JP2012169869A

JP2012169869A - ステレオ３ｄ映像特殊効果装置

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Publication number: JP2012169869A
Application number: JP2011029206A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kuramoto; 郁夫倉本
Original assignee: For A Co Ltd
Current assignee: For A Co Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】高性能コンピュータ等は使用せずに、従来の映像特殊効果装置のアドレス回路に対する小規模な変更のみで３Ｄページめくりを含む３Ｄ特殊効果を実現できるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置を提供することを目的とする。
【解決手段】二次元映像の曲面を、所定の角度で所定の間隔だけ離間して繰り返し曲折された複数の短冊状平面の連続として三次元映像を生成することで、曲面の三次元効果を実現し、好ましくは三次元映像として表現するべき映像の曲面は、ページめくりにより生成される映像の曲面であるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、比較的安価で容易にステレオ３Ｄ特殊効果を実現するステレオ３Ｄ映像特殊効果装置に関する。

従来、映像特殊効果装置（適宜、ＤＶＥ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＥｆｆｅｃｔｓ）と称する）は、「Ｃｒｏｐ」（画像の切り取り）、「Ｓｋｅｗ」（せん断）、「ＸＹ−ｒａｔｅ」（Ｘ軸、Ｙ軸方向の変化率）等の特殊効果をビデオ映像信号に与え、画像を変形させて表示することができる。

例えば図７に示すＤＶＥは、特殊効果をビデオ映像信号に付与することにより、直方体形状の立体３Ｄ表示画像（立体３面画像ともいう、以下適宜Ｂｒｉｃｋと称する）７１を生成し、動画像である目的画像７２に厚みを加えて立体的に見せる「Ｓｌａｂ」効果を得る。

この場合、Ｂｒｉｃｋ７１は立体図形としては現実には６面体であるが、モニターに映す場合には陰面側（隠れている面側）を表示することはなく、表示面としては３面であり、動画を映し出す目的画像（適宜、Ｏｂｊｅｃｔと称する）７２と静止画を映し出す側面画像（適宜、Ｓｉｄｅと称する）７３，７４から構成されている。ここでＯｂｊｅｃｔ７２、Ｓｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４の各面は、互いに９０°の角度を形成する。

Ｂｒｉｃｋ７１では、例えばＯｂｊｅｃｔ７２に野球中継が映し出され、Ｓｉｄｅ７３に模様等が映し出され、さらにＳｉｄｅ７４に野球選手個人のデータ（アベレージ等）等が映し出されるように構成されてもよい。

また図８は、１台のＤＶＥ８５によつてＢｒｉｃｋ７１を生成する方法の一例を説明する図である。１回目としてＤＶＥ８５は、まず第１のビデオテープレコーダ（適宜、ＶＴＲと称する）８６が再生したビデオ信号に対して、特殊効果を付与してＢｒｉｃｋ７１のＳｉｄｅ７３を生成し、第２のＶＴＲ８７でこのＳｉｄｅ７３を録画する。

続いて２回目としてＤＶＥ８５は、第１のＶＴＲ８６が新たに再生したビデオ信号に特殊効果を付与してＢｒｉｃｋ１のＳｉｄｅ７４を生成して合成回路８９に送出する。また第３のＶＴＲ８８は、１回目の第２のＶＴＲ８７で録画されたＳｉｄｅ７３を再生して合成回路８９に送出する。さらに、合成回路８９は、Ｓｉｄｅ７３とＳｉｄｅ７４とを合成し、第２のＶＴＲ８７で合成された画像（Ｓｉｄｅ７３＋Ｓｉｄｅ７４）を録画する。また、３回目としてＤＶＥ８５は、第１のＶＴＲ８６が新たに再生したビデオ信号に特殊効果を与えてＢｒｉｃｋ７１のＯｂｊｅｃｔ７２を生成して合成回路８９に送出する。

また第３のＶＴＲ８８は、２回目の第２のＶＴＲ８７で録画された画像（Ｓｉｄｅ７３＋Ｓｉｄｅ７４）を再生して合成回路８９に送出する。合成回路８９では、Ｏｂｊｅｃｔ７２と合成された画像（Ｓｉｄｅ７３＋Ｓｉｄｅ７４）とをさらに合成してＢｒｉｃｋ７１を生成し、第２のＶＴＲ８７で録画する。上述した特殊効果装置は、例えば下記特許文献１において開示されている。

