JPH07181954A - 映像変倍表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像記憶装置等に蓄積された映像を再生する
際、カメラ光学的特性や画質等の制約を受けることなく
ズームを用いて表示画面上の対象物が徐々に近づいたり
遠ざかったりするような表示を可能とする。 【構成】 一つの対象物について複数の映像のフレーム
を映像記憶装置１１に格納しておく。ズームを用いて対
象物を縮小して映像出力装置１３に表示する場合、隣接
の複数フレームの一部又は全体を連結したウィンドウを
映像合成装置１２で合成して、１つのカメラで撮影可能
なフレームよりも大きな領域を表示可能とする。逆に、
ズームを用いて対象物を拡大表示する場合には、１つ又
は隣接の複数フレームの一部を連結したウィンドウを同
様に合成して表示することにより、一つのフレームのみ
でズームを行う場合よりもきめ細かい画質で対象物を拡
大した映像を表示可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像の再生方法に関
し、特に１つの対象物を複数のカメラで部分的かつ同時
に撮影するなどによって得られる複数の映像素材をもと
に、任意に縮小または拡大した映像を表示する映像変倍
表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラで撮影された映像の世界に
おいて、現実の世界と同じように任意の距離から対象物
を観察することができれば、映像の世界のリアリティは
高くなる。対象物と観察者の間の距離を変化させる方法
として、映像の撮影時にズームを用いることが一般的に
行われている。すなわち、ズームによって対象物を拡大
すれば、観察者はあたかも対象物に接近して観察してい
るように感じ、ズームによって対象物を縮小して表示範
囲を広げれば、観察者はあたかも対象物から離れて観察
しているように感じる。以上で述べた方法は映像の撮影
時にズームを用いるものであるが、映像の再生時にズー
ムを用いることによっても同じ効果を得ることができ
る。

【０００３】図５は、ファイルに蓄積された映像を再生
する一般的なシステムの構成を示した図である。図５に
おいて、１１は映像を格納する映像記憶装置、１３は映
像を表示する映像出力装置、１４は映像出力装置１３の
表示画面である。このようなシステムにおいて、一般に
映像はフレームと呼ばれる１コマの静止画の集合として
映像記憶装置１１に格納されており、フレームを一定
（例えば、毎秒３０コマ）の速度で映像出力装置１３の
表示画面１４に出力することにより、映像の再生が行わ
れる。

【０００４】図６は、図５に示したシステムにおいて、
ズームを用いて映像を再生する場合の状態例を示した説
明図である。図６において、１４は上記映像出力装置１
３の表示画面、２１−ｉ（ｉ＝１，２，３、以下同じ）
は上記映像記憶装置１１に格納された映像の１フレー
ム、２２−ｉはフレーム内で実際に表示画面１４に出力
されるウィンドウ、２３−ｉはフレームが表示される時
刻（ｔｉ）である。この例では、時刻ｔ１においてフレ
ーム２１−１の一部分であるウィンドウ２２−１が表示
画面１４に出力されされ、次の時刻ｔ２においてフレー
ム２１−２の一部分であるウィンドウ２２−２が表示画
面１４に出力され、以下同様に繰り返される。ここで、
ウィンドウの大きさを時刻の経過に従って徐々に大きく
していくことにより、大きさが固定の表示画面上では対
象物が徐々に縮小されながら出力され、観察者はあたか
も対象物から徐々に遠ざかりながら観察しているように
感じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のズ
ームを用いた映像の再生方法では、映像記憶装置に格納
された１つのフレームの範囲内でのみズームが可能であ
る。しかし、１つのカメラで撮影して得られるフレーム
では、カメラのレンズの光学的な特性によって生じる歪
みの問題から、１つのフレームの範囲をあまり大きくす
ることはできない。また、カメラの解像度の関係から対
象物を拡大していくと画質が荒くなるため、再生時にあ
まり大きく拡大することはできない。すなわち、ズーム
によってウィンドウを大きくする場合と小さくする場合
の両方に制約が生じるという問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、映像記憶装置に
格納されたフレームをズームを用いて再生する場合にお
いて、カメラのレンズの光学的特性や画質等による制約
を受けることなくウィンドウを大きくしたり小さくした
りして表示画面上の対象物が徐々に近づいたり遠ざかっ
たりするような表示を可能とする映像変倍表示方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、蓄積した映像の一部を任意の大きさに縮
小または拡大して表示する映像変倍表示方法において、
１つの対象物を部分的かつ同時に撮影して得られる複数
のフレームからなる映像素材または前記撮影とは別の方
法によって得られる前記映像素材と等価な映像素材を蓄
積しておき、映像を縮小して表示する際には、隣接する
複数の前記フレームの一部または全部を連結したウィン
ドウを合成して表示し、映像を拡大して表示する際に
は、１つまたは隣接する複数の前記フレームの一部を連
結したウィンドウを合成して表示し、かつこれらの表示
を行う際には、映像を連続して再生しながら縮小または
拡大する倍率を時刻の経過に従って変化させることを特
徴としている。

