(57)【要約】【課題】静止画像や動画像において奥行情報等の数値を現実の単位に即して記録し，再生側の機能に応じた数値として再生可能とする。【解決手段】データ記録装置１００は，記録対象の数値データを，設定された分解能に基づいて固定ビット長の符号無整数値で表す。また，特殊量領域（フラグ）を設け，数値データが固定ビット長で数値表現できない場合には，特殊量領域でその旨を表現し，符号無整数値と特殊量領域との組み合わせでデータを記録する。分解能は付加情報として記録する。データ再生装置２００は，記録されたデータから特殊量領域の値を抽出し，評価するとともに，固定ビット長の符号無整数値について，記録側の分解能と再生側の分解能との差によりビットシフトなどを行い，データを再生する。【選択図】          図１
2004240804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止画像または動画像の各画素に付随する数値データを，固定長のビット深度を有する符号無整数値を記録する領域と，数値データが特殊な量である場合にそれを示すための１または複数ビットの特殊量を表す値を記録する特殊量領域との組み合わせで記録するデータ記録方法であって，
前記数値データの分解能を示す値または単位を付加情報として設定する過程と，
前記分解能を示す値または単位に基づき，記録対象の数値データが前記固定長のビット深度を有する符号無整数値に変換できる値の場合には，該数値データを符号無整数値に変換するとともに，前記特殊量領域に特殊な量でないことを示す値を設定し，該数値データが前記符号無整数値に変換できない値である場合には，前記特殊量領域に特殊な量であることを示す値を設定する過程と，
前記数値データを変換して得られた符号無整数値と特殊量領域の値との組み合わせからなるデータを記録する過程と，
前記付加情報を記録する過程とを有する
ことを特徴とするデータ記録方法。
【請求項２】
静止画像または動画像の各画素に付随する数値データを，固定長のビット深度を有する符号無整数値を記録する領域と，数値データが特殊な量である場合にそれを示すための１または複数ビットの特殊量を表す値を記録する特殊量領域との組み合わせで記録するデータ記録方法であって，
前記数値データの分解能を示す値または単位を付加情報として設定する過程と，
前記符号無整数値として表すことができる数値データの最大値，最小値を判定し，その数値範囲を付加情報として設定する過程と，
前記分解能を示す値または単位，および前記数値範囲に基づき，記録対象の数値データが前記固定長のビット深度を有する符号無整数値に変換できる値の場合には，該数値データを符号無整数値に変換するとともに，前記特殊量領域に特殊な量でないことを示す値を設定し，該数値データが前記符号無整数値に変換できない値である場合には，前記特殊量領域に特殊な量であることを示す値を設定する過程と，
前記数値データを変換して得られた符号無整数値と特殊量領域の値との組み合わせからなるデータを記録する過程と，
前記付加情報を記録する過程とを有する
ことを特徴とするデータ記録方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のデータ記録方法において，
前記特殊量領域の位置，大きさ，もしくはその領域の値の意味を，前記付加情報に設定し記録する過程を有する
ことを特徴とするデータ記録方法。
【請求項４】
請求項１記載のデータ記録方法を用いて記録されたデータを再生側で利用するビット深度で復元し，再生するデータ再生方法であって，
前記記録された付加情報を読み込む過程と，
前記記録されたデータを読み込む過程と，
前記記録されたデータのビット深度と再生側で利用するビット深度とを比較し評価する過程と，
前記読み込んだデータから前記特殊量領域の値を抽出する過程と，
前記読み込んだデータのうちの符号無整数値を，前記ビット深度の評価結果と，前記付加情報から得られた数値データの分解能を示す値または単位とに基づき，再生側で利用するビット深度の数値データに変換する過程と，
前記変換後の数値データを利用する際に，前記特殊量領域の値を評価し，前記特殊量領域の値が特殊な量でないことを示す値である場合に，前記変換後の数値データを用いる過程とを有する
