(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割し、前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成し、前記区間それぞれに対して前記領域の個数を示すための最小ビット数を決定する距離区間区分処理部と、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、前記区間のうち、いかなる区間に属するかを判断する区間判断部と、
前記区間判断部の判断結果によって、前記それぞれの深さ値が属する前記区間での最小ビット数で前記それぞれの深さ値を量子化して表現する適応的量子化部と、
を備え、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズよりも小さい、
ことを特徴とする深さ情報に対する適応的情報表現装置。
【請求項２】
前記解像度は、前記区間ごとに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の深さ情報に対する適応的情報表現装置。
【請求項３】
前記深さ情報に対する適応的情報表現装置は、前記３次元画像のピクセルの深さ値を獲得するための深さカメラである、
ことを特徴とする請求項１に記載の深さ情報に対する適応的情報表現装置。
【請求項４】
前記測定限界距離と前記距離別解像度とは、何れも前記深さカメラの仕様として予め決定されている値である、
ことを特徴とする請求項３に記載の深さ情報に対する適応的情報表現装置。
【請求項５】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割し、前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成し、前記領域それぞれに対応する代表値を生成しルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成部と、
前記ルックアップテーブルを保存するルックアップテーブル保存部と、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値に、前記ルックアップテーブルに現れた代表値のうち、前記深さ値に対応した代表値を前記深さ値の量子化された結果として出力する適応的量子化部とを含み、
前記代表値は前記区間それぞれに対し前記領域の個数を示すための最小ビット数で量子化し、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズより小さい、
ことを特徴とする深さ情報に対する適応的情報表現装置。
【請求項６】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割するステップと、
前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成するステップと、
前記区間それぞれに対して前記領域の個数を示すための最小ビット数を決定するステップと、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、前記３次元画像に対する測定限界距離が前記３次元画像に対する距離別解像度によって分割された結果である区間のうちいかなる区間に属するかを判断するステップと、
前記判断結果によって、前記それぞれの深さ値を量子化して表現するステップと、を含み、
前記代表値は前記区間それぞれに対し前記領域の個数を示すための最小ビット数で量子化し、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズより小さい、
ことを特徴とする深さ情報に対する適応的情報表現方法。
【請求項７】
前記解像度は、前記区間ごとに異なる、
ことを特徴とする請求項６に記載の深さ情報に対する適応的情報表現方法。
【請求項８】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割し、前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成し、前記領域それぞれに対応する代表値を生成しルックアップテーブルを生成するステップと、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値ごとに、前記ルックアップテーブルで前記深さ値に対応した代表値を探すステップと、
前記探された代表値を前記深さ値の量子化された結果として決定するステップと、を含み、
前記代表値は前記区間それぞれに対し前記領域の個数を示すための最小ビット数で量子化し、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズより小さい、
ことを特徴とする深さ情報に対する適応的情報表現方法。
【請求項９】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割して、
前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成して、
前記区間それぞれに対して前記領域の個数を示すための最小ビット数を決定して、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を前記それぞれの深さ値が属する前記区間での最小ビット数で量子化して、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズよりも小さい、