【０００８】

【作用】この発明の映像変倍表示方法では、映像を連続
して再生しながら、ズームを用いて対象物を縮小して表
示範囲を広げる場合には、一つの対象物についての隣接
する複数のフレームの一部または全体を連結したウィン
ドウを合成することにより、１つのカメラで撮影可能な
フレームよりも大きな領域を表示可能とする。逆に、ズ
ームを用いて対象物を拡大する場合には、１つまたは隣
接する複数のフレームの一部を連結したウィンドウを合
成して表示することにより、一つのフレームのみでズー
ムを行う場合よりもきめ細かい画質で対象物を拡大した
映像を表示可能とする。

【０００９】

【実施例】以下、ウィンドウの作成方法について図面を
参照し具体例を用いながら説明する。

【００１０】図１は、本発明の映像変倍表示方法を実現
するシステム構成を示した図である。図１において、１
１は複数の映像素材を個別に格納する映像記憶装置、１
２は複数の映像素材を１つの映像に合成する映像合成装
置、１３は合成された映像を表示する映像出力装置、１
４は映像出力装置の表示画面である。

【００１１】図２は、図１に示したシステムにおいて、
ズームを用いて映像を再生する場合の状態例を示したも
のである。図２において、１４は上記映像出力装置１３
の表示画面、２１−ｉｊ（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，
２，…，９）は上記映像記憶装置１１に格納された一つ
の対象物についての複数（本例では９個）の映像のフレ
ームのうちの任意の１フレーム、２２−ｉは９個のフレ
ームの一部もしくは全部を合成し実際に表示画面１４に
出力されるウィンドウ、２３−ｉは表示画面に出力され
る時刻（ｔｉ）である。この例では、時刻ｔ１において
中心のフレーム２１−１５全体とこれに隣接するフレー
ム２１−１１〜１４、２１−１６〜１９の一部を連結し
たウィンドウ２２−１が表示画面１４に出力され、次の
時刻ｔ２においてフレーム２１−２５全体とこれと隣接
するフレーム２１−２１〜２４、２１−２６〜２９の一
部を連結したウィンドウ２２−２が表示画面１４に出力
され、以下同様に繰り返される。ここで、ウィンドウの
大きさを時刻の経過に従って徐々に大きくしていくこと
により、大きさが固定の表示画面上では対象物が徐々に
縮小されながら出力され、ズームの効果を得ることがで
きる。

【００１２】ここでは、説明の便宜上９個のカメラで撮
影して得られる９個の互いに重なり部分がなくかつ隣接
した映像素材を再生する方法について説明する。なお、
ここで説明する方法はカメラが９個以外の場合や、映像
素材間に部分的な重なりがある場合にも容易に拡張可能
である。図３は、対象物を縮小して表示範囲を広げる場
合に、９個のフレーム２１−ｊ（ｉは省略）を連結した
ウィンドウ２２−ｉを合成する方法を示したものであ
る。図３においては、以下のパラメータを使用する。

【００１３】Ｈ：フレームの横方向の長さ Ｖ：フレームの縦方向の長さ ｔ：時刻 ｎ（ｔ）：時刻ｔに表示するフレームのコマ番号 ｘ（ｔ）：時刻ｔにおけるウィンドウの横方向の中心位
置 ｙ（ｔ）：時刻ｔにおけるウィンドウの縦方向の中心位
置 ｚ（ｔ）：時刻ｔにおけるズーム比率（ｚ（ｔ）＜１） ｈ（ｔ）（＝Ｈ／ｚ（ｔ））：時刻ｔにおけるウィンド
ウの横方向の長さ ｖ（ｔ）（＝Ｖ／ｚ（ｔ））：時刻ｔにおけるウィンド
ウの縦方向の長さ 図３において、フレーム２１−５に中心位置があり、横
と縦の長さがそれぞれｈとｖのウィンドウは、以下の９
つのフレームから切り出された長方形を用いて合成する
ことができる。

【００１４】フレーム２１−１：左上角（ｘ（ｔ）−ｈ
（ｔ）／２，ｙ（ｔ）−ｖ（ｔ）／２）、右下角（Ｈ，
Ｖ）を頂点とする長方形 フレーム２１−２：左上角（Ｈ，ｙ（ｔ）−ｖ（ｔ）／
２）、右下角（２Ｈ，Ｖ）を頂点とする長方形 フレーム２１−３：左上角（２Ｈ，ｙ（ｔ）−ｖ（ｔ）
／２）、右下角（ｘ（ｔ）＋ｈ（ｔ）／２，Ｖ）を頂点
とする長方形 フレーム２１−４：左上角（ｘ（ｔ）−ｈ（ｔ）／２，
Ｖ）、右下角（Ｈ，２Ｖ）を頂点とする長方形 フレーム２１−５：全体 フレーム２１−６：左上角（２Ｈ，Ｖ）、右下角（ｘ
（ｔ）＋ｈ（ｔ）／２，２Ｖ）を頂点とする長方形 フレーム２１−７：左上角（ｘ（ｔ）−ｈ（ｔ）／２，
２Ｖ）、右下角（Ｈ，ｙ（ｔ）＋ｖ（ｔ）／２）を頂点
とする長方形 フレーム２１−８：左上角（Ｈ，２Ｖ）右下角（２Ｈ，
ｙ（ｔ）＋ｖ（ｔ）／２）を頂点とする長方形 フレーム２１−９：左上角（２Ｈ，２Ｖ）、右下角（ｘ
（ｔ）＋ｈ（ｔ）／２，ｙ（ｔ）＋ｖ（ｔ）／２）を頂
点とする長方形 例えば、毎秒３０コマの速度でフレームを表示する映像
で、時刻０の時のズーム比率がｋ、速度が毎秒９０％の
等速ズームを行うと仮定すると、

