JP7040466B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、コーデック歪によって劣化しないように、YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報を格納することができるようにした画像処理装置および画像処理方法に関する。
特許文献１には、三次元イメージを視聴するために、第１の視点（例えば、右視点）と関連付けられた第１のビデオデータ及び第１のデプスデータと、第２の視点（左視点）と関連付けられた第２のビデオデータ及び第２のデプスデータとを符号化してマルチビューレンダリング装置に送信する符号化装置が開示されている。
また、特許文献１に記載の符号化装置では、補助情報（メタデータ）を、デプスデータの色度コンポーネントに格納することが開示されている。
特表２０１６－５２４３７３号公報
補助情報を色度コンポーネントに格納してエンコードした場合、コーデック歪が発生し、補助情報を正確に復号できない場合が考えられるが、特許文献１では、これに対して解決が示されていない。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、コーデック歪によって劣化しないように、YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報を格納することができるようにするものである。
本開示の第１の側面の画像処理装置は、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取る受け取り部と、前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する補助情報利用部とを備え、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている。
本開示の第１の側面の画像処理方法は、画像処理装置が、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取り、前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行するステップを含み、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている。
本開示の第１の側面においては、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データが受け取られ、前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理が実行される。前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている。
本開示の第２の側面の画像処理装置は、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成する画像データ生成部を備え、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記画像データ生成部は、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値を前記CbCr成分に格納する。
本開示の第２の側面の画像処理方法は、画像処理装置が、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成するステップを含み、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納される。
本開示の第２の側面においては、テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データが生成される。前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納される。
画像処理装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
なお、本開示の第１および第２の側面の画像処理装置は、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現することができる。
また、本開示の第１および第２の側面の画像処理装置を実現するために、コンピュータに実行させるプログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。
本開示の第１の側面によれば、コーデック歪によって劣化しないように、YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納された補助情報を利用することができる。
本開示の第２の側面によれば、コーデック歪によって劣化しないように、YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報を格納することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示を適用した画像表示システムの第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。 コンテンツサーバの構成例を示すブロック図である。 高解像度画像処理部の構成例を示すブロック図である。 距離ｚと距離ｒを説明する図である。 ３Ｄモデル座標系のＸ軸の変化を示す図である。 ３Ｄモデル座標系のＸ軸の変化に伴う最小値zminと最小値rminの変化を説明する図である。 第１レイヤの６つの面のデプス画像を球にマッピングした際の各画素の球上の位置の例を示す図である。 第１レイヤの面の例を示す図である。 第１レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの構成例を示す図である。 第１レイヤの所定の面に対応する被写体の奥行き方向の位置を示す図である。 第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像の構成例を示す図である。 第１レイヤと第２レイヤのテクスチャ画像の例を説明する図である。 第１レイヤと第２レイヤのテクスチャ画像の他の例を説明する図である。 第２レイヤの視点の第１の例を示す図である。 第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの第１の構成例を示す図である。 第２レイヤの視点の第２の例を示す図である。 第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの第２の構成例を示す図である。 ストリーム生成処理を説明するフローチャートである。 ホームサーバの構成例を示すブロック図である。 ＭＬ３Ｄモデル生成部の構成例を示すブロック図である。 接続情報の例を説明する図である。 接続情報の他の例を説明する図である。 サンプリング点の例を説明する図である。 サンプリング点の他の例を説明する図である。 オクルージョン処理を説明する図である。 再生処理を説明するフローチャートである。 ３次元データ生成処理の詳細を説明するフローチャートである。 画像表示システムの第２実施の形態における高解像度画像処理部の構成例を示すブロック図である。 図２８のエンコーダの構成例を示すブロック図である。 YCbCr420変換部が実行する420変換処理を説明する図である。 N=２の場合の420変換処理を説明する図である。 N=２の場合の420変換処理を説明する図である。 N=２の場合の420変換処理を説明する図である。 N=３の場合の420変換処理を説明する図である。 N=３の場合の420変換処理を説明する図である。 N=３の場合の420変換処理を説明する図である。 第２実施の形態における第１レイヤストリーム生成処理を説明するフローチャートである。 図３７の第１レイヤストリーム生成処理の第１変形例を説明するフローチャートである。 図３７の第１レイヤストリーム生成処理の第２変形例を説明するフローチャートである。 図３７の第１レイヤストリーム生成処理の第３変形例を説明するフローチャートである。 画像表示システムの第２実施の形態におけるＭＬ３Ｄモデル生成部の構成例を示すブロック図である。 補助情報の利用に関する機能ブロック図である。 第２実施の形態における第１レイヤデプスストリームデコード処理を説明するフローチャートである。 補助情報利用処理を説明するフローチャートである。 セグメンテーション情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 セグメンテーション情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 セグメンテーション情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 エッジ情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 フィルタ係数情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 １レイヤにおいて補助情報として取り得る各種の情報と効果をまとめた図である。 セグメンテーション情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 レイヤ番号を補助情報として格納する例を説明する図である。 三角形有効無効情報を補助情報として格納する例を説明する図である。 複数レイヤにおいて補助情報として取り得る各種の情報と効果をまとめた図である。 本開示を適用した画像表示システムの第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。 第１レイヤのテクスチャ画像の他の例を示す図である。 コンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施の形態：画像表示システム（図１乃至図２７）
２．第２実施の形態：画像表示システム（図２８乃至図５４）
３．第３実施の形態：画像表示システム（図５５）
４．テクスチャ画像の他の例(図５６)
５．第４実施の形態：コンピュータ（図５７）
６．応用例（図５８および図５９）
＜１．第１実施の形態＞
（画像表示システムの第１実施の形態の構成例）
図１は、本開示を適用した画像表示システムの第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１の画像表示システム１０は、マルチカメラ１１、コンテンツサーバ１２、ホームサーバ１３、変換装置１４、およびヘッドマウントディスプレイ１５により構成される。画像表示システム１０は、マルチカメラ１１により撮影されたYCbCr画像（YUV画像）である撮影画像から全天球画像を生成し、全天球画像のうちの視聴者の視野範囲の画像を表示する。
具体的には、画像表示システム１０のマルチカメラ１１は、水平方向の周囲360度および垂直方向の周囲180度を撮影範囲として、外向きに配置された複数（図１の例では６個）のカメラにより構成される。各カメラは、撮影を行い、撮影画像をフレーム単位で生成する。マルチカメラ１１は、各カメラの撮影画像をコンテンツサーバ１２に供給する。
コンテンツサーバ１２(画像処理装置)は、マルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像から、所定の視点の全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を生成する。第１実施の形態では、デプス画像は、所定の視点から各画素における被写体までの直線の距離ｒを示す8ビットの値としての、距離ｒの逆数1/rを画素値とする画像である。
コンテンツサーバ１２は、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を低解像度化し、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像とを生成する。コンテンツサーバ１２は、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を、H.264/MPEG(Moving Picture Experts Group)-4 AVC(Advanced Video Coding)やH.265/HEVC(High Efficiency Video Coding)、MPEG2、DV等の符号化方式で圧縮符号化する。コンテンツサーバ１２は、その結果得られる低解像度テクスチャ画像の符号化ストリーム（以下、低解像度テクスチャストリームという）と低解像度デプス画像の符号化ストリーム(以下、低解像度デプスストリームという)を記憶する。
また、コンテンツサーバ１２は、各カメラの撮影画像を用いて、全天球画像における視点を中心とした立方体を構成する６つの面に対応するテクスチャ画像とデプス画像を階層化して生成する。具体的には、コンテンツサーバ１２は、６つの面の第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像を生成する。なお、全天球画像における視点と立方体の中心は異なっていていてもよい。
コンテンツサーバ１２は、各面の第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像からなる第１レイヤ画像と、各面の第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像からなる第２レイヤ画像を、面、画像の種類、およびレイヤごとに、H.264/MPEG-4 AVCやH.265/HEVC、MPEG2、DV等の符号化方式で圧縮符号化する。コンテンツサーバ１２は、その結果得られる各面の第１レイヤのテクスチャ画像の符号化ストリーム（以下、第１レイヤテクスチャストリームという）、第１レイヤのデプス画像の符号化ストリーム（以下、第１レイヤデプスストリームという）、第２レイヤのテクスチャ画像の符号化ストリーム（以下、第２レイヤテクスチャストリームという）、および第２レイヤのデプス画像の符号化ストリーム(以下、第２レイヤデプスストリームという)を記憶する。なお、第１レイヤ画像と第２レイヤ画像の符号化方式は、MVC（Multiview Video Coding）方式や3D-HEVC方式等であってもよい。
また、コンテンツサーバ１２は、第１レイヤおよび第２レイヤの各面に関する情報等をメタデータとして生成し、記憶する。コンテンツサーバ１２は、記憶している低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを、図示せぬネットワークを介してホームサーバ１３に伝送する。
なお、コンテンツサーバ１２は、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを再構成（詳細は後述する）することもできる。この場合、コンテンツサーバ１２は、再構成後の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームと、それらに対応するメタデータをホームサーバ１３に伝送することもできる。しかしながら、以下では、説明の便宜上、再構成が行われた場合であっても、再構成前の６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームが、コンテンツサーバ１２に伝送されるものとする。
ホームサーバ１３(画像処理装置)は、コンテンツサーバ１２から伝送されてくる、低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを受け取る。
また、ホームサーバ１３は、カメラ１３Ａを内蔵し、視聴者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ１５に付されたマーカ１５Ａを撮影する。そして、ホームサーバ１３は、マーカ１５Ａの撮影画像に基づいて視聴位置を検出する。さらに、ホームサーバ１３は、ヘッドマウントディスプレイ１５のジャイロセンサ１５Ｂの検出結果を、ヘッドマウントディスプレイ１５から変換装置１４を介して受け取る。ホームサーバ１３は、ジャイロセンサ１５Ｂの検出結果に基づいて視聴者の視線方向を決定し、視聴位置と視線方向に基づいて視聴者の視野範囲を決定する。
ホームサーバ１３は、第１レイヤの６つの面のうちの、視聴者の視線方向に対応する３つの面を選択する。そして、ホームサーバ１３は、選択された３つの面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを復号する。これにより、ホームサーバ１３は、選択された３つの面に対応する第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像およびデプス画像を生成する。
また、ホームサーバ１３は、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームを復号し、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を生成する。ホームサーバ１３は、選択された３つの面に対応する第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像およびデプス画像、並びに、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を用いて、視聴者の視野範囲の画像を表示画像として生成する。ホームサーバ１３は、図示せぬHDMI（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）ケーブルを介して表示画像を変換装置１４に伝送する。
変換装置１４は、ホームサーバ１３から伝送されてくる表示画像における座標を、ヘッドマウントディスプレイ１５における座標に変換する。変換装置１４は、座標変換後の表示画像をヘッドマウントディスプレイ１５に供給する。
ヘッドマウントディスプレイ１５は、マーカ１５Ａとジャイロセンサ１５Ｂを有し、視聴者の頭部に装着される。ヘッドマウントディスプレイ１５は、変換装置１４から供給される表示画像を表示する。また、ヘッドマウントディスプレイ１５に内蔵されるジャイロセンサ１５Ｂは、ヘッドマウントディスプレイ１５の傾きを検出し、その検出結果を、変換装置１４を介してホームサーバ１３に伝送する。
（コンテンツサーバの構成例）
図２は、図１のコンテンツサーバ１２の構成例を示すブロック図である。
図２のコンテンツサーバ１２は、デプス検出部３１、低解像度画像処理部３３、および高解像度画像処理部３４により構成される。
コンテンツサーバ１２のデプス検出部３１は、図１のマルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像の画素ごとに、その画素における被写体を含む奥行き方向に垂直なデプス平面とカメラの間の奥行き方向の距離zの逆数1/zを検出する。デプス検出部３１は、その結果得られる各カメラの撮影画像の各画素の逆数1/zを画素値とするｚ画像を低解像度画像処理部３３と高解像度画像処理部３４に供給する。
低解像度画像処理部３３は、マルチカメラ１１の３次元座標系(以下、カメラ座標系という)における所定の３次元位置を視点として、マルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像を、視点を中心とした正八面体にマッピング(透視投影)することにより、全天球画像のテクスチャ画像を生成する。また、低解像度画像処理部３３は、デプス検出部３１から供給される各カメラのｚ画像を、撮影画像と同様に正八面体にマッピングすることにより、全天球画像のｚ画像を生成する。
低解像度画像処理部３３は、全天球画像のｚ画像の各画素の逆数1/zを逆数1/rに変換する。そして、低解像度画像処理部３３は、以下の式（１）により、逆数1/rに対して8ビット量子化を行う。
Figure 0007040466000001
なお、Ｉd（ｒ）は、距離ｒの逆数1/rの8ビット量子化後の値である。ｒmax，ｒminは、それぞれ、全天球画像における距離ｒの最大値、最小値である。
低解像度画像処理部３３は、全天球画像の各画素の逆数1/rの8ビット量子化後の値を画素値とすることにより、全天球画像のデプス画像を生成する。
低解像度画像処理部３３は、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を低解像度化し、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を生成する。低解像度画像処理部３３は、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を圧縮符号化し、その結果得られる低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームを記憶する。低解像度画像処理部３３は、記憶している低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームを、図１のホームサーバ１３に送信する。
高解像度画像処理部３４は、マルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像を用いて、低解像度画像処理部３３における正八面体と中心が同一である立方体を構成する６つの面に対応する第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像を生成する。高解像度画像処理部３４は、デプス検出部３１から供給される各カメラのｚ画像を用いて、撮影画像と同様に６つの面に対応する第１レイヤおよび第２レイヤのデプス画像を生成する。
高解像度画像処理部３４は、各面の第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像を、面、画像の種類、およびレイヤごとに圧縮符号化する。コンテンツサーバ１２は、その結果得られる第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを記憶する。
また、高解像度画像処理部３４は、メタデータを生成して記憶する。コンテンツサーバ１２は、記憶している６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを、図示せぬネットワークを介してホームサーバ１３に伝送する。
（高解像度画像処理部の構成例）
図３は、図２の高解像度画像処理部３４の構成例を示すブロック図である。
図３の高解像度画像処理部３４は、第１レイヤ生成部５０、量子化部５１、エンコーダ５２、第２レイヤ生成部５３、量子化部５４、エンコーダ５５、設定部５６、メタデータ生成部５７、ストレージ５８、再構成部５９、および伝送部６０により構成される。
第１レイヤ生成部５０には、設定部５６から、カメラ座標系における全天球画像の視点を原点とした３次元座標系（以下、３Ｄモデル座標系という）における、第１レイヤの視点の３次元位置として原点を示す視点位置情報が供給される。また、第１レイヤ生成部５０には、３Ｄモデル座標系における原点を中心とした立方体を構成する６つの面をそれぞれ含む６つの面それぞれの、３Ｄモデル座標系における３次元位置およびサイズを示す面情報が供給される。
