根据本发明的记录装置200的一个实施例的配置。接收部 分210接收图像信号DVb并将其提供给记录信号生成部分220。接收部分 210还接收通信信息RMp并通过记录信号生成部分220将其提供给记录/ 再现控制部分280。记录信号生成部分220对所接收的图像信号DVb执行任何压縮处理、 任何调制处理、任何错误校正代码的相加处理等，从而生成记录信号WS,该记录信号WS随后被提供给缓冲存储器230。记录/再现部分240 与缓冲存储器230连接。记录/再现部分240在记录信号WS被从缓冲存储 器230连续地读出的同时将该记录信号WS记录在诸如磁带、磁盘、光 盘、半导体存储器之类的记录介质上。应当注意，如果使用磁带、磁盘或 光盘来作为记录介质，则可以提供用于驱动该记录介质的记录介质驱动部 分250。记录/再现部分240还从记录介质读出读取信号RS，并将该读取 信号RS提供给再现信号处理部分260。再现信号处理部分260对读取信号RS执行任何错误校正处理、任何 解调处理以及任何扩展处理，以生成图像信号DVc。应当注意，如果摄像 装置100对记录在记录介质上的图像进行监测，则再现信号处理部分260 将图像信号DVc提供给发送部分270。发送部分270通过传输路径400而与摄像装置100的接收部分140相 连接，并向摄像装置100提供从稍后将描述的记录/再现控制部分280接收 的通信信息RMq。当接收到图像信号DVc时，发送部分270将该图像信 号DVc提供给摄像装置100。用户接口部分300与记录/再现控制部分280相连接。当记录/再现控制 部分280通过用户接口部分300来接收与任何用户的操纵相对应的操作信 号PSd时，记录/再现控制部分280基于该操作信号PSd来生成记录/再现 控制信号CTd并将其提供给各个部分，从而使得记录装置200与用户操纵 相对应地进行操作。如图1所示的摄像装置100中的用户接口部分160或记录装置200中 的用户接口部分300可以构成用于控制帧速率的设备。以下将描述利用记 录装置200中的用户接口部分300作为控制帧速率的设备的情况。图4示出了用户接口部分300的配置。用户接口部分300包含操纵部 分310、显示部分320、外部接口部分330和控制部分340。图5示出了用 户接口部分300的概况。操纵部分310包含操纵键组311、 312、 313。当用户试图使用记录装 置200来执行记录操作或再现操作时，他或她对操纵键组311进行操纵。 如果用户试图执行各种设置，则当他或她从针对系统的设置、针对图像的设置和针对音频的设置中选择一种设置时，他或她使用操纵键组312。当 用户试图改变设置项目或反映其设置内容时，他或她使用包括操纵键
313a、 313b的操纵键组313。
显示部分320由诸如液晶面板之类的显示元件构成。显示部分320在 其屏幕321上显示菜单呈现、各种设置状态的呈现、操作状态的呈现等。
外部接口部分330与存储卡和/或(一个或多个)外部设备进行通信。 控制部分340通过外部接口部分330来获取存储在存储卡中的和/或由(一 个或多个)外部设备生成的任何信息，从而可以实现各种设置等，而无需 对操纵部分310进行操纵。
控制部分340检测用户对操纵部分310中的各种键的操纵。控制部分 340基于这个检测的结果来生成操纵信号PSd并将其提供给记录/再现控制 部分280。控制部分340还基于用户的键操纵来控制显示部分320以改变 其显示内容。当用户对操纵部分310进行操纵以从帧速率随时间变化的多 个变动特性(variation)中选择期望变动特性时，控制部分340还基于所 选择的变动特性来生成并输出用于自动地改变帧速率的帧速率控制信号 CTfs。
