【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、立体テレビジョン画像の立体スーパーインポ
ーズ装置に関し、スーパーインポーズする画像を立体視
できるように改良を図ったものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stereoscopic superimposing apparatus for stereoscopic television images, which is improved so that an image to be superimposed can be stereoscopically viewed.
従来この種の装置として立体画像を直接電子的にスーパ
ーインポーズできる装置はない。No conventional device of this type is capable of directly superimposing a stereoscopic image electronically.
立体画像でスーパーインポーズを行なう場合、左眼およ
び右眼用画像に対応する２枚のテロップを手作業などで
デザインし、左眼および右眼用の画像を別々に制作し、
そのあと２枚のテロップを同時に再生するようにして、
スーパーインポーズ効果が得られるというものであっ
た。When performing superimposing with a stereoscopic image, manually design two telops corresponding to the left-eye and right-eye images, and create the left-eye and right-eye images separately,
After that, play two telops at the same time,
It was a superimpose effect.
しかしながら、テロップを立体視できるように手作業で
左右画像用に制作することは、試行錯誤の繰り返しとし
てぼう大な時間と手間とを要するという欠点があった。However, manually creating the left and right images so that the telop can be viewed stereoscopically has a drawback in that it takes a lot of time and effort as a trial and error process.
よって本発明の目的は、１枚のテロップ画像に基づい
て、左および右眼用のスーパーインポーズ平面画像を自
動的に作成する立体スーパーインポーズ装置を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a stereoscopic superimposing apparatus that automatically creates superimposing plane images for the left and right eyes based on one telop image.
このような目的を達成するために、本発明では、あらか
じめ目で確かめることなく、スーパーインポーズ点のみ
ならず任意の点の奥行き深さを算出して、一枚のテロッ
プから、両眼の視差を換算して任意の深さに任意の奥行
方向にスーパーインポーズできるもう一方のテロップを
自動的に生成するようにする。In order to achieve such an object, according to the present invention, the depth and depth of not only the superimposing point but also an arbitrary point is calculated without confirming with eyes beforehand, and the parallax of both eyes is calculated from one telop. Is converted to automatically generate another telop that can be superimposed at any depth in any depth direction.
本発明によれば、スーパーインポーズしたい位置の奥行
き深さ、奥行き方向、奥行き幅に合わせて、左眼あるい
は右眼用の画像を１枚の画像から新たに作り出し、立体
スーパーインポーズすることができる。According to the present invention, it is possible to newly create an image for the left eye or the right eye from a single image in accordance with the depth depth, the depth direction, and the depth width of the position where superimposing is desired, and perform stereoscopic superimposing. it can.
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体的
に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
第４図（Ａ）および（Ｂ）は本発明を用いて立体スーパ
ーインポーズした表示例を示す模式図である。4 (A) and 4 (B) are schematic views showing a display example in which stereoscopic superimposing is performed using the present invention.
図は、家と人と木々が立体的に奥行差を持って並んでい
る画像の表示例である。第４図（Ａ）で“HOUSE"、“M
r.A"、“TREE"などの文字は実際に説明用にスーパーイ
ンポーズされたテロップである。“”は本発明によっ
て監視される画像内の最も奥の点、“”は最も手前の
点、“＋”は任意に画像内を移動できるジョイスティッ
クによって指定された点である。The figure is a display example of an image in which a house, a person, and trees are three-dimensionally arranged with a depth difference. "HOUSE" and "M" in Fig. 4 (A)
Characters such as rA "and" TREE "are actually superimposed telops for illustration purposes.""is the innermost point in the image monitored by the present invention,""is the frontmost point,"" + "Is a point designated by a joystick that can be moved arbitrarily in the image.
