JP6471418B2 - 画像・音声配信システム、画像・音声配信装置および画像・音声配信プログラム - Google Patents

画像・音声配信システム、画像・音声配信装置および画像・音声配信プログラム Download PDF

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Description

本発明は、画像・音声をネットワークを介して配信する技術に関する。
音楽業界において、これまでのライブ(生演奏)の撮影は通常のカメラによるものがほとんどであり、現地に居る迫力は今ひとつ伝わらないものであった。そこで、様々なライブ映像の配信方法が考案され、その一つに360度配信というものがある。この配信方法は、カメラの設置位置を中心に360度の全方向の映像をすべて同時に取り込み、視聴者が指定した方向の映像を配信するものである。これにより、視聴者は自分の好きな視点の映像を選択して見ることができ、新しい映像体験によりライブ映像の付加価値を高めることができる。
なお、完全な360度の全方向の映像に限らず、一時に視聴できる視野(画角)を越える広視野で撮影するものであれば、同様の効果を得ることができる。特許文献1には、広視野撮影カメラについての記載がある。
上述したように、映像(画像)についてはリアリティーの追求が行われているが、画像がいかにリアルでも、ライブのように画像と音声とが同期するものは、音声のリアリティーも求められる。これまでは、音声はある定点の音声を採取し、それを画像(動画)と時間的に同期させて再生していただけであるため、方角という概念がなく、臨場感としては今ひとつであった。
なお、主に音楽のライブについて説明してきたが、スポーツやその他の各種のイベントの様子を画像と音声で伝える場面においても同様の問題がある。
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、画像と音声の両者に対して現場に居るようなリアリティーを再現できるようにすることにある。
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクと、端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、前記マイクにより採取された音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段と、前記画像処理手段により取得された画像と前記音声処理手段より取得された音声とを前記端末装置に送信する送信手段とを備え、前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得する。
また、上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクと、端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、前記画像処理手段により取得された画像と前記マイクにより採取された音声とを前記端末装置に送信する送信手段と、前記端末装置内で、受信した音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段とを備え、前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得するものとすることができる。
本発明にあっては、画像と音声の両者に対して現場に居るようなリアリティーを再現することができる。
本発明の一実施形態にかかるシステムの構成例を示す図である。 システムの機能構成例を示す図である。 情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 画像・音声の入力時の処理例を示すフローチャートである。 保持するデータの例を示す図である。 画像・音声の配信時の処理例を示すフローチャート(その1)である。 画像・音声の配信時の処理例を示すフローチャート(その2)である。 画像の切り出しの概念図である。 音声の合成の例を示す図である。 配信するデータの例を示す図である。 表示画面例を示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
<構成>
図1は本発明の一実施形態にかかるシステムの構成例を示す図である。図1において、例えば、ライブ会場のステージ上等には、広視野カメラ1と複数のマイク21〜24が設けられ、広視野カメラ1の画像出力とマイク21〜24の音声出力は、サーバとして機能する情報処理装置3に入力されている。広視野カメラ1は、水平方向に視野を持つ6個のカメラ(11〜16)と、上方向に視野を持つ1個のカメラ(17)を備えており、広視野カメラ1の設置位置を中心としてほぼ360度の画像を撮影する。
なお、広視野カメラ1の視野は360度に限らず、一時に配信する画像の画角を越える広視野であればよい。また、広視野カメラ1を構成するカメラの個数は7個に限られず、これより少なくても多くてもよい。例えば、魚眼レンズを備えたカメラを水平方向に背中合わせに配置(カメラは計2個)することによっても、360度の視野を確保することができる。マイク21〜24は、モノラル音声を採取するモノラルタイプであってもよいし、ステレオ音声を採取するステレオタイプであってもよい。
また、情報処理装置3は有線または無線による接続経路を介してインターネット等のネットワーク4に接続され、ネットワーク4には視聴者の所有する情報処理装置5が有線または無線による接続経路を介して接続可能となっている。
図2はシステムの機能構成例を示す図である。図2において、情報処理装置3は、画像入力部31と音声入力部32と画像・音声保持部33と画像・音声処理部34と通信部35とを備えている。
画像入力部31は、広視野カメラ1を構成するカメラ11〜17から撮影された画像を入力する機能を有している。音声入力部32は、マイク21〜24から採取された音声を入力する機能を有している。画像入力部31および音声入力部32は、画像・音声をアナログ信号として入力する場合、デジタルデータへの変換を行う。画像・音声保持部33は、画像入力部31により入力された画像および音声入力部32により入力された音声をデータとして保持(格納)する機能を有している。保持するデータの形式については後述する。
