JPWO2004004363A1 - 画像符号化装置、画像送信装置および画像撮影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのような技術に関し、データ処理によってパノラマ画像から指定領域を抽出し、視点の異なる2枚の静止画像を合成して立体画像を表示する方法として、一般に図24に示されるような構成をとる技術がある。
[図24の構成の動作説明]
図24において、領域指定手段aは、ユーザがパノラマ画像中の任意の矩形領域を指定するための手段であり、指定した矩形領域を指定する信号を画像抽出手段bに出力する。
画像抽出手段bは、左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像から、指定された矩形領域(左目用画像、右目用画像)を抽出する手段である。
立体表示手段cは、抽出された左目用画像、右目用画像を立体表示する手段であり、種々の方式の立体画像ディスプレイがある。
図25は、左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像を示す。また、図26は、図25のようなパノラマ立体画像を撮影する、それぞれが組み合わさって左右に回転する左目用カメラLと右目用カメラRとそれらの撮影視野L1(実線で示した範囲)とR1(点線で示した範囲)および実際の撮影領域fを示す。
上記のように指定領域を抽出して表示するパノラマ画像では、パノラマ画像を表すための画素数(解像度)が、一般の画像に比べて大きい。例えば標準デジタルテレビ画像の解像度が720×480画素であるのに対して、パノラマ画像の解像度は例えば6000×480画素となる。したがって、このようなパノラマ画像を蓄積あるいは伝送する場合、データ量が膨大となることが非常に問題となる。
また、前記図26に示したカメラは左右に動かすことで広視野の画像を撮影するものであるため、動きのある被写体には適さない。したがって、動画のパノラマ立体画像を簡単に得ることが出来なかった。
本発明はこのような問題を解決し、効率良くパノラマ画像を蓄積あるいは伝送可能にする画像符号化装置または画像送信装置を提供することを目的とし、および簡単に動画のパノラマ立体画像を得ることを可能とする撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の要旨は、画像を入力する画像入力手段と、入力された画像を小画面に分割する分割手段と、各小画面画像を符号化する符号化手段と、符号化情報に小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を示す情報を付加する管理情報付加手段とを有することを特徴とする画像符号化装置である。
本発明の第2の要旨は、画像の縮小処理をする画像縮小手段と、縮小画像を符号化する縮小画像符号化手段とを有することを特徴とする要旨1に記載の画像符号化装置である。
本発明の第3の要旨は、画像情報が動画像情報であり、符号化情報への付加情報には、小画面画像の指定時刻の位置を示す情報を含むことを特徴とする要旨1または要旨2に記載の画像符号化装置である。
本発明の第4の要旨は、画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを送信する送信手段とを有することを特徴とする画像送信装置である。
本発明の第5の要旨は、画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを復号する復号手段と、復号された小画面画像データのうちの所定領域を切り出す切り出し手段と、切り出された所定領域の画像データを再符号化する再符号化手段と、再符号化された所定領域の画像データを送信する送信手段とを有することを特徴とする画像送信装置である。
本発明の第6の要旨は、切り出された所定領域の画像データを合成する合成手段を有し、合成データを再符号化手段で再符号化して、送信手段から送信することを特徴とする要旨5に記載の画像送信装置である。
本発明の第7の要旨は、送信手段は、小画面画像に分割する前の画像の所定の縮小画像を送信することを特徴とする要旨5または要旨6に記載の画像送信装置である。
本発明の第8の要旨は、2以上の撮影手段を有し、2つの撮影手段をペアにして立体視用の画像を撮影し、ペアの撮影手段の撮影画像で立体画像の画像データを作成することを特徴とする画像撮影装置である。
本発明の第9の要旨は、3以上の撮影手段を有し、2つの撮影手段をペアにして立体視用の画像を撮影し、各ペアで互いに異なる方向の立体画像を撮影し、各ペアの撮影手段の撮影画像で立体画像の画像データを作成するものであり、1つの撮影手段は他の撮影手段と複数のペアを構成することを特徴とする画像撮影装置である。
本発明の第10の要旨は、画像入力手段に、左目用画像、右目用画像からなる立体視用の画像データを入力することを特徴とする要旨1から要旨3のうちのいずれか1に記載の画像符号化装置である。
