JPH0750856A - 多眼式立体映像のレベル補正回路 - Google Patents

多眼式立体映像のレベル補正回路

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JPH0750856A
JPH0750856A JP5195831A JP19583193A JPH0750856A JP H0750856 A JPH0750856 A JP H0750856A JP 5195831 A JP5195831 A JP 5195831A JP 19583193 A JP19583193 A JP 19583193A JP H0750856 A JPH0750856 A JP H0750856A
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JP
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max
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camera
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JP5195831A
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Inventor
Makiko Konoshima
真喜子 此島
Kiichi Matsuda
喜一 松田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多眼式立体映像信号を符号化する前のレベル
補正回路に関し、各カメラ間の位置ズレをレベル間の相
違として矯正し符号化効率を向上させる。 【構成】 複数のカメラK1〜Knからの各映像信号F
1〜Fnの画素のレベル統計量S1〜Snを計算し、こ
の統計量S1〜Snにおける補正量パラメータT11〜
Tmnを算出して基準となるカメラの映像信号の該補正
量パラメータに他のカメラの映像信号を一致させるよう
に補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多眼式立体映像のレベル
補正回路に関し、特に多眼式立体映像信号を符号化する
前のレベル補正回路に関するものである。
【0002】2眼式以上多眼式の立体映像を出力する各
カメラの特性である輝度、色差、コントラスト等の相違
によって生ずる符号化効率の劣化や左右眼で異なる特性
を持つカメラの画像を見ることによって生じる目の疲労
を防止するための画像信号レベル補正が必要になる。
【0003】
【従来の技術】図12には既に1992年にNHK技術
研究所で公開された多眼式立体映像を作る場合のシステ
ムの概念構成が示されており、まず、静止或いは動いて
いる被写体(タコ)100を、位置をタテ及びヨコに少
しづつずらした複数のカメラ群110で撮影する。次
に、複数のカメラ群110から得られた画像データを符
号器120で高能率符号化し、多重化部130でマルチ
プレクスした後、伝送路140などを介して伝送し、受
信側では分離部150でデマルチプレクスした後に復号
化を行い、ディスプレイ160に映し出す。
【0004】この出力側のディスプレイ160は、一例
としてレンチキュラ・レンズ(ヨコ方向にのみ視差があ
る場合)または、ハエの眼レンズ(タテ・ヨコ方向に視
差がある場合)が使用される。
【0005】一例として、図13に、タコを被写体とし
たときの、タテ5眼、ヨコ5眼の、それぞれのカメラか
らの出力を分かり易く表示した例を示す。この例では、
上下方向にも視差が有る。
【0006】このように位置をタテおよびヨコに少しづ
つずらした複数のカメラを用いるのは、1つのカメラか
らの出力を片方の眼に対する入力として、両眼視差を形
成して立体視を行えるようにするためであり、また、カ
メラを多数用いた場合、出力系でディスプレイ160を
見る人間が頭を振っても自然な立体視を行えるようにす
るためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように2眼式以
上多眼式のシステムを用いて撮影等を行う場合、 2眼〜多眼式一体型のカメラを用いる場合、 カメラ単品(単眼)を組み合わせて用いる場合 の2つが挙げられる。
【0008】また、一体型の場合においても、単品の
カメラをネジやワイヤ等で固定して一体型にしている場
合も多い。
【0009】このように、単品のカメラを組み合わせた
り、固定して一体型にしている場合、カメラ毎に補正で
きない特性や、補正できたとしても多大な工数を必要と
する。
【0010】この場合、カメラ間の相関(視差補償やセ
ル化等)を用いて行おうとすると、微妙なカメラ出力信
号のレベル差により、相関が小さくなってしまい、符号
化特性が劣化してしまう問題があった。また、立体像を
観察する人間にとっても、左右眼で異なる調子の画像を
見なければならなくなるため、目の疲労を引き起こす1
つの原因となっていた。
【0011】従って本発明は、各カメラ間の位置ズレを
レベル間の相違として矯正し符号化効率を向上させるこ
