JP2013165331A - 3d映像再生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】立体映像の迫力を表現することができる3D映像再生装置を、提供する。
【解決手段】3D映像再生装置100は、3D映像データ及び音声データを有する3Dストリームデータを、再生する装置である。本3D映像再生装置100は、主に、音声解析部113と、視差量設定部114と、映像補正部115と、映像表示部116とを、備えている。音声解析部113は、3D映像データが示す場面を判断するために、音声データを解析する。視差量設定部114は、解析後の音声データに基づいて、映像の場面に対応する視差量を、設定する。映像補正部115は、視差量に基づいて、3D映像データを補正する。映像表示部116は、補正後の3D映像データを再生し音声データを出力する。
【選択図】図1

Description

本発明は、3D映像再生装置に関する。
近年、3D映像を表示する装置の開発が、進んでいる。一般的な3D映像再生装置では、視差を有する映像が、スクリーンに投射される。このスクリーンに投射された映像(右目映像、左目映像)を、ユーザは、脳内で合成し、立体映像として認識する。また、スクリーンへの映像の投射時には、音響信号を複数のスピーカから放音することによって、ユーザは、サラウンドの音響を体感する(特許文献1を参照)。
特開2000−122590
従来の3D映像再生装置では、立体映像及びサラウンドの音響がユーザに対して提供されていた。しかしながら、従来の3D映像再生装置では、音響は、立体映像を単に表現してはいたものの、立体映像特有の迫力を十分に表現できるものではなっていなかった。
本発明は、上記のような問題点を解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、立体映像の迫力を十分に表現できる3D映像再生装置を、提案することにある。
本発明の3D映像再生装置は、3D映像データ及び音声データを有する3Dストリームデータを、再生する装置である。本3D映像再生装置は、音声解析部と、視差量設定部と、映像補正部と、出力部とを、備えている。音声解析部は、3D映像データが示す場面を判断するために、音声データを解析する。視差量設定部は、解析後の音声データに基づいて、場面に対応する視差量を、設定する。映像補正部は、視差量に基づいて、3D映像データを補正する。出力部は、補正後の3D映像データを再生し音声データを出力する。
本3D映像再生装置では、音声データを解析することによって、3D映像データが示す場面を判断することができる。また、この解析結果に基づいて、映像の場面に対応する視差量を設定することによって、3D映像データを補正し、補正後の3D映像データが再生される。このように、本3D映像再生装置では、3D映像データと音声データとを互いに連携させることによって、3D映像を表現している。これにより、本3D映像再生装置では、3D映像データと音声データとを単に独立したデータとして用いて、出力部に出力する従来の場合と比較して、3D映像の迫力を十分に表現することができる。
本発明の3D映像再生装置では、立体映像の迫力を十分に表現することができる。
3D映像再生装置の全体構成を示す図 映像がユーザに視認される状態を示す図(映像基準状態)。 映像がユーザに視認される状態を示す図(映像近接状態)。 映像がユーザに視認される状態を示す図(映像離反状態)。 3D効果を映像に付加するために用いられる視差量の概念図(映像近接状態)。 3D効果を映像に付加するために用いられる視差量の概念図(映像離反状態)。 補正用のチャンネルの音量データと増幅係数(第1増幅係数、第2増幅係数)との対応関係を示す図。 ボリュームによる増幅量と第3増幅係数との対応関係を示す図。 音声に基づくシーン判断処理及び映像補正処理を示すフローチャート。 他の実施形態に係る、映像がユーザに視認される状態を示す図(その1)。 他の実施形態に係る、視差量の概念図(その1)。 他の実施形態に係る、映像がユーザに視認される状態を示す図(その2)。 他の実施形態に係る、視差量の概念図(その2)。
<3D映像再生装置の構成>
図1は、3D映像再生装置100の全体構成を示す図である。3D映像再生装置100は、3D映像データ及び複数の音声データを有する3Dストリームデータを、再生する装置である。3D映像再生装置100には、3Dストリームデータ(3D映像データ及び複数の音声データ)が、入力される。
