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JPH089421A - 立体映像装置 - Google Patents

立体映像装置

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JPH089421A
JPH089421A JP6137478A JP13747894A JPH089421A JP H089421 A JPH089421 A JP H089421A JP 6137478 A JP6137478 A JP 6137478A JP 13747894 A JP13747894 A JP 13747894A JP H089421 A JPH089421 A JP H089421A
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JP
Japan
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right images
stereoscopic
parallax amount
stereoscopic image
parallax
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JP6137478A
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English (en)
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JP3157384B2 (ja
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Haruhiko Murata
治彦 村田
Toshiya Iinuma
俊哉 飯沼
Yasuo Funatsukuri
康夫 船造
Morio Matsudaira
盛夫 松平
Hideyuki Kanayama
秀行 金山
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N2013/0074—Stereoscopic image analysis
    • H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、使用する表示装置の種類、大き
さ等にかかわらず、良好な立体画像が得られる立体映像
装置を提供することを目的とする。 【構成】 立体映像装置において、左右画像の対応する
各領域ごとの視差量を算出する手段および算出された視
差量に基づいて、左右画像の水平方向の表示位置を制御
する手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、左右画像に基づい
て、立体画像を再現する立体映像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】両眼視差をもって左右画像を撮像し、撮
像した左右画像を表示装置に表示することにより、立体
画像を再現する立体撮像装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような立体映像装
置においては、同じ撮像条件で撮像された左右画像であ
っても、表示装置の種類、大きさ等によって、立体視の
状態が変化する。このため、使用する表示装置によって
は良好な立体画像が得られないという問題がある。
【０００４】この発明は、使用する表示装置の種類、大
きさ等にかかわらず、良好な立体画像が得られる立体映
像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明による第１の立
体映像装置は、左右画像の対応する各領域ごとの視差量
を算出する手段、および算出された視差量に基づいて、
左右画像の水平方向の表示位置を制御する手段を備えて
いることを特徴とする。
【０００６】この発明による第２の立体映像装置は、左
右画像を撮像するための２つの撮像光学系を有する撮像
手段、撮像手段の制御パラメータを撮像された左右画像
とともに記録する手段、および再生時に撮像手段の制御
パラメータに基づいて、左右画像の水平方向の表示位置
を制御する手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】撮像手段の制御パラメータは、たとえば、
フォーカス情報、ズーム情報、輻輳角および２つの撮像
光学系の間隔からなる。
【０００８】
【作用】この発明による第１の立体映像装置では、左右
画像の対応する各領域ごとの視差量が算出される。そし
て、算出された視差量に基づいて、左右画像の水平方向
の表示位置が制御される。
【０００９】この発明による第２の立体映像装置では、