とができる多眼式立体映像信号のレベル補正回路を提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る立体多眼式立体映像信号のレベル補正
回路は、図1に原理的に示すように、複数のカメラK1
〜Knからの多眼式立体映像信号F1〜Fnの各々の映
像信号の画素のレベル統計量S1〜Snを計算する統計
量計算部1−1〜1−nと、各映像信号の統計量S1〜
Snにおける補正量パラメータを算出する補正量算出部
2と、所定カメラの映像信号の該補正量パラメータを基
準としてこれに一致させるように各映像信号F1〜Fn
を補正する補正部3−1〜3−nと、を備えている。
【0013】上記の本発明においては、該統計量計算部
1−1〜1−nが、フレーム、フィールド、又はブロッ
クに分割した領域について行ってもよい。
【0014】また、該補正量算出部2が、該補正量パラ
メータとして、平均値、中央値、最大値、又は最小値を
用いてもよい。
【0015】更には、該補正量算出部2が、同じカメラ
からの過去の映像信号を1つ以上用いてもよい。
【0016】更には、該補正部3−1〜3−nが、該所
定カメラの映像信号でなく、各映像信号のうちその中央
値が最も平均値に近いものか、最小値か、又は最大値と
なるものを基準の映像信号とすることもできる。
【0017】
【作用】本発明においては、まず、2眼以上多眼カメラ
K1〜Knで被写体を撮影し、カメラK1〜Knから出
力された映像信号F1〜Fnをそれぞれ統計量計算部1
−1〜1−nに入力し、フレーム、フィールド、又はブ
ロックに分割した領域について映像信号レベルの統計量
(ヒストグラム)S1〜Snを計算する。
【0018】そして、この統計量S1〜Snを補正量算
出部2に出力すると、補正量算出部2では、図2に示す
ように、中央値、最大値、最小値、又は平均値等の補正
量パラメータT11〜Tm1,T12〜Tm2,T13
〜Tm3,…,T1n〜Tmn(mは1つのカメラに対
する補正パラメータの個数)を算出して補正部3−1〜
3−nに入力する。
【0019】補正部3−1〜3−nでは、所定カメラの
映像信号、又は各映像信号のうちその中央値が最も平均
値に近いものか、最小値か、又は最大値となるもの、を
基準の映像信号としてその補正量パラメータに他のカメ
ラに関する補正量パラメータを一致させるように補正し
て出力する。
【0020】
【実施例】以下、統計量計算部1−1〜1−n、補正量
算出部2、及び補正部3−1〜3−n(符号3で総称す
ることがある)の実施例について説明する。
【0021】尚、2眼式の場合は、方式的には多眼式の
部分集合とみなすことができるため、多眼式の場合につ
いて説明する。また、特に断りがない限り、輝度や色信
号やRGB信号の処理そのものは変わらないのでそれぞ
れを分けて特定しないものとする。
【0022】(1)統計量計算部1−1〜1−nの実施
例:図3 この実施例では、カメラK1〜Knの各々からの入力F
は、1フレーム当たり640×480画素あるものと定
義して1フレームの統計量をとっているが、もちろんフ
ィールドやブロック等領域毎の統計量としても一向に構
わない。また、F(i,j)は画素のレベル値(ディジ
タル値)を示し、0〜255まで取り得るものとする。
統計量Sは、この画素の値のヒストグラムであると定義
する(ステップS0)。
【0023】そして、このフローチャートでは、i=
1,j=1から始まって、i及びjがそれぞれ640及
び480を越えるまで該当する画素の値の統計量Sの配
列の値を1づつカウントアップして行く(ステップS1
〜S7)。
【0024】(2)補正量算出部2の実施例:図4〜図
実施例(その1):図4及び図5 この比較部では、各カメラの統計量S1〜Snの平均
値、中央値、最大値、最小値を算出するものであり、各
カメラからの入力F、統計量S、ヒストグラムの平均値
H、中央値ix、最大値imax、最小値iminと定義する
(ステップS10)。
【0025】まず、このフローチャート中のステップS
11〜S15から成る部分(a)では、統計量Sの値に
iを乗算し、累算して画素数で除算することにより統計
量Sの平均値(Fの画素値の平均値)を求めている。
【0026】またステップS16〜S22から成る部分
(b)では、上記に求めた平均値Hから中央値ixを求
めている。中央値とは、統計量S(i)が最大値となる
iのことである。この中央値ixを求めるためには、i
の値でループを回して調べて行く。
【0027】即ち、まず中央値ix、統計量Smaxの初期
値には、それぞれ取り得る最大値より大きい値(5000)、
取り得る最小値より小さい値(0) を入力しておく(ステ
ップS16)。そして、統計量S(i)>Smaxであれ
ば、中央値ixをi、統計量S maxを統計量S(i)に書
き換える(ステップS17,S18,S20)。また、
統計量S(i)=Smaxであれば、iの平均値Hからの
距離が、中央値ixの平均値Hからの距離より小さい場
合(これは同じ値の最大個数が複数ある場合を考慮して
の処理である)、中央値ixをi、統計量Smaxを統計量
S(i)に書き換える(ステップS19,S20)。最
終的に、図2に示したように、i=0〜255のうち最