特許文献１には、ＤＶＥ８５においては、Ｂｒｉｃｋ７１のＯｂｊｅｃｔ７２とＳｉｄｅ７３、Ｓｉｄｅ７４とを別々に生成して合成しているために、Ｏｂｊｅｃｔ７２を３次元変換したときにＳｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４を同時に追従させて３次元変換させることができないという問題があり、上述のＢｒｉｃｋ７１を１台で生成するために、Ｏｂｊｅｃｔ７２、Ｓｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４の３次元座標位置をそれぞれ個別に３回に分けて設定する必要があり、オペレータの操作が煩雑になるという問題があることが指摘されている。

また、ＤＶＥ８５では、Ｃｒｏｐ、Ｓｋｅｗ、ＸＹ−ｒａｔｅ等の特殊効果をＯｂｊｅｃｔ７２に与えた場合、Ｏｂｊｅｃｔ７２を変形させることはできるが、同時にＯｂｊｅｃｔ７２に連動させてＳｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４を変形させることはできないという問題があるとともに、Ｂｒｉｃｋ７１のＯｂｊｅｃｔ７２に応じて変形させたＳｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４をマッピングする場合、変形によつてＳｉｄｅ７３及びＳｉｄｅ７４の画像を枠一杯にマッピングできないという問題がある点が指摘されており、これらの問題点を解決するために、立体３面表示画像の各面における変換処理を同時に実行して各面を互いに連動させ、特殊効果を与える際の操作性を向上し得る特殊効果装置を実現することが提案されている。

さらに、入力ラインを介して取り込んだ第１の画像を第１の制御データに基づいて画像変換処理して目的画像を生成すると共に、入力ラインを介して取込まれた第２の画像を第２の制御データに基づいて目的画像に応じた形状に連動して画像変換処理して側面画像を生成し、目的画像と側面画像とを仮想の立体の隣接する面に貼り合わせるように合成することにより、各面の変換処理を同時に実行して多面表示画像を生成し、これにより特殊効果を与える際の操作性を向上し得る特殊効果装置を実現できることが開示されている。

特開平０９−１３９８８６号公報

撮影時から複数のテレビカメラを用いて撮影するステレオ３Ｄ映像素材の制作には多額の費用が必要なため、３Ｄ映像を提供しようとする場合でも、現実には通常の二次元映像用として撮影された２Ｄ映像素材を使用せざるを得ない場合が少なくない。

２Ｄ映像素材に対して立体感を付与するために、２チャンネルのＤＶＥ装置（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＥｆｆｅｃｔ装置：以下適宜ＤＶＥと略称する）を用いる運用が為されるが、この運用においては２Ｄ映像の遠近感しか付与できない。このため、映像特殊効果として、しばしば用いられる例えばページめくり効果等の疑似３Ｄ効果については、対応できなかった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、高性能コンピュータ等は使用せずに、従来の映像特殊効果装置のアドレス回路に対する小規模な変更のみで３Ｄページめくりを含む３Ｄ特殊効果を実現できるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置を提供することを目的とする。

本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、二次元映像の曲面を、所定の角度で所定の間隔だけ離間して繰り返し曲折された複数の短冊状平面の連続として三次元映像を生成することで、曲面の三次元効果を実現することを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、好ましくは三次元映像として表現するべき映像の曲面は、ページめくりにより生成される映像の曲面であることを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくは二次元映像の曲面を、所定の角度で所定の間隔だけ離間して繰り返し曲折された複数の短冊状平面の連続として三次元映像を生成する場合に、近視点側と遠視点側とに分割して処理した後に合成処理することを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくは複数の短冊状平面の曲折境界ごとに、アドレス生成回路の制御パラメータを切り替えることを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくはアドレス生成回路が２．５Ｄアドレス生成回路であり、制御パラメータはレジスタに格納されており、レジスタファイルの中に予め格納されている複数のレジスタの中から選択されたレジスタに対応して、２．５Ｄアドレス生成回路にアドレスを生成させることを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくはレジスタファイルが、曲折境界を示すパラメータが記憶された第一のレジスタファイルと曲折角度を示すパラメータが記憶された第二のレジスタファイルとであることを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくはオペレータからの入力指示に対応してアドレス生成回路の制御パラメータが切り替えられることを特徴とする。

