JPH04360395A - Parallax correction device - Google Patents
Parallax correction deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は視差補正装置に関し、
特に、画像工学において、左画像と右画像とに基づいて
立体画像を表示する上で、左画像と右画像との視差を補
正するような視差補正装置に関する。[Field of Industrial Application] This invention relates to a parallax correction device,
In particular, in image engineering, the present invention relates to a parallax correction device that corrects parallax between a left image and a right image when displaying a stereoscopic image based on the left image and the right image.
【0002】0002
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図8
は従来の時分割立体画像提示装置の一例を示す図である
。図8を参照して、左画像を第1フィールドとし、右画
像を第2フィールドとして、左右の画像を時間的にフィ
ールド(フレーム)毎に切換えてテレビジョンモニタに
表示し、左右の目の前にそれぞれ液晶シャッタ12を配
置した眼鏡を観察者11がかけて画像を見る。このとき
、左右の液晶シャッタ12は画像信号に同期して駆動さ
れる。すなわち、右目用画像がモニタテレビジョンに表
示されているときには左目用の液晶シャッタは光を通さ
ない状態にされ、右目用の液晶シャッタは光を通すよう
な状態に駆動される。また、右目用の画像がモニタテレ
ビジョンに表示されているときには左右が逆となる。
左右の2つの画像は、左右水平に配置されたカメラ2台
で撮影されているので、これらの画像を両眼で融合する
ことにより、みかけの奥行きを持つ三次元的なステレオ
画像が得られる。[Prior art and problems to be solved by the invention] Figure 8
1 is a diagram showing an example of a conventional time-division stereoscopic image presentation device. Referring to FIG. 8, the left image is the first field, the right image is the second field, and the left and right images are temporally switched for each field (frame) and displayed on the television monitor, in front of the left and right eyes. An observer 11 views the image by wearing glasses each having a liquid crystal shutter 12 arranged thereon. At this time, the left and right liquid crystal shutters 12 are driven in synchronization with the image signal. That is, when an image for the right eye is displayed on the monitor television, the liquid crystal shutter for the left eye is driven to a state in which no light passes through, and the liquid crystal shutter for the right eye is driven to a state in which light passes. Furthermore, when an image for the right eye is displayed on a monitor television, the left and right sides are reversed. The left and right images are taken by two cameras placed horizontally on the left and right, so by merging these images with both eyes, a three-dimensional stereo image with apparent depth can be obtained.
【0003】しかし、このようなステレオ画像では、人
が融合する時点で水平,垂直視差の限界があり、これを
越えるとステレオ視,融合視が不可能になってしまう。
たとえば、ステレオ画像の撮影では、カメラ2台を用い
る方式では左右像の光軸合せが微妙であり、限界以上の
視差が生じる場合が多い。このような視差の設定が不適
当な画像は視差融合範囲を越えたステレオ画像を鑑賞す
るときに大きな妨害となる。However, in such stereo images, there is a limit to the horizontal and vertical parallax at the time when people are fused, and if this is exceeded, stereo vision and fused vision become impossible. For example, when capturing stereo images, in a method using two cameras, the alignment of the optical axes of the left and right images is delicate, and parallax exceeding a limit often occurs. Images with such inappropriate parallax settings will greatly interfere with viewing stereo images that exceed the parallax fusion range.
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、カ
メラで収録した後のステレオ画像の水平,垂直視差を自
動的に補正し、適正な立体画像を生成できるような視差
補正装置を提供することである。[0004] Therefore, the main object of the present invention is to provide a parallax correction device that can automatically correct the horizontal and vertical parallax of a stereo image recorded by a camera and generate an appropriate stereoscopic image. be.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる発明は
、視差補正装置であって、左画像と右画像のステレオ画
像を入力として左右画像の視差を抽出する視差抽出手段
と、抽出された視差画像にフィルタ処理を施す信号処理
手段と、信号処理手段の出力と左画像および右画像のい
ずれか一方の画像とを用いてステレオ画像を復元するス
テレオ画像復元手段を備えて構成される。[Means for Solving the Problems] The invention according to claim 1 is a parallax correction device, which comprises a parallax extraction means for extracting the parallax between the left and right images by inputting stereo images of a left image and a right image, and It is configured to include a signal processing means that performs filter processing on a parallax image, and a stereo image restoring means that restores a stereo image using the output of the signal processing means and one of the left image and the right image.