撮像手段の制御パラメータが撮像された左右画像ととも
に記録される。そして、再生時においては、撮像手段の
制御パラメータに基づいて、左右画像の水平方向の表示
位置が制御される。
【００１０】
【実施例】図１は、立体映像装置の構成を示している。
【００１１】この立体画像装置は、左画像を撮像するた
めの左画像用ビデオカメラ１と、右画像を撮像するため
の右画像用ビデオカメラ２を備えている。各ビデオカメ
ラ１、２は、レンズおよびＣＣＤの他、フォーカス調整
機構、アイリス調整機構等を備えている。
【００１２】ここでフォーカスとは焦点である。アイリ
スとは絞りであり、焦点深度（焦点が合う距離の幅）と
関係している。アイリスが大きくなると焦点深度が浅く
なり、アイリスが小さくなると焦点深度が深くなる。２
台のビデオカメラ１、２の光軸のなす角度θは、輻輳角
である。この例では、輻輳角θは、固定されているもの
とする。
【００１３】各ビデオカメラ１、２の出力は、それぞれ
信号処理回路３、４に送られる。各信号処理回路３、４
は、入力信号から所定の映像信号を生成して出力すると
ともに、入力信号に基づいてフォーカス情報およびアイ
リス情報を生成して出力する。フォーカス情報およびア
イリス情報は、ＣＰＵ６に送られる。ＣＰＵ６は、フォ
ーカス情報およびアイリス情報に基づいて、各ビデオカ
メラ１、２のフォーカス調整機構およびアイリス調整機
構を制御する。
【００１４】各ビデオカメラ１、２の出力は、視差量算
出回路５にも送られる。視差量算出回路５は、左右両画
面の対応する領域ごとの視差量を算出する。たとえば、
左右の各画面を６４の領域に分割し、対応する各領域ご
とに視差量が算出される。算出された各領域ごとの視差
量は、ＣＰＵ６に送られる。ＣＰＵ６には、さらに、各
ビデオカメラ１、２から現在のズーム情報等が送られて
いる。また、ＣＰＵ６は、図示しない記憶手段を備えて
おり、この記憶手段には、輻輳角θおよび２台のビデオ
カメラ１、２の間隔の情報が記憶されている。
【００１５】各信号処理回路３、４から出力される映像
信号は、多重回路７に送られる。また、ＣＰＵ６から
は、分割領域ごとの視差量、フォーカス情報、現在のズ
ーム情報、輻輳角および２台のビデオカメラの間隔から
なる制御情報が、多重回路７に送られる。
【００１６】多重回路７では、左右画像の映像信号およ
び制御情報が多重される。制御情報は、たとえば、映像
信号の垂直ブランキング期間に挿入される。
【００１７】多重回路７から出力される多重信号は、記
録回路８によってビデオテープ等の記録媒体９に記録さ
れる。記録媒体９に記録された多重信号は、再生回路１
０によって読み出された後、分離回路１１によって、左
右画像の映像信号および制御信号に分離される。
【００１８】各映像信号は、水平方向の画像表示位置を
制御するための水平シフト回路１３、１４にそれぞれ送
られる。制御信号は、両水平シフト回路１３、１４を制
御するＣＰＵ１２に送られる。
【００１９】ＣＰＵ１２は、立体表示装置１５に適した
立体視を実現できるように、制御信号に基づいて、各水
平シフト回路１３、１４によるシフト方向（右方向また
は左方向）およびシフト量を制御する。各水平シフト回
路１３、１４から出力される映像信号は、立体表示装置
１５に送られて、表示される。
【００２０】制御信号に含まれている各領域の視差量に
基づいて、各水平シフト回路１３、１４を制御する場合
について、説明する。
【００２１】図２は、立体表示装置１５のモニタ面Ｓ上
に表示される左画像および右画像ならびにそれらの画像
の立体像位置を示している。
【００２２】立体表示装置１５のモニタ面Ｓと、観察者
の目２１、２２との好適な間隔を適視距離Ａとする。ま
た、モニタ面Ｓ上での注視物体の右画像Ｒと左画像Ｌと
の間隔を視差Ｂとする。また、観察者の眼間距離をＣと
する。適視距離Ａは、立体表示装置１５の種類、大きさ
等によって決定される。また、映像信号が同じであって
も注視物体の視差Ｂは、立体表示装置１５の種類、大き
さ等によって異なる。
【００２３】適視距離Ａと、視差Ｂと、眼間距離Ｃによ
り、注視物体の立体像位置Ｐは決まる。眼間距離Ｃは、
ほぼ一定であるとすると、注視物体の立体像位置Ｐは適
視距離Ａと視差Ｂとによって決まる。
【００２４】すなわち、観察者の左目２１とモニタ面Ｓ
上に表示される注視物体の左画像Ｌとを結ぶ線を２３と
し、観察者の右目２２とモニタ面Ｓ上に表示される注視
物体の右画像Ｒとを結ぶ線を２４とすると、線２３と２
４との交点が立体像位置Ｐとなる。
【００２５】観察者の眼間距離Ｃおよび観察者の融合の
度合には個人差があるが、適視距離Ａが決まると、立体
視できる限界立体像位置に対する限界視差が決定され
る。
【００２６】たとえば、図３（ａ）に示すように、所定
の適視距離Ａにおいて、モニタ面Ｓから前方向の限界立
