JP3332617B2 - 三次元映像信号記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三次元映像信号記録再生
装置に関し、特に三次元映像信号を二次元映像として再
生する際の不自然さを解消した三次元映像信号記録再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、三次元映像（以下、3D映像と言
う) に関する技術開発、即ちそのための撮像技術，再生
技術及びその間の信号処理技術の開発が進んでいる。具
体的には、たとえば左目用の映像と右目用の映像とを視
聴者がシャッタ機構を有する眼鏡をかけて見る方式、レ
ンチキュラースクリーンを用いて左目用の映像は視聴者
の左目に、右目用の映像は視聴者の右目にそれぞれ入る
ように調整して視聴者が眼鏡を用いることなしに直接3D
映像を見ることが可能な手法等が実用化されている。

【０００３】ところで、3D映像の再生は、左目用の映像
信号と右目用の映像信号とは、一般的には左目用のカメ
ラ及び右目用のカメラでそれぞれ撮像した映像信号を２
台のビデオテープレコーダ（以下、 VTRと言う）で通常
のフォーマットでそれぞれの記録媒体 (ビデオテープ)
に記録し、再生時に２台の再生装置で同期させて重ねて
再生させる手法、あるいは一つの記録媒体に左右いずれ
か一方の映像信号を主信号として記録し、それと同じ記
録媒体のオーバラップ部分あるいは主信号を記録するト
ラックと並列に左右の映像信号の差信号を記録し、再生
時に主信号と差信号とから左目用及び右目用の映像信号
を再生して表示する手法（特開昭62−236294号公報等)
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、元来は3D映
像として撮像された画像であってもたとえば3D映像用の
再生装置が無いような場合にはやむを得ず二次元映像
（以下、2D映像と言う) として再生される場合がある。
前述のようにして得られた3D映像から2D映像を再生する
場合に、左右いずれか１台のカメラの映像信号を単純に
再生すると、図５の模式図に示されているように3D映像
では被写体が中心に位置している画像であっても、図６
の模式図に示されているようにたとえば右画像用のカメ
ラで得られた映像信号を2D映像として再生した場合には
被写体が画面の中央からずれた（オフセットした）画像
になり、撮影者が意図した画像が得られないという問題
があった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、上述のような場合、即ち元来は3D映像とし
て得られた映像信号を2D映像として再生する場合の不自
然さを解消することが可能な三次元映像信号記録再生装
置の提供を目的とする。

【０００６】またそのための記録媒体への信号の記録を
工夫した三次元映像信号記録再生装置の提供をも目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る三次元映像
信号記録再生装置では、基本的には以下のような原理に
従って映像信号を処理する。即ち、3D映像を得るための
２台のカメラの内の１台のカメラにより得られた映像信
号のみを2D映像として再生する場合に、本来は3D映像の
画面の中央に位置する被写体が2D映像の画面の中央から
ずれる量は２台のカメラ間の距離あるいは被写体とカメ
ラとの間の距離、更には焦点から写像平面（カメラの画
像が結像する平面、具体的には CCDの受光面) までの距
離によって定まる。

【０００８】そこで、3D映像の撮影時にズームエンコー
ダ出力等のような２台のカメラに対する被写体の相対的
位置関係を表す位置情報の信号をも併せて記録してお
き、いずれか一方のカメラにより得られた映像信号のみ
を再生する際に上述の位置情報の信号も再生して被写体
とカメラとの間の相対的位置関係、即ち両者間の距離を
計算し、3D映像の画面中心と2D映像の画面中心との差を
表すオフセット信号として使用する。

【０００９】そして、2D映像の再生時には、オフセット
信号に従って、図７の模式図に示されているように画像
をオフセット処理するか、あるいは図８の模式図に示さ
れているように電子ズーム処理するかにより、被写体が
画面の中心に位置するように画像を再生する。

【００１０】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置
は基本的には、左右方向に平行に配された２台のカメラ
を使用して撮像された三次元映像信号を記録媒体に記録
し、また再生する三次元映像信号記録再生装置であっ
て、２台のカメラにより撮像された三次元映像を記録す
る際に、２台のカメラに対する被写体の相対的位置関係
を表す位置情報も同時に記録すべくなしてあることを特
徴とする。