本発明の第11の要旨は、画像入力手段に、要旨8または要旨9の作成立体画像を入力することを特徴とする要旨1から要旨3のうちのいずれか1に記載の画像符号化装置である。
本発明の第12の要旨は、入力する立体視用画像データには、立体視用の画像が何の種類の画像からなるかを示す情報と、各画像の方向を示す情報とが付加情報として付加されていることを特徴とする要旨11に記載の画像符号化装置である。
本発明においては、効率良くパノラマ画像を蓄積あるいは伝送する動画像符号化・復号装置、および簡単に動画のパノラマ立体画像を得る撮影装置を構成できる。
図2は、第1の実施形態に係る符号化装置を示すブロック図である。
図3は、第1の実施形態に係る左目用、右目用の各パノラマ画像を分割した例の説明図である。
図4は、図3の左目用パノラマ画像を動画像にした場合の各フレームの説明図である。
図5は、パノラマ動画像をMPEG−4で符号化する場合の例の説明である。
図6は、管理情報の結合された各タイルの符号化データの例の説明図である。
図7は、管理情報の例を示す図表であって、(1)は符号化データへのタイムアクセステーブルの説明図、(2)は指定時刻へのランダムアクセステーブルの説明図である。
図8は、第1の実施の形態の送信装置を示すブロック図である。
図9は、パノラマ画像と表示位置の関係を説明する図である。
図10は、第2の実施形態の受信装置を示すブロック図である。
図11は、2個の全方位カメラを使用した視野および撮影範囲の説明図である。
図12は、全方位カメラ1による画像と、全方位カメラ2による画像のデータ例を示す。
図13は、図12の画像をタイル分割した例を示す。
図14は、各タイルの符号化データを蓄積する例を示す。
図15は、全方位カメラで立体視が可能なようにカメラを配置した例を示す。
図16は、全方位カメラ1,2,3による画像の例を示す。
図17は、図16の画像をタイル分割した例を示す。
図18は、各タイルの符号化データを管理情報と共に蓄積する例を示す。
図19は、第4実施形態の送信装置のブロック図である。
図20は、左目用と右目用の切り出し画像を合成した画像の例の説明図である。
図21は、左目用と右目用の切り出し画像に縮小パノラマ画像を合成した画像の例の説明図である。
図22は、左目用と右目用の切り出し画像に縮小パノラマ画像を合成した画像の他の例の説明図である。
図23は、左目用と右目用の切り出し画像に縮小パノラマ画像を合成した画像であってパディング領域を埋めた例の説明図である。
図24は、一般の視点の異なる2枚の静止画像を合成して立体画像を表示する方法の説明図である。
図25は、左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像例を示す。
図26は、パノラマ立体画像を撮影する左右のカメラの説明図である。
図27は、第1の実施形態の受信装置を示すブロック図である。
[第1の実施の形態]
図1は第1の実施の形態の全体的なシステム構成図である。
図1に示すように、本発明における第1の実施の形態は、パノラマ画像を符号化する符号化装置(A)、符号化データを蓄積する蓄積装置(D)と、蓄積された符号化データの一部を取り出し、受信装置に送信する送信装置(B)と、送信装置(B)に対してパノラマ画像の表示位置を指定し、送信装置からの符号化データを受信して復号・表示する受信装置(C)とから成るパノラマ画像送受信システムである。図1において符号(E)は有線あるいは無線のネットワークである。
図2は第1の実施の形態の符号化装置(A)を示すブロック図である。図2の符号化装置(A)は、パノラマ画像を撮影・デジタル化し、パノラマ画像を入力する入力部(画像入力手段)10と、入力されたパノラマ画像を該パノラマ画像の全体よりも小さい矩形等の領域であって複数画素からなる小画面の画像(以下「タイル」という)に分割するタイル分割部(分割手段)12と、分割された各タイルを符号化する符号化部(符号化手段)14と、各タイルへのアクセスおよびタイル内の指定時間へのランダムアクセスを行うための管理情報を、符号化データに付加する管理情報付加部(管理情報付加手段)16とを有して構成される。
図3は図2のタイル分割部12でパノラマ画像を分割した例を示す。ここで、Lは左目用パノラマ画像、Rは右目用パノラマ画像とし、それぞれが5個のタイルに分割されたものとする。分割されたタイルの番号を0,1,2,3,4とし、左目用パノラマ画像のタイルにLT0〜LT4、右目用パノラマ画像のタイルにRT0〜RT4と記号を付ける。各パノラマ画像のサイズが6000×480画素の場合、各タイルの大きさは1200×480画素となる。
なお、ここでは各パノラマ画像を水平5個×垂直1個のタイルに分割したが、タイル分割の方法はこれに限るものではなく、例えば水平10個×垂直3個のようにより細かく分割しても良いし、各タイルの大きさを可変としても良い。
図2の符号化部14は各タイルを圧縮符号化する部分である。符号化方式として、パノラマ画像が静止画の場合はJPEG,JPEG2000など静止画用の国際標準方式、パノラマ画像が動画(パノラマ動画像)の場合はMPEG−2,MPEG−4など動画用の国際標準方式が用いられる。もちろん、国際標準方式以外の独自方式を用いても良い。