第１レイヤ生成部５０は、視点位置情報が示す原点を第１レイヤの視点（第１の視点）に設定する。第１レイヤ生成部５０（画像生成部）は、カメラ座標系における全天球画像の視点を原点として、第１レイヤの視点から、図１のマルチカメラ１１から供給される撮影画像を、６つの各面情報が示す３次元位置およびサイズの面のそれぞれにマッピングする。これにより、第１レイヤ生成部５０は、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像を生成する。
また、第１レイヤ生成部５０（画像生成部）は、カメラ座標系における全天球画像の視点を原点として、第１レイヤの視点から、図２のデプス検出部３１から供給されるｚ画像を、６つの各面情報が示す３次元位置およびサイズの面のそれぞれにマッピングする。これにより、第１レイヤ生成部５０は、第１レイヤの６つの面のｚ画像を生成する。
第１レイヤの６つの面に対応する視点は同一であるため、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像は、第１レイヤの視点を中心とした３Ｄモデルにマッピングされた全天球画像を６つの面にマッピングすることにより得られた画像であるといえる。同様に、第１レイヤの６つの面のｚ画像は、第１レイヤの視点を中心とした３Ｄモデルにマッピングされた全天球画像のｚ画像を６つの面にマッピングすることにより得られた画像であるといえる。第１レイヤ生成部５０は、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像をエンコーダ５２に供給し、第１レイヤの６つの面のｚ画像を量子化部５１に供給する。
量子化部５１は、第１レイヤ生成部５０から供給される第１レイヤの６つの各面のｚ画像の各画素の逆数1/zを逆数1/rに変換する。そして、量子化部５１は、上述した式（１）により、逆数1/rに対して8ビット量子化を行う。但し、式（１）におけるｒmax，ｒminは、６つの面全てにおける距離ｒの最大値、最小値である。ｒmaxおよびｒminを６つの面全てにおける距離ｒの最大値および最小値とすることにより、各面の距離ｒの最大値および最小値とする場合に比べて、面ごとに量子化ステップが変化することを防止することができる。量子化部５１は、第１レイヤの６つの面のｚ画像の各画素の逆数1/rの8ビット量子化後の値を画素値とすることにより、第１レイヤの６つの面のデプス画像を生成し、エンコーダ５２に供給する。
エンコーダ５２は、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化し、第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームを生成する。エンコーダ５２は、第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームをストレージ５８に供給する。
第２レイヤ生成部５３には、設定部５６から、第１レイヤの各面に対応する第２レイヤの各面の、第１レイヤの視点とは異なる視点（第２の視点）の視点位置情報と、第１レイヤの各面に対応する第２レイヤの各面の面情報とが供給される。第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの面ごとに、その面に対応する視点位置情報が示す３次元位置を第２レイヤの視点に設定する。
第２レイヤ生成部５３（画像生成部）は、第２レイヤの面ごとに、その面に対応する第２レイヤの視点から、マルチカメラ１１から供給される撮影画像のうちの第１レイヤの視点におけるオクルージョン領域を、第２レイヤの面にマッピングする。これにより、第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの６つの面のテクスチャ画像を生成する。
また、第２レイヤ生成部５３（画像生成部）は、第２レイヤの面ごとに、その面に対応する第２レイヤの視点から、デプス検出部３１から供給されるｚ画像のうちの第１レイヤの視点におけるオクルージョン領域を、第２レイヤの面にマッピングする。これにより、第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの６つの面のｚ画像を生成する。
即ち、マルチカメラ１１の各カメラの位置は異なっているため、カメラ座標系における１つの３次元位置を視点としたとき、撮影画像には、その視点におけるオクルージョン領域が含まれている。しかしながら、第１レイヤのテクスチャ画像は、１つの視点の全天球画像をマッピングすることにより生成されるため、第１レイヤのテクスチャ画像には、その視点におけるオクルージョン領域の撮影画像は含まれない。よって、第２レイヤ生成部５３は、そのオクルージョン領域の撮影画像を第２レイヤのテクスチャ画像として含める。ｚ画像についても同様である。第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの６つの面のテクスチャ画像をエンコーダ５５に供給し、第２レイヤの６つの面のｚ画像を量子化部５４に供給する。
量子化部５４は、第２レイヤ生成部５３から供給される第２レイヤの６つの各面のｚ画像の各画素の逆数1/zを逆数1/rに変換する。そして、量子化部５４は、量子化部５１と同様に、上述した式（１）により、逆数1/rに対して8ビット量子化を行う。量子化部５４は、第２レイヤの６つの面のｚ画像の各画素の逆数1/rの8ビット量子化後の値を画素値とすることにより、第２レイヤの６つの面のデプス画像を生成し、エンコーダ５５に供給する。
エンコーダ５５は、第２レイヤの６つの面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化し、第２レイヤテクスチャストリームと第２レイヤデプスストリームを生成する。エンコーダ５５は、第２レイヤテクスチャストリームと第２レイヤデプスストリームをストレージ５８に供給する。
設定部５６は、３Ｄモデル座標系における原点を第１レイヤの視点として設定する。設定部５６は、第１レイヤの視点を中心とした立方体を構成する６つの矩形の面をそれぞれ含む６つの面を第１レイヤの面として設定する。また、設定部５６は、第１レイヤの面ごとに第２レイヤの視点と矩形の面を設定する。
設定部５６は、第１レイヤの１つの視点位置情報と６つの面情報を第１レイヤ生成部５０とメタデータ生成部５７に供給する。また、設定部５６は、第１レイヤの６つの面に対応する第２レイヤの６つの視点位置情報と６つの面情報を、第２レイヤ生成部５３とメタデータ生成部５７に供給する。
メタデータ生成部５７は、設定部５６から供給される第１レイヤの視点位置情報および面情報、並びに、第２レイヤの視点位置情報および面情報を含むテーブルをメタデータとして生成し、ストレージ５８に供給する。
ストレージ５８は、エンコーダ５２から供給される第１レイヤテクスチャストリームおよび第１レイヤデプスストリーム、並びに、エンコーダ５５から供給される第２レイヤテクスチャストリームおよび第２レイヤデプスストリームを記憶する。また、ストレージ５８は、メタデータ生成部５７から供給されるメタデータを記憶する。
また、ストレージ５８は、再構成部５９から供給される再構成後の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びに、メタデータを記憶する。
再構成部５９は、必要に応じて、ストレージ５８に記憶されている６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを読み出し、再構成する。
具体的には、再構成部５９は、再構成前の第１レイヤテクスチャストリームを用いて第１レイヤテクスチャストリームに対応する面の数や画角を変更し、再構成前の第１レイヤデプスストリームを用いて第１レイヤデプスストリームに対応する面の数や画角を変更する。例えば、再構成部５９は、第１レイヤの面を、立方体を構成する６つの面をそれぞれ含む６つの面から、その６つの面に各面の中心を通る法線が立方体の１２本の各辺の中点と視点を通る線である１２個の面を加えた１８個の面に変更する。
または、再構成部５９は、再構成前の第１レイヤテクスチャストリームを用いて第１レイヤテクスチャストリームに対応する面どうしの間隔（密度）を変更し、再構成前の第１レイヤデプスストリームを用いて第１レイヤデプスストリームに対応する面どうしの間隔を変更する。例えば、再構成部５９は、第１レイヤの面を、中心を通る法線の間隔が９０度である、立方体を構成する６つの面をそれぞれ含む６つの面から、中心を通る法線の間隔が４５度である１８個の面に変更する。
第１レイヤの面どうしの間隔が狭くなると、面数が増加するため、総データ容量は増加するが、ホームサーバ１３において、より視聴者の視野範囲に近い第１レイヤの面に対応するテクスチャ画像およびデプス画像を用いて表示画像を生成することができる。その結果、表示画像内の、第１レイヤまたは第２レイヤのテクスチャ画像およびデプス画像を用いて生成される高解像度領域が増加し、表示画像の画質が向上する。
なお、再構成部５９は、再構成前の第１レイヤテクスチャストリームを用いて第１レイヤテクスチャストリームに対応する面の位置を変更し、再構成前の第１レイヤデプスストリームを用いて第１レイヤデプスストリームに対応する面の位置を変更することにより、再構成を行ってもよい。この場合、再構成部５９は、例えば、主要な被写体が第１レイヤの面の境界に存在するとき、主要な被写体が第１レイヤの面の境界以外の位置（例えば中央）に存在するように、第１レイヤの６つの面に対応する立方体を回転することにより、再構成を行う。
また、再構成部５９は、再構成前の第１レイヤテクスチャストリームを用いて第１レイヤテクスチャストリームに対応する面の傾きを変更し、再構成前の第１レイヤデプスストリームを用いて第１レイヤデプスストリームに対応する面の傾きを変更することにより、再構成を行ってもよい。この場合、再構成部５９は、例えば、第１レイヤのテクスチャ画像内の主要な被写体が傾いているとき、傾きがなくなるように、第１レイヤの６つの面に対応する立方体を回転することにより、再構成を行う。
再構成部５９は、以上のようにして変更された第１レイヤの各面に対して、再構成後の第２レイヤの視点と面を設定する。そして、再構成部５９は、再構成前の第２レイヤテクスチャストリームを用いて、第２レイヤテクスチャストリームに対応する視点および面を、設定された再構成後の第２レイヤの視点および面に変更する。また、再構成部５９は、再構成前の第２レイヤデプスストリームを用いて、第２レイヤデプスストリームに対応する視点および面を、設定された再構成後の第２レイヤの視点および面に変更する。
再構成部５９は、再構成後の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームをストレージ５８に供給する。また、再構成部５９は、再構成後の第１レイヤの視点位置情報および面情報、並びに、第２レイヤの視点位置情報および面情報を含むテーブルをメタデータとして生成し、ストレージ５８に供給する。
伝送部６０は、ストレージ５８から６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを読み出し、図１のホームサーバ１３に送信する。
以上のように、図３の高解像度画像処理部３４は、第１レイヤ画像と第２レイヤ画像を透視投影により生成する。従って、ホームサーバ１３は、第１レイヤ画像と第２レイヤ画像に対して通常の画像用の処理を行うことができる。また、高解像度画像処理部３４は、第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、通常の画像の符号化ストリームの送信方法で送信することができる。
（距離ｚと距離ｒの説明）
図４は、距離ｚと距離ｒを説明する図である。
なお、図４は、第１レイヤに対応する立方体の所定の面を上から見た図である。
距離ｚは、視点から各画素における被写体を含む奥行き方向に垂直なデプス平面までの奥行き方向の距離である。また、第１レイヤの各面の奥行き方向は、第１レイヤの各面に垂直な方向である。従って、第１レイヤの各面とデプス平面は平行になる。よって、第１レイヤの各面における距離ｚが同一であるデプス平面である等距離ｚ面の形状は、第１レイヤの視点Ｏを中心とした立方体状になる。従って、等距離ｚ面を第１レイヤに対応する立方体の所定の面の上から見た形状は、図４のＡの点線で示すように正方形となる。
これに対して、距離ｒは、視点から各画素における被写体までの直線の距離である。また、第１レイヤの各面の視点Ｏから被写体までの直線の方向は、面によらず、視点Ｏを中心とした円の半径方向である。従って、第１レイヤの各面における距離ｒが同一である等距離ｒ面の形状は、第１レイヤの視点Ｏを中心とした球状になる。よって、等距離ｒ面を第１レイヤに対応する立方体の所定の面の上から見た形状は、図４のＢの点線で示すように円状になる。
（デプス画像の効果の説明）
なお、以下では、第１レイヤの視点Ｏと、第１レイヤに対応する立方体８０を構成する６つの面の中心を通る６つの面の法線ベクトルのうちの、互いに直交する３つを、３Ｄモデル座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の正方向とし、その３つと逆方向の３つを、３Ｄモデル座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の負方向とする。
図５は、３Ｄモデル座標系のＸ軸の変化を示す図であり、図６は、３Ｄモデル座標系のＸ軸の変化に伴う最小値zminと最小値rminの変化を示す図である。
なお、図５および図６の例では、第１レイヤの各面の画角が９０度であるものとする。
図５に示すように、第１レイヤに対応する立方体８０がＹ軸を軸としてＸＺ平面上で４５度回転され、第１レイヤの各面の位置が変更される場合、Ｘ軸がＸＺ平面上で４５度回転される。これにより、Ｘ軸の正方向を法線ベクトルとする第１レイヤの面８１の奥行き方向はＸＺ平面上で４５度回転する。
従って、図６に示すように、Ｘ座標が正の値であり、Ｚ座標が０である位置を中心とした球７６が被写体として面８１の画角内に存在するとき、回転前の面８１における最小値zminは、図６のＡに示すように、視点Ｏと球７６の図６のＡのＸ軸の正方向の距離の最小値である。しかしながら、回転後の面８１における最小値zminは、図６のＢに示すように、視点Ｏと画角内の球７６（図６のＢ中球７６の上半分）の図６のＢのＸ軸の正方向の距離の最小値である。
また、図６の例の場合、回転前の面８１における最大値zmaxは無限大であるため、回転後の面８１における最大値zmaxも無限大であるが、無限大ではない場合、最小値ｚminと同様の理由により、回転の前後で面８１における最大値zmaxは変化する。第１レイヤの他の面についても同様に、最小値zminと最大値zmaxが変化する。
また、説明は省略するが、第１レイヤの面の画角、数、または間隔が変更される場合も、第１レイヤの全ての面における最小値zminと最大値zmaxは変化する。
従って、第１レイヤのデプス画像の各画素のy値（輝度値）として、距離ｚの逆数1/zが用いられると、再構成部５９による再構成時に、各面における最小値zminと最大値zmaxを計算し直し、全ての面における最小値zminと最大値zmaxを決定し直す必要がある。その結果、デプス画像の8ビット量子化をやり直す必要がある。
これに対して、視点Ｏから被写体までの直線の方向は、第１レイヤの面の位置によらず同一である。従って、図５に示したように立方体８０がＹ軸を軸としてＸＺ平面上で４５度回転される場合であっても、最小値rminと最大値rmaxは同一である。
即ち、図６のＢに示すように、図６のＡのＸ軸がＸＺ平面上で４５度回転されても、回転前と同様に、視点Ｏから被写体までの直線の方向は、視点Ｏから放射状に延びる方向である。従って、Ｘ軸の回転によらず、第１レイヤの全ての面における最小値rminは、視点Ｏから球７６までの直線の距離の最小値である。第１レイヤの全ての面における最大値rmaxについても、最小値rminの場合と同様の理由により、回転前後で変化しない。
また、説明は省略するが、第１レイヤの面の画角、数、または間隔が変更される場合も、視点Ｏから被写体までの直線の方向は変化しないため、最小値rminと最大値rmaxは変化しない。
従って、第１レイヤのデプス画像の各画素のy値として、逆数1/zではなく、逆数1/rの量子化値が用いられることにより、再構成部５９による再構成時にデプス画像の8ビット量子化をやり直す処理を削減することができる。
なお、上述した説明では、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームは再構成されないようにしたが、再構成されるようにしてもよい。この場合も、低解像度デプス画像の各画素のy値は逆数1/rの量子化値であるので、第１レイヤのデプス画像の再構成時と同様に、再構成時に低解像度デプス画像の8ビット量子化をやり直す処理を削減することができる。
また、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームの再構成は、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームのマッピング方式を変更することにより行われてもよい。この場合も、デプス画像の各画素のy値を逆数1/rの量子化値にすることにより、再構成時に低解像度デプス画像の8ビット量子化をやり直す処理を削減することができる。
（第１レイヤの６つの面のデプス画像の各画素の球上の位置の例）
図７は、第１レイヤの６つの面のデプス画像を球にマッピングした際の各画素の球上の位置の例を示す図である。
なお、図７では、第１レイヤの６つの面のデプス画像を球にマッピングした際の各画素の球上の位置が点で表されている。
第１レイヤの各面のデプス画像の各画素のデプス画像上の位置の間隔は等間隔である。しかしながら、図７に示すように、第１レイヤの６つの面のデプス画像を球にマッピングした際の各画素の球上の位置の間隔は等間隔ではない。即ち、第１レイヤの６つの面のデプス画像を球にマッピングした際の各画素の球上の位置の密度は、一定ではない。
（第１レイヤの面の例）
図８は、第１レイヤの面の例を示す図である。
なお、以下では、視点Ｏと６つの面のそれぞれとの距離をＲとしたときのＸ＝Ｒである面を、適宜、＋Ｘ面ともいい、Ｘ＝－Ｒである面を、適宜、－Ｘ面ともいう。同様に、Ｙ＝Ｒである面、Ｙ＝－ｒである面、Ｚ＝Ｒである面、Ｚ＝－Ｒである面を、適宜、＋Ｙ面、－Ｙ面、＋Ｚ面、－Ｚ面ともいう。
また、図８のＡは、第１レイヤの立方体８０の斜視図であり、図８のＢは、第１レイヤの立方体８０をＹ軸の負方向に見た図である。
図８のＡに示すように、第１レイヤの１つの面９１は、視点Ｏを中心とした立方体８０を構成する６つの面８１乃至８６のうちの＋Ｙ面８３を含む面である。より詳細には、面９１は、＋Ｙ面８３と同一の位置に設定され、横方向と縦方向の画角が、＋Ｙ面８３の画角である９０度より大きく、１８０度より小さい面である。
従って、図８のＢに示すように、面９１のテクスチャ画像は、＋Ｙ面８３にマッピングされたテクスチャ画像だけでなく、＋Ｙ面８３に隣接する＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｚ面８５、および－Ｚ面８６にマッピングされるテクスチャ画像の一部を含む。面９１のデプス画像についても、テクスチャ画像と同様である。
図８では、第１レイヤの１つの面９１のみ図示したが、他の５つの面も、面９１と同様に、それぞれ、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、－Ｙ面８４、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６と同一の位置に設定され、横方向と縦方向の画角が９０度より大きく１８０度より小さい面である。
以上のように、第１レイヤの６つの面のそれぞれは、立方体を構成する６つの面８１乃至８６のそれぞれを含むように構成されるので、第１レイヤの６つの面のいずれかに必ず、全天球画像がマッピングされる。従って、ホームサーバ１３は、第１レイヤの６つの面のうちの多くとも隣接する３つの面を用いれば、視点Ｏを視聴位置とした水平方向の周囲360度および垂直方向の周囲180度の任意の方向の表示画像を生成することができる。
（第１レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの構成例）
図９は、図３のメタデータ生成部５７により生成されるメタデータのうちの、第１レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの構成例を示す図である。
図９の例では、面情報のうちの、面の３Ｄモデル座標系における３次元位置を示す情報が、方位角、仰角、回転角、および視線ベクトルであり、サイズを示す情報が横画角と縦画角である。
方位角は、視点と各面の中心を結ぶ線とＺ軸とのなすＸＺ平面方向の角度であり、仰角は、視点と各面の中心を結ぶ線とＸＺ平面とのなす角度である。ここでは、方位角は、右回りを正方向とし、仰角は、左回りを正方向とする。視点から延びるＺ軸方向の線を方位角だけＸＺ平面上を水平回転した後、仰角だけＹ軸方向に上下回転した線が、面の中心を通る法線である。
回転角は、視点と各面の中心を結ぶ線を軸としたときの各面の回転方向の角度である。ここでは、回転角は右回りが正方向とする。視線ベクトルは、視点を起点として各面の中心へ向かう長さが１であるベクトル、即ち各面の中心を通る法線ベクトルである。横画角は、各面の横方向の２つの端部それぞれと視点とを結んだ線のなす角度であり、縦画角は、各面の縦方向の２つの端部それぞれと視点とを結んだ線のなす角度である。
図９に示すように、第１レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルには、図３のストレージ５８において各面の第１レイヤテクスチャストリームおよび第１レイヤデプスストリームが格納されるファイルのファイル名の共通部分が登録される。
具体的には、図９の例では、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む各面の第１レイヤテクスチャストリームのファイル名が、posZ_texture,negZ_texture,posX_texture,negX_texture,posY_texture,negY_textureである。また、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む各面の第１デプスストリームのファイル名が、それぞれ、posZ_depth,negZ_depth,posX_depth,negX_depth,posY_depth,negY_depthである。従って、図９のテーブルには、第１レイヤの各面のファイル名の共通部分として、posZ,negZ,posX,negX,posY,negYが登録される。
また、第１レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルには、ファイル名の共通部分に対応付けて、そのファイル名の共通部分に対応する面の面情報、視点位置情報、テクスチャ画像およびデプス画像の横画素数および縦画素数が登録される。
具体的には、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む第１レイヤの各面の中心と視点Ｏを結ぶ線と、Ｚ軸とのなすＸＺ平面方向の角度は、それぞれ、０度、－１８０度、９０度、－９０度、０度、０度であり、ＸＺ平面とのなす角度は、それぞれ、０度、０度、０度、０度、９０度、－９０度である。従って、ファイル名の共通部分「posZ」,「negZ」,「posX」,「negX」,「posY」,「negY」のそれぞれに対応付けて、方位角「０度」、「－１８０度」、「９０度」、「－９０度」、「０度」、「０度」が登録されるとともに、仰角「０度」、「０度」、「０度」、「０度」、「９０度」、「－９０度」が登録される。
