JP2001326855A - Large screen video generator - Google Patents

Large screen video generator

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JP2001326855A
JP2001326855A JP2000142701A JP2000142701A JP2001326855A JP 2001326855 A JP2001326855 A JP 2001326855A JP 2000142701 A JP2000142701 A JP 2000142701A JP 2000142701 A JP2000142701 A JP 2000142701A JP 2001326855 A JP2001326855 A JP 2001326855A
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JP
Japan
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camera
video
moving
pixels
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000142701A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuiko Yamauchi
結子 山内
Seiki Inoue
誠喜 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
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Publication of JP2001326855A publication Critical patent/JP2001326855A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in a conventional large screen video generator that cannot have produced a natural video for a moving object on a large screen even when obtained videos are joined because one object is photographed while moving a camera resulting in photographing part of one object at different times in the case of generating the video for a large screen size. SOLUTION: The large-screen video generator is provided with a camera 1 that photographs an object while moving, a video storage means 2 that stores videos photographed by the camera 1, a means 3 that measures a moving quantity at each time of the camera 1, and a time space pixel edit means 4 that rearranges configuration pixels of the photographed image by the camera 1 stored in the video storage means 2 in a time space according to the movement quantity at each time of the camera measured by the measurement means 3, reads the various configuration pixels that are rearranged in an oblique direction in the time space, and interpolates missing pixels with the adjacent configuration pixels to generate the missing pixels thereby generating a video for a large screen.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、背景に動き物体が
含まれている場合にも、より自然な合成映像を得るため
の素材となる大画面、高精細の背景映像を作成する大画
面映像作成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large screen image for creating a high-definition background image, which is a material for obtaining a more natural synthesized image even when a moving object is included in the background. The present invention relates to a creating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビ番組の制作において、スタジオで
撮影された人物映像から人物領域のみを抽出し、別に撮
影された背景映像と合成することが一般に行われてい
る。その際、違和感のない合成映像を得るには、スタジ
オ映像と背景映像のカメラワークが同じである必要があ
る。これは、かなり面倒なことである。しかし、より大
画面(広視野)の、そしてより高精細な背景映像があれ
ば、両者のカメラワークの差異を吸収することができ
る。すなわち、大画面の背景映像があれば、スタジオの
カメラワークに応じ、その大画面の背景映像から一部の
映像領域を切り出し、それとスタジオ映像を合成するこ
とで自然な合成映像を得ることができる。
2. Description of the Related Art In the production of television programs, it is common practice to extract only a person region from a person image taken in a studio and combine it with a background image taken separately. At that time, in order to obtain a composite image without a sense of incongruity, the camera work of the studio image and the background image needs to be the same. This is rather cumbersome. However, if there is a larger screen (wide field of view) and a higher definition background video, the difference between the two camera works can be absorbed. In other words, if there is a large-screen background video, a natural composite video can be obtained by cutting out a part of the video area from the large-screen background video according to the camera work of the studio and combining it with the studio video. .

【0003】従来、このような目的で大画面の背景映像
を作成する方法として以下の方法がある。それらについ
て述べるとともに、欠点を併記する。 (1)広画角レンズを用いる方法 画角の広いレンズを用いて被写体を撮影することによ
り、広視野の映像が得られる。しかし、合成映像を得る
ため、撮影した映像の一部を切り出すと当然粗い精細度
となる。 (2)高精細撮像システムを利用する方法 高精細テレビカメラや映画用カメラを使用すると、その
システムに応じて精細度は増す。しかし、システムで規
定された以上の精細度は得られない。
Conventionally, there is the following method for creating a large-screen background image for such a purpose. We describe them and describe their disadvantages. (1) Method Using Wide-Angle Lens An image with a wide field of view can be obtained by photographing a subject using a lens having a wide angle of view. However, in order to obtain a composite video, if a part of the captured video is cut out, the definition naturally becomes coarse. (2) Method of Using High-Definition Imaging System When a high-definition television camera or a movie camera is used, the definition increases according to the system. However, a higher definition than specified by the system cannot be obtained.

