JP4131933B2 - 画像データへの立体情報埋め込み方法、装置、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

画像データへの立体情報埋め込み方法、装置、プログラム、および記録媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2次元の画像データに立体情報を埋め込む方法、装置、プログラム、および記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
物体の立体形状を記述する最も一般的な従来法としてポリゴンを用いたものがある。ポリゴンとは立体形状の表現に用いる多角形で、物体の立体形状を多角形の面の集合とするサーフェースモデルなどで使用される。ポリゴンを用いて立体形状を用いているフォーマットの例として、CADのデータ交換に用いられるIGESやWebでの立体形状表示用のVRMLなどがある。しかしポリゴンを用いた立体形状の記述は詳細なモデルを表現しようとするとデータ量が膨れ上がるといった問題点がある。また表示には専用のビューアーが必要となり、一般的に普及している2次元画像を表示しているビューアーでは見ることが出来ない。
【0003】
上記データ量肥大を解決した従来法としてXVL技術がある。XVL技術とは大まかな格子点と、その間を内挿する滑らかな自由曲面で立体形状を表現する技術で、ポリゴンを用いたものに比べて大幅にデータ量を減らすことが可能になる。しかし、この場合も表示には専用のビューアーを用いる必要があり、2次元画像との互換性を持たない(非特許文献1参照。)。
【0004】
また立体視用に特化した従来法として、単純に2枚のステレオ画像を用意するものがある。この方法は2枚の画像のうち片方だけを用いれば2次元画像として用いることはできるが、データを単一のファイルとして管理することができない・データ量が2倍に増えてしまうといった問題がある(非特許文献2参照。)。
【0005】
本技術の類似技術として、原画像を任意サイズの複数ブロックに分割し、各ブロックごとの高さ情報をコード化したものを原画像の特定周波数成分に電子透かしとして埋め込む技術が開示されている。この技術では、埋め込み時に人間が知覚できない周波数成分を選択し変更量を随時決定する工夫により、原画像の劣化を防ぐことが可能となる。
【0006】
しかし、デコードを行うためには高さ情報の埋め込み位置と変更量を鍵情報として別途取得し同時に配布しなければならない問題がある。また、鍵情報をあらかじめ決めておき専用ビューアーに持たせることもあるが、その場合は原画像が劣化する問題がある。さらに、コードは各領域ごとに割り振られるため、基本的には各領域ごとにしか高さを割り振ることができない問題点がある。なお、1つのコードが領域内の各画素ごとに付与した高さ情報を表すこととすれば、原理的には全画素の高さ情報を割り振ることができるが、専用ビューアーにコードと高さの対応を持たせることが困難となる(特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−293861号公報
【非特許文献1】
ラティス・テクノロジー株式会社、「XVLとは?−標準化に向けて」、[online]、ラティス・テクノロジー株式会社、[平成14年12月2日検索]、インターネット<URL: http://www.xvl3d.com/ja/whatsxvl/sta.htm>
【非特許文献2】
井下哲夫、「エッジ情報を利用した画像圧縮」、[online]、大阪大学大学院 基礎工学研究科、[平成14年12月2日検索]、インターネット<URL: http://www.sys.es.osaka-u.ac.jp/Paper/B1998/inoshita.html>
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
近年、PCや携帯端末を用いて画像データの通信を行い付属の画像ビューアーを用いて閲覧することが一般的になっている。現状では主に扱われる画像データは輝度情報のみであるが、画像の立体情報のやり取りが同時にできれば画像の活用の幅が広がり利用方法が増大する。
【0009】
しかしながら従来の立体情報を扱うデータ形式では、一般的にデータ量が肥大してしまい通信に向いていなかった。またデータ量が肥大しない場合も専用のビューアーが必要であった。以上の問題により、立体情報を含む画像データは、主にオフラインで専用のビューアーを持った端末同士でのみ交換されていた。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を鑑みて発明されたものであり、従来の画像データと互換性を持ち、専用ビューアーで閲覧した場合のみ立体情報が反映される画像データヘの立体情報埋め込み方法、装置、プログラム、および記録媒体を提供する。
【0011】
具体的には従来の画像データが持つ各画素の輝度値の下位bitを、その画素に対応する立体情報と置き換える。下位bitを立体情報と置き換えても従来のビューアーでは置き換えられたことが認識できないので、下位bitが改変された従来の画像データとして読み込まれる。一方、専用ビューアーでは下位bitが立体情報として扱えるので表示に立体形状の反映が可能になる。なお専用ビューアーでの立体情報埋め込みの有無に対する判断は、画像データのヘッダーを用いるか、もしくは画像データの特定位置の下位bitに立体情報以外の固有の情報を埋め込むことにより解決する。
【0012】
埋め込む立体情報は復元すべきデータによって決定する。復元すべきデータが立体形状の場合は、画素ごとにその画素における奥行き情報を埋め込む。また復元すべきデータがステレオ画像の場合は、画素ごとにその画素における視差情報を埋め込む。
【0013】
本発明では画像データの下位bitに立体情報を埋め込むため真の輝度値を改変することになる。しかし人間が分別できる彩度は赤や青でおよそ40段階(5〜6bit)なので、一般的に用いられているRGB24bit画像では、赤成分と青成分の下位2〜3bit程度は改変しても多くの場合知覚されることはない。また視感度が高い緑成分も下位2bit程度までは改変の影響は小さい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて、この発明をさらに詳しく説明する。
【0015】
参考例1
図1は参考例1のフローを示す図である。以下、図1を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0016】
まずモノクロ画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS1−1)。
【0017】
次に読み込んだモノクロ画像の輝度値をa bitの画素ごとのデータMとして割り振る(ステップS1−2、S1−3)。本参考例では一般的な256階調の輝度値を持つモノクロ画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0018】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS1−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素、縦方向y画素)を持つb bit(ただしa>b)のデータとし、本参考例では2bitのbit長と定義する。
【0019】
続いて輝度値データの下位bitを奥行き値データDと置き換えるためのマスクを作成する(ステップS1−5)。マスクはa bit長の長さを持ち、下位b bitが0、残りの上位bitが1で表される。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS1−51、S1−52)、それをb bitだけ右シフトした後、b bitだけ左シフトすることにより作成する(ステップS1−53、S1−54)。ここで、m>>bはmをb bit右シフトする演算、m<<bはmをb bit左シフトする演算を表す。
【0020】
ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応する輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS1−7)。置き換えた値は埋め込みデータZとして出力される(ステップS1−8)。
【0021】
なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。
【0022】
図2は実際の埋め込み例を示す。2−1は8bitの輝度値データ、2−2は2bitの奥行き値データ(ただし図では2bitで表すことができる4階調を強調表示してある)、2−3は2−1に2−2を埋め込んだデータを従来のビューアーで表示した例である。
【0023】
図3は埋め込みデータをビューアーで表示する場合を示す。埋め込み画像3−1を従来型の画像ビューアー3−21で表示した場合は、従来と同様の画像出力3−22を得ることができる。一方、埋め込み画像3−1を専用のビューアー3−31で表示した場合は、従来と同様の画像出力と奥行き値データ出力の2つ3−32を同時に得ることができる。専用のビューアー3−31で表示する場合、奥行き値埋め込みの有無に対する判断はヘッダー情報から判断する。具体的には、本参考例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキスト・データに奥行き値の有無を判別する情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されない。またヘッダーに奥行き値の有無を埋め込むのではなく、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitを奥行き値の変わりに奥行き値の有無を判断する情報と置き換えても良い。なお、本発明の画像フォーマットは上記実施例に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0024】
以上の手順により、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく、奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0025】