また、図９の例では、第１レイヤの全ての面の回転角は０度である。従って、ファイル名の共通部分「posZ」,「negZ」,「posX」,「negX」,「posY」,「negY」のそれぞれに対応付けて、回転角「０度」が登録される。さらに、ファイル名の共通部分「posZ」,「negZ」,「posX」,「negX」,「posY」,「negY」のそれぞれに対応付けて、視点位置情報として原点の座標(0,0,0)が登録される。
また、視点Ｏから、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む第１レイヤの各面の視線ベクトルは、(0,0,1),(0,0,-1),(1,0,0)(-1,0,0),(0,1,0),(0,-1,0)である。従って、ファイル名の共通部分「posZ」,「negZ」,「posX」,「negX」,「posY」,「negY」のそれぞれに対応付けて、視線ベクトル(0,0,1),(0,0,-1),(1,0,0)(-1,0,0),(0,1,0),(0,-1,0)が登録される。
さらに、図９の例では、第１レイヤの全ての面の横画角および縦画角は９０度より大きい１００度であり、テクスチャ画像およびデプス画像の横方向の画素数である横画素数および縦方向の画素数である縦画素数は１０２４である。従って、ファイル名の共通部分「posZ」,「negZ」,「posX」,「negX」,「posY」,「negY」のそれぞれに対応付けて、横画角「１００度」、縦画角「１００度」、横画素数「１０２４」、および縦画素数「１０２４」が登録される。
（階層化の説明）
図１０は、第１レイヤの所定の面に対応する被写体の奥行き方向の位置を示す図であり、図１１は、第１レイヤおよび第２レイヤの視点が同一である場合の図１０の被写体の第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像の構成例を示す図である。
なお、図１０は、第１レイヤの視点Ｏと被写体を上から見た図であり、図１０の上下方向は、この被写体を画角に含む第１レイヤの所定の面の奥行き方向である。また、図１１において、左右方向および上下方向は、それぞれ、テクスチャ画像の横方向、奥行き方向を表す。図１０および図１１の上方向が手前側、下方向が奥側である。
図１０および図１１の例では、第１レイヤの所定の面の画角内に含まれる被写体が、中央の前景１１１と、前景の奥にある背景１１２である。この場合、図１１に示すように、第１レイヤの所定の面のテクスチャ画像は、前景１１１の撮影画像１２１と、背景１１２のうちの前景１１１によって隠されない領域１１２Ａの撮影画像１２２Ａとにより構成される。
一方、この第１レイヤの所定の面に対応する第２レイヤの面のテクスチャ画像は、図１１に示すように、背景１１２のうちの前景１１１によって遮蔽されたオクルージョン領域１１２Ｂのうちの、マルチカメラ１１により撮影された撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの撮影画像１２２Ｃを有効領域として含む。
第２レイヤの面のテクスチャ画像のうちの有効領域以外の領域には何を配置してもよいが、無効値などの特殊値が配置されると、圧縮符号化により特殊値の値が変化し、ホームサーバ１３において復号による特殊値の復元が困難になる。
従って、第２レイヤの面のテクスチャ画像の有効領域以外の領域は、領域１１２Ａに対応する不要領域（背景領域）と、オクルージョン領域１１２Ｂのうちの撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃ以外の領域に対応する想像領域とに分割される。
そして、オクルージョン領域が存在しない領域１１２Ａに対応する不要領域には、第１レイヤと同様に撮影画像１２２Ａが配置されるか、または、エッジ部分が急峻ではない平坦な画像が配置される。不要領域に撮影画像１２２Ａが配置される場合、不要領域における第１レイヤと第２レイヤのテクスチャ画像が同一になるので、第１レイヤのテクスチャ画像を第２レイヤのテクスチャ画像を参照してMVC方式や3D-HEVC方式等で圧縮符号化する場合、圧縮率を向上させることができる。また、不要領域に平坦な画像が配置される場合、エッジ部分が急峻な画像が配置される場合に比べて、第２レイヤ画像の圧縮率を向上させることができる。なお、不要領域の一部に撮影画像１２２Ａが配置され、他部に平坦な画像が配置されるようにしてもよい。
また、想像領域は、オクルージョン領域が存在するが、マルチカメラ１１により撮影されていない、オクルージョン領域１１２Ｂのうちの撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃ以外の領域に対応する領域である。従って、想像領域には、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの撮影画像１２２Ｃを用いて推測（インペインティング）されたインペインティング画像が配置されるか、または、第１レイヤと同様に撮影画像１２１が配置される。
なお、インペインティングには、過去の撮影画像が用いられてもよい。コンテンツサーバ１２がインペインティングを行うことにより、ホームサーバ１３は、想像領域を有効領域と同等に扱うことができる。また、コンテンツサーバ１２がインペインティングを再生前に行うことにより、多くの時間を要する処理負荷の高いインペインティングも行うことができる。
また、想像領域に撮影画像１２１が配置される場合、想像領域が点在したり、インペインティングが困難であったりするときにも、想像領域を容易に生成することが可能である。想像領域の一部にインペインティング画像が配置され、他部に撮影画像１２１が配置されるようにしてもよい。
なお、第１レイヤおよび第２レイヤのデプス画像の構成は、撮影画像がデプス画像に代わる点を除いて、第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像の構成と同様であるので、説明は省略する。また、以下では、第２レイヤの不要領域と想像領域に、第１レイヤと同様の撮影画像またはデプス画像が配置される場合について説明する。
（第１レイヤと第２レイヤの視点の説明）
図１２は、第１レイヤと第２レイヤの視点が同一である場合の第１レイヤの所定の面に対応する第１レイヤと第２レイヤのテクスチャ画像を説明する図である。図１３は、第１レイヤと第２レイヤの視点が異なる場合の第１レイヤの所定の面に対応する第１レイヤと第２レイヤのテクスチャ画像を説明する図である。
図１２のＡと図１３のＡは、第１レイヤの視点Ｏと被写体を上から見た図であり、図１２のＡと図１３のＡの上下方向は、この被写体を画角に含む第１レイヤの所定の面の奥行き方向である。
図１２のＡに示すように、第２レイヤの視点が第１レイヤの視点Ｏである場合、第１レイヤの所定の面１３１の画角内の視点Ｏに延びる棒状の被写体１４１は、第１レイヤのテクスチャ画像１５１および第２レイヤのテクスチャ画像１５２の両方において点になる。
即ち、第１レイヤと第２レイヤにおいて視点Ｏから面１３１に向かう方向が同一になるため、第１レイヤのテクスチャ画像１５１と第２レイヤのテクスチャ画像１５２の両方において、被写体１４１が１点に縮退してしまう。従って、テクスチャ画像１５１とテクスチャ画像１５２では、被写体１４１の視点Ｏに延びる方向の長さを表現することができない。
これに対して、第２レイヤの視点が第１レイヤの視点Ｏとは異なる視点Ｏ´である場合、第１レイヤの面１３１と第２レイヤの面１６１の画角に含まれる被写体１４１は、第２レイヤのテクスチャ画像１７２において直線になる。
即ち、第１レイヤの視点Ｏから面１３１に向かう方向と第２レイヤの視点Ｏ´から面１６１に向かう方向は異なる。従って、第１レイヤのテクスチャ画像１５１において被写体１４１が１点に縮退してしまっても、第２レイヤのテクスチャ画像１７２においては被写体１４１が１点に縮退しない。よって、テクスチャ画像１７２では、被写体１４１の視点Ｏに延びる方向の長さを表現することができる。
以上により、コンテンツサーバ１２では、第１レイヤと第２レイヤの視点が異なるように設定される。
（第２レイヤの視点の第１の例）
図１４は、第２レイヤの視点の第１の例を示す図である。
図１４のＡは、第１レイヤの立方体８０の斜視図であり、図１４のＢは、立方体８０をＹ軸の負方向に見た図である。このことは、図１６においても同様である。
図１４の例では、第１レイヤの+Ｘ面８１を含む面に対応する第２レイヤの面の視点１９１が、第１レイヤの視点ＯからＹ軸の正方向に、立方体８０の各辺の半分の長さａだけ移動した位置に設定される。図１４において視点１９１に付された矢印が示すように、第１レイヤの＋Ｘ面８１を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、第１レイヤと同様に、（1,0,0）である。
第１レイヤの－Ｘ面８２を含む面に対応する第２レイヤの面の視点１９２は、視点ＯからＹ軸の負方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１４において視点１９２に付された矢印が示すように、第１レイヤの－Ｘ面８２を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、第１レイヤと同様に、（-1,0,0）である。
また、第１レイヤの＋Ｙ面８３を含む面９１に対応する第２レイヤの面の視点１９３と－Ｙ面８４を含む面に対応する第２レイヤの面の視点１９４は、それぞれ、視点ＯからＺ軸の正方向、負方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１４において視点１９３および視点１９４に付された矢印が示すように、第１レイヤの面９１に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルと－Ｙ面８４を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、それぞれ、第１レイヤと同様に、（0,1,0）,（0,-1,0）である。
また、第１レイヤの＋Ｚ面８５を含む面に対応する第２レイヤの面の視点１９５と－Ｚ面８６を含む面に対応する第２レイヤの面の視点１９６は、それぞれ、第１レイヤの視点ＯからＸ軸の正方向、負方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１４において視点１９５および視点１９６に付された矢印が示すように、第１レイヤの＋Ｚ面８５を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルと－Ｚ面８６を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、それぞれ、第１レイヤと同様に、（0,0,1）,（0,0,-1）である。
以上のように、図１４の例では、第２レイヤの各面の視点１９１乃至１９６は、第１レイヤの視点Ｏから視線ベクトルに垂直な１方向に長さａだけ移動した位置に設定される。また、第２レイヤの各面の視線ベクトルは、対応する第１レイヤの面の視線ベクトルと同一である。さらに、第２レイヤの各面の視点１９１乃至１９６の視点Ｏに対するずれ方向は、面ごとに異なる。
なお、第２レイヤの各面の視点１９１乃至１９６と視点Ｏとの、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、またはＺ軸方向の距離は、立方体８０の各辺の半分の長さａに限定されない。
（第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの第１の構成例）
図１５は、第２レイヤの各面の視点として図１４の視点１９１乃至１９６が設定される場合に、図３のメタデータ生成部５７により生成されるメタデータのうちの、第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの構成例を示す図である。
図１５のテーブルは、ファイル名の共通部分と視点位置情報を除いて、図９のテーブルと同一である。
具体的には、図１５の例では、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む第１レイヤの各面に対応する第２レイヤの各面のテクスチャ画像のファイル名が、それぞれ、posZ2_texture,negZ2_texture,posX2_texture,negX2_texture,posY2_texture,negY2_textureである。また、＋Ｚ面８５、－Ｚ面８６、＋Ｘ面８１、－Ｘ面８２、＋Ｙ面８３、－Ｙ面８４をそれぞれ含む第１レイヤの各面に対応する第２レイヤの各面のデプス画像のファイル名が、それぞれ、posZ2_depth,negZ2_depth,posX2_depth,negX2_depth,posY2_depth,negY2_depthである。従って、図１５のテーブルには、第２レイヤの各面のファイル名の共通部分として、posZ2,negZ2,posX2,negX2,posY2,negY2が登録される。
また、ファイル名の共通部分「posZ2」,「negZ2」,「posX2」,「negX2」,「posY2」,「negY2」のそれぞれに対応付けて、視点Ｏを原点としたときの視点１９１乃至１９６の座標(a,0,0),(-a,0,0),(0,a,0)(0,-a,0),(0,0,a),(0,0,-a)が登録される。
（第２レイヤの視点の第２の例）
図１６は、第２レイヤの視点の第２の例を示す図である。
図１６の例では、第１レイヤの＋Ｘ面８１を含む面に対応する第２レイヤの面の視点２１１と－Ｘ面８２を含む面に対応する第２レイヤの面の視点２１２は、それぞれ、第１レイヤの視点Ｏから、Ｙ軸の正方向とＺ軸の負方向、Ｙ軸の負方向とＺ軸の正方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１６において視点２１１および視点２１２に付された矢印が示すように、第１レイヤの＋Ｘ面８１を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルと第１レイヤの－Ｘ面８２を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、それぞれ、第１レイヤと同様に、（1,0,0）,（-1,0,0）である。
また、第１レイヤの＋Ｙ面８３を含む面９１に対応する第２レイヤの面の視点２１３と－Ｙ面８４を含む面に対応する第２レイヤの面の視点２１４は、それぞれ、視点Ｏから、Ｘ軸の負方向とＺ軸の正方向、Ｘ軸の正方向とＺ軸の負方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１６において視点２１３および視点２１４に付された矢印が示すように、第１レイヤの面９１に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルと－Ｙ面８４を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、それぞれ、第１レイヤと同様に、（0,1,0）,（0,-1,0）である。
また、第１レイヤの＋Ｚ面８５を含む面に対応する第２レイヤの面の視点２１５と－Ｚ面８６を含む面に対応する第２レイヤの面の視点２１６は、それぞれ、視点Ｏから、Ｘ軸の正方向とＹ軸の負方向、Ｘ軸の負方向とＹ軸の正方向に長さａだけ移動した位置に設定される。図１６において視点２１５および視点２１６に付された矢印が示すように、第１レイヤの＋Ｚ面８５を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルと－Ｚ面８６を含む面に対応する第２レイヤの面の視線ベクトルは、それぞれ、第１レイヤと同様に、（0,0,1）,（0,0,-1）である。
以上のように、図１６の例では、第２レイヤの各面の視点２１１乃至２１６は、第１レイヤの視点Ｏから視線ベクトルに垂直な２方向に長さａだけ移動した位置に設定される。また、第２レイヤの各面の視線ベクトルは、対応する第１レイヤの面の視線ベクトルと同一である。さらに、第２レイヤの各面の視点２１１乃至２１６の視点Ｏに対するずれ方向は、面ごとに異なる。また、視点２１１乃至２１６は、視点Ｏに対して対称である。
なお、第２レイヤの各面の視点１９１乃至１９６と視点Ｏとの、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向のうちの２方向の距離は、立方体８０の各辺の半分の長さａに限定されない。
（第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの第２の構成例）
図１７は、第２レイヤの各面の視点として図１６の視点２１１乃至２１６が設定される場合に、図３のメタデータ生成部５７により生成されるメタデータのうちの、第２レイヤの視点位置情報および面情報のテーブルの構成例を示す図である。
図１７のテーブルは、視点位置情報を除いて、図１５のテーブルと同一である。
具体的には、図１７のテーブルには、ファイル名の共通部分「posZ2」,「negZ2」,「posX2」,「negX2」,「posY2」,「negY2」のそれぞれに対応付けて、視点Ｏを原点としたときの視点２１１乃至２１６の座標(a,-a,0),(-a,a,0),(0,a,-a)(0,-a,a),(-a,0,a),(a,0,-a)が登録される。
（コンテンツサーバの処理の説明）
図１８は、図２のコンテンツサーバ１２のストリーム生成処理を説明するフローチャートである。このストリーム生成処理は、図１のマルチカメラ１１から各カメラの撮影画像がフレーム単位で供給されたとき、開始される。
図１８のステップＳ１１において、コンテンツサーバ１２のデプス検出部３１は、マルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像から、各カメラの撮影画像の各画素の逆数1/zを検出し、低解像度画像処理部３３と高解像度画像処理部３４に供給する。
ステップＳ１２において、低解像度画像処理部３３は、カメラ座標系における所定の３次元位置を視点として、マルチカメラ１１から供給される各カメラの撮影画像から全天球画像のテクスチャ画像を生成し、低解像度化する。
ステップＳ１３において、低解像度画像処理部３３は、デプス検出部３１から供給される各カメラのｚ画像から、全天球画像のデプス画像を生成し、低解像度化する。
ステップＳ１４において、低解像度画像処理部３３は、ステップＳ１２の処理により生成された低解像度テクスチャ画像とステップＳ１３の処理により生成された低解像度デプス画像とを圧縮符号化して記憶する。
ステップＳ１５において、低解像度画像処理部３３は、記憶している低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームを、図１のホームサーバ１３に送信する。
ステップＳ１６において、高解像度画像処理部３４の設定部５６（図３）は、３Ｄモデル座標系における原点を第１レイヤに共通の１つの視点として設定し、第１レイヤの視点を中心とした立方体を構成する６つの面をそれぞれ含む６つの面を第１レイヤの面として設定する。また、設定部５６は、第１レイヤの各面に対応する第２レイヤの６つの視点と６つの面を設定する。設定部５６は、第１レイヤの１つの視点位置情報と６つの面の面情報を第１レイヤ生成部５０とメタデータ生成部５７に供給する。また、設定部５６は、第２レイヤの６つの視点位置情報と６つの面情報を第２レイヤ生成部５３とメタデータ生成部５７に供給する。
ステップＳ１７において、第１レイヤ生成部５０は、カメラ座標系における全天球画像の視点を原点とし、第１レイヤの視点位置情報が示す原点を視点として、各カメラの撮影画像から、第１レイヤの各面情報に対応する各面のテクスチャ画像を生成する。また、第１レイヤ生成部５０は、各カメラのｚ画像から、第１レイヤの各面情報に対応する各面のｚ画像を生成して量子化部５１に供給し、量子化部５１は、各面のｚ画像から各面のデプス画像を生成する。
ステップＳ１８において、第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの面情報に対応する面ごとに、カメラ座標系における全天球画像の視点を原点とし、第２レイヤの視点位置情報が示す３次元位置を視点として、各カメラの撮影画像からテクスチャ画像を生成する。また、第２レイヤ生成部５３は、第２レイヤの面情報に対応する面ごとに、各カメラのｚ画像から各面のｚ画像を生成して量子化部５４に供給し、量子化部５４は、各面のｚ画像から各面のデプス画像を生成する。
ステップＳ１９において、エンコーダ５２は、第１レイヤの各面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化してストレージ５８に供給し、記憶させる。
ステップＳ２０において、エンコーダ５５は、第２レイヤの各面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化してストレージ５８に供給し、記憶させる。
ステップＳ２１において、メタデータ生成部５７は、設定部５６から供給される第１レイヤの視点位置情報および面情報、並びに、第２レイヤの視点位置情報および面情報を含むテーブルをメタデータとして生成し、ストレージ５８に供給して記憶させる。
ステップＳ２２において、再構成部５９は、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の再構成が必要であるかどうかを判定する。例えば、再構成部５９は、ユーザから第１レイヤの面の数、画角、面どうしの間隔、位置、または傾きの変更が指示された場合、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の再構成が必要であると判定する。
ステップＳ２２で第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の再構成が必要であると判定された場合、処理はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、再構成部５９は、再構成後の第１レイヤの面、並びに、再構成後の第１レイヤの面に対応する第２レイヤの視点および面を設定する。
ステップＳ２４において、再構成部５９は、再構成後の第１レイヤの視点位置情報および面情報、並びに、第２レイヤの視点位置情報および面情報を含むテーブルをメタデータとして生成し、ストレージ５８に供給する。
ステップＳ２５において、再構成部５９は、ストレージ５８に記憶されている各面の第１レイヤテクスチャストリームを、ステップＳ２３で設定された再構成後の第１レイヤの面のテクスチャストリームに再構成し、ストレージ５８に供給して記憶させる。また、再構成部５９は、ストレージ５８に記憶されている第１レイヤデプスストリームを、ステップＳ２３で設定された再構成後の第１レイヤの面の第１レイヤデプスストリームに再構成し、ストレージ５８に供給して記憶させる。
また、再構成部５９は、ストレージ５８に記憶されている各面の第２レイヤテクスチャストリームを、ステップＳ２３で設定された再構成後の第２レイヤの視点および面の第２レイヤテクスチャストリームに再構成し、ストレージ５８に供給して記憶させる。再構成部５９は、ストレージ５８に記憶されている第２レイヤデプスストリームを、ステップＳ２３で設定された再構成後の第２レイヤの視点および面の第２レイヤデプスストリームに再構成し、ストレージ５８に供給して記憶させる。そして、処理はステップＳ２６に進む。
