JPH03117093A - 立体テレビジョン画像信号の処理・伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、３Ｄすなわち立体テレビジョン方式に関し、
更に詳しくいえば、一連の立体画像信号を処理しデータ
伝送リンクを介して伝送し、受像端において通常のテレ
ビジョン受像機に対しては両立画像として、立体・テレ
ビジョン受像機に対しては立体画像として再生できるよ
うにする新しい方法に関するものである。

〔従来の技術〕

立体テレビジョン方式の目的は、映画のスクリーンに比
べて小さなスクリーン上で３次元の感じを出すこと、す
なわち、視聴者に実際のシーンの中で見ている部分の相
対的距離感を与えることである。

本発明は、立体テレビ〉′ヨン方式の現在の環境に適合
し、直接放送衛星局に使用されているＭＡＣ（Ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅｘｅｃｌ　Ａｎａｌｏｇ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
）（アナログ成分多重化）伝送標準規格の特殊条項を満
たすものである。

アナログ・ビデオ・チャンネル及びこれに付属するＭＡ
Ｃ型デジタル・チャンネルを有する伝送リンクを介して
一連の画像信号（以下単に「画像」という。）を送る方
法は、既に公知である。見ている実際のシーンを同期し
た２台のカメラで走査し、右側の画面と左側の画面を別
々に撮像する。

この一連の画像を送る公知の方法は、上記伝送リンクの
アナログ・ビデオ・チャンネルで同一画面（右側又は左
側の画面）と常に対応する一連の画像を送り、上記の付
属するデジタル・チャンネルでベクトル・マツプの形の
補助データを送っている。これにより、立体テレビジョ
ン受像機において、送られた画面から送られなかった画
面を局部的に再生して３Ｄ表示を作り出せるようにして
いる。

この方法は、両立画像には好都合である。というのは、
通常のテレビジョン受像機は、上記の補助データが送ら
れてもこれを容易に無視することができ、非３Ｄ画像を
劣化させることなく上記画面の一方に対応する一連の画
像を再生しうるからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方法の主な欠点は、この情報を用いて得られる立体
テレビジョン受像機の立体画像が、例えば一方の画面で
は見える物体の一面が他方の画面では見えない場合に、
特に予測できない部分で著しく劣化することである。更
に、上記のベクトル・マツプの正確さが不充分であった
り、伝送エラーがあったりすると、これらの欠点が一層
顕著になることである。

現在の技術水準では、これらの問題に対する解決策はな
く、得られる立体画像においてこれらの重大な欠点を除
去するか、或いは少くとも目立たないようにするデータ
処理方法はない。

したがって、本発明の課題は、アナログ・ビデオ・チャ
ンネル及び付属デジタル・チャンネルを有する１つのリ
ンクにより立体画像を処理して送像し、両立画像を損な
うことなく充分な画質の立体画像を再生しうる新しい方
法を見付けることである。

本発明のもう１つの課題は、立体画像の局部的又は全体
的な内容に合せ、また立体画面を同時モ−ド或いは交番
モードで表示するときの空間的時間的活動状態に合せて
立体画像を処理・伝送する新しい方法を見出すことであ
る。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明方法にお
いては、アナログ・ビデオ・チャンネル及び付属デジタ
ル・チャンネルを有する伝送リンクにより対をなす一連
の立体テレビジョン画像を処理・伝送し、該伝送リンク
の受像端において両立画像又は３次元画像を再生する。

本方法ではアナログ・ビデオ・チャンネルは立体画像の
対をなす右側及び左側画像の画素を多重（直列）化（ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅｘ）　　して構成した両立画像信号を伝
送する。

伝送される情報には、立体画像の対をなす右側及び左側
の画像からの情報が組合されているので、Ｓ） 再生される立体画像には、上述のような両チャンネルに
共通でない部分がある場合の欠点を生じない。これは、
従来技術になかったことである。ただ、両立画像には若
干の欠点が残る。しかし、両立画像は３Ｄ画像ではない
ので、両立画像の劣化は、従来における立体画像の劣化
はどの大きな問題ではない。