画像・音声処理部34は、情報処理装置5からの画像・音声の配信要求に応じ、リアルタイムに画像入力部31および音声入力部32により入力される画像および音声から配信(生配信)する画像および音声を取得するか、画像・音声保持部33に保持された画像・音声から配信(蓄積配信)する画像・音声を取得する機能を有している。画像・音声の取得の処理の詳細については後述する。通信部35は、ネットワーク4を介して情報処理装置5との間でデータ通信を行う機能を有している。
また、情報処理装置5には、画像・音声再生アプリ51が設けられ、画像・音声再生アプリ51には方向指定部52と映像表示部53と音声合成部54と音声出力部55とが設けられている。
方向指定部52は、ユーザから視聴する方向の指定を受け付ける機能を有している。映像表示部53は、情報処理装置3から配信される画像をモニタ上に表示する機能を有している。音声合成部54は、情報処理装置5側で音声の合成(複数のマイク音声からの合成)を行う場合に、方向を考慮して音声の合成を行う機能を有している。情報処理装置3側で音声の合成を行う場合、音声合成部54は不要となる。音声出力部55は、情報処理装置3から配信される音声、または、情報処理装置5側で合成した音声をスピーカ等から出力する機能を有している。
図3は情報処理装置3、5のハードウェア構成例を示す図である。図3において、情報処理装置3、5は、システムバス301に接続されたCPU(Central Processing Unit)302、ROM(Read Only Memory)303、RAM(Random Access Memory)304、NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)305を備えている。また、情報処理装置3、5は、I/F(Interface)306と、I/F306に接続された、I/O(Input/Output Device)307、HDD(Hard Disk Drive)308、NIC(Network Interface Card)309と、I/O307に接続されたモニタ310、キーボード311、マウス312等を備えている。I/O307にはCD/DVD(Compact Disk/Digital Versatile Disk)ドライブ等を接続することもできる。
<動作>
図4は上記の実施形態における画像・音声の入力時の処理例を示すフローチャートであり、情報処理装置3の画像入力部31および音声入力部32の処理である。
図4において、実演の開始等に併せて処理を開始すると、画像入力部31は、広視野カメラ1の個々のカメラ11〜17から画像を入力する(ステップS11)。この際、広視野カメラ1から出力される画像がアナログ信号である場合にはデジタル化を行う。
次いで、画像入力部31は、各カメラ11〜17の光学的特性に応じて画像の歪みや明るさ・色調等の補正を行うとともに、各カメラの画像につき、隣接するカメラの画像との重なりの除去を行い、各カメラからの画像がシームレスにつながるように加工する(ステップS12)。
次いで、画像入力部31は、複数のカメラ11〜17からの画像を1つの画像データとする場合には、加工後の画像の統合を行う(ステップS13)。統合された画像データは、時間軸の他に、方向と画像とが対応付けられている。なお、各カメラ11〜17の画像を個別に扱う場合には画像統合(ステップS13)は必要ない。
次いで、画像入力部31は、加工後の画像を、コンテンツのタイトル等のメタ情報とともに、画像・音声保持部33に格納する(ステップS14)。この際、各カメラ11〜17の画像を個別に扱う場合には、各カメラ11〜17に対応する画像であることがわかるように、カメラの識別子または画像の中心方向(基準となる方向との偏差、または方位)と対応付けて格納する。
一方、音声入力部32は、各マイク21〜24から音声を入力する(ステップS15)。この際、マイク21〜24から出力される音声がアナログ信号である場合にはデジタル化を行う。
次いで、音声入力部32は、各マイク21〜24の音響的特性に応じて音声の音量・音質等の加工(補正)を行う(ステップS16)。
次いで、音声入力部32は、画像入力部31により画像・音声保持部33に格納された画像と対応付けて音声を格納する(ステップS17)。
その後、入力処理の終了か否か判断し(ステップS18)、終了でない場合(ステップS18のNo)は同様の処理を繰り返す。
図5は保持するデータの例を示す図であり、図5(a)は各カメラ11〜17の画像を個別に扱う場合の例を示し、図5(b)は各カメラ11〜17の画像を統合した場合の例を示している。図5(a)では、メタ情報と、各カメラ11〜17の画像と、各マイク21〜24の音声とが含まれている。図5(b)では、メタ情報と、各カメラ11〜17の画像を統合した画像と、各マイク21〜24の音声とが含まれている。
図6は画像・音声の配信時の処理例を示すフローチャートであり、情報処理装置5から情報処理装置3に対して画像・音声の配信リクエストが行われたことにより実行される処理を示している。また、図6はサーバとしての情報処理装置3側で音声の合成を行う例である。
また、図7は、サーバとしての情報処理装置3側で音声の合成は行わず、クライアントとしての情報処理装置5側で音声の合成等を行う例である。
図6において、情報処理装置3の画像・音声処理部34は、リクエストにおいて指定された方向(水平方向、上下方向)を中心として左右・上下の所定の視野角(画角)の画像を、リアルタイムに画像入力部31が入力する画像(加工後の画像)または画像・音声保持部33に格納された画像から切り出す(ステップS21)。この際、各カメラ11〜17の画像を個別に扱う場合、複数の画像に跨る場合は画像の合成を行う。
図8は画像の切り出しの概念図であり、360度のシームレスに連続する画像の中から、矢印で示す方向(リクエストで指定された方向)を中心に画像を切り出している様子を示している。
