JP2014135714A - 立体映像信号処理装置及び立体映像撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体撮像装置において、レンズを望遠で使用すると視差を快適な範囲に収めることが困難になるという課題がある。
【解決手段】立体撮像装置は、左眼映像と右眼映像とから構成される立体映像を、生成するためのものである。本立体撮像装置は、視差変換部を備えている。視差変換部は、水平画角情報と基準面距離情報と二眼間隔情報とに基づいて、所定位置の被写体の第１視差量を設定する。視差変換部は、第１視差量と、所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定する。視差変換部は、視差係数に基づいて、立体映像の視差量を第２視差量以下に設定する。
【選択図】図１

Description

本開示は、左眼映像と右眼映像からなる立体映像の視差量を、変更する立体映像信号処理装置に関するものである。また、本開示は、左眼用の撮像部及び右眼用の撮像部を用いて立体映像を撮像し、その立体映像の視差量を変更する立体映像撮像装置に関するものである。

近年、左眼映像及び右眼映像を独立的に同期撮影することによって、立体映像（３Ｄ映像）の撮像装置に、注目が集まっている。表示デバイスの表示方法及び視聴方法には、様々な方式が提案されている。これらの方法は、左右の視差から立体感を、視聴者に感じさせるという基本原理に、基づいている。視差とは、左眼映像及び右眼映像に写っている同じ物体における、表示位置のずれに対応している。また、このずれの大きさは、視差量と呼ばれている。

従来の立体撮像装置においては、２つの撮像部の光軸が交差する角度、すなわち輻輳角を、制御することが多い。特許文献１には、左撮影光学系及び右撮影光学系を制御して立体映像を撮像する装置が、示されている。特許文献１では、例えば、２台のカメラの輻輳角及び基線長（二眼間隔）を制御することによって、立体映像が撮像されている。
このような従来の立体映像撮像装置で撮像した立体映像を見る際、過度な視差量が問題になる。例えば、視差量が大き過ぎる場合、人間の脳で立体融像できず、不快に感じるという問題がある。そこで、立体映像を撮影する際には、輻輳角、画角、及び被写体距離などを変更することによって、視差量の調整を行っている。

例えば、従来の立体映像撮像装置では、ズーム変更時に撮像中の画角が変わった場合に、視差量が大きく変動するのを防止するために、ズームに連動して輻輳角及び二眼間隔を変更している。

特開２００３−１０７６０１号公報

上述したように、立体映像に大きな視差量が発生する場合、視聴者は、この立体映像を不快な映像として認識する。このため、従来の立体映像撮像装置では、輻輳角及び画角などを調節して、視差量を適正な範囲に収めていた。しかし、この調節方法の場合、例えば、画角が小さい場合、例えばズームレンズが望遠側で使用された場合、被写体が僅かに奥行方向に移動しただけで、大きな視差量が生じしまうという課題があった。すなわち、視差量を適正な範囲に収めることが困難であるいう課題がある。

以下では、例えば、レンズが望遠側で使用された場合を一例として、なぜ視差量が大きくなってしまうのかについて、その原理を説明する。
３Ｄコンソーシアム発行の「人に優しい３Ｄ普及のための３ＤＣ安全ガイドライン」２０１０年４月２０日改訂版には、両眼視差を利用した立体映像に関して、映像制作者のためのガイドラインが、記載されている。このガイドラインによると、アスペクト比が１６：９であるハイビジョンテレビを、画面高さの３倍の距離で視聴することを想定した場合、快適な視差範囲は、画面幅の２．９％以下であると、示されている。すなわち、飛び出し映像の視差量が、画面幅の２．９％以下であり、且つ奥行き映像の視差量が、画面幅の２．９％以下である必要がある。

図４は、飛び出し映像の視差量の説明図である。図４において、３０１、３０２はズームレンズを有するカメラである。３０３は、カメラ３０１の光軸とカメラ３０２の光軸とが交差する位置に形成される基準面である。ａは、快適視差範囲の最近点距離である。ｃは、基準面距離である。ｄは、カメラ３０１とカメラ３０２との間隔（以下、二眼間隔又は基線長と記す。二眼間隔情報の一例）である。ωは、カメラ３０１及びカメラ３０２の水平画角（水平画角情報の一例）である。ここで、２台のカメラ３０１、３０２を用いて最近点の物体３０４（以下、被写体と記す）が撮像された場合、カメラ３０１，３０２及び被写体３０４を結ぶ直線は、基準面３０３上において、２点３０５，３０６で交わる。この２点間距離ｅが、立体映像の視差量である。水平画角ωで被写体３０４を撮像している場合、基準面３０３上の距離ｆが、映像表示の際の画面幅に対応する。

