JP2003284097A - ステレオカメラの2映像と両眼差度を利用した多視点映像合成装置 - Google Patents
ステレオカメラの2映像と両眼差度を利用した多視点映像合成装置Info
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Abstract
カメラの映像を作る。 【解決手段】 第1カメラ(100)及び第2カメラ
(110)から各々入力される映像信号をデジタル信号
に変換する多視点映像合成手段(200)と、多視点映
像合成手段から出力されるデジタル信号に基づいて、使
用者が定めた仮想カメラのための映像ピクセルのマッピ
ングインデックス値を出力する多視点映像再投影手段
(300)と、多視点映像再投影手段から出力されるマ
ッピングインデックスを利用して、多視点映像合成手段
を介して入力されるデジタル信号の重複ピクセルをディ
スプレイするために、所定ピクセルを選択するピクセル
選択手段(400)とを含む。
Description
映像と両眼差度(Depth Map)を利用した多視
点映像合成装置に係り、より詳細には、映像処理と視覚
化処理を実施するためにリアルタイムで一対のカメラか
ら得たビデオ映像を処理して一対のカメラ間に存在する
仮想カメラで得られるビデオ映像を作り出すことができ
るステレオカメラの両眼差度を利用した多視点映像合成
装置に関する。
像化においては、任意の位置から場面(scene)を
観察できるようにすることが望ましい。望ましい映像を
得るためにはあらゆる望ましい位置に設置された多くの
カメラを利用するシステムが考えられる。しかし、この
システムは非実用的で高コストであり、特に多くの位置
が要求される場合にはなおさらである。このような問題
を解決する方法は、カメラをある戦略的な固定位置に置
き、実際のカメラ間のある箇所に位置した仮想カメラか
ら見ているかのようなビデオ映像を作ることである。
題点を解決するために成されたものであり、本発明は、
二つのオリジナルカメラの間に位置する仮想カメラから
の映像をリアルタイムで作ることができる、両眼差度及
び一対のカメラから得られた二つの映像を利用した多視
点映像合成装置を提供することを目的とする。
るための本発明の特徴は、第1カメラ及び第2カメラか
ら各々入力される映像信号をデジタル信号に変換する多
視点映像合成手段と、前記多視点映像合成手段から出力
される前記デジタル信号を受けて、使用者が定めた仮想
カメラのための映像ピクセルのマッピングインデックス
値を計算して出力する多視点映像再投影手段と、前記多
視点映像再投影手段から出力される出力信号が示す再投
影映像ピクセルに前記多視点映像合成手段を介して入力
される前記デジタル信号の重複ピクセルをディスプレイ
するために所定ピクセルを選択するピクセル選択手段と
を含むのにある。
換された前記デジタル信号は3次元再構成データを含む
両眼差度値であることを特徴とする。
前記第1カメラ及び前記第2カメラから各々入力される
前記映像信号を前記デジタル信号に変換するために、前
記デジタル信号のデジタル映像ピクセルを貯蔵する貯蔵
部と、前記貯蔵部に貯蔵された前記デジタル信号を利用
して両眼差値を出力するプロセシング部とを含むことを
特徴とする。
貯蔵部は、前記第1カメラ及び前記第2カメラ間の仮想
の線上の仮想カメラの位置を示すために2つの整数を用
いて、あらかじめ定めた数式によって組み合わせた値を
以前のステップの再投影映像ピクセルのインデックス値
に加算して更新されたインデックス値を求めて貯蔵する
ことを特徴とする。
前記第1カメラ及び前記第2カメラから得られる2映像
の間の任意の位置にある仮想カメラによる映像を得るた
めに、前記第1カメラ及び前記第2カメラから各々出力
される前記映像信号の両眼差度を利用することを特徴と
する。
は、前記多視点映像合成手段から出力される前記デジタ
ル信号を受けて所定の制御信号を出力する第1制御部
と、使用者の第2入力信号Mを前記第1制御部の所定の
制御信号によって正数または負数に変える符号部と、前
記第1制御部の所定の制御信号によって前記符号部で符
号化された前記第2入力信号Mを“0”にする第1ゼロ
部と、使用者の第1入力信号Iを前記第1制御部の所定
の制御信号によってI/2に変形させるシフトレジスタ
