JPS6356089A - 立体テレビジヨンシステム - 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、左眼用カメラと右眼用カメラの２台のカメラ
で撮影して得られた画像を送信する送信部と、送信され
た該画像を受信して立体画像として再生する受信部と、
から成る立体テレビジョンシステムに関するものである
。

〔従来の技術〕

今日のテレビ受像機は、本来３次元の画像情報を２次元
の平面（ブラウン管）に写し出すもので立体感に乏しい
。立体画像を得る方法は古くから研究が続けられており
、テレビ受像機を用いた方式も数多く見受けられるよう
になって来た。その代表的な試作報告としてソニー社の
「新しい５次元テレビジョン」（テレビジョン学会技術
報告。

昭５６−２　、第２９頁から第６４頁）がある。

これを、第７図を用いて説明する。第７凹穴は、従来の
立体テレビジョンシステムの撮像系を示す模式１図であ
り、第７図（Ｂ）は同じく再生系を示す模式図である。

まず、撮像系について説明する。

被写体２０１は、４台のビデオカメラ２０２　、２０３
゜２０４　、２０５で周囲から同時に撮影され、ＶＴＲ
２０６に入力される。ＶＴＲ２０６は４チヤンネルの信
号を同時に記録でき、４台のカメラからの信号をテープ
に記録する。

次に再生系であるが、Ｖ　Ｔ　Ｒ２ｏ７で４チヤンネル
の信号が同時に再生され、それぞれ４台のブラウン管２
０８　、２０９　、２１０　、　２１１に送られる。送
られてきた信号はブラウン管で画像に再生され、スクリ
ーン２１２に投影される。投影された画像をある一定距
離で見ると、観察者２１３は立体画像を見ることができ
る。

〔発明が解決しようさする問題点〕

上記従来技術は、複数のカメラから得られた信号をその
まま記録・再生するため、テレビ電波を利用して伝送し
ようとした場合、４チヤンネル分の信号帯域が必要であ
り、公共電波を利用するにはチャンネル数が多く要るた
め、送受信装置とも複雑になるという問題があった。

本発明の目的は、立体画像を得るために必要な信号を左
右眼用の２−＠号に限定し、この２信号を帯域圧縮して
１つの信号に多重し、１チヤンネル分の信号帯域で立体
画像信号を伝送することができ、しかも、伝送される信
号は、現在のテレビジョン信号お互換性を保つことがで
きる立体テレビジョンシステムを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、送信側におい
て、ビデオカメラから得られた右眼用輝度信号と左眼用
輝度信号の低域成分を刃口算器で平均して共通の信号と
し、左眼用輝度信号（または右眼用輝度信号）の高域成
分を画像の高域成分として加算する。才だ一方の右眼用
輝度信号（または左眼用輝度信号）を色副搬送波で変調
して色信号に多重する。色信号の方は、もともと低域成
分しかもっていないので、両信号の平均とする。さらｌ
こ、低域信号に対しては、撮影時にカメラから得られる
初差情報を与えるために、垂直帰線期間に視差情報を多
重する。一方、受信側において、多重された色信号と右
眼用４度信号（または左眼用輝度信号）の高域成分とを
分離し、残りの信号として左眼用輝度信号（または右眼
用輝度信号）を得る。また、右眼用輝度信号の高域成分
と共通イざ号である低域成分とを加算し右眼用輝度信号
（または左眼用輝度信号）を得る。更に、多重された視
差情報を分離し、その情報に応じて各渾度信号及び色信
号を遅延するようにする。

〔作用〕

立体像を得るために、左右のカメラから得られる情報は
、相関が大きい。そこで、輝度の低域成分と色信号とは
、平均する手段によってそれぞれ１つの信号に圧縮し、
左眼用輝度信号の高域成分はそのまま多重する手段によ
り従来のＮＴＳＣ信号と同等の信号を得ることができる
。

