JP2018537877A - ライトフィールドコンテンツをエンコードする方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、演算撮像、ライトフィールド取得装置、及びプレノプティックカメラの分野に関する。更に詳しくは、本発明は、ライトフィールドデータの送信、レンダリング、処理、混合のために使用され得るライトフィールドのための表現フォーマットを対象とする。
本節は、以下に記述及び/又は特許請求される本発明の様々な態様に関係し得る技術分野の様々な態様を読者に紹介することを意図したものである。この説明は、本発明の様々な態様のより良い理解を促進するために、読者に対する背景情報の提供において有用と考えられる。従って、これらの記述は、従来技術の是認としてではなく、この観点で読解されるべきものであると理解されたい。
「一実施形態」、「実施形態」、「例示用の実施形態」に対する本明細書における参照は、記述される実施形態が、特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、必ずしもすべての実施形態がそれらの特定の特徴、構造、又は特性を含まない場合があることを示す。更に、このような語句は、必ずしも同じ実施形態を参照しない。更に、特定の特徴、構造、又は特性が1つの実施形態との関連で記述される場合、明示的に記述されるかどうかとは無関係に、他の実施形態との関連でそれらの特徴、構造、又は特性を実施することは、当業者の知識に含まれるものと見なされる。
− 前記ライトフィールドコンテンツと関連付けられた光線の組について、前記ライトフィールドコンテンツの2プレーンパラメータ化から光線毎に4つの座標を取得することと、
− 前記組からのそれぞれの光線について、第1の2D光線図内のポイントを定義する、前記2プレーンパラメータ化で使用される2つのプレーンに対して垂直であるプレーン上への前記組からの前記光線の投影に対応する、前記4つの座標からの2つの座標を取得することと、
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインを供給する前記第1の2D光線図に対して離散ラドン変換を適用することと、
− 前記対象のラインを、エンコードされた対象のラインにエンコードすることと、
− 前記エンコードされた対象のラインを保存することと
を含むことを特徴とする。
に等しく、ここで、zfが、ピクセルピッチpを有するカメラ装置に含まれるセンサアレイの深度値であり、fが、前記カメラ装置の焦点距離であり、及びz1が、前記第1のプレーンと関連付けられた第1の深度値であり、前記第2のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値が、
に等しく、ここで、z2が、第2の第1のプレーンと関連付けられた第2の深度値であることを特徴とする。
− 第2の2D光線図内の第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第2のポイントと関連付けられた光線の放射輝度を保存することであって、前記第2のエンコードされた対象のラインが、第1のエンコードされた対象のラインと同じスロープを有する、保存すること、及び光線の存在を示す第1の追加情報を保存すること、並びに/又は
− 光線が、前記第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第3のポイントと関連付けられていないことを示す第2の追加情報を保存すること
を含むことを特徴とする。
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインの少なくとも1つのスロープパラメータm及び太さパラメータ
を取得することであって、前記対象のラインが、投影の中心x3,y3,z3及び半径Aと関連付けられる、取得することと、
− 前記少なくとも1つのスロープパラメータm及び前記太さパラメータ
から前記投影の中心の座標x3,y3,z3及び前記半径Aを推定することと
を含むことを特徴とする。
を取得することを含むことを特徴とする。
− 前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブル内のデータに対するポインタを含む2次元ルックアップテーブルを取得することと、前記組内のそれぞれの画像について、
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して、前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブルから光線の放射輝度値を取得することと
を含むこととを特徴とする。
− ライトフィールドコンテンツを表すテーブルを取得することであって、前記テーブルは、ライトフィールドコンテンツの2D光線図表現に基づく、取得することと、
− 前記2次元ルックアップテーブル内で要素をアドレス指定するインデックス値(i,j)について、前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブル内の放射輝度値に対するポインタ値を判定することと
を含むことを特徴とする。
− ライトフィールドコンテンツを表すテーブル内のデータ位置に対するポインタを含む2次元ルックアップテーブルを取得することと、
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、m×n個のピクセルを含む画像から光線の放射輝度値を取得することであって、m及びnは、1超の整数である、取得することと、