また、前記パノラマ動画像の場合、図3の各タイルは1枚の画像ではなく所定時間間隔で表示する複数のフレームからなる。図4に、パノラマ動画像の左目用画像(左目用パノラマ動画像)をタイル分割した例を示す。f0,f1,f2,・・・は動画の各フレームを示し、例えばタイルLT1はLT1f0,LT1f1,LT1f2,・・・のように時間的に連続した複数のフレームから構成される。
パノラマ動画像をMPEG−4で符号化する場合の例を図5に示す。MPEG−4ではコマ落しを用いることが出来るため、符号化されるフレームはLT1f0,LT1f3,LT1f5,LT1f10のようにフレーム番号が飛び飛びになっている。また、この例ではLT1f0をフレーム内符号化フレーム(Iフレーム)、LT1f10をLT1f0の復号フレームから予測符号化するフレーム(Pフレーム)、LT1f3,LT1f5をLTf0,LTf10の復号フレームから両方向予測符号化するフレーム(Bフレーム)として符号化している。このような符号化方式で符号化されたデータにランダムアクセスする場合、後で述べるように、アクセスしたいフレームの近傍(直前または直後)のIフレームから復号を行う。
図2の管理情報付加部16で付加される管理情報について説明する。管理情報の結合された各タイルの符号化データの例を図6に示す。また、この管理情報の例(表1)を図7に示す。
各タイルの符号化データは、管理情報と共に図6に示すように結合されて蓄積されるが、この時、各タイルへのアクセスを可能とするための情報が管理情報である。パノラマ動画像の場合は、タイルへのアクセスと共に、タイル内の指定時刻の符号化データへのランダムアクセスを可能とする情報も含まれる。
図7の表1(1)は、各タイルの符号化データへのアクセスを行うための管理情報(全符号化データ内での各タイルの符号化データの位置を示す情報を含む)の1例のタイルアクセステーブルある。例えばタイルLT2の符号化データは、図6のデータの先頭からB2バイト目(位置を示す情報に相当)に存在することを示している。表1(1)にはさらに、タイル内での指定時刻へのアクセスを行うための情報(ランダムアクセステーブル)へのポインタが記載されている。例えばLT2の符号化データの場合、指定時刻へのアクセステーブルは管理情報内のアドレスP2にあることが示される。
また、前記図7の表1(2)は、指定時刻へのアクセステーブル(ランダムアクセステーブル)の例である。この表において時刻t1,t2,t3,・・・は等間隔に設定されていても良いし、任意の時間間隔であっても良い。例えば時刻t3に対応する符号化データは、タイルの符号化データの先頭からBt3バイト目に存在し、その位置からIt3バイト遡った位置にIフレームの符号化データがあることが示されている。復号装置においてタイルの復号データを時刻t3から表示したい場合、まず、先頭から(BT3−It3)バイト目にあるIフレームの符号化データを復号する。次に、順次PフレームやBフレームを復号しつつ復号したバイト数をカウントし、It3バイトだけ復号した時点で表示を開始すれば、指定した時刻t3の表示が行われる。
以上のようにして、膨大なデータ量を持つパノラマ画像が効率よく符号化され、蓄積される。本発明の符号化データは、パノラマ画像をタイルに分割し、各タイルの符号化データへのアクセスを容易にするための情報を符号化データと共に蓄積するため、後述するように、符号化データの一部を取り出すことが可能となる。
[その他のアクセス方法]
(a)テレビ電話、インターネットによるストリーミング等、通信用途では符号化データがパケット化されており、各パケットのヘッダ情報にIフレームの先頭を含むか否かを示す情報が組込まれている場合がある。この時、例えば図7の表1(2)には、指定時刻tiとそれに対応するパケットの先頭までのバイト数Bi(iは正の整数)が書かれている。
指定時刻がt3の場合、デコーダは指定時刻t3のパケットにアクセスした後、パケットがIフレームの先頭を含むか否かをチェックしながら符号化データを読み進み、Iフレームを含んだパケットから復号・表示を開始する。(それ以前のパケットは読み捨てる)
(b)前記の(a)で、パケットの先頭までのバイト数を明示せず、パケット番号のみを表1(2)に書いておくこともできる。この場合、一つの符号化データ内のパケットの長さ(バイト数など)を固定とし、符号化データのヘッダ情報にパケットの長さを書いておく。
デコーダにて、パケット番号とパケットのバイト数から、指定時刻のパケットの先頭までのバイト数を計算することによって、指定時刻のデータにアクセスすることが可能となる。指定時刻のパケットにアクセスした後の動作は前記(a)と同様である。
[その他の蓄積方法]
図6では管理情報と符号化情報が結合されて蓄積されている状態を示しているが、管理情報は符号化情報とは別ファイルとして分離して蓄積してもかまわない。