さら１こ、右眼用輝度信号の高域成分を変調搬送波を任
意に選び変調する手段により、妨害の少ない部分に多重
する。

また、２台のカメラから得られる視差情報を加算する手
段ζこよって垂直帰線期間に多重する。

受信側においては、多重された右眼用輝度信号の高域成
分を復調し元の輝度信号の低域成分に加算する手段によ
り右眼用の輝度信号を得ることができる。また、多重さ
れた視差情報を分離し各画像信号を遅延する手段により
、左眼用の画像信号と右眼用の画像信号を得、立体画像
を再生することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する０ 第１図は本発明による立体テレビジョンシステムにおけ
る送信部としてのエンコーダを示すブロック図であり、
即ち、２台のカメラから得られた信号を多重して立体画
像用信号を作成するエンコーダである。第１図において
、１０１は右用カメラ。

１０２は古川カメラ、　　１０５　、　１０４　、　１
０５　、　１０６，１０７゜１０８はＡ／Ｄ変換器、　
１．０９　、１１０はＹＩＱエンコーダ、　１１１　、
１１２　、　１１３　、１１９　、１２７は加算器。

１１４、、１１６は高域通過フィルタ、　１１５　、１
１７．１１８゜１２２は低域通過フィルタ、　１２０　
、１２１　、１２５は乗算器、１２３は視差情報検出器
、　１２４　、１２８はｆｓｃ（ｆｓｃ　：色副搬送波
）入力端子、１２７は手入力端子、１２６は時空間フィ
ルタＨ１＋１２８は時空間フィルタＨ２，１２９は加算
器＋１６０はＤ／Ａ変換器。

１３１は出力端子である。

次に、回路動作について＠２図を用いて説明する。第２
図は左右の信号を１つに多重する様子を示す説明図であ
る。

まず、右用カメラ１０１で撮影された画像は、ＲＧＢ信
号に変換され、Ａ／Ｄ変換器１０３　、　１０４゜１０
５でそれぞれディジタル信号に変換されたあと、ＹＩＱ
エンコーダ１０９に送られ、輝度信号（Ｙ）と色信号（
Ｉ、Ｑ）に変換される。一方、古川カメラ１０２で撮影
された画像は、同様にしてＲＧＢ信号に変換され、Ａ／
Ｄ変換器１０６　、１０７　、１０８でそれぞれディジ
タル信号に変換されたあと、ＹＩＱエンコーダ１１０に
送られ、Ｙ信号とＩ、Ｑ信号に変換される。ＹＩＱエン
コーダ１０９の出力Ｙ（左）信号とＹＩＱエンコーダ１
１０の出力Ｙ（右）信号は、第２図（ａ）、　（ｂ）に
示すようＩこ映像信号帯域を一杯に持っている。上記Ｙ
（左）信号とＹ（右）信号は、加算器１１１ｊこ入力さ
れて平均されたあと、低域通過フィルタ１１５で千に帯
域制限され、第２図（ｃ）に示すＹＬ（左＋右）信号が
得られる。

また、ＹＩＱエンコーダ１０９，１１０の出力Ｙ（左）
信号とＹ（右）信号は、それぞれ高域通過フィルタ１１
４　、　１１６に入力され第２図（ｄ）　、　（ｅ）に
示すように、手取下の信号が除去されＹＨ（左）信号と
Ｙ。

（右）信号が得られる。

次に、高域通過フィルタ１１４の出力ＹＨ（左）信号と
、低域通過フィルタ１１５の出力Ｙｔ、　（左＋右）信
号は、加算器１１９で加算され、第２図（ｆ）に示すＹ
Ｌ（左＋右）＋ＹＨ（左）信号が得られる。このあと、
水平・垂直・時間軸の折返し妨害を除去するため時空間
フィルタ（時空間フィルタとは、水平・垂直・時間方向
のフィルタリングである。）Ｈ１１２６で帯域制限され
る。