− 同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して、取得された放射輝度値を前記テーブル内に保存することと
を含むこととを特徴とする。
− 少なくとも2つのデカルト座標を取得することであって、それぞれのデカルト座標は、三次元空間内でカメラ位置と関連付けられる、取得することと、
− 前記少なくとも2つのデカルト座標から、選択されたデカルト座標と関連付けられた少なくとも1つの4Dライトフィールドデータを取得することと、
− 取得された4Dライトフィールドデータをレンダリングすることと
を含むことを特徴とする。
− 前記ライトフィールドコンテンツと関連付けられた光線の組について、前記ライトフィールドコンテンツの2プレーンパラメータ化から光線毎に4つの座標を取得することと、
− 前記組からのそれぞれの光線について、第1の2D光線図内のポイントを定義する、前記2プレーンパラメータ化で使用される2つのプレーンに対して垂直であるプレーン上への前記組からの前記光線の投影に対応する、前記4つの座標からの2つの座標を取得することと、
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインを供給する前記第1の2D光線図に対して離散ラドン変換を適用することと、
− 前記対象のラインを、エンコードされた対象のラインにエンコードすることと、
− 前記エンコードされた対象のラインを保存することと
を行うように構成されることを特徴とする。
に等しく、ここで、zfが、ピクセルピッチpを有するカメラ装置に含まれるセンサアレイの深度値であり、fが、前記カメラ装置の焦点距離であり、及びz1が、前記第1のプレーンと関連付けられた第1の深度値であり、前記第2のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値が、
に等しく、ここで、z2は、第2の第1のプレーンと関連付けられた第2の深度値であることを特徴とする。
− 第2の2D光線図内の第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第2のポイントと関連付けられた光線の放射輝度を保存することであって、前記第2のエンコードされた対象のラインが、第1のエンコードされた対象のラインと同じスロープを有する、保存すること、及び光線の存在を示す第1の追加情報を保存すること、並びに/又は
− 光線が、前記第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第3のポイントと関連付けられていないことを示す第2の追加情報を保存すること
を行うように更に構成されることを特徴とする。
− 前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブル内のデータに対するポインタを含む2次元ルックアップテーブルを取得するように構成されたモジュールと、
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して、前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブルから光線の放射輝度値を取得するように構成されたモジュールと
を含むこととを特徴とする。
− ライトフィールドコンテンツを表すテーブルを取得するように構成されたモジュールであって、前記テーブルは、ライトフィールドコンテンツの2D光線図表現に基づく、モジュールと、
− 前記2次元ルックアップテーブル内の要素をアドレス指定するインデックス値(i,j)について、前記ライトフィールドコンテンツを表す前記テーブル内の放射輝度値に対するポインタ値を判定するように構成されたモジュールと
を含むことを特徴とする。
− ライトフィールドコンテンツを表すテーブル内のデータ位置に対するポインタを含む2次元ルックアップテーブルを取得するように構成されたモジュールと、
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、m×n個のピクセルを含む画像から光線の放射輝度値を取得するように構成されたモジュールであって、m及びnは、1超の整数である、モジュールと、
− 同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して、取得された放射輝度値を前記テーブル内に保存するように構成されたモジュールと
を含むこととを特徴とする。
− 少なくとも2つのデカルト座標を取得するように構成された第1のモジュールであって、それぞれのデカルト座標は、3次元空間内でカメラ位置と関連付けられる、第1のモジュールと、
− 前記少なくとも2つのデカルト座標から選択されたデカルト座標と関連付けられた少なくとも1つの4Dライトフィールドデータを取得するように構成された第2のモジュールと、
− 取得された4Dライトフィールドデータをレンダリングするように構成された第3のモジュールと
を含むことを特徴とする。
本発明の上述の及び他の態様は、以下の添付図面を参照するその例示用の実施形態に関する以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