また、本発明のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、さらに好ましくは短冊状平面の曲折処理に関する曲折アドレスから曲面外郭部分を判定し、抽出した曲面外郭部分に対してアンチエイリアス処理を遂行することを特徴とする。

高性能コンピュータ等は使用せずに、従来の映像特殊効果装置のアドレス回路に対する小規模な変更のみで３Ｄページめくりを含む３Ｄ特殊効果を実現できるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置を提供できる。

（ａ）はページめくりのめくれ部分を近視点側（ページ裏側）と遠視点側（ページ表側）とに分割する処理を説明する概要図であり、（ｂ）は近視点側と遠視点側とのそれぞれに対して、円筒部分（ページめくれ部分）を短冊状の複数の平面に分割することで、当該短冊状の連続した複数の平面で曲面を表現する処理を説明する概要図である。ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置が折り曲げ処理を遂行する手順概要を順次説明する図であって、（ａ）がページめくりによる平面の折り曲げ処理を説明する概要図であり、（ｂ）が曲面の表面と裏面との判定について説明する概要図であり、（ｃ）が近視点側と遠視点側とのそれぞれに対して座標変換行列を２．５Ｄアドレスパラメータへと変換し各対応するレジスタファイルへと格納する処理を説明する概要図である。２．５Ｄアドレス生成回路への適用パラメータレジスタを曲面近似用の折り曲げ境界部分で切り替えるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置の機能の一部について概要を説明する概念図である。ポリゴンを用いた従来手法によるページめくり３Ｄ映像効果付与と本実施形態によるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置によるページめくり３Ｄ映像効果付与との相違を処理項目ごとに対比して説明する図である。ｎ個の折り曲げ境界関数ｆ（ｘ）（但し、ｘ＝０乃至ｎ，ｎは任意の自然数）を適宜切り替えて適用するステレオ３Ｄ映像特殊効果装置の概要を説明する構成概念図である。曲面の平面折り曲げ近似用の平面パラメータ切替回路を備えたステレオ３Ｄ映像特殊効果装置の構成概要を説明する概念図である。一般的なＤＶＥを説明する図である。１台のＤＶＥによってＢｒｉｃｋを生成する方法の一例を説明する図である。

本実施形態では、スイッチャーが有する映像の縮小や回転等の効果をＲ／Ｌ計２台のＤＶＥを用いても従来実現できなかった、ページめくり効果等を、コンピュータグラフィックスや２台×２で計４台のＤＶＥ等を使用することなく、実現できるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置について説明する。

このステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、ポリゴンを用いた演算処理をせずに、連続的に折り曲げ処理を施すことで、例えばＲ／Ｌ計２台でリアルタイムに各々曲面を生成する。

このため、従来のように、２Ｄ映像素材に対して、ステレオＲ／Ｌに相当する２台のＤＶＥを用いてＲチャンネルとＬチャンネルとのＤＶＥポジション、回転角度をわずかに変更することにより、２Ｄ映像に対して奥行き感効果を付与する必要がない。

すなわち、このような対応においては、２Ｄ映像素材の奥行き感を付与する程度のステレオ３Ｄ効果であれば実現できるがページめくり等の特殊効果を付与することはできない。

また、処理対象となる２Ｄ映像を、三角形や凸四角形等多数の微小多角形（ポリゴン）で平面近似結合して円筒面等を生成する演算処理を行う機材（例えば、ＨＶＳ−３８ＤＶＥ３Ｄ（通称Ｆ−５２７））を用いると、機材自体が高価なためにコストが増大する。このため、イベント用途等においてはコストの観点から不向きである。

このようなポリゴンによる演算処理は、円筒面から微小多角形へ分解するため、微小多角形の境界処理や再合成時に隙間を生じないようにするための処理などに対応するため、機材には大量の演算処理回路が備えられており、このために比較的高価となる。

また、２Ｄ映像素材を一端コンピュータに取り込んでＣＧ制作手法により３Ｄ映像化する場合には、コンピュータへの取り込み処理等に比較的長い時間を要するので、ライブ運用ができず、リアルタイム映像処理に対応できない。

実施形態のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、円筒面に対して微小多角形に分割せず、平面を繰り返し所定角度で、折り曲げ処理を繰り返すことにより、３Ｄ映像の円筒面を生成する。例えば、２Ｄの円筒面に対して折り曲げ箇所をずらしながら１°折り曲げ処理を３６０回繰り返せば、３Ｄ円筒面が生成できる。