【００１５】

【数１】

【００１６】となるため、ｎコマ目に画面表示するウィ
ンドウは、

【００１７】

【数２】

【００１８】を用いてフレーム２１−１〜９に対する上
式を計算することにより、ウィンドウを合成することが
できる。

【００１９】次に図４は、対象物を拡大して表示する場
合に、単一のフレーム２１−５からウィンドウを生成す
る方法を示した図である。図４においても、以下のパラ
メータを除き、図３と同じパラメータを用いる。

【００２０】 ｚ（ｔ）：時刻ｔにおけるズーム比率（ｚ＞１） 図４において、フレーム２１−５の中から横と縦の長さ
がそれぞれｈとｖのウィンドウは、以下の範囲の長方形
を切り出すことにより作成することができる。

【００２１】左上角（ｘ（ｔ）−ｈ（ｔ）／２，ｙ
（ｔ）−ｖ（ｔ）／２）、右下角（ｘ（ｔ）＋ｈ（ｔ）
／２，ｙ（ｔ）＋ｖ（ｔ）／２）を頂点とする長方形 例えば、毎秒３０コマの速度でフレームを表示する映像
で、時刻０の時のズーム比率がｋ、速度が毎秒１１０％
の等速ズームを行うと仮定すると、

【００２２】

【数３】

【００２３】となるため、ｎコマ目に画面表示するウィ
ンドウは、

【００２４】

【数４】

【００２５】を用いて上式を計算することにより、ウィ
ンドウを作成することができる。

【００２６】以上、ウィンドウが９個のフレームから合
成される場合と１個のフレームのみから生成される場合
についてのみ説明したが、その中間の２〜８個のフレー
ムから合成される場合も同様に容易に導くことができ
る。従って、ウィンドウの中心を任意の位置に移動し、
かつズーム倍率を任意に変化させて再生することが可能
である。また、ズームの方法が等倍でなく、等差や可変
速の場合でも、時刻ｔにおけるズーム比率を決定できる
限り計算が可能である。

【００２７】また、個々の映像素材は複数のカメラで対
象物を部分的かつ同時に撮影することによって得られる
が、他の方法によっても等価なものを得ることができ
る。例えば、ハイビジョン等の解像度が高い１つのカメ
ラで焦点距離が短い広角レンズを用いて対象物を撮影
し、必要に応じて映像の周辺部分の歪みを補正し、複数
の部分に分割した後、通常の大きさに拡大することによ
って作成できる。また、動きのない対象物または同じ動
きが繰り返される対象物については、１個のカメラで撮
影範囲を変えながら複数回撮影することによっても一つ
の対象物についての複数の映像素材を作成できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明の映像変倍
表示方法を用いることにより、複数の映像素材を合成す
ることにより１つの対象物を表示することができ、従来
の方法で問題となっていたズームによるウィンドウの拡
大と縮小の両方に関する制約を緩和することが可能にな
る。すなわち、１つのカメラで撮影可能なフレームより
も広い範囲の映像を表示したり、１つのカメラで撮影し
た場合よりもきめ細かい画質で対象物を拡大した映像を
表示したりできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を実現するシステム構成例
を示す図

【図２】上記実施例を用いた映像再生状態を説明する図

【図３】上記実施例における対象物縮小時のウィンドウ
作成を説明する図

【図４】上記実施例における対象物拡大時のウィンドウ
作成を説明する図

【図５】従来の映像の再生方法を用いたシステム構成を
示す図

【図６】従来の映像の再生方法を用いた映像再生状態を
説明する図

【符号の説明】

１１…映像記憶装置 １２…映像合成装置 １３…映像出力装置 １４…表示画面 ２１−ｉ，２１−ｉｊ，２１−ｊ…フレーム ２２−ｉ…ウィンドウ ２３−ｉ…時刻

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦史光 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄積した映像の一部を任意の大きさに縮
   小または拡大して表示する映像変倍表示方法において、
   １つの対象物を部分的かつ同時に撮影して得られる複数
   のフレームからなる映像素材または前記撮影とは別の方
   法によって得られる前記映像素材と等価な映像素材を蓄
   積しておき、映像を縮小して表示する際には、隣接する
   複数の前記フレームの一部または全部を連結したウィン
   ドウを合成して表示し、映像を拡大して表示する際に
   は、１つまたは隣接する複数の前記フレームの一部を連
   結したウィンドウを合成して表示し、かつこれらの表示
   を行う際には、映像を連続して再生しながら縮小または
   拡大する倍率を時刻の経過に従って変化させることを特
   徴とする映像変倍表示方法。