JP4424640B2 - 立体映像信号生成方法及び伝送方法と、そのシステム - Google Patents

立体映像信号生成方法及び伝送方法と、そのシステム Download PDF

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は立体映像の映像信号の生成及び伝送の技術に関し、特に互いに相補的な関係にあるインタレース方式の立体映像信号を合成して順次走査信号に変換する生成方法、又は特に互いに相補的な関係にあるインタレース方式の立体映像信号を合成して順次走査信号に変換して伝送する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、映像サービスも多種にわたっており、立体映像のサービスも試みられている。この立体映像の代表的な方法として、左目用の映像信号と、右目用の映像信号とを伝送し、受信側で特殊なメガネを用いることにより、立体映像を鑑賞することが出来る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、立体映像は特殊な装置を必要とし、一般の受像機では鑑賞できない場合が多い。そこで、特殊な装置を持たないユーザのため、立体映像の映像信号でも通常の映像が観られる映像信号が望まれていた。
【0004】
一方、映像信号もインタレース方式から順次走査方式に移行しつつあり、今後順次走査方式が主流になると思われる。
【0005】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は立体映像信号を、立体映像でない通常の映像としても鑑賞に堪えられる両立性のある順次走査方式の映像信号に変換して伝送することの出来る技術を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する第1の発明は、立体映像の映像信号である第1のインタレース信号と、前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とを合成し、立体映像の順次走査信号を生成する立体映像信号生成方法であって、
前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成するステップと、
前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号を生成するステップと
を有することを特徴とする。
【0007】
上記目的を達成する第2の発明は、上記第1の発明において、前記補間ライン信号を生成するステップは、
第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
の計算処理を行い、補間ラインを生成することを特徴とする。
【0008】
上記目的を達成する第3の発明は、上記第3の発明において、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする。
上記目的を達成する第1の発明は、第1のインタレース信号と前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とから成る立体映像信号を伝送する立体映像伝送方法であって、
第1のインタレース信号における上下2ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信における前記上下2ラインに挟まれる位置にあるラインの映像信号とに基づいて補間ライン信号を生成し、この補間ライン信号と前記第1のインタレース信号とを合成することによって順次走査信号に変換し、この順次走査信号を伝送することを特徴とする。
【0009】
上記目的を達成する第5の発明は、上記第4の発明において、前記補間ライン信号は、
第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
の計算処理を行い、補間ラインを生成することを特徴とする
上記目的を達成する第6の発明は、上記第5の発明において、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする。
【0010】
上記目的を達成する第7の発明は、上記第5又は第6の発明において、前記定数kを生成された順次走査信号とともに伝送し、
受信した順次走査信号と定数kとに基づいて、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号とを復元することを特徴とする。
【0011】
上記目的を達成する第8の発明は、上記第7の発明において、前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入することを特徴とする。
【0012】
上記目的を達成する第9の発明は、立体映像の映像信号である第1のインタレース信号と、前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とを合成し、立体映像の順次走査信号を生成する立体映像信号生成装置であって、
前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成する補間ライン信号生成手段と、
前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号に変換する手段と
を有することを特徴とする。
【0013】
上記目的を達成する第10の発明は、上記第9の発明において、前記補間ライン信号生成手段は、
第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
の計算処理を行い、補間ラインを生成するように構成されていることを特徴とする。
【0014】
上記目的を達成する第11の発明は、上記第10の発明において、前記補間ライン信号生成手段は、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする。
【0015】
上記目的を達成する第12の発明は、上記第10又は第11の発明において、前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入する手段を有することを特徴とする。
【0016】
上記目的を達成する第13の発明は、第1のインタレース信号と前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とから成る立体映像信号を伝送する立体映像伝送システムであって、