このことから、飛び出し映像の視差量ｅを、画面幅ｆの２．９％にするということは、ｅ÷ｆを２．９％にすることに対応する。すなわち、この関係は、次のように示される。

ここで、基準面距離ｃが、二眼間隔ｄに比べ非常に大きいと仮定すると、距離ｆは、次のように示される。

また、２つの相似三角形の関係から、

となるため、視差量ｅは、次のように示される。

となる。
従って、（式１）、（式２）、（式４）に基づいて、次の関係式（式５）が、導き出される。

すなわち、最近点距離ａは、次のように表される。

具体的には、最近点距離ａは、基準面距離ｃ、二眼カメラの間隔ｄ、及び水平画角ωに基づいて、求められる。
次に、図５は奥行き映像の視差量を説明するための図である。図５において、３０１、３０２は、図４と同様に、ズームレンズを有するカメラである。３０３は、カメラ３０１の光軸とカメラ３０２の光軸が交差する位置に形成される基準面である。ｃは、基準面距離である。ｄは、二眼間隔である。ωは、二眼カメラレンズの水平画角である。また、ｂは、快適視差範囲の最遠点距離である。ここで、２台のカメラ３０１、３０２を用いて最遠点の物体４０１（以下、被写体と記す）が撮像された場合、カメラ３０１，３０２及び被写体４０１を結ぶ直線は、基準面３０３上において、２点４０２，４０３で交わる。この２点間距離ｇが、立体映像の視差量となる。水平画角ωで被写体４０１撮像している場合、基準面３０３上の距離ｆが、映像表示の際の画面幅に対応する。

このことから、奥行き映像の視差量ｇを画面幅ｆの２．９％にするということはｇ÷ｆを２．９％に対応する。すなわち、この関係は、次のように示される。

ここで、基準面距離ｃが、二眼間隔ｄに比べ非常に大きいと仮定すると、図４のときと同様に、距離ｆは、次のように示される。

また、２つの相似三角形の関係から、

となるため、視差量ｇは、次のように示される。

従って、（式７）、（式２）、（式９）に基づいて、次の関係式（式１０）が、導き出される。

すなわち、最遠点距離ｂは、次のように表される。

具体的には、最遠点距離ｂは、基準面距離ｃ、二眼カメラ間隔ｄ、及び水平画角ωに基づいて、求められる。
ここで、（式６）及び（式１１）において、水平画角ωが小さくなった場合（ズームレンズを望遠側にした場合）、ａの値は大きくなり、ｂの値は小さくなる。例えば、ｃ＝７．００ｍ、ｄ＝０．０６５ｍである場合に、ωが１２°から２°に変更された場合、ω＝１２°の場合は、ａ＝４．２ｍ、ｂ＝２０．４ｍであり、ω＝２°の場合は、ａ＝６．３ｍ、ｂ＝７．９ｍである。すなわち、ωが小さくなると、ａの値が大きくなり、ｂの値が小さくなる。

より具体的には、ωが１２°（ωが大きい場合）には、快適な視差を実現するための被写体の距離範囲（以下、快適視差範囲と記す）が、４．２ｍから２０．４ｍまでの範囲を、有している。一方で、ωが２°（ωが小さい場合；レンズが望遠に設定された場合）には、快適視差範囲が、６．３ｍから７．９ｍまでの範囲を、有している。すなわち、ωが小さくなると、快適視差範囲が狭くなる。

水平画角ωがさらに小さく設定された場合、快適視差範囲もさらに狭くなる。快適視差範囲が狭くなるということは、僅かな距離の変化によって、大きな視差が発生することを意味する。すなわち、実際の立体撮像の際に、過度な視差が発生しやすくなることになる。例えば、基準面が目標被写体に設定され、視差範囲が快適視差範囲に設定されていても、目標被写体の背後の風景や、目標被写体の手前に位置する別の物体等が、快適視差範囲を超えてしまうおそれがある。

すなわち、従来技術では、例えばレンズを望遠側で使用した場合、視差量を適正な範囲に収めることが困難であった。本開示は、このような課題に鑑みてなされたもので、本開示の目的は、立体映像の視差が快適視差範囲を超えないように、立体映像の視差を制御するように構成された立体撮像装置及び立体映像信号処理装置を、提供することにある。

ここに開示される立体映像信号処理装置は、左眼映像と右眼映像とから構成される立体映像を、生成するためのものである。本立体映像信号処理装置は、視差変換部を備えている。視差変換部は、水平画角情報と基準面距離情報と二眼間隔情報とに基づいて、所定位置の被写体の第１視差量を設定する。視差変換部は、第１視差量と、所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定する。、視差変換部は、視差係数に基づいて、立体映像の視差量を第２視差量以下に設定する。

ここに開示される立体映像撮像装置は、左眼映像撮像部と、右眼映像撮像部と、画角制御部と、輻輳角制御部と、基線長制御部と、視差変換部とを、備えている。左眼映像撮像部は、ズームレンズを有し、左眼映像を撮像する。右眼映像撮像部は、ズームレンズを有し、右眼映像を撮像する。画角制御部は、左眼映像撮像部のズームレンズの画角と右眼映像撮像部のズームレンズの画角とを制御し、水平画角情報を出力する。輻輳角制御部は、左眼映像撮像部の輻輳角と右眼映像撮像部の輻輳角とを制御し、輻輳角情報を出力する。基線長制御部は、左眼映像撮像部と右眼映像撮像部との間の基線長を制御し、二眼間隔情報を出力する。視差変換部は、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報とに基づいて、左眼映像と右眼映像から構成される立体映像の視差量を、変更する。
視差変換部は、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報とに基づいて、所定位置の被写体の第１視差量を設定する。視差変換部は、第１視差量と、所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定する。視差変換部は、視差係数に基づいて、立体映像の視差量を第２視差量以下に設定する。