図6に戻り、画像・音声処理部34は、リクエストにおいて指定された方向(水平方向、上下方向)に応じた係数に基づいて、リアルタイムに音声入力部32が入力する音声(加工後の音声)または画像・音声保持部33に格納された音声から、各マイク21〜24の音声を合成する(ステップS22)。
図9は音声の合成の例を示す図であり、マイク21の音声(加工後の音声)をSM1(マイク21がステレオタイプの場合は左側音声がSM1L、右側音声がSM1R)、マイク22の音声(加工後の音声)をSM2(マイク22がステレオタイプの場合は左側音声がSM2L、右側音声がSM2R)、マイク23の音声(加工後の音声)をSM3(マイク23がステレオタイプの場合は左側音声がSM3L、右側音声がSM3R)、マイク24の音声(加工後の音声)をSM4(マイク24がステレオタイプの場合は左側音声がSM4L、右側音声がSM4R)とし、矢印で示す方向がリクエストで指定された場合の例を示している。
この場合、マイクがモノラルタイプでモノラル出力の場合、係数をC、C、C、C、Cとして、音声出力Sは、
S=C×(C・SM1+C・SM2+C・SM3+C・SM4
となる。
係数として、最も簡単な例としては、マイクの方向と指定された方向の一致した場合は、一致した方向のマイク以外の係数をすべて0とするものである。また、指定された方向が2つのマイクの方向の間にある場合は、2つのマイクの方向との角度差で按分した係数とし、他のマイクの係数を0とするものである。実際には、マイクの音響的な特性により、背後のマイク等の音声も所定の比率で加算することで臨場感が高まる場合もあるので、実測結果等に基づいて適切な係数を決定することになる。
また、マイクがモノラルタイプでステレオ出力の場合、係数をC0L、C1L、C2L、C3L、C4L、C0R、C1R、C2R、C3R、C4R、左側音声出力をS、右側音声出力をSとすると、
=C0L×(C1L・SM1+C2L・SM2+C3L・SM3+C4L・SM4
=C0R×(C1R・SM1+C2R・SM2+C3R・SM3+C4R・SM4
となる。
また、マイクがステレオタイプでステレオ出力の場合、
=C0L×(C1L・SM1L+C2L・SM1R+C3L・SM2L+C4L・SM2R
+C5L・SM3L+C6L・SM3R+C7L・SM4L+C8L・SM4R
=C0R×(C1R・SM1L+C2R・SM1R+C3R・SM2L+C4R・SM2R
+C5R・SM3L+C6R・SM3R+C7R・SM4L+C8R・SM4R
となる。
図6に戻り、画像・音声処理部34は、取得した画像と音声を通信に用いる所定のフォーマットに変換し(ステップS23)、通信部35によりリクエスト元の情報処理装置5に送信する(ステップS24)。
図10(a)は配信するデータの例を示す図であり、メタ情報と画像と音声(合成済)とを含んでいる。
画像・音声の配信を受けた情報処理装置5の映像表示部53は、例えば、図11に示すように、タイトル「xxxxx」と画像を表示するとともに、カメラの方向を示すグラフ(CAM)、マイクの合成比率(係数に相当)を示すグラフ(MIC)を表示する。カメラの方向を示すグラフは、初期値としては正面を向いており、扇型の部分をマウス等で移動することにより、方向の指定を行うことができる(方向指定部52に相当)。情報処理装置5の音声出力部55は、情報処理装置3から受信した音声をそのまま再生する。この際、全体の音量の調整を行うことができる。
図6に戻り、画像・音声処理部34は、視聴が継続されるか否か判断し(ステップS25)、継続される場合(ステップS25のYes)は同様の処理を繰り返す。
なお、情報処理装置5側で方向の指定が変更された場合は、新たなリクエストとなり、上述したのと同様の処理を繰り返す。
次に、図7において、情報処理装置3の画像・音声処理部34は、リクエストにおいて指定された方向(水平方向、上下方向)を中心として左右・上下の所定の視野角(画角)の画像を、リアルタイムに画像入力部31が入力する画像(加工後の画像)または画像・音声保持部33に格納された画像から切り出す(ステップS31)。この際、各カメラ11〜17の画像を個別に扱う場合、複数の画像に跨る場合は画像の合成を行う。
一方、画像・音声処理部34は、リアルタイムに音声入力部32が入力する音声(加工後の音声)または画像・音声保持部33に格納された音声を取得する(ステップS32)。
次いで、画像・音声処理部34は、取得(合成)した画像と音声を通信に用いる所定のフォーマットに変換し(ステップS33)、通信部35によりリクエスト元の情報処理装置5に送信する(ステップS34)。
図10(b)は配信するデータの例を示す図であり、メタ情報と画像と各マイクの音声とを含んでいる。
図7に戻り、画像・音声処理部34は、視聴が継続されるか否か判断し(ステップS35)、継続される場合(ステップS35のYes)は同様の処理を繰り返す。
画像・音声の配信を受けた情報処理装置5では、リクエストで指定した方向(水平方向、上下方向)に応じた係数に基づいて、情報処理装置3から受信した各マイク21〜24の音声を音声合成部54により合成し、再生する。
<総括>
以上説明したように、本実施形態によれば、画像の方向と同期して音声もその方向から聞こえるものとなるため、画像と音声の両者に対して現場に居るようなリアリティーを再現することができる。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
1 広視野カメラ
11〜17 カメラ
21〜24 マイク
3 情報処理装置
31 画像入力部
32 音声入力部
33 画像・音声保持部
34 画像・音声処理部
35 通信部
4 ネットワーク
5 情報処理装置
51 画像・音声再生アプリ
52 方向指定部
53 映像表示部
54 音声合成部
55 音声出力部
特開2004−135209号公報

Claims (7)

  1. 上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラと、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクと、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、
