JP5795324B2 - 光フィールドデータを利用した映像処理装置及び方法 - Google Patents
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Description
フォトセンサーアレイ130は、一般的に、マイクロレンズアレイ120内のそれぞれのマイクロレンズごとに幾つかのフォトセンサーを有する。フォトセンサーアレイ130の各ピクセルのサイズ、すなわち、ピッチ(pitch)は、マイクロレンズアレイ122より相対的に微細である。また、マイクロレンズアレイ120内のマイクロレンズ及びフォトセンサーアレイ130内のフォトセンサーは、一般的にそれぞれのマイクロレンズを通じてフォトセンサーアレイに進む光が、隣接したマイクロレンズを通じて進んだ光と重ならないように位置設定しうる。
ここで、x及びyは、それぞれ合成映像を構成するピクセルの座標を表わし、RRM(Resolution−Recovered Image)は、高解像度映像生成部540で生成された高解像度映像の当該座標のピクセル値を表わし、ErFM(Enlarged re−Focusing Image)は、映像拡大部530から出力される拡大された第1映像の当該座標のピクセル値を表わす。
高解像度映像生成部540は、映像フレーム決定部1110、ポイントスプレッド関数(Point Spread Function)決定部1120、映像補間部1130、及び映像復元部1140を含む。
映像合成部560は、リフォーカシングされた映像を設定された比率によって拡大する(1640)。
Claims (23)
- 場面に対する光フィールドデータのうちから、所望のフォーカシング位置によって、一部の光フィールドデータの位置を決定する光フィールドデータ位置決定部と、
前記位置が決定された一部の光フィールドデータを用いて、リフォーカシングされた第1映像を生成するリフォーカシング映像生成部と、
前記リフォーカシングされた第1映像に対して所定の比率を有する高解像度映像を生成する高解像度映像生成部と、
前記位置が決定された一部の光フィールドデータの類似度を用いて、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像の間の局所的な合成比率を決定する合成比率決定部と、
前記局所的な合成比率によって、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像を合成して合成映像を生成する映像合成部と、を含み、
前記合成比率決定部は、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が低い部分よりも、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が高い部分について、より高い合成比率で前記高解像度映像が合成されるように、前記局所的な合成比率を決定し、前記所望のフォーカシング位置は最も鮮明なリフォーカシング映像に対応する、映像処理装置。 - 前記光フィールドデータ位置決定部は、前記場面を表わす映像の一部に対応しかつ前記所望のフォーカシング位置を含む第2映像を設定し、撮像面とリフォーカシング面との位置関係を表わすアルファ値を変化させながら、前記第2映像に対する複数個のリフォーカシング映像を生成し、
前記アルファ値のうち、前記第2映像に対して最も鮮明なリフォーカシング映像をもたらす最終的なアルファ値を決定し、該決定された最終的なアルファ値を用いて、前記一部の光フィールドデータの位置を決定する、請求項1に記載の映像処理装置。 - 前記合成比率決定部は、
決定された位置における光フィールドデータの強度値の不均一度を表わす不均一度マップを生成する不均一度マップ生成部と、
前記不均一度マップを用いて、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像の間の前記局所的な合成比率についての情報を含む不均一度比率マップを生成する不均一度比率マップ生成部と、
前記不均一度比率マップを設定された比率で拡大する不均一度比率マップ拡大部と、
を含む請求項1に記載の映像処理装置。 - 前記映像合成部は、前記リフォーカシングされた第1映像を設定された比率で拡大し、前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像及び前記高解像度映像を、決定された局所的な合成比率で合成する、請求項1に記載の映像処理装置。
- 前記高解像度映像生成部は、
前記決定された最終的なアルファ値により決定される位置を含む前記位置が決定された一部の光フィールドデータを用いて、1つの基準映像フレーム及び少なくとも1つの参照映像フレームを決定する映像フレーム決定部と、