本発明の他の特徴によれば、対をなす一連の立体テレビ
ジョン画像の処理は、次の各ステ・ツブを含む。

同じ対の画像部分又は連続する２つの対の画像部分であ
る右側及び左側画像の画素をマツピングすること、及び 上記の右側又は左側の画像の画素を上記左側又は右側の
画像の画素に応じてシフトすること。

画素をマツピングすると、ベクトル・マツプを両立画像
信号と並列に伝送することにより、伝送される画素をエ
ンコーダ又はデコーダで伝送リンクの上記デジタル・チ
ャンネルを用いてシフトすることが可能となる。一方の
画像から他方の画像に画素をシフトすると、伝送される
両立画像の可視両立性が確保される。

本発明の更に他の特徴によれば、対をなす一連の画像の
画素の多重化を、現時の画像対における局部的又は全体
的内容の運動量に合せて行う。

こうすると、伝送される現時画像対の局部的又は全体的
な内容における運動量に応じて、空間的解像度又は時間
的解像度がよくなる。伝送されない画像又は部分的画像
は、直線フィルタリング又は運動補正（運動情報をエン
コーダで計算し、ビットレートを減らしてから分割（ｓ
ｅｇｍｅｎｔａｔ　１ｏｎ）により、例えば画像を再生
するデコーダに伝送する。）によって再生する。

〔実施例〕

本発明のその他の特徴及び利点は、図示の好適な具体例
の説明より明らかとなるであろう。

第１図は本発明方法を使用する装置の概略図、第２図は
第１図装置の各動作モードのフレームを示す説明図で、
同図Ａは走査された一連の立体画像の対をなす画像フレ
ーム、同図Ｂ−Ｄは伝送される一連の両立画像のフレー
ム例、同１ｆｆｌＥ、　Ｆは再生された一連の立体画像
のフレーム例を示す。

公知の立体テレビジョン方式では、機械的な支特休に取
付けた２台のビデオ・カメラを使用し、立体的位置、焦
点距離、集束面及び角度などを制御している。各カメラ
はそれぞれ左側又は右側の画像を発生し、両画像は、例
えばＭＡＣ型伝送法を用いて両立式又は３Ｄテレビジョ
ン受像機に伝送される。３Ｄ表示には、同時モードと交
番モードの２つのモードがある。交番表示モードでは、
立体テレビジョン受像機を例えば１０〇七の高いフレー
ム周波数で動作させる。その３Ｄ表示は、受動メガネと
テレビジョン受像機に被着した偏光能動スクリーンとに
より、又は鉛及びランタンでドープ処理したチタン、ジ
ルコンに基く透明セラミック型若しくは液晶型の能動メ
ガネによって得られる。

同時表示には、立体受像機に各画面に１つずつ２つの別
個の投映管が必要である。各画面を特徴づげるため偏光
子を用い、これを通常投映レンズに置く。両画面は、非
減極（ｎｏｎ−ｄｅｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ）スクリーン
上に同時に投映する。視聴者は、冬眠に適当な画面を選
び出す偏光メガネをかける。こ０ れらの表示技法は、当業者には周知である。

第１図に示すように、２台のカメラは、それぞれ左側の
画像Ｇ／１０と右側の画像Ｄ／２０を含む対を成す一連
の立体画像を発生する。対をなす一連の画像（画像列）
はエンコーダ（１）の入力に加え、そこで、これらの画
像の前処理を行う。この前処理は、両立画像Ｃ／３０を
表わす画像信号を伝送リンクのアナログ・ビデオ・チャ
ンネルを介して伝送し、補助データＡ／６０をデジタル
・チャンネルを介して伝送するために行うものである。

対をなす一連の立体画像Ｇ／１０．　　Ｄ／２０の前処
理の第１段階（１００）　　では、左側画像Ｇ／１０の
画素と右側画像Ｄ／２０の画素をマツピングして、補助
データＡ／６０の全部又は一部を構成するベクトル・マ
ツプの決定を可能とする。このマツピング操作は、当業
者に周知の方法を用いる（図示しない）回路によって行
い、エンコーダ（１）の入力における同じ現時の画像対
（右側及び左側の画像）に、又は画像列における続く異
なる対の右側及び左側の画像に適用することができる。