【００１１】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置
の第１の態様は、２台のカメラにより撮像された三次元
映像を記録する際に、２台のカメラに対する被写体の相
対的位置関係を表す位置情報も同時に記録すべくなして
あり、２台のカメラの内のいずれか一方のカメラにより
撮像された映像信号と位置情報とを入力し、２台のカメ
ラを使用して撮像された三次元映像信号を再生した場合
の画面中心といずれか一方のカメラにより撮像された映
像信号のみを再生した場合の画面中心との間のオフセッ
ト量を算出するオフセット量算出手段と、オフセット量
算出手段により算出されたオフセット量に従って、いず
れか一方のカメラにより撮像された映像信号のみを再生
した場合の画面中心を２台のカメラを使用して撮像され
た三次元映像信号を再生した場合の画面中心と一致する
ように平行移動する平行移動処理手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１２】また本発明に係る三次元映像信号記録再生
装置の第２の態様は、２台のカメラにより撮像された三
次元映像を記録する際に、２台のカメラに対する被写体
の相対的位置関係を表す位置情報も同時に記録すべくな
してあり、２台のカメラの内のいずれか一方のカメラに
より撮像された映像信号と位置情報とを入力し、２台の
カメラを使用して撮像された三次元映像信号を再生した
場合の画面中心といずれか一方のカメラにより撮像され
た映像信号のみを再生した場合の画面中心との間のオフ
セット量を算出するオフセット量算出手段と、オフセッ
ト量算出手段により算出されたオフセット量に従って、
いずれか一方のカメラにより撮像された映像信号のみを
再生した場合の画面中心を２台のカメラを使用して撮像
された三次元映像信号を再生した場合の画面中心と一致
するようにズームアップする電子的ズーム手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１３】更に、本発明に係る三次元映像信号記録再
生装置は、位置情報が、２台のカメラを使用して撮像さ
れた三次元映像信号を再生した場合の画面中心といずれ
か一方のカメラにより撮像された映像信号のみを再生し
た場合の画面中心との間のオフセット量と相関関係を有
する信号であり、その具体的態様の一例としてカメラの
ズームエンコーダの出力信号であることを特徴とする。

【００１４】また、本発明に係る三次元映像信号記録再
生装置は、位置情報が、記録媒体の同一トラック上の３
次元映像信号とは異なる領域に記録されるべくなしてあ
ることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置で
は、3D映像の映像信号から一方のカメラの映像信号のみ
を用いて2D映像を再生する場合には、算出されたオフセ
ット量に従って2D映像の画面が平行移動されるため、本
発明例の3D映像において画面中央に位置した被写体が2D
映像の画面においても中央に位置するように再生され
る。

【００１６】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置
では、3D映像の映像信号から一方のカメラの映像信号の
みを用いて2D映像を再生する場合には、算出されたオフ
セット量に従って2D映像の画面がズームアップされるた
め、本発明例の3D映像において画面中央に位置した被写
体が2D映像の画面においても中央に位置するように再生
される。

【００１７】また本発明の三次元映像信号記録再生装置
では、位置情報が前記記録媒体の３次元映像信号以外の
領域に記録されるため、上述の平行移動及びズームアッ
プ処理が迅速に行なえる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。

【００１９】図１は本発明に係る三次元映像信号記録再
生装置の第１の実施例の構成例を示すブロック図であ
る。

【００２０】図１において、参照符号1Rは右画像用のカ
メラを、1Lは左画像用のカメラをそれぞれ示している。
なお、本実施例では、右画像用のカメラ1Rにズームエン
コーダ1Zが備えられており、両カメラ1R, 1Lで撮像が行
なわれる際にカメラ1Rのズーム量をズームエンコーダ出
力zeとして出力する。なお、両カメラ1R, 1Lは完全に同
期して制御されることは言うまでもない。

【００２１】両カメラ1R，1L及びズームエンコーダ1Zか
らの出力信号は参照符号２にて示されているビデオテー
プレコーダ（以下、 VTRと言う) により磁気テープに記
録される。図２はVTR ２のトラックパターンを示す模式
図である。本実施例では、VTR ２のトラックパターンは
8mmVTRと互換性を確保しており、ビデオトラックに右画
像用のカメラ1Rの映像信号を記録し、 PCM領域に左画像
用のカメラ1Lの映像信号を時間圧縮して記録し、更にこ
れらの映像信号と同一のヘリカルトラックの別領域に被
写体の位置情報、即ちズームエンコーダ信号zeを記録す
る。