ことを特徴とする深さ情報の適応的符号化器。
【請求項１０】
前記区間のそれぞれの量子化ステップサイズは異なる、
ことを特徴とする請求項９に記載の深さ情報の適応的符号化器。
【請求項１１】
前記深さ情報の適応的符号化器は、前記３次元画像のピクセルの深さ値を獲得するための深さカメラである、
ことを特徴とする請求項９に記載の深さ情報の適応的符号化器。
【請求項１２】
前記３次元画像に対する測定限界距離と前記解像度情報とは、何れも前記深さカメラの仕様として予め決定されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載の深さ情報の適応的符号化器。
【請求項１３】
前記深さ情報の適応的符号化器は、
前記領域それぞれに対応する代表値を表すルックアップテーブルを保存するルックアップテーブル保存部と、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値に、前記ルックアップテーブルに現れた代表値のうち、前記深さ値に対応した代表値を前記深さ値の量子化された結果として出力する適応的量子化部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の深さ情報の適応的符号化器。
【請求項１４】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割し、前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成し、前記区間それぞれに対して前記領域の個数を示すための最小ビット数を決定する距離区間区分処理部と、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、前記複数の区間のうち、いかなる区間に属するかを判断する区間判断部；及び
前記区間判断部の判断結果によって、前記それぞれの深さ値が属する前記区間での最小ビット数で前記それぞれの深さ値を量子化して表現する適応的量子化部と、
を備え、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズよりも小さい、
ことを特徴とする深さ情報の適応的情報符号化器。
【請求項１５】
３次元画像に対する距離別解像度を考慮して、深さカメラから前記深さカメラの測定限界距離までを複数の区間に分割するステップ、
前記区間それぞれの長さを、前記区間それぞれのステップサイズで分けて前記区間を分割する領域を生成するステップ、
前記区間それぞれに対して前記領域の個数を示すための最小ビット数を決定するステップ、
前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、前記複数の区間のうち、いかなる区間に属するかを判断するステップ、及び
前記判断結果によって、前記それぞれの深さ値が属する前記区間での最小ビット数で前記それぞれの深さ値を量子化して表現するステップを備え、
前記深さカメラに隣接した区間のステップサイズは、前記測定限界距離に隣接した区間のステップサイズよりも小さい、
ことを特徴とする深さ情報の適応的符号化方法。
【請求項１６】
前記区間のそれぞれの量子化ステップサイズは異なる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の深さ情報の適応的符号化方法。
【請求項１７】
前記深さ情報の適応的符号化方法は、前記３次元画像のピクセルの深さ値を獲得するための深さカメラで行われる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の深さ情報の適応的符号化方法。
【請求項１８】
前記３次元画像に対する測定限界距離と前記解像度情報とは、何れも前記深さカメラの仕様として予め決定されている、
ことを特徴とする請求項１７に記載の深さ情報の適応的符号化方法。
【請求項１９】
前記深さ情報の適応的符号化方法は、
前記領域のそれぞれに対応する量子化された代表値を表し、予め設けられたルックアップテーブルで前記深さ値に対応した代表値を探すステップと、
前記探された代表値を前記深さ値の量子化された結果として決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の深さ情報の適応的符号化方法。
【請求項２０】
請求項６、８、１５のうち何れか一項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのコンピュータプログラムを保存したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理に係り、特に、深さ画像の深さ情報に対する処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ形状情報を取得するためには、複数枚のカラー画像からコンピュータ画像技術を利用して手動的に抽出する方法など色々な方法が提案されているが、一般的には、深さカメラという深さ情報獲得装置を利用して深さ画像を得るようにしている。それは、コンピュータ画像技術を利用する方法は、一般的にその過程が複雑であり、しかも、正確な実世界の深さ情報を提供することも難しいためである。これに比べて、深さカメラを利用すれば、比較的易しくて正確に深さ画像を取得できる。
【０００３】