前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成する補間ライン信号生成手段と、
前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号に変換する手段と、
前記順次走査信号を伝送する伝送装置と
を有することを特徴とする。
【0017】
上記目的を達成する第14の発明は、上記第13の発明において、前記補間ライン信号生成手段は、
第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
の計算処理を行い、補間ラインを生成するように構成されていることを特徴とする。
【0018】
上記目的を達成する第15の発明は、上記第14の発明において、前記補間ライン信号生成手段は、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする。
【0019】
上記目的を達成する第16の発明は、上記第14又は第15の発明において、前記定数kを生成された順次走査信号とともに伝送する手段と、
受信した順次走査信号と定数kとに基づいて、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号とを復元する手段と
を有することを特徴とする。
【0020】
上記目的を達成する第17の発明は、上記第16の発明において、前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入する手段を有することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
【0022】
まず、本発明の立体映像信号の生成又は伝送方法について説明する。
【0023】
図1及び図2は、本発明の実施の形態を説明するための図である。図1、図2中、Lは立体映像信号中のL(左目)用の映像信号であり、RはR(右目)用の映像信号である。L用の映像信号、R用の映像信号ともにインタレース方式の映像信号である。尚、各映像信号に記載されている数字はライン位置を示している。
【0024】
L用の映像信号及びR用の映像信号は、互いに相補的な関係にあるインタレース方式の映像信号である。すなわち、L用映像信号(インタレース)の第1のフレームがライン1、ライン3、ライン5…を有するとき、R用映像信号(インタレース)の第1のフレームはライン2、ライン4、ライン6…を有する。また、L用映像信号(インタレース)の第2のフレームがライン2、ライン4、ライン6…を有するとき、R用映像信号(インタレース)の第2のフレームはライン1、ライン3、ライン5…を有する。
【0025】
上述のような関係を以下、相補的な関係にある信号という。
【0026】
また、L用の映像信号及びR用の映像信号は、初めから上述した相補的な関係にあるインタレース方式の映像信号である必要はなく、元は順次走査方式の映像信号であったが、順次走査方式の映像信号をインタレース方式に変換することによって、互いに相補的な関係にあるインタレース方式の映像信号に変換されたものであっても良い。
【0027】
本発明では、上述のようなL用映像信号(インタレース)と、R用映像信号(インタレース)とをから、以下の処理を行って順次走査信号を生成する。
【0028】
(1) 順次走査信号を生成する際、L用映像信号(インタレース)を基準(補間される映像信号)にする。尚、本実施の形態では、L用映像信号(インタレース)を基準として説明するが、R用映像信号(インタレース)であっても良い。
【0029】
(2) L用映像信号(インタレース)の第1のフレームの補間ラインを生成する場合、補間ラインを中心とする上下2ラインの信号と、L用映像信号(インタレース)と相補的な関係にあるR用映像信号(インタレース)の補間ラインと同じラインに位置する映像信号とを用いて補間ラインを生成する。
【0030】
例えば、L用映像信号(インタレース)の第1フレームがライン1、ライン3、ライン5…を有するとき、R用映像信号(インタレース)の第1フレームはライン2、ライン4、ライン6…を有する。そして、補間するラインをL用映像信号(インタレース)における第1フレームのライン2とする場合、L用映像信号(インタレース)における第1フレームのライン1及びライン3(上下ライン)の信号と、R用映像信号(インタレース)における第1フレームのライン2の信号とを用いる。
【0031】
(3) L用映像信号(インタレース)の上下2ラインの信号と、R用映像信号(インタレース)の補間ラインと同じラインに位置する映像信号との合成の仕方でるが、以下の式に基づいて行う。
【0032】
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k 式1
ここで、LはL用映像信号(インタレース)、RはR用映像信号(インタレース)をそれぞれ示し、添字はライン位置を示す。また、kは、0<k<1の定数である。
【0033】
例えば、L用映像信号(インタレース)の第1フレームがライン1、ライン3、ライン5…を有するとき、R用映像信号(インタレース)の第1フレームはライン2、ライン4、ライン6…を有する。そして、補間するラインをL用映像信号(インタレース)における第1フレームのライン2とする場合、式1を適用すると、補間ラインLは以下の通りになる。
【0034】
=((L+L3))/2)×(1−k)+R×k
このように生成された補間ラインの映像信号を、L用映像信号(インタレース)に挿入することにより、第1フレームの順次走査信号を生成する。
【0035】
同様に、L用映像信号(インタレース)の第2フレームがライン2、ライン4、ライン6…を有するとき、R用映像信号(インタレース)の第2フレームはライン1、ライン3、ライン5…を有する。そして、補間するラインをL用映像信号(インタレース)における第2フレームのライン3とする場合、式1を適用すると、補間ラインLは以下の通りになる。
【0036】
=((L+L4))/2)×(1−k)+R×k
このように生成された補間ラインの映像信号を、L用映像信号(インタレース)に挿入することにより、第2フレームの順次走査信号を生成する。
【0037】
このように生成された立体映像の順次走査信号は、通常の順次走査信号として伝送することができる。
【0038】
伝送された順次走査信号によれば、補間されたラインがL用映像信号(インタレース)の情報にR用映像信号(インタレース)の情報が加味されたものなので、立体映像としてではなく通常の映像(立体映像ではなく)として映像を鑑賞する場合であっても違和感なく鑑賞することができる。
【0039】