参考例2
図4は参考例2のフローを示す図である。以下、図4を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0026】
まずモノクロ画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS4−1)。次に読み込んだモノクロ画像の輝度値をa bitの画素ごとのデータMとして割り振る(ステップS4−2、S4−3)。本参考例では一般的な256階調の輝度値を持つモノクロ画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0027】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS4−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素、縦方向y画素)を持つ任意のb bitのデータとする。本参考例ではb bit=a bitとし、埋め込み可能なbit長をc bitとする。
【0028】
このとき、埋め込み可能なデータ長(c)と奥行き値データDのbit長(b)が異なるため変換を行う(ステップS4−5)。具体的には、Dが表現可能な最大変位量を埋め込み可能なデータ長cが表現可能な最大変位量で除算を行いcの最小変位量に対するDの変位量lを求め(ステップS4−51、S4−52)、Dの各画素に対応する奥行き値をlで除算することにより変換した奥行き値データD'を得る(ステップS4−54)。
【0029】
続いて輝度値データの下位bitを変換した奥行き値データD'と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS4−6)。マスクはa bit長の長さを持ち、下位c bitが0、残りの上位bitが1で表される。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS4−61、S4−62)、それをc bitだけ右シフトした後、c bitだけ左シフトすることにより作成する(ステップS4−63、S4−64)。ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応する輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS4−8)。置き換えた値は埋め込みデータZとして出力される(ステップS4−9)。
【0030】
なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。
【0031】
図5は本参考例でのエンコード・デコードの例を示す。5−1は入力データを示し、5−11は8bitの輝度値データ、5−12は8bitの奥行きデータである。5−2は埋め込み可能なデータ長を2bitとしたときに演算される埋め込み用の奥行き値データである。5−3は参考例1に示される方法などを用いて5−11に5−2を埋め込んだデータである。奥行き値を埋め込んだデータ5−3を専用ビューアー5−4を用いてデコードすると、輝度値データ5−51、奥行き値データ5−52の両方を含む出力5−5を得ることができる。ここで輝度値データ5−51は5−3、奥行き値データ5−52は5−2と等価である。デコードされる奥行き値データ5−52は、入力した奥行き値データ5−12を8bitから2bitに変換したため離散的なものに変換される。
【0032】
以上の手順により、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0033】
[実施例
図6は本発明の第の実施例(請求項に記載の発明に対応する実施例)のフローを示す図である。以下、図6を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0034】
まずモノクロ画像(横方向x画素,縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS6−1)。次に読み込んだモノクロ画像の輝度値をa bitの画素ごとのデータMとして割り振る(ステップS6−2、S6−3)。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0035】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS6−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素,縦方向y画素)を持つ任意のb bitのデータとする。
【0036】
続いて埋め込み用の奥行き値データD'を、M、およびDから演算し(ステップS6−5)、画素ごとに埋め込むbit長を算出する。
【0037】
ところでコンピューターにより画面に表示される画像は通常γ補正が行われて出力される。γの値は指定を行わなくてもOSによって決められた値があり、Windowsでは2.2、Macintoshでは1.8が用いられている。γ値が1より大きいとき画像は明るくなり、小さければ暗くなる。つまり1より大きければ補正式に従って輝度値は入力より出力の方が大きくなる。
【0038】
WindowsとMacintoshの平均値を取ってγ=2.0を選択したとき、最大輝度値における94%の値を入力すれば補正式に従って97%の値で出力される。輝度値データが8bitであるとき、下位3bitは約3%(100%−97%)の変位に相当し、下位4bitは約6%(100%−94%)の変位に相当する。すなわちγ補正による出力を考えると、入力がある程度大きければ4bitの改変を行っても出力としては3bitの改変にしか相当しない。
【0039】
埋め込みデータの作成は次の手順で行う。まず始めに輝度値データMの値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を呼び出す(ステップS6−51)。
【0040】
このとき、埋め込みデータのbit長と奥行き値データDのbit長が異なるため変換を行う。具体的にはDが表現可能な最大変位量を、低輝度時および高輝度時の埋め込みデータが表現可能な最大変位量で除算を行い、低輝度時および高輝度時の最小変位量に対する変位量を求め(ステップS6−52)、Dの各画素に対応する奥行き値を求めた変位量で除算することにより変換した奥行き値データD'を得る(ステップS6−542、S6−543)。なお専用ビューアーにてデコードを行うときは上位4bitの値が全て1のとき高輝度側と判断する。
【0041】
続いて輝度値データの下位bitを変換した埋め込み用奥行き値データD'と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS6−6)。マスクはa bit長の長さを持ち、低輝度値側の場合は下位c bitの値が0・残りの上位bitが1、高輝度値側の場合は下位dbitが0・残りの上位bitが1で表される。ここでd>cとする。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS6−61、S6−62)、それをc bit(またはd bit)だけ右シフト、左シフトの順で操作することにより低輝度用マスクMと高輝度用マスクMを作成する(ステップS6−63、S6−64)。
【0042】
ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応する輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS6−8)。具体的には輝度値データMが低輝度のときはマスクM、高輝度のときはマスクMを用いて、輝度値データMの下位bitを埋め込み用奥行き値データD'と置き換える。
【0043】
置き換えた値は埋め込みデータZとして出力される(ステップS6−9)。なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。また今回は輝度値データから再現される画像内において輝度が高い画素により多くの情報量を埋め込む演算を行ったが、画像内の各画素に埋め込みデータが目立たないようより多くのデータ埋め込む演算であればよい。例として電子透かしを埋め込む場合と同様に、画像内のエッジ部分などの高周波成分となる画素により多くの情報量を埋め込む演算などがある。
【0044】
以上の手順によりモノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、より多くの奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0045】
参考例3
図7は参考例3のフローを示す図である。以下、図7を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0046】
まずカラー画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS7−1)。
【0047】
次に読み込んだカラー画像の輝度値をRGB各成分に付いてa×3bitの画素ごとのデータMRGBnとして割り振る(ステップS7−2、S7−3)。MRGBnはMRn、MGn、MBnより構成され、それぞれがa bit長のカラー画像のR成分、G成分、B成分にあたるデータである。本参考例では、一般的なRGB成分それぞれ8bitの輝度値を持つカラー画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0048】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS7−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素、縦方向y画素)を持つb bit(ただしa×3>b)のデータとし、本参考例では4bitのbit長と定義する。
【0049】