【００２２】従って、VTR ２からは右画像信号ROUT, 左
画像信号LOUT及びズームエンコーダ信号zeが再生可能で
あるが、通常は右画像信号ROUT及び左画像信号LOUTを使
用して3D映像を再生することが可能である。

【００２３】図１において、参照符号３は A/Dコンバー
タを示している。この入力装置３は、VTR ２にはアナロ
グ信号として記録されている右画像信号ROUTをデジタル
信号に変換して参照符号５にて示されている平行移動処
理回路に与えている。また、参照符号４はマイクロコン
ピュータを示している。マイクロコンピュータ４はオフ
セット量算出手段として機能し、VTR ２から出力される
ズームエンコーダ信号zeを後述するアルゴリズムに従っ
て処理することによりズームオフセット信号zoを生成し
て平行移動処理回路５に与えている。平行移動処理回路
５は平行移動処理手段として機能し、 A/Dコンバータ３
から与えられるディジタルの映像信号をズームオフセッ
ト信号zoに従って公知のアルゴリズムで平行移動し、そ
の結果の信号を出力する。

【００２４】参照符号６は D/Aコンバータを示してお
り、平行移動処理回路５から出力されたディジタルの映
像信号をアナログ信号に変換して2D映像信号2DOUT とし
て出力する。この2D映像信号2DOUT が図示されていない
モニタ装置、たとえば CRTディスプレイ, 液晶表示パネ
ル等に2D映像として表示される。

【００２５】上述のような本発明の三次元映像信号記録
再生装置の動作について、以下にマイクロコンピュータ
４による処理のアルゴリズムを中心として説明する。

【００２６】ところで、図５の模式図に示されているよ
うに3D映像において被写体を画面中央に位置するように
撮影すると、図６の模式図に示されているように一方の
カメラの画面の中央からは被写体がずれた状態になる。
そこで、右画像用のカメラ1Rの映像信号のみを2D映像と
して再生する場合は、2D映像の画面上で被写体が中央に
位置するように画面のオフセット処理を行なう。但し、
この画面のオフセット処理そのものは従来から公知の技
術である。本発明では、この平行移動処理回路５による
オフセット処理のためのオフセット量をマイクロコンピ
ュータ４で求める処理に特徴がある。

【００２７】VTR ２で再生されたカメラ1Rの映像信号は
A/Dコンバータ３でデジタル信号に変換されて平行移動
処理回路５に入力される。また、VTR ２で再生されたズ
ームエンコーダ信号ze、即ち被写体の位置情報はマイク
ロコンピュータ４に入力され、画面中心と被写体との間
のずれ量が後述するアルゴリズムに従って計算され、ズ
ームオフセット信号zoとして平行移動処理回路５に与え
られる。

【００２８】次に、マイクロコンピュータ４によりズー
ムオフセット信号zoを求めるためのアルゴリズムについ
て、3D映像用の２台のカメラと被写体としての人物との
位置関係を示す図３の模式図を参照して説明する。

【００２９】いまたとえば、２台のカメラ1R，1Lにより
得られる3D映像上で被写体である人物が図５の模式図に
示されているように画面の中央に位置していると仮定す
る。図３において、右画像用のカメラ1Rの焦点をRfp,左
画像用のカメラ1Lの焦点をLfp とそれぞれし、各カメラ
1R, 1Lの視線方向Re, Leは平行であるとする。２台のカ
メラ1R, 1L間の距離をfw, 被写体とカメラまでの距離を
od, 写像平面 (カメラの結像平面、具体的には両カメラ
1R, 1Lの CCDの受光面) をＳ, 両カメラ1R, 1Lの焦点Rf
p, Lfpから写像平面Ｓまでの距離をfdとする。

【００３０】この際、写像平面Ｓ上での被写体の写像と
画面中心との間のずれ量、即ち図６に示されているオフ
セットをofとすると、下記式(1) が成立する。 (1/2 × fw)／od ＝ of ／ fd ・・・(1)

