JP2019139443A - 通信装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、ユーザが視点を自由に移動できる映像を生成する符号化装置、及びその再生装置が開示されている。
[実施形態1]
実施形態1では、受信側のユーザが自由に移動させた視点位置に対応して生成された映像を送信可能な通信装置と、その送信された映像を受信して再生可能な通信装置と、を有して構成される通信システムについて説明する。以下の説明では、映像送信側の通信装置を送信装置、受信側の通信装置を受信装置とする。また、ユーザが自由に移動させた視点位置に対応するように生成される映像は仮想視点映像または自由視点映像と呼ばれ、本実施形態では仮想視点映像を用いる。なお、本実施形態ではユーザが仮想視点を自由に移動させることができる例を中心に説明するが、仮想視点の移動に何らかの制約を設けるようにしても良い。
送信装置101は、仮想視点映像を生成可能な映像データを保持しており、所定の映像送信サービスを提供するサーバ装置の機能を有しているとする。サーバ装置は、映像を撮影するデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ネットワークカメラ、プロジェクタ、スマートフォン、PC(Personal Computer)等を備えていてもよい。
システムバス200は、送信装置101が有する各構成部を相互に接続し、各種データの転送経路となる。システムバス200にはCPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、通信I/F204等が接続されている。
ROM202は、CPU201で実行される制御プログラム等を格納している。
RAM203は、CPU201の主メモリ、ワークエリア等として機能し、プログラムやデータ、受信したパケットデータ等を一時記憶する。
システムバス400には、受信装置102が有する各構成部を相互に接続し、各種データの転送経路となる。システムバス400にはCPU401、ROM402、RAM403、通信I/F404、入力装置405、出力装置406、記憶装置407等が接続されている。
ROM402は、CPU401で実行される制御プログラム等を格納している。
RAM403は、CPU401の主メモリ、ワークエリア等として機能し、プログラムやデータ、受信したパケットデータ等を一時記憶する。
通信I/F404は、ネットワーク103を介して通信パケットの送受信を行うインタフェースである。通信I/F404は、無線LANインタフェース、有線LANインタフェース、または、公衆移動体通信インタフェース等が挙げられるが、これら以外でもよい。
出力装置406は、受信装置102内で処理した仮想視点映像や情報を出力する装置であり、例えば、ディスプレイ、デジタルテレビ、タッチパネル、プロジェクタ等の表示機能を備えた装置が挙げられる。
記憶装置407は、受信した仮想視点映像セグメントのデータや復号化した仮想視点映像データ等を記憶する記憶装置であり、HDDやSSD等のストレージ装置が挙げられる。
本実施形態では、入力装置405、出力装置406、記憶装置407を、受信装置102の内部に配した例を挙げたが、それらは何れも外部に設置されていてもよい。
入力部507は、入力装置405を介してユーザから入力される視点位置情報を処理し、前述した要求生成部503に出力する。また、入力部507は、ユーザから入力された情報を、出力部506を介して出力装置406に出力してもよい。
この図6のフローチャートの処理は、送信装置101のCPU201が、ROM202に記憶された仮想視点映像送信プログラムを読み出して、それを実行することで実現される。なお、以下の説明では、図7のフローチャートの各ステップS601〜ステップS611をS601〜S611と略記する。本実施形態に係るプログラムは、ROM202に予め用意されていてもよく、また着脱可能な半導体メモリ等から読み出されたり、インターネット等のネットワークからダウンロードされたりしてもよい。これらのことは後述する他のフローチャートにおいても同様とする。
以下、図6のフローチャートに示した処理の流れを、図3に示した送信装置101の機能ブロックを参照しながら説明する。
S604に移行すると、通信部301は、記述データ生成部303が生成した記述データを、記述データ取得要求パケットを送信してきた受信装置102に対して送信する。S604の後、送信装置101の処理は要求処理部302にて行われる後述するS611に移行する。
S608に移行すると、符号化部305は、視点位置情報解析部304にて解析された視点位置情報に応じた仮想視点映像の二次元映像符号化処理を行う。S608の後、送信装置101の処理はセグメント生成部307にて行われるS609に移行する。