例如使用这样的信号来作为帧速率控制信号CTfs，该信号指示将被改 变的帧速率的值。在这种情况下，在帧速率发生变化的每个定时，控制部 分340顺序地生成并输出指示新的帧速率的帧速率控制信号CTfs。如果使 用指示将被改变的帧速率的值的这种帧速率控制信号CTfs，则仅通过将帧 速率设置成由帧速率控制信号CTfs指示的帧速率的值才可以使用摄像装 置100或记录装置200，从而使得可以容易地进行摄像装置100或记录装 置200中的任何处理。
对于逝去的每一个时间段，可以使用指示帧速率的值的任何信息来作 为帧速率控制信号CTfs。在这种情况下，如果执行帧速率改变操作，则控 制部分340生成帧速率控制信号CTfs以将其提供给摄像装置100或记录装 置200。摄像装置IOO或记录装置200基于由帧速率控制信号CTfs指示的 信息来将帧速率设置成与逝去的时间段相对应的帧速率的值。如果使用指 示逝去的每一个时间段将改变的帧速率的值的这种信息，则控制部分340没有必要在帧速率改变操作期间生成帧速率控制信号CTfs以将其提供给摄像装置100或记录装置200。因此，即使存在这种情况，即当帧速率控 制信号CTfs被发送时延迟时间的时间段发生变化，也可以基于所选择的帧速率的变动特性来可变地控制帧速率。应当注意，除了指示帧速率的值 的信号之外，指示帧速率的值的信号还包含这样的控制信号，该控制信号 用于对帧速率进行控制以成为帧速率的值。以下将描述帧速率被自动地改变时的设置操作和帧速率控制信号CTfs 的生成操作。如果帧速率被自动地改变，则用户例如对操纵部分310中的 操纵键组312进行操纵，以在显示部分320上显示菜单屏幕。图6示出了用于设置系统的菜单屏幕GA。菜单屏幕GA包含多个设 置项目的标题呈现。当操纵部分310中的操纵键313a被操纵时，光标GSa 基于用户的键操纵而上下滚动，从而使得关于光标GSa所指示的标题呈现 的设置屏幕可以出现。例如，如图6所示，当用户选择光标GSa所指示的 "EDIT (编辑)"标题呈现时，用于设置帧速率随时间变化的变动特性的 弹出设置屏幕GB被显示。用户可以在该设置屏幕GB上设置光标GSb所指示的设置项目。该设 置项目"RAMP"涉及从帧速率随时间变化的多个变动特性中选择一个变 动特性。设置项目"RAMP"包含各种模式，例如，"线性(Linear)" 模式、"倒数(Inverse)"模式、"平均(Even)"模式、"用户 (User)"模式和"手动(Manual)"模式。"线性"模式涉及帧速率变化的线性变动特性模式，其中帧速率被自 动改变。"倒数"模式涉及帧速率变化相对于帧速率的倒数的线性变动特 性模式，其中帧速率被自动地改变。"平均"模式涉及这样的帧速率变化 的变动特性模式，其中对于帧速率的每个值，将被生成或记录的帧的数目 都相同，并且帧速率被自动地改变。"用户"模式涉及基于帧速率变化信 息的帧速率变化的变动特性模式，其中帧速率被自动地改变。"手动"模 式涉及这样的模式，其中用户可以在用户设置范围内手动改变帧速率。通过操纵操纵部分310中的操纵键313a，用户可以改变这些模式。当 期望模式被选择时，通过操纵操纵部分310中的操纵键313b，则关于所选择的模式的任何操作被执行。应当注意，关于其它设置项目，用户可以操
纵操纵键313a以改变设置内容，并随后操纵操纵键313b以反映设置内容。
图7示出了帧速率在"线性"模式中变化以使其可被增大的情况。在 这种情况下，帧速率线性地变化，因此帧速率变化的每个时间段Tc保持 恒定。如果帧速率变化的起始时刻的帧速率为Rl，并且将被生成或记录 的帧的数目为NF1，则当帧速率从Rl通过R2 (2*R1) 、 R3 (3*R1)和 R4 (4*R1)的顺序变化到R5 (=5*R1)时，将被生成或记录的帧的数目 以NF2 (2*NF1) 、 NF3 (3*NF1) 、 NF4 (4*NF1)禾卩NF5 (5*NF1)的 顺序增大。因此，如果以帧速率增大的"线性"模式来记录图像信号，则 当按预定帧速率来再现所记录的图像信号时，用于对在帧速率被设置到增 大的帧速率的情况下所记录的图像进行再现的时间段被延长。