ことを特徴とするデータ再生方法。
【請求項５】
請求項２記載のデータ記録方法を用いて記録されたデータを再生側で利用するビット深度で復元し，再生するデータ再生方法であって，
前記記録された付加情報を読み込む過程と，
前記記録されたデータを読み込む過程と，
前記記録されたデータのビット深度と再生側で利用するビット深度とを比較し評価する過程と，
前記読み込んだデータから前記特殊量領域の値を抽出する過程と，
前記読み込んだデータのうちの符号無整数値を，前記ビット深度の評価結果と，前記付加情報から得られた数値データの分解能を示す値または単位と，前記付加情報から得られた数値範囲とに基づき，再生側で利用するビット深度の数値データに変換する過程と，
前記変換後の数値データを利用する際に，前記特殊量領域の値を評価し，前記特殊量領域の値が特殊な量でないことを示す値である場合に，前記変換後の数値データを用いる過程とを有する
ことを特徴とするデータ再生方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載のデータ再生方法において，
請求項１，請求項２または請求項３記載のデータ記録方法を用いて記録されたデータを，ネットワークを介して他の装置から受信し，受信したデータを読み込んで再生する
ことを特徴とするデータ再生方法。
【請求項７】
静止画像または動画像の各画素に付随する数値データを，固定長のビット深度を有する符号無整数値を記録する領域と，数値データが特殊な量である場合にそれを示すための１または複数ビットの特殊量を表す値を記録する特殊量領域との組み合わせで記録するデータ記録装置であって，
前記数値データの分解能を示す値または単位を付加情報として設定する手段と，
前記分解能を示す値または単位に基づき，記録対象の数値データが前記固定長のビット深度を有する符号無整数値に変換できる値の場合には，該数値データを符号無整数値に変換するとともに，前記特殊量領域に特殊な量でないことを示す値を設定し，該数値データが前記符号無整数値に変換できない値である場合には，前記特殊量領域に特殊な量であることを示す値を設定する手段と，
前記数値データを変換して得られた符号無整数値と特殊量領域の値との組み合わせからなるデータを記録する手段と，
前記付加情報を記録する手段とを備える
ことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項８】
静止画像または動画像の各画素に付随する数値データを，固定長のビット深度を有する符号無整数値を記録する領域と，数値データが特殊な量である場合にそれを示すための１または複数ビットの特殊量を表す値を記録する特殊量領域との組み合わせで記録するデータ記録装置であって，
前記数値データの分解能を示す値または単位を付加情報として設定する手段と，
前記符号無整数値として表すことができる数値データの最大値，最小値を判定し，その数値範囲を付加情報として設定する手段と，
前記分解能を示す値または単位，および前記数値範囲に基づき，記録対象の数値データが前記固定長のビット深度を有する符号無整数値に変換できる値の場合には，該数値データを符号無整数値に変換するとともに，前記特殊量領域に特殊な量でないことを示す値を設定し，該数値データが前記符号無整数値に変換できない値である場合には，前記特殊量領域に特殊な量であることを示す値を設定する手段と，
前記数値データを変換して得られた符号無整数値と特殊量領域の値との組み合わせからなるデータを記録する手段と，
前記付加情報を記録する手段とを備える
ことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載のデータ記録装置において，
前記特殊量領域の位置，大きさ，もしくはその領域の値の意味を，前記付加情報に設定し記録する手段を備える
ことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項１０】
請求項７記載のデータ記録装置を用いて記録されたデータを再生側で利用するビット深度で復元し，再生するデータ再生装置であって，
前記記録された付加情報を読み込む手段と，
前記記録されたデータを読み込む手段と，
前記記録されたデータのビット深度と再生側で利用するビット深度とを比較し評価する手段と，