体像位置までの範囲をＷｆとすると、前方向の限界立体
像位置に対する視差（前方向限界視差）Ｂｆが決定され
る。
【００２７】また、図３（ｂ）に示すように、所定の適
視距離Ａにおいて、モニタ面Ｓから後方向の限界立体像
位置までの範囲をＷｒとすると、後方向の限界立体像位
置に対する視差（後方向限界視差）Ｂｒが決定される。
【００２８】図１の分離回路１１によって分離された左
右画像の両映像信号をそのまま立体表示装置１５に表示
した場合に、図４に示すように、２つの対象物体が左画
像Ｌ１、Ｌ２および右画像Ｒ１、Ｒ２として表示される
とする。左画像Ｌ１と右画像Ｒ１とは同じ対象物体に対
する画像であり、左画像Ｌ２と右画像Ｒ２とは同じ対象
物体に対する画像である。
【００２９】この場合には、図５に示すように、両対象
物体の立体像位置範囲はＷとなり、その一部が限界立体
像位置範囲ＷＭの前端から前側にはみ出でしまう。そう
すると、正常な立体視ができなくなる。ここで、限界立
体像位置範囲ＷＭとは、モニタ面Ｓから前方向の限界立
体像位置までの範囲Ｗｆ（図３（ａ）参照）と、モニタ
面Ｓから後方向の限界立体像位置までの範囲Ｗｒ（図３
（ｂ）参照）とを合わせた範囲である。
【００３０】このような場合には、左画像を左方向にシ
フトさせ、右画像を右方向にシフトさせる。そうする
と、左画像Ｌ１、Ｌ２および右画像Ｒ１、Ｒ２は、図６
のように表示される。この場合には、図７に示すよう
に、両対象物体の立体像位置範囲Ｗは後方にシフトさ
れ、限界立体像位置範囲ＷＭ内に収まるようになる。
【００３１】分離回路１１によって分離された左右画像
をそのまま立体表示装置１５に表示した場合に、立体像
位置範囲Ｗが限界立体像位置範囲ＷＭを前方向または後
方向に越えるか否かは、各領域ごとの視差量と予め決定
された限界視差Ｂｆ、Ｂｒ（図３参照）とに基づいて判
定される。
【００３２】また、分離回路１１によって分離された左
右画像をそのまま立体表示装置１５に表示した場合に、
図８に示すように、立体像位置範囲Ｗが限界立体像位置
範囲ＷＭ内に収まっていても、立体像位置範囲Ｗがモニ
タ面Ｓの近傍付近にあり、立体感がさほどでない場合が
ある。このような場合には、図９に示すように、限界立
体像位置範囲ＷＭ内において、立体像位置範囲Ｗを前方
にシフトさせるように左右画像をシフト制御することに
より、立体感を増加させることができる。
【００３３】分離回路１１によって分離された左右画像
をそのまま立体表示装置１５に表示した場合に、立体像
位置範囲Ｗがモニタ面Ｓの近傍付近に位置するか否か
は、各領域ごとの視差量と予め決定された限界視差Ｂ
ｆ、Ｂｒ（図３参照）とに基づいて判定される。
【００３４】次に、制御信号に含まれているフォーカス
情報、ズーム情報、輻輳角および２台のビデオカメラ
１、２の間隔（光軸間距離）といった撮像手段（ビデオ
カメラ１、２）の制御パラメータに基づいて、各水平シ
フト回路１３、１４を制御する場合について説明する。
【００３５】図１０に示すように、フォーカス情報およ
びズーム情報により、両ビデオカメラ１、２の間の中心
点から主要被写体Ｘまでの距離（主要被写体距離）Ｅが
求まる。また、輻輳角θ、光軸間距離Ｄに基づいて、両
ビデオカメラ１、２の光軸の交点Ｙまでの距離（輻輳交
点距離）Ｆが求まる。そして、主要被写体距離Ｅ、輻輳
交点距離Ｆおよび光軸間距離Ｄに基づいて、各ビデオカ
メラ１、２と主要被写体Ｘとを結ぶ線と、各ビデオカメ
ラ１、２の光軸とのなす角αが求まる。
【００３６】両ビデオカメラ１、２の光軸の交点Ｙと主
要被写体Ｘとの間隔（Ｆ−Ｅ）は、主要被写体Ｘの左右
画像間距離（視差）に比例する。そして、交点Ｙと主要
被写体Ｘとの間隔（Ｆ−Ｅ）は角度αに比例するので、
角度αの大きさは主要被写体Ｘの左右画像間距離（視
差）に比例する。
【００３７】ビデオカメラ１、２のカメラ画角は予めわ
かっているため、角度αがモニタ上の何画素に相当する
かを計算することができる。つまり、制御信号に含まれ
ているフォーカス情報、ズーム情報、輻輳角、２台のビ
デオカメラ１、２の間隔（光軸間距離）に基づいて、主
要被写体Ｘのモニタ面上での視差を求めることができ
る。
【００３８】そして、求められた主要被写体Ｘの視差
と、立体表示装置１５の限界視差とに基づいて、主要被
写体Ｘの立体像位置範囲が限界立体像位置範囲を前方向
または後方向に越えるか否か、主要被写体Ｘの立体像位
置範囲がモニタ面の近傍付近に位置するか否かを判別す
ることができる。
【００３９】主要被写体Ｘの立体像位置が限界立体像範
囲内にないと判別されたときには、主要被写体の立体像
位置を限界立体像範囲内に収まるように、左右画像が水
平シフトせしめられる。また、求められた主要被写体の
立体像位置がモニタ面の近傍付近にあると判別された場
合には、限界立体像位置範囲内において、主要被写体の