一方、ステップＳ２２で第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の再構成が必要ではないと判定された場合、処理はステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６において、伝送部６０は、ストレージ５８から再構成前の６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを読み出し、ホームサーバ１３に送信する。
以上のように、コンテンツサーバ１２は、第１レイヤの視点におけるオクルージョン領域のテクスチャ画像およびデプス画像を第２レイヤのテクスチャ画像およびデプス画像として生成する。従って、ホームサーバ１３は、視聴位置が視点Ｏとは異なる場合に、第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像を用いることにより、表示画像に含まれる視点Ｏのオクルージョン領域を生成することができる。よって、ホームサーバ１３は、高画質の表示画像を生成することができる。
また、コンテンツサーバ１２は、第２レイヤの視点を、第１レイヤの視点Ｏとは異なる３次元位置に設定する。従って、第２レイヤにおいて、視点Ｏに延びる被写体の視点Ｏに延びる方向の長さを表現することができる。
さらに、コンテンツサーバ１２は、デプス画像の各画素のy値を逆数1/rを8ビット量子化した値とする。従って、コンテンツサーバ１２は、再構成時にデプス画像の8ビット量子化をやり直す必要がない。
（ホームサーバの構成例）
図１９は、図１のホームサーバ１３の構成例を示すブロック図である。
図１９のホームサーバ１３は、カメラ１３Ａ、受け取り部２３１、ストレージ２３２、受け取り部２３３、視線検出部２３４、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３６、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３７、３Ｄモデル生成部２３８、および描画部２３９により構成される。
ホームサーバ１３の受け取り部２３１は、コンテンツサーバ１２から伝送されてくる低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを受け取り、ストレージ２３２に供給する。
ストレージ２３２は、受け取り部２３１から供給される低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを記憶する。
受け取り部２３３は、図１のジャイロセンサ１５Ｂの検出結果をヘッドマウントディスプレイ１５から受け取り、視線検出部２３４に供給する。
視線検出部２３４は、受け取り部２３３から供給されるジャイロセンサ１５Ｂの検出結果に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴者の視線方向を決定する。また、視線検出部２３４は、カメラ１３Ａからマーカ１５Ａの撮影画像を取得し、その撮影画像に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴位置を検出する。
視線検出部２３４は、ストレージ２３２からメタデータのうちの第１レイヤのテーブルを読み出す。視線検出部２３４は、３Ｄモデル座標系における視聴位置および視線方向、並びに、第１レイヤのテーブルに基づいて、６つの面のうちの、視聴位置から視線方向に延びる視線に最も近い視線ベクトルに対応する３つの面を選択面に決定する。具体的には、視線検出部２３４は、＋Ｘ面８１と－Ｘ面８２のいずれかを含む面、＋Ｙ面８３と－Ｙ面８４のいずれかを含む面、および、＋Ｚ面８５と－Ｚ面８６のいずれかを含む面を選択面に決定する。
以上のようにして選択面が決定されることにより、後述する描画部２３９により選択面に対応する第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像を用いて生成される表示画像内の高解像度領域の割合が最も高くなる。また、３つの選択面が決定されることにより、１つの選択面が選択される場合に比べて、視線が立方体８０の頂点付近に向かう場合に表示画像内の高解像度領域の割合を増加させることができる。
視線検出部２３４は、３つの選択面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、ストレージ２３２から読み出す。視線検出部２３４は、読み出された第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、面ごとにＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７に供給する。また、視線検出部２３４は、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームをストレージ２３２から読み出し、３Ｄモデル生成部２３８に供給する。
また、視線検出部２３４は、３Ｄモデル座標系における視聴位置と視線方向に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴者の視野範囲を決定する。視線検出部２３４は、視聴者の視野範囲と視聴位置を描画部２３９に供給する。視線検出部２３４は、３つの選択面と、その３つの選択面に対応する第２レイヤの３つの面の視点位置情報および面情報を描画部２３９に供給する。
ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７は、それぞれ、第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームを用いて、第１レイヤのテクスチャ画像の各画素に対応するサンプリング点のテクスチャ画像座標系における３次元位置（u,v,z）および接続情報と、カラー情報としてのRGB値とからなる３次元データを生成する。なお、各サンプリング点の接続情報は、そのサンプリング点(vertex)と他のサンプリング点との接続を表す情報である。テクスチャ画像座標系は、テクスチャ画像の横方向をu軸、縦方向をv軸、奥行き方向をｚ軸とする座標系である。
また、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７は、それぞれ、視線検出部２３４から供給される第２レイヤテクスチャストリームと第２レイヤデプスストリームを用いて、第２レイヤのテクスチャ画像の各画素に対応するサンプリング点の３次元データを生成する。ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７は、第１レイヤおよび第２レイヤの３次元データを描画部２３９に供給する。
３Ｄモデル生成部２３８は、視線検出部２３４から供給される低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームを復号し、低解像度テクスチャ画像と低解像度デプス画像を生成する。３Ｄモデル生成部２３８は、低解像度テクスチャ画像の各画素の画素値としてのYCbCr値をRGB値に変換し、各画素に対応するサンプリング点のRGB値とする。また、３Ｄモデル生成部２３８は、低解像度デプス画像の各画素の画素値に対して8ビット逆量子化を行い、逆数1/rを得る。そして、３Ｄモデル生成部２３８は、低解像度デプス画像の各画素の逆数1/rに基づいて、各画素の３次元位置(u,v,z)を各画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)として求める。
また、３Ｄモデル生成部２３８は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、隣接する３つのサンプリング点どうしが接続するように各サンプリング点の接続情報を生成する。３Ｄモデル生成部２３８は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)、接続情報、およびRGB値を、低解像度テクスチャ画像の３次元データとして、描画部２３９に供給する。
描画部２３９は、３Ｄモデル生成部２３８から供給される低解像度テクスチャ画像の３次元データに基づいて、３Ｄモデル座標系において、低解像度テクスチャ画像の三角形パッチ描画（点群描画）を行う。その後、描画部２３９は、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７のそれぞれから供給される第１レイヤおよび第２レイヤの３次元データと、視線検出部２３４から供給される視点位置情報および面情報とに基づいて、３Ｄモデル座標系において、第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像の三角形パッチ描画を行う。
即ち、低解像度テクスチャ画像の視点は３Ｄモデル座標系における原点であり、３Ｄモデルとしての正八面体の各面の位置およびサイズは予め決まっている。従って、描画部２３９は、正八面体の各面に対応する各カメラの内部パラメータと外部パラメータを求めることができる。よって、描画部２３９は、この内部パラメータと外部パラメータを用いて、低解像度テクスチャ画像の各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)から、各サンプリング点の画面上の位置（u,v）と３Ｄモデル座標系における３次元位置(X,Y,Z)を認識することができる。その結果、低解像度テクスチャ画像の各サンプリング点の画面上の位置（u,v）および３次元位置(X,Y,Z)と接続情報およびRGB値とを用いて三角形パッチ描画を行うことができる。
また、描画部２３９は、第１レイヤおよび第２レイヤの視点位置情報および面情報に基づいて、第１レイヤおよび第２レイヤの各面に対応する各カメラの内部パラメータと外部パラメータを求めることができる。従って、描画部２３９は、この内部パラメータと外部パラメータを用いて、第１レイヤおよび第２レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)から、各サンプリング点の画面上の位置（u,v）と３次元位置(X,Y,Z)を認識できる。その結果、描画部２３９は、第１レイヤおよび第２レイヤの各サンプリング点の画面上の位置（u,v）および３次元位置(X,Y,Z)と接続情報およびRGB値とを用いて三角形パッチ描画を行うことができる。
描画部２３９（画像生成部）は、３Ｄモデル座標系において描画された三角形パッチを、視線検出部２３４から供給される視聴位置を視点として視野範囲に透視投影（マッピング）することにより、表示画像を生成する。描画部２３９は、表示画像を図１の変換装置１４に送信する。
（ＭＬ３Ｄモデル生成部の構成例）
図２０は、図１９のＭＬ３Ｄモデル生成部２３５の構成例を示すブロック図である。
図２０のＭＬ３Ｄモデル生成部２３５は、デコーダ２５１、ＲＧＢ変換部２５２、デコーダ２５３、デプス変換部２５４、不連続検出部２５５、３Ｄモデル生成部２５６、デコーダ２５７、ＲＧＢ変換部２５８、デコーダ２５９、デプス変換部２６０、オクルージョン処理部２６１、および３Ｄモデル生成部２６２により構成される。
ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５のデコーダ２５１は、図１９の視線検出部２３４から供給される第１レイヤテクスチャストリームを復号し、第１レイヤのテクスチャ画像を生成する。デコーダ２５１は、第１レイヤのテクスチャ画像をＲＧＢ変換部２５２に供給する。
ＲＧＢ変換部２５２は、第１レイヤのテクスチャ画像の各画素の画素値としてのYCbCr値をRGB値に変換し、各画素に対応するサンプリング点のRGB値とする。そして、ＲＧＢ変換部２５２は、各サンプリング点のRGB値を３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
デコーダ２５３は、視線検出部２３４から供給される第１レイヤデプスストリームを復号し、第１レイヤのデプス画像を生成する。デコーダ２５３は、第１レイヤのデプス画像をデプス変換部２５４に供給する。
デプス変換部２５４は、デコーダ２５３から供給される第１レイヤのデプス画像の各画素の画素値に対して8ビット逆量子化を行い、逆数1/rを得る。そして、デプス変換部２５４は、第１レイヤのデプス画像の各画素の逆数1/rに基づいて、各画素の３次元位置(u,v,z)を各画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)として求める。デプス変換部２５４は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)を不連続検出部２５５と３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
不連続検出部２５５は、デプス変換部２５４から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、第１レイヤのデプス画像の画素のうちの、隣接するサンプリング点とのｚ座標の差分が閾値以上であるサンプリング点に対応する画素である不連続画素を検出する。不連続検出部２５５は、不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)を３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
３Ｄモデル生成部２５６（接続情報生成部）は、デプス変換部２５４から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、各サンプリング点のうちの隣接する３つのサンプリング点どうしが接続するように、各サンプリング点の接続情報を生成する。即ち、３Ｄモデル生成部２５６は、サンプリング点ごとに、そのサンプリング点を頂点とする三角形パッチの３つの頂点どうしの接続を表す接続情報を生成する。そして、３Ｄモデル生成部２５６は、不連続検出部２５５から供給される不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、生成された各サンプリング点の接続情報のうちの不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報を削除する。
３Ｄモデル生成部２５６は、第１レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)、RGB値、および削除後の接続情報を、第１レイヤの３次元データとして生成し、図１９の描画部２３９に供給する。
デコーダ２５７、ＲＧＢ変換部２５８、デコーダ２５９、およびデプス変換部２６０の処理は、処理対象のレイヤが第１レイヤから第２レイヤに代わる点を除いて、デコーダ２５１、ＲＧＢ変換部２５２、デコーダ２５３、およびデプス変換部２５４と同様であるので、説明は省略する。
オクルージョン処理部２６１は、デプス変換部２６０から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、第２レイヤのデプス画像の画素のうちの不連続画素を検出する。オクルージョン処理部２６１は、第２レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)を補正するオクルージョン処理を行う。
具体的には、オクルージョン処理部２６１は、例えば、不連続画素に対応するサンプリング点の２次元位置（u,v）を、そのサンプリング点の近傍かつ手前側のサンプリング点の２次元位置(u,v)に補正する。オクルージョン処理部２６１は、第２レイヤの各サンプリング点のオクルージョン処理後の３次元位置(u,v,z)を３Ｄモデル生成部２６２に供給する。
３Ｄモデル生成部２６２は、オクルージョン処理部２６１から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、サンプリング点ごとに、そのサンプリング点と隣接する２つのサンプリング点との接続を表す接続情報を生成する。３Ｄモデル生成部２６２は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)および接続情報、並びに、ＲＧＢ変換部２５８から供給されるRGB値を、第２レイヤの３次元データとして生成する。３Ｄモデル生成部２５６は、第２レイヤの３次元データを図１９の描画部２３９に供給する。
なお、図示は省略するが、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３６およびＭＬ３Ｄモデル生成部２３７は、図２０のＭＬ３Ｄモデル生成部２３５と同様に構成される。
（接続情報の削除およびオクルージョン処理の効果の説明）
図２１は、第１レイヤの接続情報のうちの不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報を削除しない場合の接続情報を説明する図であり、図２２は、削除した場合の接続情報を説明する図である。
図２１および図２２において、左右方向は、テクスチャ画像の横方向を表し、上下方向は、テクスチャ画像の奥行き方向を表す。図２１および図２２の上方向が手前側、下方向が奥側である。また、図２１および図２２において、実線は、第１レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)を表し、点線は、第２レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)を表す。また、図２１および図２２の例では、被写体が図１０の前景１１１と背景１１２である。
第１レイヤおよび第２レイヤの両方においてオクルージョン処理が行われない場合、図２１のＡに示すように、第１レイヤの前景１１１の撮影画像１２１と背景１１２の領域１１２Ａの撮影画像１２２Ａの境界の不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置は変更されない。
また、第１レイヤおよび第２レイヤの両方において不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報が削除されない場合、図２１のＡに示すように、第１レイヤおよび第２レイヤの不連続画素に対応するサンプリング点は、隣接する２つのサンプリング点と接続される。
従って、第１レイヤの不連続画素に対応するサンプリング点と、隣接する２つのサンプリング点とを頂点とする三角形パッチが生成され、その三角形パッチにより、有効領域の撮影画像１２２Ｃは塗り潰れされる。よって、図中右下から左上へ向かう視線Ｖに対応する、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃを含む表示画像を生成する場合に、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの撮影画像１２２Ｃが配置される第２レイヤの有効領域を用いることはできない。
また、第１レイヤおよび第２レイヤの両方において、不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報が削除されないが、オクルージョン処理は行われる場合、図２１のＢに示すように、第１レイヤおよび第２レイヤの不連続画素に対応するサンプリング点の２次元位置が、そのサンプリング点の近傍かつ手前側のサンプリング点の２次元位置に補正される。
従って、視線Ｖに対応する表示画像を生成する場合、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの表示画像として、第１レイヤの領域１１２Ａの撮影画像１２２Ａを用いることができる。その結果、表示画像の画質は向上する。
しかしながら、オクルージョン処理後の第１レイヤの不連続画素に対応するサンプリング点は、隣接する２つのサンプリング点と接続され、三角形パッチが生成される。従って、図２１のＡの場合と同様に、視線Ｖに対応する表示画像を生成する場合、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの撮影画像１２２Ｃが配置される第２レイヤの有効領域を用いることはできない。
これに対して、３Ｄモデル生成部２５６は、図２２に示すように、第１レイヤの不連続画素との接続を表す接続情報を削除する。従って、第１レイヤの不連続画素に対応するサンプリング点を頂点とする三角形パッチが生成されない。よって、視線Ｖに対応する表示画像を生成する場合に、撮影済みオクルージョン領域１１２Ｃの撮影画像１２２Ｃが配置される第２レイヤの有効領域を用いることができる。第２レイヤにおいては接続情報の削除が行われないので、第１レイヤの三角形パッチが存在しない領域には、必ず第２レイヤの三角形パッチが存在する。
また、オクルージョン処理部２６１は、第２レイヤに対してオクルージョン処理を行う。従って、図２２に示すように、第２レイヤの有効領域と想像領域の境界の不連続画素に対応するサンプリング点のうちの奥側のサンプリング点の２次元位置が、そのサンプリング点の近傍かつ手前側のサンプリング点の２次元位置に補正される。従って、第２レイヤにおいてオクルージョン領域が削減される。よって、視線Ｖに対応する表示画像を生成する際に用いられる第２レイヤの画質が向上し、その結果、表示画像の画質が向上する。
（第１レイヤの面の画角の効果の説明）
図２３および図２４は、それぞれ、第１レイヤの各面の画角が９０度、１００度である場合のサンプリング点を説明する図である。
図２３および図２４の例では、説明の便宜上、第１レイヤの各面の画角が９０度、１００度である場合の第１レイヤのテクスチャ画像およびデプス画像の解像度が、それぞれ、4x4画素、6x6画素であるものとする。
図２３のＢに示すように、第１レイヤの各面の画角が９０度である場合、第１レイヤの６つの面は、立方体８０を構成する６つの面８１乃至８６になる。
しかしながら、図２３のＡに示すように、第１レイヤの－Ｚ面８６のテクスチャ画像２８０上のサンプリング点２９１の位置(u,v)、即ち３Ｄモデル座標系における視点Ｏからサンプリング点２９１に向かう線が－Ｚ面８６と交差する位置は、各画素２８１の中心である。また、他の面８１乃至８５のサンプリング点の位置(u,v)も、－Ｚ面８６と同様に各画素の中心である。
従って、図２３のＢに示すように、図中黒丸で示すサンプリング点のうちの隣接する３つのサンプリング点どうしを接続することにより構成される全ての三角形パッチの、各面８１乃至８６上の領域２８３のu方向およびｖ方向サイズは、各面８１乃至８６に比べて画素の半分のサイズだけ小さい。よって、各面８１乃至８６の境界に対応する三角形パッチが生成されず、その結果、各面８１乃至８６の境界を通る視線の表示画像を高画質で生成することが困難になる。
これに対して、第１レイヤの各面の画角が１００度である場合、図２４のＡに示すように、－Ｚ面８６を含む第１レイヤの面のテクスチャ画像３１０のサイズは、図２３のテクスチャ画像２８０のサイズより大きい6×6画素になる。他の面８１乃至８５をそれぞれ含む第１レイヤの各面のテクスチャ画像のサイズも同様に6×6画素になる。
従って、図２４のＢに示すように、図中黒丸で示すサンプリング点のうちの隣接する３つのサンプリング点どうしを接続することにより構成される全ての三角形パッチの、－Ｚ面８６上の領域３１１のu方向およびｖ方向サイズは、－Ｚ面８６に比べて画素の半分のサイズだけ大きい。図示は省略するが、他の面８１乃至８５をそれぞれ含む第１レイヤの各面の三角形パッチの領域のu方向およびｖ方向サイズも、領域３１１と同様に、各面８１乃至８５に比べて画素の半分のサイズだけ大きい。従って、各面８１乃至８６の境界に対応する三角形パッチが生成され、その結果、各面８１乃至８６の境界を通る視線を含む任意の視線の表示画像を高画質で生成することができる。