第４図（Ｂ）は実際の奥行の見え方の表示例を示すもの
である。この表示例では、スーパーインポーズ文字がス
ーパーインポーズによって説明される対象の手前に表示
されている。“＋”点はジョイスティックで指定される
位置の奥行きを示す。“”から“”の間が、この画
像上での奥行が変化する範囲である。FIG. 4 (B) shows a display example of the actual appearance of the depth. In this display example, the superimpose character is displayed in front of the object explained by the superimpose. The “+” point indicates the depth of the position specified by the joystick. The range between "" and "" is the range in which the depth on this image changes.
一般に立体画像へのスーパーインポーズは、スーパーイ
ンポーズによって説明を加える画像の奥行位置に対応す
る位置にスーパーインポーズされることが、観察者にと
って他の対象との区別がつきやすく望ましいが、番組効
果上、その手前にスーパーインポーズしたり、少し奥に
スーパーインポーズすることが演出者の意志に任され
る。従ってスーパーインポーズの際に操作者は、ジョイ
スティックで任意に奥行量を指示したり、あるいは画面
の最も奥、あるいは最も手前またはまん中よりも少し奥
という風に、スライドボリュウムを可変して操作するこ
とにより、奥行量を指定することができ、その値をプリ
セットして、記憶させておくことができるようにするの
が好都合である。In general, it is desirable for superimposing to a stereoscopic image to be superposed at a position corresponding to the depth position of the image to be explained by superimposing because it is easy for the observer to distinguish from other objects. Effectively, the director's will is to superimpose in front of it or superimpose a little behind. Therefore, during superimposing, the operator can use the joystick to arbitrarily specify the depth amount, or change the slide volume to the farthest position on the screen, or a little farther from the front or the center. Thus, it is convenient to be able to specify the depth amount and preset the value so that it can be stored.
ここで、奥行量の指示は、テロップ全体面にわたって一
定である必要はなく、たとえば、テロップの左端が手前
方向に、右端が奥方向に、というように指定して、手前
から奥方向へ向かうベクトルをもったテロップに生成す
ることもできる。Here, the depth amount instruction does not have to be constant over the entire surface of the telop. For example, the left end of the telop is in the front direction and the right end is in the back direction. It is also possible to create a telop with.
第５図は立体スーパーインポーズの見え方例と、そのた
めの表示方法を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of how a stereoscopic superimpose looks and a display method therefor.
すなわち、“A"という文字が表示画面より手前に見えて
いる見え方の例である。左・右の視線の交点に“A"とい
う文字が見える。このようにするためには、左および右
の目と手前に見えている“A"という文字を結び、その延
長線と表示画面の交点にで表示されている文字の像を左目用および右目用にそれ
ぞれ提示すればよい。また、これと反対に奥に見えてい
るようにするには、左および右目と文字“A"とを結び、
表示画面の交点にの文字像を左目用および右目用にそれぞれ掲示する。That is, this is an example of the appearance of the letter "A" seen in front of the display screen. The letter "A" is visible at the intersection of the left and right lines of sight. To do this, connect the left and right eyes with the letter “A” that is visible in the foreground, and connect it to the intersection of the extension and the display screen. The image of the character displayed by is displayed for the left eye and the image for the right eye, respectively. On the contrary, to make it look at the back, connect the left and right eyes with the letter "A",
At the intersection of the display screens Character images for the left and right eyes are posted.
この際、掲示画面には、大きさ、角度等簡単な透視変換
を行なう。At this time, simple perspective conversion such as size and angle is performed on the display screen.
第６図は上述の透視変換により、立体スーパーインポー
ズ画像の生成例を示す原理説明図である。FIG. 6 is a principle explanatory view showing an example of generation of a stereoscopic superimposed image by the above-mentioned perspective transformation.