3D映像再生装置100は、コントローラ150と、操作ユニット160と、ストリーム制御部110と、音声デコーダ部111と、映像デコーダ部112と、音声解析部113と、視差量設定部114と、映像補正部115と、映像表示部116(出力部)とを、備えている。
コントローラ150は、3D映像再生装置100全体の動作を統括制御する。コントローラ150は、CPU(Central Processing Unit)及びROM(Read-Only Memory)等から、構成される。ROMには、基本制御に関するプログラム等が、格納されている。なお、
操作ユニット160は、ユーザから操作を受け付けるインターフェースである。操作ユニット160は、ユーザから操作を受け付けると、操作の内容に対応する信号を、コントローラ150に送信する。操作ユニット160には、音量調節部160aが、含まれている。音量調節部160aにおいて、音量(ボリューム)が設定されると、その音量に対応する信号が、コントローラ150に送信される。
ストリーム制御部110は、3D映像再生装置100に入力された3Dストリームデータを、3D映像データと音声データとに分離して、3D映像データと音声データとを個別に外部に出力する。3D映像データは、例えば、L(左)用の映像データ、及びR(右)用の映像データを、有している。複数の音声データは、例えば、複数チャンネルのサラウンドの音声データを、有している。
音声デコーダ部111は、ストリーム制御部から出力された各チャンネルの音声データを、デコードする。映像デコーダ部112は、ストリーム制御部から出力された3D映像データ、例えば左右の映像データを、デコードする。
音声解析部113は、3D映像データが示す各場面の状態を判断するために、音声データを解析する。詳細には、音声解析部113は、音声データを解析することによって、音声の強度を示す音圧データ(第1特性データ)と、音声の大きさを示す音量データ(第2特性データ)とを、算出する。
具体的には、音声データは、映像データに対応する音声の時系列データである。音声解析部113は、この音声の時系列データに基づいて、音圧データ及び音量データを算出する。音圧データは、例えば、「Lp(t)=10×log10(P(t)/Po)^2」式を用いて、算出される。ここで、P(t)は音声データであり、Poは基準音圧である。音量データは、時系列データにおけるある時点tの音声データP(t)である。
なお、音声の時系列データにおいて解析の対象とする音声データは、映像表示部に出力されるある時点の映像に対応する、各チャンネルの音声データを、用いてもよいし、映像表示部に出力されるある時点より前の所定の範囲における、各チャンネルの音声データの平均を、用いてもよい。この平均としては、例えば、映像表示部に出力される前にデコードされバッファに格納された各チャンネルの音声データの平均が、考えられる。
視差量設定部114は、解析後の音声データに基づいて、映像に表示される各場面に対応する視差量を、設定する。ここで、視差量とは、例えば、左眼画像と右眼画像とで互いに対応する位置、領域、又は対象等において、水平方向の位置情報の変化量に対応している。
視差量設定部114は、結像方向設定部114aと、第1調整部114b(第1視差量調整部)と、第2調整部114c(第2視差量調整部)とを、有している。
結像方向設定部114aは、各場面に対応する結像方向を、設定する。各場面に対応する結像方向は、音圧データに基づいて、設定される。より具体的には、結像方向設定部114aは、複数の音声データそれぞれの音圧データ(各チャンネルの音圧データ)に基づいて、複数の音声データの少なくともいずれか1つの音声データを、選択する。そして、結像方向設定部114aは、選択された音声データに基づいて、視差量がゼロである面(基準面)に対して、結像方向を一方向に設定する。結像方向は、離反方向と近接方向とを有している。結像方向設定部114aは、選択された音声データに基づいて、結像方向を、離反方向又は近接方向に設定する。
ここで、離反方向は、基準面を基準として対象がユーザから離れるように視認される方向である。近接方向は、基準面を基準として、対象がユーザ側に近づくように視認される方向である。