図２３および図２４では、第１レイヤの各面の画角が１００度である場合の効果について説明したが、第１レイヤの各面の画角が９０度より大きければ、画角が１００度ではない場合であっても同様の効果が発生する。
（第２レイヤの面の画角の効果の説明）
図２５は、第２レイヤの各面の画角が９０度および１００度である場合のオクルージョン処理を説明する図である。
図２５において、横軸はu軸を表し、縦軸はｚ軸を表す。また、丸はサンプリング点を表す。さらに、図２５の例では、奥行き方向の位置が奥側であるほどｚ座標は大きい。
第２レイヤの各面の画角が９０度である場合、サンプリング点が、第２レイヤのいずれか１つの面にのみマッピングされる。従って、図２５のＡに示すように、処理対象の面のu方向の端部にマッピングされるサンプリング点３３１に隣接するサンプリング点３３２は、処理対象の面にはマッピングされず、処理対象の面のオクルージョン処理時にサンプリング点３３２のｚ軸の位置はわからない。
よって、サンプリング点３３１とサンプリング点３３２のｚ座標の差分が閾値以上である場合であっても、サンプリング点３３１に対応する画素は不連続画素として検出されない。同様に、サンプリング点３３２がマッピングされる面が処理対象の面とされる場合にも、サンプリング点３３２に対応する画素は不連続画素として検出されない。従って、サンプリング点３３１およびサンプリング点３３２に対してオクルージョン処理を行うことはできない。即ち、サンプリング点３３１およびサンプリング点３３２に対してオクルージョン処理を行うために、処理対象の面のデプス画像以外に、処理対象の面と隣接する面のデプス画像も用いる必要がある。
これに対して、第２レイヤの各面の画角が１００度である場合、各面の端部に、その面と隣接する面の端部以外の領域にマッピングされるサンプリング点が、のりしろとして重複してマッピングされる。例えば、サンプリング点３３１がマッピングされる処理対象の面の端部に、処理対象の面に隣接する面の端部以外の領域にマッピングされるサンプリング点３３２がマッピングされる。
従って、サンプリング点３３１とサンプリング点３３２のｚ座標の差分が閾値以上である場合、サンプリング点３３１とサンプリング点３３２に対応する画素は不連続画素として検出される。よって、図２５のＢに示すように、サンプリング点３３１とサンプリング点３３２に対してオクルージョン処理を行うことができる。その結果、不連続画素に対応するサンプリング点３３２のu座標が、サンプリング点３３２近傍のサンプリング点３３２より手前側の（z座標が小さい）サンプリング点３３３のu座標に補正される。
なお、図２５の例では、処理対象の面の端部以外の領域にマッピングされるサンプリング点３３４とサンプリング点３３５のｚ座標の差分が閾値以上であるため、サンプリング点３３４とサンプリング点３３５に対応する画素も不連続画素として検出されている。その結果、図２５のＢに示すように、サンプリング点３３４のu座標が、サンプリング点３３４近傍のサンプリング点３３４より手前側のサンプリング点３３６のu座標に補正されている。
また、処理対象の面のu座標が最も大きい端部のサンプリング点３３７は、処理対象の面と隣接する面の端部以外の領域にマッピングされる。従って、この面が処理対象の面とされる場合に、サンプリング点３３７に対応する画素が不連続画素であるかどうかを判定し、不連続画素であると判定した場合に、サンプリング点３３７に対するオクルージョン処理を行うことができる。
以上のように、第２レイヤの各面の画角が１００度である場合、各面のサンプリング点のみを用いて、各面の端部以外の領域の端部にマッピングされるサンプリング点３３１に対してもオクルージョン処理を行うことができる。その結果、第２レイヤのオクルージョン領域が削減され、表示画像の画質を向上させることができる。
図２５では、第２レイヤの各面の画角が１００度である場合の効果について説明したが、第２レイヤの各面の画角が９０度より大きければ、画角が１００度ではない場合であっても同様の効果が発生する。
なお、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７は、復号の結果得られるテクスチャ画像やデプス画像に対して、周辺の画素を用いたフィルタ処理等の画像処理を行うようにしてもよい。この場合、第１レイヤおよび第２レイヤの各面の画角が９０度より大きいことにより、オクルージョン処理と同様に、各面の端部以外の領域の端部においても画像処理を行うことができるという効果を得ることができる。
（ホームサーバの処理の説明）
図２６は、図１９のホームサーバ１３の再生処理を説明するフローチャートである。この再生処理は、例えば、コンテンツサーバ１２から伝送されてくる低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータが伝送されてきたとき、開始される。
図２６のステップＳ４１において、ホームサーバ１３の受け取り部２３１は、コンテンツサーバ１２から、低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを受け取り、ストレージ２３２に供給する。
ステップＳ４２において、ストレージ２３２は、低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを記憶する。
ステップＳ４３において、受け取り部２３３は、図１のジャイロセンサ１５Ｂの検出結果をヘッドマウントディスプレイ１５から受け取り、視線検出部２３４に供給する。
ステップＳ４４において、視線検出部２３４は、受け取り部２３３から供給されるジャイロセンサ１５Ｂの検出結果に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴者の視線方向を決定する。ステップＳ４５において、カメラ１３Ａは、ヘッドマウントディスプレイ１５に付されたマーカ１５Ａを撮影し、その結果得られる撮影画像を視線検出部２３４に供給する。
ステップＳ４６において、視線検出部２３４は、カメラ１３Ａから供給されるマーカ１５Ａの撮影画像に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴位置を検出し、描画部２３９に供給する。
ステップＳ４７において、視線検出部２３４は、ストレージ２３２に記憶されているメタデータのうちの第１レイヤのテーブルと、３Ｄモデル座標系における視聴位置および視線方向とに基づいて、６つの面のうちの視線に最も近い視線ベクトルに対応する３つの面を選択面に決定する。
ステップＳ４８において、視線検出部２３４は、３Ｄモデル座標系における視聴位置と視線方向に基づいて、３Ｄモデル座標系における視聴者の視野範囲を決定し、描画部２３９に供給する。
ステップＳ４９において、視線検出部２３４は、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームをストレージ２３２から読み出し、３Ｄモデル生成部２３８に供給する。また、視線検出部２３４は、３つの選択面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、ストレージ２３２から読み出す。視線検出部２３４は、読み出された第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、面ごとにＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７に供給する。また、視線検出部２３４は、３つの選択面に対応する視点位置情報および面情報をストレージ２３２から読み出し、描画部２３９に供給する。
ステップＳ５０において、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７は、面ごとに、第１レイヤおよび第２レイヤの各サンプリング点の３次元データを生成する３次元データ生成処理を行う。この３次元データ生成処理の詳細は、図２７を参照して後述する。
ステップＳ５１において、３Ｄモデル生成部２３８は、視線検出部２３４から供給される低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームから、低解像度テクスチャ画像の各サンプリング点の３次元データを生成し、描画部２３９に供給する。
ステップＳ５２において、描画部２３９は、３Ｄモデル生成部２３８から供給される低解像度テクスチャ画像の３次元データに基づいて、３Ｄモデル座標系において、低解像度テクスチャ画像の三角形パッチ描画を行う。その後、描画部２３９は、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５乃至２３７のそれぞれから供給される第１レイヤおよび第２レイヤの３次元データと、視線検出部２３４から供給される視点位置情報および面情報とに基づいて、３Ｄモデル座標系において、第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像の三角形パッチ描画を行う。
ステップＳ５３において、描画部２３９は、３Ｄモデル座標系において描画された三角形パッチを、視線検出部２３４から供給される視聴位置を視点として視野範囲に透視投影することにより、表示画像を生成する。ステップＳ５４において、描画部２３９は、表示画像を図１の変換装置１４に伝送する。
図２７は、図２６のステップＳ５０においてＭＬ３Ｄモデル生成部２３５により行われる３次元データ生成処理の詳細を説明するフローチャートである。
図２７のステップＳ７１において、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３５のデコーダ２５１（図２０）は、図１９の視線検出部２３４から供給される第１レイヤテクスチャストリームを復号し、第１レイヤのテクスチャ画像を生成する。デコーダ２５１は、第１レイヤのテクスチャ画像をＲＧＢ変換部２５２に供給する。
ステップＳ７２において、ＲＧＢ変換部２５２は、第１レイヤのテクスチャ画像の各画素の画素値としてのYCbCr値をRGB値に変換し、各画素に対応するサンプリング点のRGB値とする。そして、ＲＧＢ変換部２５２は、各サンプリング点のRGB値を３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
ステップＳ７３において、デコーダ２５３は、視線検出部２３４から供給される第１レイヤデプスストリームを復号し、第１レイヤのデプス画像を生成する。デコーダ２５３は、第１レイヤのデプス画像をデプス変換部２５４に供給する。
ステップＳ７４において、デプス変換部２５４は、デコーダ２５３から供給される第１レイヤのデプス画像の各画素の画素値に対して8ビット逆量子化を行い、第１レイヤのデプス画像の各画素の逆数1/rを得る。
ステップＳ７５において、デプス変換部２５４は、第１レイヤのデプス画像の各画素の逆数1/rに基づいて、第１レイヤのデプス画像の各画素の３次元位置(u,v,z)を、各画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)として求める。デプス変換部２５４は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)を不連続検出部２５５と３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
ステップＳ７６において、不連続検出部２５５は、デプス変換部２５４から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、第１レイヤのデプス画像の各画素のうちの不連続画素を検出する。不連続検出部２５５は、不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)を３Ｄモデル生成部２５６に供給する。
ステップＳ７７において、３Ｄモデル生成部２５６は、デプス変換部２５４から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、各サンプリング点のうちの隣接する３つのサンプリング点どうしが接続するように、第１レイヤの各サンプリング点の接続情報を生成する。
ステップＳ７８において、３Ｄモデル生成部２５６は、不連続検出部２５５から供給される不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、ステップＳ７７で生成された各サンプリング点の接続情報のうちの不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報を削除する。
ステップＳ７９において、３Ｄモデル生成部２５６は、第１レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)、RGB値、および、ステップＳ７８の処理による削除後の接続情報を、第１レイヤの３次元データとして生成する。３Ｄモデル生成部２５６は、第１レイヤの３次元データを図１９の描画部２３９に供給する。
ステップＳ８０において、デコーダ２５７は、視線検出部２３４から供給される第２レイヤテクスチャストリームを復号し、第２レイヤのテクスチャ画像を生成する。デコーダ２５７は、第２レイヤのテクスチャ画像をＲＧＢ変換部２５８に供給する。
ステップＳ８１において、ＲＧＢ変換部２５８は、第２レイヤのテクスチャ画像の各画素の画素値としてのYCbCr値をRGB値に変換し、各画素に対応するサンプリング点のRGB値とする。そして、ＲＧＢ変換部２５８は、各サンプリング点のRGB値を３Ｄモデル生成部２６２に供給する。
ステップＳ８２において、デコーダ２５９は、視線検出部２３４から供給される第２レイヤデプスストリームを復号し、第２レイヤのデプス画像を生成する。デコーダ２５９は、第２レイヤのデプス画像をデプス変換部２６０に供給する。
ステップＳ８３において、デプス変換部２６０は、デコーダ２５９から供給される第２レイヤのデプス画像の各画素の画素値に対して8ビット逆量子化を行い、第２レイヤのデプス画像の各画素の逆数1/rを得る。
ステップＳ８４において、デプス変換部２６０は、第２レイヤのデプス画像の各画素の逆数1/rに基づいて、第２レイヤのデプス画像の各画素の３次元位置(u,v,z)を、各画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)として求める。デプス変換部２６０は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)をオクルージョン処理部２６１と３Ｄモデル生成部２６２に供給する。
ステップＳ８５において、オクルージョン処理部２６１は、デプス変換部２６０から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、第２レイヤのデプス画像の各画素のうちの不連続画素を検出する。
ステップＳ８６において、オクルージョン処理部２６１は、第２レイヤの各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、不連続画素に対応するサンプリング点の３次元位置(u,v,z)を補正するオクルージョン処理を行う。オクルージョン処理部２６１は、第２レイヤの各サンプリング点のオクルージョン処理後の３次元位置(u,v,z)を３Ｄモデル生成部２６２に供給する。
ステップＳ８７において、３Ｄモデル生成部２６２は、オクルージョン処理部２６１から供給される各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)に基づいて、各サンプリング点のうちの隣接する３つのサンプリング点どうしが接続するように、第２レイヤの各サンプリング点の接続情報を生成する。
ステップＳ８８において、３Ｄモデル生成部２６２は、各サンプリング点の３次元位置(u,v,z)および接続情報、並びに、ＲＧＢ変換部２５８から供給されるRGB値を、第２レイヤの３次元データとして生成する。３Ｄモデル生成部２６２は、第２レイヤの３次元データを図１９の描画部２３９に供給する。
なお、ＭＬ３Ｄモデル生成部２３６およびＭＬ３Ｄモデル生成部２３７により行われる３次元データ生成処理は、図２７の３次元データ処理と同様に行われる。
以上のように、ホームサーバ１３は、第１レイヤと第２レイヤを用いて、表示画像を生成する。従って、視聴位置が視点Ｏとは異なる場合に、第２レイヤを用いることにより、表示画像に含まれる視点Ｏのオクルージョン領域を生成することができる。従って、高画質の表示画像を生成することができる。
また、ホームサーバ１３は、テクスチャ画像だけでなくデプス画像も用いて表示画像を生成する。従って、三角形パッチ描画により、被写体に応じた３次元形状の三角形パッチにテクスチャ画像をマッピングし、その三角形パッチを用いて表示画像を生成することができる。よって、テクスチャ画像のみを用いてテクスチャ画像を所定の面にマッピングすることにより表示画像を生成する場合に比べて、高画質の表示画像を生成することができる。
さらに、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像は、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を所定の面にマッピングすることにより得られるテクスチャ画像とデプス画像である。従って、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を所定の面にマッピングすることにより得られるテクスチャ画像とデプス画像のみを再生する再生装置において、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像を再生することができる。
即ち、コンテンツサーバ１２により生成される第１レイヤおよび第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像のフォーマットは、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を所定の面にマッピングすることにより得られるテクスチャ画像とデプス画像のフォーマットと互換性を有する。また、ホームサーバ１３による再生方法は、全天球画像のテクスチャ画像とデプス画像を所定の面にマッピングすることにより得られるテクスチャ画像とデプス画像のみを再生する再生装置の再生方法と互換性を有する。
なお、ホームサーバ１３は、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像のみを用いて表示画像を生成するようにしてもよい。この場合、第１レイヤに対して接続情報の削除の代わりに、オクルージョン処理が行われる。
＜２．第２実施の形態＞
次に、画像表示システムの第２実施の形態について説明する。
なお、第２実施の形態の説明では、上述した第１実施の形態と重複する部分についての説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
第１実施の形態において、コンテンツサーバ１２は、第１レイヤのテクスチャ画像を圧縮符号化した第１レイヤテクスチャストリームと、第１レイヤのデプス画像を圧縮符号化した第１レイヤデプスストリームとを生成し、ホームサーバ１３に伝送する。
また、コンテンツサーバ１２は、第２レイヤのテクスチャ画像を圧縮符号化した第２レイヤテクスチャストリームと、第２レイヤのデプス画像を圧縮符号化した第２レイヤデプスストリームとを生成し、ホームサーバ１３に伝送する。
従って、コンテンツサーバ１２はレイヤごとにテクスチャ画像とデプス画像を伝送するが、各レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の他に、付加的な補助情報も伝送したい場合がある。そこで、第２実施の形態では、各レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の他に、補助情報を伝送することができるようにした構成について説明する。
補助情報の詳細については後述するが、補助情報とは、その情報がなくても表示画像を生成することはできるが、テクスチャ画像とデプス画像を用いて生成される表示画像を高画質にしたり、または、高機能にするための補助的な情報である。第１レイヤと第２レイヤのそれぞれに同種の補助情報が付加されてもよいし、異なる種類の補助情報が付加されてもよい。また、第１レイヤまたは第２レイヤのいずれか一方のみに、補助情報が付加されてもよい。
（高解像度画像処理部の構成例）
図２８は、第２実施の形態における高解像度画像処理部３４の構成例を示すブロック図である。
図２８において、図３で示した第１実施の形態における高解像度画像処理部３４の構成と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
図３で示した第１実施の形態と比較すると、第２実施の形態における高解像度画像処理部３４は、補助情報生成部６０１が新たに追加されるとともに、エンコーダ５３及び５５に代えて、エンコーダ６０２及び６０３が設けられている。
補助情報生成部６０１は、設定部５６による制御に基づいて、第１レイヤ及び第２レイヤのテクスチャ画像及びデプス画像を用いた画像処理に利用される補助情報を生成する。どのような補助情報を生成するかは、設定部５６から指示される。設定部５６は、例えば、ユーザの操作に基づいて、作成する補助情報を識別する補助情報識別情報を、補助情報生成部６０１に供給する。
補助情報生成部６０１は、作成する補助情報によって、マルチカメラ１１によって生成された各カメラの撮影画像や、第１レイヤ生成部５０によって生成された各面の第１レイヤのテクスチャ画像及びデプス画像、第２レイヤ生成部５３によって生成された各面の第２レイヤのテクスチャ画像及びデプス画像などを、必要に応じて利用する。
補助情報生成部６０１によって生成された補助情報は、エンコーダ６０２及び６０３に供給される。より詳しくは、第１レイヤのテクスチャ画像及びデプス画像を用いた画像処理に利用される補助情報は、エンコーダ６０２に供給され、第２レイヤのテクスチャ画像及びデプス画像を用いた画像処理に利用される補助情報は、エンコーダ６０３に供給される。
エンコーダ６０２は、第１実施の形態におけるエンコーダ５２と同様、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化し、第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームを生成する。
ここで、エンコーダ６０２が第１実施の形態におけるエンコーダ５２と異なる点は、第１レイヤの各面のデプス画像を圧縮符号化した第１レイヤデプスストリームを生成する際、補助情報生成部６０１から供給される補助情報を、YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納して、第１レイヤデプスストリームを生成する点である。
すなわち、エンコーダ６０２は、第１レイヤの６つの面それぞれについて、量子化部５１から供給される第１レイヤのデプス画像の画素値（デプス値）をYCbCrフォーマットのY成分に格納し、補助情報生成部６０１から供給される第１レイヤの補助情報をYCbCrフォーマットのCbCr成分に格納して圧縮符号化し、第１レイヤデプスストリームを生成する。第１レイヤの６つの面それぞれのテクスチャ画像を圧縮符号化して生成する第１レイヤテクスチャストリームに関しては、第１実施の形態におけるエンコーダ５２と同様である。
エンコーダ６０３は、圧縮符号化対象のレイヤが第１レイヤではなく、第２レイヤである点を除いて、エンコーダ６０２と同様である。