前記読み込んだデータから前記特殊量領域の値を抽出する手段と，
前記読み込んだデータのうちの符号無整数値を，前記ビット深度の評価結果と，前記付加情報から得られた数値データの分解能を示す値または単位とに基づき，再生側で利用するビット深度の数値データに変換する手段と，
前記変換後の数値データを利用する際に，前記特殊量領域の値を評価し，前記特殊量領域の値が特殊な量でないことを示す値である場合に，前記変換後の数値データを用いる手段とを備える
ことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１１】
請求項８記載のデータ記録装置を用いて記録されたデータを再生側で利用するビット深度で復元し，再生するデータ再生装置であって，
前記記録された付加情報を読み込む手段と，
前記記録されたデータを読み込む手段と，
前記記録されたデータのビット深度と再生側で利用するビット深度とを比較し評価する手段と，
前記読み込んだデータから前記特殊量領域の値を抽出する手段と，
前記読み込んだデータのうちの符号無整数値を，前記ビット深度の評価結果と，前記付加情報から得られた数値データの分解能を示す値または単位と，前記付加情報から得られた数値範囲とに基づき，再生側で利用するビット深度の数値データに変換する手段と，
前記変換後の数値データを利用する際に，前記特殊量領域の値を評価し，前記特殊量領域の値が特殊な量でないことを示す値である場合に，前記変換後の数値データを用いる手段とを備える
ことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１記載のデータ再生装置において，
請求項７，請求項８または請求項９記載のデータ記録装置を用いて記録されたデータを，ネットワークを介して前記データ記録装置から受信する手段を備え，受信したデータを読み込んで再生する
ことを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１３】
請求項１，請求項２または請求項３記載のデータ記録方法を，コンピュータに実行させるためのデータ記録プログラム。
【請求項１４】
請求項４，請求項５または請求項６記載のデータ再生方法を，コンピュータに実行させるためのデータ再生プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ディジタル化された静止画像または動画像に対して付与された数値データを記録し再利用する技術に関し，特に，静止画像や動画像において奥行情報等を保存する際に，その数値データを現実の単位に即して記録し，再生側の機能に応じた数値として再生することを可能としたデータ記録方法およびデータ再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静止画像や動画像において例えば奥行情報等の数値を保存する際，例えばコンピュータ・グラフィックスにて一般的に使用されるＺバッファの値で記録すると，ハードウェアやアプリケーション，視体積の取り方などへの依存が生じ，あるシステムにおいて記録した奥行情報が他のシステムにおいて利用できるとは限らない。
【０００３】
また，距離情報（例えば実数値）で記録すると，奥行情報に使用可能なビット深度がシステムにより異なる場合に対応が困難であり，特にビット深度が利用（再生）側において少なくなるような場合には，近似の方法や分解能の決定が困難である。
【０００４】
例えば，下記の特許文献１（「画像合成方法および装置および本方法を記録した記録媒体」）においては，異なるビット深度において記録された複数の画像を矛盾なく合成する方法を提案している。この方法は，既に保存されている奥行情報を新たに別システムにおいて読み込む際に，共通の（より大きな）奥行範囲を設けて，読み込んだ画像の奥行範囲がその（共通の）範囲内に合致するように，新たに奥行情報を付与することを特徴としている。新たな共通の奥行範囲が，もとの画像の奥行よりも少ない階調で表されている場合には，もとの画像の奥行情報を一部消去して，新たな共通の奥行範囲に収めるようにしている。すなわち，ここでは奥行情報の分解能を変更しないことが前提である。
【０００５】