大個数を取る中央値ixと、個数統計量Smaxが得られ
る。
【0028】ステップS23〜S30から成るフローチ
ャート部分(3)では、カメラ出力Fにおいて実際に取
っている値の最大値と最小値を検出している。即ち、i
=0〜255中、0から調べて一番初めに0でない値を
もつ統計量S(i)があったとき、このiをimin、ま
た、255から調べて一番初めに0でない値をもつ統計
量S(i)があったとき、このiをimaxとする。
【0029】そして、補正量(補正パラメータ)とし
て、中央値ix、統計量Smax、imax、imin、平均値H
が出力される(ステップS30)。
【0030】実施例(その2):図6 上記の実施例では、時間的に過去1フレーム以内(処理
フレーム、或いは過去1フレームの時間的に同じフレー
ム)での補正量パラメータを用いている。
【0031】そこで、この実施例では、複数フレームで
の(時間方向に複数の)補正量パラメータを算出しよう
とするものである。ここでは例として、過去3フレーム
分(処理フレームを含む場合もある。特に指定しない)
の補正量パラメータから、1つの補正量パラメータを算
出する方法について述べる。
【0032】まず、補正量算出部2で算出された補正量
パラメータの中央値ix、統計量Sm ax、最大値imax
最小値imin、平均値Hの、1〜4フレーム前の補正量
パラメータをix1 ,Smax1 ,imax1 ,imin1
1 ,…ix4 ,Smax4 ,imax4,imin4 ,H4 とす
る。尚、カメラの番号と混同することを避けるため添字
は小文字としている。また、出力する補正量パラメータ
は、ixo ,Smaxo ,ima xo ,imino ,Ho とする
(ステップS31)。
【0033】そして、中央値ixo は、中央値ix1 〜i
x4 の平均値、統計量Smaxo は統計量Smax1 〜Smax4
の平均値、imaxo はimax1 〜imax4 の平均値、i
mino はimin1 〜imin4 の平均値、Ho はH1 〜H4
の平均値として表される(ステップS32)。
【0034】(3)補正部3−1〜3−nの実施例:図
7〜図12 実施例(その1):図7及び図8 この補正部3は、各カメラからの出力F1〜Fnのそれ
ぞれの中央値ix、最大値imax、最小値iminをできる
だけ同じ値に補正するものである。
【0035】この補正部3では、まず基準となるカメラ
を例えばカメラK1と設定し、その出力をFaとし、補
正を行うその他のカメラからの出力をFbと定義する。
また、Faの中央値ix、統計量Smax、最大値imax
最小値imin、平均値Hをそれぞれ、中央値ixa、統計
量Smaxa、最大値imaxa、最小値imina、平均値H
aとし、Fbの中央値ix、統計量Smax、最大値
max、最小値imin、平均値Hをそれぞれ、中央値ix
b、統計量Smaxb、最大値imaxb、最小値iminb、
平均値Hbと定義する(ステップS40)(図7参
照)。
【0036】ここでは、補正量パラメータとして、中央
値ixa, ixb、最大値imaxa,imaxb、及び最小値
mina, iminbを用いる。パラメータの意味は、上記
の補正量算出部の実施例で説明した通りである。
【0037】まず、補正を行いたい画像Fb(j,k)
について、中央値ixbより大きい場合と小さい場合の
2通りに分け(ステップS43)、それぞれimaxbか
らixbの値をとるFb(j,k)が補正によって均等
にimaxaからixaの値をとり(ステップS44)、ま
た、ixbからiminbの値をとるFb(j,k)が、補
正によって均等にixaからiminaの値をとる(ステッ
プS45)ように計算して補正後の値Fb'(j,k)
を得(図8参照)、これをFb(j,k)のk=48
0、j=640について実行する(ステップS46〜S
49)。
【0038】即ち、ここでは補正対象側を基準側のi
maxa,ixa,iminaに合わせて『比例配分』してい
ることになる。
【0039】尚、上記の実施例における中央値ixa、
中央値ixbの代わりに、Faでの平均値Ha及びFb
での平均値Hbを用いて同様に計算を行ってもよい。
【0040】また、上記の実施例におけるimaxa,i
maxb,imina,iminbの代わりに、そのシステムに
おいて画素が取り得る最小値xmin、最大値xmaxを用い
て同様に計算を行ってもよい。これらのxmin,x
maxは、例えば、画素の値が8ビットで表現されている
とすると、xmin=0、xmax=255となり、入力画像
の性質によらず一定である。
【0041】実施例(その2):図9 この実施例では、各カメラからの出力F1〜Fnの中央
値をできるだけ同じ値とすることを目的とする。
【0042】補正量パラメータとして、最大値i
maxa、最小値imina、中央値ixa、中央値ixbを用
いる(ステップS50)。そして、補正を行いたい画像
Fb(j,k)について、中央値をFa(j,k)と同
様にするため、全てのFb(j,k)にixa−ixbだ
け加算し、imaxa〜iminaまでの値でリミッタをかけ
(ステップS53)、これをFb(j,k)のk=48