【0004】(3)複数のカメラを使用する方法 撮影方向の異なるカメラを複数用意し、撮影した映像を
正確に位置合わせして繋ぎ合わせることにより大画面映
像を得る方法である。しかし、この方法では、撮影映像
の接合部が不自然にならないよう、正確にカメラの特性
やカメラの設置位置を補正、調整する必要がある。 (4)カメラを移動しながら撮影する方法 また、静止映像であれば1個のカメラを移動しながら撮
影し、撮影した映像を正確に位置合わせして繋いでも、
(3)の方法と同様大画面映像を得ることができる。ま
た、この方法はよく用いられている。しかし、この方法
においても、撮影映像の接合部が不自然にならないよう
各種注意を払う必要がある。
(3) Method of Using a Plurality of Cameras This is a method of preparing a plurality of cameras having different photographing directions, and accurately aligning and joining photographed images to obtain a large-screen image. However, in this method, it is necessary to accurately correct and adjust the characteristics of the camera and the installation position of the camera so that the joint of the captured images does not become unnatural. (4) Method of shooting while moving the camera In addition, in the case of a still image, even if one camera is shot while moving, and the shot images are accurately aligned and connected,
A large screen image can be obtained as in the method (3). This method is often used. However, also in this method, various precautions need to be taken so as not to make the joints of the captured images unnatural.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)〜(4)で
述べた従来の大画面映像を得る方法のうち、映像の精細
度の点から問題のないものは(3),(4)の方法であ
るが、これらの方法においては、システムが大がかりに
なると同時に、撮影した映像の正確な位置合わせを必要
とするなど非常に困難な問題が存在する。
Among the conventional methods for obtaining a large-screen image described in the above (1) to (4), those which have no problem in terms of the definition of the image are (3) and (4). However, in these methods, there are very difficult problems such as a large scale of the system and a need for accurate alignment of the captured images.

【0006】特に、上記(4)の方法の場合、それを動
いている被写体の撮影に適用することはできない。その
理由として、カメラを移動しながら1つの被写体を撮影
することは、1つの被写体を部分毎に異なる時間に撮影
することになり、この方法で樹木や波など動いている物
体を撮影した場合、得られた映像を繋いでも自然で大画
面の動いている物体が映っている映像とはならないから
である。
In particular, in the case of the above method (4), it cannot be applied to photographing a moving subject. The reason is that photographing one subject while moving the camera means that one subject is photographed at different times for each part, and when a moving object such as a tree or a wave is photographed by this method, This is because connecting the obtained images does not result in a natural image of a moving object on a large screen.

【0007】本発明の目的は、カメラを移動しながら被
写体を撮影し、被写体が動いている場合にも、動いてい
る被写体が映っている自然で大画面の映像を作成しよう
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to photograph a subject while moving a camera, and to create a natural large-screen image showing a moving subject even when the subject is moving. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明大画面映像作成装置は、カメラを移動しなが
ら被写体を撮影して得られる映像データを、従来のよう
に画面単位で扱うのでなく、画素単位に扱い、それら画
素を時空間上に配置し、足りない画素データを編集また
は補間処理により補うことにより、自然で高精細な大画
面映像を得るようにしたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a large-screen image producing apparatus according to the present invention handles image data obtained by photographing a subject while moving a camera in a unit of a screen as in the prior art. Instead, the pixels are handled in pixel units, the pixels are arranged in space and time, and the missing pixel data is supplemented by editing or interpolation processing to obtain a natural and high-definition large-screen image.