即ち、エンコーダ６０３は、第１実施の形態におけるエンコーダ５５と同様、第２レイヤの６つの面のテクスチャ画像とデプス画像を、面ごと、かつ、画像の種類ごとに圧縮符号化し、第２レイヤテクスチャストリームと第２レイヤデプスストリームを生成する。
ここで、エンコーダ６０３は、第２レイヤの６つの面それぞれについて、量子化部５４から供給される第２レイヤのデプス画像の画素値（デプス値）をYCbCrフォーマットのY成分に格納し、補助情報生成部６０１から供給される第２レイヤの補助情報をYCbCrフォーマットのCbCr成分に格納して圧縮符号化し、第２レイヤデプスストリームを生成する。第２レイヤの６つの面それぞれのテクスチャ画像を圧縮符号化して生成する第２レイヤテクスチャストリームに関しては、第１実施の形態におけるエンコーダ５５と同様である。
（エンコーダの構成例）
図２９は、図２８のエンコーダ６０２の構成例を示すブロック図である。
エンコーダ６０２は、YCbCr420変換部６２１、テクスチャ符号化部６２２、YCbCr420変換部６４１、およびデプス符号化部６４２により構成される。
YCbCr420変換部６２１は、第１レイヤ生成部５０からYCbCr444フォーマットで供給される第１レイヤの６つの面それぞれのテクスチャ画像を、YCbCr420フォーマットに変換（ダウンコンバート）し、テクスチャ符号化部６２２に供給する。
即ち、第１レイヤの６つの面それぞれのテクスチャ画像は、Y成分、Cb成分、及びCr成分を画素毎に有するYCbCr444フォーマットで、第１レイヤ生成部５０からYCbCr420変換部６２１に供給される。YCbCr420変換部６２１は、YCbCr444フォーマットのテクスチャ画像を、４画素に対して１つのCb成分及びCr成分を有するYCbCr420フォーマットに変換してテクスチャ符号化部６２２に供給する。
テクスチャ符号化部６２２は、YCbCr420フォーマットのテクスチャ画像を、H.265/HEVC等の所定の符号化方式で圧縮符号化してストレージ５８に供給し、記憶させる。
YCbCr420変換部６４１（画像データ生成部）は、量子化部５１からYCbCr444フォーマットで供給される第１レイヤの６つの面それぞれのデプス画像に対して、補助情報生成部６０１から供給される第１レイヤの補助情報をYCbCr444フォーマットのCb成分またはCr成分に格納して、YCbCr444フォーマットのデプス画像を生成する。量子化部５１から供給されるデプス画像の画素値は、YCbCr444フォーマットのY成分に格納されている。以下では、Cb成分またはCr成分に補助情報が格納されたデプス画像を補助情報付きデプス画像と称する。
さらに、YCbCr420変換部６４１は、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を、４画素に対して１つのCb成分及びCr成分を有するYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像に変換（ダウンコンバート）してデプス符号化部６４２に供給する。
デプス符号化部６４２は、YCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を、H.265/HEVC等の所定の符号化方式で圧縮符号化してストレージ５８に供給し、記憶させる。
エンコーダ６０２は、以上のように構成される。エンコーダ６０３の詳細構成も、エンコーダ６０２と同様に構成される。
（高解像度画像処理部の構成例）
次に、図３０乃至図３６を参照して、YCbCr420変換部６４１が実行する420変換処理について説明する。
YCbCr420フォーマットでは、図３０のAに示されるように、２ｘ２の４画素で１つの色差成分（Cr成分、Cb成分）が共有される。
テクスチャ画像の各画素に対して、補助情報生成部６０１によって生成された補助情報の取り得る値がNパターンある（N種類の値がある）とする。
YCbCr420変換部６４１は、図３０のBに示されるように、２ｘ２の４画素のうち、上側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、NｘNの階調値で表現し、Cb成分（の値）として格納する。
また、YCbCr420変換部６４１は、２ｘ２の４画素のうち、下側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、NｘNの階調値で表現し、Cr成分（の値）として格納する。
Cb成分及びCr成分のそれぞれは、（０，δ，2δ，3δ，・・・，２５５）のいずれかの階調値を取る。ただし、δ＝256/（NxN-1）であり、０と２５５の間のδ，2δ，3δ，・・・の階調値は、255を超えない。
２ｘ２の４画素が保有する補助情報を、このような階調値で表すことにより、各階調値どうしの間隔（階調幅）を可能な限り拡げることができ、コーデックによる歪みの影響を受けても、復号時に正しく判別することができる。
復号時には、（０，δ，2δ，3δ，・・・，255）の各階調値の中間値を閾値として判断することで、２ｘ２の４画素が保有する補助情報を正しく判別することができる。
N=２の場合について、具体的に説明する。
補助情報生成部６０１は、補助情報として、テクスチャ画像の各画素が、前景に対応する画素であるか、または、背景に対応する画素であるかを表すセグメンテーション情報を生成し、YCbCr420変換部６４１に供給することとする。
この場合、各画素の補助情報は、前景または背景のいずれかを取るので、N=２である。
YCbCr420変換部６４１は、図３１に示されるように、２ｘ２の４画素のうち、上側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、２ｘ２の４つの階調値で表現し、Cb成分に格納する。
また、YCbCr420変換部６４１は、２ｘ２の４画素のうち、下側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、２ｘ２の４つの階調値で表現し、Cr成分に格納する。
Cb成分及びCr成分のそれぞれは、（０，８５，１７０，２５５）のいずれかの階調値を取る。具体的には、例えば、図３２に示されるように、Cb成分またはCr成分に対応する２画素の補助情報が、（前景、前景）の場合には、YCbCr420変換部６４１は、０の階調値を代入し、（前景、背景）の場合には８５の階調値を代入し、（背景、前景）の場合には１７０の階調値を代入し、（背景、背景）の場合には２５５の階調値を代入する。
再生側が、伝送されてきた補助情報を判断する際の閾値には、（０，８５，１７０，２５５）の各階調値の中間値である、４２.５，１２７.５，２１２.５が用いられる。すなわち、デコードして得られた階調値が０以上４２．５未満である場合には、２画素の補助情報は、階調値が０に対応する（前景、前景）であると判別される。デコードして得られた階調値が４２．５以上１２７．５未満である場合には、２画素の補助情報は、階調値が８５に対応する（前景、背景）であると判別される。デコードして得られた階調値が１２７．５以上２１２．５未満である場合には、２画素の補助情報は、階調値が１７０に対応する（背景、前景）であると判別される。デコードして得られた階調値が２１２．５以上２５５以下である場合には、２画素の補助情報は、階調値が２５５に対応する（背景、背景）であると判別される。
例えば、図３３に示されるように、圧縮符号化前において、Cb成分として０を設定した階調値が、コーデック歪みによって８となったとする。この場合であっても、再生側は、デコードして得られた階調値が０以上４２．５未満であるので、階調値が０に対応する（前景、前景）であると判別することができる。
同様に、圧縮符号化前において、Cr成分として１７０を設定した階調値が、コーデック歪みによって１８０となったとする。この場合であっても、再生側は、デコードして得られた階調値が１２７．５以上２１２．５未満であるので、２画素の補助情報は、階調値が１７０に対応する（背景、前景）であると判別することができる。なお、再生側において、補助情報の取り得る値がNパターンある（N種類の値がある）ことは既知であるとする。
次に、N=３の場合について、具体的に説明する。
補助情報生成部６０１は、テクスチャ画像を３つの領域に分類し、分類結果に基づいて、テクスチャ画像の各画素にセグメントID=０，１，２のいずれかを割り当てる。補助情報生成部６０１は、セグメントID=０，１，２のいずれかを表すセグメンテーション情報を、補助情報として、YCbCr420変換部６４１に供給する。
この場合、各画素の補助情報は、セグメントID=０，１，２のいずれかを取るので、N=３である。
YCbCr420変換部６４１は、図３４に示されるように、２ｘ２の４画素のうち、上側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、３ｘ３の９つの階調値で表現し、Cb成分に格納する。
また、YCbCr420変換部６４１は、２ｘ２の４画素のうち、下側の２画素の各画素の補助情報の組み合わせを、３ｘ３の９つの階調値で表現し、Cr成分に格納する。
Cb成分及びCr成分のそれぞれは、（０，３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２４，２５５）のいずれかの階調値を取る。具体的には、例えば、図３５に示されるように、Cb成分またはCr成分に対応する２画素のセグメントIDが、（０，０）の場合には、YCbCr420変換部６４１は、０の階調値を代入し、（０，１）の場合には３２の階調値を代入し、（０，２）の場合には６４の階調値を代入し、（１，０）の場合には９６の階調値を代入する。
同様に、YCbCr420変換部６４１は、Cb成分またはCr成分に対応する２画素のセグメントIDが、（１，１）の場合には１２８の階調値を代入し、（１，２）の場合には１６０の階調値を代入し、（２，０）の場合には１９２の階調値を代入し、（２，１）の場合には２２４の階調値を代入し、（２，２）の場合には２５５の階調値を代入する。
再生側が、伝送されてきた補助情報を判断する際の閾値には、（０，３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２４，２５５）の各階調値の中間値である、１６，４８，８０，１１２，１４４，１７６，２０８，２４０が用いられる。
例えば、図３６に示されるように、圧縮符号化前において、Cb成分として０を設定した階調値が、コーデック歪みによって８となったとする。この場合であっても、再生側は、デコードして得られた階調値が０以上１６未満であるので、階調値が０に対応するセグメントID＝（０，０）であると判別することができる。
同様に、圧縮符号化前において、Cr成分として１９２を設定した階調値が、コーデック歪みによって２０２となったとする。この場合であっても、再生側は、デコードして得られた階調値が１７６以上２０８未満であるので、２画素の補助情報は、階調値が１９２に対応するセグメントID＝（２，０）であると判別することができる。
以上のように、YCbCr420変換部６４１は、２ｘ２の４画素のうち、上側の２画素の補助情報の組み合わせを、NｘN階調の値に変換した階調値をCb成分に格納し、下側の２画素の補助情報の組み合わせを、NｘN階調の値に変換した階調値をCr成分に格納する。
一般に、H.264/MPEG-4 AVCやH.265/HEVC、MPEG2等の圧縮符号化方式では、動画像の入力形式フォーマットとして、YCbCr420フォーマットが採用されている。YCbCr420フォーマットは、上述したように、２ｘ２の４画素で色差（Cr成分、Cb成分）が共有されるため、情報の劣化が発生する。
しかしながら、上述したように、２画素の補助情報の組み合わせを、NｘN個の階調値に変換し、Cb成分とCb成分に格納することで、YCbCr420フォーマットによる情報劣化、及び、コーデック歪みが発生した場合であっても、再生側において、補助情報を正しく判別することができる。すなわち、補助情報をロスレスで伝送することができる。
（エンコーダの処理の説明）
図３７は、図２９のエンコーダ６０２による第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームを生成する第１レイヤストリーム生成処理を説明するフローチャートである。この処理が開始される前には、第１レイヤの６つの面のテクスチャ画像及びデプス画像と、第１レイヤのテクスチャ画像又はデプス画像に利用される補助情報が、エンコーダ６０２に供給されている。
初めに、ステップＳ１０１において、YCbCr420変換部６２１は、第１レイヤ生成部５０からYCbCr444フォーマットで供給された第１レイヤの６つの面のうちの所定の面のテクスチャ画像を、YCbCr420フォーマットにダウンコンバートし、テクスチャ符号化部６２２に供給する。
ステップＳ１０２において、テクスチャ符号化部６２２は、YCbCr420フォーマットのテクスチャ画像を、H.265/HEVC等の所定の符号化方式で圧縮符号化して、第１レイヤの所定の面の第１レイヤテクスチャストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。
ステップＳ１０３において、YCbCr420変換部６４１は、量子化部５１からYCbCr444フォーマットで供給された第１レイヤの６つの面のうちの所定の面のデプス画像に対して、補助情報生成部６０１から供給された、第１レイヤのデプス画像の各画素に対応する補助情報をYCbCr444フォーマットのCbCr成分に格納して、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を生成する。補助情報は、例えば、YCbCr444フォーマットのCb成分またはCr成分のいずれか一方に格納される。
ステップＳ１０４において、YCbCr420変換部６４１は、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を、４画素に対して１つのCb成分及びCr成分を有するYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像にダウンコンバートしてデプス符号化部６４２に供給する。
ステップＳ１０５において、デプス符号化部６４２は、YCbCr420変換部６４１から供給されたYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を所定の符号化方式で圧縮符号化して、第１レイヤの所定の面の第１レイヤデプスストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。
以上の第１レイヤストリーム生成処理は、第１レイヤ生成部５０から供給された第１レイヤの６つの面全てに対して実行される。６つの各面を順番に実行してもよいし、並列に実行してもよい。６つの面全てに対する図３８の第１レイヤストリーム生成処理は、図１８を参照して説明したストリーム生成処理のステップＳ１９の処理と対応する。
図３８は、第１レイヤストリーム生成処理の第１変形例を説明するフローチャートである。
図３８のステップＳ１２１乃至Ｓ１２４は、図３７のステップＳ１０１乃至Ｓ１０４とそれぞれ同様であるので、その説明は省略する。
ステップＳ１２５において、デプス符号化部６４２は、YCbCr420変換部６４１から供給されたYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を、H.265/HEVC等の所定の符号化方式で圧縮符号化する。
ステップＳ１２６において、デプス符号化部６４２は、圧縮符号化した補助情報付きデプス画像を復号する。
ステップＳ１２７において、デプス符号化部６４２は、符号化前後でCbCr成分に格納した補助情報（CbCr情報）がロスレスであるかを判定する。即ち、デプス符号化部６４２は、圧縮符号化された第１レイヤデプスストリームに対して、符号化前の各階調値の中間値を閾値として判断したとき、符号化前と同じ階調値となるかを判定する。
ステップＳ１２７で、符号化前後でCbCr情報がロスレスではないと判定された場合、処理はステップＳ１２８に進み、デプス符号化部６４２は、補助情報付きデプス画像の記録ビットレートを所定の量だけ上げる。
ステップＳ１２８の後、処理はステップＳ１２５に戻り、上述したステップＳ１２５乃至Ｓ１２７の処理が繰り返される。ステップＳ１２５乃至Ｓ１２７では、ステップＳ１２８で変更された記録ビットレートでYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像が圧縮符号化され、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定される。
一方、ステップＳ１２７で、符号化前後でCbCr情報がロスレスであると判定された場合、処理はステップＳ１２９に進み、デプス符号化部６４２は、圧縮符号化したYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を、第１レイヤの所定の面の第１レイヤデプスストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。
第１レイヤストリーム生成処理の第１の変形例によれば、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定され、ロスレスではないと判定された場合には、符号化前後でロスレスとなるように補助情報付きデプス画像の記録ビットレートが変更される（上げられる）。
図３９は、第１レイヤストリーム生成処理の第２変形例を説明するフローチャートである。
図３９のステップＳ１４１乃至Ｓ１４８は、図３８を参照して説明した第１変形例におけるステップＳ１２１乃至Ｓ１２８とそれぞれ同様であるので、その説明は省略する。
ステップＳ１４８で補助情報付きデプス画像の記録ビットレートを上げる変更がされた後、次のステップＳ１４９において、テクスチャ符号化部６２２は、テクスチャ画像の記録ビットレートを所定の量だけ下げる。
ステップＳ１５０において、テクスチャ符号化部６２２は、YCbCr420フォーマットのテクスチャ画像を、ステップＳ１４９で変更された記録ビットレートで、再度、圧縮符号化する。
ステップＳ１５１において、テクスチャ符号化部６２２は、圧縮符号化したテクスチャ画像を、第１レイヤの所定の面の第１レイヤテクスチャストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。記録ビットレートが変更されて生成された第１レイヤテクスチャストリームは、ステップＳ１４２で記憶された第１レイヤテクスチャストリームに上書きされる形で、ストレージ５８に記憶される。
ステップＳ１５１の後、処理はステップＳ１４５に戻り、上述したステップＳ１４５乃至Ｓ１４７の処理が繰り返される。ステップＳ１４５乃至Ｓ１４７では、ステップＳ１４８で変更された記録ビットレートでYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像が圧縮符号化され、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定される。
一方、ステップＳ１４７で、符号化前後でCbCr情報がロスレスであると判定された場合、処理はステップＳ１５２に進み、デプス符号化部６４２は、圧縮符号化したYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を、第１レイヤの所定の面の第１レイヤデプスストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。
第１レイヤストリーム生成処理の第２変形例によれば、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定され、ロスレスではないと判定された場合には、符号化前後でロスレスとなるように補助情報付きデプス画像の記録ビットレートが上げられるとともに、テクスチャ画像の記録ビットレートが下げられる。これにより、第１レイヤテクスチャストリームと第１レイヤデプスストリームを合わせた第１レイヤストリーム全体としての記録ビットレートが維持される。
図４０は、第１レイヤストリーム生成処理の第３変形例を説明するフローチャートである。
図４０のステップＳ１６１乃至Ｓ１６７は、図３８のステップＳ１２１乃至Ｓ１２７とそれぞれ同様であるので、その説明は省略する。
ステップＳ１６７で、符号化前後でCbCr情報がロスレスではないと判定された場合、処理はステップＳ１６８に進み、デプス符号化部６４２は、補助情報生成部６０１に対して、補助情報の取り得るパターン数Nを削減するように指示する。補助情報生成部６０１は、パターン数Nを削減する。
ステップＳ１６９において、補助情報生成部６０１は、変更後のパターン数Nで補助情報を再度生成する。再生成された補助情報はエンコーダ６０２のYCbCr420変換部６４１に供給される。
ステップＳ１６９の後、処理はステップＳ１６３に戻り、上述したステップＳ１６３乃至Ｓ１６７の処理が繰り返される。ステップＳ１６３乃至Ｓ１６７では、再生成された補助情報がCbCr成分に格納され、YCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像が圧縮符号化されて、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定される。
そして、ステップＳ１６７で、符号化前後でCbCr情報がロスレスであると判定された場合、処理はステップＳ１７０に進み、デプス符号化部６４２は、圧縮符号化したYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を、第１レイヤの所定の面の第１レイヤデプスストリームとしてストレージ５８に供給し、記憶させる。
第１レイヤストリーム生成処理の第３変形例によれば、符号化前後でCbCr情報がロスレスであるか否かが判定され、ロスレスではないと判定された場合には、補助情報の取り得るパターン数Nを削減して、補助情報付きデプス画像が圧縮符号化され、ストレージ５８に記憶される。
エンコーダ６０３が実行する第２レイヤストリーム生成処理は、処理対象のレイヤが第１レイヤから第２レイヤに代わる点を除いて、上述した第１レイヤストリーム生成処理と同様であるので、説明は省略する。
次に、再生側のホームサーバ１３について説明する。
（ＭＬ３Ｄモデル生成部の構成例）
図４１は、第２実施の形態におけるＭＬ３Ｄモデル生成部２３５の構成例を示すブロック図である。
図２０で示した第１実施の形態と比較すると、図２０のデコーダ２５３及び２５９が、それぞれ、デコーダ６５１及び６５２に置き換えられている。
デコーダ６５１は、視線検出部２３４から供給される第１レイヤデプスストリームを取得し、圧縮符号化されたときの符号化方式に対応する方式で復号して、第１レイヤのデプス画像を生成する点で、第１実施の形態のデコーダ２５３と共通する。
一方、デコーダ６５１が受け取る第１レイヤデプスストリームは、補助情報がYCbCr420フォーマットのCbCr成分に格納されたYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像であり、デコーダ６５１は、復号して得られた補助情報を抽出する点で、第１実施の形態のデコーダ２５３と相違する。
デコーダ６５１は、補助情報を利用して所定の画像処理を実行する処理部へ、取得した補助情報を供給する。例えば、補助情報が第１レイヤのテクスチャ画像のRGB値の変換処理に用いられる場合には、取得した補助情報は、ＲＧＢ変換部２５２に供給される。例えば、補助情報が第１レイヤのデプス画像の逆量子化処理に用いられる場合には、取得した補助情報は、デプス変換部２５４に供給される。例えば、補助情報が第１レイヤの３次元データの生成に用いられる情報である場合には、取得した補助情報は、３Ｄモデル生成部２５６に供給される。例えば、補助情報が第１レイヤのデプス画像の不連続画素の検出に用いられる情報である場合には、取得した補助情報は、不連続検出部２５５に供給される。例えば、補助情報が第１レイヤの表示画像の生成に用いられる情報である場合には、取得した補助情報は、描画部２３９（図１９）に供給される。
