JP3237731B2 - ステレオ画像処理装置 - Google Patents

ステレオ画像処理装置

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JP3237731B2 JP33624493A JP33624493A JP3237731B2 JP 3237731 B2 JP3237731 B2 JP 3237731B2 JP 33624493 A JP33624493 A JP 33624493A JP 33624493 A JP33624493 A JP 33624493A JP 3237731 B2 JP3237731 B2 JP 3237731B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステレオ画像を生成
し、蓄積/伝送するステレオ画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステレオ画像を生成し、このステレオ画
像を蓄積(あるいは伝送)してステレオ画像を表示する
ステレオ画像処理装置においては、通常左右の画像を処
理する2系統の処理系が必要となる。しかし、このよう
な2系統の処理系を設けると、通常のテレビ装置の2倍
の構成を必要とし、高価なシステムとなるので、従来よ
り次のような工夫がなされている。
【0003】すなわち、例えば表示画像の奇数フィール
ドには左用画像データを用い、偶数フィールドには右用
画像データを用いたステレオ画像を生成する。このよう
なステレオ画像を生成することで、通常のVTRにも何
等問題なく記録できると共に、あるいはケーブルまたは
電波によりステレオ画像を伝送することができる。
【0004】また、記録あるいは伝送されたステレオ画
像を表示する場合においては、例えば視聴者がかけた液
晶等で構成されるレンズに対応した左右のシャッタを備
えた特殊メガネを用いることで、奇数フィールドが表示
されている場合には、左のシャッタを開け、偶数フィー
ルドが表示されている場合には、右のシャッタを開ける
ことで、視聴者は立体的なステレオ画像を鑑賞すること
ができる。
【0005】ところで、動画像の圧縮を可能としている
理由は、時間軸方向の画像の冗長性であり、この画像の
特性を利用することで動き補正が可能となり動画像の圧
縮が可能となる。MUSE方式あるいはMPEG方式の
圧縮においても、上記の特性を用いて動き補正を行うこ
とで圧縮率を高めており、これらの方式は、画像の蓄積
や伝送における限られた容量を有効に利用するために、
広く採用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たステレオ画像処理の方法においては、同一フレーム中
で左画像と右画像がフィールド毎に入れ替わるため、M
USE方式あるいはMPEG方式の圧縮においては、以
下のような問題が生じる。
【0007】1)左画像と右画像とは、似てはいるが異
なる画像であるので、この異なる画像であるフィールド
間で動き補正が適用されるため、画像のマッチンッグが
取れず、動き補正に実際に使用されるブロック数が減少
し結果的に圧縮率が上がらない。
【0008】2)左画像と右画像とがフィールド毎に入
れ替わるために、例えばズーム(拡大)の際に、比較的
撮影カメラ近くにある物体の動きについては、動きベク
トルが左右異なる値を示すことになり、画像の予測機能
がうまく働かず、結果的に圧縮率が上がらない。
【0009】3)左画像と右画像とが、それぞれ1秒間
あたりのフィールド数が半分になるため、ステレオ画像
を表示した場合、画像の動きの滑らかさが半減する。
【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成により、画像劣化が生じることなく
効率的に圧縮し蓄積/伝送・表示できるステレオ画像を
生成することのできるステレオ画像処理装置を提供する
ことを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のステレオ画像処
理装置は、左画像信号を生成する左画像生成手段として
の左眼用ビデオカメラ11と、右画像信号を生成する右
画像生成手段としての右眼用ビデオカメラ12と、左画
像信号の走査線数を1/2に間引く左画像間引き手段と
しての間引き回路15と、右画像信号の走査線数を1/
2に間引く右画像間引き手段としての間引き回路16
と、間引き回路15の出力画像と間引き回路16の出力
画像との差を演算し、差分画像を生成する差分画像生成
手段としての差分演算回路17と、間引き回路15の出