また、指定時刻へのアクセスのための情報は、前記図7の表1(2)のような管理情報中ではなく、各タイルの符号化データのヘッダ情報に含まれていても良い。その場合、図7の表1(1)の3列目(タイル内での指定時刻へのアクセスを行うための情報へのポインタ)は必要が無くなる。
さらに、管理情報、各タイルの符号化データを全て別ファイルとしても良い。この時、例えば図7の表1(1)の2列目には先頭からのバイト数の代わりに、各タイルの符号化データのファイル名が書かれる。また、各タイルへのアクセスはファイル名を基に行われる。
図8は第1の実施の形態の送信装置を示す。図8の送信装置は、符号化データに含まれる管理情報を分離する管理情報分離部(管理情報分離手段)20と、受信装置(C)などから表示位置(指定位置)および表示サイズを入力し、これに対応するタイルを指定するタイル指定部22と、管理情報と表示位置およびサイズを基に管理情報を解析する解析部24と、解析結果を元に符号化データをランダムアクセスするランダムアクセス部(検索手段)26と、ランダムアクセスされた符号化データの一部を送信する送信部28とから構成される。
図8に示す前記管理情報分離部20は、図6のように蓄積されたデータから、管理情報を分離する。
また、図8に示す前記タイル指定部22は、受信部から送られてきた表示位置およびサイズ(パノラマ動画像の場合は、さらに表示時刻)を入力し、表示位置に対応するタイルを求める。
図9はパノラマ画像と表示位置の関係を説明する図である。表示位置およびサイズはパノラマ画像中の座標(a,b)および水平・垂直サイズ(x,y)でそれぞれ表される。通常、受信装置のディスプレイで表示できる画像サイズは固定であるため、サイズ(x,y)を固定とし、受信装置(C)からは表示位置(a,b)のみを送信装置(B)に伝えるようにしても良い。
また、受信部側(受信装置(C)側)で表示位置を入力し易くするために、パノラマ画像の縮小データを予め送信しておいても良い。この場合は、符号化装置(A)にてパノラマ画像縮小部(画像縮小手段)をさらに備え、入力されたパノラマ画像を縮小し、縮小されたパノラマ画像を符号化部14にて符号化し、図6のデータと共に蓄積しておく。送信装置(A)は蓄積された符号化データから、縮小されたパノラマ画像の符号化データを取り出し受信装置(C)に送信する。受信装置(C)ではこの符号化データを復号して、縮小パノラマ画像を確認しつつ、所望の表示位置、表示サイズを送信装置に伝えれば良い。パノラマ画像が動画の場合は、上記の縮小パノラマ画像も動画となっており、受信装置は表示位置、表示サイズと共に、表示時刻tも指定する。例えば、受信装置で縮小パノラマ動画像を再生し、再生中に所望の表示領域を決定することで、その時の再生時刻を表示時刻tとして指定する。
図8のタイル指定部22は、表示位置およびサイズ(および表示時刻)に基づいて表示位置に対応するタイルを求める。表示位置(a,b)、サイズ(x,y)を図9のように選択した場合、指定されるタイルはタイル番号1および2となる。
このようなタイルの指定は受信装置(C)側で行っても良い。その場合は、タイル指定部22は送信装置(B)ではなく、受信装置(C)に備えられ、表示位置およびサイズの代わりに指定するタイルのタイル番号を受信装置から送信装置に通知することとなる。
図8の解析部24は、前記図7の表1のような管理情報のテーブルと指定されたタイルの情報(および表示時刻)に従って、左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像の各々について、指定されたタイルの符号化情報が、蓄積された符号化データの先頭から何バイト目に存在するかを解析する。
図8のランダムアクセス部26は、上記解析結果に基づいて蓄積された符号化データをランダムアクセスし、指定されたタイルに対応する符号化データを取り出す。パノラマ動画像の場合は、指定されたタイルの符号化データのうち、表示時刻の直前のIフレーム以降の符号化データが取り出される。[その他のアクセス方法]に例示した方法でランダムアクセステーブルが作成されている場合は、表示時刻からパケットを読み捨てていき、Iフレームを含むパケットが見つかった時点以降の符号化データが取り出される。あるいは、表示時刻のフレームを必ず表示したい場合は、表示時刻から逆方向にパケットを読みながら、Iフレームを含むパケットを探し、Iフレームを含むパケットが見つかった時点以降の符号化データを取り出すようにしても良い。