■ マツピング段に続くシフト段（１５０）　　では、右側
画像Ｄ／２０の画素を左側画像Ｇ／１０の画素に対し、
又はその逆にシフトする。ここで、これら右側画像及び
左側画像は、現時の立体画像の対か又は画像列における
続く異なる画像対に属するものとする。左側画像Ｇ／１
０からの画素を、多重化段（２００）において、右側画
像Ｄ／２０のシフトした画素と、マツピング処理から導
かれる情報を参照して多重化する。多重化段（２００）
　　では、エンコーダ（１）の出力に、一連の立体画像
対の左側及び右側画像からの信号要素（画素）を組合せ
た両立画像信号Ｃ／３０を生じる。両立画像信号Ｃ／３
０は通常のテレビジョン受像機により直ちに再生可能で
ある。立体テレビジョン受像機向けの両立画像信号Ｃ／
３０は、補助データＡ／６０と共に、立体テレビジョン
受像機に付属するデコーダ（２）に送られる。デコーダ
（２）に入力された両立画像信号は、分離段（２５０）
　　において分離（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）され、左
側画像Ｇ／４０と画素を再びシフトする段階（３００）
　　を経たあと右側画像Ｄ１５０を供給する。

本発明方法は、一連の立体画像列の現時画像対の空間的
時間的活動状態に応じて右側及び左側の画像の画素を多
重化するので、ダイナミック（躍動的）立体ビジョン方
式の実現が可能となる。ダイナミック立体ビジョン方式
においては、右側画面及び左側画面に対応する各画像列
における運動を予測又は特徴を監視して時間データを作
成し、これを画素伝送時の多重化のモード（第２図Ｂ〜
Ｄ）を選択するのに使用し、或いは、場合に応じて伝送
されなかったフレームを（右側及び左側画面と無関係に
）再生するのに使用する。運動の予測は、画像列におけ
る少なくとも連続する２つの対を取り、現時画像対の早
い動き、該画像対の静止内容に対応する遅い動き、もし
くは非常に遅い動きを弁別する選択機能によって行う。

第１図に示すように、この運動はマツピング段（１００
）　　の前に予測段（３５０）　　において現時画像対
の列から予測し、該予測の結果は、マツピング、シフト
及び多重化の各段（１００，１５０，２００）　　の入
力にそれぞれ供給する。

３ 運動ベクトル場（ｆｉｅｌｄ）　　は、デジタル・チャ
ンネルにて、例えば分割（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）
によりビットレートを減らしたあと補助データＡ／６０
の一部として伝送する。同時表示モード（第２図Ｆ）で
は、本発明方法を上記の運動予測の結果に合せて調整す
る。画像列の現時画像対の内容が早い運動として認識さ
れる場合は、時間的解像度をよくするのが望ましい。す
なわち、立体画像対の右側及び左側画像からの画素を、
例えば、左側（Ｇ）の歪像（ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ　ｉ
ｍａｇｅ）のフレーム’ｒ＋（ｃ）と、右側（Ｄ）のシ
フトされた歪像のフレームＴ　Ｉ　（Ｄ）（第２図Ａ）
とを空間的にライン毎に組合せて多重化し、第２図已に
示すように、両立画像の複合フレームｔ＋Ｇ、ｔ＋Ｄｄ
を構成してエンコーダ（１）の出力より伝送する。各右
側及び左側画像の空間的解像度は、歪像法により、すな
わちフィルタリンク及び不充分なサンプリング（ｕｎｄ
ｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ）により減少し、右側の歪像のみ
をシフトする。伝送する画像に歪像作用と逆の作用を加
えるため、デコーダ（２）で分離段（２５０）及びシフ
ト段（３００）のあ４ とに直線フィルタ処理（ｌｉｎｅａｒ　ｆｉｌｔｅｒ　
ｐｒｏｃｅｓｓ）を行う。更に、デコーダ（２）で直線
フィルタリングをする前に、運動ベクトル場に関する情
報を分離するようにするのがよい。