また、高域通過フィルタ１１６の出力ＹＨ（右）信号は
、乗算器１２０で入力端子１２７から入力された算され
変調出力が得られる。ここで、子牛ｉ、８　ＭＨｚとす
ると、変調出力には、０〜２．４ＭＨｚの下側帯波と３
．６〜６．０Ｍｋの上側帯波が得られるが、次段の低域
通過フィルタ１２２で２．４ＭＨｚ以上の周波数を除去
し、第２図（ｇ）に示す信号が得られる。さらにＹＨ（
右）信号は、乗算器１２５で入力端子１２４から入力さ
れた第３図（こ示すように時間経過とともに位相が下が
るようなｔｓｃ　ｙｉ変調し、約５．５８　Ｍ　Ｈｚ　
；ｆ；；中心とした両側帯波をもった信号が得られ第２
図（ｈ）のようになる。尚、上記の乗算器１２０と１２
５で行う変調は両方とも搬送波を抑圧して行う。

次に色信号の処理について説明する。

ＹＩＱエンコーダ１０９，１１０から得られたＩ（左）
、Ｑ（左）、工（右）、Ｑ（右）信号は、加算器１１２
と１１３で平均されＩ（左＋右）、Ｑ（左＋右）信号が
得られる。次に、低域通過フィルタ１１７で１（左＋右
）信号は１．５ＭＨｚ、　Ｑ　（左＋右）信号はα５Ｍ
Ｈｚにそれぞれ帯域制限され、乗算器１２１で入力端子
１２Ｂから入力されたｆｓｃを直角２相変調し変調出力
Ｃが得られる。

このあと、乗算器１２５の出力ＹＨ（右）信号と乗算器
１２１の出力Ｃ信号は加算器１２７で加算されたあと、
時空間フィルタＨ２１２８で前述の場合と同様に帯域制
限される。

ここで、２台のカメラ１０１　、１０２は、左眼と右眼
の瞳孔間隔（２Ｗ＝約６．５　ｃｍ　）の距離をおいて
同一被写体を撮影するわけであるが、被写体が近距離ζ
こある場合は、２台のカメラは内側を向き、被写体が遠
距離にある場合は、２台のカメラは平行に近くなる。こ
うして撮影された画像を再生装はで表示する場合、央行
き感を出すために左眼画像と右眼画像を五層にずらす操
作が必要である。

例えば、第４図に示すように、ｉ）の像がスクリーン上
に見える場合を基準に考えると、スクリーンとの距離り
と像の奥行き距離ＦはＤ＝Ｆで一致しており左右の画像
のずれはＯである。この時の角度を００とする。

次に、ｉ）の像がスクリーンより手前に見える場合、像
の夷行き距離Ｆとスクリーン距離りとの関係はＤ＞Ｆで
あり、角度θはθ〈θ０である。この場合の左右の画像
は左眼画像を右眼画像より遅らせる必要がある。

最後に、ｆｉｔ）の像がスクリーンの後方に見える場合
は、像の央行き距離Ｆとスクリーン距離りとの関係はＤ
＜Ｆであり、角度θはθ〉θ０である。この場合の左右
の画像は右眼画像を左眼画像より遅らせる必要があるが
、この時のスクリーン上でのずらす距離は瞳孔間隔２Ｗ
以内でなければならない０ 上記より、カメラの焦点距離か角度を検出できれば、ず
らす距離（遅延時間）を任意に可変することができる。

焦点距離でも角度でもどちらでもよいが、ここでは角度
とする。

そこで、視差情報検出器１２３が、先ず、カメラの角度
を検出し、８ピツトのディジタル信号に変換する。次に
この変換された並列のデータを直列の信号に変換する。

第５図は視差情報を垂直ブランキング期間の任意の１Ｈ
ＩＣ挿入するための伝送フォーマットの１例である。ク
ロック部は平の周波数のクロックを８サイクル挿入する
。その後同期信号として、’１１１００１０１　　“と
いうデータを挿入する。この同期信号のあとに直列ζこ
変換されたディジタルの視差情報を？ＪＣＬ１からＮ１
３まで３回繰返して挿入する。ここで、３回挿入するの
は、再生系ζこおいて多数決論理により、伝送誤りを簡
単に訂正するためである。