このため、従来の微小多角形の分割演算を遂行する処理に対し、定回転演算の繰り返しとして演算処理を単純化できることとなるので、結局、円筒面の平面近似演算を単純化できることとなる。また、円筒面をポリゴンに分解せず、折り曲げ処理を繰り返すだけとなるので、ポリゴンを再構成する場合の欠けやポリゴン間の離間が生じず、いわゆる隙間処理が不要となる。

より具体的には、従来のＤＶＥ効果装置が備えるアドレス発生回路の制御パラメータを折り曲げ境界毎に切り替え制御する構成とすることにより、円筒面への３Ｄ映像変形を実現でき、３Ｄページめくり効果を容易にかつ迅速に処理することが可能となる。また、折り曲げ角度を小さくするとともに折り曲げ処理を施す箇所をより緻密にする（ずらす間隔を小さくする）ことで、より精緻な３Ｄ映像表現とすることが可能となる。

このようにページめくりやロールめくり（完全な円筒形）等の疑似３Ｄ−ＤＶＥ効果のステレオ３Ｄ映像効果を容易に実現するＤＶＥ効果装置を、小規模な回路追加で実現できるので、製品開発費用を低減し製品コストを低減することができる。ポリゴン処理するようなポリゴン頂点の演算やポリゴン境界の演算が不要となり、折り曲げ境界の方程式で処理できることとなる。

図１（ａ）は、ページめくりのめくれ部分を近視点側（ページ裏側）と遠視点側（ページ表側）とに分割する処理を説明する概要図である。ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、近視点側と遠視点側とのそれぞれに対して、所定の間隔だけずらしながら所定の角度で順次折り曲げ処理を遂行した後、合成処理して３Ｄ映像を生成する。

また、図１（ｂ）は、近視点側と遠視点側とのそれぞれに対して、円筒部分（ページめくれ部分）を短冊状の複数の平面に分割することで、当該短冊状の連続した複数の平面で曲面を表現する処理を説明する概要図である。

また、図２は、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置が折り曲げ処理を遂行する手順概要を順次説明する図である。図２（ａ）はページめくりによる平面の折り曲げ処理を説明する概要図であり、図２（ｂ）は曲面の表面と裏面との判定について説明する概要図であり、図２（ｃ）は近視点側と遠視点側とのそれぞれに対して座標変換行列を２．５Ｄアドレスパラメータへと変換し各対応するレジスタファイルへと格納する処理を説明する概要図である。

図２（ａ）に示すように、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、ページめくり円筒面に対応する座標変換行列を生成して、平面の折り曲げ処理を遂行する。次に、図２（ｂ）に示すように、ページめくり曲面の近視点側と遠視点側との分離について、短冊状の各折り曲げ平面の法線ベクトルＮ_１乃至Ｎ_ｎと視線ベクトルと視線ベクトルＳ_１乃至Ｓ_ｎとの比較により判定する。

また、図２（ｃ）に示すようにステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、ＣＰＵソフトにより、近視点側と遠視点側との各座標変換行列を２．５Ｄアドレス生成用パラメータへと変換し、変換した近視点側用２．５Ｄアドレス生成用パラメータと遠視点側用２．５Ｄアドレス生成用パラメータとを、各々対応する近視点側用レジスタファイルと遠視点側用レジスタファイルとに書き込む。

図３は、２．５Ｄアドレス生成回路３１３への適用パラメータレジスタを曲面近似用の折り曲げ境界部分で切り替えるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置の機能の一部について概要を説明する概念図である。

図３において説明するように、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、近視点側用映像特殊効果処理回路３１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路３２０とを備える。近視点側用映像特殊効果処理回路３１０は、映像メモリｗｒｉｔｅ側３１１と映像メモリｒｅａｄ側３１２とを備え、外部から有線ワイヤを介して入力された２Ｄ映像入力は、一端映像メモリｗｒｉｔｅ側３１１に書き込まれ、２．５Ｄアドレス生成回路３１３で生成され指示されたアドレスに従って、映像メモリｒｅａｄ側３１２から順次読み出される。

また、レジスタファイル３１４には、予め格納された複数のレジスタ（レジスタ_１、レジスタ_２・・レジスタ_ｎ）が記憶されており、切替回路３１５からの指示に対応するレジスタを２．５Ｄアドレス生成回路３１３へと出力する。

