JP3564873B2 - 画像記録装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像を記録する装置及び方法に関し、詳細には、ハードディスク装置のような記録レートが動画像のレートに達していない記録装置に動画像を繰り返し入力して記録する装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の大容量化と低価格化に伴い、動画像をデジタル化してハードディスク装置に記録することが行われるようになってきた。ハードディスク装置の記録レートはデジタル化した動画像のレートに達していないため、記録の際に、コマ落としやデータ圧縮等を行うことにより、動画像のレートを低下させ、ハードディスク装置の記録レートに適合させていた。あるいは、動画像を時系列に沿って1コマずつ記録することにより、ハードディスク装置の記録レートに適合させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コマ落としをして記録した場合には、再生画像がぎくしゃくしたものになってしまう。また、画像データを圧縮した場合には、再生画像の画質の劣化が避けられない。さらに、動画像を1コマずつ記録する場合には、画像データを記録装置に与える再生機を頻繁にスチル再生状態にしなければならない。
【0004】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであった、コマ落とし、データ圧縮、あるいは1コマずつの記録を行うことなく、動画像を記録する画像記録装置及び方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係る画像記録装置は、入力される動画像のレートよりも低い記録レートを有する記録手段と、入力される動画像をN個(Nは2以上の整数)のブロックに分割すると共に、動画像が1回入力される毎に1ブロックの動画像を記録手段に記録するように制御する手段とを備え、動画像をN回繰り返し入力することにより、N個のブロックの動画像を記録することを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明に係る画像記録装置は、入力される動画像のレートよりも低い記録レートを有する記録手段と、動画像が入力される毎に所定量の動画像を前記記録手段に記録し、入力された動画像のうち前記記録手段に記録されなかった動画像のみを次回の動画像の入力時に前記記録手段に記録するように制御する手段とを備えることを特徴とするものである。
【0007】
さらに、本発明に係る画像記録方法は、記録レートが動画像のレートより低い記録装置に動画像を記録する方法であって、動画像をN個(Nは2以上の整数)のブロックに分割し、動画像を入力する毎に1ブロックの動画像を記録し、動画像をN回繰り返し入力することにより、N個のブロックの動画像を記録することを特徴とするものである。
【0008】
そして、本発明に係る画像記録方法は、記録レートが動画像のレートより低い記録装置に動画像を繰り返し入力することで動画像を記録する方法であって、1回目の記録では入力された動画像を記録可能な範囲で記録し、2回目の記録では1回目に記録できなかった動画像のみを記録し、以後、前回記録できなかった動画像のみを順次記録していくことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明を適用した画像記録装置の第1の形態を示すブロック図である。この図に示すように、この画像記録装置は、映像信号入力端子T1と映像番号入力端子T2とを備えている。
【0010】
映像信号入力端子T1にはデジタル化されたフルフレームの映像信号が入力される。映像信号は圧縮されたものでもよいし、圧縮されていないものでもよい。この映像信号は、ビデオテープレコーダ(以下VTRという)やビデオディスクプレーヤ(以下VDPという)のような、動画の映像信号を繰り返し再生できる装置から出力された映像信号である。VTRやVDPから再生される映像信号がアナログ信号の場合には、映像信号入力端子T1に入力する前にA/Dコンバータによりデジタル化しておく。あるいは、図1の映像信号入力端子T1とゲート回路1との間にA/Dコンバータを設け、アナログ映像信号の入力時に使用するように構成してもよい。
