JP5973067B2 - 立体視および裸眼立体視ディスプレイのための奥行きマップ送達フォーマット - Google Patents
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Description
本願は、2012年6月14日に出願された米国仮特許出願第61/659,588号、2012年10月10日に出願された米国仮特許出願第61/712,131号、2012年12月20日に出願された米国仮特許出願第61/739,886号、2013年2月21日に出願された米国仮特許出願第61/767,416号、2013年4月1日に出願された米国仮特許出願第61/807,013号、2013年4月2日に出願された米国仮特許出願第61/807,688号、2013年5月10日に出願された米国仮特許出願第61/822,060号の優先権を主張するものである。これらの出願の内容はみなここに参照によって組み込まれる。
本発明は概括的には画像に関する。より詳細には、本発明のある実施形態は、立体視および裸眼立体視ディスプレイのための奥行きマップの送達のためのフォーマットに関する。
(i)アナグリフ――通例一方の目のための赤および他方の目のためのシアンの二色フィルタを通じて光をフィルタリングすることにより左右の目の分離を提供する。
(ii)線形偏光――(通例)垂直配向の線形偏光子を通じて左目をフィルタリングし、水平配向の線形偏光子を通じて右目画像をフィルタリングすることによってプロジェクターにおいて分離を提供する。
(iii)円偏光――(通例)左巻きの円偏光子を通じて左目画像をフィルタリングし、右巻きの円偏光子を通じて右目画像をフィルタリングすることによってプロジェクターにおいて分離を提供する。
(iv)シャッター眼鏡――左右の画像を時間的に多重化することによって分離を提供する。
(v)左右の目をスペクトル的にフィルタリングすることによってプロジェクターにおいて分離を提供する。左右の目はそれぞれ赤、緑および青スペクトルの相補的な部分を受け取る。
本稿に記述される例示的な実施形態は、立体視および裸眼立体視ディスプレイのための奥行きマップ情報の送達フォーマットに関する。3D入力ピクチャーおよび対応する入力奥行きマップ・データが与えられたとき、隣り合わせ(side-by-side)または上下(top-and-bottom)式のピクチャーが入力ピクチャーに基づいて生成される。エンコーダを使って、隣り合わせ式のピクチャーは符号化されて符号化された基本層を生成する。前記エンコーダおよびテクスチャー参照処理ユニット(RPU: reference processing unit)を使って、上下式のピクチャーがエンコードされて第一の向上層を生成する。ここで、第一の向上層は部分的に前記基本層ストリームに基づいて符号化される。前記エンコーダおよび奥行きマップRPU(以下ではZ-RPUまたはRPUZと表わされる)を使って、前記隣り合わせ式ピクチャーのための奥行きデータがエンコードされて、第二の向上層を生成する。第二の向上層は部分的に前記基本層に基づいて符号化される。
図1Aは、いかなる奥行き情報もない、3Dビデオ・データのエンコーダのフレーム互換フル解像度(FCFR)の例を描いている。エンコーダは、2011年9月29日に出願された、T. Chenらによる「Dual-layer frame-compatible full-resolution stereospcopic 3D delivery」という米国仮特許出願第61/541,005号に記載される方法に従って動作する。この出願は、2012年9月26日にPCT出願第PCT/US2012/057302号としても出願されており、ここに参照によってその全体において組み込まれる。