0、j=640について実行する(ステップS54〜S
58)。
【0043】即ち、ここでは補正対象側を基準側の中央
値ixaに合わせて『平行移動』させたことになる。
【0044】実施例(その3):図10 上記の補正部3の実施例では所定の基準カメラを例えば
カメラK1として説明したが、この実施例では、基準と
なるカメラが初めから所定のカメラではなく、補正量パ
ラメータを参照して、基準となるカメラを決定するもの
である。
【0045】まず、上述した補正量算出部2において算
出した値(補正量パラメータ)を用いる。カメラK1〜
Knからの出力F1〜Fnの補正量パラメータをそれぞ
れ中央値ix1〜ixn、統計量Smax1〜Smaxn、最大
値imax1〜imaxn、最小値imin1〜iminn、平均値
H1〜Hnとする(ステップS60)。
【0046】そして、中央値ix1〜ixnのうち、最も
平均的な値となるカメラからの出力を基準とするため、
まず、補正量パラメータ中央値ix1〜ixnの平均値H
xを求める(ステップS61)。次に、Hixの値に一
番近い値を持つ中央値ixを求める。求め方は、中央値
xとHixとの差分の絶対値が最小となる中央値ix
探す(ステップS62〜S67)。
【0047】尚、上記の実施例において、中央値ix
〜ixnのうち、最も平均的な値となるカメラからの出
力を基準とする代わりに、最低値となるカメラからの出
力を基準としてもよい。この場合には、図10のステッ
プS63及びS64においてカッコで示す如く、それぞ
れixj>Smin 並びにSmin =ixj及びjH=jと変形
すればよい。
【0048】また、上記の変形例において中央値ix
〜ixnのうち、最低値となるカメラからの出力を基準
とする代わりに、最高値となるカメラからの出力を基準
としてもよい。この場合には、図10のステップS63
及びS64においてカッコで示す如く、それぞれixj
min 並びにSmin =ixj及びjH=jに変え、更に統
計量Sminの初期値を0に変えればよい。
【0049】実施例(その4):図11及び図12 この実施例では、ヒストグラムを複数の部分に分割して
行おうとするものであり、この例では、まずヒストグラ
ムを2分割する。
【0050】まず、カメラからの入力をF、統計量ヒス
トグラムをS、2分割したヒストグラムの平均値をHu
, Hd , Hs 、中央値をixs , ixu , ixd 、最大値
をim axu , imaxd 、最小値をiminu , imind 、ヒス
トグラム中央値ixu , ixdの値をとる画素数統計量を
maxu , Smaxd とする(ステップS70)。
【0051】まず、図4及び図5について述べた補正量
算出部2の場合と同様にしてヒストグラム全体の中央値
xsを求める(ステップS71)。次に、0〜中央値
xsまでの統計量Sの分布だけで、図4及び図5につ
いて述べた補正量算出部2の場合と同様にしてHd ,i
x d,imaxd , imind , Smaxd を求める(ステップS
71)。また、ixs〜255までの統計量Sの分布だ
けでも、図4及び図5について述べた補正量算出部2の
場合と同様にしてHu , ixu, imaxu, iminu、S
maxuを求める(ステップS73)。
【0052】こうして、Hd ,ix d,imax d,imin
d,Smaxd ,Hu , ixu, imaxu, iminu、Smax
を出力する(ステップS74)。
【0053】このようにして求めた出力を用いて補正を
行う場合の実施例について述べる。ここでも、各カメラ
からの出力F1〜Fnの中央値ix、最大値imax,最小
値i minをできるだけ同じ値とすることを目的とする。
【0054】基準となるカメラからの出力Faとし、補
正を行うカメラからの出力Fbとする。Faからの補正
量パラメータをHad,ixad,imaxad,imin
d,Smaxad,Hau,ixau,imaxau,imin
u,Smaxau,ixas,HasとS、Fbからの補正
量パラメータをHbd,ixbd,imaxbd,imin
d,Smaxbd,Hbu,ixbu,imaxbu,imin
u,Smaxbu,ixbs,Hbsとする(ステップS8
0)。
【0055】まず、処理しようとするFb(j,k)が
中央値ixbsより大きければ、Faからのパラメータ
のうち、Hau,ixau,imaxau,iminau,S
maxau,ixas,Hasと、Fbからのパラメータの
うち、Hbu,ixbu,ima xbu,iminbu,Smax
bu,ixbs,Hbsを用いて、補正部の実施例(そ
の1)の要領でFb’を算出する(ステップS84)。
【0056】また、処理しようとするFb(j,k)が
中央値ixbs以下であれば、Faからのパラメータの
うち、Had,ixad,imaxad,iminad,Smax
ad,ixas,Hasと、Fbからのパラメータのう
ち、Hbd,ixbd,imaxbd,iminbd,Smax
d,ixbs,Hbsを用いて、補正部の実施例(その
1)の要領でFb’を算出する(ステップS85)。
【0057】この実施例においても補正部の実施例(そ
の2)を適用することができ、また中央値の代わりに平