尚、上記の伝送フォーマットは立体画像専用のものであ
るが、文字多重放送等で行われているような高度な手段
を用いても良い。その場合は、文字多Ｍ受信機との共用
化を図ることができる。

以上の様にして視差ｔＷ＠検出器１２３は、垂直走査周
期毎に垂直ブランキング期間に上記した信号（以下、視
差信号と称す）を出力する。この視差信号Ｐ）こＸと、
時空間フィルタＨ１１２（ＳとＨ２１２Ｂの出力信号を
加算器１２９で加算することにより、第２図（ｉ）に示
すような従来のＮ　Ｔ”　Ｓ　Ｃ方式のテレビ信号に、
ざらにＹＨ（右）信号が多重され、視差信号ＰＲＸが垂
直ブランキング期間に多重された信号が得られる。この
信号をＤ／Ａ変換器１３０でアナログ信号に変換されて
出力端子１３１には、従来のＮＴＳＣ信号と互換性のあ
る立体画像専用が多重された信号が得られる。

次に覆囲の方法について第６図を用いて説明する。同図
において、４０１は入力端子、４ｏ２はＡ／Ｄ変換器、
４０３は減算器、　４０４　、４１１　、４１６は時空
間フィルタＦ１＋　Ｆ２１　Ｆ３＋　　４１２　、　４
１５　、　４１７は乗算器、　４０５　、４１４　、４
１９　、４２０は低域通過フィルタ、４０８は高域通過
フィルタ、４０７は加算器、４０６゜４０９　、４２１
　、４２２　、４３０　、　４３１は視差遅延器。

４２３は視差検出器、　４１０．４１８はｆｓｃ入力端
子。

４１５は午入力端子、４２４は左眼用輝度信号出力端子
、４２５は右眼用輝度信号出力端子、４２６は左眼用工
信号出力端子、４２７は右眼用工信号出力端子、４２８
は左眼用Ｑ信号出力端子、４２９は右眼用Ｑ信号出力端
子である。

まず、入力端子４０１から入力された信号は、Ａ／Ｄ変
換器４０２でディジタル信号に変換される。

次に、時空間フィルタＦ１４０４（例えばフレーム間の
減算処理）でＹｕ（右）とＣ信号成分だけが取出され、
減算器４０３で元の信号からＹＨ（右）とＣ信号を減算
することにより出力には、ＹＬ（左＋右）＋ＹＨ（左）
信号が得られる。また、時空間フィルタＦ２４１１（例
えばフィールド間の減算処理）でＹＨ（右）信号が分離
され、時空間フィルタＦ３４１６（例えばフィールド間
の加算処理）でＣ信号が分離される。

分離されたＹＨ（右）信号は、乗算器４１２で入力端子
４１３から入力された生信号と乗算され低域にシフトさ
れる。次に、低域通過フィルタ４１４で高域の不９部分
が除去されたあと、さらに乗算器４１５で入力端子４１
０から入力された輝度用のｆ３も信号と乗算され本来の
帯域に変換される。次に、高域通過フィルタ４０８で低
域の不要部分が除去される。

一方、減算器４０３で得られたＹＬ　（左＋右）　＋’
ｆＨ（左）信号は、低域通過フィルタ４０５でＹｔ、　
（左＋右）信号成分が取出され、加算器４０７で高域通
過フィルタ４０８で得られたＹＨ（右）信号と加算され
ＹＬ　（左＋右）＋Ｙｎ（右）信号が得られる。