【0011】
映像番号入力端子T2には、映像信号入力端子T1に入力される映像信号の番号(以下映像番号という)が入力される。この番号は図1の画像記録装置が映像信号を記録する最小単位、例えばフレームやトラック単位毎に付けられている。
そして、フレーム単位で記録する場合には、例えばVITC(VerticalInterval Time Code)や8ミリビデオのRCタイムコードを映像番号とする。また、トラック単位で記録する場合には、例えば民生用デジタルビデオのトラック番号(0〜9)あるいは絶対トラック番号を映像番号とする。
【0012】
また、図1に示した画像記録装置は映像信号入力端子T1に接続されたゲート回路1と、ゲート回路1に接続されたFIFOバッファ2と、FIFOバッファ2に接続された記録装置3とを備えている。記録装置3は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置のようなディスク媒体に記録する記録装置、ストリーマのような磁気テープに記録する装置、フラッシュメモリのような半導体メモリに書き込む記憶装置等である。なお、これらの記録装置は当然のことながら再生機能を有するが、本発明は記録に特徴を有するものであるため、記録を行う部分のみを抽出して画像記録装置と称している。
【0013】
さらに、図1に示した画像記録装置は映像番号を用いて映像信号を複数個のブロックに振り分けるブロック振り分け装置4と、ブロック数をカウントするカウンタ5と、ブロック振り分け装置4の出力とカウンタ5の出力とを比較し、その比較結果をゲート回路1に供給する比較器6とを備えている。
【0014】
次に図2を参照しながら、図1に示した画像記録装置の動作を説明する。ここで、図2(a)〜(g)は図1のa〜gと対応している。また、ここでは、ブロック振り分け装置4は2Mフレームの映像信号を2個のブロックに分けて記録するものとした。
【0015】
映像信号入力端子T1には、図2(a)に示すような、フレーム番号が1〜2M、すなわち計2Mフレームの映像信号aが2回入力される。この図において“V”は映像信号であることを意味する。このとき、同時に図2(b)に示すような映像番号bが2回入力される。この図において“N”は映像番号であることを意味する。
【0016】
ブロック振り分け装置4は、映像番号bから、図2(c)に示すような、奇数フレーム期間で“0”、偶数フレーム期間で“1”になる信号cを生成し、比較器6へ供給する。図2(d)に示すように、カウンタ5の出力dは、1回目の記録時に“0”、2回目の記録時に“1”となる。
【0017】
比較器6は、信号cと信号dとが一致している時に“1”、一致していない時に“0”を出力するので、その出力eは、図2(e)に示すように、1回目の記録時には奇数フレーム区間に“1”となり、2回目の記録時には偶数フレーム期間に“1”となる。ゲート回路1は、比較器1の出力eが“1”の時に開くので、ゲート回路1からFIFOバッファ2へ送られる映像信号fは、図2(f)に示すように、1回目の記録時には奇数フレームの映像信号となり、2回目の記録時には偶数フレームの映像信号となる。
【0018】
FIFOバッファ2は、入力された1フレームおきの映像信号fのレートを1/2に変換して、図2(g)に示すような映像信号gとし、記録装置3へ与える。記録装置3には、映像番号bが記録アドレス指定信号として与えられるので、映像信号gは指定されたアドレスに記録される。
【0019】
なお、以上の説明では2個のブロックに分けて記録しているが、一般にはK個(Kは2以上の整数)のブロックに分けて記録することができる。その場合、ブロック振り分け装置4及びカウンタ5が共に、ブロック数、すなわち記録回数に対応して0〜K−1の値を出力するように構成すればよい。
【0020】
また、前記の説明ではフレーム単位の映像信号を記録しているが、1フレームの整数分の1、例えば民生用デジタルビデオの1トラック(=1/10フレーム)を単位として記録してもよい。
【0021】
(第2の実施の形態)
図3は本発明を適用した画像記録装置の第2の形態を示すブロック図である。ここで、図1と対応する部分には図1と同一の符号が付してある。
【0022】