図2Aは、FCFR 3Dデータに加えて奥行きマップ・データを送達するための例示的な三層送達フォーマットを描いている。図2Aに記されるように、最初の二つの層BL 212およびEL-1 217は伝統的な3D FCFR層BL 112およびEL 117に対応する。3D FCFRエンコードと同様に、EL-1層217は、RPUT 225を使ってBL層212への参照によって符号化されてもよい。EL-2層219Sは、一次チャネル219S-Aおよび二次チャネル219S-Bとしてエンコードされた奥行きマップ情報を表わす。奥行きマップ・データは、典型的には8ビット・グレースケール・データとしてエンコードされる。すなわち、いかなるクロマ情報も含まない。EL-2 219Sでは、ZLは左ビュー(たとえば105-1)のための水平方向にサブサンプリングされた奥行きデータを表わし、ZRは右ビュー(たとえば105-2)のための水平方向にサブサンプリングされた奥行きデータを表わす。この実施形態では奥行きデータはサブサンプリングされるので、欠けている奥行き情報も二次奥行きチャネル219S-Bに組み込まれてもよい。たとえば、ある実施形態では、左ビューのためのもとのw×hの奥行きマップを与えられて、垂直方向のサブサンプリング後に、結果的なw×h/2の奥行きマップが、ZL'およびZL''として表わされる二つのw/2×h/2の奥行きマップに分割されてもよい。
これまで述べてきた奥行きマップ・データ送達フォーマットの大半は、レガシー受信器が少なくとも、ある後方互換な二分の一解像度の(FC)3Dストリームをデコードすることを許容する。単一デコーダとの後方互換性が要件ではない場合には、代替的な実施形態が導出されうる。
図15のAは、ある実施形態に基づく、奥行きマップを送達するための単一層アプローチの例を描いている。このアプローチは、先に描いた単一層または二層アプローチ(たとえば図5、図9のAおよび図10のA)と同様だが、非対称的な空間的多重化を使う。すなわち、ピクチャー・ビューおよびその関連する奥行きマップの両方を組み合わせる多重化されたピクチャー(たとえば1512)において、ピクチャー・ビュー(たとえば左ビュー(L))とその関連する奥行きマップ(たとえばZL)の解像度が等しくないサイズをもつ。
for (j=0; j<Dw; j++)
d_hf[i,j]=d[i,Dw−j];
として決定されうる。
図16Aは、三層送達フォーマットに基づくある実施形態に従って3Dビデオおよび奥行きデータを伝送するためのもう一つの例を描いている。図16Aは図2Aおよび図2Cに描かれる実施形態の変形と考えられてもよい。図16Aに描かれるように、最初の二つの層BL 212およびEL-1 217は伝統的な3D FCFR層BL 112およびEL 117に対応する。層EL-2 1610はEL-1 217とは独立に、BL 212からの予測データに基づいて、RPUT 225およびRPUZ 230に対応しうるRPUTおよび任意的なRPUZ(1620)を使って符号化される。この例においては、同じL'ビデオ・データ(または代替的にR'データ)がEL-1およびEL-2層の両方において符号化される。図16Bに描かれるように、二つだけのデコーダ(たとえばBLデコーダ250およびELデコーダ1 255)をもつ受信器では、ユーザーは選択的に、BLおよびEL-1ストリームをデコードしてFCFR 3Dストリームを生成するか、あるいはBLおよびEL-2ストリームをデコードして裸眼立体視表示に好適なFRストリームおよび奥行きデータ(たとえばFR L+ZL)を生成することができる。
図17のAは、二層送達フォーマットに基づくある実施形態に従って3Dビデオおよび奥行きデータを伝送するためのもう一つの例を描いている。H.264のような多くの圧縮標準において、ビデオ・シーケンス中のエンコードされたピクチャーのサイズは所定のマクロブロック・サイズ(たとえば16×16)の整数倍である必要がある。そうでない場合には、ピクチャー・サイズをしかるべく修正するために、ピクチャーの下部および/または側部に余剰のピクセルが加えられる。一例として、サイズ1920×1080をもつHD信号の符号化を考える。1920は16の倍数であるが、1080はそうではない。ある例示的な実施形態では、そのようなストリームの各ピクチャーは、追加の8行をパディングされて1920×1088のピクチャーを形成してもよい。図17のAに描かれるように、ある実施形態では、このパディング(たとえば1710および1715)は奥行きデータを伝送するために使用されることができる。