三次元でありわかりやすくするために座標を設定して説
明を行なう。提示画面上で左右の視線の方向をＸ軸と
し、その直角方向をＹ軸、奥行方向をＺ軸とする。この
生成例においても同様に、例えば、“A"という文字をス
ーパーインポーズする場合を考える。すなわち、第６図
では画面より手前の位置に文字“A"が見える場合であ
る。なお、画面後方についても同様に考えることができ
る。観察者からＺ軸方向距離ｄの位置に“A"を見せる
とき、左目および右目から“A"に向かう視線を考え、そ
の視線の延長線上と提示画面の交点にA(R)およびA(L)を
提示すればよい。にあるA(R)は、右目用の画像にスー
パーインポーズするための文字“A"の像であり、にあ
るA(L)は左目用の画像にスーパーインポーズするための
文字“A"の像である。このときのA(L)およびA(R)の図形
は“A"の透視変換によって作成できる。その関係はＺ軸
方向の距離だけに注目すればよい。It is three-dimensional and will be explained by setting the coordinates to make it easier to understand. The direction of the left and right lines of sight on the presentation screen is the X axis, the direction perpendicular thereto is the Y axis, and the depth direction is the Z axis. In this generation example as well, let us consider a case where the character "A" is superimposed, for example. That is, in FIG. 6, the character "A" can be seen at a position in front of the screen. The rear side of the screen can be similarly considered. When showing "A" from the observer at a distance d in the Z-axis direction, consider the line of sight from the left and right eyes toward "A", and A(R) and A(L) at the intersection of the line of extension of the line of sight and the presentation screen.) Should be presented. The A(R) in is an image of the letter “A” for superimposing on the image for the right eye, and the A(L) in is the letter “A” for superimposing on the image for the left eye. Is a statue of. The figures of A(L) and A(R) at this time can be created by the perspective transformation of "A". Regarding the relationship, it suffices to focus only on the distance in the Z-axis direction.
（１）式の関数ｆ（D/d）はD/dと考えることができ、
視距離Ｄと立体視で見せたい奥行距離ｄの比から、大き
さの縮小および拡大だけで実現することができる。 The function f (D / d) of the equation (1) can be considered as D / d,
From the ratio of the visual distance D and the depth distance d desired to be shown stereoscopically, the size can be reduced or enlarged.
スーパーインポーズのための画像としては、、、
のいずれか一枚を準備すればよく、後述する実施例によ
りその画像と（１）式の関係から、残り２枚を生成する
ことができる。As an image for superimposing ...
Any one of these can be prepared, and the remaining two can be generated from the relationship between the image and the expression (1) according to an embodiment described later.
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
第１図において、１および２はフィールドメモリであ
り、左目用および右目用画像をそれぞれフィールド単位
で記憶する。In FIG. 1, 1 and 2 are field memories, which store left-eye images and right-eye images respectively in field units.
３はジョイスティックである。４は演算回路であり、視
差や奥行量を演算する。５は表示部、６は奥行量プリセ
ット回路である。3 is a joystick. Reference numeral 4 denotes an arithmetic circuit, which calculates a parallax and a depth amount. Reference numeral 5 is a display unit, and 6 is a depth amount preset circuit.
７はフィールドメモリであり、テロップの画像をフィー
ルド単位で記憶する。８はテロップキー信号生成回路、
９はスーパーインポーズ画像生成回路である。10および
11はスーパーインポーザであり、左目用および右目用の
画像をそれぞれスーパーインポーズする。A field memory 7 stores a telop image in field units. 8 is a telop key signal generation circuit,
Reference numeral 9 is a superimpose image generation circuit. 10 and
11 is a superimposer, which superimposes images for the left and right eyes respectively.
以下に第１図により本実施例についてその動作を説明す
る。The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG.