【００３１】この式(1) をofについて解くと、下記式
(2) が得られる。 of ＝ ｛ (1/2 × fw)／od ｝× fd ・・・(2)

【００３２】カメラと被写体との間の距離odとズームエ
ンコーダ信号zeとはそれぞれのカメラ固有の比例関係を
有している。そこで、その比例係数をｐとすると、ズー
ムエンコーダ信号zeから得られるカメラと被写体との間
の距離は下記式(3) にて表される。 od ＝ｐ× ze ・・・(3)

【００３３】式(2) 及び式(3) をマイクロコンピュータ
４で計算することにより、画面中心からの被写体のずれ
量が求まる。但し、このずれ量は写像平面Ｓ上での距離
であるため、 CCDの画素数に変換することによりズーム
オフセット信号zoが得られる。このズームオフセット信
号zoは平行移動処理回路５に与えられる。

【００３４】平行移動処理回路５では、マイクロコンピ
ュータ４からズームオフセット信号zoが与えられると、
図７の模式図に示されているように画面中心からのズー
ムオフセット信号zoに対応する量だけずれた点が画面の
中心となるように映像を逆方向にオフセットさせる平行
移動処理を行なう。但し、この平行移動処理に必要な技
術そのものは公知であるので説明は省略する。

【００３５】平行移動処理回路５により得られたディジ
タルの映像信号は D/Aコンバータ６へ出力される。但
し、この場合には、オフセット量に対応して図７に示さ
れているような黒い帯状の無信号領域が映像上に発生す
るため、その部分をマスクする処理が必要である。

【００３６】次に、本発明の三次元映像信号記録再生装
置の第２の実施例について説明する。この第２の実施例
では、上述の第１の実施例において、オフセット量に対
応して図７に示されているような黒い帯状の無信号領域
が映像上に発生することを回避するための実施例であ
る。

【００３７】図４は本発明の三次元映像信号記録再生装
置の第２の実施例の構成例を示すブロック図であり、前
述の図１に示されている第１の実施例の平行移動処理回
路５に代えて参照符号50にて示されている電子的ズーム
手段として機能する電子ズーム回路が備えられている。
但し、この電子ズーム回路50そのものは従来公知の技術
である。

【００３８】以下に本第２の実施例の動作について説明
する。電子ズーム回路50に A/Dコンバータ３からカメラ
1Rの映像信号が与えられること、及びマイクロコンピュ
ータ４からズームオフセット信号zoが与えられることは
第１の実施例と同様である。

【００３９】電子ズーム回路50では、図８の模式図に示
されているように A/Dコンバータ３から与えられたカメ
ラ1Rの映像信号の画面中心からズームオフセット信号zo
に対応する画素数だけずれた点が画面の中心となるよう
に映像を所定の倍率でズームアップ処理する。但し、こ
の処理に必要な技術そのものは公知であるので説明は省
略する。

【００４０】電子ズーム回路50により得られたディジタ
ルの映像信号は D/Aコンバータ６へ出力される。この場
合には、図７に示されているような黒い帯状の無信号領
域が画面の両端に表示されることがない2D映像が得られ
る。

【００４１】なお、本発明の三次元映像信号記録再生装
置では前述の図２に示されているように、右画像用のカ
メラ1Rの映像信号が記録されているのと同一のヘリカル
トラックの別領域に被写体の位置情報、即ちズームエン
コーダ信号zeを記録しているため、上述の電子ズーム回
路50によるズームアップ処理がリアルタイムに実行され
る。

【００４２】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明の三次元映
像信号記録再生装置によれば、元来は3D映像として得ら
れた映像信号を2D映像として再生する場合の不自然さ、
具体的には3D映像の画面の中央に位置する被写体が2D映
像の画面の中央には位置しないという不自然さを解消す
ることが可能になる。

【００４３】また、2D映像を平行移動した場合には画面
の両側に黒い帯状の無信号領域が発生するが、電子ズー
ム処理を行なった場合にはそれも解消される。

【００４４】更に、2D映像として再生される側のカメラ
の映像信号が記録されているのと同一のヘリカルトラッ
クの別領域に被写体の位置情報を記録しているため、上
述の電子ズーム処理がリアルタイムに実行される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置の第
１の実施例の構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明の三次元映像信号記録再生装置のVTR の
トラックパターンを示す模式図である。