ここで、２．５Ｄアドレス生成回路３１３へと適用するべきレジスタが異なれば、折り曲げ角度や折り曲げ境界の間隔（短冊状平面の幅）や、折り曲げ方向、ポジションが異なるものとできる。

また、レジスタファイル３１４は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式やラインバイライン方式やサイドバイサイド方式などの多用される種々の映像データ入力形式のバリエーションに対して、例えばＲ用レジスタとＬ用レジスタとを適宜切り替えることにより対応できる。

また、遠視点側用映像特殊効果処理回路３２０の構成及び処理は、近視点側用映像特殊効果処理回路３１０の構成及び処理と同一であるので、重複を避けるためここでは説明を省略する。

近視点側用映像特殊効果処理回路３１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路３２０との出力は、ＴＯＰ／ＢＯＴＴＯＭ合成回路３３０で合成処理されて、ＤＶＥ特殊効果が反映された映像としてステレオ３Ｄ映像特殊効果装置から出力される。

レジスタ_１乃至レジスタ_ｎには、映像メモリｒｅａｄ側３１２からのデータの読み出し方（例えば、斜めに読み出せば出力映像は回転して見えるものとなる）や読み出しポジションを決定する指示が含まれ、すなわち折り曲げ処理する場合の曲折角度や曲折間隔等に対応する指示が含まれる。このため、適用するレジスタを適宜選択して切り替えることで、種々の折り曲げ処理に対応できるものとなる。

また、ステレオ３Ｄ表示には、フィールドシーケンシャルやラインバイラインやサイドバイサイドの３手法が知られているが、いずれにおいてもＲまたはＬの切り替え処理が必要となるので、ＤＶＥアドレス生成回路レジスタにＲ／Ｌ切り替え機能を付加し、各表示手法に対応させてレジスタの切り替えをすることで対応できる。

図４は、ポリゴンを用いた従来手法によるページめくり３Ｄ映像効果付与と本実施形態によるステレオ３Ｄ映像特殊効果装置によるページめくり３Ｄ映像効果付与との相違を処理項目ごとに対比して説明する図である。

従来、３Ｄ曲面を直接生成することは困難であったので、多数の微小多角形に分解してポリゴンの結合（モデルリング）により演算処理して３Ｄ映像を生成していた。この場合には、３Ｄ曲面に必要な微小多角形の座標変換行列を得るため、各微小多角形の頂点座標と境界演算、分割した各微小平面間の重なり判定、アンチエイリアス（ａｎｔｉ−ａｌｉａｓｉｎｇ）など膨大な演算処理が必要となる。

実施形態で提案するステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、円筒形を微小多角形に分割することなく、平面に対して所定角度の折り曲げ処理を繰り返すことにより３Ｄ映像の円筒面を生成する。典型的には、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、折り曲げ箇所を適宜ずらしながら１°ずつ折り曲げ処理を３６０回繰り返せば、完全な円筒面を形成できることとなる。

このため、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、従来のＤＶＥ効果装置のアドレス生成回路の制御パラメータ（レジスタ）を折り曲げ境界毎に切り替え制御することで、３Ｄ円筒面への映像変換処理をする。さらに、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、アンチエイリアス処理については微小多角形毎に遂行することなく、３Ｄ円筒面を生成後の曲面画郭（ページのエッジ）に対して、一括してアンチエイリアス処理を遂行する。これにより、アンチエイリアス処理の演算負荷が大きく低減されて、演算処理工程を簡略化して高速処理が可能となる。

図４において、項番「１」項目「形状計算」に示すように、従来はポリゴンの頂点とポリゴンの境界とを全て座標計算する必要があったところ、本ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置では、短冊状平面の折り曲げ座標変換行列が折り曲げ角度の回転行列演算の繰り返し処理となるので、形状演算が極めて容易となる。

また、図４の項番「２」項目「微小多角形の隙間埋め処理」に示すように、平面の折り曲げ処理としてポリゴンの合成工程を必要としないので、本ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置では、各短冊平面の隙間が生じることはなく隙間埋め処理が不要となる。このため演算工程の簡略化と高速化が図れることとなる。

また、図４の項番「３」項目「画郭端の微小多角形の修正」についても、平面の折り曲げ処理として演算することで、不要となる。また、図４の項番「５」項目「陰面区間の消去」に示すように、分解されたポリゴン間の視点からの重複を調整して最前面を選択する必要がなく、陰面区間すなわち各面の重複については、短冊状平面の折り曲げ処理のためにこれを生じない。

