JP6202910B2 - 映像処理装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る映像処理装置を説明する前に、ピント状態を指定可能な動画像の撮影に用いる撮像装置について説明する。図1(A)、図1(B)は、LFカメラの概略構成を例示する。撮像レンズ11を通過してマイクロレンズアレイ12に入射した被写体からの光は、イメージセンサ13によって光電変換されて電気信号が得られる。尚、ここで得られた撮像データをライトフィールドデータ(以下、LFデータという)と呼ぶ。
マイクロレンズアレイ12の各マイクロレンズは、イメージセンサ13における複数の画素が対応するように配置される。イメージセンサ13の各画素には各マイクロレンズが分割した光が入射し、各画素にて異なる方向からの光の強度(光線情報)を検出することができる。また、各マイクロレンズとイメージセンサ13の各画素との位置関係に応じて、マイクロレンズを介してイメージセンサ13の各画素に入射した光線の入射方向(方向情報)が分かる。すなわち、光の強度分布と併せて、光の進行方向の情報が検出される。マイクロレンズアレイ12のレンズ頂点面からの距離が異なる焦点面での像は、各マイクロレンズの光軸からの偏心量に対応した位置にあるイメージセンサ13の画素の各出力を合成することで得られる。なお、光線は位置や方位、波長などのパラメータを用いて、平行な2平面によってパラメータ化される関数で表される。つまり、各マイクロレンズに対応する複数の画素の配置によって各画素への光の入射方向が決まっている。
以上のように、撮像装置10は光線情報と方向情報を取得し、光線の並べ替えと計算処理(以下、再構築という)を行うことにより、任意のフォーカス位置や視点を指定した画像データを生成できる。この光線情報および方向情報はLFデータに含まれる。
撮像レンズ11による被写体の像は、マイクロレンズアレイ12上に結像し、マイクロレンズアレイ12への入射光線はマイクロレンズアレイ12を介してイメージセンサ13で受光される。このとき、図3に示すように、マイクロレンズアレイ12への入射する光線は、その進行方向に応じてイメージセンサ13上の異なる位置で受光され、撮像レンズ11の形状に相似形となる被写体の像がマイクロレンズ毎に結像する。
イメージセンサ13で受光される光線について図4を用いて説明する。撮像レンズ11のレンズ面上における直交座標系(u,v)とし、イメージセンサ13の撮像面上における直交座標系(x,y)とし、さらに、撮像レンズ11のレンズ面とイメージセンサ13の撮像面との距離をFとする。すると、撮像レンズ11およびイメージセンサ13を通る光線の強度は、4次元関数L(u,v,x,y)で表すことができる。
各マイクロレンズに入射する光線は、進行方向に応じて異なる画素に入射されることから、イメージセンサ13では、光線の位置情報に加え、光線の進行方向を保持する上記の4次元関数L(u,v,x,y)が記録される。
図8は、本発明の第1実施形態に係る映像再生装置100の構成例を示すブロック図である。操作入力部101は、ユーザ操作による入力信号を受け付ける。操作入力部101は、動画像の再生速度を指定し、または変更する再生制御情報を再生制御部103へ出力し、ピント位置を指定する指定ピント情報を表示ピント情報判定部108へ出力する。指定ピント情報は、指定されたピント状態に応じた焦点距離および被写界深度などの情報を含む。例えば、オートフォーカス撮影時に自動的にフォーカス制御されたピント状態を示す情報や、マニュアルフォーカス撮影時にユーザがマニュアル指定したピント状態を示す情報であってもよい。記憶部102は、動画像LFデータを記憶して保持する。
合成画面生成部107は、再生制御部103から再生状態の遷移情報に従って、再生速度情報を表示する再生速度表示画面のデータを生成し、画像合成部105へ出力する。また合成画面生成部107は、表示ピント情報判定部108より操作ガイド表示指示が入力された場合、ピント情報変更の操作ガイド表示画面のデータを生成して画像合成部105へ出力する。尚、合成画面生成部107で生成した合成画面については、映像表示部106に表示され、一定時間の経過後に消去するように制御してもよい。
現在のピント情報がパンフォーカスピント情報である場合に、ユーザが閾値以上の再生速度から閾値未満の再生速度へ変更する状況としては、例えば、所望のシーンの検索を完了した場合が想定される。この場合、パンフォーカスピント情報から指定ピント情報に切り替えた際に、ユーザがピント情報を変更し易いように、表示ピント情報判定部108は、合成画面生成部107へピント情報変更の操作ガイド表示画面24の表示指示を出す(S105)。次に、表示ピント情報判定部108は、表示ピント情報を画像生成部104へ出力する(S106)。