また，下記の特許文献２（「画像処理装置」）においては，視点を基準点にせず，最大の奥行値を基準として，他の物体を全てこの最大の奥行値からの相対値で記述する。この場合，異なる条件のもとで生成された奥行情報を合成する際に矛盾が生じ得る。
【０００６】
また，特許文献３（「描画処理装置」）においては，浮動小数点表示において，バッファに仮数部，指数部，いずれに用いても良い共有部を用いて，奥行成分の分解能が比較的細かなものを有する物体には仮数部を大きく取り，そうでないものには指数部を大きく取ることで，物体の存在範囲の制限をなくしている。これは，表示オブジェクトに依存して分解能を変更することを示しているが，常にシステムによって同じビット深度を必要とする。
【０００７】
さらに，通常，数値として利用する量よりもはるかに大きい値などが存在するようなときに，そのような値を特殊量として他の量と区別して記録した場合，再生側においてビット深度が記録側より小さいときには，特殊量が他の量と混同されて丸められてしまうという問題があった．
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３１６８２３号公報
【特許文献２】
特許第３３１１９０５号公報
【特許文献３】
特開平６−３０１７９１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は，静止画像や動画像において奥行情報等の数値を保存する際，利用側のビット深度やアプリケーションに対して柔軟かつ高速な数値の記録方法及び再生方法を提供することにある。また，本発明は，記録側において無限大やそれに近い値として近似されるような特殊な値が，他の量と丸め誤差により混同する問題を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は，奥行情報を固定長で保存する。その際，記録側においては分解能，対象物の奥行の最大値，最小値を同時に記録する。また，固定長保存の際，データのあるビットを，特殊な量かどうかを示すフラグとする。
【００１１】
再生するシステムにおいて，奥行情報として記録したビット深度より小さい場合，記録された情報の値をビットシフトすることにより近似を行う。その際のビットシフトした桁数により，再生側の分解能を決定する。その際，最大値・最小値の範囲が狭い場合には，シフトするビット桁数を減じて分解能を改善できる。また，再生側の前記ビット深度が小さい場合，特殊な量として記憶されているフラグを記憶するための記憶容量を確保し，近似後のデータを利用する際に，フラグを参照することにより，特殊な量かどうかの判定を行う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の概要は，以下のとおりである。本実施の形態は，静止画像または動画像に付随する奥行情報をはじめとする数値データを，システムやハードウェアに依存しない形で記録し，再生する。本実施の形態では，次のような課題の解決を図る。静止画像や動画像において奥行情報を保存する際，例えばコンピュータ・グラフィックスにて一般的に使用されるＺバッファの値で記録するとハードウェアやアプリケーション，視体積の取り方などへの依存が生じ，距離情報（例えば実数値）で記録すると，奥行情報に使用可能なビット深度がシステムにより異なる場合に対応が困難であるという課題，また，奥行方向の分解能や奥行の範囲が対象により異なることがあり，特に，近似的に他の量よりも大きな量を無限大で近似するような場合に，ビット深度の低下により，丸め誤差によって無限大と有限な値とが混じるという課題を解決する。
【００１３】
この課題解決のため，奥行情報を固定長で保存する。その際，記録側においては分解能，対象物の奥行の最大値，最小値を同時に記録する。また，無限大で近似された量などの特殊な値については，データの最上位ビットまたは最下位ビットの値により判定する。再生するシステムにおいて，無限大で近似された量については，別途計算機内に深度１ビットのマスクを用意する。また，再生側が奥行情報として記録したビット深度より小さい場合，記録された情報の値をビットシフトすることにより，間引く。その際のビットシフトした桁数により，再生側の分解能を決定する。その際に，最大値・最小値の範囲が狭い場合には，シフトするビット桁数を減じて分解能を改善できる。