また、図４の項番「８」項目「微小多角形の画郭アンチ処理」に示すように従来、微小多角形毎に曲面画郭判定を遂行して画郭部分にアンチエイリアス処理（スムーシング）を行っていたが、本ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置では、図４の項番「１１」項目「曲面外郭部分のアンチ処理」に示すように、短冊平面の折り曲げ処理による曲面アドレスから画郭部分を判定してアンチ処理を遂行するので、短冊状平面ごとのアンチ処理は不要となる。

さらに、図４の項番「９」項目「レンダリング」及び項番「１０」項目「走査線メモリ」に示すように、本ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置では、曲面の近視点側と園視点側とを各々別個に処理して合成してＤＶＥ出力するため、いずれの処理も不要となり演算量を大幅に低減させることができる。

また、図４の項番「１２乃至１４」で説明するように、本ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置では、アドレス生成回路に対する適用レジスタを切り替えることにより、ステレオ３Ｄ映像のいずれの方式にも対応できる。

図５は、ｎ個の折り曲げ境界関数ｆ（ｘ）（但し、ｘ＝０乃至ｎ）を適宜切り替えて適用するステレオ３Ｄ映像特殊効果装置の概要を説明する構成概念図である。

図５において、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、近視点側用映像特殊効果処理回路５１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路５２０とを備える。近視点側用映像特殊効果処理回路５１０は、映像メモリｗｒｉｔｅ側５１１と映像メモリｒｅａｄ側５１２とを備え、外部から有線ワイヤを介して入力された２Ｄ映像入力は、一端映像メモリｗｒｉｔｅ側５１１に書き込まれ、２．５Ｄアドレス生成回路５１３で生成され指示されたアドレスに従って、映像メモリｒｅａｄ側５１２から順次読み出される。

また、レジスタファイル５１４には、予め格納された複数のレジスタ（レジスタ_１、レジスタ_２・・レジスタ_ｎ）が記憶されており、切替回路５１５からの指示に対応するレジスタを２．５Ｄアドレス生成回路５１３へと出力する。

ここで、２．５Ｄアドレス生成回路５１３へと適用するべきレジスタが異なれば、折り曲げ角度や折り曲げ境界の間隔（短冊状平面の幅）や、折り曲げ方向、ポジションが異なるものとできる。

また、レジスタファイル５１４は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式やラインバイライン方式やサイドバイサイド方式などの多用される種々の映像データ入力形式のバリエーションに対して、例えばＲ用レジスタとＬ用レジスタとを適宜切り替えることにより対応できる。

また、遠視点側用映像特殊効果処理回路５２０の構成及び処理は、近視点側用映像特殊効果処理回路５１０の構成及び処理と同一であるので、重複を避けるためここでは説明を省略する。

近視点側用映像特殊効果処理回路５１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路５２０との出力は、ＴＯＰ／ＢＯＴＴＯＭ合成回路５３０で合成処理されて、ＤＶＥ特殊効果が反映された映像としてステレオ３Ｄ映像特殊効果装置から出力される。

レジスタ_１乃至レジスタ_ｎには、映像メモリｒｅａｄ側５１２からのデータの読み出し方（例えば、斜めに読み出せば出力映像は回転して見えるものとなる）や読み出しポジションを決定する指示が含まれ、すなわち折り曲げ処理する場合の曲折角度や曲折間隔等に対応する指示が含まれる。このため、適用するレジスタを適宜選択して切り替えることで、種々の折り曲げ処理に対応できるものとなる。

また、図６は、曲面の平面折り曲げ近似用の平面パラメータ切替回路６５０を備えたステレオ３Ｄ映像特殊効果装置６０００の構成概要を説明する概念図である。図６に示すように、曲面の平面折り曲げ近似用の平面パラメータ切替回路６５０は、折り曲げ境界線の粗分割関数回路６５１と、微小面切替判定回路６５２と、第一のレジスタファイル６１４（ａ）と、適用される細分化分割関数６５３と、第二のレジスタファイル６１４（ｂ）とを備える。

折り曲げ境界線の粗分割関数回路６５１は、オペレータから不図示のオペレータユニットを介してＣＰＵ６４１に指示された折り曲げモード（ページめくり方向や折り曲げ程度や角度等）や折り曲げポジションに対応する処理コマンドに応じて、予め回路で定義された粗分割関数による演算処理を遂行して、ページめくり曲面を粗く短冊状平面の折り曲げとする。