図8の送信部(送信手段)28は、取り出された符号化データを受信装置に送信する。図27は本実施の形態の受信装置の例を示す。表示位置・サイズ決定部40は、パノラマ画像の一部を表示領域として決定し、送信装置に通知する部分である。パノラマ動画像の場合は、表示位置、サイズの他に指定時刻も合わせて通知する。復号部(復号手段)30は送信された符号化データを復号する部分である。一般に送信された符号化データは、表示領域を含む1以上のタイルに対応しているため、切り出し部(切り出し手段)32にて表示領域を切り出す処理が必要となる。切り出し部32は、表示位置・サイズ決定部40で決定した情報に基づき、復号されたタイルの中から必要な表示領域を切り出して、切り出された画像を立体ディスプレイ等に出力し、表示する。パノラマ動画像の場合に、指定時刻の直前のIフレーム以降の符号化データが送信されているときは、切り出し部32は指定時刻のフレームが復号されるまで、画像を出力しないようにすることもできる。このような処理を行うため、送信装置からは、表2(1)に示す「直前のIフレームまでのバイト数」が受信装置に通知されているものとする。
以上のようにして、第1の実施の形態によれば、パノラマ画像のうち、受信装置で表示したい部分を空間的、時間的に指定し、蓄積された符号化データの一部を取り出して送信することができるため、容量の小さい伝送路においてもパノラマ画像を容易に送信し、表示することが可能となる。
[第2の実施の形態]
前記第1の実施の形態とは異なり、他の実施の形態としての本発明の第2の実施の形態では、送信装置(B)は、符号化装置(A)で作成したパノラマ画像の符号化データを全て受信装置(C)に送信するようにしてもよい。あるいは、大容量の記録媒体を用いて(介在させて)前記符号化データを受信装置(C)に渡しても良い。そして、受信装置(C)に全ての符号化データを蓄積する。
通常、受信装置(C)側のディスプレイは解像度が低く、蓄積したパノラマ画像を全て表示できないため、図10のように、受信装置(C)に第1の実施の形態における送信装置と同様の管理情報分離部20、タイル指定部22、解析部24、ランダムアクセス部26を設け、さらに、符号化データを復号する復号部30を設け、パノラマ画像の一部表示位置・サイズ、表示時刻を指定して、管理情報の解析、ランダムアクセス、符号化データの一部の復号をし、ディスプレイなど表示部への表示を行う。
[第3の実施の形態]
本発明の符号化装置におけるパノラマ画像入力部としては、前記図26に示したような回転カメラの代わりに全方位カメラ(撮影手段)を使用できる。以下、これにより、立体パノラマ動画像の撮影を容易にできるものを第3の実施の形態として説明する。本実施形態では、複数の全方位カメラを使用して立体パノラマ画像を得るようにする。
2個の全方位カメラを使用した場合について図11〜図14に基き説明する。
2個の全方位カメラを使用し、各カメラで左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像をそれぞれ得る場合、図11に示すように、他のカメラが視野に干渉して、立体視が可能な範囲はAとCの範囲になる。一方、範囲DとBでは立体視ができない。
このようなパノラマ画像に必要な付加情報(立体視用画像が何の種類の画像からなるかを示す情報と各画像の方向を示す情報とを付加)としては、カメラのタイプ(全方位カメラ2個から成ることを示す)と、全方位カメラ1を左目用、全方位カメラ2を右目用とした時の正面位置に対応する座標(F(1,2)と表す)と、全方位カメラ2を左目用、全方位カメラ1を右目用とした時の正面位置に対応する座標(F(2,1)と表す)と、A,B,C,Dの範囲を示す情報とがある。ここで、A,B,C,Dの範囲を示す情報は、全方位カメラの特性、カメラのタイプとF(1,2)、F(2,1)などから導くことができるため付加情報として必須ではないが、導くための処理量を削減したり、コンテンツに合わせて範囲を可変にする等の理由から付加情報に含めて明示するようにしても良い。
図12は、全方位カメラ1による画像と、全方位カメラ2による画像のデータ例を示す。
範囲AとCで、右目用データと左目用データの関係が入れ替わる。範囲B、Dのデータは全て片目用(平面表示用)のデータとなる。
図13は、図12の画像をタイル分割した例を示す。
全方位カメラ1の左目用画像はタイルLT0,LT1、右目用画像はタイルRT0,RT1、片目用画像はタイルMT0,MT1に分割される。また、全方位カメラ2も同様に左目用画像はタイルLT2,LT3、右目用画像はタイルRT2,RT3、片目用画像はタイルMT2,MT3に分割される。
図14は、各タイルの符号化データを管理情報と共に蓄積する例を示す。管理情報には第1の実施形態で説明したタイルアクセステーブル、ランダムアクセステーブルと共に、前述した付加情報が含まれる。付加情報のうち、F(1,2)、F(2,1)を図13のようなパノラマ画像上の水平方向の画素位置(一次元座標)で表現する場合は、F(1,2)の画素位置は範囲Aの中央(タイルLT1の左端の画素位置)、F(2,1)の画素位置は範囲Cの中央(タイルRT1の左端の画素位置)となる。このような表現では、F(1,2)の画素位置とパノラマ画像の水平画素数からF(2,1)を求めることが出来るため、付加情報にはF(1,2)の情報のみを含めるようにすることもできる。
この例では、全方位カメラ1の符号化データは、少なくとも全方位で平面表示できるように全てのタイルの符号化データを記録する。