部と、前記第1制御部の所定の制御信号によって前記シ
フトレジスタ部から出力される値を‘0’にする第2ゼ
ロ部と、前記第1入力信号の第2ゼロ部から出力される
信号と前記第2入力信号の第1ゼロ部から出力される信
号とを加算してマッピングされた再投影映像インデック
スの差値に出力する第1加算部と、前記第1加算部から
出力されるインデックスの差値に以前のステップで再投
影された映像のインデックス値を加算して更新されたイ
ンデックス値を出力する第2加算部と、前記第2加算部
から出力される更新されたインデックス値を貯蔵するレ
ジスタ部とを含むことを特徴とする。
は、スキャンライン当り所定個数(N)の左側映像ピク
セル、所定個数(N)の右側映像ピクセル、(2×所定
個数(N)+1)を含む中心基準両眼差度ピクセル、
(前記第1入力信号×所定個数(N)+1)ピクセルを
含む任意の仮想カメラ基準映像を使用することを特徴と
する。
記第1カメラから入力された所定個数(N)のスキャン
ラインピクセルを貯蔵する第1ピクセルバッファ部と、
マッピングされる左側映像ピクセルが入っている前記第
1ピクセルバッファ部のインデックス値を貯蔵する第1
ピクセルポインタ部と、前記第2カメラから入力された
所定個数(N)のスキャンラインピクセルを貯蔵する第
2ピクセルバッファ部と、マッピングされる右側映像ピ
クセルが入っている前記第2ピクセルバッファ部のイン
デックス値を貯蔵する第2ピクセルポインタ部と、入力
される両眼差の差値Δdiを基準に前記第1ピクセルポ
インタ部と前記第2ピクセルポインタ部のそれぞれのイ
ンデックス値を増加させる第2制御部と、任意の仮想カ
メラの映像のピクセルを出力させる出力部とを含むこと
を特徴とする。
投影手段から出力される再投影映像ピクセルインデック
ス値と左右側のピクセルポインタが示すピクセルを利用
して再投影された映像を作ることを特徴とする。
と前記第2ピクセルバッファ部は、前記多視点映像合成
手段の前記プロセシング部で一スキャンラインのピクセ
ルが処理されれば初期化されることを特徴とする。
ついて添付図面を参照して詳細に説明する。各図面の構
成要素に付した参照符号は、同一の構成要素に限って
は、他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号で
表記した。
眼差度を利用した多視点映像合成装置の構成図であり、
図2は、図1に示された多視点映像合成手段の詳細構成
図であり、図3は、図1に示されたピクセル選択手段の
詳細構成図である。
メラ100、第2カメラ110、多視点映像合成手段2
00、多視点映像再投影手段300、ピクセル選択手段
400を含む。
100及び第2カメラ110から各々入力される映像信
号をデジタル信号に変換するために、デジタル信号のデ
ジタル映像ピクセルを貯蔵する貯蔵部210及び貯蔵部
210に貯蔵されたデジタル信号を利用して両眼差値を
出力するプロセシング部220を含む。この時、多視点
映像合成手段200で変換されたデジタル信号は3次元
再構成データを含む両眼差度値であり、第1カメラ10
0及び第2カメラ110の間の任意の位置にある仮想カ
メラによる映像を得るために第1カメラ100及び第2
カメラ110から各々出力される映像信号の両眼差度を
利用する。また、多視点映像合成手段200の貯蔵部2
10は、第1カメラ100及び第2カメラ110間の仮
想の線を等分した空間の数を示す使用者の第1入力信号
Iと、等分された点に沿って仮想カメラの位置を示すイ
ンデックス値である第2入力信号Mとを利用して、あら
かじめ定めた数式によって組み合わせた値を以前のステ
ップの再投影映像のインデックス値に加算して更新され
たインデックス値を求めて貯蔵する。
像合成手段200から出力されるデジタル信号を受け
て、仮想カメラのための再投影映像のマッピングピクセ
ルインデックス値を計算し、その結果を出力するため
に、多視点映像合成手段200から出力されるデジタル
信号を受けて所定の制御信号を出力する第1制御部31
0と、使用者の第2入力信号Mを第1制御部310の所
定の制御信号によって正数または負数に変える符号部3
20と、第1制御部310の所定の制御信号によって符
号部320で符号化された第2入力信号Mを“0”にす