【００１４】
図１は，本発明の実施の形態の基本構成図を示している。基本的に全ての実施の形態において本構成を用いる。図１において，１００はデータ記録装置であり，特殊記号設定手段１０１，分解能設定手段１０２，データ変換手段１０３，数値範囲判定手段１０４，データ記録手段１０５，付加情報記録手段１０６から構成される。また，２００はデータ再生装置であり，データ読込手段２０１，付加情報読込手段２０２，ビット深度評価手段２０３，分解能決定手段２０４，データ変換手段２０５，特殊量記憶手段２０６，データ評価手段２０７から構成される。また，３００は外部記憶装置である。
【００１５】
特殊記号設定手段１０１は，符号無整数値として記録する対象となる数値の中で，通常この符号無整数値に記録することができない特殊な意味を持つ値を，記録対象の数値のどの値として設定するかを対応付ける。例えば，数論で言うところの整数の濃度や実数の濃度などの無限に関する値などであり，無限大を示す量としてもよい。
【００１６】
分解能設定手段１０２は，記録する対象となる数値をどのような単位で符号無整数値として記録するかを決定付ける手段であり，通常は本発明の利用者により設定される。例えば，記録する対象が長さであるならば１ｍｍなどの単位長さを示す。
【００１７】
データ変換手段１０３は，記録対象の数値が取り得る値のうち，特殊記号設定手段１０１により特殊な値に対応付けられた値を除いたものを，分解能設定手段１０２により決定付けられた単位により，符号無整数値として変換する。例えば，具体例でも詳しく説明するが，記録対象の数値が長さを表し，記録する符号無整数値がＢｒ  ビット深度であるとする。このとき，ある画素における値が他の画素に比べ著しく大きく，無限大として扱う方が都合がよい場合，符号無整数値のうちの最上位の固定幅ビット，あるいは最下位の固定幅ビットを，特殊量であるかどうかのフラグとして用いる。この固定幅のビットを特殊量領域という。なお，本実施の形態の説明において，単に表現上説明を簡単にするために，変換後の数値に特殊量領域を含めたものを符号無整数値ということがあり，特殊量領域を除いたものを符号無整数値ということもある。
【００１８】
特殊量領域の固定幅の量Ｂｆ  は，特殊量をいくつ設定するかによって決まるが，無限大であるかどうかの２値を判定する場合には，１ビットとしてもよい。このビットを最上位とするか最下位とするかはいずれでもよいが，どちらを採用するかで再生側の処理が異なるので注意が必要である。また，必要ならば，特殊量フラグが何ビット幅で，記録用符号無整数値のうちの上位側のビットなのか，あるいは下位側のビットなのかを付加情報記録手段１０６により記録しても良い。以下の例では，Ｂｒ  はＢｆ  を含むものとしている。その際，記録する長さの単位を例えば１ｍｍとして設定すると，０ｍｍから（２Ｂｒ−Ｂｆ  −１）ｍｍまでを表すことが可能である。
【００１９】
数値範囲判定手段１０４は，前記変換後の数値の最大値，最小値を判定する手段であり，本発明の実施の形態において，必要に応じて用いられる。この場合は，例えば，記録する値を最小値からのオフセットで表現することが可能となり，記録する数値をある基準点からの絶対量で表すよりも，より広い範囲の数値を記録することが可能となる。
【００２０】
データ記録手段１０５は，データ変換手段１０３によって変換された符号無整数値を外部記憶装置３００に出力し記録する手段である。その際，特殊量フラグの記憶位置が上位側であれば，特殊量フラグが上位側に記録されるように上位側にビットシフトした上で記録し，さらに変換された数値データを記録する。特殊量フラグの記憶位置が下位側であれば，変換された数値データをフラグ記憶に要するビット数だけ上位側にビットシフトした上で記録し，特殊量フラグを記録する。
【００２１】
付加情報記録手段１０６は，特殊記号設定手段１０１によって対応付けられた特殊な値とそれに対応する符号無整数値，分解能設定手段１０２によって設定された分解能，また，必要に応じて数値範囲判定手段１０４によって判定された数値範囲をデータ記録手段１０５によって記録されたファイルと同一のファイル内，あるいは，別個のファイルとして出力する手段である。
【００２２】