この画像記録装置には、図1におけるブロック振り分け装置4、カウンタ5、及び比較器6の代わりに、第1〜第3の論理回路7〜9及び第1,第2の一時記憶装置10,11を設けた。
【0023】
第1の一時記憶装置10には、動画像の記録開始時に記録すべき全ての映像番号が格納される。一方、第2の一時記憶装置11には映像番号は格納されていない。
【0024】
第1の論理回路7は、映像番号入力端子T2から入力される映像番号bと、第1の一時記憶装置10から出力される映像番号hとを比較し、それらが一致していれば“1”、一致していなければ“0”のレベルの信号iを第2の論理回路8へ出力する。また、映像番号bと映像番号hとが一致している時には、第1の一時記憶装置10に対して次の映像番号を出力するように指令する信号jを出力する。
【0025】
第2の論理回路8は、第1の論理回路7の出力信号iとFIFOバッファ2のオーバーフロー信号kとが入力されるAND回路である。オーバーフロー信号kは、FIFOバッファ2がオーバーフローしていない時に“1”となり、オーバーフローしている時に“0”となる。第2の論理回路8の出力mは、ゲート回路1へ制御信号として与えられる。mのレベルが“1”の時ゲート回路1が開き、“0”の時閉じる。
【0026】
第3の論理回路9には、FIFOバッファ2のオーバーフロー信号kと映像番号bが入力される。そして、FIFOバッファ2がオーバーフローした時の映像番号nが第2の一時記憶装置11に送られる。1回の記録が終了すると、第2の一時記憶装置11に格納されている映像番号nが第1の一時記憶装置10に転送される。この時、第1の一時記憶装置10の内容が空であれば、記録を終了する。
【0027】
次に図4を参照しながら、図1に示した画像記録装置の動作を説明する。ここでは、1〜2Mフレームの映像信号の記録を行うものとする。そして、1回目にフレーム(2M−2)とフレーム(2M−1)が、FIFOバッファ2のオーバーフローにより記録できず、それらを2回目に記録した場合の動作を説明する。なお、図4において、図2と対応する事項には図2と同一の符号が付してある。
【0028】
第1の一時記憶装置10には、動画像の記録開始時に記録すべき全ての映像番号である1〜2Mが格納される。そして、この映像番号は映像信号入力端子T1から入力される映像信号aに同期して読み出され、第1の論理回路7へ送られる。図4(h)に読み出された映像番号を示す。ここで、“N’”は第1の一時記憶装置10から読み出された映像番号であることを意味する。第1の論理回路7では、第1の一時記憶装置10から読み出された映像番号hと映像番号入力端子T2から入力される映像番号bとが比較される。1回目の記録時には、映像番号hと映像番号bとは常に一致しているので、第1の論理回路7の出力信号iは、図4(i)に示すように、常時“1“のレベルになる。
【0029】
第1の論理回路7の出力信号iは、第2の論理回路8へ入力される。第2の論理回路8には、FIFOバッファ2からオーバーフロー信号kも入力されている。そして、映像番号bが2M−2になるまでは、FIFOバッファ2から出力されるオーバーフロー信号kのレベルが“0”にならない、すなわちオーバーフローしていない。したがって、図4(m)に示されている、第2の論理回路8から出力される信号mのレベルも“1”になる。信号mのレベルが“1”の時、ゲート回路1は開くので、図4(f)に示すように、ゲート回路1からFIFOバッファ2には、フレーム1からフレーム2M−3まで続けて書き込まれる。
【0030】
ところが、映像番号bが2M−2と2M−1の時には、FIFOバッファ2がオーバーフロー状態になっており、その結果、オーバーフロー信号kのレベルが“0”になっている。このため、第2の論理回路8の出力信号mのレベルが“0”になるので、ゲート回路1が閉じてしまう。この結果、フレーム(2M−2)とフレーム(2M−1)は、FIFOバッファ2へ書き込まれず、したがって記録装置3にも記録されない。
【0031】
そして、映像番号bが2Mの時にはオーバーフロー信号kのレベルが再び“1”になっているので、フレーム2Mは記録装置3に記録される。
【0032】
オーバーフロー信号kが“0”の時の映像番号bは、第3の論理回路9を通って第2の一時記憶装置11に書き込まれる。図4の場合には、2M−2と2M−1が書き込まれる。第2の一時記憶装置11に書き込まれた映像番号である、2M−2と2M−1は、2回目の記録の前に第1の一時記憶装置10に転送される。