第1調整部114bは、設定された結像方向に向かって対象の移動が視認されるように、視差量を調整する。具体的には、視差量調整部は、選択された音声データの音量データに基づいて、設定された結像方向に対象の移動が視認されるように、視差量を調整する。視差量を調整する形態の詳細については、後述する。
なお、後述する図2B及び図2Cと、後述する図3A及び図3Bとに示すように、結像方向の設定は、視差量の設定方向に対応している。例えば、結像方向が近接方向である場合は、視差量の設定方向は、図3Aに示す方向に設定される。また、結像方向が離反方向である場合は、視差量の設定方向は、図3Bに示す方向に設定される。
第2調整部114cは、音量調節部によって調節された音量データに基づいて、結像方向の視差量を、さらに調整する。視差量をさらに調整する形態の詳細については、後述する。
映像補正部115は、各場面に対応する視差量に基づいて、3D映像データを補正する。3D映像再生装置100に入力された3D映像データ(左右の映像データ)は、左右の視差量を既に有している。しかしながら、上記のように視差量が設定された場合、3D映像データの視差量が、上記で設定した視差量になるように、3D映像データが補正される。
映像表示部は、補正後の3D映像データを再生し音声データを出力する。映像表示部は、例えばスピーカを備えた液晶モニタである。この場合、補正後の3D映像データが液晶モニタに表示され、各チャンネルの音声データがスピーカから出力される。
なお、3D映像再生装置100は、図示しないRAM(Random-Access Memory)を、さらに有している。RAMは、コントローラ130のワークメモリ(バッファメモリ)として機能する。RAMは、揮発性の記憶媒体、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。
<3D映像再生装置の動作>
以下では、図2〜図5を用いて、3D映像再生装置100の動作を、説明する。まず、図2〜図5の説明を行う。
図2A〜図2Cは、3D映像がユーザに視認される状態を示す図である。図2Aは、3D映像に3D効果が生じていない場合の例である。図2Bは、ユーザ側に3D効果が生じる場合の例である。図2Cは、ユーザから離れる方向に3D効果が生じる場合の例である。
図3A及び図3Bは、3D効果を映像に付加するために用いられる視差量の概念図である。図3Aは、図2Bに対応する図である。図3Aでは、左目用の映像データには、視差量がゼロである位置を基準として、右側に所定の視差量が付加されている。一方で、右目用の映像データには、視差量がゼロである位置を基準として、左側に所定の視差量が付加されている。
図3Bは、図2Cに対応する図である。図3Bでは、左目用の映像データには、視差量がゼロである位置を基準として、左側に所定の視差量が付加されている。一方で、右目用の映像データには、視差量がゼロである位置を基準として、右側に所定の視差量が付加されている。
図4は、補正用のチャンネルの音量データと増幅係数(第1増幅係数、第2増幅係数)との対応関係を示す図である。図4では、所定の第1音量レベルα1以上であり所定の第2音量レベルα2以下である範囲では、増幅係数が線形で増加するように設定されている。また、所定の第1音量レベルα1未満では、増幅係数は1.0で一定であり、所定の第2音量レベルα2より大きい範囲では、増幅係数は3.0で一定である。
図5は、ボリュームによる増幅量と第3増幅係数との対応関係を示す図である。図5では、所定の第1増幅量β1以上であり所定の第2増幅量β2以下である範囲では、第3増幅係数が線形で増加するように設定されている。また、所定の第1増幅量β1未満では、増幅係数は1.0で一定であり、所定の第2増幅量β2より大きい範囲では、増幅係数は2.0で一定である。
なお、図4及び図5は、増幅係数が線形で増加する場合の例を示したが、増幅係数を変化させる方法は、どのようにしてもよい。例えば、増幅係数を、段階的に増加させてもよいし、多次曲線を用いて増加させてもよい。また、図4では、第1増幅係数及び図2増幅係数を同じ図を用いて説明したが、第1増幅係数及び第2増幅係数は、異なる直線及び/又は曲線を用いてもよい。
また、図4における所定の第1音量レベルα1及び所定の第2音量レベルα2と、図5における所定の第1増幅量β1及び所定の第2増幅量βとは、適宜、他の値に変更可能である。また、図4及び図5における増幅係数の上限値及び下限値は、適宜、他の値に変更可能である。