続いて輝度値データの下位bitを奥行き値データDと置き換えるためのマスクを作成する(ステップS7−5)。マスクmRGBはm、m、mより構成され、それぞれa bit長のR成分、G成分、B成分用のマスクである。RGB成分各要素に埋め込めるデータ長をそれぞれb、b、bとしデータ長の合計はb bitと等価(図8)としたとき、m、m、mはそれぞれ下位bR、bG、bB bitが0、残りの上位bitが1で表される。またb、b、bのbit長の関係はb≦b≦bかつ、bが上位bit側・bが下位bit側となるようにする(bは中間)。これは人間の視感度の強さが緑、赤、青の順で弱くなることを利用し人間が知覚しにくい成分に、より多くのデータを埋め込むためである。本参考例ではb=0bit、b=2bit、b=2bitとした。
【0050】
マスクの具体的作成方法はm、m、mに0を代入して反転し(ステップS7−51、S7−52)、それぞれb、b、b bitずつ右シフト、左シフトの順で操作することにより作成する(ステップS7−53、S7−54)。
【0051】
ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応するRGB成分の輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS7−6、S7−7)。具体的には奥行き値データDが持つ各画素b bitのデータをb、b、b bitずつ分割し、埋め込みデータZRGBnの下位bitと置き換える(ステップS7−71、S7−72)。
【0052】
置き換えた値は埋め込みデータZRGBnとして出力される(ステップS7−8)。
【0053】
なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。
【0054】
図9は実際の埋め込み例を示す。9−1はRGB成分各8bitの輝度値データ、9−2は4bitの奥行き値データ(ただし図では4bitで表すことができる16階調を強調表示してある)、9−3は9−1に9−2を埋め込んだデータを従来のビューアーで表示した例である。
【0055】
図10は埋め込みデータをビューアーで表示する場合を示す。埋め込み画像10−1を従来型の画像ビューアー10−21で表示した場合は、従来と同様の画像出力10−22を得ることができる。一方、埋め込み画像10−1を専用のビューアー10−31で表示した場合は、従来と同様の画像出力と奥行き値データ出力の2つ10−32を同時に得ることができる。専用のビューアー10−31で表示する場合、奥行き値埋め込みの有無に対する判断はヘッダー情報から判断する。具体的には、本参考例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキストデータに奥行き値の有無を判別する情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されない。またヘッダーに奥行き値の有無を埋め込むのではなく、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitを奥行き値の変わりに奥行き値の有無を判断する情報と置き換えても良い。なお、本発明の画像フォーマットは上記実施例に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0056】
以上の手順により、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく、奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0057】
参考例4
図11は参考例4のフローを示す図である。以下、図11を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0058】
まずカラー画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS11−1)。
【0059】
次に読み込んだカラー画像の輝度値をRGB各成分に付いてa×3bitの画素ごとのデータMRGBnとして割り振る(ステップS11−2、S11−3)。MRGBnはMRn、MGn、MBnより構成され、それぞれがa bit長のカラー画像のR成分、G成分、B成分にあたるデータである。本参考例では、一般的なRGB成分それぞれ8bitの輝度値を持つカラー画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0060】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS11−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素、縦方向y画素)を持つb bitのデータとする。本参考例ではb bit=a bitとし、埋め込み可能なbit長をc bitとする。
【0061】
このとき、埋め込み可能なデータ長(c)と奥行き値データDのbit長(b)が異なるため変換を行う(ステップS11−5)。具体的には、Dが表現可能な最大変位量を埋め込み可能なデータ長cが表現可能な最大変位量で除算を行いcの最小変位量に対するDの変位量lを求め(ステップS11−51、S11−52)、Dの各画素に対応する奥行き値をlで除算することにより変換した奥行き値データD'を得る(ステップS11−54)。
【0062】
続いて輝度値データの下位bitを変換した奥行き値データD’と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS11−6)。マスクmRGBはm、m、mより構成され、それぞれa bit長のR成分、G成分、B成分用のマスクである。RGB成分各要素に埋め込めるデータ長をそれぞれc、c、cとし、データ長の合計はc bitと等価(図12)としたとき、m、m、mはそれぞれ下位c、c、c bitが0、残りの上位bitが1で表される。またc、c、cのbit長の関係はc≦c≦cかつ、cが上位bit側・cが下位bit側となるようにする(cは中間)。これは人間の視感度の強さが緑、赤、青の順で弱くなることを利用し人間が知覚しにくい成分に、より多くのデータを埋め込むためである。本参考例ではc=0bit、c=2bit、c=2bitとした。
【0063】
マスクの具体的作成方法はm、m、mそれぞれに0を代入して反転し(ステップS11−61、S11−62)、それぞれc、c、c bitずつ右シフト、左シフトの順で操作することにより作成する(ステップS11−63、S11−64)。
【0064】
ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応するRGB成分の輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS11−7、S11−8)。具体的には奥行き値データDが持つ各画素c bitのデータをc、c、c bitずつ分割し、埋め込みデータZRGBnの下位bitと置き換える(ステップS11−81、S11−82)。
【0065】
置き換えた値は埋め込みデータZRGBnとして出力される(ステップS11−9)。なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば良い。
【0066】
図13は本参考例でのエンコード・デコードの例を示す。13−1は入力データを示し、13−11はRGB成分各8bitの輝度値データ、13−12は8bitの奥行き値データである。13−2は埋め込み可能なデータ長を4bitとしたときに演算される埋め込み用の奥行き値データである。13−3は13−11に13−2を埋め込んだデータである。奥行き値を埋め込んだデータ13−3を専用ビューアー13−4を用いてデコードすると、輝度値データ13−51、奥行き値データ13−52の両方を含む出力13−5を得ることができる。ここで輝度値データ13−51は13−3、奥行き値データ13−52は13−2と等価である。デコードされる奥行き値データ13−52は、入力した奥行き値データ13−12を8bitから4bitに変換したため離散的なものに変換される。
【0067】
以上の手順により、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0068】
[実施例
図14は本発明の第の実施例(請求項に記載の発明に対応する実施例)のフローを示す図である。以下、図14を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0069】
まずカラー画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データ、Tを読み込む(ステップS14−1)。
【0070】
次に読み込んだカラー画像の輝度値をRGB各成分に付いてa×3bitの画素ごとのデータMRGBnとして割り振る(ステップS14−2、S14−3)。MRGBnはMRn、MGn、MBnより構成され、それぞれがa bit長のカラー画像のR成分、G成分、B成分にあたるデータである。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0071】
次に奥行き値データDの読み込みを行う(ステップS14−4)。奥行き値データは輝度値データと同じ画像サイズ(横方向x画素、縦方向y画素)を持つb bit(ただしa×3>b)のデータとする。
【0072】
続いて埋め込み用の奥行き値データD'を、MおよびDから演算し(ステップS14−5)、画素ごとに埋め込むbit長を算出する。
【0073】
ところでコンピューターにより画面に表示される画像は通常γ補正が行われて出力される。γの値は指定を行わなくてもOSによって決められた値があり、Windowsでは2.2、Macintoshでは1.8が用いられている。γ値が1より大きいとき画像は明るくなり、小さければ暗くなる。つまり1より大きければ補正式に従って輝度値は入力より出力の方が大きくなる。
【0074】
WindowsとMacintoshの平均値を取ってγ=2.0を選択したとき、最大輝度値における94%の値を入力すれば補正式に従って97%の値で出力される。輝度値データが8bitであるとき、下位3bitは約3%(100%−97%)の変位に相当し、下位4bitは約6%(100%−94%)の変位に相当する。すなわちγ補正による出力を考えると、入力がある程度大きければ4bitの改変を行っても出力としては3bitの改変にしか相当しない。