図1は、プレノプティックカメラに含まれる主要なコンポーネントを概略的に提示する。更に正確には、プレノプティックカメラは、101という参照符号が付与されたメインレンズと、104という参照符号が付与されたセンサアレイ(即ち、ピクセルのアレイ)とを含む。メインレンズ101とセンサアレイ104との間には、103という参照符号が付与されたマイクロレンズの組を含む、102という参照符号が付与されたマイクロレンズアレイが位置決めされる。任意選択により、1つのレンズからの光がセンサ側の他のレンズの光とオーバーラップすることを防止するために、いくつかのスペーサが、それぞれのレンズの周りのマイクロレンズアレイとセンサとの間に配置され得ることに留意されたい。従って、プレノプティックカメラは、図1に示されるように、従来のカメラに、センサのちょうど前面に配置されたマイクロレンズアレイを加えたものと見なすことができる。マイクロレンズを通過した光線は、これらの光線の放射輝度を記録するセンサアレイの部分をカバーする。センサのこの部分による記録により、マイクロレンズ画像が定義される。
また、図2は、シーンからの物体がいくつかの連続的なマイクロレンズ画像(ダークドット)上で可視状態にあることも示す。物体の2つの連続的な視野間の距離は、wであり、この距離は、反復距離と呼称される。従って、物体は、
によりr個の連続的なマイクロレンズ画像上で可視状態にあり、ここで、rは、1つの次元における連続的なマイクロレンズ画像の数である。物体は、r2個のマイクロレンズ画像内で可視状態にある。マイクロレンズ画像の形状に応じて、物体のr2個の視野のいくつかは、非可視状態となり得るであろう。
というベクトルがこれを定義し、且つ2D座標系(即ち、直交軸(x1)及び(y1)によって定義された座標系を使用することが可能であり、且つプレーン403の場合、
というベクトルがこれを定義し、且つ2D座標系(即ち、直交軸(x2)及び(y2)によって定義された座標系)を使用することができる)。光線がプレーンと交差した場合、(3つの成分を含む)交差点の座標を3D空間内で判定することができる。但し、光線の方向を取得するには、3D空間内の光線の方向を識別するために別のプレーンを使用する必要がある。パラメータ化に使用される2つのプレーンが平行であり、且つ(3Dデカルト座標空間内で)既知のz値を有することを考慮することにより、4つの座標(直交軸(x1)及び(y1)によって定義された2D座標系内の2つの値、並びに直交軸(x2)及び(y2)によって定義された2D座標系内の2つの値)と、このような光線の強度/放射輝度に対応する値Lとによってのみ、光線を識別することができる(「Light Field Rendering」という名称の上述の論文におけるこのようなパラメータ化に関する詳細を参照されたい)。従って、シーン内の光線の集合体として見なすことができるライトフィールドは、プレーンのペアによりパラメータ化することが可能であり、且つライトフィールドのそれぞれの光線は、4つの座標を有するポイントとして表される(例えば、
と、放射輝度値
とを有する光線401。表記法の乱用により、光線の座標は、
と表記される(これは、軸とも呼称されるx1、y1、x2、y2という項として誤解を招く可能性があるであろう)。
である。
z3→±∞であり、且つx3=0である場合、z軸に対して平行であるコリメートされた光線ファンの存在下であり、且つ式1から、
であり、これは、実際にx2=x1の線形関係である。従って、図6の2D光線図から、x2=x1の関係を順守する光線のみを選択及びレンダリングする場合、z軸に対して平行に伝播するライトフィールドからの光線のみを追跡する。
軸外しのコリメートされた光線ファンの場合、z3とx3との間にx3=az3+bの疑似変換関係が存在し、その結果、これを式1に代入した場合、
であり、図5(a)にこれが示されており、この場合、軸外しビームは、コリメートされたビームがz軸となすスロープに伴って変化するy切片を有する45°のラインである。この場合にも、2D光線図から、x2=x1+cの関係を順守する光線のみを選択及びレンダリングする場合、z軸との関係で何らかの角度を有する平行光線の組として伝播するライトフィールド全体からの光線を追跡する。図7(a)及び図7(b)は、この場合を正確に示し、図6の2D図から光線を選択することにより、軸外しの平行光線が追跡されることがわかる。実際に、図7(a)及び図7(b)は、図6の2D光線図からの光線のライトフィールドのフィルタリング及び再構築を提示する。更に正確には、図7(a)は、||L2D(x1,x2)−(x1+5)||<0.1の選択基準に応じた図6の2D光線図内の光線の選択を描いており、この選択基準は、図7(b)に示される伝播の方向を有する平行な光線の組の選択を可能にする。実際に、図7(b)は、図6の2D光線図内の選択された光線からの再構築されたライトフィールドを描く。
「合焦された」により、z=z2における第2のサンプリングライン後に所定のポイントに収束するファンを意味する。この場合、z3>z2及びz2>z1を有し、その結果、式1は、
として記述することができ、また、z3>z2及びz2>z1という条件は、
を意味する。
である状態における図6の光線の選択を提示する。図10は、(図9で選択された)選択済みの光線のレンダリングを描く。
「発散」は、z=z1における第1のライン前に設定されたポイント(z3<z1,x3)から発散するように見える光線ファンを意味する。z3<z1<z2では、z2−z3>z1−z3>0を取得し、且つその結果、スロープαは、
である。
発散のポイントは、z3=z1に配置することができる。この場合、式1を書き直すことが可能であり、且つx1=x3を得る。第1のプレーンから発散するように見える光線を光線追跡するには、2D光線上で垂直方向のラインを選択しなければならない。