【0009】すなわち、本発明大画面映像作成装置は、
移動しながら被写体を撮影するカメラと、該カメラによ
り撮影した映像を記憶する映像記憶手段と、前記カメラ
の各時刻における移動量を計測する手段と、前記映像記
憶手段に記憶されている前記カメラによる撮影画面の構
成画素を、前記計測する手段により計測されたカメラの
各時刻における移動量に従って時空間上で並べ替えて再
配置し、該再配置された各構成画素を時空間上で斜め方
向に読み出すとともに、欠落画素は隣接する構成画素に
より補間して生成することにより大画面映像を作成する
時空間画素編集手段とを具えてなることを特徴とするも
のである。
That is, the present invention provides a large-screen image producing apparatus,
A camera that captures an image of a subject while moving, a video storage unit that stores video captured by the camera, a unit that measures the amount of movement of the camera at each time, and a camera that is stored in the video storage unit. The constituent pixels of the shooting screen are rearranged and rearranged in space and time in accordance with the amount of movement of the camera at each time measured by the measuring means, and the rearranged constituent pixels are obliquely positioned in space and time. It is characterized in that it comprises a spatio-temporal pixel editing means for creating a large screen image by reading out and missing pixels by interpolating with adjacent constituent pixels.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図1
は、本発明大画面映像作成装置の一実施形態をブロック
図にて示している。図1において、1は移動カメラ、2
は映像記憶部、3は移動量計測部、および4は時空間画
素編集部である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. FIG.
1 is a block diagram showing an embodiment of the large-screen video image creating apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a moving camera, 2
Denotes an image storage unit, 3 denotes a movement amount measurement unit, and 4 denotes a spatiotemporal pixel editing unit.

【0011】動作につき説明する。本発明においては、
まず、移動量をコントロールしながら移動カメラ1によ
り被写体を撮影し、その撮影出力を映像記憶部2に記憶
する。その際、移動量計測部3によりカメラの各時刻に
おける移動量を計測しておくものとする。映像記憶部2
に記憶された映像と移動量計測部3からのカメラ移動量
を時空間画素編集部4に供給し、以下に説明するような
方法で大画面映像を作成する。
The operation will be described. In the present invention,
First, an object is photographed by the moving camera 1 while controlling the moving amount, and the photographed output is stored in the image storage unit 2. At this time, the movement amount of the camera at each time is measured by the movement amount measurement unit 3. Video storage unit 2
Is supplied to the spatiotemporal pixel editing unit 4 and a large-screen image is created by a method described below.

【0012】図2は、静止したカメラから得られる映像
データの画素構造を説明している。ここで、1画面は、
縦横ともに7画素、全体で7×7=49画素から構成さ
れている。カメラは静止しているから、当然、49画素
/画面、かつ任意時間長の映像を得ることができる。つ
まり、静止カメラの撮影範囲のみの映像が得られる。な
お、被写体に動いている物体が含まれている場合には、
得られる映像も静止カメラの撮影範囲のみの動き映像と
なる。
FIG. 2 illustrates the pixel structure of video data obtained from a stationary camera. Here, one screen is
It is composed of 7 pixels in both the vertical and horizontal directions and a total of 7 × 7 = 49 pixels. Since the camera is stationary, it is possible to obtain an image of 49 pixels / screen and an arbitrary time length. That is, an image only in the shooting range of the still camera can be obtained. If the subject contains a moving object,
The obtained video is also a motion video only in the shooting range of the still camera.