力画像または間引き回路16の出力画像と差分画像とに
基づいた合成画像を生成する合成画像生成手段としての
フィールドメモリ18とを備えて構成される。
【0012】また、合成画像を所定の符号化により圧縮
する圧縮手段としてのMPEGエンコーダ31と、MP
EGエンコーダ31が圧縮した圧縮画像を蓄積あるいは
伝送する蓄積/伝送手段としての蓄積/伝送部32と、
蓄積/伝送部32により蓄積あるいは伝送された圧縮画
像を復号化する復号手段としのMPEGデコーダ33
と、MPEGデコーダ33の出力より間引き回路15の
出力画像または間引き回路16の出力画像と差分画像と
を分離する画像分離手段としての画像分離回路41と、
画像分離回路41により分離された間引き回路15の出
力画像と差分画像とから、間引き回路16の出力画像を
生成する画像生成手段としての加算処理回路42と、画
像分離回路41により分離された間引き回路15の出力
画像の走査線数を2倍に変換する第1変換手段としての
フィールド補間回路43と、加算処理回路42により生
成された間引き回路16の出力画像の走査線数を2倍に
変換する第2変換手段としてのフィールド補間回路44
と、フィールド補間回路43の出力画像とフィールド補
間回路44の出力画像とを時間的に交互に表示する表示
手段としてのディスプレイ48とを備えて構成すること
ができる。
【0013】
【作 用】本発明のステレオ画像処理装置では、間引き
回路15及び間引き回路16で左画像信号及び右画像信
号の走査線数を1/2に間引き、差分演算回路17で間
引き回路15の出力画像と間引き回路16の出力画像と
の差を演算し、差分画像を生成し、フィールドメモリ1
8で間引き回路15の出力画像または間引き回路16の
出力画像と差分画像とに基づいた合成画像を生成するこ
とで、簡単な構成により、画像劣化が生じることなく効
率的に圧縮して蓄積/伝送・表示を行うことのできるス
テレオ画像を生成することを可能とする。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。図1乃至図4は本発明の一実施例に係わ
り、図1はステレオ画像処理装置の一実施例の構成を示
す構成図、図2は図1の伝送/蓄積画像データ生成装置
の構成を示す構成図、図3は図1の伝送/蓄積装置の構
成を示す構成図、図4は図1のステレオ画像生成装置の
構成を示す構成図である。
【0015】本実施例のステレオ画像処理装置では、図
1に示すように、ステレオ画像を画像処理し伝送/蓄積
画像データを生成する伝送/蓄積画像データ生成装置1
と、伝送/蓄積画像データ生成装置1により生成された
伝送/蓄積ステレオ画像データを符号化して圧縮して伝
送/蓄積し伝送/蓄積した画像データを複号化する伝送
/蓄積装置2と、伝送/蓄積装置2により複号化された
伝送/蓄積画像データより再生ステレオ画像データを生
成するステレオ画像生成装置3とから構成されている。
【0016】伝送/蓄積ステレオ画像データ生成装置1
では、図2に示すように、左眼用画像を撮影する左眼用
ビデオカメラ11及び右眼用画像を撮影する右眼用ビデ
オカメラ12からの映像信号(RGBあるいはYUV)
は、それぞれA/D変換器13、14でA/D変換され
る。
【0017】A/D変換器13でA/D変換された左眼
用画像データLは、間引き回路15に出力され、例えば
1125本の走査線数が1/2に間引かれる。この間引
き回路15の処理の結果、得られる画像データをL[1
/2]とする。そして画像データL[1/2]は、フィ
ールドメモリ18に出力され一時格納されると共に、画
像データL[1/2]は、差分演算回路17に出力され
る。
【0018】同様に、A/D変換器14でA/D変換さ
れた右眼用画像データRは、間引き回路16に出力さ
れ、例えば1125本の走査線数が1/2に間引かれ
る。この間引き回路16の処理の結果、得られる画像デ
ータをR[1/2]とする。そして画像データR[1/
2]は、差分演算回路17に出力される。
【0019】差分演算回路17に入力される画像データ
L[1/2]及び画像データR[1/2]は同期してお
り、差分演算回路17では画像データL[1/2]及び
画像データR[1/2]より (R−L)[1/2]=R[1/2]−L[1/2] なる差分演算を行い、差分画像データ(R−L)[1/
2]を得る。この差分画像データ(R−L)[1/2]
は、画像データL[1/2]と同じくフィールドメモリ
18に出力され一時格納される。このときフィールドメ
モリ18では、フィールドデータの上半分が画像データ
L[1/2]、フィールドデータの下半分が差分画像デ