ここに開示される立体映像撮像装置は、左眼映像撮像部と、右眼映像撮像部と、画角制御部と、輻輳角制御部と、視差変換部とを、備えている。左眼映像撮像部は、ズームレンズを有し、左眼映像を撮像する。右眼映像撮像部は、ズームレンズを有し、右眼映像を撮像する。画角制御部は、左眼映像撮像部のズームレンズの画角と、右眼映像撮像部のズームレンズの画角とを、制御し、水平画角情報を出力する。
輻輳角制御部は、左眼映像撮像部と右眼映像撮像部の輻輳角を制御し、輻輳角情報を出力する。視差変換部は、左眼映像撮像部と右眼映像撮像部との間の基線長が固定された状態で、固定された基線長を含む二眼間隔情報と、水平画角情報と、輻輳角情報とに基づいて、左眼映像と右眼映像から構成される立体映像の視差量を、変更する。

視差変換部は、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報とに基づいて、所定位置の被写体の第１視差量を設定する。視差変換部は、第１視差量と、所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定する。視差変換部は、視差係数に基づいて、立体映像の視差量を第２視差量以下に設定する。

ここに開示された立体撮像装置及び立体映像信号処理装置では、快適視差範囲を超えないように立体映像の視差を制御することによって、良好な立体映像を提供することができる。例えば、画角が小さい立体映像が立体映像信号処理装置に入力されたり、立体映像撮像装置におけるズームレンズの操作によって画角が小さく設定されたりしても、本開示では、立体映像の視差が、快適視差範囲内に設定することができる。すなわち、本開示では、快適視聴が可能な立体映像を、提供することができる。

実施の形態１における立体映像信号処理装置の構成を示すブロック図 実施の形態２における立体映像撮像装置の構成を示すブロック図 実施の形態３における立体映像撮像装置の構成を示すブロック図 飛び出し映像の視差の説明図 奥行き映像の視差の説明図

以下、実施の形態における立体映像信号処理装置及び立体映像撮像装置を図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
（１．立体映像信号処理装置の構成）
図１は、実施の形態１における立体映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０６は、視差変換部である。視差変換部１０６は、左眼映像信号と、右眼映像信号と、水平画角ω（度）と、基準面距離ｃ（ｍ）と、二眼間隔ｄ（ｍ）と、距離・視差量情報とに基づいて、演算処理を実行し、演算処理後の左眼映像及び右眼映像それぞれを、左眼映像出力端子１０７及び右眼映像出力端子１０８に、出力する。

左眼映像信号は、左眼映像入力端子１０１から視差変換部１０６に入力される。右眼映像信号は、右眼映像入力端子１０２から視差変換部１０６に入力される。左眼映像入力端子１０１から視差変換部１０６に入力される左眼映像信号、及び右眼映像入力端子１０２から視差変換部１０６に入力される右眼映像信号は、例えば、水平有効１９２０画素、垂直有効１０８０画素の１６：９アスペクト映像信号である。

水平画角ω（度）は、水平画角入力端子１０３から視差変換部１０６に入力される。基準面距離ｃ（ｍ）は、基準面距離入力端子１０４から視差変換部１０６に入力される。二眼間隔ｄ（ｍ）は、二眼間隔入力端子１０５から視差変換部１０６に入力される。二眼間隔ｄ（ｍ）は、二眼間隔情報の一例である。距離・視差量情報は、設定端子１０９から視差変換部１０６に入力される。この距離・視差量情報によって、所定距離における視差量が、設定される。

（２．立体映像信号処理装置の動作）
ここでは、上記した構成を有する立体映像信号処理装置の動作を、説明する。まず、距離情報及び視差量情報が、設定端子１０９から視差変換部１０６に入力される。例えば、距離３０ｍ及び視差量２％が、入力される。これは、距離３０ｍの被写体の奥行側視差量（許容視差量の一例）を画面幅の２％に設定する条件である。この条件は、一般的な室内撮影などにおいて、カメラから最も離れた被写体（以下、最遠被写体と記す）までの距離が、３０ｍであり、最遠被写体の奥行側視差量が２％であることを、想定している。この場合、基準面距離ｃは３０ｍより小さい値が、設定される。

ここで、距離３０ｍに位置する被写体の視差量ｘ（第１視差量の一例）は、次式で求められる。なお、ここでは、視差量ｘは、画面幅に対する視差の割合で定義されている。

また、最遠被写体に許容する視差量（許容視差量、奥行側視差量；第２視差量の一例）を２％に設定するための視差係数Ｑ（Ｑは正の実数）は、次式で求められる。

次に、この視差係数Ｑを用いて、視差変換部１０６は、視差変換演算を実行する。視差変換部１０６は、左眼映像入力端子１０１及び右眼映像入力端子１０２から受け取った左眼映像信号と右眼映像信号とに基づいて、輪郭部を抽出する。輪郭部の抽出には、様々な手法が存在する。本実施の形態では、例えば、視差変換部１０６は、水平方向の同一ライン上において、輝度変化を走査することによって、輪郭部を判定している。より具体的には、視差変換部１０６は、１０ビット１０２４階調の中で、１６階調以上の輝度変化が存在する部分を、輪郭部と判定している。