式1から、z3=z2と設定した場合、x2=x3を得る。第2のプレーンに対して収束する光線ファンは、2D光線図上で水平方向のラインとしてマッピングされる。図11及び図12は、(z3,x3)=(1,5)によって取得されたものである。
ピンホールは、抽象的な物体であり、リアルレンズモデルを使用することによるライトフィールドのレンダリングを所望する場合、レンズの入口瞳孔の位置及びサイズを知る必要があり、且つ次いで、入口瞳孔を通じて進行する光線を光線図内で選択する必要がある。入口瞳孔が(zl,xl)に位置し、且つそれが、zに対して平行であるレンズ軸と共にアパーチャ直径Aを有する場合、その座標が式1を充足するが、x3が
内で変化する光線図のすべての光線ポイントを光線図内で選択する必要がある。
(z2−z3)(x1+y1)+(z3−z1)(x2+y2)=(z2−z1)(x3+y3)
が成立することを実証することもできる。
内のハイパープレーンを定義することにも留意されたい(Rendering Techniques’97, Proceedings of the Eurographics Workshop in St. Etienne, France, June 16-18, 1997に公開されたX. Guらによる「Polyhedral geometry and the two-plane parameterization」という名称の論文を参照されたい)。
ライトフィールドが2つのプレーンによってパラメータ化される場合、位相空間内におけるその表現(即ち、4D光線図)は4D空間の一部分を占有する。プレーンは有限寸法を有するため、その位相空間内のプレノプティック機能の4Dサポートはコンパクトである。この結果、パラメータ化されたライトフィールドを保存するために必要とされる空間を推定することができる。2Dスライスの場合と完全な4Dの場合との両方を検討する。また、プレーンは、1000×1000個のセルによってサンプリングされると仮定する。これは、2D位相空間が1000×1000個のセルのマトリックスによって表され、且つ4D位相空間が10004個のセルのマトリックスによって表されることを意味する。セルと関連付けられた光線のスペクトルが、通常、8ビットによって量子化された赤色(R)、緑色(G)、及び青色(G)である3つの帯域によってサンプリングされる場合、色は、24ビット、即ち3バイトの値として保存される。この特定の場合のそれぞれの4D表現が2.8Tバイトのストレージを必要とすることがわかる。
光線がラインに沿ってマッピングされることがわかるため、ラインのパラメータ(関係するスロープs及び切片d)と、次いでそのラインに属する光線の集合体と、次いで次のラインパラメータ及び個々の光線などとを順番に保存することが相対的に効率である。
により、ラインのスロープと結合される。ここで、s∈{0,1,…,N−1}であり、dは、切片であり、且つd∈{0,1,…,N−1}である。
内の第1のもの、又は
内の第2のオクタントである。
以前のフォーマットが交換及びレンダリングの基礎として実装可能及び使用可能となるには、フォーマットの内部における記述を要する基本的なパラメータを計測又は推定し得ることが少なくとも望ましい。ライトフィールド又はカメラの形状からの推定を要するパラメータは、スロープaと、デジタル切片の下部及び上部境界(dmin、dmax)と、次いでデジタルラインパラメータ(di,si)とである。離散ラドン変換は、光線図内のライトフィールドのサポート場所を計測するためのツールとして説明される。
a)原理
恐らく、このライトフィールドを表す方式で最も懸念されるのは、光線データのハイパープレーンを見出すための4D空間内における作業の必要性であろう。以下の分析では、2つの直交2D−DRTのみにより、ハイパープレーン全体の場所及び容積を評価し得ることを示す。
(z2−z3)(x1+y1)+(z3−z1)(x2+y2)=(z2−z1)(x3+y3)
である。
である。
の値を離散ドメイン内で評価することができる。
がすべてのハイパープレーン切片を包含し、フォーマットで記述されたいくつかの値が値を含まなくなるように円形の入口瞳孔Aを仮定する。
節3からの例を4Dの場合に拡張する。(x3,y3,z3)=(2,5,2)に配置されたカメラを有すると仮定する(即ち、カメラ位置は(x3、y3、z3)である)。xにおけるサンプリングされた光線図内の2Dスライスは、図18に表されるものと同じであり、且つ2D−DRTは図23からのものである。図25も、同様にyの2D−スライスにおける直交2D−DRTを示す。更に正確には、図25は、2つの2D光線図Π(x1,x2)及びΠ(y1,y2)のみならず、これらの2D光線図に適用された離散ラドン変換の結果も描く。
であり、且つyにおけるビームエンベロープの場合、
であることを見出す。これらの値は、正確に予想されたものである。
マルチカメラに属するライトフィールドを有する場合、DRTの線形性を利用してそれぞれのカメラが占有するパラメトリック容積を再帰的に推定することにより進めることができる。
と表記することにより、以下のように、オフセットを得る。
となるように、z3に位置決めされたプレーン上のアパーチャが円形であると想定し、且つ以前の式の組を解くことにより、
が得られる。
について、Π(x1,x2)内のそれぞれのライン上で移動することにより、以下のような(y1,y2)における関係を得る。
従って、
である。
は、スキャンされると共に
