JPH0595509A - 画像撮影装置により観察される被写界内の深度に関する情報の要素を獲得する方法及び装置 - Google Patents

画像撮影装置により観察される被写界内の深度に関する情報の要素を獲得する方法及び装置

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JPH0595509A
JPH0595509A JP4048893A JP4889392A JPH0595509A JP H0595509 A JPH0595509 A JP H0595509A JP 4048893 A JP4048893 A JP 4048893A JP 4889392 A JP4889392 A JP 4889392A JP H0595509 A JPH0595509 A JP H0595509A
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JP
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optical
signal
frequency
image
depth
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JP4048893A
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Olivier Florant
フローラン・オリビエ
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Thomson Broadcast SAS
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Thomson Broadcast SAS
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    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/272—Means for inserting a foreground image in a background image, i.e. inlay, outlay
    • H04N5/275—Generation of keying signals
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
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  • Studio Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 撮影画像の背景から前景区域を区分し特殊効
果を施すための深度情報要素を得る方法及び装置を提供
する。 【構成】 光学装置１０は入力光の全周波数に対し透光
性ある区域による第１の光学信号１と、中心周波数ｆｃ
を中心とする狭い周波数帯△ｆに属する光学周波数を選
択的に透過させて得られる第２の光学信号２を出力す
る。これは第１の画像より減少された被写界深度で獲得
され、従って鮮明な前景区域と不鮮明な背景区域を含
む。主信号を構成する信号１は標準信号処理がなされ画
像再構成に用いられる。深度信号は、一つは第１の光信
号からセンサで得られる少くとも一つ以上の１次電気信
号と、他はセンサ１５からの電気信号が計算装置１６に
送られ、二つの高周波信号の差異として深度信号３が得
られる。この信号は使用前に整形及び整相装置を経てか
ら使われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像内において背景から
前景区域を区分することを可能とする目的で、画像撮影
装置の深度に関する情報の要素を獲得するために使用可
能な方法及び装置に関する。
【０００２】本発明は特にテレビジョン及び映画の分野
において適用可能である。
【０００３】
【従来の技術】テレビジョン業界は、可能な限り均一に
彩色されたカラ−の背景から画像要素の抽出を可能とす
る特種効果装置を非常に頻繁に使用する。この抽出はそ
れらの画像要素が背景に使用されている色を含まない場
合に限って可能である。これらの種々の装置はクロマキ
−と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】均一の背景色を用意す
る必要に起因する制約は、しばしば特定の特殊効果を得
ることを不可能としている。それが画像中に現れる時の
それぞれの色の多様性に関わらず、前景の被写体と背景
又は背景布との厳密な区分を確立することを可能とす
る、深度に関する情報が入手可能となることが望ましい
であろう。
【０００５】本発明は、画像撮影装置により観察される
被写界内の深度に関する情報の要素を獲得するために使
用することができ、ある要素が前景に属するのか背景に
属するのか判断することを可能とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による、画像撮影
装置により観察される被写界内の深度に関する情報の要
素を獲得するために使用可能な方法は、前景区域と背景