图8示出了帧速率在"平均"模式中变化以使其可被增大的情况。在 "平均"模式中，帧速率自动地变化，从而将被生成或记录的帧在数目上 彼此相等。因此，如果帧速率变化的起始时刻的帧速率为Rl，变化的时 间段为Tcl，并且将被生成或记录的帧的数目为NF，贝U，当帧速率从Rl 通过R2 (2*R1) 、 R3 (3*R1)和R4 (4*R1)这个顺序变化到R5 (= 5*R1 )时，变化时间段以Tc2 ( l/2*Tcl ) 、 Tc3 ( l/3*Tcl ) 、 Tc4 (l/4*Tcl)禾Q Tc5 (l/5*Tcl)的顺序减小。因此，如果以帧速率增大的 "平均"模式来记录图像信号，则当按预定帧速率来再现所记录的图像信 号时，用于对在帧速率被设置到增大的帧速率的情况下所记录的图像进行 再现的时间段没有被延长。
如果帧速率发生变化以使其可以被减小(未示出)，则在"线性"模 式中，用于对在帧速率被设置到减小的帧速率的情况下所记录的图像进行 再现的时间段被縮短。如果帧速率变化的起始时刻的帧速率更高，则用于 对在帧速率被设置到增大的帧速率的情况下所记录的图像进行再现的时间 段被延长。伴随着减小的帧速率，用于对具有各个帧速率的记录图像进行 再现的时间段顺序地减小。
在"平均"模式中，用于对在帧速率被设置到减小的帧速率的情况下所记录的图像进行再现的时间段没有被縮短，也就是说，在"平均"模式 中，与"线性"模式的情况相比，可以获得更平滑的转变效果。
当选择"线性"模式、"倒数"模式和"平均"模式中的任何一个
时，控制部分340对显示部分320进行控制，以使得用户可以在图6所示 的设置屏幕GB上设置"Auto Spdl" 、 "Auto Spd2"和"Duration (持续 时间)"这些设置项目。设置项目"Auto Spdl" 、 "Auto Spd2"分别用 于设置帧速率变化的起始时刻的帧速率和帧速率变化的结束时刻的帧速 率。设置项目"Duration"用于设置自动地将帧速率从设置项目"Auto Spdl"所设置的帧速率改变为设置项目"AutoSpd2"所设置的帧速率或者 从设置项目"Auto Spd2"所设置的帧速率改变为设置项目"Auto Spdl" 所设置的帧速率所需要的时间段。
图9示出了当设置项目"Auto Spdl"和"Auto Spd2"分别为1 FPS (帧/秒)和60 FPS，而设置项目"Duration"为30秒时帧速率随时间变 化的变动特性。
在图9中，用黑色圆点标记来指示的帧速率变化的变动特性指示"线 性"模式的变动特性，其中帧速率线性且自动地变化。用黑色矩形标记指 示的帧速率变化的变动特性指示"倒数"模式的变动特性，其中帧速率的 倒数线性且自动地变化。用黑色三角标记指示的帧速率的变动特性指示 "平均"模式的变动特性，其中，帧速率自动地变化从而使得将被生成或 记录的帧的数目可以在不同帧速率中保持恒定。
当用户选择"用户"模式时，控制部分340对显示部分320进行控制 以使得用户可以设置"Load Curve (加载曲线)"设置项目。设置项目 "Load Curve"用于获取帧速率变化信息。在获取帧速率变化信息时，例 如，控制部分340对外部接口部分330进行控制以通过外部接口部分330 来获取存储在存储卡中的或者由外部设备生成的帧速率变化信息。