【0033】
2回目の記録時にも、画像記録装置の各部は1回目の記録時と同様に動作する。ただし、第1の一時記憶装置10から読み出される映像番号は、まず2M−2となる。一方、映像信号入力端子T1から入力される映像信号aと、映像番号入力端子T2から入力される映像番号bは1回目と同じである。このため、第1の論理回路7の出力信号iのレベルは、映像番号bが2M−2になったときに初めて“1”になる。この時には、FIFOバッファ2は当然オーバーフローしていないから、第2の論理回路8の出力信号mのレベルも“1”になり、ゲート回路1が開く。その結果、フレーム(2M−2)はFIFOバッファ2に書き込まれ、そこから読み出されて記録装置3に記録される。フレーム(2M−1)についても同様である。
【0034】
このようにして、2回目の記録が終了したら、再び第2の一時記憶装置11に格納されている映像番号を第1の一時記憶装置10へ転送する。この時、第1の一時記憶装置10の内容が空であれば、記録を終了する。図4の場合には、2回目の記録で全てのフレームの記録ができたので、記録が終わりとなる。
【0035】
(第3の実施の形態)
図5は本発明を適用した画像記録装置の第3の形態を示すブロック図である。ここで、図1と対応する部分には図1と同一の符号が付してある。また、この図のブロックAは図1の点線で囲んだ部分であり、ブロックBは図3の点線で囲んだ部分である。そして、ブロックAとブロックBの出力をスイッチSWにより切り換え可能に構成されている。つまり、第3の実施の形態は、ユーザーがスイッチSWを切り換えることにより、第1の実施の形態における記録動作と第2の実施の形態における記録動作とを選択できるようにしたものである。
【0036】
以上の説明では、映像番号をVITCやRCタイムコード、あるいはトラック番号等から得るものとして説明した。次に、これらの情報を用いずに映像番号を得る手段について説明する。
【0037】
図6は映像番号作成装置の構成の一例を示すブロック図である。この映像番号検出装置は、1フィールドの画面を垂直方向に1/2n (nは1以上の整数)に分割した映像番号を作成して出力する装置である。
【0038】
この映像番号作成装置は、映像信号入力端子T3から入力される映像信号から画像の変化を検出する画像変化検出回路21と、映像信号入力端子T3から入力される映像信号から垂直同期信号を検出する垂直同期検出回路22と、映像信号入力端子T3から入力される映像信号から水平同期信号を検出する水平同期検出回路23と、画像変化検出回路21の出力により初期化され、かつ垂直同期検出回路22の出力をカウントアップするフィールドカウンタ24と、垂直同期検出回路22の出力により初期化され、かつ水平同期検出回路23の出力をカウントアップする走査線カウンタ25と、走査線カウンタの出力を画面の垂直方向の1/2n (nは1以上の整数)に相当する基準値と比較し、比較結果を出力する比較器26と、フィールドカウンタ24の出力と比較器26の出力とを加算して映像番号を生成する加算器27とから構成されている。
【0039】
画像変化検出回路21は、例えば画面全体が黒から白に変化したことを検出する。この場合、あらかじめ、記録を行いたい画像の前の画面を黒から白へ変化するものにしておくことが必要である。画像変化検出回路21の出力はフィールドカウンタ24を初期化する。画像変化検出回路21の具体的構成については後述する。
【0040】
垂直同期検出回路22は映像信号中の垂直同期信号を分離し、画像変化検出回路21とフィールドカウンタ24と走査線カウンタ25とに与える。水平同期検出回路23は映像信号中の水平同期信号を分離し、走査線カウンタ25へ与える。
【0041】
この結果、フィールドカウンタ24は画像の変化が検出された時点からフィールド数をカウントアップしていく。また、走査線カウンタ25はフィールド毎に走査線の数をカウントアップしていく。
【0042】