る第1ゼロ部330と、第1入力信号Iを第1制御部3
10の所定の制御信号によりI/2に変えるシフトレジ
スタ部340と、第1制御部310の所定の制御信号に
よってシフトレジスタ部340から出力される信号を
“0”にする第2ゼロ部350と、第2入力信号Mの第
1ゼロ部330から出力される信号と第1入力信号Iの
第2ゼロ部350から出力される信号とを加算して再投
影映像のマッピングインデックスの差値を出力する第1
加算部360と、第1加算部360から出力されるマッ
ピングインデックスの差値に以前のステップの再投影映
像のインデックス値を加算して更新されたインデックス
値を出力する第2加算部370、及び第2加算部370
から出力される更新されたインデックス値を貯蔵するレ
ジスタ部380とを含む。この時、多視点映像再投影手
段300はスキャンライン当り所定個数Nの左側映像ピ
クセル、所定個数Nの右側映像ピクセル、2×所定個数
N+1の中心基準両眼差度ピクセルを使用し、第1入力
信号I×所定個数N+1の仮想カメラ基準映像ピクセル
を生成する。
投影手段300から出力される信号を利用して、多視点
映像合成手段200を介して入力されるデジタル信号の
重複ピクセルをディスプレイするために所定ピクセルを
選択する。ピクセル選択手段400は、第1カメラ10
0から入力された所定個数Nのスキャンラインピクセル
を貯蔵する第1ピクセルバッファ部410と、マッピン
グされる左側映像ピクセルが入っている第1ピクセルバ
ッファ部410のインデックス値を貯蔵する第1ピクセ
ルポインタ部420と、第2カメラ110から入力され
た所定個数Nのスキャンラインピクセルを貯蔵する第2
ピクセルバッファ部430と、マッピングされる右側映
像ピクセルが入っている第2ピクセルバッファ部430
のインデックス値を貯蔵する第2ピクセルポインタ部4
40と、入力される両眼差の差値Δdiを基準に第1ピ
クセルポインタ部420と第2ピクセルポインタ部44
0のそれぞれのインデックス値を増加させる第2制御部
450、及び任意の仮想カメラの映像ピクセルを出力さ
せる出力部460とを含む。このとき、出力部460は
再投影映像のマッピングインデックス値及び左右ピクセ
ルポインタが示すピクセルから生成されたピクセルを用
いて再投影されたピクセルを作る。第1ピクセルバッフ
ァ部410と第2ピクセルバッファ部430は各スキャ
ンラインの開始段階で初期化され、多視点映像合成手段
200のプロセシング部220にデータを出力する。
及び第2カメラ110の間の仮想カメラで得られる映像
を作るために、仮想カメラが第1カメラ100と第2カ
メラ110との間の線上にあると仮定する。前記第1カ
メラ100と第2カメラ200とを連結する線は仮想カ
メラが仕切り範囲のうち一つに位置するように同じサイ
ズのIに分割される。
値はMにより示すが、M=1は区切り範囲が左側カメラ
に最も接近したことを示し、M=Iは区切り範囲が右側
カメラに最も接近したことを示す。
10から入った映像は多視点映像合成手段200の貯蔵
部210に貯蔵されるが、第1カメラ100の1スキャ
ンラインの映像ピクセルは数式1にベクトル形態で表記
される。
ジピクセルの左側からのインデックス値を示す。
ンの映像ピクセルは数式2にベクトル形態で表記され
る。
ジピクセルの左側からのインデックス値を示す。
各々得られる数式1と数式2のベクトルを有する映像を
第1カメラ100と第2カメラ110との中心点にある
仮想カメラ映像の両眼差度値に変換させる。この時に使
われる両眼差度値は、多視点映像合成手段200の両眼
差出力値diを各ピクセルの両眼差の差値Δdiに変換し
て貯蔵する。すなわち、中心基準のピクセルiに対する
リアルタイム3次元空間復元の両眼差度出力値は両眼差
の差値Δdiで示すが、+1、−1、0のうち一つの値
を有し、i=0...2Nの値を有する。このときの両
眼差度ベクトルは数式3で示す。
ス値を示す。
ライン当りIN+1のピクセル数を有し、再投影された
映像の各スキャンラインは次のような数式4のベクトル
で示す。
影された映像に対応するピクセルのインデックス値gj
は数式5で表現できる。
影された映像に対応する次のピクセル(gj+Δj)への
ジャンプΔjは数式6で表現できる。