以下では、上述した、図2〜図5を参照しながら、図6に示すフローチャートに沿って、3D映像再生装置100における処理を、説明する。ここでは、3Dストリームデータに含まれる音声データが、5.1chのサラウンドの音声データである場合を一例として、説明を行う。この場合、センターチャンネルの音声データには、例えば人物等の音声データが、含まれる。また、センターチャンネルを除いたチャンネル(5つのサラウンドチャンネル)の音声データには、例えば環境音(画面内の風景等)の音声データが、含まれる。
なお、前記実施形態では、説明を容易にするために、人物の台詞等の音声データや、環境音(画面内の風景等)の音声データを一例として説明を行うが、これら音声データは、どのようなものであってもよい。
本3D映像再生装置100では、3D映像データと音声データとを含む3Dストリームデータが、コントローラ130に認識されると(S1)、まず、各チャンネルの音圧データに基づいて、視差量がゼロである面K0(基準面)に対する、対象K1(視認画面)を設定する方向(結像方向)が、設定される(図2A〜図2Cを参照)。
詳細には、センターチャンネルを除いたチャンネルの音圧データ(サラウンドチャンネル)が、所定の第1音圧データより大きいか否かが、判断される(S2)。例えば、まず、5つのサラウンドチャンネルの中から、最大の音圧データを有するサラウンドチャンネル(第1補正用のチャンネル)が、選択される。次に、この第1補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第1音圧データより大きかった場合(S2でYes)、基準面K0を基準として視認画面K1がユーザから離れる方向(離反方向)に、結像方向が設定される(S3)。この場合、ユーザは、視認画面K1例えば画面内の風景等を自分からより離れた位置で、認識する。これにより、画面内の風景等を、ユーザに対して、よりダイナミックに感じさせることができる。
なお、ここでは、5つのサラウンドチャンネルの中の最大の音圧データが、所定の第1音圧データより大きかった場合に、結像方向が離反方向に設定される場合の例を示したが、5つのサラウンドチャンネルの平均の音圧データが、所定の第1音圧データより大きかった場合に、結像方向が離反方向に設定されるようにしてもよい。この場合は、5つのサラウンドチャンネルの平均の音圧データが、第1補正用のチャンネルとして、設定される。
続いて、第1補正用のチャンネルが、所定の第1音圧データ以下であった場合(S2でNo)、センターチャンネルの音圧データ(第2補正用のチャンネル)が、所定の第2音圧データより大きいか否かが、判断される(S4)。ここで、第2補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第2音圧データより大きかった場合(S4でYes)、結像方向は、基準面K0を基準として視認画面K1がユーザ側に近づく方向(近接方向)に、設定される(S5)。この場合、ユーザは、視認画面K1例えば画面内の人物等がより自分の近くに位置しているように、認識する。これにより、画面内の人物等に対して、ユーザをより注目させることができる。
なお、第2補正用のチャンネル(センターチャンネル)の音圧データが、所定の第2音圧データ以下であった場合(S4でNo)、結像方向の設定は実行されず、後述するステップ8(S8)の処理が実行される。
次に、上記のようにして結像方向が設定されると、各チャンネルの音量データに基づいて、視認画面K1の飛び出し量又は視認画面K1の奥まり量が、補正される。
具体的には、結像方向が離反方向に設定された場合(S3)、第1補正用のチャンネルの音量データに基づいて、視認画面K1の奥まり量が補正される(S4)。より具体的には、この場合、第1補正用のチャンネルの音量データが大きくなるほど、視認画面K1の飛び出し量も大きくなるように、奥まり量が補正される(S6)。
ここでは、図4に示した第1増幅係数を、視差量に乗じることによって、視認画面K1の奥まり量が補正される。第1増幅係数は、第1補正用のチャンネルの音量データに対応する係数である。このように視差量を補正することによって、視認画面K1の奥まり量が補正される。例えば、図4に示すように、第1補正用のチャンネルの音量データと第1増幅係数との対応関係は、設定されている。この対応関係を示すテーブルは、コントローラ150のROMに記録されており、このテーブルを参照することによって、第1増幅係数が算出される。