また，記録する符号無整数値のビット深度が標準化されておらず，そのビット深度が利用者の決定に委ねられる場合には，付加情報記録手段１０６により当該ビット深度を記録してもよい。また，前述のとおり，特殊量フラグが占めるビット数，または，このビットが上位側か下位側かを記録してもよい。
【００２３】
以上のデータ記録装置１００により，ある静止画像あるいは動画像の各画素に対応付けられた数値データがある分解能に基づく符号無整数値として記録される。
【００２４】
データ再生装置２００において，データ読込手段２０１は，データ記録装置１００のデータ記録手段１０５によって記録されたファイルを計算機内の内部記憶装置に読み込む手段であり，同様に付加情報読込手段２０２は，付加情報記録手段１０６によって記録された付加情報を計算機内の内部記憶装置に読み込む手段である。
【００２５】
ビット深度評価手段２０３は，記録されているデータのビット深度Ｂｒ  と，データ再生装置２００が実装されているシステムにおいて記録の対象となる数値に割り当てるビット深度Ｂｐ  とを比較し，その差を評価する。
【００２６】
特殊量記憶手段２０６は，特殊量フラグとして記憶されているビット幅Ｂｆ  および当該ビットが元のデータの上位側か下位側かの取り決め，あるいは付加情報に基づき，当該フラグに必要な記憶容量を確保し，当該フラグを記憶する。
【００２７】
分解能決定手段２０４は，前記評価値をもとに，再生側における数値の分解能を決定する。例えば，前述のとおり，記録の対象が長さの数値であり，Ｂｒ  ビット深度で記録されているが再生側においてはＢｐ  ビット深度（Ｂｒ  ≧Ｂｐ  ）で表現しなければならないとすると，１ｍｍの分解能では記録された全ての数値を利用することができない。この場合は，ｄ＝Ｂｒ  −Ｂｐ  −Ｂｆ  ビット分，すなわち２ｄ  ｍｍを分解能とすればよく，このようにして再生側の分解能を決定する。また，記録された数値の範囲すなわち最大値・最小値が既知であれば，この範囲が，Ｂｒ  −Ｂｆ  ビットで表せる範囲に比べて小さいとき，再生側の分解能をより細かく設定できる。
【００２８】
データ変換手段２０５は，前記分解能をもとに，記録されたものを読み込んだ符号無整数値を丸めるために，特殊量フラグが記録側の上位側に記憶されていればＢｒ  −Ｂｐ  −Ｂｆ  ビット，下位側に記憶されていればＢｒ  −Ｂｐ  ビットだけ下位にシフトし，特殊量フラグを除いた結果の値を再生側の分解能を単位とする数値として変換する。前述のように数値範囲を用いて分解能を修正するような場合には，再生側の数値は最小値からのオフセット値で表すことになる。
【００２９】
データ評価手段２０７は，再生側において，ある画素の数値を取得したい場合，特殊量フラグを優先的に評価し，特殊量でないと判定した場合には，変換後の数値を，復元した数値として返す手段である。
【００３０】
以上の各手段の作用により，本発明の特徴である，システムやアプリケーションに対し柔軟な数値データの記録および再生が可能となる。図１の例では，データ記録装置１００とデータ再生装置２００間のデータの受け渡しを外部記憶装置３００を介して行っているが，データ記録装置１００とデータ再生装置２００とをネットワーク接続された計算機において実装し，ネットワークを介してデータを受け渡しすることもできる。
【００３１】
以下，具体例に従って本実施の形態を説明する。例えば，２４ビットの符号無整数値で奥行情報を記録し，利用（再生）側では再生時の奥行情報用バッファとして１６ビットしか使用できないものとする。もちろん，本発明は，２４ビット，１６ビットに限定されるものでなく，任意のビット数で適用可能なことは明白である。また，ある画素において奥行の値が指定不可能であったり，他の画素の値より遥かに大きな値であるような場合，これを無限遠として評価し，この画素には無限遠であるというフラグを１ビット幅で付与するものとする。
【００３２】
図２は，計算機内に構成される，仮想的な３次元視界を表している。図２において，Ｏは視点，ＤＮ  は描画範囲を表す角錐台（視体積と呼ばれる）のうち視点に近い境界面までの距離，ＤＦ  は視体積の視点に遠い境界面までの距離を表す。∞は，この範囲よりも遠い無限遠点である。
【００３３】