区域を含む照明された場面の２つの画像、即ち、画像撮
影装置により観察される被写界深度が第１の画像では第
２の画像よりもより大きいような２つの画像を撮影から
抽出し、２つの高周波信号を獲得するように、画像の鮮
明度の特性を示している高周波成分をそれぞれの画像か
ら抽出し、その差異により深度信号を獲得するために２
つの高周波信号を比較することから構成されている。
【０００７】
【実施例】本発明のその他の特有の特徴及び利点は、添
付図面を参照し非制限的な例をもってなされる記述によ
り明白となるであろう。
【０００８】図１は、本発明による、照明された場面の
画像と深度信号を供給する画像撮影装置を示す。
【０００９】照明された場面は前景区域と背景区域を含
む。画像撮影装置は、入力において照明された場面から
反射する光線を受容し、出力において同一撮影用の２つ
の光学信号を供給する工学装置１０を含む。即ち、照明
された場面の可視周波数の範囲内の第１の画像に対応す
る第１の光学信号１があり、これは前景区域に対して調
整された焦点合わせと、画像が均一に鮮明となるために
充分に大きい被写界深度をもって獲得されている。同一
の照明された場面の第２の画像に対応する第２の光学信
号２があり、第２の画像は可視範囲に相当して位置決め
されるか又は斤赤外範囲に位置決めされた周波数ｆｃを
中心とする狭い周波数帯Δｆの範囲内である。第２の光
学信号は第１の画像と同一な焦点合わせによるが、第１
の画像よりは減少させられた被写界深度をもって獲得さ
れている。従って、第２の画像は鮮明な前景区域と不鮮
明な背景区域を含む。
【００１０】光学信号２は、光学装置１０から、対応す
る電気信号をその出力において供給するセンサ１５に直
接送信される。
【００１１】周波数帯Δｆは充分に狭く、画像は色収差
ではなく単に小さい被写界深度に起因して不鮮明な画像
特性を有しているが、該周波数帯はセンサ１５の感度を
充分に使用することを可能とするに足りる光エネルギが
なければならない。
【００１２】場面は照明装置によって照明される。場面
の被写体から送り返される画像は、使用されているセン
サ１５の感度のためには充分なエネルギを供給されてい
る。
【００１３】主信号を構成する光学信号１は、可視画像
の３つのスペクトル成分即ち赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂに分離
する三色分離器１１に送信される。三色分離器１１の出
力Ｒ、Ｇ、及びＢはそれぞれセンサ１２、センサ１３、
及びセンサ１４の３つのセンサに連結されている。セン
サは出力において、可視画像の３つの可視色即ち赤、
緑、及び青に対応する３つの１次電気信号を３つの異な
るチャネル上に供給する。
【００１４】２つの異なる処理操作が並列に実行されて
いる。第１は照明された場面を再構成するためのもので
あり、第２は深度信号を獲得するためのものである。
【００１５】照明された場面の画像は、センサ１２、セ
ンサ１３、及びセンサ１４から供給される３つの１次電
気信号の標準的な処理により獲得される。
【００１６】深度信号は、第１には１つ又はそれ以上の
１次電気信号と、第２にはセンサ１５から送られる電気
信号の使用により獲得される。
【００１７】図１ではただ１つの１次電気信号が使用さ
れている。これは、緑に対応するセンサ１３の出力信号
である。赤色や青色を使用することも当然可能である。
センサ１３及びセンサ１５からの出力信号は、その出力
において深度信号３を供給する計算装置１６に送信され
る。この深度信号は、使用前に整形及び整相装置１７に
送信される。深度信号の計算は必要であれば各１次色に
ついて行うこともできる。
【００１８】図２は深度信号を計算する装置の第１の典
型的な実施例を示す。
【００１９】この計算装置１６においては、センサ１５
の出力信号とセンサ１２、センサ１３又はセンサ１４の
いずれか一つの出力信号が、以下のようにアナログ的に
処理される。
【００２０】まず最初に信号はそれから高周波を抽出す
るためにフィルタ手段１６１に送信され、次に２つの高
周波信号は、比較装置１６２において相互いに比較され
る。比較装置１６２は、その出力において２つ高周波信
号の差異に等しい深度信号３を供給する。深度信号３
は、可視画像との比較において、被写界深度が小さい画
像内では高周波が大幅に欠除している区域に対応してい
る。この深度信号は、背景区域に関して又は背景布に関
して、画像要素が前景に属しているのかを判断するため
に使用される。なぜなら画像に鋭い変化がある時、つま
り画像が鮮明な時にのみ高周波が現れるためである。
【００２１】図３は深度信号を計算する装置の第２の典
型的な実施例を示す。
【００２２】この計算装置１６においては、センサ１５
の出力信号とセンサ１２、センサ１３又はセンサ１４の
いずれか一つの出力信号が、以下のようにデジタル的に
処理される。
【００２３】まず最初にこれら信号は、デジタル化装置
１６３において同一のサンプリング特性に照らし合わせ
てデジタル化され、次に例えば高速フ−リエ変換、離散
コサイン変換又は小波（wavelet ）変換などを用いた周
波数変換装置１６４において周波数の表示を与えられた
後にリアルタイムに処理される。
【００２４】このようにして獲得されたデジタル信号の