【0075】
埋め込みデータの作成は次の手順で行う。まず始めに輝度値データMRGBnの各成分の値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を呼び出す(ステップS14−51)。
【0076】
このとき、埋め込みデータのbit長と奥行き値データDのbit長が異なるため変換を行う。具体的には全ての画素に対して次のような変換作業を行う(ステップS14−52、S14−53)。画素ごとにMRGBnの各成分に埋め込めるデータのbit長を求め、そのbit長の合計を対応する画素の埋め込みデータ長eとする(ステップS14−53〜S14−5351、5352)。Dが表現可能な最大変位量を、埋め込みデータ長eが表現可能な最大変位量で画素ごとに除算することによりスケール変換を行い、埋め込み用奥行き値データD'を得る(ステップS14−536、S14−537)。なお専用ビューアーにてデコードを行うときは画素ごとの各成分における上位4bitの値が全て1のとき高輝度側と判断する。
【0077】
続いて輝度値データの下位bitを変換した埋め込み用奥行き値データD'と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS14−6)。マスクはa bit長の長さを持ち、低輝度値側の場合は下位c bitの値が0・残りの上位bitが1、高輝度値側の場合は下位d bitが0・残りの上位bitが1で表される。ここでd>cとする。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS14−61、S14−62)それをc bit(またはd bit)だけ右シフト、左シフトの順で操作することにより低輝度用マスクMと高輝度用マスクMを作成する(ステップS14−63、S14−64)。
【0078】
ここで作成したマスクを用いて、各々の画素に対応する輝度値の下位bitを奥行き値と置き換える(ステップS14−8)。具体的には輝度値データMRGBnにおいて各成分ごとに低輝度・高輝度の判定を行い、低輝度の成分にはマスクM、高輝度の成分にはマスクMを用いて、輝度値データMRGBnの下位bitを埋め込み用奥行き値データD'を分割したものと置き換える。分割の手順は下位bitより各成分に埋め込み可能なbit長ずつ切り取っていく。
【0079】
置き換えた値は埋め込みデータZRGBnとして出力される(ステップS14−9)。なお下位bitへの奥行き値の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。また今回は輝度値データから再現される画像内において輝度が高い画素により多くの情報量を埋め込む演算を行ったが、画像内の各画素に埋め込みデータが目立たないようより多くのデータ埋め込む演算であればよい。例として画像内のエッジ部分などの高周波成分となる画素により多くの情報量を埋め込む演算などがある。
【0080】
以上の手順により、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、より多くの奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0081】
参考例5
図15は参考例5のフローを示す図である。以下、図15を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0082】
まずモノクロ画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS15−1)。
【0083】
次に読み込んだモノクロ画像の輝度値をa bitの画素ごとのデータMとして割り振る(ステップS15−2、S15−3)。本参考例では一般的な256階調の輝度値を持つモノクロ画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0084】
次に視差データPの読み込みを行う(ステップS15−4)。視差データは輝度値データの各画素に対応する視差量を持つp bitのデータである。本参考例ではp bit=1bitとする。また埋め込み可能なbit長をp’ bitとし、p’ bitはp bitと等価またはp+1 bitのbit長を持つ。
【0085】
ここで視差データP(bit長p)を埋め込み用データP'(bit長p')の変換を行う(ステップS15−5)。具体的には、PをP'にコピーし、さらに、視差の有無を判定可能とするため、視差がある画素はP'の最上位bitを立てる(ステップS15−53)。
【0086】
続いて輝度値データの下位bitを埋め込み用データP'と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS15−6)。マスクはa bit長の長さを持ち、下位p' bitが0、残りの上位bitが1で表される。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS15−61、S15−62)、それをp' bitだけ右シフトした後、p' bitだけ左シフトすることにより作成する(ステップS15−63、S15−64)。
【0087】
ここで作成したマスクを用いて、輝度値データMの各々の画素nに対応する輝度値の下位bitを埋め込み用データP'と置き換える(ステップS15−8)。
【0088】
置き換えた値は埋め込み済みデータZとして出力される(ステップS15−9)。なお下位bitへの視差の埋め込み方法は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば良い。なお視差データの埋め込み手順は上記に限定されるものではなく、同様の結果を得られれば良い。
【0089】
図16は本参考例でのエンコード・デコードの例を示す図である。入力データ16−1は輝度値データ(a=8bit)16−11、視差データ(p=1bit)16−12から構成される。視差データ16−12は図15に示した方法により輝度値データ16−11に埋め込まれ、埋め込み済み画像16−2を得る。視差データ16−12上で黒色で示される部分が視差量0、白色で示される部分が視差量1を示す。なお視差量の値が必ずしも実際の視差と一致する必要は無く、予め指定しておいたパラメータにより変換してもよい。本参考例では1視差量が画像上の10画素を示すものとして予めパラメータを決める。また視差データ16−12の視差量0を視差無しの状態として代用する場合は視差の有無判定用のbitは不要となるため、PからP’の変換(S15−5)を省略し、P=P’としても良い。埋め込みデータ16−2を専用ビューアー16−3でデコードすることにより、出力データ16−4を得る。出力データは右目用画像16−41と左目用画像16−42から構成される。右目用画像16−41は埋め込み済み画像16−2と等価であり、また埋め込まれた視差量1につき10画素右に移動させることにより左目用画像16−42を得ることができる。本参考例では予め決めたパラメータより右目用画像から左目用画像の変換を行ったが、その逆に左目用画像から右目用画像の変換を行うことも容易である。専用ビューアーでデコードする際の情報はヘッダー部に埋め込む。具体的には、本参考例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキストデータにパラメータ情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されない。またヘッダーにパラメータを埋め込むのではなく、視差量と同様に画像に埋め込んでも良い。具体的には、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitをパラメータ記述部と判断する方法などがある。
【0090】
なお本発明の画像フォーマットは上記に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0091】
以上の手順により、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
【0092】
[実施例
図17は本発明の第の実施例(請求項に記載の発明に対応する実施例)のフローを示す図である。以下、図17を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0093】
まずモノクロ画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS17−1)。
【0094】
次に読み込んだモノクロ画像の輝度値をa bitの画素ごとのデータMとして割り振る(ステップS17−2、S17−3)。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0095】
次に視差データPの読み込みを行う(ステップS17−4)。視差データは輝度値データの各画素に対応する視差量を持つp bitのデータである。本実施例ではp bit=1bitとする。また埋め込み可能なbit長をp' bitとし、p' bitはp bitと等価またはp+1 bitのbit長を持つ。
【0096】
ここで視差データP(bit長p)から埋め込み用データP'(bit長p')への変換を行う(ステップS17−5)。具体的には、PをP'にコピーし、さらに視差がある画素はP'の最上位bitを立てる(ステップS17−53)。
【0097】
続いて輝度値データの下位bitを埋め込み用データP'、と置き換えるためのマスクを作成する(ステップS17−6)。マスクはa bit長の長さを持ち、下位p' bitが0、残りの上位bitが1で表される。具体的にはa bit長のデータに0を代入したものを反転し(ステップS17−61、S17−62)、それをp' bitだけ右シフトした後、p' bitだけ左シフトすることにより作成する(ステップS17−63、S17−64)。
【0098】
ここで作成したマスクを用いて、輝度値データMの各々の画素nに対応する輝度値の下位bitを埋め込み用データP'と置き換える(ステップS17−8)。
【0099】