デコーダ６５２は、処理対象のレイヤが第１レイヤから第２レイヤに代わる点を除いて、上述した第１レイヤストリーム生成処理と同様であるので、説明は省略する。ただし、抽出された補助情報が供給され得る処理部は、ＲＧＢ変換部２５８、デプス変換部２６０、オクルージョン処理部２６１、３Ｄモデル生成部２６２、及び、描画部２３９となる。
デコーダ６５１から供給された第１レイヤの補助情報を利用して所定の画像処理を実行する処理部は、図４２に示される補助情報利用部６７１として機能する。
補助情報利用部６７１には、補助情報とは別に、第１レイヤのテクスチャ画像、第１レイヤのデプス画像、第２レイヤのテクスチャ画像、第２レイヤのデプス画像など、補助情報を利用した処理を行う処理対象のデータが供給される。
補助情報利用部６７１は、第１レイヤのテクスチャ画像とデプス画像及び第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像の少なくとも１つに対して、補助情報を用いた所定の画像処理を実行する。
この補助情報利用部６７１は、上述したように、補助情報の種類に応じて、ＲＧＢ変換部２５２若しくは２５８、デプス変換部２５４若しくは２６０、不連続検出部２５５、オクルージョン処理部２６１、３Ｄモデル生成部２５６若しくは２６２、又は、描画部２３９のいずれかに相当する。
（デコーダの処理の説明）
図４３は、図４１のデコーダ６５１による第１レイヤデプスストリームを復号する第１レイヤデプスストリームデコード処理を説明するフローチャートである。この処理は、第１実施の形態における図２７の３次元データ生成処理のステップＳ７３の処理に相当する。
初めに、ステップＳ２０１において、デコーダ６５１は、視線検出部２３４から供給される第１レイヤデプスストリームを復号する。これにより、YCbCr420フォーマットのY成分に格納されていた第１レイヤのデプス画像と、CbCr成分に格納されていた補助情報とが得られる。
ステップＳ２０２において、デコーダ６５１は、YCbCr420フォーマットのY成分に格納されていた第１レイヤのデプス画像をデプス変換部２５４に供給し、CbCr成分に格納されていた第１レイヤの補助情報を、補助情報を利用して所定の画像処理を実行する処理部に供給する。
デコーダ６５２が実行する第２レイヤデプスストリームデコード処理は、処理対象のレイヤが第１レイヤから第２レイヤに代わる点を除いて、上述した第１レイヤデプスストリームデコード処理と同様であるので、説明は省略する。
図４４は、補助情報利用部６７１として機能する所定の処理部が実行する補助情報利用処理を説明するフローチャートである。
初めに、ステップＳ２２１において、補助情報利用部６７１は、デコーダ６５１から供給された補助情報を取得する。
ステップＳ２２２において、補助情報利用部６７１は、取得した補助情報を利用して所定の画像処理（補助情報利用処理）を実行する。
（補助情報の具体例）
次に、補助情報の具体例について説明する。
図４５は、テクスチャ画像の各画素が、前景（オブジェクト）に対応する画素であるか、又は、背景に対応する画素であるかを表すセグメンテーション情報を補助情報として格納する例を示している。
図４５の例では、セグメントIDは、背景を示す「０」（セグメントID＝０）と、前景を示す「１」（セグメントID＝１）のいずれかの値を取り得る。図４５に示される補助情報の画像は、背景を示すセグメントID＝０に対しては「０」を割り当て、前景を示すセグメントID＝１に対しては「２５５」を割り当てた画像である。
この場合、YCbCr444フォーマットの各画素の補助情報がとり得る値は「０」または「１」であるので、N=２である。N＝２の場合、図３１乃至図３３を参照して説明したように、YCbCr420フォーマットにダウンコンバートした補助情報は、（０，８５，１７０，２５５）のいずれかの階調値を取る。
このような補助情報を用いることにより、例えば、テクスチャ画像とデプス画像だけでは、前景と背景を正確に分離できない、という問題を解決することができる。
例えば、図４６に示されるように、テクスチャ画像とデプス画像のみを用いて、３次元モデル（３次元データ）を生成した場合には、領域７０１のように、前景である人物領域で囲まれた小さな背景領域が正確に分離できず、そのまま前景領域として表現されてしまう場合がある。また例えば、領域７０２のように、前景と背景のエッジ周辺がギザギザしてしまう場合がある。
前景または背景を示すセグメンテーション情報を補助情報としてYCbCr420フォーマットのCbCr成分に格納し、再生側に伝送することにより、再生側では、前景と背景を正確に分離できるようになり、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
また、同一のオブジェクト（セグメントID）であって、本来、ほぼ同一のデプス値となるべきようなデプス画像の画素値が、図４７の左に示されるように、デプス推定のエラーや、エンコード時のコーデック歪み等の影響により、他の画素値から大きく外れた画素値となるような場合がある。
このような場合においても、前景または背景を示すセグメンテーション情報を補助情報として再生側に伝送することにより、再生側では、セグメントIDが示す同一領域内において、他の画素値から大きく外れた画素値を、周辺の画素値と同一の値に補正するようなフィルタ処理を行うことができる。
したがって、前景または背景を示すセグメンテーション情報を補助情報として再生側に伝送することにより、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
なお、上述した例は、セグメンテーション情報としてのセグメントIDが「０」または「１」の２種類の例について説明したが、セグメントIDの値の種類は、３以上（セグメントID＝０，１，２，３・・）とすることができる。
その他、テクスチャ画像に対して設定した領域を識別する領域情報や、テクスチャ画像のエッジ部分であるか否かを示すエッジ情報を、補助情報として伝送することができる。
例えば、図４８のAに示されるように、テクスチャ画像に対して設定した１以上の領域（ROI:Region Of Interest）に対して、ROI_ID=１，２，３・・・の領域情報が割り当てられる。図４８のAでは、テクスチャ画像内の２人の人物のうち、一方の一人を囲む矩形領域にROI_ID=１が割り当てられ、他方の一人を囲む矩形領域にROI_ID=２が割り当てられている。ROI_ID=０は、ROI_ID=１，２で指定されていない残りの領域を表す。
この場合、YCbCr444フォーマットの各画素の補助情報がとり得る値は「０」、「１」、「２」であるので、N=３である。N＝３の場合、図３４乃至図３６を参照して説明したように、YCbCr420フォーマットにダウンコンバートした補助情報は、（０，３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２４，２５５）のいずれかの階調値を取る。
このような領域情報が再生側に伝送されてきた場合、再生側は、例えば、設定された領域ごとに、異なる処理方法を適用することができる。例えば、不連続検出部２５５が、不連続画素を検出するための閾値を、領域ごとに、異なる閾値を用いる。より具体的には、人物を含むROI_ID=１及びROI_ID=２の各領域では、小さく設定した閾値を用い、その他のROI_ID=０の領域では、多く設定した閾値を用いる。これにより、デプス値の差分が小さい画素であっても、前景と背景を正確に分離でき、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
テクスチャ画像のエッジ部分であるか否かを示すエッジ情報を、補助情報として伝送した場合には、例えば、図４８のBの領域７１１および７１２のような、前景と背景のエッジ部分のノイズ（ギザギザ）に対して、ぼかすフィルタ処理を施したり、アルファブレンド処理を施すなどして、ノイズを軽減することができる。これにより、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
また、再生側が、テクスチャ画像に対して、アルファブレンド処理を行う場合、アルファ値を補助情報として伝送してもよい。上述したアンチエイリアシングの効果の他、前景（オブジェクト）のフェードイン・フェードアウトのような映像表現も可能となる。
また、図４９に示されるような、再生側がフィルタ処理を実行する際のフィルタ係数を指定するフィルタ係数情報を、補助情報として伝送してもよい。
テクスチャ画像の絵柄等によって、部分的に、フィルタ処理の種類を変えたり、フィルタ処理の程度（例えば、ぼかしの程度）を変えることができ、テクスチャ画像の部分ごとに適切なフィルタ処理を施すことができる。
以上のように、補助情報を伝送することによって、画像全体のなかの所定の領域だけフィルタ処理をかけるなど、画像生成側の意図に応じた処理を再生側に行わせることも可能となる。
また、テクスチャ画像の各画素が顔領域の画素であるか否かを示す顔領域情報を、補助情報として伝送してもよい。この場合、再生側では、取得したテクスチャ画像の顔領域を検出する処理を実行する必要がなく、テクスチャ画像生成側から取得することを前提とした場合には、テクスチャストリームおよびデプスストリームの他に、顔領域情報を別途送る必要が無い。
図５０は、上述した補助情報として取り得る各種の情報と、その補助情報を採用したときの効果をまとめた表である。
図５０に示した各種の補助情報を用いた補助情報利用処理は、第１レイヤまたは第２レイヤの１つのレイヤ内に閉じた処理として実行することができる処理であるため、第１及び第２実施の形態のように、第１レイヤ及び第２レイヤのテクスチャストリームおよびデプスストリームを伝送する場合だけでなく、１つのレイヤ（第１レイヤ）のみのテクスチャストリームおよびデプスストリームを伝送する場合にも適用することができる。
次に、第１レイヤ及び第２レイヤの少なくとも２つの複数レイヤのテクスチャストリームおよびデプスストリームを伝送する場合に採用可能な補助情報の例と、その補助情報を用いた補助情報利用処理について説明する。
図５１は、テクスチャ画像の各画素が、前景（オブジェクト）に対応する画素であるか、又は、背景に対応する画素であるかを表すセグメンテーション情報を補助情報として伝送する場合の補助情報利用処理の例を示している。
図５１のＡは、第１レイヤ及び第２レイヤのテクスチャストリームおよびデプスストリームを用いて、ホームサーバ１３が生成した表示画像である。
視聴者の視聴位置が、図５１のＡの表示画像に対応する位置よりも、より床面に近い、低い位置に変更された場合について考える。
補助情報としてのセグメンテーション情報が伝送されない場合、ホームサーバ１３が生成する表示画像は、変更された視聴位置に応じて、図５１のＢのようになる。
図５１のＢの表示画像では、より床面に近い、低い視聴位置に応じて、表示画像内のプレーヤの腕が、図５１のＡの表示画像よりも上側に変更されている。
図５１のＡの表示画像において、プレーヤの腕で隠されていた胴体の部分はオクルージョン領域であり、視聴位置が変更された図５１のＢの表示画像では、どの画素値（RGB値）で穴埋め（インペインティング）すれば良いか不明な領域となる。そのため、例えば、奥側に位置する背景（壁）の画素値を使って穴埋めすると、図５１のＢの表示画像の領域７２１に示されるように、プレーヤの胴体部分が壁で分断される不自然な表示画像となる。
これに対して、補助情報として、テクスチャ画像の各画素が、前景（オブジェクト）に対応する画素であるか、又は、背景に対応する画素であるかを表すセグメンテーション情報が伝送された場合、プレーヤの領域には、前景を示す「１」（セグメントID＝１）が割り当てられ、床面や壁の領域には、背景を示す「０」（セグメントID＝０）が割り当てられる。
この場合、ホームサーバ１３は、前景を示すプレーヤの領域内の画素値で穴埋め（インペインティング）するオクルージョン処理を実行する。具体的には、ホームサーバ１３は、図５１のＣの表示画像のように、プレーヤの領域内の画素値のうち、奥側のデプス値を有する胴体部分の画素値で穴埋めする。その結果、図５１のＣの表示画像の領域７２２に示されるように、胴体部分が不自然に分断されることなく、プレーヤの胴体の画素値で、正しく穴埋めされた表示画像となる。
したがって、補助情報としてセグメンテーション情報を伝送することにより、適切な画素値を採用してオクルージョン処理を行うことができ、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
図５２は、レイヤを識別するレイヤ番号（レイヤ識別情報）を補助情報として伝送する場合の補助情報利用処理の例を示している。
例えば、第１レイヤと第２レイヤとで、解像度とマッピングが異なる場合、第１レイヤと第２レイヤのそれぞれのレイヤで同じオブジェクトを表現しても、三角パッチのサンプリング点の位置と粒度が異なるため、図５２の左側に示されるように、所々で見えるパッチのレイヤが異なり、見え方が粗くなる。
補助情報として、レイヤを識別するレイヤ番号が伝送された場合、ホームサーバ１３は、図５２の右側に示されるように、レイヤ番号を見て、第２レイヤのサンプリング点の奥行き方向の位置を、第１レイヤのサンプリング点よりも後ろ（奥側）にずらす処理を行い、第１レイヤが優先的に見えるようにする。換言すれば、視聴者から第２レイヤが見えるのは、第１レイヤの間からだけ、となるように、第２レイヤのサンプリング点の奥行き方向の位置が変更される。
このように、補助情報としてレイヤ番号（レイヤ識別情報）を伝送することにより、前景と背景の関係が逆転しないように、ｚ座標を調整することができ、３次元モデルを高精度に表示させることができる。
図５３は、三角形パッチの有効または無効を示す三角形有効無効情報を補助情報として伝送する場合の補助情報利用処理の例を示している。
図５３の例では、第１レイヤのサンプリング点７４１の数が１２個である。従って、隣接する３つのサンプリング点７４１を頂点とする三角形パッチ７４２の数は、１２個である。
この場合、コンテンツサーバ１２の補助情報生成部６０１は、不連続検出部２５５と同様に、不連続画素を検出する。そして、補助情報生成部６０１は、その不連続画素に対応するサンプリング点を頂点とする三角形パッチ７４２を無効（ＯＦＦ）に設定し、不連続画素に対応するサンプリング点を含まない三角形パッチ７４２を有効（ＯＮ）に設定する。
補助情報生成部６０１は、補助情報として、各三角形パッチ７４２の有効または無効を示す三角形パッチ有効無効情報を生成する。
上述した説明では、ホームサーバ１３の３Ｄモデル生成部２５６は、不連続検出部２５５において検出された不連続画素に対応するサンプリング点との接続を表す接続情報を削除したが、コンテンツサーバ１２から補助情報として伝送されてくる三角形パッチ有効無効情報に基づいて接続情報を削除する。この場合、不連続検出部２５５は設けられない。
３Ｄモデル生成部２５６は、三角形パッチ有効無効情報に基づいて、無効の三角形パッチの頂点を構成するサンプリング点どうしの接続を表す接続情報を削除する。その結果、三角形パッチ有効無効情報が無効を示す三角形パッチは、描画されない。
なお、三角形パッチは、右端および下端のサンプリング点を除いて、各サンプリング点に対して２個ずつ生成される。また、三角形パッチ有効無効情報は、三角形パッチの有効または無効を示す１ビットの情報である。従って、全ての三角形パッチの三角形パッチ有効無効情報のビット数は、第１レイヤのテクスチャ画像の水平方向の画素数をwidthとし、垂直方向の画素数をheightとすると、（width-1)x(height-1)x2ビットである。
図５４は、複数レイヤのテクスチャストリームおよびデプスストリームを伝送する場合に補助情報として取り得る各種の情報と、その補助情報を採用したときの効果をまとめた表である。
以上説明した画像表示システムの第２実施の形態によれば、コンテンツサーバ１２は、YCbCr444フォーマットのY成分にデプス画像の画素値を格納し、補助情報（メタデータ）をCbCr成分に格納して、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を生成する。そして、コンテンツサーバ１２は、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を、YCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像に変換（ダウンコンバート）して、H.265/HEVC等の符号化方式で圧縮符号化する。コンテンツサーバ１２は、第１レイヤ及び第２レイヤそれぞれのデプス画像について、YCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像を生成し、圧縮符号化する。
符号化ストリームの未使用領域であるCbCr成分を用いるので、補助情報を伝送しない第１実施の形態と比較しても、特別なストリームデータを送信する必要がなく、再生側は、汎用的なデコーダでデコード可能である。
YCbCr444フォーマットからYCbCr420フォーマットに変換する際には、補助情報の値が、NxNの階調値に変換される。Cb成分及びCr成分のそれぞれは、（０，δ，2δ，3δ，・・・，２５５）（δ＝256/（NxN-1））のいずれかの階調値を取り、各階調値どうしの間隔（階調幅）を可能な限り拡げることができるので、画素単位の粒度の補助情報であっても、ロスレスに補助情報を再生側に伝送することができる。
したがって、コンテンツサーバ１２によれば、テクスチャ画像及びデプス画像とともに、補助情報をロバストかつ高精度に再生側に伝送することができ、再生側のホームサーバ１３は、リアルタイムかつ高精度に、テクスチャ画像及びデプス画像と補助情報を用いて３次元モデル（３次元データ）を生成することができる。
上述した第２実施の形態では、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を、２ｘ２の４画素に対して１つのCb成分及びCr成分を有するYCbCr420フォーマットの補助情報付きデプス画像にダウンコンバートする例について説明した。
しかしながら、本開示の技術は、YCbCr420フォーマットに限定されず、例えば、YCbCr422フォーマット、YCbCr411フォーマットなどにダウンコンバートする場合にも適用することができる。あるいはまた、YCbCr444フォーマットの補助情報付きデプス画像を、階調値への変換のみ行って、再び、YCbCr444フォーマットに格納してもよい。この場合でも、補助情報が階調幅を可能な限り拡げた階調値に変換されて格納されるので、再生側において補助情報を正しく判別することができるようになる。
また、第２実施の形態では、全天球画像における視点を中心とした立方体を構成する６つの面の各面のテクスチャ画像及びデプス画像の符号化ストリームの伝送において、補助情報を格納する例について説明した。
しかし、本技術は、全天球画像のデプス画像に限定されるものではなく、任意の視点で撮影されたテクスチャ画像及びデプス画像を圧縮符号化して伝送する際のデプス画像の符号化ストリームに適用可能である。
（補助情報の取り得る値の種類Nの伝送例）
第２実施の形態における上述した説明においては、テクスチャ画像の各画素に対して補助情報の取り得る値がNパターンある（N種類の値がある）ことを生成側と再生側で既知であるとして説明したが、符号化ストリームごとに、補助情報の取り得る値の種類Nが変更されてもよい。
再生側において、伝送されてくる符号化ストリームの補助情報の取り得る値の種類Nが未知である場合には、補助情報の取り得る値の種類Nを、例えば、HEVC(High Efficiency Video Coding)方式で符号化したビットストリームのUser data unregistered SEI (Supplemental Enhancement Information)やDPS(Depth Parameter Set)に格納するなど、ビットストリームに含めて伝送することができる。また例えば、セグメンテーション情報のときの「０」，「１」，「２」，・・のような、補助情報の取り得る値自体も、補助情報の取り得る値の種類Nとともに、ビットストリームに含めて伝送してもよい。
＜３．第３実施の形態＞
（画像表示システムの第３実施の形態の構成例）
図５５は、本開示を適用した画像表示システムの第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図５５に示す構成のうち、図１の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
図５５の画像表示システム４００は、マルチカメラ１１、コンテンツサーバ１２、変換装置１４、ヘッドマウントディスプレイ１５、配信サーバ４０１、ネットワーク４０２、および再生装置４０３により構成される。画像表示システム４００では、６つの面のうちの、視線に対応する１つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームのみが再生装置４０３に配信され、再生される。
具体的には、画像表示システム４００の配信サーバ４０１は、コンテンツサーバ１２から送信されてくる低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、６つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを受け取り、記憶する。
また、配信サーバ４０１は、ネットワーク４０２を介して再生装置４０３と接続する。配信サーバ４０１は、再生装置４０３からの要求に応じて、記憶している低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、１つの面の第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリーム、並びにメタデータを、ネットワーク４０２を介して再生装置４０３に伝送する。
再生装置４０３（画像処理装置）は、配信サーバ４０１に低解像度テクスチャストリーム、低解像度デプスストリーム、およびメタデータを、ネットワーク４０２を介して要求し、その要求に応じて伝送されてくる低解像度テクスチャストリーム、低解像度デプスストリーム、およびメタデータを受け取る。
また、再生装置４０３は、カメラ１３Ａを内蔵する。再生装置４０３は、ホームサーバ１３と同様に、３Ｄモデル座標系における視聴位置を検出し、３Ｄモデル座標系における視聴者の視線方向と視野範囲を決定する。
そして、再生装置４０３は、３Ｄモデル座標系における視聴位置および視線方向、並びに、メタデータに含まれる第１レイヤのテーブルに基づいて、第１レイヤの６つの面のうちの、視線に最も近い視線ベクトルに対応する１つの面を選択面に決定する。再生装置４０３は、１つの選択面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを、ネットワーク４０２を介して要求する。再生装置４０３は、その要求に応じて伝送されてくる１つの選択面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを受け取る。