走査線カウンタ25の出力は比較器26へ与えられ、ここで画面の垂直方向の1/2n (nは1以上の整数)に相当する基準値と比較される。例えば画面を1/2に分割する場合には、走査線カウンタ25の出力が画面の垂直方向の1/2に相当する基準値に達するまでは比較出力を“0”とし、この基準値に達した後は“1”とする。また、画面を1/4に分割する場合には、比較出力を“00”,“01”,“10”,“11“にすればよい。つまり、1/2n に分割する場合にはnビットの比較出力が得られるように構成する。
【0043】
加算器27はフィールドカウンタ24の出力を上位ビット、比較器26の出力を下位ビットとした映像番号を出力する。
【0044】
なお、画像変化検出回路21の構成によっては、第1〜第3の実施の形態における一回の記録ごとに初期化が必要となるので、リセット端子T5を設けて、一回の記録ごとに初期化を行う。また、画像変化検出回路21が前フィールドとの差を検出する方式では、垂直同期信号が必要となるので、垂直同期検出回路22から垂直同期信号を受け取るように構成する。
【0045】
図7は画像変化検出回路21の具体的構成の一例を示すブロック図である。ここで図6と対応する部分には図6と同一の符号が付してある。この画像変化検出回路は、1フィールド期間の映像信号を積分して画面の平均輝度を算出するCR積分回路31と、CR積分回路31の出力が90%のレベルより高いか低いかを判定する比較器32と、CR積分回路31の出力が10%のレベルより高いか低いかを判定する比較器33と、比較器33の出力をラッチするラッチ34と、比較器32の出力とラッチ34の出力との論理積を演算するアンド回路35と、アンド回路35の出力の変化を検出してパルスを発生するパルス発生器36とから構成されている。
【0046】
このように構成された画像変化検出回路において、画面全体が黒から白に変化した時の動作を説明する。なお、画面全体が黒から白に変化する前の画面の平均輝度は10%レベルより高く、90%レベルより低いものとする。
【0047】
画面全体が黒の時には、CR積分回路31の出力は10%レベルより低くなるから、比較器32の出力は“0”、比較器33の出力は“1”となる。ラッチ34からは、1フィールド前の比較器33の出力が現れるので、この時点ではアンド回路35の出力は“0”である。
【0048】
そして、次のフィールドでは画面全体が白になるので、CR積分回路31の出力は90%レベルより高くなる。したがって、比較器32の出力は“1”、比較器33の出力は“0”となる。この結果、比較器32の出力である“1”とラッチ34の出力である“1”がアンド回路35に与えられるので、アンド回路35の出力も“1”となる。
【0049】
パルス発生器36はアンド回路35の出力が“0”から“1”に変化したことを検出した時にパルスを一個発生する。そして、その後はリセット端子T5からリセット信号が入力されるまでは、アンド回路35の出力が変化してもパルスを発生しない。
【0050】
なお、図6の画像変化検出回路21に代えて、特定のパターンの画像を検出する回路を用いることもできる。また、音声変化検出回路を用いることもできる。この場合、例えばVTR等の音声トラックの再生出力が無音から有音に変化したことを検出した時、又はあらかじめ録音されている所定の周波数の音声の変化を検出した時に、フィールドカウンタを初期化するように構成すればよい。
【0051】
図8は映像番号作成装置の構成の他の一例を示すブロック図である。この映像番号検出装置は、フィールド単位の映像番号を作成して出力する装置である。この映像番号検出装置は、コマンド発生器41と、コマンド発生器41が発生したコマンドを所定時間遅延する遅延回路42と、映像信号入力端子T3から入力される映像信号中の垂直同期信号を分離する垂直同期検出回路43と、遅延回路42の出力により初期化され、かつ垂直同期検出回路43の出力をカウントアップするフィールドカウンタ44とから構成されている。また、この映像番号検出装置は、映像信号再生装置45が再生した映像信号を映像信号入力端子T3を介して入力するように構成されている。
【0052】
映像信号再生装置45は例えばVTRであって、その再生映像信号を映像信号入力端子T3に入力する。また、この映像信号再生装置45は、再生を開始するトラックを1フィールド単位の精度で設定する能力を持っている。したがって、VTRの磁気テープを先頭に停止させた状態で再生指令を受け取ると、磁気テープの先頭部分の所定のトラックから再生を開始することができる。よって、コマンド発生器41が再生指令を発生したタイミングを遅延回路42により遅延させ、その出力でフィールドカウンタ44の初期化を行えば、前述した所定のトラックの再生映像信号から順にフィールド単位の映像番号を得ることができる。