一方で、結像方向が近接方向に設定された場合、第2補正用のチャンネル(センターチャンネル)の音量データに応じて、視認画面K1の飛び出し量が補正される(S7)。より具体的には、この場合、第2補正用のチャンネルの音量データが大きいほど、視認画面K1の飛び出し量も大きくなるように、飛び出し量が補正される。
ここでは、図4に示した第2増幅係数を、視差量に乗じることによって、視認画面K1の飛び出し量が設定される。このように視差量を補正することによって、視認画面K1の飛び出し量が補正される。例えば、図4に示すように、第2補正用のチャンネルの音量データと第2増幅係数との対応関係は、設定されている。この対応関係を示すテーブルは、コントローラ150のROMに記録されており、このテーブルを参照することによって、第2増幅係数が算出される。
続いて、ボリュームによる増幅が行われたか否かが、判断される(S8)。ここで、ボリュームの増幅が行われた場合(S8でYes)、ボリュームによる増幅量に応じて、視認画面K1の奥まり量及び/又は視認画面K1の飛び出し量が、さらに補正される(S9)。増幅量は、予め設定されたボリューム基準値に対する、現状のボリュームである。
この場合、ボリュームによる増幅量に対応する第3増幅係数を、上記で補正された視差量に乗じることによって、視認画面K1の奥まり量及び/又は視認画面K1の飛び出し量が、再設定される。また、「S4でNo」の場合は、ボリュームによる増幅量に対応する第3増幅係数を、未補正の視差量に乗じることによって、視認画面K1の奥まり量及び/又は視認画面K1の飛び出し量が、設定される。なお、図5に示すように、ボリュームによる増幅量と第3増幅係数との対応関係は、設定されている。この対応関係を示すテーブルは、コントローラ150のROMに記録されており、このテーブルを参照することによって、第3増幅係数が算出される。
以上のように、各チャンネルの音声データに基づいて、各場面に対応する左右の視差量が設定されると、これら視差量に基づいて、3D映像データが補正される(S10)。すると、補正後の3D映像データが液晶モニタにおいて再生され、各チャンネルの音声データがスピーカから出力される(S11)。
<3D映像再生装置の特徴>
本発明の3D映像再生装置100は、3D映像データ及び音声データを有する3Dストリームデータを、再生する装置である。本3D映像再生装置100は、主に、音声解析部113と、視差量設定部114と、映像補正部115と、映像表示部116とを、備えている。音声解析部113は、3D映像データが示す場面を判断するために、音声データを解析する。視差量設定部114は、解析後の音声データに基づいて、映像の場面に対応する視差量を、設定する。映像補正部115は、視差量に基づいて、3D映像データを補正する。映像表示部116は、補正後の3D映像データを再生し音声データを出力する。
本3D映像再生装置100では、各チャンネルの音声データを解析することによって、3D映像データが示す場面を判断することができる。また、この解析結果に基づいて、映像の場面に対応する視差量を設定することによって、3D映像データを補正し、補正後の3D映像データが再生される。このように、本3D映像再生装置100では、3D映像データと音声データとを互いに連携させることによって、3D映像を表現している。これにより、本3D映像再生装置100では、3D映像データと音声データとを単に独立したデータとして用いて、出力部に出力する従来の場合と比較して、3D映像の迫力を十分に表現することができる。
<他の実施形態>
(a)前記実施形態では、第1補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第1音圧データ以下であり、且つ第2補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第2音圧データより大きい場合、結像方向が近接方向に設定される場合の例を示した。これに代えて、図7A及び図7Bに示すように、左端部及び右端部では結像方向を離反方向に設定し、中央部では結像方向を近接方向に設定するようにしてもよい。この場合、左端部及び右端部における結像方向及び飛び出し量は、センターチャンネルの左右のチャンネル(左右の前方チャンネル、又は左右の後方チャンネル)の音声データを用いて、設定される。また、中央部の結像方向及び飛び出し量は、センターチャンネルの音声データを用いて、設定される。このようにして、上記の効果と同様の効果を得ることができるとともに、より空間的に最適化された映像をユーザに提供することができる。