リアルタイム処理は、高周波を抽出するためにデジタル
フィルタリング装置１６５によって行われる各信号のデ
ジタルフィルタリングと、それに続いて比較装置１６６
にて行われる深度信号を得るための２つの高周波信号の
比較とから構成されている。次にこの信号は、周波数変
換装置１６４が行った変換の逆の変換を行う逆変換装置
１６７によって空間の領域に戻される。
【００２５】図４は本発明による光学装置の第１の実施
例を示す。
【００２６】本発明の第１の実施例によれば、光学装置
１０は、入力の対物レンズ２０と、それに続くダイヤフ
ラム２１を有する。ダイヤフラム２１は全周波数に対し
て透過性のある区域と、中心周波数ｆｃを中心とする狭
い周波数帯Δｆに属する光学周波数を選択的に透過させ
る区域とを含む。このダイヤフラム２１は例えば、全て
の光学周波数に透過性のある瞳孔２２と呼ばれる中心区
域と、周波数ｆｃを中心とする周波数帯Δｆに属さない
全ての周波数に対して不透過な環状区域とを含む環状の
二色フィルタである。不透過な区域と透過性のある区域
の相対的な寸法は、固定であっても調節可能であっても
よい。調節は、例えば二色フィルタがその上に設けられ
ているフィルタ内蔵のホイ−ルによって行われてもよ
い。調節はまた、例えばシャッタが二色フィルタ要素で
ある絞りの使用によって行われてもよい。
【００２７】ダイヤフラム２１の瞳孔２２の調節によっ
て、画像撮影装置の被写界の深度を変化させることが可
能である。大きな被写界深度を得るためには、つまり均
一に鮮明な画像を得るためには瞳孔を閉鎖することが必
要である。
【００２８】ダイヤフラム２１の次には光線を集束する
接眼レンズ２３がある。接眼レンズ２３の出力側には鏡
２４が位置付けられている。この鏡は、周波数ｆｃを中
心とする周波数帯Δｆに属する光学周波数を選択的に反
射し、その他の全ての光学周波数を透過させる。鏡によ
って反射された光学周波数は、光学信号２を構成し、該
信号はセンサ１５に送信される。その他の光学周波数は
光学信号１を構成し、それら信号は三色分離器１１に送
信される。
【００２９】図５は本発明による光学装置の第２の実施
例を示す。第２の実施例によれば光学装置５０は、入力
の対物レンズ３０と、それに続く選択性の鏡３１を有す
る。鏡３１は周波数ｆｃを中心とする周波数帯Δｆに属
する光学周波数を反射し、その他全ての光学周波数を透
過させる。それで選択性の鏡３１は光線の経路を２つの
異なる経路に分割する。経路１として参照される、選択
性の鏡３１によって送信された光線の経路上には、瞳孔
３３と呼ばれる調節可能な絞りを含むダイヤフラム３２
が挿入されている。瞳孔３３の調節によって、画像撮影
装置の被写界深度を変化させることが可能となる。
【００３０】ダイヤフラムを透過した光線は、接眼レン
ズ３４に送信されてから集束される。接眼レンズ３４か
ら出る光線は、光学信号１を構成し、該信号は三色分離
器１１に送信される。
【００３１】選択性の鏡３１によって反射された光線
は、接眼レンズ３５に直接送信され、該レンズにより集
束される。接眼レンズ３５から出た光線は、光学信号２
を構成し、該信号センサ１５に送信される。
【００３２】図４及び図５で参照された前述の光学装置
１０及び光学装置５０は、２つの異なる経路１及び経路
２に沿って、照明された場面の２つの画像を単一の撮影
から獲得することができる。経路１は主経路であり、経
路２は偏向された経路である。２つの光学経路は、周波
数ｆｃを中心とする周波数帯Δｆに属する光学周波数を
選択的に偏向させることにより、照明された場面から入
射した光学ビ−ムより獲得される２つの光学ビ−ムに対
応する。２つの画像は、前景に対して設定された同一の
焦点合わせの設定と、異なる被写界深度の設定をもって
撮影される。この被写界深度の差異は、２つの光学ビ−
ムの間の光学絞りの差異を得ることにより獲得される。
２つの光学ビ−ムの差異は、ダイヤフラム２１及びダイ
ヤフラム３２を光学経路１上の挿入し、ダイヤフラム
の、瞳孔と呼ばれる絞り２２及び絞り３３を、光学経路
１上においては光学経路２上よりも大きい被写界深度を
獲得するように調節することにより達成される。こうし
て経路１に沿った画像は、均一に鮮明であり、経路２に
沿った画像は鮮明な前景と不鮮明な背景を有する。
【００３３】このような装置においては、前景区域の焦
点合わせが精密に調節されていることが重要である。画
像撮影装置の焦点合わせにおいて起こり得るエラ−を避
けるために、補助遠隔測定装置３７を光学装置に配置し
てもよい。
【００３４】図６は遠隔測定装置を含む光学装置の例を
示す。図６によると光学装置６０は、照明された場面に
適切に対応する光学経路１上に、例えばプリズム３６の
ような、光学信号１の一部を遮断して遠隔測定装置３７
に送信する装置を含む。遠隔測定装置は、画像内におい
て保持されるべき前景区域の主被写体の距離に関する情
報要素を供給し、正確に焦点合わせを行う。
【００３５】反射される信号の中心周波数は、近赤外の
範囲と同様に可視範囲から選択されてもよい。場面の画
像の可視範囲内の情報の一部を失わないためには、通常
一般的なカメラのフィルタリングによって除去される近
赤外がより望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、照明された場面の画像と深度信