    前記マイクにより採取された音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段と、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記音声処理手段より取得された音声とを前記端末装置に送信する送信手段と
    を備え、
    前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得することを特徴とする画像・音声配信システム。
  2. 上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラと、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクと、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記マイクにより採取された音声とを前記端末装置に送信する送信手段と、
    前記端末装置内で、受信した音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段と
    を備え、
    前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得することを特徴とする画像・音声配信システム。
  3. 請求項1または2のいずれか一項に記載の画像・音声配信システムにおいて、
    前記音声処理手段は、前記マイクにより採取された複数の音声に対し、前記指定された方向に対応した係数を乗じて加算することで前記指定された方向に対応した音声を取得する
    ことを特徴とする画像・音声配信システム。
  4. 上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラから画像を入力する画像入力手段と、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクから音声を入力する音声入力手段と、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、
    前記マイクにより採取された音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段と、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記音声処理手段より取得された音声とを前記端末装置に送信する送信手段と
    を備え、
    前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得することを特徴とする画像・音声配信装置。
  5. 上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラから画像を入力する画像入力手段と、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクから音声を入力する音声入力手段と、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段と、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記マイクにより採取された音声とを前記端末装置に送信する送信手段と
    を備え
    前記端末装置内で、受信した音声から、前記指定された方向の音声を取得し、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得することを特徴とする画像・音声配信装置。
  6. コンピュータを、
    上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラから画像を入力する画像入力手段、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクから音声を入力する音声入力手段、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段、
    前記マイクにより採取された音声から、前記指定された方向の音声を取得する音声処理手段、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記音声処理手段より取得された音声とを前記端末装置に送信する送信手段
    として機能させ、
    前記音声処理手段は、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得する画像・音声配信プログラム。
  7. コンピュータを、
    上方向に視野を持ち、一時に配信する画像の画角を越える広視野の画像を撮影するカメラから画像を入力する画像入力手段、
    前記カメラにより撮影する視野を分割した複数の方向から音声を採取する複数のマイクから音声を入力する音声入力手段、
    端末装置から指定された方向に基づいて、前記カメラにより撮影された画像から、前記指定された方向の画像を取得する画像処理手段、
    前記画像処理手段により取得された画像と前記マイクにより採取された音声とを前記端末装置に送信する送信手段
    として機能させ、
    前記端末装置内で、受信した音声から、前記指定された方向の音声を取得し、前記指定された方向が第1マイクの方向と第2マイクの方向との間である場合、前記指定された方向の音声として、前記第1マイクにより採取された音声に、前記第1マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記第2マイクにより採取された音声に、前記第2マイクの方向と前記指定された方向との角度差に応じて按分した係数を乗じた音声と、前記指定された方向の背後の第3マイクにより採取された音声に所定の係数を乗じた音声と、を加算した音声を取得する画像・音声配信プログラム。
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