【0013】これに対し、図3は、本発明によりカメラ
をx軸方向(水平方向)に移動しながら撮影した場合に
得られる映像データの画素構造を説明している。なお、
画素構造はy軸方向(上下方向)から見た図で示されて
いる。ここでは、簡単のため、映像データは平行投影に
より得られ、カメラの撮影範囲はx軸方向に7画素であ
り、また、カメラは連続して単位時間あたり1画素の一
定速度でx軸方向へ移動しているものとする。このよう
にすると、図3から分かるように、xi(i≧6)の画
素位置においても、6単位時間(tj〜tj+5)(j
は正の整数)にわたって映像データが得られる。つま
り、6単位時間の画素を並べることにより、x軸方向に
7画素以上の画素を有する大画面映像を得ることができ
る。なお、y軸方向への画素数増加はなく、例えば、図
2の場合と同様、7画素のままである。
On the other hand, FIG. 3 illustrates the pixel structure of video data obtained when an image is taken while moving the camera in the x-axis direction (horizontal direction) according to the present invention. In addition,
The pixel structure is shown in a diagram viewed from the y-axis direction (up-down direction). Here, for simplicity, the video data is obtained by parallel projection, the shooting range of the camera is 7 pixels in the x-axis direction, and the camera continuously moves in the x-axis direction at a constant speed of 1 pixel per unit time. Assume that you are moving. In this way, as can be seen from FIG. 3, even at the pixel position of xi (i ≧ 6), 6 unit times (tj to tj + 5) (j
Is a positive integer). That is, by arranging the pixels for six unit times, a large screen image having seven or more pixels in the x-axis direction can be obtained. Note that there is no increase in the number of pixels in the y-axis direction. For example, the number of pixels remains seven as in the case of FIG.

【0014】このとき、l画面中の画素はすべて同じ時
刻の画素とはならないが、隣接する画素間の時間差が1
単位時間となるよう編集し、また、足りない画素データ
を編集または補間処理により隣接画素から補うことによ
り、得られた映像の不自然さを最小限にすることができ
る。これらの操作は、時空間画素編集部4で行われる。
図3において、右下方向に向かう斜線は、大画面映像を
構成するのに移動しながら撮影した映像データの画素の
うちどの画素を使用するかを示し、これは、画素位置x
iと時刻tjとによって規定され、カメラの移動が一定
速度で1画素ずつ平行移動しているものとすれば、使用
すべき画素の選択(時空間上での画素並べ替え、すなわ
ち、画素編集)はある一定の規則に基づいて行うことが
できる。
At this time, all the pixels in one screen are not pixels at the same time, but the time difference between adjacent pixels is one.
By editing so as to have a unit time, and supplementing missing pixel data from adjacent pixels by editing or interpolation processing, it is possible to minimize the unnaturalness of the obtained video. These operations are performed by the spatiotemporal pixel editing unit 4.
In FIG. 3, a hatched line toward the lower right direction indicates which of the pixels of the video data captured while moving to compose a large-screen video, which is represented by a pixel position x.
If the movement of the camera is defined by i and the time tj, and the movement of the camera is moving in parallel by one pixel at a constant speed, selection of a pixel to be used (pixel rearrangement in spatiotemporal space, that is, pixel editing) Can be based on certain rules.

【0015】しかし、実際には、画素移動が一定速度で
1画素ずつ平行移動しているとは限らず、一般には、図
1に示す移動量計測装置3から得られたカメラ移動量を
用いて使用すべき画素の選択を行う。すなわち、計測し
たカメラの回転角度やズーム量を用いて、画像を透視変
換してから時空間画素編集を行う必要がある。
However, in practice, the pixel movement is not always parallel movement at a constant speed one pixel at a time. Generally, the camera movement amount obtained from the movement amount measuring device 3 shown in FIG. The selection of a pixel to be used is performed. That is, it is necessary to perform spatio-temporal pixel editing after performing perspective transformation of the image using the measured camera rotation angle and zoom amount.

【0016】図4は、以上のようにして得られた大画面
映像から、映像合成に必要な背景映像を切り出す方法を
説明している。ここでは、図3の方法により得られた7
×12画素の大画面動映像から、スタジオ内の実写と合
成するときのカメラデータ等を使用して撮影時のカメラ
の画素(7×7画素)以上の幅の広範囲の映像を切り出
すことができる。
FIG. 4 illustrates a method of extracting a background image necessary for image synthesis from a large-screen image obtained as described above. Here, 7 obtained by the method of FIG.
From a large-screen moving image of 12 pixels, it is possible to cut out a wide-range image having a width equal to or larger than the camera pixel (7 × 7 pixels) at the time of shooting, using camera data and the like when combining with a real image in a studio. .