視差変換部１０６は、まず、左眼映像の輪郭部を検出し、次に、左眼映像の輪郭部に対応した右眼映像の輪郭部を、検出する。右眼映像の輪郭部は、次のように検出される。左眼映像から抽出した輪郭部と同一の走査線上に存在する右眼映像において、検出された左眼映像の輪郭部に対応する位置を基準として、水平方向に１２８画素の範囲内で、右眼映像の輪郭部が検出される。具体的には、右眼映像の輝度の変化（ex. 増加・減少）が、左眼映像と同じパターンを示す部分が、右眼映像の輪郭部として、検出される。

右眼映像の輪郭部は、輝度レベルの変化パターンが左眼映像の輪郭部と一致するか否か、及び輝度変化の階調数が左眼映像の輪郭部と一致するか否かによって、判定している。
例えば、右眼映像を画面の左から右へと走査した場合の輝度レベルの増加パターン、及びこの場合の輝度レベルの減少パターンが、左眼映像の輝度レベルの増加パターン及び減少パターンと一致した場合に、変化パターンが一致した部分が、左眼映像の輪郭部に対応する右眼映像の輪郭部であると、判定される。また、右眼映像の輝度変化の階調数が、左眼映像の輝度変化の階調数の±３０％以内である場合に、この範囲に含まれる部分が、左眼映像の輪郭部に対応する右眼映像の輪郭部であると、判定される。

このようにして、視差変換部１０６は、左眼映像の輪郭部と右眼映像の輪郭部とを検出すると、これら２つの輪郭部における水平方向のずれ量（視差量に対応）、例えば画素数を、算出する。
続いて、視差変換部１０６は、このずれ量が１／Ｑになるように、右眼映像の輪郭部を局部的に水平方向に移動する。例えば、ある水平画角、ある両眼間隔、及びある基準面距離が設定されている状態において、距離３０ｍの被写体視差量ｘが４％である場合に、奥行側視差量（許容視差量）を２％に設定すると、視差係数Ｑは２となる。この場合、視差変換部１０６は、左眼映像の輪郭部及び右眼映像の輪郭部の間の視差量（第３視差量の一例）を、全体的に１／２（＝１／Ｑ）に変換する。言い換えると、視差変換部１０６は、左眼映像の輪郭部及び右眼映像の輪郭部の間の視差量が、全体的に１／２になるように、右眼映像の画像を局所的にシフトする。例えば、ある輪郭部が、６０画素（画面幅の約３．１％）の視差量を持っていた場合、この輪郭部は、３０画素（画面幅の約１．６％）の視差量に変換される。

（３．まとめ）
実施の形態１に係る立体映像信号処理装置では、所定距離の被写体の視差量の許容値を、入力設定することにより、視差係数Ｑが求められる。そして、左眼映像と右眼映像との間の視差量を全体的に１／Ｑにすることによって、視差量を許容視差量以下に制限することができる。すなわち、良好な視差を有する立体映像を、生成することができる。

また、実施の形態１に係る立体映像信号処理装置では、左眼映像と右眼映像との間の視差量を、部分的に許容視差量以下に制限するのではなく、基準面の視差量を維持した状態で、全体的に許容視差量以下に制限することができる。すなわち、実施形態１に係る立体映像信号処理装置では、基準面における被写体の視差量がゼロという状態を維持しながら、全体的に許容視差量以下に制限することができる。これにより、視差量の調整によって発生し得る映像のアンバランスを、防止することができる。

（実施の形態２）
（１．立体映像撮像装置の構成）
図２は、実施の形態２における立体映像撮像装置の構成を示すブロック図である。図２において、２０１は、右眼映像撮像部である。２０４は、左眼映像撮像部である。２０２及び２０５は、ズームレンズである。２０３，２０６は、撮像処理部である。２０７は、操作部である。２０８は、画角制御部である。２０９は、輻輳角制御部である。２１０は、基線長制御部である。２１１は、視差変換部である。

右眼映像撮像部２０１及び左眼映像撮像部２０４は、光入力に対してズームレンズ２０２，２０５を介して撮像し、水平有効画素が１９２０画素であり、且つ垂直有効画素が１０８０画素である１６：９アスペクト映像信号を、出力する。
操作部２０７には、ズームレンズの画角と、二眼立体映像の輻輳角（輻輳角情報の一例）と、二眼立体映像の基線長（二眼間隔）と、制限する視差量の上限値（許容視差量）とが、入力される。これらの入力に基づいて、画角制御部２０８は、ズームレンズ２０２，２０５の画角を、制御する。また、画角制御部２０８は、水平画角情報を、視差変換部２１１に出力する。

輻輳角制御部２０９は、右眼映像撮像部２０１の光軸と、左眼映像撮像部２０４の光軸とがなす輻輳角を、変更する。また、輻輳角制御部２０９は、輻輳角情報を視差変換部２１１に出力する。
基線長制御部２１０は、右眼映像撮像部２０１の基線長及び左眼映像撮像部２０４の基線長を、変更する。また、基線長制御部２１０は、基線長に対応する情報、すなわち二眼間隔情報を、視差変換部２１１に出力している。