微小面切替判定回路６５２は、粗く短冊状平面とされた各平面の境界を判断する。これにより、その後工程において第一のレジスタファイル６１４（ａ）に格納されているさらに精細な微小平面への分割関数６５３を適用する。第一のレジスタファイル６１４（ａ）には、例えば折り曲げ境界を決定するためのパラメータが格納されている。さらに、第二のレジスタファイル６１４（ｂ）に格納されている折り曲げ角度を適宜適用する。

ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置６０００は、近視点側用映像特殊効果処理回路６１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路６２０とを備える。近視点側用映像特殊効果処理回路６１０は、映像メモリｗｒｉｔｅ側６１１と映像メモリｒｅａｄ側６１２とを備え、外部から有線ワイヤを介して入力された２Ｄ映像入力は、一端映像メモリｗｒｉｔｅ側６１１に書き込まれ、２．５Ｄアドレス生成回路６１３で生成され指示されたアドレスに従って、映像メモリｒｅａｄ側６１２から順次読み出される。

映像メモリｒｅａｄ側６１２から２．５Ｄアドレス生成回路６１３で生成され指示されたアドレスに従って順次読み出された映像データは、画郭アンチ処理部６４２において、短冊平面の折り曲げ処理による曲面アドレスから画郭部分を判定し、アンチエイリアス処理が為される。

また、第一のレジスタファイル６１４（ａ）と第二のレジスタファイル６１４（ｂ）と（以下、適宜レジスタファイル６１４と称する）には、予め格納された、各々異なる複数のレジスタ（レジスタ_１、レジスタ_２・・レジスタ_ｎ）が記憶されており、曲面の平面折り曲げ近似用の平面パラメータ切替回路６５０からの指示に対応するレジスタを２．５Ｄアドレス生成回路６１３へと出力する。

ここで、２．５Ｄアドレス生成回路６１３へと適用するべきレジスタが異なれば、折り曲げ角度や折り曲げ境界の間隔（短冊状平面の幅）や、折り曲げ方向、ポジションが異なるものとできる。

また、レジスタファイル６１４は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式やラインバイライン方式やサイドバイサイド方式などの多用される種々の映像データ入力形式のバリエーションに対して、例えばＲ用レジスタとＬ用レジスタとを適宜切り替えることにより対応できる。

また、遠視点側用映像特殊効果処理回路６２０の構成及び処理は、近視点側用映像特殊効果処理回路６１０の構成及び処理と同一であるので、重複を避けるためここでは説明を省略する。

近視点側用映像特殊効果処理回路６１０と遠視点側用映像特殊効果処理回路６２０との出力は、ＴＯＰ／ＢＯＴＴＯＭ合成回路６３０で合成処理されて、ＤＶＥ特殊効果が反映された映像としてステレオ３Ｄ映像特殊効果装置から出力される。

レジスタ_１乃至レジスタ_ｎには、映像メモリｒｅａｄ側６１２からのデータの読み出し方（例えば、斜めに読み出せば出力映像は回転して見えるものとなる）や読み出しポジションを決定する指示が含まれ、すなわち折り曲げ処理する場合の曲折角度や曲折間隔等に対応する指示が含まれる。このため、適用するレジスタを適宜選択して切り替えることで、種々の折り曲げ処理に対応できるものとなる。

上述したように、ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、円筒面を微小多角形に分割することなく、平面を繰り返し一定角度の折り曲げ処理を繰り返して生成する。すなわち、折り曲げ箇所をずらしながら角度１°の折り曲げを３６０回繰り返せば円筒面となる。

このような平面の折り曲げ表示を、従来のＤＶＥ効果装置のアドレス生成回路の制御パラメータを切り替えることで実現する。また、平面の折り曲げ境界がいかなる視点から見たとしても直線となるので、切替回路は、簡便な一次関数演算処理で実現できる。

また、２．５Ｄアドレス生成回路を用いて、制御パラメータの適用切り替え処理を実現するので、平面折り曲げ繰り返し近似により円筒面を生成できる。また、円筒面生成の複雑なモデリング演算が不要となり、回転行列変換の単純繰り返し演算処理として平面折り曲げ演算処理により、円筒面近似平面のモデリング座標変換を遂行する。