次にオクルージョン部の検出を行う。検出方法を記述する前に、図18を用いてオクルージョン部について説明する。18−1は輝度値データの例、18−2は視差データの例を示している。視差データ18−2上で黒色で示される部分が視差量0、白色で示される部分が視差量1を示す。なお視差量の値が必ずしも実際の視差と一致する必要は無く、デコード時には予め指定しておいたパラメータにより変換してもよい。本実施例では1視差量が画像上の10画素を示し、右方向に移動するものとして予めパラメータを決める。なおこのパラメータは必要な視差画像にあわせて任意に設定すればよい。18−3はパラメータに従ってデコードされた元のデータ18−1に対する視差画像を示している。18−3において白抜けの部分18−31は元のデータ18−1に変換元の画素が無かった部分(画像の移動後にデータが空白となる部分)、つまり元のデータ18−1に対するオクルージョン部である。また18―4は元のデータ18−1において、視差画像18−3への変換時に移動した画素を示している。18−4において白抜けの部分18−41は視差画像18−3に変換先の画素が無かった部分(画像の移動後にかくれる部分)、つまり視差画像18−3に対するオクルージョン部である。ステップS17−9で検出するオクルージョン部は18−31と18−41によって説明した2種類である。具体的に検出を行う場合、単純に移動元の有無および移動先の有無を調べればよい。移動元がない画素の領域は18−31部、移動先が無い画素の領域は18−41部に相当する。
【0100】
次に予め用意された背景画像からオクルージョン部の輝度値データを読み込む(ステップS17−10)。ただしここで輝度値データを読み込むオクルージョン部は18−31部に相当する領域だけである。
【0101】
この読み込んだ輝度値データをステップS17−9で検出した18−41部および視差が無い画素(ステップS17−53でP'の最上位bitを0とした領域)の下位bitすなわちP'のうち判定用bitを除いた部分に埋め込む(ステップS17−10)。埋め込み順は左から右へとライン単位で検索を行い検出された18−31部の画素ごとに視差画像に変換後の輝度値を分割し、同様に左から右へとライン単位で検索を行い検出された18−41部および視差が無い画素の下位bitにシーケンシャルに埋め込んでいく。このようにシーケンシャルに埋め込みを行うことにより、画素の位置情報を埋め込まなくても、同様のシーケンシャルな検索によりデコード時に正しい画素位置に輝度値データを復元できる。
【0102】
以上の手順により下位bitを置き換えたものを埋め込みデータZとして出力する(ステップS17−12)。
【0103】
以上により抜けのない視差画像を再生可能な立体画像データを得ることができる。
【0104】
なお下位bitへの視差の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。
【0105】
上記、画像をデコードする際の情報はヘッダー部に埋め込む。具体的には、本実施例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキスト・データにパラメータ情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されずにそのまま表示される。またヘッダーにパラメータを埋め込むのではなく、視差量と同様に画像に埋め込んでも良い。具体的には、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitをパラメータ記述部と判断する方法などがある。なお、本発明の画像フォーマットは上記に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0106】
以上の手順により、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
参考例6
図19は参考例6のフローを示す図である。以下、図19を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0107】
まずカラー画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS19−1)。
【0108】
次に読み込んだカラー画像の輝度値をRGB各成分に付いてa×3bitの画素ごとのデータMRGBnとして割り振る(ステップS19−2、S19−3)。MRGBnはMRn、MGn、MBnより構成され、それぞれがa bit長のカラー画像のR成分、G成分、B成分にあたるデータである。本参考例では、一般的なRGB成分それぞれ8bitの輝度値を持つカラー画像として、a bit=8bitとする。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0109】
次に視差データPの読み込みを行う(ステップS19−4)。視差データは輝度値データの各画素に対応する視差量を持つp bitのデータである。本参考例ではp bit=1bitとする。また埋め込み可能なbit長をp’ bitとし、p’ bitはp bitと等価またはp+1 bitのbit長を持つ。本参考例ではp’ bit=2bit=p+1 bitとする。
【0110】
ここで視差データP(bit長p)を埋め込み用データP'(bit長p')の変換を行う(ステップS19−5)。具体的には、PをP'にコピーし、さらに視差がある画素はP'の最上位bitを立てる(ステップS19−53)。
【0111】
続いて輝度値データの下位bitを奥行き値データPnと置き換えるためのマスクを作成する(ステップS19−6)。マスクmRGBはm、m、mより構成され、それぞれa bit長のR成分、G成分、B成分用のマスクである。RGB成分各要素に埋め込めるデータ長をそれぞれp’、p’、p’としデータ長の合計はp’ bitと等価(図20)としたとき、m、m、mはそれぞれ下位p’、p’、p’ bitが0、残りの上位bitが1で表される。またp’、p’、p’のbit長の関係はp’≦p’≦p’かつ、p’が上位bit側・p’が下位bit側となるようにする(p’は中間)。これは人間の視感度の強さが緑、赤、青の順で弱くなることを利用し人間が知覚しにくい成分に、より多くのデータを埋め込むためである。本参考例ではp’=0bit、p’=0bit、p’=2bitとした。
【0112】
ここで作成したマスクを用いて、輝度値データMRGBnの各々の画素nに対応する輝度値の下位bitを埋め込み用データP'と置き換える(ステップS19−8)。
【0113】
置き換えた値は埋め込みデータZRGBnとして出力される(ステップS19−9)。なお下位bitへの視差の埋め込み方法は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば良い。なお視差データの埋め込み手順は上記に限定されるものではなく、同様の結果を得られれば良い。
【0114】
図21は本参考例でのエンコード・デコードの例を示す図である。入力データ21−1は輝度値データ(a=24bit)21−11、視差データ(p=1bit)21−12から構成される。視差データ21−12は図19に示した方法により輝度値データ21−11に埋め込まれ、埋め込み済み画像21−2を得る。視差データ21−12上で黒色で示される部分が視差量0、白色で示される部分が視差量1を示す。なお視差量の値が必ずしも実際の視差と一致する必要は無く、予め指定しておいたパラメータにより変換してもよい。本参考例では1視差量が画像上の10画素を示すものとして予めパラメータを決める。また輝度値データ21−12の視差量0を視差無しの状態として代用する場合はPからP’の変換(S19−5)を省略し、P=P’としても良い。埋め込みデータ21−2を専用ビューアー21−3でデコードすることにより、出力データ21−4を得る。出力データは右目用画像21−41と左目用画像21−42から構成される。右目用画像21−41は埋め込み済み画像21−2と等価であり、また埋め込まれた視差量1につき10画素右に移動させることにより左目用画像21−42を得ることができる。本参考例では予め決めたパラメータより右目用画像から左目用画像の変換を行ったが、その逆に左目用画像から右目用画像の変換を行うことも容易である。専用ビューアーでデコードする際の情報はヘッダー部に埋め込む。具体的には、本参考例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキスト・データにパラメータ情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されない。またヘッダーにパラメータを埋め込むのではなく、視差量と同様に画像に埋め込んでも良い。具体的には、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitをパラメータ記述部と判断する方法などがある。なお、本発明の画像フォーマットは上記に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0115】
以上の手順により、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
【0116】
[実施例
図22は本発明の第の実施例(請求項に記載の発明に対応する実施例)のフローを示す図である。以下、図22を用いて詳細な動作の説明を行う。
【0117】
まずカラー画像(横方向x画素、縦方向y画素)の輝度値データTを読み込む(ステップS22−1)。
【0118】
次に読み込んだカラー画像の輝度値をRGB各成分に付いてa×3bitの画素ごとのデータMRGBnとして割り振る(ステップS22−2、S22−3)。MRGBnはMRn、MGn、MBnより構成され、それぞれがa bit長のカラー画像のR成分、G成分、B成分にあたるデータである。このように一度割り振りを行うことにより、輝度値データにパレットが使用されている場合にも対応可能となる。
【0119】
次に視差データPの読み込みを行う(ステップS22−4)。視差データは輝度値データの各画素に対応する視差量を持つp bitのデータである。本実施例ではp bit=1bitとする。また埋め込み可能なbit長をp' bitとし、p' bitはp bitと等価またはp+1 bitのbit長を持つ。