如果存在多条帧速率变化信息，则控制部分340对显示部分320进行 控制以显示用于指示多条帧速率变化信息的列表的屏幕GC，如图10所 示。当用户选择所列出的多条帧速率变化信息中的任何项目时，控制部分 340对显示部分320进行控制以基于所选择的帧速率变化信息来显示用于指示帧速率变化的变动特性的屏幕GD，如图ll所示。在图IO所示的用于指示多条帧速率变化信息的列表的屏幕GC中，关 于其中存储有多条帧速率变化信息的记录介质的信息被显示在显示区域GCa上。多条帧速率变化信息的标题和它们的存储数据的项目的量被显示 在显示区域GCb上。用户已经使用光标GSc来选择的一条帧速率变化信 息的属性信息被显示在显示区域GCd上。在图ll所示的用于指示帧速率变化的变动特性的屏幕GD中，关于其 中存储有多条帧速率变化信息的记录介质的信息被显示在显示区域GDa 上。基于用户已经使用光标GSc来选择的那条帧速率变化信息的帧速率变 化的变动特性被显示在显示区域GDb上。用于允许用户选择摄像装置100 或记录装置200是否获取帧速率变化信息的用户选择菜单MS被设在显示 区域GDc上。当用户选择OK按钮从而获取用户选择菜单MS时，控制部 分340获取关于所显示的帧速率变化的变动特性的帧速率变化信息，并基 于所获取的帧速率变化信息来控制帧速率变化。因此，通过显示多条帧速率变化信息的列表并基于所选择的那条帧速 率变化信息来显示帧速率变化的变动特性，可以获取关于帧速率变化的期 望变动特性的帧速率变化信息，从而使得可以对帧速率变化进行控制。以下将描述帧速率变化信息。帧速率变化信息包含在帧速率变化的变 动特性中的一系列转变点。图12A示出了多条帧速率变化信息的示例。在 帧速率变化的变动特性中的一系列8个转变点Ra0、 Ral、 ...、 Ra7被顺序 地示出。图12B示出了当使用图12A所示的帧速率变化信息来执行帧速率 变化时帧速率变化的变动特性。应当注意，帧速率变化的时间段Tc或帧 速率变化的变动特性的整个时间段Td可以用帧速率变化信息来指示或者 预先由控制部分340来设置。当在图6所示的设置屏幕GB中的设置项目"RAMP"上选择"手 动"模式时，控制部分340对显示部分320进行控制，以使得用户可以设 置"Manu Spdl"和"Manu Spd2"这两个设置项目。设置项目"Manu Spdl"和"ManuSpd2"分别用于设置最大帧速率和最小帧速率。图13示出了当用户选择"手动"模式时帧速率变化的变动特性。当用户选择"手动"模式时，控制部分340基于用户对操纵键313a的操纵来改 变帧速率。在"手动"模式中，控制部分340将帧速率变化的变动特性限 制于设置项目"ManuSpdl"和"Manu Spd2"所指示的范围。例如，当用 户对操纵键进行操纵以增大帧速率，从而在时刻tl达到设置项目"Maim Spd2"所设置的帧速率"FRmax"时，控制部分340将帧速率限制于帧速 率"FRmax"，即使用户为了增大帧速率而进一步对操纵键进行操纵也是 如此。当用户对操纵键进行操纵以减小帧速率，从而在时刻t2达到设置项 目"ManuSpdl"所设置的帧速率"FRmin"时，控制部分340将帧速率限 制于帧速率"FRmin"，即使用户为了减小帧速率而进一步对操纵键进行 操纵也是如此。
图14示出了当执行帧速率变化控制时在显示部分320上显示的显示屏 幕GE的示例。
在显示屏幕GE中，关于帧速率变化控制的设置状态或操作状态被显 示在显示区域GEa上。关于记录装置200的操作等的信息被显示在显示区 域GEb上。当在设置项目"RAMP"中选择的模式被显示在显示区域GEa 上，并且用户从其中的"线性"模式、"倒数"模式和"平均"模式中选 择一个模式时，控制部分340对显示部分320进行控制，以显示设置项目
"Auto Spdl" 、 "Auto Spd2"和"Duration"的设置状态。应当注意，图 14示出了这样的示例，其中，"平均"模式被选择，并且设置项目"Auto Spdl" 、 "Auto Spd2"和"Duration"分别被设置成"IP" 、 "20P"和
"20秒"，其中"P"指示"进程(progress)"。
当设置项目"RAMP"被显示时如果用户选择"用户"模式，则控制 部分340对显示部分320进行控制以从显示设置项目"Auto Spdl"、