について保存される必要があるラインのオフセットに対応する。これが機能する方式を描き出すために、図20を参照することができる。着色された正方形のそれぞれのものは、
ポイントであり、且つこれらのポイントのそれぞれについて、描かれるものに対して垂直であるが、4D空間内に位置する、式
によって定義されたデジタル束に沿って図のプレーンから外に延在するブレゼンハムデジタルラインの組が存在する。
− アパーチャAjのサイズに対応するcamj
− focusPoint=(x3,y3,z3)
− djと表記された(x1、x2)内の最小camj切片
− camjの急峻性に対応するmj
− camjの(x1,x2)におけるデジタルラインの数に対応する
− camjの(y1,y2)におけるデジタルラインの数に対応する
について、ブレゼンハムデジタルラインを使用することにより、式
との関係で(y1,y2)のスキャニングを開始し、且つRGB値を保存する。具体的には、y3 *がy3 *−Aからy3 *+Aまで変更され、且つ対応するdoffが、
に従って算出される。保存されたメタデータを使用することにより、同じ計算がデコーディングステップで実行される。具体的には、
を判定することにより、kが見出される。従って、フォーマットはコンパクトな状態に留まる。システム内でそれぞれの光線について4つのインデックスを保存する必要はない。加えて、アパーチャサイズが判明し、且つすべてのカメラについて同じと仮定することに留意されたい。但し、フォーマットを一般的な状態に維持するために、これをそれぞれのカメラについて保存することを提案する。
ハイパープレーンのいくつかの束(複数のカメラに起因したラドン変換におけるいくつかの極大値)を含むデータについて作業するために、貪欲なアルゴリズムを使用することができる。事前処理ステップとして、パラメータ(m,k)がΠ(x1,x2)に対するラドン変換におけるすべてのピークについて見出され、且つ1つの組として配置される。同じ内容が(y1,y2)におけるピークについても実行され、且つパラメータが別の組として配置される。ここで、貪欲なアルゴリズムのそれぞれの反復において最大ピーク強度が(x1,x2)の2Dラドン変換に見出され、且つ予め見出されるパラメータ(m,k)をマッチングさせることにより、(y1,y2)内の対応するピークが見出される。直前の節で言及されるようにデータを保存した後、これらのピークは、ラドン変換からクリーニングされ、且つ有意なものがライトフィールド内に存在しなくなる時点まで次の反復が開始される。
が割り当てられる。プレーンがw1及びw2に設定され、且つそれらの寸法はumin、umax、及びvmin、vmaxである。4D光線空間は、u1、u3、v1、v2における成分を有する。
が成立するため、識別されたライン上のそれぞれのポイント(即ち、識別されたラインに属するため、明示的に保存される必要がない座標
を有するポイント)について、ポイントの集合体
のポイントを「通過」する対応する光線の値(即ち、RGB値)が保存される。但し、いくつかの場合、対応する光線が存在せず、且つヌル値が保存される。例えば、識別されたラインを提示する図19の値を取得することにより、電子装置がライトフィールドコンテンツを保存しなければならない場合、y2の値がプレーンの境界の外になる時点まで、座標x1=0,x2=5,y1=0,及びy2=m.0+doff(0,5、x3,y3*)を「通過」する光線(又は更に正確には、そのような光線の投影)の値(即ち、RGB値)のみならず、x1=9,x2=5,y1=1,及びy2=m.1+doff(0,5,x3,y3*)を「通過」する光線の値(即ち、RGB値)なども保存される(例えば、x1=0,x2=5,y1=15,及びy2=m.15+doff(0,5,x3,y3 *)を「通過」する光線の値(即ち、RGB値)は、それがプレーンの境界の外であるために保存されない。次いで、y2の値がプレーンの境界の外になる時点まで、座標x1=1,x2=6,y1=0,及びy2=m.0+doff(1,6,x3,y3 *)を「通過」する光線の値(即ち、RGB値)のみならず、x1=1,x2=6,y1=1、及びy2=m.1+doff(1,6,x3,y3 *)を「通過」する光線の値(即ち、RGB値)なども保存される。同じプロセスは、識別されたライン上のそれぞれのポイントについて(即ち、ポイントx1=15,x2=13の処理の時点まで)反復される。ライトフィールドは、ステップ2002で識別されたラインに属するすべてのポイントが処理された際、このコンパクトなフォーマットでエンコードされる。
である。
K−1I=P
をもたらす。
として見出すことができる。
のように記述される。
により一意に記述し得ることがわかる。加えて、光線にはRGB値が割り当てられる。従って、このパラメータ化で光線を表すには、合計で19バイトである、4小数点数と3バイトとを必要とする(但し、これまで光線空間をサンプリングしていない)。画像に基づいたフォーマットでは、基礎的データは、2小数点数と、3バイトとのみによって表される。従って、このパラメータ化が多数のデータをコンテンツに追加し、且つ一般に、ライトフィールドは、4次元データの組であるため、それが、そのままでは管理可能でないストレージの量を必要とすることがわかる。
を確立することが可能であり、これは、図27(a)で270という参照符号が付与された光線について、以下のようにΠ2上の位置に結び付く。
隣接するピクセル、図27(a)からの271という参照符号が付与された光線について、以下のように同じのものを記述することができる。
(個別に、
)であり、以下のように境界が定められるべきである。