まずスーパーインポーズされる画像の左画像および右画
像はフィールドメモリ１および２にそれぞれストアされ
る。フィールドメモリ１および２からの出力はそれぞれ
視差・奥行量を演算するために演算回路４に入力され
る。演算回路４では、左目および右目用の画像間におけ
る奥行量の最大値および最小値を求めるとともに、ジョ
イスティック３で指定された点の画像の水平位置・垂直
位置の情報を入力する一方、テロップ画像については後
述するようにテロップ画像をスーパーインポーズしたい
位置の水平位置・垂直位置，奥行量の情報を入力して、
その位置の画像内での奥行的位置関係をそれぞれ計算す
る。この結果は、第４図（Ｂ）に示すような形式で表示
部５において表示される。First, the left and right images of the superimposed image are stored in the field memories 1 and 2, respectively. The outputs from the field memories 1 and 2 are input to the arithmetic circuit 4 for calculating the parallax / depth amount. The arithmetic circuit 4 obtains the maximum and minimum values of the depth amount between the left-eye and right-eye images, inputs the horizontal position / vertical position information of the image of the point specified by the joystick 3, and the telop image. Enter the horizontal position / vertical position of the position where you want to superimpose the telop image and the depth amount, as described below,
The depth positional relationship within the image at each position is calculated. The result is displayed on the display unit 5 in the format shown in FIG. 4 (B).
上述したスーパーインポーズ用テロップ画像は、まずフ
ィールドメモリ７にストアーされ、テロップキー信号生
成回路８でフィールドメモリ７に記憶された画像の中か
らテロップ画像の輪郭だけが抜き取られ、ジョイスティ
ック３から与えられた奥行量に対応する左眼および右眼
画像からテロップ部分を切り出すためのキー信号が作ら
れる。このキー信号は上述の演算回路４に送られ、テロ
ップ画像の水平・垂直位置における奥行量の演算に利用
される。さらに奥行量プリセット回路６では表示部５を
見ながら、スーパーインポーズしたいテロップ画像の奥
行量と位置を指定して、メモリすることができる。The superimposing telop image described above is first stored in the field memory 7, and only the contour of the telop image is extracted from the image stored in the field memory 7 by the telop key signal generation circuit 8 and given from the joystick 3. A key signal for cutting out the telop portion from the left-eye and right-eye images corresponding to the depth amount is generated. This key signal is sent to the arithmetic circuit 4 described above, and is used for calculating the depth amount at the horizontal and vertical positions of the telop image. Further, the depth amount preset circuit 6 can specify the depth amount and position of the telop image to be superimposed while observing the display unit 5 and memorize it.
この指定の方法には、ジョイスティック３で位置と奥行
量を与える方法および上述のようにテロップキー信号生
成回路８の調整用ボリウムを調整して、手前、奥、ある
いは中間という風に与える方法がある。スーパーインポ
ーズ画像生成回路９では、奥行量プリセット回路６の出
力と、テロップキー信号生成回路８の出力と、テロップ
原画像のフィールドメモリ７の出力とから第６図の立体
スーパーインポーズ画像の生成例に述べた手段で左目お
よび右目用スーパーインポーズ画像を生成する。一般に
白抜きや単色のカラー画像でスーパーインポーズする場
合には、フィールドメモリ７の出力は必要ないが、ここ
ではテロップ画像をそのままスーパーインポーズする原
色スーパーインポーズを考えている。スーパーインポー
ズ画像生成回路９の出力は左目用画像チャンネルLch
と、右目用画像チャンネルRchとのそれぞれのスーパー
インポーザ10および11でスーパーインポーズされる画像
と合成される。This designation method includes a method of giving a position and a depth amount with the joystick 3 and a method of adjusting the adjustment volume of the telop key signal generation circuit 8 as described above and giving it to the front, the back, or the middle. . The superimpose image generation circuit 9 generates the stereoscopic superimpose image of FIG. 6 from the output of the depth preset circuit 6, the output of the telop key signal generation circuit 8, and the output of the field memory 7 of the telop original image. The superimpose images for the left and right eyes are generated by the means described in the example. Generally, when superimposing a white or single color image, the output of the field memory 7 is not necessary, but here, the primary color superimposing for superimposing the telop image as it is is considered. The output of the superimpose image generation circuit 9 is the left-eye image channel Lch.
, And the images to be superimposed by the superimposers 10 and 11 of the right-eye image channel Rch, respectively.
第２図は本発明の一実施例を示す視差・奥行量演算回路
例の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an example of a parallax / depth amount calculation circuit showing an embodiment of the present invention.