(b)前記実施形態では、第1補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第1音圧データより大きく、且つ第2補正用のチャンネルの音圧データが、所定の第2音圧データ以下である場合、結像方向が離反方向に設定される場合の例を示した。これに代えて、図8A及び図8Bに示すように、左端部及び右端部では結像方向を近接方向に設定し、中央部では結像方向を離反方向に設定するようにしてもよい。この場合、左端部及び右端部における結像方向及び飛び出し量は、センターチャンネルの左右のチャンネル(左右の前方チャンネル、又は左右の後方チャンネル)の音声データを用いて、設定される。また、中央部の結像方向及び飛び出し量は、センターチャンネルの音声データを用いて、設定される。このようにしても、上記の効果と同様の効果を得ることができるとともに、より空間的に最適化された映像をユーザに提供することができる。
(c)前記実施形態では、サラウンドチャンネルが、5.1chである場合の例を示したが、チャンネルの数は、複数であれば、前記実施形態に限定されず、どのようにしてもよい。
本発明は、3D映像再生装置に広く適用できる。
100 3D映像再生装置
150 コントローラ
160 操作ユニット160
110 ストリーム制御部
111 音声デコーダ部
112 映像デコーダ部
113 音声解析部
114 視差量設定部
115 映像補正部
116 映像表示部

Claims (7)

  1. 3D映像データ及び音声データを有する3Dストリームデータを、再生する3D映像再生装置であって、
    前記3D映像データが示す場面を判断するために、前記音声データを解析する音声解析部と、
    解析後の前記音声データに基づいて、前記場面に対応する視差量を、設定する視差量設定部と、
    前記視差量に基づいて、前記3D映像データを補正する映像補正部と、
    補正後の前記3D映像データを再生し前記音声データを出力する出力部と、
    を備える3D映像再生装置。
  2. 前記視差量設定部は、前記場面に対応する結像方向を設定する結像方向設定部と、前記結像方向に対応する前記視差量を、調整する第1視差量調整部とを、有している、
    請求項1に記載の3D映像再生装置。
  3. 前記音声解析部は、前記音声データに基づいて、前記音声の強度を示す第1特性データと、前記音声の大きさを示す第2特性データとを、算出し、
    前記結像方向設定部は、前記第1特性データに基づいて前記結像方向を設定し、
    前記第1視差量調整部は、前記第2特性データに基づいて前記視差量を調整する、
    請求項2に記載の3D映像再生装置。
  4. 前記3Dストリームデータは、複数の音声データを有し、
    前記結像方向設定部は、複数の前記音声データそれぞれの前記第1特性データに基づいて、複数の音声データの少なくともいずれか1つの音声データを選択し、選択された前記音声データに基づいて、前記結像方向を設定し、
    前記第1視差量調整部は、選択された前記音声データの前記第2特性データに基づいて、前記視差量を調整する、
    請求項3に記載の3D映像再生装置。
  5. 前記結像方向設定部は、前記結像方向を一方向に設定する、
    請求項2から4のいずれかに記載の3D映像再生装置。
  6. 前記結像方向設定部は、前記結像方向を、前記3D映像データを再生する画面の位置に応じて、変更する、
    請求項2から5のいずれかに記載の3D映像再生装置。
  7. 音量を調節する音量調節部、
    をさらに備え、
    前記視差量設定部は、前記音量調節部によって調節された音量に基づいて、前記結像方向の前記視差量をさらに調整する第2視差量調整部を、さらに有している、
    請求項1から6のいずれかに記載の3D映像再生装置。
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