【0006】請求項2にかかる発明は、請求項1にかか
る発明の信号処理手段として、抽出された視差画像の高
域成分を除去するローパスフィルタと、ローパスフィル
タの出力をクリップ処理するクリップ処理手段とから構
成される。The invention according to claim 2 includes, as the signal processing means of the invention according to claim 1, a low-pass filter for removing high-frequency components of the extracted parallax image, and a clip processing means for clipping the output of the low-pass filter. It consists of
【0007】請求項3にかかる発明は、請求項2にかか
る発明のローパスフィルタとしてピーキング特性を有す
るものが用いられる。[0007] In the invention according to claim 3, a filter having peaking characteristics is used as the low-pass filter according to the invention according to claim 2.
【0008】請求項4にかかる発明は、請求項1にかか
る発明の信号処理手段として、抽出された視差画像の高
域成分と低域成分とを除去するバンドパスフィルタと、
バンドパスフィルタの出力をクリップ処理するクリップ
処理手段とから構成される。The invention according to claim 4 is characterized in that the signal processing means of the invention according to claim 1 includes a band-pass filter for removing high-frequency components and low-frequency components of the extracted parallax image;
and clipping processing means for clipping the output of the bandpass filter.
【0009】請求項5にかかる発明は、請求項1にかか
る発明の信号処理手段として、視差画像のうち視差0近
辺の値を0にするような非線形処理を加えるように構成
される。According to a fifth aspect of the present invention, the signal processing means of the first aspect of the present invention is configured to apply nonlinear processing to reduce a value near zero parallax in a parallax image to zero.
【0010】0010
【作用】この発明にかかる視差補正装置は、左画像と右
画像とから得られる視差画像にフィルタ処理を行なうこ
とによって、融合しない視差が発生しないようにし、こ
の視差画像と片方の目に対応する画像から左画像と右画
像のステレオ画像を得る。[Operation] The parallax correction device according to the present invention performs filter processing on the parallax image obtained from the left image and the right image to prevent unfused parallax from occurring, and to make the parallax image correspond to one eye. Obtain stereo images of the left and right images from the images.
【0011】[0011]
【発明の実施例】図1はこの発明の一実施例の概略ブロ
ック図である。図1を参照して、視差抽出部1には、右
画像と左画像とが入力され、右画像と左画像との視差画
像が抽出されてローパスフィルタ(LPF)2に与えら
れる。ローパスフィルタ2は視差画像に含まれる高域成
分を除去してクリップ処理部3に与える。クリップ処理
部3はクリップ処理を施してステレオ画像復元部4に与
える。ステレオ画像復元部4はクリップ処理された視差
画像と左画像とに基づいて、ステレオ画像を復元し、右
画像信号と左画像信号とを出力する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a right image and a left image are input to a parallax extraction unit 1, and a parallax image between the right image and the left image is extracted and provided to a low pass filter (LPF) 2. The low-pass filter 2 removes high-frequency components included in the parallax image and provides the removed image to the clip processing unit 3. The clip processing section 3 performs clip processing and provides the result to the stereo image restoration section 4. The stereo image restoration unit 4 restores a stereo image based on the clipped parallax image and the left image, and outputs a right image signal and a left image signal.
【0012】図2は、図1に示した視差抽出部による視
差検出方法を説明するための図であり、図3は図1に示
したクリップ処理部の入出力特性を示す図であり、図4
は図1に示したステレオ画像復元部によるステレオ画像
復元方法を説明するための図であり、図5は雑音除去の
ための非線形処理のための入出力特性を示す図であり、
図6はピーキング特性を持つローパスフィルタの周波数
特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the parallax detection method by the parallax extraction section shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the input/output characteristics of the clip processing section shown in FIG. 4
is a diagram for explaining a stereo image restoration method by the stereo image restoration unit shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing input/output characteristics for nonlinear processing for noise removal.
FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of a low-pass filter with peaking characteristics.