【0120】
ここで視差データP(bit長p)から埋め込み用データP'(bit長p')への変換を行う(ステップS22−5)。具体的には、PをP'にコピーし、さらに視差がある画素はP'の最上位bitを立てる(ステップS2−53)。
【0121】
続いて輝度値データの下位bitを奥行き値データPと置き換えるためのマスクを作成する(ステップS22−5)。マスクmRGBはm、m、mより構成され、それぞれa bit長のR成分、G成分、B成分用のマスクである。RGB成分各要素に埋め込めるデータ長をそれぞれp'、p'、p'としデータ長の合計はp' bitと等価(図20)としたとき、m、m、mはそれぞれ下位p'、p'、p' bitが0、残りの上位bitが1で表される。またp'、p'、p'のbit長の関係はp'≦p'≦p'かつ、p'が上位bit側・p'が下位bit側となるようにする(p'は中間)。これは人間の視感度の強さが緑、赤、青の順で弱くなることを利用し人間が知覚しにくい成分に、より多くのデータを埋め込むためである。
【0122】
ここで作成したマスクを用いて、輝度値データMRGBnの各々の画素nに対応する輝度値の下位bitを埋め込み用データP'と置き換える(ステップS22−8)。
【0123】
次にオクルージョン部の検出を行う。検出方法を記述する前に、図23を用いてオクルージョン部について説明する。23−1は輝度値データの例、23−2は視差データの例を示している。視差データ23−2上で黒色で示される部分が視差量0、白色で示される部分が視差量1を示す。なお視差量の値が必ずしも実際の視差と一致する必要は無く、デコード時には予め指定しておいたパラメータにより変換してもよい。本実施例では1視差量が画像上の10画素を示し、右方向に移動するものとして予めパラメータを決める。なおこのパラメータは必要な視差画像にあわせて任意に設定すればよい。23−3はパラメータに従ってデコードされた元のデータ23−1に対する視差画像を示している。23−3において白抜けの部分23−31は元のデータ23−1に変換元の画素が無かった部分(画像の移動後にデータが空白となる部分)、つまり元のデータ23−1に対するオクルージョン部である。また23−4は元のデータ23−1において、視差画像23−3への変換時に移動した画素を示している。23−4において白抜けの部分23−41は視差画像23−3に変換先の画素が無かった部分(画像の移動後にかくれる部分)、つまり視差画像23−3に対するオクルージョン部である。ステップS22−9で検出するオクルージョン部は23−31と23−41によって説明した2種類である。具体的に検出を行う場合、単純に移動元の有無および移動先の有無を調べればよい。移動元がない画素の領域は23−31部、移動先が無い画素の領域は23−41部に相当する。
【0124】
次に予め用意された背景画像からオクルージョン部の輝度値データを読み込む(ステップS22−10)。ただしここで輝度値データを読み込むオクルージョン部は23−31部に相当する領域だけである。
【0125】
この読み込んだ輝度値データをステップ22−9で検出した23−41部および視差が無い画素(ステップS22−53でP'の最上位bitを0とした領域)の下位bitすなわちP'のうち判定用bitを除いた部分に埋め込む(ステップS22−11)。埋め込み順は左から右へとライン単位で検索を行い検出された23−31部の画素ごとに視差画像に変換後の輝度値を分割し、同様に左から右へとライン単位で検索を行い検出された23−41部および視差が無い画素の下位bitにシーケンシャルに埋め込んでいく。このようにシーケンシャルに埋め込みを行うことにより、画素の位置情報を埋め込まなくても、同様のシーケンシャルな検索によりデコード時に正しい画素位置に輝度値データを復元できる。
【0126】
以上の手順により下位bitを置き換えたものを埋め込みデータZRGBnとして出力する(ステップS22−12)。
【0127】
なお下位bitへの視差の埋め込み方法の手順は上記アルゴリズムに限定されることはなく、同様の結果を得られれば適時順序の入れ替えなどを行っても良い。
【0128】
上記、画像をデコードする際の情報はヘッダー部に埋め込む。具体的には、本実施例で用いる画像フォーマットをpng形式とし、ヘッダーの付随的ブロック部にあるテキスト・データにパラメータ情報を埋め込む。付随的ブロックは通常エンコーダはそれらを書く必要がなく、デコーダはそれを無視してよいという意味でオプションであるため、従来の画像ビューアーの持つデコーダでは解釈されずにそのまま表示される。またヘッダーにパラメータを埋め込むのではなく、視差量と同様に画像に埋め込んでも良い。具体的には、画面の上下左右の周囲の1ラインずつの輝度値データのいずれかの下位bitをパラメータ記述部と判断する方法などがある。
【0129】
なお本発明の画像フォーマットは上記に限定されるものではなく、データの可逆性を保証するものであれば良い。同様にヘッダーの、データを埋め込むブロックも従来の画像ビューアーのデコードの邪魔にならない位置であればいずれの位置でも良い。
【0130】
以上の手順により、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
【0131】
[実施例
本実施例は参考例2実施例1参考例4実施例2に対応する装置に関する。図24に本実施例の装置の構成図を示す。本実施例の立体情報埋め込み装置24−1は、輝度値データ入力部24−2、奥行き値データ入力部24−3、埋め込みデータ作成部24−4、マスク作成部24−5、下位bit置き換え部24−6、およびデータ出力部24−7を備える。参考例2実施例1に対応する立体情報埋め込み装置24−1はモノクロデータ処理を行う24−2〜24−7を備え、参考例4実施例2に対応する立体情報埋め込み装置24−1はカラーデータ処理を行う24−2〜24−7を備える。立体情報埋め込み装置24−1の輝度値データ入力部24−2には輝度値データ24−8が入力され、奥行き値データ入力部24−3には奥行き値データ24−9が入力され、データ出力部24−7から立体画像データ24−10が出力される。
【0132】
次に立体情報埋め込み装置24−1の動作を説明する。輝度値データ入力部24−2が画像の輝度値データ24−8を読み込み、奥行き値データ入力部24−3が奥行き値データ24−9を読み込む。奥行き値データ入力部24−3の出力を用いて埋め込みデータ作成部24−4が埋め込みデータを作成する。マスク作成部24−5が輝度値データの下位bitを埋め込みデータと置き換えるためのマスクを作成する。輝度値データ入力部24−2、埋め込みデータ作成部24−4、およびマスク作成部24−5の出力を用いて下位bit置き換え部24−6が各々の画素に対応する輝度値の下位bitを埋め込みデータと置き換え、置き換えた値をデータ出力部24−7が立体画像データ24−10として出力する。なお、詳細な動作方法は参考例2実施例1参考例4実施例2に記載したとおりである。
【0133】
以下、前記実施例の変形例について説明する。本変形例は参考例1参考例3に対応する装置に関するものである。本変形例の装置は図24の立体情報埋め込み装置24−1から埋め込みデータ作成部24−4を省略したものである。参考例1に対応する装置はモノクロデータ処理を行う輝度値データ入力部24−2、奥行き値データ入力部24−3、マスク作成部24−5、下位bit置き換え部24−6、およびデータ出力部24−7を備え、奥行き値データ入力部24−3の出力が下位bit置き換え部24−6に入力される。参考例3に対応する装置はカラーデータ処理を行う輝度値データ入力部24−2、奥行き値データ入力部24−3、マスク作成部24−5、下位bit置き換え部24−6、およびデータ出力部24−7を備え、奥行き値データ入力部24−3の出力が下位bit置き換え部24−6に入力される。
【0134】
次に本変形例の立体情報埋め込み装置の動作を説明する。輝度値データ入力部24−2が画像の輝度値データ24−8を読み込み、奥行き値データ入力部24−3が奥行き値データ24−9を読み込む。マスク作成部24−5が輝度値データの下位bitを埋め込みデータと置き換えるためのマスクを作成する。輝度値データ入力部24−2、奥行き値データ入力部24−3、およびマスク作成部24−5の出力を用いて下位bit置き換え部24−6が各々の画素に対応する輝度値の下位bitを埋め込みデータと置き換え、置き換えた値をデータ出力部24−7が立体画像データ24−10として出力する。なお、詳細な動作方法は参考例1参考例3に記載したとおりである。
【0135】
[実施例
本実施例は実施例3実施例4に対応する装置に関する。図25に本実施例の装置の構成図を示す。本実施例の立体情報埋め込み装置25−1は、輝度値データ入力部25−2、視差データ入力部25−3、埋め込みデータ作成部25−4、マスク作成部25−5、第1の下位bit置き換え部25−6、オクルージョン検出部25−7、背景輝度値データ入力部25−8、輝度値データ分割部25−9、第2の下位bit置き換え部25−10、およびデータ出力部25−11を備える。実施例3に対応する立体情報埋め込み装置25−1はモノクロデータ処理を行う25−2〜25−11を備え、実施例4に対応する立体情報埋め込み装置25−1はカラーデータ処理を行う25−2〜25−11を備える。立体情報埋め込み装置25−1の輝度値データ入力部25−2には輝度値データ25−12が入力され、視差データ入力部25−3には視差データ25−13が入力され、背景輝度値データ入力部25−8には背景輝度値データ25−14が入力され、データ出力部25−11から立体画像データ25−15が出力される。
【0136】