第２図において、21はCPU、22はアドレス制御回路であ
る。23および24はブロックメモリであり、左目および右
目用画像のブロックをそれぞれメモリする。In FIG. 2, 21 is a CPU and 22 is an address control circuit. Reference numerals 23 and 24 denote block memories, which store blocks of left-eye and right-eye images, respectively.
25はディジタルコンパレータである。以下に、第２図に
より、本実施例における演算回路例の動作を説明する。25 is a digital comparator. The operation of the arithmetic circuit example in this embodiment will be described below with reference to FIG.
CPU21には、あらかじめジョイスティックで指定された
位置と、テロップキー信号が入力されている。A position designated by the joystick and a telop key signal are input to the CPU 21 in advance.
CPU21は画像をｎ×ｍコ（ｎ、ｍは整数）のブロックに
分ける信号を発生し、この信号に対応したメモリー読み
出しアドレスをアドレス制御回路22より発生させる。こ
のアドレス信号により、左目および右目用の画像信号か
らそれぞれ対応する１つのブロックだけを左および右ブ
ロックメモリ23および24にそれぞれストアする左および
右ブロックメモリ23および24の出力はそれぞれディジタ
ルコンパレータ25に入力され、その差が演算される。The CPU 21 generates a signal for dividing an image into n × m blocks (n and m are integers) and causes the address control circuit 22 to generate a memory read address corresponding to this signal. With this address signal, only one corresponding block from the image signals for the left eye and the right eye is stored in the left and right block memories 23 and 24, respectively, and the outputs of the left and right block memories 23 and 24 are input to the digital comparator 25, respectively. And the difference is calculated.
CPU21は左および右のどちらかのブロックメモリ23ある
いは24のいづれかの画像の水平方向のアドレスを１画素
ずつ変化させる。その結果、ディジタルコンパレータ25
の出力がもっとも小さくなるアドレス変化値が視差すな
わち、そのブロックの奥行量となる。The CPU 21 changes the horizontal address of either image in either the left or right block memory 23 or 24 pixel by pixel. As a result, the digital comparator 25
The address change value that produces the smallest output is the parallax, that is, the depth amount of the block.
CPU21はこの計算を繰り返して全ブロックについて計算
し、所望のジョイスティックで指定する点、およびスー
パーインポーズする点での奥行量出力として最も手前と
最も奥の奥行量を出力する。The CPU 21 repeats this calculation to calculate for all blocks, and outputs the frontmost and deepest depth amounts as the depth amount outputs at the point designated by the desired joystick and the superimposing point.
以上のようにして、あらかじめ映像を見なくても、任意
の位置に任意の深さで、それぞれの深さに対応したスー
パーインポーズ用テロップ画像を発生させスーパーイン
ポーズの立体効果を得ることができる。As described above, it is possible to generate a superimposing stereoscopic effect by generating a superimposing telop image corresponding to each depth at any position and at any depth without looking at the image in advance. it can.
次に第３図は本発明の一実施例における他の視差・奥行
量演算回路例の構成を示すブロック図である。Next, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another example of a parallax / depth amount calculation circuit in one embodiment of the present invention.
図において、31は相互相関関数演算回路、32は奥行量換
算回路である。In the figure, 31 is a cross-correlation function calculation circuit and 32 is a depth amount conversion circuit.
以下に、第３図により、本演算回路例の動作を説明す
る。The operation of the present arithmetic circuit example will be described below with reference to FIG.
奥行量は左および右目用の２画像間における水平方向の
ズレとして算出できるから、相互相関関数から求めるこ
とができる。The depth amount can be calculated as a horizontal shift between the two images for the left and right eyes, and thus can be obtained from the cross-correlation function.
左目用画像信号をφＬ（ｔ）、右目用画像信号をφ
Ｒ（ｔ）とすると、相互相関関数ｆ（ｔ）はここに、Ｔは相関関数を求めるのに必要にして、かつ十
分な積分期間を設定する。The image signal for the left eye is φL (t), and the image signal for the right eye is φ
Let R (t) be the cross-correlation function f (t) Here, T sets a necessary and sufficient integration period for obtaining the correlation function.