【0013】次に、図1〜図6を参照して、この発明の
一実施例の具体的な動作について説明する。カメラなど
で撮像された右画像信号と左画像信号とが視差抽出部1
に与えられる。視差抽出部1は左右の画像の視差成分を
抽出する。ここで、視差成分とは、左右の画像の水平方
向の局所的なずれ(偏移)のことであり、この偏移がス
テレオ視による奥行きに対応している。視差成分抽出方
法としては、たとえば左右の画像の相互相関を求める方
法がある。図2はこの方法を簡単に説明したものであり
、(a)は左画像を示し、(b)は右画像を示す。片方
の画像の局所的な領域(図2(a)では3×3画素の領
域の場合)を平行移動し、図2(b)に示すようにもう
片方の画像と最も一致する偏移(Dx,Dy)が求めら
れる。ここで、相互相関を用いて視差を計算する具体例
について説明する。左右の画面の対応するこの領域を構
成する画素gL(xi ,yi )(左目用画像),g
R(xi ,yi )(右目用画像)、i=1,2…9
について相関を計算する。そして、片方の目の画像の領
域Kを(Dx k ,Dy k )だけ平行移動したと
きの相関を計算し、最も相関の高い値を示す(この場合
小さい値になる)場合の(Xk ,Yk )が視差とな
る。計算式で表わすと、
S(Dx k ,Dy k )
視差(Dx ,Dy )=(Dx k ,Dy k )
for minS(Dx k ,Dy k )
となる。ここで、S(Dx k ,Dy k )は基準
位置から(Dx k ,Dy k )だけ平行移動した
ときの左右画像の相関を示す関数である。この計算を画
面全体にわたって領域を移動しながら行ない、それぞれ
の視差(Dx ,Dy )をそれぞれの領域の中心座標
における視差とすれば、画面全体の範囲の視差画像が得
られる。Next, the specific operation of one embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 6. The right image signal and the left image signal captured by a camera etc. are disparity extracting unit 1
given to. The parallax extraction unit 1 extracts parallax components between left and right images. Here, the parallax component refers to a local shift (shift) between the left and right images in the horizontal direction, and this shift corresponds to the depth in stereo viewing. As a parallax component extraction method, there is, for example, a method of obtaining cross-correlation between left and right images. FIG. 2 briefly explains this method, with (a) showing the left image and (b) showing the right image. A local area of one image (in the case of a 3x3 pixel area in Fig. 2(a)) is translated in parallel, and as shown in Fig. 2(b), the shift (Dx , Dy) are obtained. Here, a specific example of calculating parallax using cross-correlation will be described. Pixels gL (xi, yi) (left eye image), g that constitute this corresponding area of the left and right screens
R(xi, yi) (right eye image), i=1, 2...9
Calculate the correlation for. Then, calculate the correlation when the area K of the image of one eye is translated by (Dx k , Dy k ), and calculate the correlation (X k , Y k ) is the parallax. Expressed as a calculation formula, S(Dx k , Dy k ) Parallax (Dx , Dy )=(Dx k , Dy k )
for minS(Dx k , Dy k ). Here, S(Dx k , Dy k ) is a function indicating the correlation between the left and right images when translated by (Dx k , Dy k ) from the reference position. If this calculation is performed while moving the area over the entire screen, and each parallax (Dx, Dy) is taken as the parallax at the center coordinates of each area, a parallax image covering the entire screen can be obtained.
【0014】この画像は画像信号の雑音成分や左右の画
像の遮へい成分の影響で、かなり妨害成分が入っている
。そこで、ローパスフィルタ2によって高域雑音が除去
され、さらにクリップ処理部3によって図3に示すよう
なクリップ処理が施される。これによって、ステレオ画
像鑑賞時に融合しないような大きな視差成分を抑圧する
ことができる。このとき、ローパスフィルタ2は1次元
(水平方向),2次元(水平,垂直方向),3次元(水
平、垂直,時間方向)いずれのタイプを用いてもよい。This image contains a considerable amount of disturbing components due to the noise components of the image signal and the shielding components of the left and right images. Therefore, the high-frequency noise is removed by the low-pass filter 2, and the clip processing section 3 performs clip processing as shown in FIG. This makes it possible to suppress large parallax components that would not be fused when viewing stereo images. At this time, the low-pass filter 2 may be of any one-dimensional (horizontal direction), two-dimensional (horizontal, vertical direction), or three-dimensional (horizontal, vertical, temporal direction) type.