（２．立体映像撮像装置の動作）
ここでは、上記した構成を有する立体映像信号処理装置の動作を、説明する。
画角制御部２０８は、操作部２０７における入力に応じて、ズームレンズ２０２，２０５の画角を制御する。例えば、画角制御部２０８は、左眼撮像部映像の画角及び右眼撮像部映像の画角が同じになるように、ズームレンズ２０２，２０５を制御する。また、画角制御部２０８は、水平画角情報を、視差変換部２１１に出力する。

輻輳角制御部２０９は、操作部２０７の入力に応じて、右眼映像撮像部２０１の撮像光軸及び左眼映像撮像部２０４の撮像光軸を、変更する。これにより、輻輳角が変化する。このように、操作部２０７の入力に基づいて、輻輳角が変更される。輻輳角情報は、輻輳角度を含んでおり、視差変換部２１１に出力される。
基線長制御部２１０は、操作部２０７の入力に応じて、右眼映像撮像部２０１の基線長及び左眼映像撮像部２０４の基線長を、変更する。例えば、基線長制御部２１０は、右眼映像撮像部２０１の基線長と左眼映像撮像部２０４の基線長を、例えば、６０ｍｍから１２０ｍｍの範囲で、変更する。このように、操作部２０７の入力に基づいて、基線長が変更される。また、基線長制御部２１０は、二眼間隔情報（基線長に対応する情報）を、視差変換部２１１に出力する。

操作部２０７には、距離・視差量情報が入力される。例えば、距離３０ｍと視差量２％という情報が、操作部２０７に入力されると、距離３０ｍの被写体の奥行側視差量（許容視差量）が、画面幅の２％に設定される。この条件に基づいて、視差変換部２１１は、視差係数Ｒ（Ｒは正の実数）を計算する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と区別するために、視差係数を「Ｒ」で表す。実施の形態２の視差係数Ｒは、実施の形態１の視差係数Ｑと同様に、（式１３）によって算出される。

視差変換部２１１は、実施の形態１で説明した視差変換部１０６と同様に動作するため、ここでは詳細な説明は省略する。すなわち、ここで省略した説明については、実施の形態１の説明に準ずる。なお、視差変換部２１１は、入力された左眼映像信号の輪郭部と右眼映像信号の輪郭部との間の視差量（第３視差量の一例）を、１／Ｒ倍に変換して、出力する。

（まとめ）
実施の形態２に係る立体映像撮像装置では、所定距離の被写体の視差量の許容値を、入力設定することにより、視差係数Ｒが求められる。そして、左眼映像と右眼映像との間の視差量を、全体的に１／Ｒにすることによって、視差量を許容視差量以下に制限することができる。すなわち、良好な視差を有する立体映像を、生成することができる。

また、実施の形態２に係る立体映像撮像装置では、左眼映像と右眼映像との間の視差量を、部分的に許容視差量以下に制限するのではなく、基準面の視差量を維持した状態で、全体的に許容視差量以下に制限することができる。すなわち、実施形態２に係る立体映像信号処理装置では、基準面における被写体の視差量がゼロという状態を維持しながら、全体的に許容視差量以下に制限することができる。これにより、視差量の調整によって発生し得る映像のアンバランスを、防止することができる。

（実施の形態３）
（１．立体映像撮像装置の構成）
図３は、実施の形態３における立体映像撮像装置の構成を示すブロック図である。図３において、２０１は右眼映像撮像部である。２０４は、左眼映像撮像部である。２０２，２０５は、ズームレンズである。２０３，２０６は、撮像処理部である。２１２は、操作部である。２０８は、画角制御部である。２０９は、輻輳角制御部である。２１３は、視差変換部である。

右眼映像撮像部２０１及び左眼映像撮像部２０４は、光入力に対してズームレンズ２０２，２０５を介して撮像し、水平有効画素が１９２０画素であり、且つ垂直有効画素が１０８０画素である１６：９アスペクト映像信号を、出力する。
操作部２１２には、ズームレンズの画角と、二眼立体映像の輻輳角と、所定距離と、制限する視差量の上限値（許容視差量）とが、入力される。これらの入力に基づいて、画角制御部２０８は、ズームレンズ２０２，２０５の画角を、制御する。また、画角制御部２０８は、水平画角情報を、視差変換部２１１に出力する。

輻輳角制御部２０９は、右眼映像撮像部２０１の光軸と、左眼映像撮像部２０４の光軸とがなす輻輳角（輻輳角情報の一例）を、変更する。また、輻輳角制御部２０９は、輻輳角情報を視差変換部２１１に出力する。
なお、本実施の形態３では、基線長（二眼間隔情報の一例）は固定である。例えば、二眼間隔は、６０ｍｍに設定されている。