図１は、一般的な深さカメラの原理についての概念図である。図１を参照するに、赤外線（ＩＲ：Ｉｎｆｒａ  Ｒｅｄ）のような光源１１が入射光１０１として場面（Ｓｃｅｎｅ）１０に照射され、その反射光１０２を深さセンサー１２で感知して時間差（ＴＯＦ：Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）を測定することによって、場面１０内のそれぞれの客体までの距離を計算しうる。その結果、感知された光のインテンシティ画像１４と計算された深さ画像１３とが得られる。
【０００４】
具体的に、深さカメラは、その深さカメラに備えられた撮影ボタンが操作されれば、場面１０内の被写体に赤外線を照射し、その被写体の各地点ごとに、赤外線が照射された時点からその地点から反射された赤外線が感知される時点までの時間を考慮して、その地点の深さ値を計算し、計算された深さ値を画像で表現することによって、その被写体を表す深さ画像１３を生成及び獲得する。ここで、深さ値とは、その深さカメラからの距離を意味する。
【０００５】
このような深さ画像のピクセルのそれぞれの深さ値は、その深さ値に関係なしに一定のビット数で表現されるので、その一定のビット数がそのピクセルの深さ値を表現するのに必要以上に多い場合が一般的であり、この場合、その深さ画像の効率的な保存、効率的な伝送、効率的な処理に限界にぶつかるという問題点が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、深さカメラから得られる深さ情報を、測定距離による解像度特性を考慮して、距離によって適応的な最適の量子化値で表示するための深さ情報に対する適応的情報表現方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、距離別に適応的な情報表現を可能にすることによって、深さ情報の正確度を失わずに、少ないデータ量で保存及び伝送可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例を通じて、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、前記３次元画像に対する測定限界距離が前記３次元画像に対する距離別解像度によって分割された結果である区間のうち、いかなる区間に該当するかを判断する区間判断部と、前記区間判断部の判断結果によって、前記それぞれの深さ値を量子化して表現する適応的量子化部と、を備える深さ情報に対する適応的情報表現装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、それぞれは、３次元画像に対する測定限界距離が前記３次元画像に対する距離別解像度によって区分された結果である領域のそれぞれに対応し、量子化された代表値を表すルックアップテーブルを保存するルックアップテーブル保存部と、前記３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値に、前記ルックアップテーブルに現れた代表値のうち、前記深さ値に対応した代表値を前記深さ値の量子化された結果として出力する適応的量子化部と、を備える深さ情報に対する適応的情報表現装置を提供する。
【００１０】
一方、本発明は、３次元画像のピクセルそれぞれの深さ値が、前記３次元画像に対する測定限界距離が前記３次元画像に対する距離別解像度によって分割された結果である区間のうち、いかなる区間に該当するかを判断するステップと、前記判断結果によって、前記それぞれの深さ値を量子化して表現するステップと、を含む深さ情報に対する適応的情報表現方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値ごとに、前記３次元画像に対する測定限界距離が前記３次元画像に対する距離別解像度によって区分された結果である領域のそれぞれに対応して量子化された代表値を表し、予め設けられたルックアップテーブルで前記深さ値に対応した代表値を探すステップと、前記探された代表値を前記深さ値の量子化された結果として決定するステップと、を含む深さ情報に対する適応的情報表現方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
【００１３】
本発明の利点、特徴、及びそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されず、異なる多様な形態で具現され、単に、本実施例は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によって定義されるのである。
【００１４】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の第１実施例による深さ情報表現方式を示す例示図である。
【００１５】
図２Ａを参照して、深さカメラの深さ情報表現方式を説明すれば、深さカメラ２１は、測定限界距離２２まで深さ値に関係なく常に一定のビット数で深さ情報を量子化して表現する。すなわち、深さ値に関係なく、その深さ値の解像度が同一である。本明細書で、測定限界距離とは、深さカメラ２１が測定できる最大深さ値を意味する。
【００１６】
これをさらに詳細に説明すれば、図２Ａに示された深さカメラ２１は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が深さカメラ２１から近い距離または遠い距離を意味するかに関係なく、全ての深さ値の解像度を同じ値で表現する。本明細書で、３次元画像は、ピクセルのそれぞれに深さ値を有する画像を意味し、深さカメラによって獲得される深さ画像は、３次元画像の一例である。また、本明細書で、解像度とは、精密度を意味する。すなわち、深さカメラ２１の解像度が高いというのは、深さカメラ２１が深さ値を量子化することにおいて、量子化ステップサイズが小さいということを意味し、深さカメラ２１の解像度が低いというのは、深さカメラ２１が深さ値を量子化することにおいて、量子化ステップサイズが大きいということを意味する。図２Ａに示されたように、深さカメラ２１から近い距離を意味する深さ値を量子化することにおいて考慮される量子化ステップサイズ２０１は、深さカメラ２１から遠い距離を意味する深さ値を量子化することにおいて考慮される量子化ステップサイズ２０２と同一である。