"Auto Spd2"和"Duration"的设置状态切换到显示能够区分帧速率变化 信息的信息，例如帧速率变化信息的标题。当设置项目"RAMP"被显示 时，如果用户选择"手动"模式，则控制部分340对显示部分320进行控 制以从显示设置项目"Auto Spdl" 、 "Auto Spd2"和"Duration"的设置 状态切换到显示设置项目"ManuSpdl" 、 "ManuSpd2"的设置状态。 在执行帧速率变化控制时，帧速率变化控制可以基于任何用户对操纵部分310上的键的操纵而停止。还可以执行帧速率变化控制，以使得帧速 率变化控制的起始时刻和结束时刻的帧速率相互交换，从而反转帧速率变 化沿着其时间方向的变动特性的顺序。
如果采用这样的系统，其中，显示颜色根据在设置项目"RAMP"中
选择的任何模式而变化，则用户可以很容易地了解到其操作状态。如果采 用这样的系统，其中，显示颜色根据是否执行帧速率变化控制而变化，则
用户可以很容易地了解到其操作状态。在显示屏幕GE上，以FPS为单位 显示了当前的帧速率，并且还以FRM为单位显示了从帧速率变化控制的 起始时刻开始累积的帧的数目。
以下将描述摄像装置100的操作。当接收到帧速率变化控制信号CTfs 时，摄像装置100中的摄像控制部分150生成摄像控制信号CTa，用于使 输出图像信号DVb变为具有基于帧速率控制信号CTfs的帧速率(下文中 称为"指示帧速率FRs")的信号，从而控制摄像单元111和帧相加处理 部分120的操作。
当由帧速率控制信号CTfs指示的指示帧速率FRs的图像信号被生成 时，帧相加处理部分120对将被相加的帧的数目FA进行调节，从而使得 摄像帧速率FRp (即摄像单元111所生成的摄像信号Spa的帧速率)可以 保持在预定范围内，即使所生成的图像信号的指示帧速率FRs很低也是如 此。
图15示出了指示帧速率FRs、将被相加的帧的数目FA、摄像帧速率 FRp之间的关系。当指示帧速率FRs保持在60PSRs〉30P的范围内时，摄 像控制部分150把将被相加的帧的数目FA设置为"1"，从而使得摄像帧 速率FRp与指示帧速率FRs相等。
当指示帧速率FRs保持在30P$Rs>20P的范围内时，摄像控制部分 150还把将被相加的帧的数目FA设置成"2"，从而使得摄像帧速率FRp 成为指示帧速率FRs的两倍。
当指示帧速率FRs保持在20PSRs>15P的范围内时，摄像控制部分 150还把将被相加的帧的数目FA设置成"3"，从而使得摄像帧速率FRp 成为指示帧速率FRs的三倍。这也适用于下面的情况。因此，通过调节摄像帧速率FRp和将被相加的帧的数目FA，可以改变指示帧速率FRs而不 会发生中断，从而使得可以生成具有由帧速率控制信号CTfs指示的指示 帧速率FRs的图像信号。
应当注意，如果作为摄像信号Spa的帧速率的摄像帧速率FRp被改 变，则可以使用摄像单元111从驱动单元112接收的驱动控制信号RC来 控制在摄像器件中的电荷积累的时间段、成像电荷的读出定时等，从而可 以获得具有变化了的帧速率的摄像信号Spa。
如果摄像帧速率FRp使用共同的数据率(CDR)系统(共同采样频率 系统)通过调节水平消隐间隔或垂直消隐间隔的时段而变化，则可以生成 这样的图像信号Spa， g卩，即使摄像帧速率FRp发生变化，有效屏幕时段 期间的图像大小也不会变化。通过使用CDR系统，没有必要再基于摄像 帧速率FRp来改变使用该摄像帧速率FRp的各个部分的工作频率，从而使 得每个部分的配置变得简单。
根据这个CDR系统，针对消隐间隔和有效屏幕时段已经设置成如图 16A所示的图像信号，通过调节该图像信号的水平消隐间隔的持续时间 (如图16B所示)或者其垂直消隐间隔的持续时间(如图16C所示)，可 以生成具有变化了的摄像帧速率FRp的图像信号，而不会改变有效屏幕时 段期间的图像大小。