【0015】次に、ステレオ画像復元部4はローパスフ
ィルタ2によって高域成分が除去されかつクリップ処理
部3でクリップ処理された視差画像信号と左右いずれか
一方の入力画像を用いて左右のステレオ画像を復元する
。図4を参照してより詳細に説明すると、図4(a)に
示されている一方の画像の各画素を、図4(c)に示す
視差画像における位置の水平視差の大きさに合わせて、
図4(b)に示すようにDxだけもとの画素の位置から
水平方向に偏移する。さらに、垂直方向の視差Dyを用
いてこれが一定値DになるようにΔDy=D−Dyだけ
垂直方向に偏移しても、視差の符号によって偏移の方向
は反転する。また、画素が重なった場合は平均し、空き
画素は上下左右の画素を用いて内挿する。このとき、各
画素の視差の垂直成分を画像の全体にわたって平均し、
その値によって左右の画像の垂直位置を平行移動によっ
て合わせることによってステレオ画像鑑賞時に妨害とな
る垂直視差成分を最小にできる。また、再構成された左
右の画像にローパスフィルタ処理を施すことによって、
視差処理を施して不連続となった画像を滑らかにつない
でもよい。Next, the stereo image restoration unit 4 uses the parallax image signal whose high-frequency components have been removed by the low-pass filter 2 and which has been clipped by the clip processing unit 3 and the left or right input image to create left and right stereo images. restore. To explain in more detail with reference to FIG. 4, each pixel of one image shown in FIG. 4(a) is adjusted to match the horizontal parallax of the position in the parallax image shown in FIG. 4(c). ,
As shown in FIG. 4(b), the pixel is shifted from the original pixel position by Dx in the horizontal direction. Furthermore, even if the vertical parallax Dy is shifted in the vertical direction by ΔDy=D-Dy so that it becomes a constant value D, the direction of the shift is reversed depending on the sign of the parallax. Furthermore, if pixels overlap, they are averaged, and empty pixels are interpolated using pixels on the top, bottom, left and right. At this time, the vertical component of the parallax of each pixel is averaged over the entire image,
By adjusting the vertical positions of the left and right images by parallel movement according to this value, it is possible to minimize the vertical parallax component that interferes with stereo image viewing. In addition, by applying low-pass filter processing to the reconstructed left and right images,
Images that have become discontinuous by performing parallax processing may be smoothly connected.
【0016】また、図5に示すように視差0近辺の雑音
成分を0にすることにより、視左のS/N比の高いステ
レオ画像を得ることもできる。さらに、ローパスフィル
タ2の特性を図6に示すようなピーキング特性を持たせ
たものを用い、ピーキングの大きさを変えることによっ
て奥行きエッジにおけるステレオの奥行き感を強調する
こともできる。Furthermore, as shown in FIG. 5, by reducing the noise component near zero parallax to zero, a stereo image with a high S/N ratio on the left side of the visual field can be obtained. Furthermore, by using a low-pass filter 2 having a peaking characteristic as shown in FIG. 6 and changing the magnitude of the peaking, it is possible to emphasize the sense of stereo depth at the depth edge.
【0017】さらに、ローパスフィルタ2に代えてバン
ドパスフィルタを用い、高域成分と低域成分を除去し、
奥行きの変化している部分のみに水平視差を与えるよう
にすることもできる。この場合、完全な立体感を得るこ
とができないが、図7に示すように、視差の変化成分の
みを抽出し、これを用いて左右の画像を構成し、擬似的
な立体画像を得る。この方法を用いると、図7(a)の
縦軸に示す奥行成分を図7(b)に示すような視差の変
化成分のみに変換することによって視差画像の情報量を
落とし、伝送容量を小さくできるという利点がある。Furthermore, a band pass filter is used in place of the low pass filter 2 to remove high frequency components and low frequency components.
It is also possible to apply horizontal parallax only to the portion where the depth changes. In this case, it is not possible to obtain a complete three-dimensional effect, but as shown in FIG. 7, only the parallax change component is extracted and used to construct the left and right images to obtain a pseudo three-dimensional image. Using this method, the amount of information in the parallax image is reduced by converting the depth component shown on the vertical axis in Figure 7(a) into only the parallax change component shown in Figure 7(b), reducing the transmission capacity. It has the advantage of being possible.