【００１７】
この場合、深さカメラ２１の解像度は、深さカメラ２１ごとに異なるため、これを考慮して、深さカメラ２１の特性に合うビット数を決定した後、深さカメラ２１は、その決定されたビット数で深さ値を量子化する。
【００１８】
図２Ｂは、深さカメラ２１が、自身が測定できる深さ値をいつも一定の解像度で量子化する場合、その深さカメラ２１の特性に合うように深さ値を表現する装置に関する例示図である。図２Ｂに示された本発明による深さ情報に対する適応的情報表現装置は、深さカメラ２１上に具現される。
【００１９】
すなわち、図２Ｂに示された適応的量子化部２３は、測定限界距離２２に関する情報である測定限界距離情報と、‘深さ値に関係なく一定の’解像度に関する情報である解像度情報とを入力端子ＩＮ１を通じて入力される。このとき、測定限界距離と解像度とは、適応的量子化部２３が備えられた深さカメラ２１の仕様として固有に決定されている。次いで、適応的量子化部２３は、その入力された測定限界距離２２をその入力された解像度を考慮してビット数を決定する。このとき、その決定されたビット数は、その入力された測定限界距離２２がその入力された解像度で分割されることによって生成される領域の数を表現するために必要な最小限のビット数を意味しうる。本明細書で、領域は、測定限界距離が量子化ステップサイズで分割された結果のそれぞれを意味する。次いで、適応的量子化部２３は、入力端子ＩＮ２を通じて入力された３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を、その決定されたビット数に量子化してそのそれぞれの深さ値を表現し、量子化された深さ値を出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。
【００２０】
この場合、深さカメラ２１の解像度を考慮せずに必要以上に多くのビット数（例えば、１６ビット）を使用して深さ情報を表現する場合に比べて、さらに少ないメモリでもって深さ情報を保存及び伝送しうる。
【００２１】
例えば、測定限界距離２２が１０ｍであり、深さカメラ２１の測定可能な深さ値の解像度は、量子化ステップサイズが３ｍｍである解像度と仮定する。
【００２２】
このとき、１０ｍ範囲で３ｍｍの誤差内で深さ値を表現できる最小ビット数は、式（１）の通りである。すなわち、適応的量子化部２３は、次の式（１）によってビット数を決定しうる。
【００２３】
【数１】
0005603002.tif 000002
式（１）に表記された
【００２４】
【数２】
0005603002.tif 000003
記号は、記号内の値を超える最小の整数を意味し、これは、以下の数式でも同様である。
【００２５】
したがって、もし、既存の方法が３次元画像のピクセル当たりの深さ値を１６ビットを使用して表現すれば、本発明の第１実施例による場合、既存の方法に比べて、４ビットほど減少した１２ビットのみを使用しても、１ピクセルの深さ値を既存の方法と同じ正確度で表現しうる。
【００２６】
一方、一般的に、深さカメラで測定できる深さ値は、深さカメラから距離が近いほどその解像度は高まり、深さカメラから距離が遠くなるほどその解像度は低下する。すなわち、近い距離では、細密に深さを表現できるが、遠い距離では、細密に深さを表現する必要がない場合が多発生する。この場合、深さカメラが、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、自身が測定できる深さ値を何れも同じ解像度で表現することにおいて、その解像度が深さカメラから近い距離に合わせられた場合には、深さカメラから遠い距離を意味する深さ値に対しては、必要以上に多くのビット数を割り当て、その解像度が深さカメラから遠い距離に合わせられた場合には、深さカメラから近い距離を意味する深さ値は、正確に表現されない。
【００２７】
したがって、このような特性を反映して、近い距離で測定された深さ情報は、精密な解像度で表現し、遠い距離で測定された深さ情報は、粗目の解像度で表現することによって、正確度及び効率的なビット割当を同時に可能にする方法を提案する。
【００２８】
図３Ａないし図３Ｄは、本発明の第２実施例及び第３実施例による深さ情報に対する適応的情報表現装置の例示図である。
【００２９】
図３Ａは、本発明の第２実施例または第３実施例による深さ画像の深さ情報に対する適応的情報表現装置での深さカメラの深さ情報表現方式を説明するための概念図である。図３Ａは、深さカメラ３１が深さ値によって異なる正確度で深さ情報を測定する場合を示している。
図３Ａに示されたように、本発明の第２実施例または第３実施例による深さ情報に対する適応的情報表現方法のためには、測定限界距離をそれぞれの内では解像度が一定多数の区間に分割し、それぞれの区間別に異なる量子化ステップサイズで深さ値を量子化して表現することを示している。
【００３０】
このために、まず、測定の対象となる深さカメラ３１から測定限界距離３２に関する情報である測定限界距離情報及び距離別解像度に関する情報である距離別解像度情報を入力される。本明細書で、距離別解像度とは、深さカメラ３１からの距離による解像度を意味する。一方、その入力された測定限界距離情報に現れた測定限界距離は、その入力された距離別解像度情報に現れた距離別解像度によって、それぞれの内では解像度が一定の多数の区間に分割される。