スキャンライン対の両眼差再投影アルゴリズムは次の通
り具現される。
ピクセルインデックス値の変化は次の通りである。
2つの場合がありえる。
クス値がjであるピクセルに右側イメージのa番目ピク
セルや左側イメージのb番目ピクセルをマッピングす
る。
い。
ピクセルがj番目ピクセルにマッピングされ、もし、Δ
diが−1であれば、
ピクセルがj番目ピクセルにマッピングされる。
両眼差の差値Δdiが“0”であれば左右側映像ピクセ
ルは左右側カメラに関する仮想カメラの位置によって加
重値を置い
グされ、両眼差の差値Δdiが−1である場合には左側
映像ピクセルがマッピングされる。このようにマッピン
グされた仮想カメラ映像はIN+1のピクセルを有する
ので映像が約I倍大きくなる。ここで、IN+1のピク
セルの再投影映像ラインは一部のピクセルが空いている
形態を有する。したがって、連続的なIピクセルのブロ
ックを結合し、それらをIピクセルの平均であるシング
ルピクセルに取り替えることによってNピクセル大きさ
の仮想カメラ映像を得る。
的な実施の形態に関して説明したが、本発明の範疇から
逸脱しない限度内で種々の変形が可能である。したがっ
て、本発明の範囲は説明された実施の形態に限定されて
決められるものではなく、特許請求の範囲だけでなくこ
の特許請求の範囲と均等なものまでをも含むものであ
る。
を利用した多視点映像合成装置によれば次のような効果
を奏する。
アルゴリズムを利用したステレオ映像シーケンスを利用
することによってリアルタイムで使用者が定めた仮想カ
メラの映像の出力が可能である。
度を利用した多視点映像合成装置の構成図である。
成図である。
である。
Claims (10)
- 【請求項1】 第1カメラ及び第2カメラから各々入力
される映像信号をデジタル信号に変換して前記第1及び
第2カメラの中間地点に位置した仮想カメラの両眼差度
値を出力する多視点映像合成手段と、 前記多視点映像合成手段から出力される前記デジタル信
号を受けて、使用者が定めた仮想カメラのための多視点
再投影映像のマッピングピクセルインデックス値を計算
して出力する多視点映像再投影手段と、 前記多視点映像再投影手段から出力される信号を利用し
て、前記多視点映像合成手段を介して入力される前記デ
ジタル信号の重複ピクセルをディスプレイするために所
定ピクセルを選択するピクセル選択手段とを含むことを
特徴とするステレオカメラの両眼差度を利用した多視点
映像合成装置。 - 【請求項2】 前記多視点映像合成手段で変換された前
記デジタル信号は3次元再構成データを含む両眼差度値
であることを特徴とする請求項1に記載のステレオカメ
ラの両眼差度を利用した多視点映像合成装置。 - 【請求項3】 前記多視点映像合成手段は、 前記第1カメラ及び前記第2カメラから各々入力される
前記映像信号を前記デジタル信号に変換し、前記デジタ
ル信号のデジタル映像ピクセルを貯蔵する貯蔵部と、 前記貯蔵部に貯蔵された前記デジタル信号のデジタル映
像ピクセルを利用して両眼差値を出力するプロセシング
部とを含むことを特徴とする請求項1に記載のステレオ
カメラの両眼差度を利用した多視点映像合成装置。 - 【請求項4】 前記多視点映像再投影手段は、貯蔵部を
有し、前記貯蔵部は、 前記第1カメラ及び前記第2カメラ間の仮想の線上の仮
想カメラの位置を示すために2つの整数を用いて、あら
かじめ定めた数式によって組み合わせた値を以前のステ
ップの再投影映像ピクセルのインデックス値に加算して
更新されたインデックス値を求めて貯蔵することを特徴
とする請求項1に記載のステレオカメラの両眼差度を利
用した多視点映像合成装置。 - 【請求項5】 前記第1カメラ及び前記第2カメラから
得られる2映像の間の任意の位置にある仮想カメラによ
る映像を得るために、前記第1カメラ及び前記第2カメ
ラから各々出力される前記映像信号の両眼差度を利用す
ることを特徴とする請求項1に記載のステレオカメラの
両眼差度を利用した多視点映像合成装置。 - 【請求項6】 前記多視点映像再投影手段は、 前記多視点映像合成手段から出力される前記デジタル信
号を受けて所定の制御信号を出力する第1制御部と、 使用者の第2入力信号を前記第1制御部の所定の制御信
号によって正数または負数に変える符号部と、 前記第1制御部の所定の制御信号によって前記符号部で