左および右目用の画像間にズレがない、すなわち無限遠
景のときは、ｆ（ｔ）＝１となり、視差量が大きくな
り、画像が近づくほど、ｆ（ｔ）は１より小さな値とな
る。When there is no shift between the images for the left and right eyes, that is, when the view is infinity, f (t) = 1, the parallax amount increases, and f (t) becomes a value smaller than 1 as the image gets closer.
このｆ（ｔ）の出力を、あらかじめROMテーブルに書き
込まれた奥行量換算回路32に加え奥行量を得ることがで
きる。The output of f (t) can be added to the depth amount conversion circuit 32 written in advance in the ROM table to obtain the depth amount.
このようにして、奥行量の最小・最大および画像の各点
での奥行量をそれぞれ求めることができる。In this way, the minimum / maximum depth amount and the depth amount at each point of the image can be obtained.
以上から明らかなように、本発明によれば、画像によっ
て提示される奥行量は、その都度異なるが、ジョイステ
ィックや、キー信号の調整により、任意の位置に任意の
奥行量を設定し立体画像でスーパーインポーズすること
ができる。As is clear from the above, according to the present invention, the depth amount presented by the image is different each time, but by adjusting the joystick or the key signal, an arbitrary depth amount can be set at an arbitrary position to display a stereoscopic image. You can superimpose.
また、最も手前・奥・中間といった指定をすることがで
き、これらの結果をプリセットしてメモリーしておくこ
ともできる。You can also specify the front, back, and middle, and you can preset these results and store them in memory.
さらに、従来は試行錯誤的に行っていたテロップの位置
（奥行方向）ぎめをリアルタイムで行なうことが可能と
なり、立体番組の制作効率は飛躍的に増大する。しか
も、テロップについても、従来のように透視変換したテ
ロップを２枚も作る必要はなく、原画が１枚あるだけで
よいので、莫大な労力と経費の節約がはかれる。Furthermore, it becomes possible to perform the telop position (depth direction), which was conventionally performed by trial and error, in real time, and the production efficiency of a three-dimensional program is dramatically increased. Moreover, as for the telop, it is not necessary to make two telops that have been perspective-transformed as in the conventional case, and since only one original image is required, enormous labor and cost can be saved.
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例における演算回路例の構成を
示すブロック図、 第３図は本発明の一実施例における他の演算回路例の構
成を示すブロック図、 第４図（Ａ）および（Ｂ）は本発明による立体スーパー
インポーズの表示例を示す模式図、 第５図は立体スーパーインポーズの見え方例を示す説明
図、 第６図は立体スーパーインポーズ画像の生成例を示す原
理説明図である。 1,2,7……フィールドメモリ、 ３……ジョイスティック、 ４……演算回路、 ５……表示部、 ６……奥行量プリセット回路、 ８……テロップキー信号生成回路、 ９……スーパーインポーズ画像生成回路、 10,11……スーパーインポーザ、 21……CPU、 22……アドレス制御回路、 23,24……ブロックメモリ、 25……ディジタルコンパレータ、 31……相互相関関数演算回路、 32……奥行量換算回路。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an arithmetic circuit example in the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an example of the arithmetic circuit of FIG. 4, FIGS. 4 (A) and 4 (B) are schematic diagrams showing a display example of a stereoscopic superimpose according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a principle explanatory diagram showing an example of generation of a stereoscopic superimposed image. 1,2,7 ... Field memory, 3 ... joystick, 4 ... arithmetic circuit, 5 ... display section, 6 ... depth amount preset circuit, 8 ... telop key signal generation circuit, 9 ... superimpose Image generation circuit, 10,11 …… Super imposer, 21 …… CPU, 22 …… Address control circuit, 23,24 …… Block memory, 25 …… Digital comparator, 31 …… Cross-correlation function operation circuit, 32… … Depth amount conversion circuit.
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