次に、S610において、通信部301は、セグメント生成部307が生成した仮想視点映像セグメントを、セグメント取得要求パケットを送信してきた受信装置102へ送信する。S610の後、送信装置101の処理はS611に移行する。
この図7のフローチャートの処理は、受信装置102のCPU401が、ROM402に記憶された仮想視点映像取得要求プログラムを読み出して、それを実行することで実現される。なお、仮想視点映像取得要求プログラムは仮想視点映像送信プログラムに含まれていてもよいし、仮想視点映像送信プログラムとは独立したプログラムであってもよい。
以下、図7のフローチャートに示した処理の流れを、図5に示した受信装置102の機能ブロックを参照しながら説明する。
S702に移行すると、通信部501は、要求生成部503が生成した記述データ取得要求のパケットを、所定の映像送信サービスを提供している送信装置101に宛てて送信する。
S704に移行すると、記述データ解析部502は、通信部501にて受信された記述データについて前述した解析処理を行う。S704の後、受信装置102の処理は、要求生成部503にて行われるS705に移行する。
S706に移行すると、要求生成部503は、変更された視点位置に対応した視点位置情報を生成した後、S707に移行する。
この図8のフローチャートの処理は、受信装置102のCPU401が、ROM402に記憶された仮想視点映像セグメント再生プログラムを読み出して、それを実行することで実現される。なお、仮想視点映像セグメント再生プログラムは、仮想視点映像送信プログラムや仮想視点映像取得要求プログラムに含まれていてもよいし、それらとは独立したプログラムであってもよい。本実施形態において、受信装置102では、図7のフローチャートの終了後、図8のフローチャートの処理が実行されるとする。
S802に移行すると、仮想視点映像記憶部504は、通信部501により受信された仮想視点映像セグメントを記憶装置407に記憶する。
本実施形態では、前述したように、受信装置102から仮想視点映像セグメントを取得するための記述データの取得要求が送信装置101に送信され、その応答として、送信装置101から記述データが受信装置102へ送信される例を挙げている。なおこれは一例であり、記述データは送信装置101とは別の送信サーバ等に用意されていてもよく、受信装置102から送信サーバに対して記述データ取得要求が送られ、その応答として送信サーバから受信装置102に対して記述データが送信されてもよい。
図10(a)は、三次元空間における視点の位置を示す図である。
図10(a)において、視点位置1001は、三次元空間におけるx座標軸1002とy座標軸1003とz座標軸1004とにより表される。これら各座標軸による視点位置の表現例としては、座標軸毎に移動可能な範囲を予め定義しておき、例えば座標値0から当該移動可能な範囲までの座標の数値で表現する方法が挙げられる。この例では、三次元空間における座標値によって視点位置を表現する例を挙げたが、視点位置は、相対座標、例えば最大移動可能範囲を1とした場合の割合により表されてもよいし、現在視点位置からの移動距離により表されてもよい。
図10(b)の場合、視点位置1001は、視線方向の向きを示すyaw軸1005と、視線方向の傾斜を示すpitch軸1006と、視線方向の回転を示すroll軸1007とにより表される。図10(b)の例の場合、これら三軸のパラメータを変更することで視線方向を自由に変更することができる。視線方向の表現例としては、軸毎に移動可能な角度範囲を予め定義しておき、軸からの角度が、例えば0度から360度、例えば−180度から180度等のように表現する方法が挙げられる。この例では、各軸に対する角度によって視線方向を表現する例を示したが、視線方向は、角度の相対値でもよいし、現在の視線方向からの角度の差分値等でもよい。また、視点位置1001は、焦点位置までの距離1008の値depthで表されてもよい。距離1008の値depthの単位も絶対値でも相対値でもよい。これら視点位置、視線方向、焦点位置等のパラメータは、必ずしも全てが含まれていなくてもよいし、一つのパラメータのみや、二つ以上のパラメータが組み合わされてもよい。
前述した実施形態1の場合、送信装置101は、受信装置102から視点位置情報を含む仮想視点映像セグメント取得要求を受信すると、その視点位置に対応した仮想視点映像セグメントを送信する例を挙げている。したがって、受信装置102において視点位置が変更された場合つまり視点移動がなされた場合、受信装置102は、当該視点移動に応じた仮想視点映像を取得できる。ただし、例えば送信装置101側で視点移動を反映したセグメントの符号化の処理時間が長くかかってしまった場合、仮想視点映像セグメント送信に遅延が生じて、受信装置102での仮想視点映像の再生処理が停止してしまう虞がある。
すなわち実施形態2の場合、送信装置101において仮想視点映像セグメント取得要求に対応したセグメントの次に送信するセグメントを予め生成しておくことで、視点移動が要求される場合でも仮想視点映像セグメントの送信遅延を防止する。なお、実施形態2におけるハードウェア構成や機能構成については前述した実施形態1と概ね同様であるためそれらの図示と説明は省略する。