【００３１】
そして、それぞれの区間別に解像度による距離別ビット数を割り当てる。このとき、区間に対する距離別ビット数とは、その区間での解像度を考慮して決定されたビット数を意味する。具体的に、区間に対する距離別ビット数とは、その区間の長さがその区間での解像度で区分された結果を表現するために必要な最小限のビット数を意味しうる。すなわち、区間に対する距離別ビット数とは、その区間の長さをその区間での解像度に分割されることによって生成される領域の数を表現するために必要な最小限のビット数を意味しうる。
【００３２】
そして、所定の客体に対して深さ情報を測定する。
【００３３】
その測定結果、測定された距離がいかなる区間に該当するかによって、距離別ビット数でその深さ値を量子化して表現する。
【００３４】
図３Ｂは、本発明の第２実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現装置に関する一実施例の構成図である。図３Ｂに示したように、本発明の第２実施例による３次元画像の深さ情報に係る適応的情報表現装置は、距離区間区分処理部３３、区間判断部３４、及び適応的量子化部３５を備えうる。
【００３５】
ここで、距離区間区分処理部３３は、適応的な解像度値を表現するために、３次元画像に対する測定限界距離３２に関する情報である測定限界距離情報及びその３次元画像に対する距離別解像度に関する情報である距離別解像度情報を入力端子ＩＮ３を通じて入力され、その入力された測定限界距離情報に現れた測定限界距離３２を、その入力された距離別解像度情報に現れた距離別解像度を考慮して多数の区間に分割する。本明細書で、３次元画像に対する測定限界距離とは、その３次元画像を生成した深さカメラ３１の仕様として固有に決定されている測定限界距離を意味し、３次元画像に対する距離別解像度とは、その３次元画像を生成した深さカメラ３１の仕様として固有に決定されており、区間ごとに値の異なる解像度を意味する。
【００３６】
また、距離区間区分処理部３３は、区間のそれぞれにその区間に対する距離別ビット数を決定する。
【００３７】
区間判断部３４は、距離区間区分処理部３３によって測定限界距離がいかなる区間に分けられたかについて認知しており、入力端子ＩＮ４を通じて入力された３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、その区間のうちいかなる区間に属するかを判断する。
【００３８】
適応的量子化部３５は、距離区間区分処理部３３によって各区間ごとに決定された距離別ビット数を認知しており、入力端子ＩＮ４を通じて入力された３次元画像のピクのセルそれぞれの深さ値を、区間判断部３４の判断結果によって量子化する。すなわち、適応的量子化部３５は、そのそれぞれの深さ値ごとに、その深さ値をその深さ値が属すると判断された区間に対する距離別ビット数で量子化して表現し、量子化された結果を出力端子ＯＵＴ２を通じて出力する。
【００３９】
一方、入力端子ＩＮ３を通じて入力された測定限界距離情報と距離別解像度情報とは、‘入力端子ＩＮ４を通じて入力される３次元画像’に対する測定限界距離に関する情報と距離別解像度に関する情報とである。
【００４０】
図３Ｃは、本発明の第２実施例または第３実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現方式についての詳細例示図である。図３Ｃの例示図は、測定限界距離３２が７.５ｍである深さカメラ３１の測定距離による解像度をそれぞれ次のように定義する場合を仮定する。
【００４１】
第１区間３１０を深さカメラ３１から０.３ｍまでにし、ここでの解像度は、量子化ステップサイズが２.５ｍｍである解像度にする。第２区間３２０を深さカメラ３１から０.３ｍないし１ｍにし、ここでの解像度は、量子化ステップサイズが６ｍｍである解像度にする。第３区間３３０を深さカメラ３１から１ｍないし２ｍにし、ここでの解像度は、量子化ステップサイズが１３ｍｍである解像度にする。第４区間３４０を深さカメラ３１から２ｍないし７.５ｍにし、ここでの解像度は、量子化ステップサイズが２２ｍｍである解像度にする。
【００４２】
この場合、各区間別３１０,３２０,３３０,３４０に該当する解像度を表現できる最小ビット数を計算すれば、次の通りである。すなわち、距離区間区分処理部３３は、次の式（２）によって、第１区間３１０に対する距離別ビット数を決定でき、次の式（２）によって、第２区間３２０に対する距離別ビット数を決定でき、次の式（３）によって、第３区間３３０に対する距離別ビット数を決定でき、次の式（４）によって、第４区間３４０に対する距離別ビット数を決定しうる。
【００４３】
【数３】
0005603002.tif 000004
この場合、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を量子化して表現するにおいて、そのそれぞれの深さ値がどの区間３１０,３２０,３３０,３４０に含まれているかを別途の付加情報で表現する必要があり、本実施例では、区間の数が４個であるので、２ビットでこの付加情報を表現しうる。
【００４４】