（２．立体映像撮像装置の動作）
ここでは、上記した構成を有する立体映像信号処理装置の動作を、説明する。
画角制御部２０８は、操作部２０７の入力に応じて、ズームレンズ２０２，２０５の画角を、制御する。例えば、画角制御部２０８は、左眼撮像部映像の画角及び右眼撮像部映像の画角が同じになるように、ズームレンズ２０２，２０５を制御する。また、画角制御部２０８は、水平画角情報を、視差変換部２１１に出力する。例えば、画角制御部２０９は、左眼撮像部映像の画角及び右眼撮像部映像の画角が同じになるように、ズームレンズ２０２，２０５を制御する。また、画角制御部２０８は、水平画角情報を視差変換部２１１に出力する。

輻輳角制御部２０９は、操作部２１２の入力に応じて、右眼映像撮像部２０１の撮像光軸及び左眼映像撮像部２０４の撮像光軸を、変更する。これにより、輻輳角が変化する。このように、操作部２０７の入力に基づいて、輻輳角が変更される。この輻輳角情報は、輻輳角度を含んでおり、視差変換部２１３に出力される。
操作部２１２には、距離・視差量情報が入力される。例えば、距離３０ｍと視差量２％という情報が、操作部２０７に入力されると、距離３０ｍの被写体の奥行側視差量（許容視差量）が画面幅の２％に設定される。この条件に基づいて、視差変換部２１３は、視差係数Ｓ（Ｓは正の実数）を計算する。なお、実施の形態３では、実施の形態１及び実施の形態２と区別するために、視差係数を「Ｓ」で表す。実施の形態３の視差係数Ｓは、実施の形態１の視差係数Ｑと同様に、（式１３）によって算出される。

視差変換部２１３は、実施の形態１で説明した視差変換部１０６と同様に動作するため、ここでは詳細な説明は省略する。すなわち、ここで省略した説明については、実施の形態１の説明に準ずる。なお、視差変換部２１３は、入力された左眼映像信号の輪郭部と右眼映像信号の輪郭部との間の視差量（第３視差量の一例）を、１／Ｓ倍に変換して、出力する。

（まとめ）
実施の形態３に係る立体映像撮像装置は、所定距離の被写体の視差量の許容値を、入力設定することにより、視差係数Ｓが求められる。そして、左眼映像と右眼映像との間の視差量を、全体的に１／Ｒにすることによって、視差量を許容視差量以下に制限することができる。すなわち、良好な視差を有する立体映像を、生成することができる。

また、実施の形態３に係る立体映像撮像装置では、左眼映像と右眼映像との間の視差量を、部分的に許容視差量以下に制限するのではなく、基準面の視差量を維持した状態で、全体的に許容視差量以下に制限することができる。すなわち、実施形態３に係る立体映像信号処理装置では、基準面における被写体の視差量がゼロという状態を維持しながら、全体的に許容視差量以下に制限することができる。これにより、視差量の調整によって発生し得る映像のアンバランスを、防止することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
以下では、本開示の他の実施の形態の一例を、まとめて説明する。なお、上述したように、本開示は、これらに限定されるものではなく、適宜修正された実施の形態に対しても適用可能である。

（Ａ）実施の形態１では、図１に示した立体映像信号処理装置において、設定端子１０９において距離情報及び視差量情報を入力することによって、所定距離での許容視差量（最大視差量）が指定される場合の例を示したが、設定端子１０９における入力を実行せず、予め設定しておいた所定距離での許容視差量を用いて、視差係数Ｑを求めてもよい。例えば、無限遠物体の許容視差量を用いて、視差係数Ｑを求めてもよい。

（Ｂ）実施の形態２では、図２に示した立体映像撮像装置において、操作部２０７において距離情報と視差量情報を入力することによって、所定距離での許容視差量を指定する場合の例を示したが、操作部２０７における入力を実行せず、予め設定しておいた所定距離での許容視差量を用いて、視差係数Ｒを求めてもよい。例えば、無限遠物体の許容視差量を用いて、視差係数Ｒを求めてもよい。

（Ｃ）実施の形態３では、図３に示した立体映像撮像装置において、操作部２１２において距離情報と視差量情報を入力することによって、所定距離での許容視差量を指定する場合の例を示したが、操作部２１２における入力を実行せず、予め設定しておいた所定距離での許容視差量を用いて、視差係数Ｓを求めてもよい。例えば、無限遠物体の許容視差量を用いて、視差係数Ｓを求めてもよい。

上述のように、無限遠物体の許容視差量を用いて、視差係数Ｑ，Ｒ，Ｓを求めることにより、被写体距離を考慮することなく、視差量を許容視差量以下に制限できる。例えば、室内撮影及び／又は背後に壁面がある場合の撮影などのように、最遠物体（最遠被写体）の距離が明確な場合は、所定距離における許容視差量を、指定することができる。しかしながら、このような場合であっても、窓の外の景色が写り込んだり、空中の雲が写り込んだりするような場合は、最遠物体の距離が不明確であったり、最遠物体の距離が測定できないおそれがある。この場合、許容視差量を設定するための所定距離を、指定することが困難である。しかし、無限遠において許容視差量を指定することによって、最遠物体の距離の測定及び／又は計算が不要となる。