以下、図11のフローチャートに示した処理の流れを、図3に示した送信装置101の機能ブロックを参照しながら説明する。
図12において、図中のSeg(x)(図12の例ではx=1,2,3,4)は、仮想視点映像セグメントを表している。また、セグメント取得要求1203の矢印は仮想視点映像セグメントSeg(2)の取得要求がなされたタイミングを、セグメント取得要求1204の矢印は仮想視点映像セグメントSeg(3)の取得要求がなされたタイミングを示している。
前述の実施形態では視点位置情報を送信装置101に送る例を挙げたが、視点位置情報には、受信装置102のユーザ等が所望する順番で複数の視点位置が順次切り替わるような仮想視点映像を生成するためのシナリオ情報が含まれてもよい。また、視点位置情報に加えてオブジェクト等の関心領域(ROI)を示す情報をも送信装置101に送り、送信装置101側において、その関心領域を示す情報に基づく仮想視点映像セグメントを生成して送信するようにしてもよい。例えば関心領域のオブジェクトとして顔のオブジェクトを用いた場合、例えば顔のオブジェクトを認識して顔が常に正面に映るような視点移動の仮想視点映像セグメントを送信してもよい。
Claims (23)
- 仮想視点映像を送信する通信装置であって、
仮想視点映像の取得要求を受信する受信手段と、
仮想視点映像に対する視点の位置を示す視点位置情報を、前記取得要求を行った装置から取得する取得手段と、
前記視点位置情報に対応した仮想視点映像セグメントを、前記取得要求を行った装置に送信する送信手段と、
を有することを特徴とする通信装置。 - 仮想視点映像を取得するための情報を記述した記述データを生成する生成手段と、
前記記述データを送信する送信手段と、を有し、
前記受信手段が受信する前記取得要求は、前記送信した記述データに基づく取得要求であることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記視点位置情報は前記取得要求に含まれていることを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
- 前記取得手段は、前記視点位置情報から、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置と終了視点位置を取得し、
前記送信手段は、前記開始視点位置と終了視点位置に基づく視点の仮想視点映像セグメントを前記送信することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記取得手段は、前記視点位置情報または最後に送信した仮想視点映像セグメントの終了視点位置の少なくとも一方から、前記仮想視点映像セグメントの前記開始視点位置と前記終了視点位置を求めることを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
- 前記仮想視点映像の前記開始視点位置および終了視点位置に基づき、前記取得要求に対応する仮想視点映像を符号化する符号化手段を有することを特徴とする請求項4または5に記載の通信装置。
- 前記符号化手段は、前記開始視点位置と終了視点位置に応じて仮想視点映像セグメントの期間内を等速度で視点移動した仮想視点映像を符号化することを特徴とする請求項6に記載の通信装置。
- 前記符号化手段は、前記視点移動の速度又は視点移動の距離に応じて仮想視点映像セグメントの期間内で視点移動した仮想視点映像を符号化することを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
- 前記視点位置情報は、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置または終了視点位置の少なくとも一方の、三次元空間における座標と視線方向と焦点距離とを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記視点位置情報は、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置の三次元空間における座標と視線方向と焦点距離、および視点移動の速度または視点移動距離の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記送信手段は、前記仮想視点映像セグメントの期間内に前記視点位置情報を取得した場合、予め定義された期間よりも短い期間の仮想視点映像セグメントを送信することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記取得手段は、前記視点位置情報として少なくとも視点位置が切り替わるシナリオ情報を取得し、