も成立する。
におけるその投影の中心と、焦点距離fiと、ピクセルピッチpiとを有する複数のカメラを有すると仮定すれば、その結果、それぞれの光線がライトフィールド光線ファイルフォーマットに一意にマッピングされることを保証する両方のプレーン上の最大サンプリングステップは、
である。
間でキャプチャされた強度が合算される。Π(y1,y2)における結果を取得するために同じ内容が実行され、且つ最後に、投影の中心における強度の最終的な近似を取得するために2つの値が合計される。この技法は、投影の中心におる光強度の近似を付与するに過ぎず、且つ投影の中心間の相対的な強度が対象である際にのみ、使用されることに留意されたい。
における)mの相対的に大きい値は、z3の相対的に大きい値を意味する(
であることに留意されたい)。2つの異なる値m1及びm2を有する2つの束を有することにより、m1>m2である場合、第1の束が第2のラインによって特定の座標に閉塞されるものと推定することができる。従って、第1の束上の対応する座標の光線強度は不明である。
を有する第1のカメラ及び第2のカメラを含み、ここで、
である。また、第1のカメラは、アパーチャ値A1と関連付けられており、且つ第2のカメラは、アパーチャ値A2と関連付けられる。
を有する第3のカメラ及び第4のカメラを含み、ここで、
である。また、第3のカメラは、アパーチャ値A3と関連付けられており、且つ第4のカメラは、アパーチャ値A4と関連付けられる。
を有する第5のカメラ及び第6のカメラを含み、ここで、
である。また、第5のカメラは、アパーチャ値A5と関連付けられており、且つ第6のカメラは、アパーチャ値A6と関連付けられる。
− 次の最小のスロープmnを検討し、且つmnよりも小さいスロープを有する束のすべての光線とのこの束内の光線の交差を見出し、このような束の組は、ωinf⊂Ω1として表記され、
− この束のそれぞれのラインiについて、スロープmi=mnを有し、且つΠ(x1,x2)内のライン式は、以下:
x2=mix1+di
のように記述され、ここで、diは、対応する束の
によって境界が定められる。ここで、ωinfの束に属するスロープmj<miを有するすべてのラインjを検討する。以下:
を通じて、iとjとの間のすべての交差ポイント
を見出す。ラインi上のこれらの交差ポイントは、ラインjによって閉塞される。従って、ラインiの値を図22(a)に保存する場合、これらの
について、ヌル又は未知を保存するべきであり、
− 最後に、クリーニングステップでは、Π(x1,x2)及びΠ(y1,y2)の2Dラドン変換から対応する強度ピークをクリーニングし、且つ有意なものがライトフィールド内に存在しなくなる時点まで次の反復が開始される。
の集合体の値を保存する代わりに、値が利用可能ではないことを示す情報がこれらのポイントについて保存される(例えば、ヌル値又は何らかのシンボルが保存される)。
の集合体の値は保存されない(又は閉塞を示す情報が保存される)。
を有するポイントの場合、
の形態を有する特定のポイントを「通過」する光線が存在しない場合、ゼロに等しい(即ち、3バイトがゼロにセットアップされる)RGB値を保存する代わり、提案された技法は、ゼロに等しい3つのバイトの保存を回避するために追加情報(例えば、1ビット)を使用する。実際に、このような追加情報は、ライトフィールドコンテンツを表すためのRGB値のすべてに対して関係付けられる。実際に、Π(x1、x2)内の識別されたライン上に含まれる座標
を有するポイントの場合、
の形態を有する特定のポイントを通過する光線が存在しない場合、追加情報は1にセットアップされ、且つこの追加情報後にRGV値が保存される。Π(x1,x2)内の識別されたライン上に含まれる座標
を有するポイントの場合、
の形態を有する特定のポイントを「通過」する光線が存在しない場合、追加情報はゼロにセットアップされ、且つこの追加情報後にRGV値は保存されない。
1 201 180 128 1 002 090 255 0 1 206 025 009 1 201 201 201 0 0 0 1 255 255 255
これは、以下のように解釈される。第1のデータセルは、RGB値201 180 128を含み、第2のデータセルは、RGB値002 090 255を含み、第3のデータセルは、何らの光線も含んでおらず、第4のデータセルは、RGB値206 025 009を含み、第5のデータセルは、RGB値201 201 201を含み、第6、第7、及び第8のデータセルは、何らの光線も含んでおらず、第9のデータセルは、RGB値255 255 255を含む。
− (例えば、図22(a)又は図22(b)のテーブルなどのテーブル282内のデータに対するポインタを含む、281という参照符号が付与された2次元ルックアップテーブルを取得し、且つ
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して図22(a)又は図22(b)のテーブルから光線の放射輝度値を取得することが提案される。
− (例えば、図22(a)又は図22(b)のテーブルなどの)テーブル282内のデータ位置に対するポインタを含む、281という参照符号が付与された2次元ルックアップテーブルを取得し、
− インデックス(i,j)によってアドレス指定されたピクセルについて、m及びnが1超の整数である、m×n個のピクセルを含む画像280から光線の放射輝度値を取得し、