また、信号を伝送する際に定数kの値も一緒に伝送することにより、受信側で、受信した映像信号から定数kに基づいて、R用映像信号(インタレース)を復元することが可能であり、補間ラインが間引かれて元に戻されたL用映像信号(インタレース)と復元されたR用映像信号(インタレース)によって、立体映像として鑑賞することが可能である。
【0040】
すなわち、 上記式1
(n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
から以下の式2を導くことができ、R用映像信号(インタレース)を復元することができる。
(n+1)=L(n+1)/k−((L+L(n+2))×(1−k))/2k 式2
尚、kの伝送の方法としては、生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入することが考えられる。
【0041】
また、上記式1における定数kを一定の値にする必要はなく、立体映像によって適応的に変化させるようにしても良い。すなわち、左目用の映像と右目用の映像との相違に応じて、適応的に変化させるようにしても良い。
【0042】
例えば、同じ被写体を、近くで撮影(近接撮影)する場合と遠くで撮影(遠景撮影)する場合とでは、近くで撮影(近接撮影)する場合の方が左目用の映像と右目用の映像との相違が大きい。そこで、通常の映像を鑑賞する場合を考慮してkの値を小さくする。このようにすることにより、補間ラインを生成する際のR用映像信号(インタレース)の値が小さくなり、L用映像信号(インタレース)の値が大きくなるので、より通常の映像鑑賞時において違和感のない補間ラインを生成することができる。
【0043】
一方、遠くで撮影(遠景撮影)する場合には、左目用の映像と右目用の映像との相違がそれほど大きくないので、kの値を大きくする。このようにすることにより、補間ラインを生成する際のR用映像信号(インタレース)の値が大きくなり、L用映像信号(インタレース)の値が小さくなるので、より立体映像鑑賞時において違和感のない補間ラインを生成することができる。
【0044】
図3は、kの値の一例を示したグラフである。R用映像信号とL用映像信号との相違が10から20画素程度のとき、k=0.3である。そして、相違が大きくなるほどkの値が小さくなり、相違が小さくなるほどkの値が大きくなっている。
【0045】
次に、上述の方法を実現する装置について説明する。
【0046】
図3は立体映像の順次走査信号を生成する装置のブロック図である。
【0047】
図3中、31はL用映像信号(インタレース)をライン遅延する遅延部である。この遅延部31は、入力されたL用映像信号(インタレース)をライン遅延して、後に入力される信号とのタイミングをとる。
【0048】
32は補間ライン生成部である。この補間ライン生成部32は、L用映像信号(インタレース)とR用映像信号(インタレース)とを入力し、上記式1の計算を行い、補間ラインを生成する。
【0049】
33は合成部であり、補間ライン生成部32から出力される補間ラインとL用映像信号(インタレース)とを合成して、順次走査信号を生成する。
34は間引き部であり、受信した順次走査信号のうち補間ラインを間引き、L用映像信号(インタレース)に変換するものである。
【0050】
35は復元部であり、受信した順次走査信号のブランキング信号から定数kが抽出し、この定数kと、上述した式2とに基づいてR用映像信号(インタレース)を復元する。
【0051】
続いて、上記構成における動作を説明する。
【0052】
まず、遅延部31から出力されるL用映像信号(インタレース)と、L用映像信号(インタレース)と、R用映像信号(インタレース)とが補間ライン生成部32に入力される。例えば、L用映像信号(インタレース)における第1フレームの第1ラインL及び第3ラインLと、R用映像信号(インタレース)における第1フレームの第2ラインRとが、補間ライン生成部32に入力される。
【0053】
続いて、計算部32では、式1に基づいて補間ラインLを生成する。すなわち、L=((L+L)/2)×(1−k)+R×k
の計算を行って、補間ラインLを生成する。
【0054】
生成された補間ラインLは合成部33に入力され、補間ラインLとL用映像信号(インタレース)と合成され、さらに定数kがブランキング信号に挿入されて順次走査信号が生成される。
【0055】
そして、生成された順次走査信号は伝送され、受像機側、もしくはユーザの希望によって、通常又は立体の映像で鑑賞されることとなる。
立体の映像で鑑賞する場合には、上述したようにブランキング信号に挿入されている定数kにより、R用映像信号(インタレース)が復元される。
【0056】
すなわち、間引き部34により、順次走査信号の補間ラインが間引かれてL用映像信号(インタレース)に変換される。
【0057】
一方、復元部35により、ブランキング信号から定数kが抽出されて、この定数kと、上述した式2
(n+1)=L(n+1)/k−((L+L(n+2))×(1−k))/2k
とにより、R用映像信号(インタレース)が復元される。
【0058】
また、上記式1における定数kを一定の値にする必要はなく、上述したように立体映像によって適応的に変化させるようにしても良い。
【0059】
尚、上述した本実施の形態において、補間される映像信号をL用映像信号(インタレース)としたが、R用映像信号(インタレース)を基準にしても良いことは言うまでもない。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、立体映像の鑑賞と、通常の映像の鑑賞とを両立させることのできる映像信号を生成することができる。
【0061】
また、本発明の立体映像信号は順次走査方式であるので、特殊な伝送方式を用いなくとも、立体映像信号を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態を説明するための図である。
【図2】図2は本発明の実施の形態を説明するための図である。
【図3】図3は本発明の実施の形態を説明するための図である。
【図4】図4は本発明の実施の形態のブロック図である。
【符号の説明】
31 遅延部
32 補間ライン生成部
33 合成部
34 間引き部
35 復元部

Claims (17)

  1. 立体映像の映像信号である第1のインタレース信号と、前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とを合成し、立体映像の順次走査信号を生成する立体映像信号生成方法であって、
    前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成するステップと、