前記送信手段は、前記シナリオ情報の視点位置に対応した仮想視点映像セグメントを前記送信することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の通信装置。 - 仮想視点映像を受信する通信装置であって、
仮想視点映像を取得するための情報を記述した記述データに基づき、仮想視点映像セグメントの取得要求を生成する生成手段と、
仮想視点映像に対する視点の位置を示す視点位置情報を取得する取得手段と、
前記仮想視点映像セグメントの取得要求と前記視点位置情報とを、仮想視点映像を送信する装置に送信する送信手段と、
前記仮想視点映像を送信する装置から送信される仮想視点映像セグメントを受信する受信手段と、
を有することを特徴とする通信装置。 - 仮想視点映像を取得するための情報を記述した前記記述データを取得する記述データ取得手段と、
前記取得した記述データを解析する解析手段と、を有し、
前記生成手段は前記記述データの解析の結果に基づいて前記仮想視点映像セグメントの取得要求を生成することを特徴とする請求項13に記載の通信装置。 - 前記視点位置情報は、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置及び終了視点位置を含むことを特徴とする請求項13または14に記載の通信装置。
- 前記視点位置情報は、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置又は終了視点位置の少なくとも一方の三次元空間における座標と視線方向と焦点距離とを含むことを特徴とする請求項13から15のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記視点位置情報は、前記仮想視点映像セグメントの期間における開始視点位置の三次元空間における座標と視線方向と焦点距離および視点移動速度または視点移動距離の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項13から15のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記送信手段は、前記視点位置情報を前記仮想視点映像セグメントの取得要求に格納して前記送信することを特徴とする請求項13から17のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記受信手段により受信した前記仮想視点映像セグメントを復号化する復号化手段と、
前記復号化された仮想視点映像セグメントを表示する表示手段と、
ユーザが情報を入力する入力手段と、を備え、
前記視点位置情報は、前記入力手段によりユーザにより入力される情報に基づく情報であることを特徴とする請求項13から18のいずれか1項に記載の通信装置。 - 仮想視点映像を送信する第1の通信装置と、
仮想視点映像を受信する第2の通信装置と、を有し、
前記第2の通信装置は、仮想視点映像を取得するための情報を記述した記述データに基づき仮想視点映像セグメントの取得要求を生成し、前記仮想視点映像セグメントの取得要求と前記仮想視点映像に対する視点の位置を示す視点位置情報とを、前記第1の通信装置に送信し、
前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置から前記仮想視点映像セグメントの取得要求を受信し、さらに前記視点位置情報を取得すると、前記視点位置情報に対応した仮想視点映像セグメントを、前記取得要求を行った前記第2の通信装置に送信する
ことを特徴とする通信システム。 - 仮想視点映像を送信する通信装置が実行する通信方法であって、
仮想視点映像の取得要求を受信する受信工程と、
仮想視点映像に対する視点の位置を示す視点位置情報を、前記取得要求を行った装置から取得する取得工程と、
前記視点位置情報に対応した仮想視点映像セグメントを、前記取得要求を行った装置に送信する送信工程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - 仮想視点映像を受信する通信装置が実行する通信方法であって、
仮想視点映像を取得するための情報を記述した記述データに基づき、仮想視点映像セグメントの取得要求を生成する生成工程と、
仮想視点映像に対する視点の位置を示す視点位置情報を取得する取得工程と、
前記仮想視点映像セグメントの取得要求と前記視点位置情報とを、仮想視点映像を送信する装置に送信する送信工程と、
前記仮想視点映像を送信する装置から送信される仮想視点映像セグメントを受信する受信工程と、
を有することを特徴とする通信方法。 - コンピュータを、請求項1から19のいずれか1項に記載の通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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