次に立体情報埋め込み装置25−1の動作を説明する。輝度値データ入力部25−2が画像の輝度値データ25−12を読み込み、視差データ入力部25−3が視差データ25−13を読み込む。視差データ入力部25−3の出力を用いて埋め込みデータ作成部25−4が埋め込みデータを作成する。マスク作成部25−5が輝度値データの下位bitを埋め込みデータと置き換えるためのマスクを作成する。輝度値データ入力部25−2、埋め込みデータ作成部25−4、およびマスク作成部25−5の出力を用いて第1の下位bit置き換え部25−6が各々の画素に対応する輝度値の下位bitを埋め込みデータと置き換える。第1の下位bit置き換え部25−6の出力からオクルージョン検出部25−7がオクルージョン部を検出する。一方、背景輝度値データ25−14から背景輝度値データ入力部25−8がオクルージョン部の輝度値データを読み込む。背景輝度値データ入力部から出力された輝度値データを輝度値データ分割部25−9が上位bitから指定されたbit数だけ複数個に分割する。オクルージョン検出部25−7、マスク作成部25−5、および輝度値データ分割部25−9の出力を用いて第2の下位bit置き換え部25−10が視差のない画像の下位bitに分割された輝度値を順次置き換えていき、置き換えたものをデータ出力部25−11が立体画像データ25−15として出力する。なお、詳細な動作方法は実施例3実施例4に記載したとおりである。
【0137】
以下、前記実施例の変形例について説明する。本変形例は参考例5参考例6に対応する装置に関するものである。本変形例の装置は図25の立体情報埋め込み装置25−1からオクルージョン検出部25−7、背景輝度値データ入力部25−8、輝度値データ分割部25−9、および第2の下位bit置き換え部25−10を省略したものである。参考例5に対応する装置はモノクロデータ処理を行う輝度値データ入力部25−2、視差データ入力部25−3、埋め込みデータ作成部25−4、マスク作成部25−5、第1の下位bit置き換え部25−6(以下、「下位bit置き換え部25−6」という)、およびデータ出力部25−11を備え、下位bit置き換え部25−6の出力がデータ出力部25−11に入力される。参考例6に対応する装置はカラーデータ処理を行う輝度値データ入力部25−2、視差データ入力部25−3、埋め込みデータ作成部25−4、マスク作成部25−5、下位bit置き換え部25−6、およびデータ出力部25−11を備え、下位bit置き換え部25−6の出力がデータ出力部25−11に入力される。
【0138】
次に本変形例の立体情報埋め込み装置25−1の動作を説明する。輝度値データ入力部25−2が画像の輝度値データ25−12を読み込み、視差データ入力部25−3が視差データ25−13を読み込む。視差データ入力部25−3の出力を用いて埋め込みデータ作成部25−4が埋め込みデータを作成する。マスク作成部25−5が輝度値データの下位bitを埋め込みデータと置き換えるためのマスクを作成する。輝度値データ入力部25−2、埋め込みデータ作成部25−4、およびマスク作成部25−5の出力を用いて下位bit置き換え部25−6が各々の画素に対応する輝度値の下位bitを埋め込みデータと置き換え、置き換えた値をデータ出力部25−11が立体画像データ25−15として出力する。なお、詳細な動作方法は参考例5参考例6に記載したとおりである。
【0139】
本発明の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通じて提供することも可能である。
【0140】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0141】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0142】
参考例1、2によれば、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0143】
請求項の発明によれば、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく高bitの奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0144】
参考例3、4によれば、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0145】
請求項の発明によれば、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量をヘッダーを除いて全く増やすことなく高bitの奥行き値を埋め込むことが可能となる。
【0146】
参考例5によれば、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
【0147】
請求項の発明によれば、モノクロ画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差およびオクルージョン情報を埋め込むことが可能となる。
【0148】
参考例6によれば、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差を埋め込むことが可能となる。
【0149】
請求項の発明によれば、カラー画像において従来の画像データと互換性を保ちながら、データ量を増やすことなく、視差およびオクルージョン情報を埋め込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例1のフローを示す図である。
【図2】 参考例1の埋め込み例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む、2bitの奥行きデータはディサ処理)である。
【図3】 参考例1において、埋め込みデータをビューアーで表示する例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む、2bitの奥行きデータはディサ処理)である。
【図4】 参考例2のフローを示す図である。
【図5】 参考例2において、デコード・エンコードの例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む、2bitの奥行きデータはディサ処理)である。
【図6】 本発明の第の実施例のフローを示す図である。
【図7】 参考例3のフローを示す図である。
【図8】 RGB成分各要素に埋め込めるデータ長の説明図である。
【図9】 参考例3の埋め込み例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図10】 参考例3において、埋め込みデータをビューアーで表示する例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図11】 参考例4のフローを示す図である。
【図12】 RGB成分各要素に埋め込めるデータ長の説明図である。
【図13】 参考例4において、デコード・エンコードの例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図14】 本発明の第の実施例のフローを示す図である。
【図15】 参考例5のフローを示す図である。
【図16】 参考例5において、デコード・エンコードの例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図17】 本発明の第の実施例のフローを示す図である。
【図18】 オクルージョン部の説明図である(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)。
【図19】 参考例6のフローを示す図である。
【図20】 RGB成分各要素に埋め込めるデータ長の説明図である。
【図21】 参考例6において、デコード・エンコードの例を示す図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図22】 本発明の第の実施例のフローを示す図である。
【図23】 オクルージョン部の説明図(ディスプレイ上に表示された中間調画像の写真を含む)である。
【図24】 本発明の第の実施例の装置の構成図である。
【図25】 本発明の第の実施例の装置の構成図である。

Claims (10)

  1. モノクロ画像データに奥行きデータを埋め込む方法であって、
    予め定めた、モノクロ画像の輝度値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および、前記bit長よりも長いbit長の、モノクロ画像の輝度値が高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を持ち、
    前記モノクロ画像データの画素ごとに輝度値を割り振るステップと、
    前記モノクロ画像データの画素ごとに輝度値が低輝度か否かを判定するステップと、
    前記判定ステップにおいて低輝度と判定された場合には低輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長、低輝度と判定されなかった場合には高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長として用いて、前記モノクロ画像データと前記奥行きデータとから各画素ごとに第2の奥行きデータを作成するステップと、
    前記割り振られた輝度値の下位bitを、当該画素に対応する前記第2の奥行きデータに置き換えるステップと、
    を含むことを特徴とする画像データヘの立体情報埋め込み方法。
  2. カラー画像データに奥行きデータを埋め込む方法であって、
    予め定めた、カラー画像の輝度値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および、前記bit長よりも長いbit長の、カラー画像の輝度値が高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を持ち、
    前記カラー画像データの画素ごとに赤・緑・青の各輝度値を割り振るステップと、
    前記カラー画像データの画素ごとに赤・緑・青の各輝度値が低輝度か否かを判定するステップと、
    前記判定ステップにおいて低輝度と判定された場合には低輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長、低輝度と判定されなかった場合には高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長として用いて、前記カラー画像データと前記奥行きデータとから各画素ごとに第2の奥行きデータを作成するステップと、