− 同じインデックス(i,j)に位置決めされた前記2次元ルックアップテーブル内のポインタの取得を介して、取得された放射輝度値をテーブル282(即ち、図22(a)又は図22(b)のテーブル)内に保存することが提案される。従って、取得された放射輝度値は、テーブル282内の位置(l,k)に保存される。
Claims (15)
- ライトフィールドコンテンツをエンコードする方法において、
− 前記ライトフィールドコンテンツと関連付けられた光線の組(401)について、前記ライトフィールドコンテンツの2プレーン(402、403)パラメータ化から光線毎に4つの座標を取得すること(2000)と、
− 前記組からのそれぞれの光線について、第1の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))内のポイントを定義する、前記2プレーンパラメータ化で使用される2つのプレーンに対して垂直であるプレーン(404、405、P)上への前記組からの前記光線の投影に対応する、前記4つの座標からの2つの座標を取得すること(2001)と、
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインを供給する前記第1の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))に対して離散ラドン変換を適用すること(2002)と、
− 前記対象のラインを、エンコードされた対象のラインにエンコードすること(2003)と、
− 前記エンコードされた対象のラインを保存すること(2004)と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記対象のラインの前記エンコード(2003)は、ブレゼンハムアルゴリズムを適用することを更に含む、請求項1に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。
- 第1のプレーン及び第2のプレーンと呼称される、前記2プレーンパラメータ化で使用される前記2つのプレーンは、矩形要素(Δx1、Δy1;Δx2、Δy2)を含む離散化されたプレーン(275、276)であり、前記第1のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値は、
に等しく、ここで、zfは、ピクセルピッチpを有するカメラ装置に含まれるセンサアレイの深度値であり、fは、前記カメラ装置の焦点距離であり、及びz1は、前記第1のプレーンと関連付けられた第1の深度値であり、前記第2のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値は、
に等しく、ここで、z2は、前記第2の第1のプレーンと関連付けられた第2の深度値である、請求項1又は2に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。 - 前記保存(2004)は、前記第1の2D光線図内の第1のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも1つの第1のポイント
について、
− 第2の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))内の第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第2のポイント((y1,y2);(x1,x2))と関連付けられた光線の放射輝度を保存することであって、前記第2のエンコードされた対象のラインは、前記第1のエンコードされた対象のラインと同じスロープを有する、保存すること、及び光線の存在を示す第1の追加情報を保存すること、並びに/又は
− 光線が、前記第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第3のポイント((y1,y2);(x1,x2))と関連付けられていないことを示す第2の追加情報を保存すること
を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。 - 前記第1及び/又は第2の追加情報はビットであり、前記光線の放射輝度は3バイト値によってエンコードされる、請求項4に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。
- 投影の少なくとも1つの中心の座標及び前記投影の少なくとも1つの中心と関連付けられた半径を推定することを更に含み、前記推定は、
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインの少なくとも1つのスロープパラメータm及び太さパラメータ
を取得することであって、前記対象のラインは、投影の中心x3,y3,z3及び半径Aと関連付けられる、取得することと、
− 前記少なくとも1つのスロープパラメータm及び前記太さパラメータ
から前記投影の中心の座標x3,y3,z3及び前記半径Aを推定することと
を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。 - 第1のプレーン及び第2のプレーンと呼称される、前記2プレーンパラメータ化で使用される前記2つのプレーンは、それぞれ第1の深度値z1及び第2の深度値z2と関連付けられ、前記推定は、