【0018】上述の処理によって、視差成分をローパス
フィルタ,クリップ処理された左右のステレオ画像を得
ることができる。By the above-described processing, it is possible to obtain left and right stereo images in which the parallax components are subjected to low-pass filtering and clipping processing.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、左右
画像の視差を抽出し、抽出された視差画像にフィルタ処
理を施した後、左右いずれか一方の画像を用いてステレ
オ画像を復元するようにしたので、ステレオ画像鑑賞時
に有害となる大きな視差を画面内のそれぞれの位置にお
いて補正して良好なステレオ画像を生成することができ
る。また、片方の画像と視差画像を伝送する場合、視差
画像のフィルタ処理を施しておくことによって、帯域幅
を削減できるので、伝送容量を低減できる。As described above, according to the present invention, after extracting the parallax between left and right images and applying filter processing to the extracted parallax image, a stereo image is restored using either the left or right image. This makes it possible to correct large parallaxes that are harmful when viewing stereo images at each position within the screen, and generate a good stereo image. Furthermore, when transmitting one image and a parallax image, by filtering the parallax images, the bandwidth can be reduced, and therefore the transmission capacity can be reduced.
【図1】この発明の一実施例の概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the invention.
【図2】図1に示した視差抽出部による視差検出方法を
説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a parallax detection method by the parallax extraction unit shown in FIG. 1;
【図3】図1に示したクリップ処理部3によるクリップ
処理の入出力特性を示す図である。3 is a diagram showing input/output characteristics of clip processing by the clip processing section 3 shown in FIG. 1. FIG.
【図4】図1に示したステレオ画像復元部によるステレ
オ画像の復元方法を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of restoring a stereo image by the stereo image restoring section shown in FIG. 1;
【図5】雑音除去のための非線形処理の入出力特性を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing input/output characteristics of nonlinear processing for noise removal.
【図6】ピーキング特性を持つローパスフィルタの周波
数特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics of a low-pass filter with peaking characteristics.
【図7】視差の変化成分のみを抽出する例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of extracting only a parallax change component.
【図8】従来の時分割立体画像提示装置の一例を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional time-division stereoscopic image presentation device.
1 視差抽出部 2 ローパスフィルタ 3 クリップ処理部 4 ステレオ画像復元部 1 Parallax extraction part 2 Low pass filter 3 Clip processing section 4 Stereo image restoration section
Claims (5)
入力として左右画像の視差を抽出する視差抽出手段、前
記視差抽出手段によって抽出された視差画像にフィルタ
処理を施す信号処理手段、および前記信号処理手段の出
力と前記左画像および右画像のいずれか一方の画像とを
用いてステレオ画像を復元するステレオ画像復元手段を
備えた、視差補正装置。1. Parallax extraction means for extracting the parallax between the left and right images by inputting stereo images of the left image and the right image, a signal processing means for performing filter processing on the parallax image extracted by the parallax extraction means, and the signal processing means. A parallax correction device comprising: a stereo image restoring means for restoring a stereo image using an output of the means and one of the left image and the right image.
段によって抽出された視差画像の高域成分を除去するロ
ーパスフィルタ、および前記ローパスフィルタの出力を
クリップ処理するクリップ処理手段を含む、請求項1の
視差補正装置。2. The signal processing means includes a low-pass filter that removes high-frequency components of the parallax image extracted by the parallax extraction means, and a clip processing means that clips the output of the low-pass filter. parallax correction device.
性を有することを特徴とする、請求項2の視差補正装置
。3. The parallax correction device according to claim 2, wherein the low-pass filter has a peaking characteristic.
段によって抽出された視差画像の高域成分と低域成分と
を除去するバンドパスフィルタ、および前記バンドパス
フィルタの出力をクリップ処理するクリップ処理手段を
含む、請求項1の視差補正装置。4. The signal processing means includes a bandpass filter for removing high-frequency components and low-frequency components of the parallax image extracted by the parallax extraction means, and a clipping process for clipping the output of the bandpass filter. 2. The parallax correction device of claim 1, comprising means.
視差0近辺の値を0 にするような非線形処理を加える
ことを特徴とする、請求項1の視差補正装置。5. The parallax correction apparatus according to claim 1, wherein the signal processing means applies nonlinear processing to reduce a value near zero parallax in the parallax image to zero.
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---|---|---|---|
JP13476691A JPH0787598B2 (en) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | Parallax correction device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP13476691A JPH0787598B2 (en) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | Parallax correction device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0787598B2 JPH0787598B2 (en) | 1995-09-20 |
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Family Applications (1)
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JP13476691A Expired - Fee Related JPH0787598B2 (en) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | Parallax correction device |
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