    前記割り振られた赤・緑・青の各輝度値ごとに個別に定められたbit長の下位bitを、当該画素に対応する前記第2の奥行きデータを分割したデータに置き換えるステップと、
    を含むことを特徴とする画像データへの立体情報埋め込み方法。
  3. モノクロ画像データに視差情報を埋め込む方法であって、
    前記モノクロ画像データの全画素に対応する画素ごと輝度値である輝度値データと前記モノクロ画像データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分により構成される埋め込み用データを入力とし、
    前記輝度値データの全画素それぞれについて輝度値の下位bitの一部を、前記埋め込み用データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分の、当該画素に対応する前記bit部分に置き換えるステップと、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記輝度値データに対するオクルージョン部を検出するステップと、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記視差画像に対するオクルージョン部を検出するステップと、
    予め用意された背景画像から前記輝度値データに対するオクルージョン部に対応する前記背景画像の輝度値データを読み込むステップと、
    前記読み込まれた背景画像の輝度値データを、前記置き換えるステップで処理した輝度値データの前記視差画像に対するオクルージョン部の視差量を持つbit部分および、前記置き換えるステップで処理した輝度値データ中の視差の有無を表すbit部分が視差がないことを示す画像の視差量を持つbit部分に埋め込むステップと、
    を含むことを特徴とする画像データへの立体情報埋め込み方法。
  4. カラー画像データに視差情報を埋め込む方法であって、
    前記カラー画像データの全画素に対応する画素ごと赤・緑・青の各輝度値である輝度値データと前記カラー画像データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分により構成される埋め込み用データを入力とし、
    前記輝度値データの全画素それぞれについて赤・緑・青の各輝度値ごとに個別に定められたbit長の下位bitの一部を、前記埋め込み用データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分の、当該画素に対応する前記bit部分に置き換えるステップと、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記輝度値データに対するオクルージョン部を検出するステップと、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記視差画像に対するオクルージョン部を検出するステップと、
    予め用意された背景画像から前記輝度値データに対するオクルージョン部に対応する前記背景画像の輝度値データを読み込むステップと、
    前記読み込まれた背景画像の輝度値データを、前記置き換えるステップで処理した輝度値データの前記視差画像に対するオクルージョン部の視差量を持つbit部分および、前記置き換えるステップで処理した輝度値データ中の視差の有無を表すbit部分が視差がないことを示す画像の視差量を持つbit部分に埋め込むステップと、
    を含むことを特徴とする画像データヘの立体情報埋め込み方法。
  5. モノクロ画像データに奥行きデータを埋め込む装置であって、
    予め定めた、モノクロ画像の輝度値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および、前記bit長よりも長いbit長の、モノクロ画像の輝度値が高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を持ち、
    前記モノクロ画像データの画素ごとに輝度値を割り振る手段と、
    前記モノクロ画像データの画素ごとに輝度値が低輝度か否かを判定する手段と、
    前記判定手段において低輝度と判定された場合には低輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長、低輝度と判定されなかった場合には高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長として用いて、前記モノクロ画像データと前記奥行きデータとから各画素ごとに第2の奥行きデータを作成する手段と、
    前記割り振られた輝度値の下位bitを、当該画素に対応する前記第2の奥行きデータに置き換える手段と、
    を具備することを特徴とする画像データへの立体情報埋め込み装置。
  6. カラー画像データに奥行きデータを埋め込む装置であって、
    予め定めた、カラー画像の輝度値が低輝度であるときの埋め込みデータのbit長および、前記bit長よりも長いbit長の、カラー画像の輝度値が高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を持ち、
    前記カラー画像データの画素ごとに赤・緑・青の各輝度値を割り振る手段と、
    前記カラー画像データの画素ごとに赤・緑・青の各輝度値が低輝度か否かを判定する手段と、
    前記判定手段において低輝度と判定された場合には低輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長、低輝度と判定されなかった場合には高輝度であるときの埋め込みデータのbit長を埋め込み用奥行き値データのbit長として用いて、前記カラー画像データと前記奥行きデータとから各画素ごとに第2の奥行きデータを作成する手段と、
    前記割り振られた赤・緑・青の各輝度値ごとに個別に定められたbit長の下位bitを、当該画素に対応する前記第2の奥行きデータを分割したデータに置き換える手段と、
    を具備することを特徴とする画像データへの立体情報埋め込み装置。
  7. モノクロ画像データに視差情報を埋め込む装置であって、
    前記モノクロ画像データの全画素に対応する画素ごと輝度値である輝度値データと前記モノクロ画像データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分により構成される埋め込み用データを入力とし、
    前記輝度値データの全画素それぞれについて輝度値の下位bitの一部を、前記埋め込み用データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分の、当該画素に対応する前記bit部分に置き換え手段と、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記輝度値データに対するオクルージョン部を検出する手段と、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記視差画像に対するオクルージョン部を検出する手段と、
    予め用意された背景画像から前記輝度値データに対するオクルージョン部に対応する前記背景画像の輝度値データを読み込む手段と、
    前記読み込まれた背景画像の輝度値データを、前記置き換える手段で処理した輝度値データの前記視差画像に対するオクルージョン部の視差量を持つbit部分および、前記置き換える手段で処理した輝度値データ中の視差の有無を表すbit部分が視差がないことを示す画像の視差量を持つbit部分に埋め込む手段と、
    を具備することを特徴とする画像データへの立体情報埋め込み装置。
  8. カラー画像データに視差情報を埋め込む装置であって、
    前記カラー画像データの全画素に対応する画素ごと赤・緑・青の各輝度値である輝度値データと前記カラー画像データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分により構成される埋め込み用データを入力とし、
    前記輝度値データの全画素それぞれについて赤・緑・青の各輝度値ごとに個別に定められたbit長の下位bitの一部を、前記埋め込み用データの全画素に対応する画素ごとの視差量を持つbit部分と視差の有無を表すbit部分の、当該画素に対応する前記bit部分に置き換え手段と、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記輝度値データに対するオクルージョン部を検出する手段と、
    前記輝度値データと前記埋め込み用データの視差量を持つbit部分からデコードされる視差画像において、前記視差画像に対するオクルージョン部を検出する手段と、
    予め用意された背景画像から前記輝度値データに対するオクルージョン部に対応する前記背景画像の輝度値データを読み込む手段と、
    前記読み込まれた背景画像の輝度値データを、前記置き換える手段で処理した輝度値データの前記視差画像に対するオクルージョン部の視差量を持つbit部分および、前記置き換える手段で処理した輝度値データ中の視差の有無を表すbit部分が視差がないことを示す画像の視差量を持つbit部分に埋め込む手段と、
    を含むことを特徴とする画像データヘの立体情報埋め込み装置。
  9. 請求項1ないしのいずれかに記載の画像データへの立体情報埋め込み方法におけるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとした
    ことを特徴とする画像データヘの立体情報埋め込みプログラム。
  10. 請求項1ないしのいずれかに記載の画像データへの立体情報埋め込み方法におけるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとし、該プログラムを記録した
    ことを特徴とする画像データへの立体情報埋め込みプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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