符号化された前記第2入力信号を“0”にする第1ゼロ
部と、 使用者の第1入力信号を前記第1制御部の所定の制御信
号によってI/2に変形させるシフトレジスタ部と、 前記第1制御部の所定の制御信号によって前記シフトレ
ジスタ部から出力される値を‘0’にする第2ゼロ部
と、 前記第1入力信号の第2ゼロ部から出力される信号と前
記第2入力信号の第1ゼロ部から出力される信号とを加
算してマッピングされた再投影映像インデックスの差値
に出力する第1加算部と、 前記第1加算部から出力されるインデックスの差値に再
投影された映像のインデックス値を加算して更新された
インデックス値を出力する第2加算部と、 前記第2加算部から出力される更新されたインデックス
値を貯蔵するレジスタ部とを含むことを特徴とする請求
項1に記載のステレオカメラの両眼差度を利用した多視
点映像合成装置。 - 【請求項7】 前記多視点映像再投影手段は、 スキャンライン当り所定個数(N)の左側映像ピクセ
ル、所定個数(N)の右側映像ピクセル、(2×所定個
数(N)+1)を含む中心基準両眼差度ピクセル、(前
記第1入力信号×所定個数(N)+1)ピクセルを含む
任意の仮想カメラ基準映像を使用することを特徴とする
請求項1に記載のステレオカメラの両眼差度を利用した
多視点映像合成装置。 - 【請求項8】 前記ピクセル選択手段は、 前記第1カメラから入力された所定個数(N)のスキャ
ンラインピクセルを貯蔵する第1ピクセルバッファ部
と、 マッピングされる左側映像ピクセルが入っている前記第
1ピクセルバッファ部のインデックス値を貯蔵する第1
ピクセルポインタ部と、 前記第2カメラから入力された所定個数(N)のスキャ
ンラインピクセルを貯蔵する第2ピクセルバッファ部
と、 マッピングされる右側映像ピクセルが入っている前記第
2ピクセルバッファ部のインデックス値を貯蔵する第2
ピクセルポインタ部と、 入力される両眼差の差値Δdiを基準に前記第1ピクセ
ルポインタ部と前記第2ピクセルポインタ部のそれぞれ
のインデックス値を増加させる第2制御部と、 任意の仮想カメラの映像のピクセルを出力させる出力部
とを含むことを特徴とする請求項1に記載のステレオカ
メラの両眼差度を利用した多視点映像合成装置。 - 【請求項9】 前記出力部は、 両眼差の差値Δdiと左右側のピクセルポインタが示す
ピクセルを利用して再投影されたピクセルを作ることを
特徴とする請求項8に記載のステレオカメラの両眼差度
を利用した多視点映像合成装置。 - 【請求項10】 前記第1ピクセルバッファ部と前記第
2ピクセルバッファ部は、 前記多視点映像合成手段の前記プロセシング部で一スキ
ャンラインのピクセルが処理されると初期化されること
を特徴とする請求項8に記載のステレオカメラの両眼差
度を利用した多視点映像合成装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR2001-071586 | 2001-11-17 | ||
KR10-2001-0071586A KR100433625B1 (ko) | 2001-11-17 | 2001-11-17 | 스테레오 카메라의 두영상과 양안차도를 이용한 다시점영상 합성 장치 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003284097A true JP2003284097A (ja) | 2003-10-03 |
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JP2002333842A Pending JP2003284097A (ja) | 2001-11-17 | 2002-11-18 | ステレオカメラの2映像と両眼差度を利用した多視点映像合成装置 |
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EP (1) | EP1313329A3 (ja) |
JP (1) | JP2003284097A (ja) |
KR (1) | KR100433625B1 (ja) |
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