本発明の実施形態は、コンピュータ・システム、電子回路およびコンポーネントにおいて構成されたシステム、マイクロコントローラ、フィールド・プログラム可能なゲート・アレイ(FPGA)または他の構成設定可能もしくはプログラム可能な論理デバイス(PLD)、離散時間またはデジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けIC(ASIC)のような集積回路(IC)装置および/またはそのようなシステム、デバイスまたはコンポーネントの一つまたは複数を含む装置を用いて実装されてもよい。コンピュータおよび/またはICは、本稿に記載したような奥行きマップ送達フォーマットをエンコードおよびデコードすることに関係する命令を実行、制御または執行してもよい。コンピュータおよび/またはICは、本稿に記載したような奥行きマップ送達フォーマットをエンコードおよびデコードすることに関係する多様なパラメータまたは値の任意のものを計算してもよい。画像およびビデオのダイナミックレンジ拡張の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアおよびそれらのさまざまな組み合わせにおいて実装されうる。
このように、奥行きマップ送達フォーマットをエンコードおよびデコードすることに関係する例示的な実施形態について述べてきた。以上の明細書では、本発明の諸実施形態について、実装によって変わりうる数多くの個別的詳細に言及しつつ述べてきた。このように、何が本発明であるか、何が出願人によって本発明であると意図されているかの唯一にして排他的な指標は、この出願に対して付与される特許の請求項の、その後の訂正があればそれも含めてかかる請求項が特許された特定の形のものである。かかる請求項に含まれる用語について本稿で明示的に記載される定義があったとすればそれは請求項において使用される当該用語の意味を支配する。よって、請求項に明示的に記載されていない限定、要素、属性、特徴、利点もしくは特性は、いかなる仕方であれかかる請求項の範囲を限定すべきではない。よって、明細書および図面は制約する意味ではなく例示的な意味で見なされるべきものである。
Claims (11)
- 3D奥行きマップ・データを送達する方法であって:
第一のビューおよび第二のビューを含む入力ピクチャーにアクセスする段階であって、各ビューはある水平方向および垂直方向ピクセル解像度を有する、段階と;
前記入力ピクチャーについての入力奥行きマップ・データにアクセスする段階と;
前記入力ピクチャーに基づいて隣り合わせ式ピクチャーおよび上下式ピクチャーを生成する段階と;
エンコーダを使って前記隣り合わせ式ピクチャーをエンコードして、符号化された基本層ストリーム(212)を生成する段階と;
前記エンコーダおよびテクスチャーRPU(125、225)を使って前記上下式ピクチャーをエンコードして、符号化された第一の向上層(EL-1、217)を生成する段階であって、前記符号化された第一の向上層(EL-1)は部分的には前記符号化された基本層ストリームを前記テクスチャーRPU(125、225)によって補間したものに基づいて、かつ部分的には前記上下式ピクチャーに基づいて符号化される、段階と;
前記エンコーダおよびZ-RPU(230)を使って前記隣り合わせ式ピクチャーについての奥行きマップ・データをエンコードして、符号化された第二の向上層(EL-2)を生成する段階であって、前記符号化された第二の向上層(EL-2)は部分的には前記符号化された基本層(BL)ストリームからの奥行きマップ・データに基づいて符号化され、かつ部分的には前記隣り合わせ式ピクチャーについての奥行きマップ・データに基づいて符号化され、前記Z-RPU(230)は前記第二の向上層によって使用されるべき奥行きマップ・データを、前記符号化された基本層ストリームからの奥行きマップ・データに基づいて推定し、前記隣り合わせ式ピクチャーについての前記奥行きマップ・データは前記入力ピクチャーの前記入力奥行きマップ・データに基づいて生成される、段階とを含む、
方法。 - 前記符号化された第二の向上層(EL-2)は、アクセスされた前記入力奥行きマップ・データと前記推定された奥行きマップ・データとの間の差を担持する、請求項1記載の方法。