通常，Ｚバッファと呼ばれるコンピュータ・グラフィックスシステムにおいて奥行を評価する方法の場合，ＤＮ  〜ＤＦ  間の距離をＺバッファに割り当てられたビット深度で表現し，ＤＮ  ，ＤＦ  のいずれかにそのビット深度で表した数値の最大値，最小値のいずれかが割り当てられる。その値は長さのディメンジョンあるいは単位を持たないため，この値をそのままファイルとして記録しても，再生側では実際にどのような単位の長さであるのかを把握できず，また，再生側でＺバッファに用いることができるビット深度はハードウェアに依存し，さらに，複数のシーンを合成する目的などで，再生側では必ずしも同じＤＮ  ，ＤＦ  を用いるとは限らない。
【００３４】
さて，この例では，記録側において視点からの距離をｍｍ単位で表記するとする。２４ビットの場合，１６，７７７，２１６階調となるが，最下位ビットを無限遠点かどうかの判定に用いるものとし，最下位ビットが１であれば無限遠点，０であれば通常の有限な奥行値とする。
【００３５】
この場合，利用できる値の範囲は０〜  ８３８８６０７（２２３−１）となり，表せる距離は０ｍｍ〜  ８，３８８，６０７ｍｍ    ，すなわち，１ｍｍ刻みで０〜８．３８ｋｍ強となる。これは通常のカメラによる撮影では充分な範囲である。０．１ｍｍ刻みの場合には，０〜８３８ｍとなり，分解能を向上させると可能な撮影範囲が減少してしまうが，通常細かい分解能を必要とするときは撮影範囲も小さいため，特に問題は生じない。同時に，例えば地球規模の撮影を行うような場合には，分解能を１ｍとすれば８，３８８ｋｍ程度の範囲まで可能である。
【００３６】
このように，分解能設定手段１０２により奥行情報の分解能を指定し，各画素が表すオブジェクトの，カメラ視点からのその分解能を単位とする絶対距離を画素ごとに記録する。その際，例えば，各画素ごとに２４ビット深度を持つ通常の非圧縮な映像ファイルとして記録してもよい。以下，簡単のため，このようにして静止画像あるいは動画像の奥行情報を符号無整数値で記録したものを，奥行画像または奥行映像と呼ぶことにする。特に混乱が生じない限り，以下は奥行映像について説明する。
【００３７】
奥行映像を記録すると同時に，分解能（本実施形態の例では１ｍｍ），特殊な値に用いるビット幅，特殊な値とその対応するフラグ値（無限遠点は１か０か），記録されたうち，特殊値を除く最小整数値，特殊値を除く最大の整数値を記録しておく。記録は前記と同じ映像ファイル内のヘッダ部分に記録してもよいし，別ファイルとして記録してもよい。また，記録する符号無整数値のビット深度や，無限遠点のフラグが最上位ビットか最下位ビットかなどの情報を記録してもよい。
【００３８】
図３は，本発明の実施の形態におけるデータ記録処理フローの一例を示す図である。まず，記録する奥行情報などの数値データを入力する（ステップＳ１）。次に特殊量フラグとして何ビットどの位置に設定するかを決定し（ステップＳ２），また，１ビット当たりの長さを何ｍｍにするか，または何ｍにするかなどの分解能を設定する（ステップＳ３）。この特殊量の設定値（特殊記号割当値）および分解能の設定値については，あらかじめプログラムによって決めておいてもよいし，データを記録しようとするユーザからの入力によって決めるようにしてもよい。
【００３９】
次に，数値範囲を設定するかどうかを判定する（ステップＳ４）。これは，数値範囲として最小値，最大値を定めて，数値データを最小値からのオフセット値とするか，または数値データを視点などの所定の基準点からの距離で表すかを判定するものであり，ユーザからの指定によって決めるか，または数値データの実際の変動する範囲などからシステムが自動的に決定する。
【００４０】
数値範囲を設定しない場合には，付加情報とするための特殊記号割当値と分解能をメモリに記憶し，分解能に応じたデータ変換を行う（ステップＳ５）。その後，ステップＳ８へ進む。数値範囲を設定する場合には，入力した数値データの数値範囲の判定を行い（ステップＳ６），付加情報とするための特殊記号割当値と分解能と設定した数値範囲とをメモリに記憶し，データ変換を行う（ステップＳ７）。すなわち，設定された分解能の単位により，記録対象の数値を符号無整数値として変換する。
【００４１】