均値を用いた場合には、判定基準中央値ixbsが、平
均値Hbsとなる。
【0058】
【発明の効果】上記のように本発明に係る多眼式立体映
像のレベル補正回路によれば、複数のカメラからの各映
像信号の画素のレベル統計量を計算し、この統計量にお
ける補正量パラメータを算出して基準となるカメラの映
像信号の該補正量パラメータに他のカメラの映像信号を
一致させるように補正する構成としたので、カメラ間の
レベル差が小さくなって映像信号間の相関を大きくする
ことができ、以て視覚的に自然な立体視を得ることがで
きると共に左右眼間の相関などを用いた高能率符号化を
行った場合にも符号化効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
を原理的に示したブロック図である。
【図2】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
の動作を説明するためのグラフ図である。
【図3】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における統計量計算部の実施例を示すフローチャート図
である。
【図4】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正量算出部の実施例(その1)を示すフロー
チャート図(その1)である。
【図5】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正量算出部の実施例(その1)を示すフロー
チャート図(その2)である。
【図6】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正量算出部の実施例(その2)を示すフロー
チャート図である。
【図7】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正部の実施例(その1)を示すフローチャー
ト図である。
【図8】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正部の実施例(その1)の動作説明図であ
る。
【図9】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回路
における補正部の実施例(その2)のフローチャート図
である。
【図10】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回
路における補正部の実施例(その3)のフローチャート
図である。
【図11】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回
路における補正部の実施例(その4)で用いるパラメー
タ算出のフローチャート図である。
【図12】本発明に係る多眼式立体映像のレベル補正回
路における補正部の実施例(その4)における補正のフ
ローチャート図である。
【図13】多眼式立体映像システムの一般的なブロック
図である。
【図14】多眼式(5眼×5眼)のカメラの出力画像例
を示した図である。
【符号の説明】
K1〜Kn カメラ F1〜Fn 出力映像信号 1−1〜1−n 統計量計算部 S1〜Sn 統計量(ヒストグラム) 2 補正量算出部 3−1〜3−n 補正部 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のカメラ(K1〜Kn)からの多眼式立体
    映像信号(F1〜Fn)の各々の映像信号の画素のレベル統計
    量(S1〜Sn)を計算する統計量計算部(1-1〜1-n)と、 各映像信号の統計量(S1〜Sn)における補正量パラメータ
    を算出する補正量算出部(2) と、 所定カメラの映像信号の該補正量パラメータを基準とし
    てこれに一致させるように各映像信号(F1〜Fn)を補正す
    る補正部(3-1〜3-n)と、 を備えたことを特徴とする多眼式立体映像のレベル補正
    回路。
  2. 【請求項2】 該統計量計算部(1-1〜1-n)が、フレー
    ム、フィールド、又はブロックに分割した領域について
    行うことを特徴とした請求項1に記載の多眼式立体映像
    のレベル補正回路。
  3. 【請求項3】 該補正量算出部(2)が、該補正量パラ
    メータとして、平均値、中央値、最大値、又は最小値を
    用いることを特徴とした請求項1に記載の多眼式立体映
    像のレベル補正回路。
  4. 【請求項4】 該補正量算出部(2)が、同じカメラか
    らの過去の映像信号を1つ以上用いることを特徴とした
    請求項1に記載の多眼式立体映像のレベル補正回路。
  5. 【請求項5】 該補正部(3-1〜3-n)が、該所定カメラの
    映像信号でなく、各映像信号のうちその中央値が最も平
    均値に近いものか、最小値か、又は最大値となるものを
    基準の映像信号とすることを特徴とした請求項1に記載
    の多眼式立体映像のレベル補正回路。
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