図10(A)は通常再生時の画面例である。この場合、閾値(1.5倍速)未満の再生速度であるため、表示ピント情報判定部108は、表示ピント情報を指定ピント情報と判定する。よって、ユーザ操作で指定されたピント情報が表示映像に反映される。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態では、ピント情報を指定可能な動画像の早送り再生時に、指定ピント情報に基づく被写界深度の浅い第1画像、および複数の被写体にピントが合ったパンフォーカス映像に係る被写界深度の深い第2画像を同時に表示する処理について説明する。なお、第1実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。このような説明の省略の仕方は後述の実施形態でも同様とする。
画像生成部104は、再生制御部103から入力された動画像LFデータから画像を再構築する。その際、表示ピント情報判定部108から入力された表示ピント情報に従って再構築により画像(映像)が生成される。表示ピント情報がパンフォーカスピント情報である場合、現在生成中の指定ピント映像とパンフォーカス映像の両方のデータが生成され、画像合成部105へ出力される。また、表示ピント情報がパンフォーカスピント情報以外である場合、表示ピント情報に従う画像(映像)のみが生成されて、画像合成部105へ出力される。
第2実施形態によれば、被写界深度の深いパンフォーカス映像および指定ピント情報を用いて生成される被写界深度の浅い映像を同時に視聴することによって、ユーザは被写体の認識が容易になるので、所望のシーンの見逃しを防ぐことができる。
次に、本発明の第3実施形態を説明する。第3実施形態では、再生速度情報と表示ピント情報を映像情報から判別する処理について説明する。
図13は、映像表示装置200の構成例を示すブロック図である。映像信号解析部201は、入力されたLF映像信号の付加情報から指定ピント情報を解析し、LF映像信号のフレーム情報から再生速度情報を解析する。LF映像信号に係る動画像LFデータは画像生成部104へ出力され、指定ピント情報および再生速度情報は表示ピント情報判定部108へ出力される。再生速度が変更された場合、再生状態の遷移情報が合成画面生成部107へ出力される。ここで、LF映像信号とは、動画像LFデータと併せて、指定ピント情報およびフレーム情報といった各種情報を付加した映像信号を示す。尚、LF映像信号のフォーマットについては上記に限らず、その他の手段によって各種情報が付加されていてもよい。映像信号解析部201はLF映像信号のフォーマットに応じた解析を行い、指定ピント情報と再生速度情報を取得する。これにより、ユーザ操作以外にピント情報や再生速度が指定される場合でも、前記実施形態と同様にピント情報の判定および変更処理が行われるので、ユーザは被写体の認識が容易になり、所望のシーンの見逃しを防ぐことができる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
103 再生制御部
104 画像生成部
105 画像合成部
108 表示ピント情報判定部
201 映像信号解析部
Claims (23)
- 動画像データを再生する映像処理装置であって、
前記動画像データを再生する制御を行う制御手段と、
前記動画像データの再生速度に応じて、前記動画像データから被写界深度の異なる画像を生成する生成手段と、
を備えることを特徴とする映像処理装置。 - 前記生成手段は、前記再生速度が閾値未満である場合、前記動画像データから被写界深度が浅い第1画像を生成し、前記再生速度が前記閾値以上である場合、前記動画像データから前記第1画像よりも被写界深度が深い第2画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の映像処理装置。
- 前記制御手段は、前記再生速度が前記閾値以上である場合、前記生成手段により前記第1画像および前記第2画像を生成して、生成された前記第1画像および前記第2画像を再生する制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の映像処理装置。
- 前記生成手段は、撮像された前記動画像データに係る光の強度を示す光線情報および光線の方向情報を取得し、取得した光線情報および光線の方向情報を用いて、指定されたピント状態での前記第1画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の映像処理装置。
- 前記動画像データのピント状態を指定する操作手段を備え、
前記生成手段は、前記操作手段により指定されたピント状態に関するピント情報として焦点距離および被写界深度の情報を取得して、取得した焦点距離および被写界深度の情報を用いて、前記第1画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の映像処理装置。 - 前記制御手段は、前記動画像データの付加情報を解析し、解析により得られたピント情報を前記生成手段に出力することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の映像処理装置。