（Ｄ）実施の形態１〜３では、輪郭部を抽出するために、水平方向の同一ライン上で輝度変化を走査することによって、輪郭部を判定した。これに代えて、水平・垂直の２次元の情報、及び／又はＲＧＢの信号を用いて、判定を行なってもよい。
（Ｅ）実施の形態１〜３では、輪郭部の視差量の算出を、水平走査方向の同一ライン上で行なう場合の例を示したが、垂直方向の所定の範囲に含まれる、複数の水平方向の同一ライン上で、輝度変化を走査するようにしてもよい。例えば、走査範囲を、前記実施の形態の走査ラインに隣接した上下ラインにまで拡張して、水平方向のずれを算出してもよい。この場合、二眼映像の同一輪郭部のパターンが、水平方向だけでなく、画面の垂直方向にずれていても、正しく視差量を測定することができる。

（Ｆ）また、実施の形態１〜３では、水平方向の同一ライン上において、左眼映像の輪郭部と右眼映像の輪郭部との間の視差量（ずれ量）を、画素数に基づいて、算出した。これに代えて、水平・垂直の２次元の情報、及び／又はＲＧＢの信号を用いて、視差量を算出してもよい。
（Ｇ）実施の形態１〜３では、水平画角情報に含まれる水平画角ωの値を、視差変換部に入力する場合の例を示した。これに代えて、水平画角に換算可能な値を、水平画角情報として、視差変換部に入力してもよい。水平が角に換算可能な値には、例えば、ズームレンズの焦点距離、及び／又はズームレンズの変倍レンズの位置を示す値等が、含まれる。

（Ｈ）実施の形態１〜３の内容は、次のように表現することもできる。
（Ｈ−１）本開示の立体映像信号処理装置は、左眼映像と右眼映像とから立体映像を生成する立体映像信号処理装置において、前記立体映像の撮影時の水平画角情報と基準面距離情報と二眼間隔情報とから前記立体映像の視差量を変更する視差変換部を備える。前記視差変換部では、水平画角情報と基準面距離情報と二眼間隔情報から求まる所定距離における被写体の視差量の画面幅割合を求める。前記視差変換部では、画面幅割合と予め定められた視差量の設定値との比である視差係数Ｑ（Ｑは正の実数）を求める。前記視差変換部では、入力された左眼映像と右眼映像から輪郭部を検出し、検出した輪郭部の視差量が１／Ｑ倍になるよう視差量変換して左眼映像と右眼映像とを出力している。

（Ｈ−２）本開示の立体映像信号処理装置は、前記予め定められた視差量の設定値は、無限遠に相当する被写体の視差量とする。
（Ｈ−３）本開示の立体映像撮像装置は、ズームレンズを有し左眼映像を撮像する左眼映像撮像部と、ズームレンズを有し右眼映像を撮像する右眼映像撮像部と、前記左眼映像撮像部のズームレンズと前記右眼映像撮像部のズームレンズの画角を制御し水平画角情報を出力する画角制御部と、前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部の輻輳角を制御し輻輳角情報を出力する輻輳角制御部と、前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部の基線長を制御し二眼間隔情報を出力する基線長制御部と、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報とから左眼映像と右眼映像からなる立体映像の視差量を変更する視差変換部を備える。前記視差変換部では、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報から求まる所定距離における被写体の視差量の画面幅割合を求める。前記視差変換部では、画面幅割合と予め定められた視差量の設定値との比である視差係数Ｒ（Ｒは正の実数）を求める。前記視差変換部では、入力された左眼映像と右眼映像から輪郭部を検出し、検出した輪郭部の視差量が１／Ｒ倍になるよう視差量変換して左眼映像と右眼映像とを出力するようにしている。

（Ｈ−４）本開示の立体映像撮像装置は、前記予め定められた視差量の設定値は、無限遠に相当する被写体の視差量とする。
（Ｈ−５）本開示の立体映像撮像装置は、ズームレンズを有し左眼映像を撮像する左眼映像撮像部と、ズームレンズを有し右眼映像を撮像する右眼映像撮像部と、前記左眼映像撮像部のズームレンズと前記右眼映像撮像部のズームレンズの画角を制御し水平画角情報を出力する画角制御部と、前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部の輻輳角を制御し輻輳角情報を出力する輻輳角制御部と、前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部の基線長を固定し、固定値の二眼間隔情報と水平画角情報と輻輳角情報とから左眼映像と右眼映像からなる立体映像の視差量を変更する視差変換部を備える。前記視差変換部では、水平画角情報と輻輳角情報と二眼間隔情報から求まる所定距離における被写体の視差量の画面幅割合を求める。前記視差変換部では、画面幅割合と予め定められた視差量の設定値との比である視差係数Ｒ（Ｒは正の実数）を求める。前記視差変換部では、入力された左眼映像と右眼映像から輪郭部を検出し、検出した輪郭部の視差量が１／Ｒ倍になるよう視差量変換して左眼映像と右眼映像とを出力するようにしている。

（Ｈ−６）本開示の立体映像撮像装置は、前記予め定められた視差量の設定値は、無限遠に相当する被写体の視差量とする。

本開示の立体映像信号処理装置及び立体撮像装置は、快適視差範囲を超えないように立体映像の視差を制御することによって、良好な立体映像を提供することができる。本開示の立体映像信号処理装置及び立体撮像装置は、例えば、放送・業務用の立体撮像及び制作と、コンシューマ用の立体撮像や制作とに適用することができる。特に、近景の被写体と遠景の背景が混在するような屋外撮影や、望遠で撮影するようなスポーツ中継などでは、非常に有用である。