次に、時空間フィルタＦ３４１１５で分離されたＣ信号
は、乗算器４１７で入力端子４１８から入力されたｆｓ
ｃ信号と乗算され、出力には復調された色信号ＩとＱが
得られる。復調された２つの信号は、低域通過フィルタ
４１９と４２０でそれぞれ高域の不要部分が除去される
。

ここで、入力信号の垂直ブランキング期間にさらに多重
されている視差信号は、視差検出器ＰＲＤ４２３におい
て、再生されたクロックで抽出されたあと、多数決論理
による誤り訂正が行われ、復調された視差情報が得られ
る。そのあと、この視差情報は左眼信号と右眼信号のそ
れぞれの遅延時間に変換され出力される。視差検出器Ｐ
　ＲＤ　４２３から出力された左眼用視差情報は、視差
遅延器４０６゜４３０　、４３１に入力され、同様に出
力された右眼用視差情報は、視差遅延器４０９　、４２
１　、４２２　に入力される。

例えば、第４図１こ示したように、ｉ）のスクリーン上
に像がある場合は左右の視差情報を０とし、全ての遅延
時間はＯとなる。ｉｉ）のスクリーンの手前に像がある
場合は、左眼用視差情報がある値となり、視差遅延器４
０６　、４３０　、　４３１に入力され、ある一定時間
遅延される。最後に、１ｉｉ）のスクＩＪ−ンの後方に
像がある場合は、右眼用視差情報がある値となり、視差
遅延器４０８　、４２１　、４２２に入力され、ある一
定時間遅延される０ 上述のようにして視差遅延器４０６　、４０９　、４２
１゜４２２　、４３０　、４３１で任意に遅延された信
号は、左眼用の輝度信号出力端子４２４．Ｉ信号出力端
子４２６、Ｑ信号出力端子４２８と、右眼用の輝度信号
出力端子４２５．Ｉ信号出力端子４２７．Ｑ信号出力端
子４２９にそれぞれ出力される。

こうして得られた左眼用の信号と右眼用の信号は、２眼
弐の立体ディスプレイ装置（図示せず）に入力される。

このディスプレイ装置は、視差を使った表示方式を備え
ているものであれば十分であり、例えばフィールド毎に
左眼用画像と左眼用画像を切換えて表示し、メガネを同
期させて両眼に左右画像が分離されて入力されるよう−
こ構成されたものや、左眼用画像と右眼用画像を別々ｌ
こ再生シ、フレネルレンズとレンチキュラーレンスヲ組
合せたスクリーンに重ねて写し出すグロジエクション方
式等が考えられる。このような装置を用いれば、立体画
像を楽しむことができる。

このように、本実施例によって得られる画像信号は、従
来のテレビジョン受信後にも画像を再生することができ
、専用の装置を用いれば立体画像を再生することができ
る０ なお、本実施例では撮影するカメラの出力をＲＧＢ出力
としたが、ＹＩＱ出力のカメラを用いればＹＩＱエンコ
ーダ１０９．ｉｌｏが省略でき、回路を簡略化すること
ができる。

また、左右眼信号の平均をとる手段のあとに、二ン７ア
シス回路を加えれば、平均処理によってレベルが下った
周波数帯域を持ち上げ、従来と変らない周波数帯域と信
号レベルを得ることも可能である。