- 前記第一のビューおよび第二のビューの水平方向のサブサンプリングに基づいて隣り合わせ式ピクチャーを生成し、前記入力ピクチャーの前記第一のビューおよび第二のビューの垂直方向のサブサンプリングに基づいて上下式ピクチャーを生成する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記符号化された基本層、前記符号化された第一の向上層および前記符号化された第二の向上層を出力符号化ビットストリームに多重化する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記Z-RPUが、第一のビューの奥行きマップの推定および第二のビューの奥行きマップの推定を、前記入力ピクチャーに基づいて生成する、請求項1記載の方法。
- 3D奥行きマップ・データを送達する方法であって:
第一のビューおよび第二のビューを含む入力ピクチャーにアクセスする段階であって、各ビューはある水平方向および垂直方向ピクセル解像度を有する、段階と;
前記入力ピクチャーについての入力奥行きマップ・データにアクセスする段階と;
前記入力ピクチャーに基づいて隣り合わせ式ピクチャーおよび上下式ピクチャーを生成する段階と;
エンコーダを使って前記上下式ピクチャーをエンコードして、符号化された基本層ストリーム(217)を生成する段階と;
前記エンコーダおよびテクスチャーRPU(225)を使って前記隣り合わせ式ピクチャーをエンコードして、符号化された第一の向上層(EL-1、212)を生成する段階であって、前記符号化された第一の向上層は部分的には前記符号化された基本層ストリームを前記テクスチャーRPU(125、225)によって補間したものに基づいて、かつ部分的には前記隣り合わせ式ピクチャーに基づいて符号化される、段階と;
前記エンコーダおよびZ-RPU(230)を使って前記上下式ピクチャーについての奥行きマップ・データをエンコードして、符号化された第二の向上層(EL-2)を生成する段階であって、前記符号化された第二の向上層は部分的には前記基本層に基づいて符号化され、かつ部分的には前記上下式ピクチャーについての奥行きマップ・データに基づいて符号化され、前記Z-RPU(230)は前記第二の向上層によって使用されるべき奥行きマップ・データを、前記符号化された基本層ストリームからの奥行きマップ・データに基づいて推定し、前記上下式ピクチャーについての前記奥行きマップ・データは前記入力ピクチャーの前記入力奥行きデータに基づいて生成される、段階とを含む、
方法。 - 前記Z-RPU(230)が前記入力ピクチャーに基づいて奥行きマップ・データを推定し、前記符号化された第二の向上層(EL-2)が、アクセスされた前記入力奥行きマップ・データと前記推定された奥行きマップ・データとの間の差を担持する、請求項6記載の方法。
- 請求項1または6記載の方法であって、さらに:
前記水平方向ピクセル解像度の半分および前記入力ピクチャーの前記第一のビューと同じ垂直方向ピクセル解像度をもつ第一の二分の一ピクチャーを生成する段階と;
前記水平方向ピクセル解像度の半分および前記入力ピクチャーの前記第二のビューと同じ垂直方向ピクセル解像度をもつ第二の二分の一ピクチャーを生成する段階と;
前記第一の二分の一ピクチャーおよび前記第二の二分の一ピクチャーを多重化して前記隣り合わせ式ピクチャーを生成する段階とを含む、
方法。 - 請求項1または6記載の方法であって、さらに:
前記垂直方向ピクセル解像度の半分および前記入力ピクチャーの前記第一のビューと同じ水平方向ピクセル解像度をもつ第三の二分の一ピクチャーを生成する段階と;
前記垂直方向ピクセル解像度の半分および前記入力ピクチャーの前記第二のビューと同じ水平方向ピクセル解像度をもつ第四の二分の一ピクチャーを生成する段階と;
前記第三の二分の一ピクチャーおよび前記第四の二分の一ピクチャーを多重化して前記上下式ピクチャーを生成する段階とを含む、
方法。 - プロセッサを有し、請求項1ないし5のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成されている装置。
- 請求項1ないし5のうちいずれか一項記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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