前記基準映像フレームと少なくとも1つの参照映像フレームとの間のサブピクセルシフト量に基づいて、ポイントスプレッド関数を決定するポイントスプレッド関数決定部と、
前記基準映像フレームを補間することにより、前記基準映像フレームより高い解像度を有する高解像度基準映像フレームを生成する映像補間部と、
生成された高解像度基準映像フレーム、前記ポイントスプレッド関数及び前記少なくとも1つの参照映像フレームを用いて、前記高解像度基準映像フレームを更新することによって、高解像度映像を復元する映像復元部と、
を含む請求項2に記載の映像処理装置。 - 前記サブピクセルシフト量は、前記基準映像フレームに対応する光フィールドデータと前記各参照映像フレームに対応する光フィールドデータとの間の位置の相違を表す、請求項5に記載の映像処理装置。
- 前記映像フレーム決定部は、
或る角度から見えるビュー映像を前記基準映像フレームとして決定し、前記最終的なアルファ値により決定される位置を含む前記位置が決定された一部の光フィールドデータを用いて、他の角度から見える少なくとも1つのビュー映像を前記少なくとも1つの参照映像フレームとして決定する請求項5に記載の映像処理装置。 - 前記ポイントスプレッド関数決定部は、前記基準映像フレームと各参照映像フレームとの間のサブピクセルシフト量に基づいて、2次元ガウシアン関数を前記ポイントスプレッド関数として決定する、請求項5に記載の映像処理装置。
- 前記映像復元部は、
生成された高解像度基準映像フレームと、前記参照映像フレームのうちの1つと、前記1つの参照映像フレーム及び前記基準映像フレームに基づくポイントスプレッド関数とを用いて、レジデュアル値を生成するレジデュアル値生成部と、
前記レジデュアル値を用いて、前記高解像度基準映像フレームを更新する映像更新部と、
を含む請求項5に記載の映像処理装置。 - 前記レジデュアル値は、前記1つの参照映像フレームから、前記高解像度基準映像フレームと前記ポイントスプレッド関数とをコンボリューションした値を減算した値である、請求項9に記載の映像処理装置。
- 前記高解像度基準映像フレームが更新された場合に、前記レジデュアル値生成部は、前記更新された高解像度基準映像フレームと、前記参照映像フレームのうちの他の1つと、前記他の1つの参照映像フレーム及び前記基準映像フレームに基づくポイントスプレッド関数とを用いて、レジデュアル値を生成する、請求項9に記載の映像処理装置。
- 物体の像を形成する第1光学部と、
光線を取得するフォトセンサーアレイと、
前記第1光学部と前記フォトセンサーアレイとの間に設けられ、前記光線の方向に基づいて前記光線を分離することにより、前記光線を前記フォトセンサーアレイの方に向かわせる第2光学部と、
を含む光フィールドデータキャプチャー部をさらに含む請求項1に記載の映像処理装置。 - 場面に対する光フィールドデータのうちから、所望のフォーカシング位置によって、一部の光フィールドデータの位置を決定する段階と、
前記位置が決定された一部の光フィールドデータを用いて、リフォーカシングされた第1映像を生成する段階と、
前記リフォーカシングされた第1映像に対して所定の比率を有する高解像度映像を生成する段階と、
前記位置が決定された一部の光フィールドデータの類似度を用いて、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像の間の局所的な合成比率を決定する段階と、
前記局所的な合成比率によって、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像を合成して合成映像を生成する段階と、を含み、
前記局所的な合成比率を決定する段階において、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が低い部分よりも、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が高い部分について、より高い合成比率で前記高解像度映像が合成されるように、前記局所的な合成比率が決定され、前記所望のフォーカシング位置は最も鮮明なリフォーカシング映像に対応する、映像処理方法。 - 前記一部の光フィールドデータの位置を決定する段階は、
前記場面を表す映像の一部に対応しかつ前記所望のフォーカシング位置を含む第2映像を設定する段階と、
撮像面とリフォーカシング面との位置関係を表わすアルファ値を変化させながら、前記第2映像に対する複数個のリフォーカシング映像を生成する段階と、