ータ(R−L)[1/2]となるようにデータ配置して
格納する。
【0020】フィールドメモリ18に格納されたデータ
形式は、上半分と下半分では全く異質なデータである
が、ふつうの画像データと同様に圧縮を行うエンコーダ
/デコーダ及び伝送/蓄積系を通しても何等問題はな
い。すなわち、フィールドメモリ18に格納されたデー
タは、伝送/蓄積装置2に出力され、符号化して圧縮し
て伝送/蓄積し伝送/蓄積したデータを復号化すること
に何等の問題は生じない。
【0021】そこで、伝送/蓄積装置2では、図3に示
すように、例えばMPEGエンコーダ31でフィールド
メモリ18に記憶されたデータを符号化・圧縮し、蓄積
/伝送部32で符号化・圧縮されたデータを蓄積あるい
は伝送して、例えばMPEGデコーダ33で蓄積/伝送
部32から伝送あるいは蓄積されたデータを復号化する
ようになっている。なお、圧縮の符号化はMUSE方式
でも良い。
【0022】MPEGデコーダ33で復号化された画像
データは、図4に示すように、ステレオ画像生成装置3
のフィールド画像分離回路41に出力され、フィールド
画像分離回路41では入力したフィールドメモリ18に
格納されたデータ形式のデータから画像データ(R−
L)[1/2]と画像データL[1/2]とを分離し、
画像データ(R−L)[1/2]と画像データL[1/
2]を加算処理回路42に出力すると共に、画像データ
L[1/2]をフィールド補間回路43に出力する。加
算処理回路42では (R−L)[1/2]+L[1/2]=R[1/2] を演算することで、画像データR[1/2]を復元し、
この画像データR[1/2]をフィールド補間回路44
に出力する。
【0023】フィールド補間回路43では、画像データ
L[1/2]を補間することで、例えば元の1125本
の走査線数の画像データL’を復元する。そして復元さ
れた画像データL’はD/A変換器45でアナログ信号
に変換される。
【0024】同様に、フィールド補間回路44では、画
像データR[1/2]を補間することで、例えば元の1
125本の走査線数の画像データR’を復元する。そし
て復元された画像データR’はD/A変換器46でアナ
ログ信号に変換される。
【0025】D/A変換器45及びD/A変換器46で
アナログ信号化したL’画像及びR’画像はL/R画像
スイッチング回路47に出力され、L/R画像スイッチ
ング回路47では、L’画像及びR’画像を交互に切り
換えてディスプレイ48に出力する。
【0026】このようにディスプレイ48に表示された
交互に切り換わるL’画像及びR’画像を、L/R画像
スイッチング回路47からの切り換えタイミング信号に
より左眼レンズ及び右眼レンズを交互に遮光する図示し
ない特殊メガネ(ディスプレイ48がL’画像を表示し
ている時は右眼レンズを遮光し、R’画像を表示してい
る時は左眼レンズを遮光)を用いて見ることで、ハイビ
ジョン等の高画質のステレオ画像が鑑賞できる。
【0027】以上説明したように、本実施例のステレオ
画像処理装置によれば、上半分の画像データL[1/
2]に対しては、画像のマッチングを行うことができる
ので、圧縮率を高めることができ、また、下半分の差分
画像データ(R−L)[1/2]に関しての画像データ
そのものがが削減されているので、圧縮においてのデー
タ量が小さくてすみ、結果的に圧縮率を高めることがで
きる。
【0028】また、圧縮等はMPEG方式、MUSE方
式等の既存の処理系が使用でき、圧縮による符号化を差
分画像データに対して行っているので、データ量が少な
くてすむために伝送/蓄積装置を安価に構成することが
でき、さらに圧縮率を一定にすることで、圧縮による画
質の劣化を抑制できる。
【0029】また、Motion Estimation(ME)等にお
いては、estimationを防止するため上半分と下半分との
間にnullデータの入ったガードバンドを設けたりする
が、本実施例では、上半分と下半分ではデータ内容が大
きく異なるので、誤ったMEが生じることがないので、
ガードバンドを設ける必要がなく有効ライン数を多くす
ることができる。
【0030】なお、(R−L)[1/2]とL[1/
2]とを用いるとしたが、これに限らず、(L−R)
[1/2]とR[1/2]とを用いる構成としても良
く、さらには、L[1/2]またはR[1/2]の一方
と、(R−L)[1/2]または(L−R)[1/2]
の一方を用いてもよく、つまりステレオ画像生成装置3
でL[1/2]及びR[1/2]を復元できるればよ
い。
【0031】また、生成した(R−L)[1/2]とL
[1/2]とから次のフィールドの(R−L)[1/