【図３】本発明の三次元映像信号記録再生装置におい
て、ズームオフセット信号を求めるためのアルゴリズム
を説明するための、3D映像用の２台のカメラと被写体と
しての人物との位置関係を示す模式図である。

【図４】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置の第
２の実施例の構成例を示すブロック図である。

【図５】3D映像において被写体が中心に位置している画
像を示す模式図である。

【図６】3D映像において被写体が中心に位置している画
像の右画像用のカメラで得られた映像信号を2D映像とし
て再生した場合の画像を示す模式図である。

【図７】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置の第
１の実施例により2D映像を再生する場合の処理を示すた
めの画像の模式図である。

【図８】本発明に係る三次元映像信号記録再生装置の第
２の実施例により2D映像を再生する場合の処理を示すた
めの画像の模式図である。

【符号の説明】

1R 右画像用のカメラ 1L 左画像用のカメラ 1Z ズームエンコーダ ２ VTR ４ マイクロコンピュータ ５ 平行移動処理回路 50 電子ズーム回路 ze ズームエンコーダ信号 zo ズームオフセット信号

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右方向に平行に配された２台のカメラ
   を使用して撮像された三次元映像信号を記録再生する三
   次元映像信号記録再生装置において、 前記２台のカメラにより撮像された三次元映像を記録す
   る際に、前記２台のカメラに対する被写体の相対的位置
   関係を表す位置情報も同時に記録すべくなしてあり、 前記２台のカメラの内のいずれか一方のカメラにより撮
   像された映像信号と前記位置情報とを入力し、前記２台
   のカメラを使用して撮像された三次元映像信号を再生し
   た場合の画面中心といずれか一方のカメラにより撮像さ
   れた映像信号のみを再生した場合の画面中心との間のオ
   フセット量を算出するオフセット量算出手段と、 前記オフセット量算出手段により算出されたオフセット
   量に従って、前記いずれか一方のカメラにより撮像され
   た映像信号のみを再生した場合の画面中心を前記２台の
   カメラを使用して撮像された三次元映像信号を再生した
   場合の画面中心と一致するように平行移動する平行移動
   処理手段と を備えたことを 特徴とする三次元映像信号記
   録再生装置。
2. 【請求項２】 左右方向に平行に配された２台のカメラ
   を使用して撮像された三次元映像信号を記録再生する三
   次元映像信号記録再生装置において、 前記２台のカメラにより撮像された三次元映像を記録す
   る際に、前記２台のカメラに対する被写体の相対的位置
   関係を表す位置情報も同時に記録すべくなしてあり、 前記２台のカメラの内のいずれか一方のカメラにより撮
   像された映像信号と前記位置情報とを入力し、前記２台
   のカメラを使用して撮像された三次元映像信号を再生し
   た場合の画面中心といずれか一方のカメラにより撮像さ
   れた映像信号のみを再生した場合の画面中心との間のオ
   フセット量を算出するオフセット量算出手段と、 前記オフセット量算出手段により算出されたオフセット
   量に従って、前記いずれか一方のカメラにより撮像され
   た映像信号のみを再生した場合の画面中心を前記２台の
   カメラを使用して撮像された三次元映像信号を再生した
   場合の画面中心と一致するようにズームアップする電子
   的ズーム手段とを備えたことを特徴とする三次元映像信
   号記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記位置情報は、前記２台のカメラを使
   用して撮像された三次元映像信号を再生した場合の画面
   中心といずれか一方のカメラにより撮像された映像信号
   のみを再生した場合の画面中心との間のオフセット量と
   相関関係を有する信号であることを特徴とする請求項１
   又は２のいずれかに記載の三次元映像信号記録再生装
   置。
4. 【請求項４】 前記オフセット量と相関関係を有する信
   号は、前記カメラのズームエンコーダの出力信号である
   ことを特徴とする請求項３に記載の三次元映像信号記録
   再生装置。
5. 【請求項５】 前記位置情報は、前記記録媒体の同一ト
   ラック上の３次元映像信号とは異なる領域に記録される
   べくなしてあることを特徴とする請求項１又は２のいず
   れかに記載の三次元映像信号記録再生装置。