号を供給する画像撮影装置を示す。
【図２】深度信号を計算する装置の第１の典型的な実施
例を示す。
【図３】深度信号を計算する装置の第２の典型的な実施
例を示す。
【図４】本発明による光学装置の第１の実施例を示す。
【図５】本発明による光学装置の第２の実施例を示す。
【図６】本発明による、遠隔測定装置を含む光学装置の
実施例を示す。
【符号の説明】
１ 第１の主信号 ２ 第２の主信号 ３ 深度信号 10 光学装置 11 三色分離器 12 センサ 13 センサ 14 センサ 15 センサ 16 深度信号計算装置 17 整形及び整相装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像撮影装置により観察される被写界内
    の深度に関する情報の要素を獲得するために使用可能な
    方法であって、前景区域と背景区域を含む照明された場
    面の２つの画像、即ち、画像撮影装置により観察される
    被写界深度が第１の画像では第２の画像よりもより大き
    いような２つの画像を撮影から抽出し、２つの高周波信
    号を獲得するように、画像の鮮明度の顕著な遷移特性を
    示している高周波成分をそれぞれの画像から抽出し、そ
    の差異により深度信号を獲得するために２つの高周波信
    号を比較することを含む方法。
  2. 【請求項２】 照明された場面の前景への画像撮影装置
    の焦点合わせ調節を更に含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１の画像のスペクトル範囲は可視周波
    数範囲であり、第２の画像のスペクトル範囲は定められ
    た周波数ｆｃを中心とする周波数帯Δｆである請求項２
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ２つの光学ビ−ムを獲得すべく周波数ｆ
    ｃを中心とする周波数帯Δｆに属する光学周波数を選択
    的に偏向し、またこうして獲得された２つの光学ビ−ム
    間に光学的絞りの差異を確立することにより、照明され
    た場面から来た入射光学ビ−ムから２つの画像を獲得す
    る請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 中心周波数ｆｃが可視周波数範囲内に位
    置付けられている請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 中心周波数ｆｃが赤外線範囲内に位置付
    けられている請求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 周波数帯Δｆが色収差の問題を避けるに
    充分なだけ狭い請求項３に記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７までのいずれか一
    項に記載の方法を実現するための装置であって、照明さ
    れた場面から入ってくる光線を入力において受容し、可
    視周波数範囲内の第１の光学信号及び周波数ｆｃを中心
    とする周波数帯Δｆ内の第２の光学信号を出力において
    供給する光学装置と、３つの１次信号を構成するために
    第１の光学信号を３つのスペクトル成分即ち赤、緑及び
    青に分離するように設計された三色分離器と、３つのス
    ペクトル成分に対応する３つの１次信号及び周波数帯Δ
    ｆの光学信号をそれぞれ受容し、対応する４つの電気信
    号を出力において供給する４つのセンサと、１次信号の
    いずれかひとつに対応する電気信号及び周波数帯Δｆの
    光学信号に対応する電気信号を入力において受容するよ
    う設計された、深度信号を計算する装置と、獲得された
    深度信号の整形及び整相のための装置とを含む装置。
  9. 【請求項９】 光学装置が、２つの光学ビ−ムを獲得す
    る方法での、周波数ｆｃを中心とする周波数帯Δｆに属
    する光学周波数の選択的偏向を可能とする手段と、また
    こうして獲得された２つの光学ビ−ム間の光学絞りの変
    化を可能とする手段とを含む請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 光学装置が、焦点合わせを正確に調節
    するために使用可能である遠隔測定装置を含む請求項９
    に記載の装置。
JP4048893A 1991-03-05 1992-03-05 画像撮影装置により観察される被写界内の深度に関する情報の要素を獲得する方法及び装置 Pending JPH0595509A (ja)

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FR9102604 1991-03-05

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EP (1) EP0502777B1 (ja)
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