また、全方位カメラ2の符号化データは、立体視可能な領域についてのみ符号化データを記録する。すなわち、MT2,MT3は符号化しない、あるいはMT2,MT3の符号化データは記録しないようにする。
なお、上記の例では片目用画像のタイルMT2,MT3を落としていたが、符号化データのうちで片目用画像を利用する場合で、他のカメラを写しこんでいないタイルのデータを利用することもできる。つまり、全方位カメラ1では、範囲BのタイルMT0を落とし、範囲DのタイルMT1を残し、全方位カメラ2では範囲BのタイルMT2を残し、範囲DのタイルMT3を落とす。
タイルへの分割方法、符号化データの組み合わせ方法は上記の例に限るものではない。例えば、一つのタイルが範囲Aと範囲Bの両方にまたがるように分割してもかまわない。また、一部のタイルを落す例を述べたが、全てのタイルを符号化するようにしてもよい。
次に、3個の全方位カメラを使用した場合について説明する。
図15は、全ての方位で立体視が可能なように3個の全方位カメラを配置した例を示す。
このようなパノラマ画像に必要な付加情報としては、カメラのタイプ(全方位カメラ3個から成ることを示す)と、全方位カメラ1を左目用、全方位カメラ2を右目用とした時の正面位置に対応する座標(F(1,2)と表す)と、全方位カメラ2を左目用、全方位カメラ3を右目用とした時の正面位置に対応する座標(F(2,3))と表す)と、カメラ3を左目用、カメラ1を右目用とした時の正面位置に対応する座標(F(3,1)と表す)と、E,F,Gの範囲を示す情報とがある。ここでE,F,Gの情報は前述のA,B,C,Dと同様、付加情報に必須ではないが、処理量削減等のために付加情報に含めて明示するようにしてもよい。
図16は、全方位カメラ1,2,3による画像の例を示す。
範囲E,F,Gで、右目用データと左目用データの関係および使用するカメラの組み合わせが異なる。
図17は、図16の画像をタイル分割した例を示す。
また、図18は、各タイルの符号化データを管理情報と共に蓄積する例を示す。管理情報には第1の実施形態で説明したタイルアクセステーブル、ランダムアクセステーブルと共に、前述した付加情報が含まれる。付加情報のうち、F(1,2)、F(2,3)、F(3,1)を図17のようなパノラマ画像上の水平方向の画素位置(一次元座標)で表現する場合は、全方位カメラを2個用いた場合と同様に、F(1,2)のみを付加情報に含めるようにすることもできる。
なお、図18の例ではタイルMT2〜MT5の符号化を行わず、これらに対応する符号化データは記録しない。
このように第3の実施の形態においては、全方位カメラを複数用いることで立体パノラマ動画像の撮影を容易に行うことが可能となり、また、タイルの一部を符号化しないことで蓄積または伝送される符号化データ量を削減することが可能となる。
[第4の実施の形態]
第1の実施の形態で説明した送信装置では、一般に表示位置・サイズに対応したタイルが複数あるため、伝送データに無駄が発生する。本発明の第4の実施の形態では図19の送信装置のように、復号部30で復号したデータを切り出し部32で表示位置・サイズの部分を切り出して合成部(合成手段)34で合成画像を作成する。そして、再符号化部(再符号化手段)36で合成画像を再符号化して送信部28により送信する。このように必要な部分の復号画像を切り出し合成し再符号化して送信し、データ量を最少にする。
合成画像には、例えば、図20に示すように左目用と右目用の切り出し画像を左右くっ付けた状態の1フレームの合成画像にすることができる。
また、図21に示すように、全体画像が確認できるように縮小したパノラマ画像も、切り出した左右の画像の上側に付けるなどした1フレームの合成画像とすることができる。
また、図22に示すように、縮小パノラマ画像を左右の切り出し画像の先頭に付けるようにした合成画像にしても良い。
さらに、図23に示すように、左右の切り出し画像と縮小パノラマ画像の3つの画像を合成したとき、一般には余りの領域が生じる。余りの部分についてはパディングによってデータ(ダミーデータ)を埋め、全体として矩形の画像を作成する。
いずれの場合にも、合成した画像を受信装置で分離するための情報を符号化データのヘッダ部分などに付加することとなる。あるいは、このような情報はヘッダ部分ではなく管理情報に含めるようにしても良い。
前記図19などに説明したように、合成画像を再符号化・送信するのは受信装置側で1つの符号化データを扱えばすむというメリットがある。しかし、合成の処理を省略したい場合は受信装置側で複数符号化データを扱えるようにしても良い。その場合、送信装置では縮小画像や切り出した左右の画像を独立に符号化して送信する。