如果预先设置了在通过传输路径400来执行关于图像信号的通信时的 帧速率，则具有由帧速率控制信号CTfs指示的指示帧速率FRs的图像信 号被作为具有设置帧速率的信号来传输。例如，通过重复帧图像或者插入 与消隐图像相关的(一个或多个)帧来生成具有设置帧速率的这种信号， 并将这种信号作为具有设置帧速率的信号传输。这时，对每一个帧设置指 示该帧是重复帧还是关于消隐图像的帧的标志，以区分该帧是重复帧还是 关于消隐图像的帧。
图17示出了生成图像信号DVb和通信信息RMp的情况的操作，其 中，由帧速率控制信号CTfs指示的指示帧速率FRs例如被设置为 "18P"，而通过传输路径400来传输的图像信号的帧速率被设置为 "60P"。应当注意，帧是例如使用三个RAM， RAM-1到RAM-3来相加的。图17A示出了图像信号DVa，图17B示出了 RAM-1的操作，图17C 示出了RAM-2的操作，图17D示出了RAM-3的操作，图17E示出了在外 部可读的标志LG，图17F示出了图像信号DVb，而图17G示出了通信信 息RMp。基于图15，如果指示帧速率FRs为"18"，则将被相加的帧的数目 FA为"3"，因而摄像帧速率FRp变为"54P"，即指示帧速率FRs的三 倍，从而使得图像信号DVa能够具有"54P"的帧速率。在图17A到17G中图像信号DVa的帧"Of"开始的时间点tll处， RAM-1被指定为存储帧"Of"的图像信号DVa的写RAM。然后，当图像信号DVa的帧"If"在时间点tl2处开始时，RAM-2被 指定为写RAM。 RAM-2存储将帧"If"的图像信号和从RAM-1读出的帧 "Of"的图像信号相加之后的相加信号。当图像信号DVa的帧"2f"在时间点t13处开始时，RAM-3被指定作 为写RAM。 RAM-3存储将帧"2f"的图像信号和从RAM-2读出的帧 "0f+lf"的图像信号相加之后的相加信号。当图像信号DVa的帧"3f"在时间点t14处开始时，如图17E所示， 外部可读标志LG被设置为ON (可用)，原因在于已经完成把将要相加 的帧的相加信号写入RAM-3。这时，RAM-3还被指定作为外部可读 RAM。 RAM-1随后被指定作为存储帧"3f"的图像信号的写RAM。接下来，在已经完成把将要相加的帧的相加信号写入到RAM-3时， 也就是说，外部可读标志LG被设置为ON时，开始图像信号DVb的帧的 定时到来的情况下，例如，在已完成把已将帧"Of"到"2f"的图像信号 相加的相加信号写入到RAM-3时，开始图像信号DVb的帧的定时在时间 点t15处到来的情况下，存储在RAM-3中的三个帧的相加信号被读出并被 乘以"1/3"，从而将其设置为图像信号DVb。此外，如图17G所示，图 像信号DVb被与通信信息RMp相关联，以确定图像信号DVb为具有基于 帧速率控制信号CTfs的帧速率的图像信号，从而使此时的图像信号DVb 的帧进入"有效"状态。此外，外部可读标志LG没有被设置为ON且相加信号还没有从RAM读出的图像信号DVb的(一个或多个)帧，例如在 时间点tl6之后的帧被使得进入"无效"状态。类似地，通过使用RAM-1到RAM-3来将图像信号DVa的三个帧相加 以生成相加信号，并在开始图像信号DVb的帧的定时处读取该相加信号， 可以生成具有预定帧速率的图像信号DVb，其中包含处于由帧速率控制信 号CTfs指示的帧速率的拍摄图像。接下来，在已经从RAM-3读出的信号的帧结束的时间点tl6处，外部 可读标志LG被设置为OFF (不可用)。应当注意，如果没有从外部读 RAM读出信号的时间段，例如从时间点t16到时间点t17的时间段被用作 没有图像的消隐帧，则当基于图像信号DVb来显示图像时，图像的亮度可 能会闪烁(flicker)。因此，在关于"无效"帧的时间段中，可以重复地 显示"有效"帧"(0f+lf+2f/3)"的图像，以防止亮度闪烁。