- 前記再生速度を指定する操作手段を備え、
前記制御手段は、前記操作手段により指定された再生速度を前記閾値と比較することを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。 - 前記制御手段は、前記動画像データのフレーム情報から再生速度を解析して、解析により得られた再生速度を前記閾値と比較することを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。
- 前記制御手段は、早送り再生、巻き戻し再生、またはシーン検索の動作において、前記生成手段により前記第2画像を生成して、生成された前記第2画像を再生する制御を行うことを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。
- 前記制御手段は、シーン検索時にスキップする前記動画像データのフレーム数が所定数未満の場合、前記生成手段により前記第1画像を生成して、生成された前記第1画像を再生する制御を行い、前記フレーム数が前記所定数以上である場合、前記生成手段により前記第2画像を生成して、生成された前記第2画像を再生する制御を行うことを特徴とする請求項2または3に記載の映像処理装置。
- 前記動画像データは、ライトフィールドデータであることを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の映像処理装置。
- 動画像データを再生する映像処理装置にて実行される制御方法であって、
前記動画像データを再生する制御を行う制御ステップと、
前記動画像データの再生速度に応じて、前記動画像データから被写界深度の異なる画像を生成手段により生成するステップと、
を有することを特徴とする映像処理装置の制御方法。 - 前記再生速度が閾値未満である場合、前記生成手段により前記動画像データから被写界深度が浅い第1画像を生成し、前記再生速度が前記閾値以上である場合、前記生成手段により前記動画像データから前記第1画像よりも被写界深度が深い第2画像を生成するステップを有することを特徴とする請求項12に記載の映像処理装置の制御方法。
- 前記制御ステップにて、前記再生速度が前記閾値以上である場合、前記生成手段により前記第1画像および前記第2画像を生成して、生成された前記第1画像および前記第2画像を再生する制御を行うことを特徴とする請求項13に記載の映像処理装置の制御方法。
- 撮像された前記動画像データに係る光の強度を示す光線情報および光線の方向情報を取得し、取得した光線情報および光線の方向情報を用いて、指定されたピント状態での前記第1画像を前記生成手段により生成するステップを有することを特徴とする請求項13に記載の映像処理装置の制御方法。
- 操作手段により指定されたピント状態に関するピント情報として焦点距離および被写界深度の情報を取得して、取得した焦点距離および被写界深度の情報を用いて、前記第1画像を前記生成手段により生成するステップを有することを特徴とする請求項13に記載の映像処理装置の制御方法。
- 前記動画像データの付加情報を制御手段により解析するステップと、
前記解析により得られたピント情報に従って前記生成手段により画像を生成するステップと、
を有することを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の映像処理装置の制御方法。 - 操作手段により指定された再生速度を前記閾値と比較するステップを有することを特徴とする請求項13または14に記載の映像処理装置の制御方法。
- 前記動画像データのフレーム情報から再生速度を制御手段により解析するステップと、
前記解析により得られた再生速度を前記閾値と比較するステップと、
を有することを特徴とする請求項13または14に記載の映像処理装置の制御方法。 - 早送り再生、巻き戻し再生、またはシーン検索の動作において、前記生成手段により前記第2画像を生成して、生成された前記第2画像を再生するステップを有することを特徴とする請求項13または14に記載の映像処理装置の制御方法。
- シーン検索時にスキップする前記動画像データのフレーム数が所定数未満の場合、前記生成手段により前記第1画像を生成して、生成された前記第1画像を再生する制御を行うステップと、前記フレーム数が前記所定数以上である場合、前記生成手段により前記第2画像を生成して、生成された前記第2画像を再生する制御を行うステップと、を有することを特徴とする請求項13または14に記載の映像処理装置の制御方法。
- 前記動画像データは、ライトフィールドデータであることを特徴とする請求項12から21までのいずれか1項に記載の映像処理装置の制御方法。
- 請求項12から22のいずれか1項に記載の、映像処理装置の制御方法の各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。
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