前記図9の説明では、表示位置(a,b)と表示サイズ(x,y)を受信装置から送信装置に通知する方法を述べたが、パノラマ画像の表示領域を指定する方法はこれに限るものではない。前記図19などによる本発明の実施の形態では、切り取り位置(A,B)、切り取りサイズ(X,Y)および表示サイズ(x,y)を指定する方法を用いても良い。ここで、送信装置がパノラマ画像から切り取る領域は、切り取り位置(A,B)、切り取りサイズ(X,Y)で表され、受信装置にて実際に表示されるサイズは(x,y)で表すものとする。例えば、(X,Y)が(x,y)より大きい場合は切り取られた領域が(x,y)のサイズに縮小され符号化されて受信装置に送られる。逆に、(X,Y)が(x,y)より小さい場合は切り取られた領域が(x,y)のサイズに拡大され符号化されて受信装置に送られる。このようにすることで、パノラマ画像の表示画像がズームインしたりズームアウトするような効果を得ることが可能となる。
以上説明したとおり本発明によれば、効率良くパノラマ画像を蓄積あるいは伝送する動画像符号化・復号装置、および簡単に動画のパノラマ立体画像を得る撮影装置を構成できる。
図25は、左目用パノラマ画像、右目用パノラマ画像を示す。また、図26は、図25のようなパノラマ立体画像を撮影する、それぞれが組み合わさって左右に回転する左目用カメラLと右目用カメラRとそれらの撮影視野L1(実線で示した範囲)とR1(点線で示した範囲)および実際の撮影領域fを示す。
上記のように指定領域を抽出して表示するパノラマ画像では、パノラマ画像を表すための画素数(解像度)が、一般の画像に比べて大きい。例えば標準デジタルテレビ画像の解像度が720×480画素であるのに対して、パノラマ画像の解像度は例えば6000×480画素となる。したがって、このようなパノラマ画像を蓄積あるいは伝送する場合、データ量が膨大となることが非常に問題となる。
また、前記図26に示したカメラは左右に動かすことで広視野の画像を撮影するものであるため、動きのある被写体には適さない。したがって、動画のパノラマ立体画像を簡単に得ることが出来なかった。
本発明はこのような問題を解決し、効率良くパノラマ画像を蓄積あるいは伝送可能にする画像符号化装置または画像送信装置を提供することを目的とし、および簡単に動画のパノラマ立体画像を得ることを可能とする撮像装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の第1の要旨は、2以上の画像を入力する画像入力手段と、入力された画像を小画面に分割する分割手段と、各小画面画像を符号化する符号化手段と、符号化情報に小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を示す情報を付加する管理情報付加手段とを有し、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像符号化装置である。
本発明の第2の要旨は、画像の縮小処理をする画像縮小手段と、縮小画像を符
号化する縮小画像符号化手段とを有することを特徴とする要旨1に記載の画像符号化装置である。
本発明の第3の要旨は、画像情報が動画像情報であり、符号化情報への付加情報には、小画面画像の指定時刻の位置を示す情報を含むことを特徴とする要旨1または要旨2に記載の画像符号化装置である。
本発明の第4の要旨は、2以上の画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを送信する送信手段とを有し、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像送信装置である。
本発明の第5の要旨は、2以上の画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを復号する復号手段と、復号された小画面画像データのうちの所定領域を切り出す切り出し手段と、切り出された所定領域の画像データを再符号化する再符号化手段と、再符号化された所定領域の画像データを送信する送信手段とを有し、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像送信装置である。
本発明の第6の要旨は、切り出された所定領域の画像データを合成する合成手段を有し、合成データを再符号化手段で再符号化して、送信手段から送信することを特徴とする要旨5に記載の画像送信装置である。
本発明の第7の要旨は、送信手段は、小画面画像に分割する前の画像の所定の縮小画像を送信することを特徴とする要旨5または要旨6に記載の画像送信装置
である。
本発明の第8の要旨は、2つの撮影手段により画像を撮影する画像撮影装置であって、撮影された2つの画像は立体視可能な範囲を2種類有し、前記範囲は前記撮影手段に対して互いにほぼ180度異なる方向に位置するとともに、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像撮影装置である。
本発明の第9の要旨は、3つの撮影手段により画像を撮影する画像撮影装置であって、撮影された3つの画像は立体視可能な範囲を3種類有し、前記範囲は前記撮影手段に対して互いにほぼ120度異なる方向に位置するとともに、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像撮影装置である。