を取得することを含む、請求項6に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。 - 前記エンコードされた対象のラインの前記保存(2004)は、エンコードされた対象のラインと関連付けられたスロープを保存することと、前記第1の2D光線図内のエンコードされた対象のラインに属するそれぞれのポイントについて、第2の2D光線図に属するポイントの組を保存することと、前記第1の2D光線図内の処理済みのエンコードされた対象のラインと関連付けられたスロープが、前記第1の2D光線図内の他のエンコードされた対象のラインと関連付けられた別のスロープよりも大きい場合、前記第1の2D光線図内のポイントが、前記処理済みのエンコードされた対象のラインと前記他のエンコードされた対象のラインとの間の交差に属する際に、前記第2の2D光線図に属する前記ポイントの組の前記保存を回避することとを更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。
- 前記回避は、閉塞を示す情報を保存することを更に含む、請求項8に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。
- 前記情報はヌル値である、請求項9に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする方法。
- コンピュータによって実行されると、ライトフィールドコンテンツをエンコードする方法を実装するためのコンピュータ実行可能命令の組を含むコンピュータプログラムを保存するコンピュータ可読且つ非一時的記憶媒体であって、前記命令は、実行されると、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法を実行するように前記コンピュータを構成する命令を含む、コンピュータ可読且つ非一時的記憶媒体。
- ライトフィールドコンテンツをエンコードする電子装置において、メモリと、前記メモリに結合された少なくとも1つのプロセッサとを含み、前記少なくとも1つのプロセッサは、
− 前記ライトフィールドコンテンツと関連付けられた光線(401)の組について、前記ライトフィールドコンテンツの2プレーン(402、403)パラメータ化から光線毎に4つの座標を取得すること(2000)と、
− 前記組からのそれぞれの光線について、第1の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))内のポイントを定義する、前記2プレーンパラメータ化で使用される2つのプレーンに対して垂直であるプレーン(404、405、P)上への前記組からの前記光線の投影に対応する、前記4つの座標からの2つの座標を取得すること(2001)と、
− 前記第1の2D光線図内の対象のラインを供給する前記第1の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))に対して離散ラドン変換を適用すること(2002)と、
− 前記対象のラインをエンコードすること(2003)と、
− 前記エンコードされた対象のラインを保存すること(2004)と
を行うように構成されることを特徴とする電子装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、ブレゼンハムアルゴリズムによって前記対象のラインをエンコードするように更に構成される、請求項12に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする電子装置。
- 第1のプレーン及び第2のプレーンと呼称される、前記2プレーンパラメータ化で使用される前記2つのプレーンは、矩形要素(Δx1、Δy1;Δx2、Δy2)を含む離散化されたプレーン(275、276)であり、前記第1のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値は、
に等しく、ここで、zfは、ピクセルピッチpを有するカメラ装置に含まれるセンサアレイの深度値であり、fは、前記カメラ装置の焦点距離であり、及びz1は、前記第1のプレーンと関連付けられた第1の深度値であり、前記第2のプレーン内の矩形要素の長辺の最大値は、
に等しく、ここで、z2は、第2の第1のプレーンと関連付けられた第2の深度値である、請求項12又は13に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする電子装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記第1の2D光線図内の第1のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも1つの第1のポイント
について、
− 第2の2D光線図(Π(x1,x2),Π(y1,y2))内の第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第2のポイント((y1,y2);(x1,x2))と関連付けられた光線の放射輝度を保存することであって、前記第2のエンコードされた対象のラインは、前記第1のエンコードされた対象のラインと同じスロープを有する、保存すること、及び光線の存在を示す第1の追加情報を保存すること、並びに/又は
− 光線が、前記第2のエンコードされた対象のラインに属する少なくとも第3のポイント((y1,y2);(x1,x2))と関連付けられていないことを示す第2の追加情報を保存すること
を行うように更に構成される、請求項12〜14のいずれか一項に記載のライトフィールドコンテンツをエンコードする電子装置。
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