１０６、２１１、２１３ 視差変換部
２０１ 右眼映像撮像部
２０４ 左眼映像撮像部
２０２、２０５ ズームレンズ
２０３、２０６ 撮像処理部
２０８ 画角制御部
２０９ 輻輳角制御部
２１０ 基線長制御部

Claims (12)

1. 左眼映像と右眼映像とから構成される立体映像を、生成する立体映像信号処理装置において、
   水平画角情報と基準面距離情報と二眼間隔情報とに基づいて所定位置の被写体の第１視差量を設定し、前記第１視差量と、前記所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定し、前記視差係数に基づいて前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する視差変換部、
   を備える立体映像信号処理装置。
2. 前記視差係数は、前記第１視差量に対する前記第２視差量の割合である、
   請求項１に記載の立体映像信号処理装置。
3. 前記視差変換部は、前記左眼映像の第１輪郭部と前記右眼映像の第２輪郭部とを検出し、前記第１輪郭部と前記第２輪郭部との間の第３視差量が、前記視差係数の逆数倍になるように、前記第３視差量を変換することによって、前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する、
   請求項１又は２に記載の立体映像信号処理装置。
4. 前記第１視差量及び前記第２視差量は、無限遠に位置する被写体に対して、設定される、
   請求項１から３のいずれかに記載の立体映像信号処理装置。
5. ズームレンズを有し左眼映像を撮像する左眼映像撮像部と、
   ズームレンズを有し右眼映像を撮像する右眼映像撮像部と、
   前記左眼映像撮像部の前記ズームレンズの画角と前記右眼映像撮像部の前記ズームレンズの画角とを制御し、前記画角を含む水平画角情報を、出力する画角制御部と、
   前記左眼映像撮像部の輻輳角と前記右眼映像撮像部の輻輳角を制御し、前記輻輳角を含む輻輳角情報を、出力する輻輳角制御部と、
   前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部との間の基線長を制御し、前記基線長を含む二眼間隔情報を、出力する基線長制御部と、
   前記水平画角情報と前記輻輳角情報と前記二眼間隔情報とに基づいて、左眼映像と右眼映像から構成される立体映像の視差量を、変更する視差変換部と、
   を備え、
   前記視差変換部は、前記水平画角情報と前記輻輳角情報と前記二眼間隔情報とに基づいて所定位置の被写体の第１視差量を設定し、前記第１視差量と、前記所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定し、前記視差係数に基づいて前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する、
   立体映像撮像装置。
6. 前記視差係数は、前記第１視差量に対する前記第２視差量の割合である、
   請求項５に記載の立体映像撮像装置。
7. 前記視差変換部は、前記左眼映像の第１輪郭部と前記右眼映像の第２輪郭部とを検出し、前記第１輪郭部と前記第２輪郭部との間の第３視差量が、前記視差係数の逆数倍になるように、前記第３視差量を変換することによって、前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する、
   請求項５又は６に記載の立体映像撮像装置。
8. 前記第１視差量及び前記第２視差量は、無限遠に位置する被写体に対して、設定される、
   請求項５から７のいずれかに記載の立体映像撮像装置。
9. ズームレンズを有し左眼映像を撮像する左眼映像撮像部と、
   ズームレンズを有し右眼映像を撮像する右眼映像撮像部と、
   前記左眼映像撮像部の前記ズームレンズの画角と前記右眼映像撮像部の前記ズームレンズの画角を制御し、前記画角を含む水平画角情報を、出力する画角制御部と、
   前記左眼映像撮像部の輻輳角と前記右眼映像撮像部の輻輳角とを制御し、前記輻輳角を含む輻輳角情報を、出力する輻輳角制御部と、
   前記左眼映像撮像部と前記右眼映像撮像部と間の基線長とが固定された状態で、固定された前記基線長を含む二眼間隔情報と、前記水平画角情報と、前記輻輳角情報とに基づいて、左眼映像と右眼映像から構成される立体映像の視差量を、変更する視差変換部と、
   を備え、
   前記視差変換部は、前記水平画角情報と前記輻輳角情報と前記二眼間隔情報とに基づいて所定位置の被写体の第１視差量を設定し、前記第１視差量と、前記所定位置の被写体に許容する第２視差量とに基づいて、視差係数を設定し、前記視差係数に基づいて前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する、
   立体映像撮像装置。
10. 前記視差係数は、前記第１視差量に対する前記第２視差量の割合である、
    請求項９に記載の立体映像撮像装置。
11. 前記視差変換部は、前記左眼映像の第１輪郭部と前記右眼映像の第２輪郭部とを検出し、前記第１輪郭部と前記第２輪郭部との間の第３視差量が、前記視差係数の逆数倍になるように、前記第３視差量を変換することによって、前記立体映像の視差量を前記第２視差量以下に設定する、
    請求項９又は１０に記載の立体映像撮像装置。
12. 前記第１視差量及び前記第２視差量は、無限遠に位置する被写体に対して、設定される、
    請求項９から１１のいずれかに記載の立体映像撮像装置。

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