本発明の第10の要旨は、画像内の所定の領域の位置情報を含む管理情報が付加された符号化データから、前記管理情報を分離する管理情報分離手段と、前記管理情報に基づいて、前記符号化データから前記所定の領域に対応する符号化データを検索する検索手段と、検索された符号化データを送信する送信手段とを有し、前記画像は、立体視用画像データを構成する2以上の画像の一つであって、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含むことを特徴とする画像送信装置である。
本発明の第11の要旨は、立体視用画像データを構成する2以上の画像の一つを入力する画像入力手段と、前記画像を符号化する画像符号化手段と、符号化情報に前記画像内の所定の領域の位置情報を付加する管理情報付加手段とを有し、前記画像は、右目用の画像領域と左目用の画像領域の両方を各画像内に含み、前記位置情報は、前記領域が前記符号化データ内での位置を示す情報であることを特徴とする画像符号化装置である。
本発明の第12の要旨は、入力する立体視用画像データには、立体視用の画像が何の種類の画像からなるかを示す情報と、各画像の方向を示す情報とが付加情報として付加されていることを特徴とする要旨11に記載の画像符号化装置である。
本発明においては、効率良くパノラマ画像を蓄積あるいは伝送する動画像符号化・復号装置、および簡単に動画のパノラマ立体画像を得る撮影装置を構成できる。
図面の簡単な説明
図1は、本発明の第1の実施形態に係る符号化装置、送信装置、および受信装置の全体システム説明図である。
図2は、第1の実施形態に係る符号化装置を示すブロック図である。
図3は、第1の実施形態に係る左目用、右目用の各パノラマ画像を分割した例の説明図である。
Claims (12)
- 画像を入力する画像入力手段と、
入力された画像を小画面に分割する分割手段と、
各小画面画像を符号化する符号化手段と、
符号化情報に小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を示す情報を付加する管理情報付加手段とを有することを特徴とする画像符号化装置。 - 画像の縮小処理をする画像縮小手段と、縮小画像を符号化する縮小画像符号化手段とを有することを特徴とする請求の範囲第1項記載の画像符号化装置。
- 画像情報が動画像情報であり、符号化情報への付加情報には、小画面画像の指定時刻の位置を示す情報を含むことを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の画像符号化装置。
- 画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを送信する送信手段とを有することを特徴とする画像送信装置。
- 画像が分割された小画面画像の符号化データの全符号化データ内での位置を含む管理情報が付加された符号化情報から管理情報を分離する管理情報分離手段と、分離した管理情報に基き全符号化データから指定位置に基づく小画面画像の符号化データを検索する検索手段と、検索された指定位置に基づく小画面画像の符号化データを復号する復号手段と、復号された小画面画像データのうちの所定領域を切り出す切り出し手段と、切り出された所定領域の画像データを再符号化する再符号化手段と、再符号化された所定領域の画像データを送信する送信手段とを有することを特徴とする画像送信装置。
- 切り出された所定領域の画像データを合成する合成手段を有し、合成データを再符号化手段で再符号化して、送信手段から送信することを特徴とする請求の範囲第5項に記載の画像送信装置。
- 送信手段は、小画面画像に分割する前の画像の所定の縮小画像を送信することを特徴とする請求項範囲第5項または第6項に記載の画像送信装置。
- 2以上の撮影手段を有し、2つの撮影手段をペアにして立体視用の画像を撮影し、ペアの撮影手段の撮影画像で立体画像の画像データを作成することを特徴とする画像撮影装置。
- 3以上の撮影手段を有し、2つの撮影手段をペアにして立体視用の画像を撮影し、各ペアで互いに異なる方向の立体画像を撮影し、各ペアの撮影手段の撮影画像で立体画像の画像データを作成するものであり、1つの撮影手段は他の撮影手段と複数のペアを構成することを特徴とする画像撮影装置。
- 画像入力手段に、左目用画像、右目用画像からなる立体視用の画像データを入力することを特徴とする請求の範囲第1項から第3項のうちのいずれか1項に記載の画像符号化装置。
- 画像入力手段に、請求の範囲第8項または第9項の作成立体画像を入力することを特徴とする請求の範囲第1項から第3項のうちのいずれか1項に記載の画像符号化装置。
- 入力する立体視用画像データには、立体視用の画像が何の種類の画像からなるかを示す情報と、各画像の方向を示す情報とが付加情報として付加されていることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の画像符号化装置。
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