画像列からの現時画像対の内容が小さい運動として認識
される場合は、時間的及び空間的解像度を、左側画像の
奇数フレームＴ、Ｇのあとに右側画像のシフトされた偶
数フレームＴ２Ｄｄが来るように、又はその逆に時間的
に組合せることにより、同時に減少させる。したがって
、伝送される両立画像のフレーム列は、第２図Ｃに示す
ように、画像列の画像対からの各右側及び左側画像の交
番フレームを表わす。伝送されるフレームの空間的解像
度は、減少しない。上述のマツピング段に加え、画像列
からの画像対の右側及び左側の伝送されないフレームを
デコーダ（２）で補間して再生できるよう、補助データ
として必要な情報を供給するため、例えば運動予測のよ
うな処理を付加する必要がある。

第２図りは、立体画像対の運動が非常に小さい場合に、
右側及び左側の画像からの画素を多重化して得られる伝
送画像列からの両立画像フレームを示す。この場合左側
画像の２連続フレームＴ１Ｇ、　　Ｔ２Ｃのあとにシフ
トされた右側画像の２連続フレームＴ３Ｄｄ、　Ｔ４Ｄ
ｄが続くよう時間的に組合され、伝送される両立画像の
２つの連続フレームが、立体画像列の対をなす右側又は
左側画像の２連続フレームを交互に表わすので、空間的
解像度は保存される。上述の付加処理は、この処理から
得られるデータを用いて、デコーダで画面から脱落した
画像を補間・再生することができる。

この新しい方法は、左右の画面に属する立体テレビジョ
ン画素を付属デコーダ（２）に供給することにより、立
体画像を改善するものである。右側及び左側画面に対応
する画像に属する伝送されない画素は、補助データを用
いて再生する。本発明による処理・伝送方法を用いれば
、立体画像から従来技術による前述の欠点がなくなる。

本発明により伝送される両立画像の列は、従来のテレビ
ジョン受像機によく見られる欠点を、例えば公知のフィ
ルタリングや輪郭平滑処理により大部分除去しろるので
、許容できる画質の非３Ｄ表示が可能である。

上述した具体例は、交番表示モード（第２図Ｅ）の立体
テレビジョン方式として両立性がある。交番表示モード
では、各再生左側画像は常に左側画像の奇数フレームに
対応し、各再生右側画像は右側画像の偶数フレームに対
応する。このため、表示される各画像の垂直解像度は常
に半分となる。

したがって、中間フレームは補間しなければならない。

本発明の特定の具体例では、デコーダ（２）で行う処理
、特に１００　Ｈｚでの交番モード画像表示の場合、時
間的周波数変換処理を簡略化することができる。

この交番表示とは、右側及び左側画面を同時に走査し、
立体画像対の列を処理・伝送する際、左側画像の奇数フ
レームのあとに右側画像の偶数フレームを時間的に組合
せて、第２図Ｃに示すような両立画像列を作る場合のこ
とである。

第２図Ｃに示すように、一連の立体画像対の左７ 側面像の奇数フレームに対応する最初のフレームＴ、Ｇ
、Ｔ３Ｇは、完全に伝送される。これらを１００七での
交番モードで再生するとき、第２図Ｅに示すように、左
側画像の伝送されなかったフレームに対応する中間の奇
数フレームＴ、Ｇを、時間的周波数変換により再生する
必要がある。この変換処理は、デコーダ（２）において
再生される左側画像の２フレーム毎に行われる。再生さ
れる右側画像については、これらに対応する全偶数フレ
ームＴｐＤがデコーダで計算し直され、これらに不一致
及び時間的周波数変換処理が適用される。

本発明によれば、デコーダ（２）の行う処理を簡略化す
ることによりデコーダ（２）の構成をもっと簡単にする
ことができる。この簡略化は、再生される右側画像に対
応する偶数フレームを計算することにより、特にエンコ
ーダ（１）において時間的周波数変換を行うことにより
達成される。