また、２．５Ｄアドレス生成回路の制御パラメータの切り替え処理については、２．５Ｄアドレス生成パラメータを円筒面近似平面毎に演算して予め複数のレジスタとしてレジスタファイルに格納しておき、円筒面近似平面折り曲げ境界に対応してレジスタ切り替えすることにより、円筒面アドレスを生成する。

さらに、円筒面近似平面のモデリング座標変換については、円筒面近似用平面に入力映像をマッピング処理するための座標変換演算で、所要円筒面にあわせて回転座標変換の繰り返し処理を行う。

実施形態で説明したステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、単面、ページターン、ロールターン、ジッパー、クオドラント効果に特に有効である。また、実施形態で提案した方法は、折り曲げ境界の工夫により、平面から球面への変形効果の拡張が期待できる。

また、ステレオ３ＤのＲ／Ｌ画像をフィールドシーケンシャル、ラインバイライン、サイドバイサイド方式で処理する場合には、Ｒ／Ｌ制御パラメータを各々レジスタファイルに格納しておき、Ｒ／Ｌ用に適用するレジスタファイルを切り替えることで、１ｃｈのＤＶＥでステレオ３Ｄ対応が可能となる。

また、平面の折り曲げ表示用の２．５Ｄアドレスジェネパラメータを算出してレジスタファイルに格納しておく。平面折り曲げ境界線方程式に従い、折り曲げ平面に該当する２．５Ｄアドレスジェネパラメータのレジスタファイル切り替えをして、平面で円筒面近似表示を行う。

円筒面の近視点面と遠視点面とは別々に処理を行い、エフェクトメモリの画郭アドレスを判定して、画郭アンチ処理を行った後、映像合成して出力する。

上述したステレオ３Ｄ映像特殊効果装置は、実施形態での説明に限定されることはなく、自明な範囲でその構成や動作・処理を変更することができる。

本発明は、ステレオ３Ｄ映像編集やライブ映像切り替え用途における、放送業界やマルティメディア業界やアーカイブマーケット等において広く応用展開し利用できる。

６１０・・近視点側用映像特殊効果処理回路、６１１・・映像メモリｗｒｉｔｅ側、６１２・・映像メモリｒｅａｄ側、６１３・・２．５Ｄアドレス生成回路、６１４・・レジスタファイル、６２０・・遠視点側用映像特殊効果処理回路、６３０・・ＴＯＰ／ＢＯＴＴＯＭ合成回路、６４１・・ＣＰＵ、６４２・・画郭アンチ処理部、６５０・・曲面の平面折り曲げ近似用の平面パラメータ切替回路、６５１・・折り曲げ境界線の粗分割関数回路、６５２・・微小面切替判定回路、６５３・・精細な微小平面への分割関数、６０００・・ステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。

Claims

二次元映像の曲面を、所定の角度で所定の間隔だけ離間して繰り返し曲折された複数の短冊状平面の連続として三次元映像を生成することで、前記曲面の三次元効果を実現する
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項１に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
三次元映像として表現するべき映像の前記曲面は、ページめくりにより生成される映像の曲面である
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
二次元映像の曲面を、所定の角度で所定の間隔だけ離間して繰り返し曲折された複数の短冊状平面の連続として三次元映像を生成する場合に、
近視点側と遠視点側とに分割して処理した後に合成処理する
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
前記複数の短冊状平面の曲折境界ごとに、アドレス生成回路の制御パラメータを切り替える
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項４に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
前記アドレス生成回路は２．５Ｄアドレス生成回路であり、
前記制御パラメータはレジスタに格納されており、
レジスタファイルの中に予め格納されている複数の前記レジスタの中から選択されたレジスタに対応して、前記２．５Ｄアドレス生成回路にアドレスを生成させる
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項５に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
前記レジスタファイルは、曲折境界を示すパラメータが記憶された第一のレジスタファイルと曲折角度を示すパラメータが記憶された第二のレジスタファイルとである
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
オペレータからの入力指示に対応して前記アドレス生成回路の制御パラメータが切り替えられる
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のステレオ３Ｄ映像特殊効果装置において、
前記短冊状平面の曲折処理に関する曲折アドレスから曲面外郭部分を判定し、抽出した前記曲面外郭部分に対してアンチエイリアス処理を遂行する
ことを特徴とするステレオ３Ｄ映像特殊効果装置。