結論として、もし、従来の技術が３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を一律的に１６ビットを使用して表現すれば、本発明の第２実施例による場合、（０〜０.３ｍ）、（０.３ｍ〜１.０ｍ）、（１.０ｍ〜２.０ｍ）及び（２.０ｍ〜７.５ｍ）のそれぞれの区間別３１０,３２０,３３０,３４０に９、９、９、１０ビットでそれぞれの深さ値を表現しうるので、これは、一律的に１６ビットで深さ値を表現する従来の技術に比べて、はるかに少ないビット数を使用しても、１ピクセルの深さ値を従来の技術と同じ正確度で表現しうる。図３Ｄは、本発明の第３実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現装置に関するさらに他の一実施例の構成図である。
【００４５】
図３Ｂでは、測定限界距離３２を区間で区分し、各区間別に独立的な量子化を行って深さ値を表現した。しかし、全体測定限界距離３２に対して、距離によって変わる解像度を考慮した代表値をあらかじめ設定し、これをルックアップテーブルにした後に、入力される深さ値を、このルックアップテーブルを利用して量子化及び表現してもよく、以下、図３Ｃ及び図３Ｄを利用して、本発明の第３実施例として説明する。
【００４６】
図３Ｃの例から（０〜０.３ｍ）、（０.３ｍ〜１.０ｍ）、（１.０ｍ〜２.０ｍ）、（２.０ｍ〜７.５ｍ）の各区間別３１０,３２０,３３０,３４０の解像度を考慮して、各区間ごとにその区間に属する深さ値を表現できる代表値の数は、それぞれ次の通りである。すなわち、第１区間３１０に属する深さ値を表す代表値の数は、式（６）で表現でき、第２区間３２０に属する深さ値を表す代表値の数は、式（７）で表現でき、第３区間３３０に属する深さ値を表す代表値の数は、式（８）で表現でき、第４区間３４０に属する深さ値を表す代表値の数は、式（９）で表現できる。
【００４７】
【数４】
0005603002.tif 000005
これを何れも合算すれば、総５６４個の代表値となり、これは、１０ビットで表現しうる。したがって、図３Ｄのように、測定限界距離３２内の５６４個の代表値をルックアップテーブルにしておき、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値をルックアップテーブルを利用して１０ビットで量子化して表現しうる。
【００４８】
この場合は、本発明の第２実施例と異なり、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を量子化して表現するにおいて、そのそれぞれの深さ値がいかなる区間に属するかを表す必要はない。
【００４９】
結局、図３Ｃに示したように、本発明の第３実施例による適応的量子化部３８は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を１０ビットで量子化して表現する。もし、従来の技術が３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を一律的に１６ビットを使用して表現すれば、本発明の第３実施例による適応的量子化部３８は、一律的に、１６ビットで深さ値を表現する従来の技術に比べて、はるかに少ないビット数を使用しても、１ピクセルの深さ値を従来の技術と同じ正確度で表現しうる。
【００５０】
図３Ｄに示したように、本発明の第３実施例による深さ画像の深さ情報に対する適応的情報表現装置は、ルックアップテーブル生成部３６、ルックアップテーブル保存部３７、及び適応的量子化部３８を備えうる。
【００５１】
ここで、ルックアップテーブル生成部３６は、適応的な解像度値を表現するために、３次元画像に対する測定限界距離を表す測定限界距離３２情報及びその３次元画像に対する距離別解像度を表す距離別解像度情報を入力端子ＩＮ５を通じて入力され、その入力された測定限界距離情報に現れた測定限界距離３２を、その入力された距離別解像度情報に現れた距離別解像度を考慮して多数の領域に区分し、その区分された領域のそれぞれに代表値を設定し、設定された代表値のそれぞれを、その領域の数に相応するビット数で量子化し、量子化された代表値を表すルックアップテーブルを生成する。ここで、その領域の数に相応するビット数は、測定限界距離３２の領域の数を表現するために必要な最小限のビット数を意味しうる。
【００５２】
結局、ルックアップテーブル生成部３６が生成したルックアップテーブルは、それぞれは、領域のそれぞれに対応して量子化されている代表値を表す。
【００５３】
ルックアップテーブル保存部３７は、ルックアップテーブル生成部３６によって生成されたルックアップテーブルを保存する。
【００５４】
適応的量子化部３８は、入力端子ＩＮ６を通じて入力された３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値ごとに、その保存されたルックアップテーブルに現れた代表値のうち、その深さ値に対応した代表値を、その深さ値の量子化された結果として出力端子ＯＵＴ３を通じて出力する。
一方、入力端子ＩＮ５を通じて入力された測定限界距離情報と距離別解像度情報とは、‘入力端子ＩＮ６を通じて入力される３次元画像’に対する測定限界距離に関する情報と距離別解像度に関する情報とである。
【００５５】
図４Ａは、本発明の第１実施例による深さ情報についての適応的情報表現方法を説明するためのフローチャートであり、図２Ｂを利用して説明すれば、次の通りである。
【００５６】
適応的量子化部２３は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を、深さカメラ２１の測定限界距離及び解像度によって決定されたビット数で量子化して表現する（ステップ４１）。
【００５７】