【0053】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、以下の(1)〜(4)に記載した効果を奏する。
(1)記録速度の遅い記録装置であっても、動画像を余すことなく記録できる。
【0054】
(2)映像番号を出力しない映像再生装置から出力される動画像の記録にも対応できる。
(3)記録中に映像再生装置を頻繁にスチル再生モードにする必要がない。
(4)記録に際して画像圧縮による画質の劣化がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した画像記録装置の第1の形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した画像記録装置の動作を示す図である。
【図3】本発明を適用した画像記録装置の第2の形態を示すブロック図である。
【図4】図3に示した画像記録装置の動作を示す図である。
【図5】本発明を適用した画像記録装置の第3の形態を示すブロック図である。
【図6】映像番号作成装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図7】図6の画像変化検出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図8】映像番号作成装置の構成の他の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…ゲート、2…FIFOバッファ、3…記録装置、4…ブロック振り分け装置、5…カウンタ、6…比較器、7…第1の論理回路、8…第2の論理回路、9…第3の論理回路、10…第1の一時記憶装置、11…第2の一時記憶装置、21…画像変化検出回路
Claims (8)
- (a)入力される動画像のレートよりも低い記録レートを有する記録手段と、
(b)入力される動画像をN個(Nは2以上の整数)のブロックに分割すると共に、前記動画像が1回入力される毎に1ブロックの動画像を前記記録手段に記録するように制御する手段と、
を備え、前記動画像をN回繰り返し入力することにより、前記N個のブロックの動画像を記録することを特徴とする画像記録装置。 - (a)入力される動画像のレートよりも低い記録レートを有する記録手段と、
(b)動画像が入力される毎に所定量の動画像を前記記録手段に記録し、入力された動画像のうち前記記録手段に記録されなかった動画像のみを次回の動画像の入力時に前記記録手段に記録するように制御する手段と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。 - 記録レートが動画像のレートより低い記録装置に動画像を記録する方法であって、
動画像をN個(Nは2以上の整数)のブロックに分割し、前記動画像を入力する毎に前記1ブロックの動画像を記録し、前記動画像をN回繰り返し入力することにより、前記N個のブロックの動画像を記録することを特徴とする画像記録方法。 - 記録レートが動画像のレートより低い記録装置に動画像を繰り返し入力することで動画像を記録する方法であって、
1回目の記録では入力された動画像を記録可能な範囲で記録し、2回目の記録では1回目に記録できなかった動画像のみを記録し、以後、前回記録できなかった動画像のみを順次記録していくことを特徴とする画像記録方法。 - 動画像に付随した映像番号を用いてブロック分割を行う請求項3に記載の画像記録方法。
- 動画像に付随した映像番号を用いて、記録されなかった動画像の識別を行う請求項4に記載の画像記録方法。
- 動画像に付随した映像番号は、動画像を再生する装置が映像信号と共に再生したものである請求項5に記載の画像記録方法。
- 動画像に付随した映像番号は、動画像を再生する装置が再生する装置が再生した映像信号又は音声信号を基に作成したものである請求項5に記載の画像記録方法。
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