2]とL[1/2]を予測してステレオ画像データを生
成する用にしてもよく、この場合、圧縮データ数を半減
させることができる。
【0032】さらに、ディスプレイにはL’[1/2]
とR’[1/2]とを交互に表示するとしたが、L’
[1/2]とR’[1/2]とをヘッドマウント型ディ
スプレイの左眼用ディスプレイと右眼用ディスプレイ
に、それぞれ表示するようにしても良い。
【0033】また、圧縮はフィールド単位としたが、フ
レーム単位で圧縮するようにしても良い。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明のステレオ画
像処理装置によれば、左画像間引き手段及び右画像間引
き手段で左画像信号及び右画像信号の走査線数を1/2
に間引き、差分画像生成手段で左画像間引き手段の出力
画像と右画像間引き手段の出力画像との差を演算し、差
分画像を生成し、合成画像生成手段で左画像間引き手段
の出力画像または右画像間引き手段の出力画像と差分画
像とに基づいた合成画像を生成するので、簡単な構成に
より、画像劣化が生じることなく効率的に圧縮して蓄積
/伝送・表示を行うことのできるステレオ画像を生成す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ステレオ画像処理装置の一実施例の構成を示す
構成図。
【図2】図1の伝送/蓄積画像データ生成装置の構成を
示す構成図。
【図3】図1の伝送/蓄積装置の構成を示す構成図。
【図4】図1のステレオ画像生成装置の構成を示す構成
図。
【符号の説明】
1 伝送/蓄積画像データ生成装置 2 伝送/蓄積装置 3 ステレオ画像生成装置 11 左眼用ビデオカメラ 12 右眼用ビデオカメラ 13、14 A/D変換器 15、16 間引き回路 17 差分演算回路 18 フィールドメモリ 31 MPEGエンコーダ 32 蓄積/伝送部 33 MPEGデコーダ 41 フィールド画像分離回路 42 加算処理回路 43、44 フィールド補間回路 45、46 D/A変換器 47 L/R画像スイッチング回路 48 ディスプレイ48

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左画像信号を生成する左画像生成手段
    と、 右画像信号を生成する右画像生成手段と、 前記左画像信号の走査線数を1/2に間引く左画像間引
    き手段と、 前記右画像信号の走査線数を1/2に間引く右画像間引
    き手段と、 前記左画像間引き手段の出力画像と前記右画像間引き手
    段の出力画像との差を演算し、差分画像を生成する差分
    画像生成手段と、 前記左画像間引き手段の出力画像または前記右画像間引
    き手段の出力画像と前記差分画像とに基づいた合成画像
    を生成する合成画像生成手段とを備えたことを特徴とす
    るステレオ画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記合成画像を所定の符号化により圧縮
    する圧縮手段と、 前記圧縮手段が圧縮した圧縮画像を蓄積あるいは伝送す
    る蓄積/伝送手段と、 前記蓄積/伝送手段により蓄積あるいは伝送された前記
    圧縮画像を復号化する復号手段と、 前記復号手段の出力より、前記左画像間引き手段の出力
    画像または前記右画像間引き手段の出力画像と前記差分
    画像とを分離する画像分離手段と、 前記分離手段により分離された前記左画像間引き手段の
    出力画像または前記右画像間引き手段の出力画像と前記
    差分画像とから、前記右画像間引き手段の出力画像また
    は前記左画像間引き手段の出力画像を生成する画像生成
    手段と、 前記分離手段により分離された前記左画像間引き手段の
    出力画像または前記右画像間引き手段の出力画像の走査
    線数を2倍に変換する第1変換手段と、 前記画像生成手段により生成された前記右画像間引き手
    段の出力画像または前記左画像間引き手段の出力画像の
    走査線数を2倍に変換する第2変換手段と、 前記第1変換手段の出力画像と前記第2変換手段の出力
    画像とを時間的に交互に表示する表示手段とを備えたこ
    とを特徴とする請求項1に記載のステレオ画像処理装
    置。
  3. 【請求項3】 前記圧縮手段は、MUSE方式あるいは
    MPEG方式により前記合成画像を符号化し圧縮するこ
    とを特徴とする請求項2に記載のステレオ画像処理装
    置。
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