以下将描述记录装置200的操作。记录装置200的记录/再现控制部分 280基于帧速率控制信号CTfs来生成记录/再现控制信号CTd，并将其提 供给记录信号生成部分220。记录信号生成部分220基于记录/再现控制信 号CTd，使用运动向量之类的来对用于生成记录信号WS的图像信号DVb 执行(一个或多个)帧的削减、(一个或多个)帧的重复、帧的内插，从 而生成具有由帧速率控制信号CTfs指示的帧速率的记录信号WS，并将该 记录信号WS提供给缓冲存储器230。缓冲存储器230存储该记录信号 WS。记录/再现部分240从缓冲存储器230读出记录信号WS，并将记录 信号WS接连地记录在记录介质上，从而使得可以记录具有由帧速率控制 信号CTfs指示的帧速率的图像信号。如果记录装置200接收到具有预定 帧速率的图像信号DVb，该图像信号DVb包含处于帧速率控制信号CTfs 所指示的帧速率的拍摄图像，则记录信号生成部分220根据通信信息RMp 来提取关于(一个或多个)"有效"帧的图像信号，并通过使用所提取的 图像信号来生成记录信号WS以将其提供给缓冲存储器230。记录/再现控 制部分280根据通信信息RMp来控制缓冲存储器230，以存储基于关于 (一个或多个)"有效"帧的图像信号来生成的记录信号WS。记录/再现 部分240随后从缓冲存储器230读出记录信号WS，并将该记录信号WS记录在记录介质上。这使得具有由帧速率控制信号CTfs指示的帧速率的 图像信号能够被记录。此外，如果记录装置200接收到具有恒定帧速率的图像信号，则记录信号生成部分220对所接收到的图像信号执行(一个或多个)帧的削减、(一个或多个)帧的相加等，从而使得可以记录具有基于帧速率控制信号CTfs的帧速率的图像信号。图18A到18C示出了通过对图像信号DVb执行帧的削减来记录具有 基于帧速率控制信号CTfs的帧速率的图像信号的情况。应当注意，图像 信号DVb具有恒定的帧速率。如图18A所示，如果图像信号DVb例如具有"60P"的帧速率，且基 于帧速率控制信号CTfs的指示帧速率FRs例如是"20P"，则图像信号 DVb的帧速率为基于帧速率控制信号CTfs的指示帧速率FRs的三倍。因 此，如图18B所示，如果使用图像信号DVb的一个帧，则随后的两个帧 被削减。这种削减使得关于帧速率为"20P"的图像信号的记录信号WS 能够如图18C所示地被记录。应当注意，如果将被削减的帧的数目线性变 化，则在这种情况下的帧速率变化的变动特性等同于帧速率的倒数线性且 自动变化的情况的变动特性。这是上述"倒数"模式的帧速率的变动特 性。因此，通过不仅提供"线性"模式而且还提供"倒数"模式和"平 均"模式，可以利用各种变动特性来自动地改变帧速率。此外，通过提供 "用户"模式，用户可以任意设置帧速率变化的变动特性，因此可以按各 种变动特性和更高的自由度来实现帧速率的任何变化操作。本领域技术人员应当了解，在所附权利要求或其等同物的范围内，依 据设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和变化。 相关申请的交叉引用本发明包含与2007年1月31日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-21782相关的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。
权利要求
1.一种用于控制运动图像的图像信号的帧速率的设备，该设备包括操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从所述帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；以及控制部分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动地变为符合所述操纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的生成。