前記アルファ値のうち、前記第2映像に対して最も鮮明なリフォーカシング映像をもたらす最終的なアルファ値を決定する段階と、
決定されたアルファ値を用いて、前記一部の光フィールドデータの位置を決定する段階と、を含む、請求項13に記載の映像処理方法。 - 前記局所的な合成比率を決定する段階は、
撮像面とリフォーカシング面との位置関係を表すアルファ値によって決定される位置における光フィールドデータの強度値の不均一度を表わす不均一度マップを生成する段階と、
前記不均一度マップを用いて、前記高解像度映像及び前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像の間の局所的な合成比率についての情報を含む不均一度比率マップを生成する段階と、
前記不均一度比率マップを設定された比率で拡大する段階と、
を含む、請求項13に記載の映像処理方法。 - 前記合成映像を生成する段階は、
前記リフォーカシングされた第1映像を設定された比率で拡大する段階と、
前記リフォーカシングされた第1映像の拡大映像及び前記高解像度映像を決定された局所的な合成比率で合成する段階と、
を含む請求項13に記載の映像処理方法。 - 前記高解像度映像を生成する段階は、
前記決定されたアルファ値を用いて、1つの基準映像フレーム及び少なくとも1つの参照映像フレームを決定する段階と、
前記基準映像フレームと少なくとも1つの参照映像フレームとの間のサブピクセルシフト量に基づいて、ポイントスプレッド関数を決定する段階と、
前記基準映像フレームを補間することにより、前記基準映像フレームより高い解像度を有する高解像度基準映像フレームを生成する段階と、
生成された高解像度基準映像フレーム、前記ポイントスプレッド関数及び前記少なくとも1つの参照映像フレームを用いて、前記高解像度基準映像フレームを更新することによって、高解像度映像を復元する段階と、
を含む請求項14に記載の映像処理方法。 - 獲得された4次元光フィールドを処理する方法において、所望のフォーカシング位置を決定し、前記フォーカシング位置について、撮像面とリフォーカシング面との位置関係を表わすアルファ値を決定する段階と、
前記アルファ値に従って角度データからリフォーカシング映像を生成する段階と、
前記アルファ値に従って、角度データのサブピクセル変位に基づいて、フォーカシング領域の解像度を高めることにより、高解像度映像を生成する段階と、
前記アルファ値に従って、角度データの類似度を検査することにより、前記フォーカシング領域とアウトフォーカシング領域とを区分する段階と、
前記リフォーカシング映像と前記高解像度映像とを合成する段階と、を含み、
前記高解像度映像は、位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が低い部分よりも、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が高い部分について、より高い合成比率で合成され、
前記アルファ値は最も鮮明なリフォーカシング映像に対応する、4次元光フィールド処理方法。 - 前記アルファ値は、最も鮮明なリフォーカシング映像が生成されるまでアルファ値を変化させることにより決定される、請求項18に記載の4次元光フィールド処理方法。
- 請求項13に記載の映像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムを保存するコンピュータで読取り可能な情報記録媒体。
- 請求項18に記載の4次元光フィールド処理方法をコンピュータに実行させるプログラムを保存するコンピュータで読取り可能な情報記録媒体。
- 場面に対応する光フィールドデータから、前記場面を表わす映像の一部に対応し、所望のフォーカシング位置を含むリフォーカシング映像を生成する段階と、
前記リフォーカシング映像の拡大映像を生成する段階と、
前記映像の一部に対応する前記光フィールドデータを用いて、前記拡大映像に対応する高解像度映像を生成する段階と、
前記高解像度映像と前記拡大映像とに基づいて合成映像を生成する段階と、
を含み、前記高解像度映像は、位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が低い部分よりも、前記位置が決定された一部の光フィールドデータに対する類似度が高い部分について、より高い合成比率で合成され、
前記所望のフォーカシング位置は最も鮮明なリフォーカシング映像に対応する、映像処理方法。 - 前記リフォーカシング映像は、前記映像の一部に対応する複数個の映像のうち最も鮮明な映像である、請求項22に記載の映像処理方法。
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