    前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号を生成するステップと
    を有することを特徴とする立体映像信号生成方法。
  2. 前記補間ライン信号を生成するステップは、
    第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
    (n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
    の計算処理を行い、補間ラインを生成することを特徴とする請求項1に記載の立体映像信号生成方法。
  3. 第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする請求項2に記載の立体映像信号生成方法。
  4. 第1のインタレース信号と前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とから成る立体映像信号を伝送する立体映像伝送方法であって、
    第1のインタレース信号における上下2ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信における前記上下2ラインに挟まれる位置にあるラインの映像信号とに基づいて補間ライン信号を生成し、この補間ライン信号と前記第1のインタレース信号とを合成することによって順次走査信号に変換し、この順次走査信号を伝送することを特徴とする立体映像伝送方法。
  5. 前記補間ライン信号は、
    第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
    (n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
    の計算処理を行い、補間ラインを生成することを特徴とする請求項4に記載の立体映像伝送方法。
  6. 第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする請求項5に記載の立体映像信号伝送方法。
  7. 前記定数kを生成された順次走査信号とともに伝送し、
    受信した順次走査信号と定数kとに基づいて、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号とを復元することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の立体映像信号伝送方法。
  8. 前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入することを特徴とする請求項7に記載の立体映像信号伝送方法。
  9. 立体映像の映像信号である第1のインタレース信号と、前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とを合成し、立体映像の順次走査信号を生成する立体映像信号生成装置であって、
    前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成する補間ライン信号生成手段と、
    前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号に変換する手段と
    を有することを特徴とする立体映像信号生成装置。
  10. 前記補間ライン信号生成手段は、
    第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
    (n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
    の計算処理を行い、補間ラインを生成するように構成されていることを特徴とする請求項9に記載の立体映像信号生成装置。
  11. 前記補間ライン信号生成手段は、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする請求項10に記載の立体映像信号生成装置。
  12. 前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入する手段を有することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の立体映像信号伝送方法。
  13. 第1のインタレース信号と前記第1のインタレース信号と相補的な関係にある第2のインタレース信号とから成る立体映像信号を伝送する立体映像伝送システムであって、
    前記第1のインタレース信号における補間するラインの上下ラインの映像信号と、前記第2のインタレース信号の前記補間するライン位置に相当するラインの映像信号とに基づいて、前記第1のインタレース信号に補間する補間ライン信号を生成する補間ライン信号生成手段と、
    前記第1のインタレース信号と、前記補間ライン信号とを合成して順次走査信号に変換する手段と、
    前記順次走査信号を伝送する伝送装置と
    を有することを特徴とする立体映像信号伝送システム。
  14. 前記補間ライン信号生成手段は、
    第1のインタレース信号をLとし、第2のインタレース信号をRとし、各添字をライン位置とし、kを0<k<1の定数として、
    (n+1)=((L+L(n+2))/2)×(1−k)+R(n+1)×k
    の計算処理を行い、補間ラインを生成するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の立体映像信号伝送システム。
  15. 前記補間ライン信号生成手段は、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号との相違によって、前記kを適応的に変化させることを特徴とする請求項14に記載の立体映像信号伝送システム。
  16. 前記定数kを生成された順次走査信号とともに伝送する手段と、
    受信した順次走査信号と定数kとに基づいて、第1のインタレース信号と第2のインタレース信号とを復元する手段と
    を有することを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の立体映像信号伝送システム。
  17. 前記定数kを生成された順次走査信号のブランキング信号に挿入する手段を有することを特徴とする請求項16に記載の立体映像信号伝送システム。
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