2. 如权利要求1所述的设备，其中，所述多个变动特性包括这样的变动特性，其中，当所述帧速率随着一段时间的逝去而变化时，在所述帧 速率的每个值中帧的数目恒定。
3. 如权利要求1所述的设备，其中，所述多个变动特性包括这样的 变动特性，其中，所述帧速率基于帧速率变化信息而变化。
4. 如权利要求3所述的设备，其中，所述帧速率变化信息包含关于 当所述帧速率变化时在所述帧速率变化的变动特性中的转变点的信息；并 且其中，当基于所述帧速率变化信息而选择所述帧速率变化的所述变动 特性时，所述控制部分控制所述帧速率控制信号的生成，用于自动地将所 述帧速率改变成由所述帧速率变化信息指示的所述转变点处的帧速率。
5. —种用于控制运动图像的图像信号的帧速率的方法，该方法包括 以下步骤基于用户的操纵来从所述帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期 望的变动特性；以及生成用于自动地使所述帧速率变为符合所选择的所述帧速率变化的变 动特性的帧速率控制信号。
6. —种记录装置，包括记录处理部分，该记录处理部分将运动图像的图像信号记录在记录介 质上；操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从所述帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性 ，控制部分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动地变为符合所述操 纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的生成， 以及记录管理部分，该记录管理部分基于所述帧速率控制信号来管理所述 记录处理部分，以通过将所述运动图像的图像信号的帧速率改变为符合所 述操纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性，而使得所述记录处理部 分能够在所述记录介质上记录所述运动图像的图像信号。
7. —种摄像装置，包括摄像部分，该摄像部分生成摄像信号；帧相加部分，该帧相加部分将以帧为单位的所述摄像信号相加，以生 成图像信号；操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；控制部分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动地变为符合所述操 纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的生成；以 及摄像管理部分，该摄像管理部分基于所述帧速率控制信号来管理由所 述摄像部分生成的所述摄像信号的帧速率和将在所述帧相加部分中相加的 帧的数目中的任意一个，以使所述图像信号的帧速率变为符合所述操纵部 分所选择的所述帧速率变化的变动特性。
全文摘要
本发明提供了控制帧速率的设备和方法、记录装置和摄像装置。提供了一种用于控制运动图像的图像信号的帧速率的设备。该设备包含操纵部分，用户对该操纵部分进行操纵以从帧速率随时间变化的多个变动特性中选择期望的变动特性；以及控制部分，该控制部分控制用于使所述帧速率自动地变为符合操纵部分所选择的所述帧速率变化的变动特性的帧速率控制信号的生成。
文档编号H04N5/232GK101237528SQ20081000524
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者今井田秀之 申请人:索尼株式会社