立体像位置を前方にシフトさせるように左右画像をシフ
ト制御することにより、立体感を増加させることができ
る。
【００４０】左右画像の水平シフト制御は、視差量に基
づいて行ってもよいし、フォーカス情報、ズーム情報、
輻輳角および２台のビデオカメラ１、２の間隔といった
撮像手段（ビデオカメラ１、２）の制御パラメータに基
づいて行ってもよい。また、視差量および撮像手段の制
御パラメータの両方に基づいて左右画像の水平シフト制
御を行ってもよい。
【００４１】左右画像の水平シフト制御を視差量に基づ
いて行う場合には、撮像された左右画像の映像信号と視
差量とを多重して記録すればよい。また、左右画像の水
平シフト制御を撮像手段の制御パラメータに基づいて行
う場合には、撮像された左右画像の映像信号と撮像手段
の制御パラメータとを多重して記録すればよい。
【００４２】また、左右画像の水平シフト制御を視差量
に基づいて行う場合には、再生側で、左右画像の映像信
号から対応する領域ごとの視差量を算出するようにして
もよい。この場合には、撮像側で視差量を算出しなくて
済む。
【００４３】上記実施例では、２台のビデオカメラ１、
２により、左右画像が撮像されているが、左右画像を撮
像する撮像手段としては、１つの撮像デバイスに左画像
と右画像とを時分割して交互に結像させるもの、１つの
撮像デバイスの受光面を２分割して、一方に左画像を結
像させ、他方に右画像を結像させるもの等を用いること
ができる。
【００４４】図１では、左右画像を撮像する撮像部か
ら、左右画像を表示する表示部へのデータの伝達は、記
録回路８、記録媒体９および再生回路１０を介して行わ
れているが、撮像部から表示部へのデータの伝達を有線
伝送または無線伝送によって行うようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】この発明によれば、使用する表示装置の
種類、大きさ等にかかわらず、良好な立体画像が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】立体映像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】立体表示装置の適視距離、左右画像間距離（視
差）および眼間距離と、立体像位置との関係を示す図で
ある。
【図３】立体表示装置の限界視差を説明するための説明
図である。
【図４】左画像と右画像の一例を示す模式図である。
【図５】図４の画像の立体像位置範囲が限界立体像位置
範囲を越えていることを示す図である。
【図６】図４の左右画像が水平シフトされた後の左画像
および右画像を示す模式図である。
【図７】図６の画像の立体像位置範囲が限界立体像位置
範囲内に収められていることを示す図である。
【図８】立体像位置範囲がモニタ面近傍にある場合を示
す図である。
【図９】図８の左右画像を水平シフトすることにより、
立体像位置範囲を前方に移動させた場合の立体像位置範
囲を示す図である。
【図１０】撮像手段の制御パラメータに基づいて、主要
被写体の視差を求める方法を説明するための説明図であ
る。
【符号の説明】
１、２ ビデオカメラ ３、４ 信号処理回路 ５ 視差量算出回路 ６ ＣＰＵ ７ 多重回路 ８ 記録回路 ９ 記録媒体 １０ 再生回路 １１ 分離回路 １２ ＣＰＵ １３、１４ 水平シフト回路 １５ 立体表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松平 盛夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 金山 秀行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 左右画像の対応する各領域ごとの視差量
    を算出する手段、および算出された視差量に基づいて、
    左右画像の水平方向の表示位置を制御する手段を備えて
    いる立体映像装置。
  2. 【請求項２】 左右画像を撮像するための２つの撮像光
    学系を有する撮像手段、撮像手段の制御パラメータを撮
    像された左右画像とともに記録する手段、および再生時
    に撮像手段の制御パラメータに基づいて、左右画像の水
    平方向の表示位置を制御する手段を備えている立体映像
    装置。
  3. 【請求項３】 撮像手段の制御パラメータが、フォーカ
    ス情報、ズーム情報、輻輳角および２つの撮像光学系の
    間隔である請求項１記載の立体画像撮像制御装置。
JP13747894A 1994-06-20 1994-06-20 立体映像装置 Expired - Lifetime JP3157384B2 (ja)

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