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、1台のカメラで撮影さ
れた映像の画素に関し、それら画素を時空間上に配置す
ることにより、カメラの解像度以上の大画面映像を作成
することができるため、映像合成を行う際に任意の方向
の映像を切り出して使用することが可能となる。
According to the present invention, a large screen image having a resolution higher than that of the camera can be created by arranging the pixels in a space and time with respect to the pixels of the image photographed by one camera. Therefore, it is possible to cut out and use an image in an arbitrary direction when performing image synthesis.

【0018】また、本発明によれば、1台のカメラを移
動しながら、特に、動いている被写体を撮影しても、従
来のように、得られた映像を画面の端で繋なぎ合わせる
ことをしていないので、画面各部分は同時に撮影したも
のと見做され、従って、自然で大画面の動いている物体
が映っている映像となる。
Further, according to the present invention, even if a single camera is moved, and particularly when a moving subject is photographed, the obtained images are joined at the edge of the screen as in the related art. Therefore, each part of the screen is regarded as having been photographed at the same time, and therefore, it is a natural image in which a large screen moving object is reflected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明大画面映像作成装置の一実施形態をブ
ロック図にて示している。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a large-screen image creating apparatus according to the present invention.

【図2】 静止したカメラから得られる映像データの画
素構造を説明している。
FIG. 2 illustrates a pixel structure of video data obtained from a stationary camera.

【図3】 本発明によりカメラをx軸方向(水平方向)
に移動しながら撮影した場合に得られる映像データの画
素構造を説明している。
FIG. 3 shows the camera in the x-axis direction (horizontal direction) according to the present invention.
The pixel structure of the video data obtained when shooting while moving to is described.

【図4】 大画面映像から、映像合成に必要な背景映像
を切り出す方法を説明している。
FIG. 4 illustrates a method of cutting out a background image required for image synthesis from a large screen image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 移動カメラ 2 映像記憶部 3 移動量計測部 4 時空間画素編集部 Reference Signs List 1 moving camera 2 video storage unit 3 moving amount measuring unit 4 spatiotemporal pixel editing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA20 BA02 BA19 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CD06 CD14 CE08 CE09 CH11 CH18 DA16 DA17 5C023 AA11 AA37 BA04 BA12 CA03 DA04 EA03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 5B057 AA20 BA02 BA19 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CD06 CD14 CE08 CE09 CH11 CH18 DA16 DA17 5C023 AA11 AA37 BA04 BA12 CA03 DA04 EA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動しながら被写体を撮影するカメラ
と、 該カメラにより撮影した映像を記憶する映像記憶手段
と、 前記カメラの各時刻における移動量を計測する手段と、 前記映像記憶手段に記憶されている前記カメラによる撮
影画面の構成画素を、前記計測する手段により計測され
たカメラの各時刻における移動量に従って時空間上で並
べ替えて再配置し、該再配置された各構成画素を時空間
上で斜め方向に読み出すとともに、欠落画素は隣接する
構成画素により補間して生成することにより大画面映像
を作成する時空間画素編集手段とを具えてなることを特
徴とする大画面映像作成装置。
A camera for photographing a subject while moving; a video storage unit for storing video captured by the camera; a unit for measuring an amount of movement of the camera at each time; and a video memory stored in the video storage unit. The rearranged and rearranged the constituent pixels of the photographing screen obtained by the camera in time and space according to the amount of movement of the camera at each time measured by the measuring means. A large-screen image creating apparatus comprising: a spatio-temporal pixel editing unit that creates a large-screen image by reading a pixel in an oblique direction above and interpolating and generating a missing pixel with an adjacent constituent pixel.
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