最後に、多重される信号を右眼用輝度信号の高域成分と
したが、右眼用輝度信号の高域成分を多重し、処理を逆
にしても、同様の効果が得られることは自明であろう。

〔発明の効果〕 本発明によれば、従来の伝送系１チヤンネル分を使って
立体画像を伝送することができ、所要帯域を半分にする
ことができる効果がある。さらに、本発明において伝送
される信号は、ＮＴＳＣ信号と互換性を保っており、従
来のテレビジョン受信機でも、通常の画像を見ることが
できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての立体テレビジョンシ
ステムにあける送信部を示すブロック図、第２図は第１
図に２ける回路の信号処理の様子を示す説明図、第３図
は第１図の乗算器１２５において右眼用の輝度信号の高
域成分Ｅこよって変調される変調用搬送波の位相関係を
示す説明図、第４図は立体画像を得るために必要な視差
情報を説明するための説明図、第５図は垂直ブランキン
グ期間に多重する視差情報の伝送フォーマットの一例を
示す説明図、＠６図は本発明の一実施例としての立体テ
レビジョンシステムにおける受信部を示すブロック図、
第７図は従来の立体テレビジョンシヌテムを示す模式図
、である。 符号の説明 １０１　、１０２・・・カメラ １０５　、　１０４　、１０５　、１０６　、　１０７
　、　１０８・・・Ａ／Ｄ変換器 １１１　、　１１２　、　１１３　、１１９　、　１２
７　、１２９・・・加算器１１５．１２２・・・低域通
過フィルタ１１４　、１１６・・・高域通過フィルタ１
２０　、１２７　、１２８・・・乗算器１２６．１２８
・・・時空間フィルタ １３０・・・Ｄ／Ａ変換器 イ１図 地５図 占 〒 一一会犀？、のＢ今正間位！ヒ変訳用苅え正遵のイ立、
Ｔ目寵２図 閉４図 １ｉｉ） 閉５図 水平同量 第６図 〒７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左眼用カメラと右眼用カメラの２台のカメラで撮影
   して得られた画像を送信する送信部と、送信された該画
   像を受信し立体画像として再生する受信部と、から成る
   立体テレビジョンシステムにおいて、 前記送信部は、前記左眼用カメラの撮影によつて得られ
   た画像（以下、左眼用画像と称す。）の輝度信号の低域
   成分と前記右眼用カメラの撮影によつて得られた画像（
   以下、右眼用画像と称す。）の輝度信号の低域成分とを
   平均化する第１の手段と、前記左眼用画像の色信号と右
   眼用画像の色信号とを平均化する第２の手段と、前記左
   眼用画像（または右眼用画像）の輝度信号の高域成分と
   前記第１の手段により平均化された輝度信号の低域成分
   とを加算し、その加算信号の帯域を制限する第３の手段
   と、前記右眼用画像（または左眼用画像）の輝度信号の
   高域成分で、フレーム毎に位相の反転する搬送波信号を
   変調して周波数変換を行う第４の手段と、前記第２の手
   段により平均化された色信号と第４の手段からの出力信
   号とを加算し、その加算信号の帯域を制限する第５の手
   段と、撮影時の前記２台のカメラの視差情報を検出する
   第６の手段と、前記第３の手段からの出力信号と第５の
   手段からの出力信号とを多重し、更に前記第６の手段に
   より検出された視差情報を垂直帰線期間に多重して、得
   られるテレビジョン信号を送信する第７の手段と、を具
   備すると共に、前記受信部は、送信された前記テレビジ
   ョン信号を受信し、該テレビジョン信号から平均化され
   た前記色信号と前記右眼用画像（または左眼用画像）の
   輝度信号の高域成分とを分離し、残りの信号を前記左眼
   用画像（または右眼用画像）の輝度信号として出力する
   第８の手段と、該第８の手段により分離された前記右眼
   用画像（または左眼用画像）の輝度信号の高域成分と前
   記テレビジョン信号から分離される平均化された輝度信
   号の低域成分とを加算し、前記右眼用画像（または左眼
   用画像）の輝度信号として出力する第９の手段と、前記
   第８の手段により分離された平均化された前記色信号を
   ２分岐し、右眼用画像の色信号と左眼用画像の色信号と
   してそれぞれ出力する第１０の手段と、前記テレビジョ
   ン信号の垂直帰線期間に多重された前記視差情報を分離
   する第１１の手段と、得られた前記左眼用画像の輝度信
   号及び色信号と右眼用画像の輝度信号及び色信号とをそ
   れぞれ前記視差情報に応じて遅延する第１２の手段と、
   を具備したことを特徴とする立体テレビジョンシステム
   。