図４Ｂは、本発明の第２実施例による深さ情報についての適応的情報表現方法を説明するためのフローチャートであり、図３Ｂを利用して説明すれば、次の通りである。
【００５８】
区間判断部３４は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値が、その３次元画像に対する測定限界距離が、その３次元画像に対する距離別解像度によって分割された結果の区間のうち、いかなる区間に属するかを判断する（ステップ４２）。
【００５９】
ステップ４２後に、適応的量子化部３５は、その３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値を、ステップ４２の判断結果によって量子化して表現する（ステップ４３）。
【００６０】
図４Ｃは、本発明の第３実施例による深さ情報についての適応的情報表現方法を説明するためのフローチャートであり、図３Ｄを利用して説明すれば、次の通りである。
【００６１】
適応的量子化部３８は、３次元画像のピクセルのそれぞれの深さ値ごとに、その深さ値に対応した代表値をルックアップテーブル保存部３７に保存されたルックアップテーブルで探す（ステップ４４）。
【００６２】
ステップ４４後に、適応的量子化部３８は、その３次元画像のピクセルの深さ値のそれぞれに、その深さ値に対してステップ４４で探された代表値をその深さ値の量子化された結果として決定する（ステップ４５）。
【００６３】
以上、前述された本発明の一実施例による‘深さ情報に対する適応的情報表現装置’は、３次元画像の深さ値を符号化する‘符号化器’上に具現され、本発明の一実施例による‘深さ情報に対する適応的情報表現方法’は、３次元画像の深さ値を符号化する‘符号化方法）’上に具現される。もちろん、前述した本発明の一実施例による‘深さ情報に対する適応的情報表現装置及び方法’が提案する量子化方案のアルゴリズムによって量子化された値は、そのアルゴリズムの逆アルゴリズムによって逆量子化され、かつ復号化される。
【００６４】
一方、前述された本発明の一実施例による‘深さ情報に対する適応的情報表現方法’、‘深さ情報の適応的符号化方法’、‘深さ情報の適応的復号化方法’をコンピュータで実行させるためのプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に保存される。ここで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック保存媒体（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、及び光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ））のような保存媒体を含む。
【００６５】
当業者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずとも、他の具体的な形態に実施されうるということが分かるであろう。したがって、前述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的でないと理解せねばならない。本発明の範囲は、前記詳細な説明より特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そして、その均等概念から導出される全ての変更または変形された形態が、本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、画像情報処理関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一般的な深さカメラの原理についての概念図である。
【図２Ａ】一般的な深さカメラの深さ情報表現方式についての一実施例を示す例示図である。
【図２Ｂ】一般的な深さカメラの深さ情報表現方式についての一実施例を示す例示図である。
【図３Ａ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報装置についての一実施例を示す例示図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報装置についての一実施例を示す例示図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報装置についての一実施例を示す例示図である。
【図３Ｄ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報装置についての一実施例を示す例示図である。
【図４Ａ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現方法についての一実施例を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現方法についての一実施例を示すフローチャートである。
【図４Ｃ】本発明の実施例による３次元画像の深さ情報に対する適応的情報表現方法についての一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
３１  深さカメラ
３２  測定限界距離
３３  距離区間区分処理部
３４  区間判断部
３５,３８  適応的量子化部
３６  ルックアップテーブル生成部
３７  ルックアップテーブル保存部
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図１】
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