再生装置４０３は、低解像度テクスチャストリームおよび低解像度デプスストリーム、並びに、１つの選択面に対応する第１レイヤテクスチャストリーム、第１レイヤデプスストリーム、第２レイヤテクスチャストリーム、および第２レイヤデプスストリームを用いて表示画像を生成する。再生装置４０３の表示画像を生成する処理は、選択面の数が１つである点を除いて、ホームサーバ１３の処理と同様であるので、説明は省略する。再生装置４０３は、図示せぬHDMIケーブルを介して表示画像を変換装置１４に伝送する。
＜４．テクスチャ画像の他の例＞
図５６は、第１レイヤのテクスチャ画像の他の例を示す図である。
上述した説明では、第１レイヤの各面のテクスチャ画像は、１つの視点Ｏのテクスチャ画像であったが、視点Ｏに対応する左目用の視点と右目用の視点のテクスチャ画像が合成されたものであってもよい。
具体的には、図５６のＡに示すように、第１レイヤの各面のテクスチャ画像は、例えば、視点Ｏに対応する左目用の視点の第１レイヤの各面のテクスチャ画像４２１と、右目用の視点の第１レイヤの各面のテクスチャ画像４２２が、横方向（水平方向）にパッキングされたパッキング画像４２０であってもよい。
また、図５６のＢに示すように、第１レイヤの各面のテクスチャ画像は、例えば、テクスチャ画像４２１とテクスチャ画像４２２が、縦方向（垂直方向）にパッキングされたパッキング画像４４０であってもよい。
同様に、第２レイヤの各面のテクスチャ画像は、その面の１つの第２レイヤの視点に対応する左目用の視点の第２レイヤのテクスチャ画像と、右目用の視点の第２レイヤのテクスチャ画像が横方向または縦方向にパッキングされたパッキン画像であってもよい。
以上のように、第１レイヤおよび第２レイヤの各面のテクスチャ画像が左目用の視点と右目用の視点の画像をパッキングしたテクスチャ画像である場合、復号の結果得られるテクスチャ画像が、左目用の視点のテクスチャ画像と右目用の視点のテクスチャ画像に分離される。そして、第１レイヤおよび第２レイヤについて、左目用の３次元データと右目用の３次元データが生成される。
そして、視聴者の視聴方向および視聴位置に対応する左目の視聴方向および視聴位置基づいて、左目用の３次元データから左目用の表示画像が生成される。また、視聴者の視聴方向および視聴位置に対応する右目の視聴方向および視聴位置に基づいて、右目用の３次元データから右目用の表示画像が生成される。そして、ヘッドマウントディスプレイ１５が３Ｄ表示可能である場合、ヘッドマウントディスプレイ１５は、左目用の表示画像を左目用の画像として表示し、右目用の表示画像を右目用の画像として表示することにより、表示画像を３Ｄ表示する。
なお、第１乃至第３実施の形態では、撮影画像が正八面体にマッピングされることにより全天球画像が生成されたが、撮影画像がマッピングされる３Ｄモデルは、正八面体のほか、球や立方体などにすることができる。撮影画像が球にマッピングされる場合、全天球画像は、例えば、撮影画像がマッピングされた球の正距円筒図法による画像である。
また、低解像度テクスチャストリームと低解像度デプスストリームは生成されなくてもよい。第１レイヤおよび第２レイヤのデプス画像は生成されなくてもよい。また、第２レイヤのテクスチャ画像とデプス画像は、重要な被写体の撮影画像がマッピングされる一部の面に対してのみ生成されるようにしてもよい。
さらに、低解像度テクスチャ画像および低解像度デプス画像も、高解像度のテクスチャ画像およびデプス画像と同様に、階層化して生成されてもよい。
＜５．第４実施の形態＞
（本開示を適用したコンピュータの説明）
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
図５７は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータ５００において、CPU（Central Processing Unit）５０１，ROM（Read Only Memory）５０２，RAM（Random Access Memory）５０３は、バス５０４により相互に接続されている。
バス５０４には、さらに、入出力インタフェース５０５が接続されている。入出力インタフェース５０５には、入力部５０６、出力部５０７、記憶部５０８、通信部５０９、及びドライブ５１０が接続されている。
入力部５０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部５０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部５０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部５０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ５１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア５１１を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータ５００では、CPU５０１が、例えば、記憶部５０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース５０５及びバス５０４を介して、RAM５０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ５００（CPU５０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア５１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータ５００では、プログラムは、リムーバブルメディア５１１をドライブ５１０に装着することにより、入出力インタフェース５０５を介して、記憶部５０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部５０９で受信し、記憶部５０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM５０２や記憶部５０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータ５００が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
＜６．応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図５８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図５８に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図５８では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
ここで、図５９は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図５９には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
図５８に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図５８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
なお、図５８に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
なお、図１乃至図５６を用いて説明した本実施形態に係る画像表示システム１０（４００）の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
以上説明した車両制御システム７０００において、図１乃至図５６を用いて説明した本実施形態に係る画像表示システム１０（４００）は、図５８に示した応用例の車両制御システム７０００に適用することができる。例えば、画像表示システム１０（４００）のマルチカメラ１１は、撮像部７４１０の少なくとも一部に相当する。また、コンテンツサーバ１２、ホームサーバ１３（配信サーバ４０１、ネットワーク４０２、再生装置４０３）、および変換装置１４は一体化され、統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０と記憶部７６９０に相当する。ヘッドマウントディスプレイ１５は、表示部７７２０に相当する。なお、画像表示システム１０（４００）を車両制御システム７０００に適用する場合、カメラ１３Ａ、マーカ１５Ａ、およびジャイロセンサ１５Ｂは設けられず、視聴者である搭乗者の入力部７８００の操作により視聴者の視線方向および視聴位置が入力される。以上のようにして、画像表示システム１０（４００）を、図５８に示した応用例の車両制御システム７０００に適用することにより、全天球画像を用いて高画質の表示画像を生成することができる。
また、図１乃至図５６を用いて説明した画像表示システム１０（４００）の少なくとも一部の構成要素は、図５８に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図１乃至図５６を用いて説明した画像表示システム１０（４００）が、図５８に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
また、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本開示は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
なお、本開示に係る技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取る受け取り部と、
前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する補助情報利用部と
を備え、
前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている
画像処理装置。
（２）
前記受け取り部は、第１レイヤの前記テクスチャ画像のテクスチャ画像データ及び前記デプス画像データと、第２レイヤの前記テクスチャ画像のテクスチャ画像データ及び前記デプス画像データとを受け取り、
前記補助情報利用部は、前記第１レイヤ及び前記第２レイヤのそれぞれについて、前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）
前記YCbCrフォーマットは、２ｘ２の４画素でCr成分及びCb成分を共有するYCbCr420フォーマットである
前記（１）または（２）に記載の画像処理装置。
（４）
前記補助情報は、セグメントを識別するセグメント情報である
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（５）
前記補助情報は、領域を識別する領域情報である
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（６）
前記補助情報は、エッジ部分であるか否かを示すエッジ情報である
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（７）
前記補助情報は、アルファブレンディングのためのアルファ値を示す情報である
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８）
前記補助情報は、レイヤ番号を示す情報である
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９）
前記補助情報は、三角形パッチの有効または無効を示す情報である
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）
画像処理装置が、
テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取り、
前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する
ステップを含み、
前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている
画像処理方法。
（１１）
テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成する画像データ生成部を備え、
前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
前記画像データ生成部は、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値を前記CbCr成分に格納する
画像処理装置。
（１２）
前記画像データ生成部は、第１レイヤの前記デプス画像と、第２レイヤの前記デプス画像のそれぞれの前記デプス画像データを生成する
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１３）
前記YCbCrフォーマットは、２ｘ２の４画素でCr成分及びCb成分を共有するYCbCr420フォーマットある
前記（１１）または（１２）に記載の画像処理装置。
（１４）
前記画像データ生成部は、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを符号化し、符号化前後でCbCr成分に格納した前記階調値がロスレスではないと判定された場合、前記デプス画像と前記補助情報を格納した前記デプス画像データのビットレートを上げて、再度、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを圧縮符号化する
前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１５）
前記画像データ生成部は、前記デプス画像と前記補助情報を格納した前記デプス画像データのビットレートを上げた場合、前記テクスチャ画像を格納したテクスチャ画像データのビットレートを下げて、前記テクスチャ画像データを、再度、圧縮符号化する
前記（１４）に記載の画像処理装置。
（１６）
前記画像データ生成部は、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを符号化し、符号化前後でCbCr成分に格納した前記階調値がロスレスではないと判定された場合、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値の種類である前記Nを、現在より小さい値に変更し、再度、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを圧縮符号化する
前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７）
前記補助情報は、セグメントを識別するセグメント情報である
前記（１１）乃至（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８）
前記補助情報は、領域を識別する領域情報である
前記（１１）乃至（１７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１９）
前記補助情報は、エッジ部分であるか否かを示すエッジ情報である
前記（１１）乃至（１８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（２０）
画像処理装置が、
テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成する
ステップを含み、
前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納される
画像処理方法。
１２ コンテンツサーバ， １３ ホームサーバ， ３４ 高解像度画像処理部， ５０ 第１レイヤ生成部， ５３ 第２レイヤ生成部， ２３１ 受け取り部， ２３５乃至２３７ ＭＬ３Ｄモデル生成部， ２３９ 描画部， ２６２ ３Ｄモデル生成部， ６０１ 補助情報生成部， ６０２，６０３ エンコーダ， ６４１ YCbCr420変換部， ６４２ デプス符号化部， ６５１，６５２ デコーダ， ６７１ 補助情報利用部， ５０１ CPU， ５０２ ROM， ５０３ RAM， ５０６ 入力部， ５０７ 出力部， ５０８ 記憶部， ５０９ 通信部， ５１０ ドライブ

Claims (20)

  1. テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取る受け取り部と、
    前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する補助情報利用部と
    を備え、
    前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
    前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている
    画像処理装置。
  2. 前記受け取り部は、第１レイヤの前記テクスチャ画像のテクスチャ画像データ及び前記デプス画像データと、第２レイヤの前記テクスチャ画像のテクスチャ画像データ及び前記デプス画像データとを受け取り、
    前記補助情報利用部は、前記第１レイヤ及び前記第２レイヤのそれぞれについて、前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記YCbCrフォーマットは、２ｘ２の４画素でCr成分及びCb成分を共有するYCbCr420フォーマットである
    請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 前記補助情報は、セグメントを識別するセグメント情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  5. 前記補助情報は、領域を識別する領域情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  6. 前記補助情報は、エッジ部分であるか否かを示すエッジ情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  7. 前記補助情報は、アルファブレンディングのためのアルファ値を示す情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  8. 前記補助情報は、レイヤ番号を示す情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  9. 前記補助情報は、三角形パッチの有効または無効を示す情報である
    請求項１に記載の画像処理装置。
  10. 画像処理装置が、
    テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像がYCbCrフォーマットのY成分に格納され、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に補助情報が格納されたデプス画像データを受け取り、
    前記テクスチャ画像または前記デプス画像の少なくとも１つに対して、前記補助情報を用いた所定の画像処理を実行する
    ステップを含み、
    前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
    前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納されている
    画像処理方法。
  11. テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成する画像データ生成部を備え、
    前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
    前記画像データ生成部は、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値を前記CbCr成分に格納する
    画像処理装置。
  12. 前記画像データ生成部は、第１レイヤの前記デプス画像と、第２レイヤの前記デプス画像のそれぞれの前記デプス画像データを生成する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 前記YCbCrフォーマットは、２ｘ２の４画素でCr成分及びCb成分を共有するYCbCr420フォーマットある
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  14. 前記画像データ生成部は、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを符号化し、符号化前後でCbCr成分に格納した前記階調値がロスレスではないと判定された場合、前記デプス画像と前記補助情報を格納した前記デプス画像データのビットレートを上げて、再度、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを圧縮符号化する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
  15. 前記画像データ生成部は、前記デプス画像と前記補助情報を格納した前記デプス画像データのビットレートを上げた場合、前記テクスチャ画像を格納したテクスチャ画像データのビットレートを下げて、前記テクスチャ画像データを、再度、圧縮符号化する
    請求項１４に記載の画像処理装置。
  16. 前記画像データ生成部は、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを符号化し、符号化前後でCbCr成分に格納した前記階調値がロスレスではないと判定された場合、前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値の種類である前記Nを、現在より小さい値に変更し、再度、前記YCbCr420フォーマットの前記デプス画像データを圧縮符号化する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
  17. 前記補助情報は、セグメントを識別するセグメント情報である
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  18. 前記補助情報は、領域を識別する領域情報である
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  19. 前記補助情報は、エッジ部分であるか否かを示すエッジ情報である
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  20. 画像処理装置が、
    テクスチャ画像とともに伝送されるデプス画像を、YCbCrフォーマットのY成分に格納し、前記テクスチャ画像及び前記デプス画像の少なくとも一方の処理に利用される補助情報を、前記YCbCrフォーマットのCbCr成分に格納したデプス画像データを生成する
    ステップを含み、
    前記テクスチャ画像の各画素に対して前記補助情報の取り得る値がNパターンあり、
    前記CbCr成分には、２画素の前記補助情報の組み合わせをNｘN階調の値に変換した階調値が格納される
    画像処理方法。
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