エンコーダ（１）で行う前処理により、時間的周波数変
換は、一連の立体画像対からの右側画像の２つの偶数フ
レーム毎に行うだけでよい。左側画像８ の奇数フレームは、それから右側画像の前辺って周波数
変換された偶数フレームと時分割多重化され、一連の両
立画像を構成する。なお、シフト操作は必要である。

勿論、本発明は、レンズ状アレイ表示をもつ装置とも両
立するもののである。更に、必要に応じ、エンコーダで
計算されこれより伝送されるデータに基いて、デコーダ
でｎ個の中間画面を補間することもできる。

本発明は、上述した具体例に限定されるものではなく、
本発明の範囲から逸脱することなく変形をすることがで
きるものである。

〔発明の効果〕

上記の〔課題を解決するための手段及び作用〕の項に記
載した本発明の作用は、本発明の効果に外ならないので
重複記載を省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を使用する装置の概略図、第２図は
第１図装置の各動作モードにおけるフレ９ −ムを示す説明図で、同図Ａは走査による立体画像列の
対をなすフレーム、同図Ｂ−Ｄは伝送される両立画像列
のフレーム例、同図Ｅ、Ｆは再生された立体画像列のフ
レーム例をそれぞれ示す。 代 理 人 松 隈 秀 盛 〈 αつ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アナログ・ビデオ・チャンネル及びデジタル・チャ
   ンネルを有する伝送リンクにより一連の対をなす立体テ
   レビジョン画像信号を処理・伝送し、該伝送リンクの受
   像端において両立画像又は３次元画像を再生する方法で
   あって、 上記一連の立体テレビジョン画像信号の右側及び左側の
   対をなす画像の画素を多重化することにより構成した両
   立画像信号を上記アナログ・ビデオ・チャンネルにより
   伝送することを特徴とする立体テレビジョン画像信号の
   処理・伝送方法。 ２、、上記一連の対をなす立体テレビジョン画像信号を
   処理するに際し、 該一連の立体テレビジョン画像信号における同じ対の画
   像部分又は連続する２つの対の画像部分である右側及び
   左側画像の各画素をマッピとする請求項１記載の方法。 ３、上記一連の対をなす立体テレビジョン画像信号の対
   をなす画像の画素の多重化は、現時画像対の局部的又は
   全体的内容の運動量に合せて行うことを特徴とする請求
   項１記載の方法。 ４、上記一連の対をなす立体テレビジョン画像信号の右
   側及び左側の対をなす画像の画素の多重化は、左側の歪
   像の１フレームを右側の歪像の１フレームと空間的にラ
   イン毎に組合せて行い、伝送する両立画像信号の複合フ
   レームを構成することを特徴とする請求項２記載の方法
   。 ５、上記一連の対をなす立体テレビジョン画像信号の右
   側及び左側の対をなす画像の画素の多重化を、左側画像
   の奇数フレームのあとに右側画像の偶数フレームが来る
   ように、又はその逆に時間的に組合せて行い、伝送され
   る両立画像信号の連続する各フレームが上記立体テレビ
   ジョン画像信号の右側及び左側の対をなす画像の交番フ
   レームを表わすようにすることを特徴とする請求項２記
   載の方法。 ６、上記一連の対をなす立体テレビジョン画像信号の右
   側及び左側の画像の画素の多重化を、左側画像の連続す
   る２フレームのあとに右側画像の連続する２フレームが
   来るように時間的に組合せて行い、伝送する両立画像信
   号の連続する２フレームが上記立体テレビジョン画像信
   号の右側画像又は左側画像の交番連続フレームを表わす
   ようにすることを特徴とする請求項２記載の方法。 ７、多重化に先立ち、上記一連の対をなす立体テレビジ
   ョン画像信号の右側画像の偶数フレームに対して付加的
   な時間的周波数変換処理を行うことを特徴とする請求項
   ６記載の方法。