次に，特殊量フラグ用ビット割当てを行う（ステップＳ８）。そして，特殊量フラグは上位ビットに設定するか否かを判断し（ステップＳ９），上位ビットに設定する場合には特殊量フラグを上位側にビットシフトして（ステップＳ１０），特殊量フラグを記録する（ステップＳ１１）。特殊量フラグを下位ビットに設定する場合には，特殊量フラグを記録した後（ステップＳ１２），符号無整数値のデータは特殊量フラグのビット幅だけ上位側にビットシフトしたデータを作成する（ステップＳ１３）。
【００４２】
これらの符号無整数値と特殊量フラグからなるデータを外部記憶装置３００に記録し（ステップＳ１４），また，付加情報を記録する（ステップＳ１５）。
【００４３】
以上が記録側の処理の流れである。次に，再生側における処理の流れについて説明する。
【００４４】
再生側においては，まず，外部記憶装置３００に記録されたファイルから，記録された符号無整数値と付加情報とを内部記憶装置に読み込む。この処理は，例えば記録されたファイルをネットワーク配信のためのサーバ装置に接続された蓄積装置に記憶し，クライアント装置からのアクセスに応じて，クライアント装置にデータを送信し，クライアント側において読み込んで再生するときに行う処理である。
【００４５】
本発明においては，付加情報は前述の特殊な値のビット幅，特殊量の意味とその対応フラグ値，分解能を含み，また，記録された整数値の範囲を含んでいることもある。また，無限遠点のフラグが最上位ビットか最下位ビットかを示す情報を含むこともある。
【００４６】
次に，無限遠点のフラグを記憶するための記憶容量を用意し，読み込んだデータのうち，最下位ビットをこの記憶容量に記憶する。また，フラグ用の記憶容量を別に用意せず，再生側のビット深度のうち，例えば最上位ビットに記憶してもよい。以下は，記憶容量を用意した場合の処理である。
【００４７】
次に，記録側のビット深度Ｂｒ  と再生側のビット深度Ｂｐ  とを比較する。Ｂｒ  ≦Ｂｐ  であれば，記録側よりも細かい分解能での数値は記録されていないため，記録側と同じ分解能にて同じ符号化無整数値を用いてもよい。Ｂｒ  ＞Ｂｐ  であれば，原理的に記録側の数値を記録側の分解能で表すことができない。したがって，本実施の形態のように，再生側においては１６ビット深度で表現しなければならない場合は，分解能を粗くすることにより対応する。
【００４８】
ビット深度の差をＢＤ  ＝Ｂｒ  −Ｂｐ  とする。このとき，再生側で用いるデータとして変換する際に，特殊量フラグの記憶位置により，もとのデータをＢｒ  −Ｂｐ  −Ｂｆ  ビットだけ下位にシフトする。すなわち，もとのデータを近似するために，下位ビットを捨て，分解能を２Ｊ  （Ｊ＝ＢＤ  ）とする。
【００４９】
本実施の形態の場合は，２３ビットと１６ビットとの差である７ビット分，すなわち２７  ＝１２８ｍｍを分解能とし，最下位ビットが特殊量のフラグであったので，もとのデータは８ビット下位にシフトしたものを利用する。
【００５０】
また，記録された数値の範囲すなわち最大値・最小値が既知であり，この範囲が，２３ビットで表せる範囲に比べて小さいとき，再生側の分解能をより細かく設定できる。例えば，記録側の最大値と最小値との差が２０ビット以内で表される場合，２３ビットと２０ビットの差である３ビット分，すなわち２３  ＝８ｍｍを分解能として，もとのデータのシフトするビット数を３ビット分としてもよい。このとき，最小値が既知であるので，変換後の数値は，最小値からのオフセットとしてもよい。
【００５１】
すなわち，記録された数値の最大値・最小値が既知であり，この最大値・最小値の間を，記録側の分解能で表現した場合にＢｗ  ビットで表すことができるものとする。Ｂｗ  の計算は，最大値，最小値，分解能から容易に導くことができ，また，上限はＢｒ  である。
【００５２】
Ｂｗ  ＞Ｂｐ  であるならば，Ｂｒ  ＝Ｂｗ  （代入）として，Ｂｒ  の代わりにＢｗ  で評価し，新たな分解能を計算することになる。
【００５３】
逆に，Ｂｗ  ≦Ｂｐ  であれば，再生側の記憶領域Ｂｐ  にそのままオフセット値を代入して用いてもよい。
【００５４】
通常用いられるＺバッファでは，
・前後関係を判定する，
・もとの奥行情報を計算する，
という役割があるが，本手法で変換されたデータをそのままＺバッファの値として用いてもよい。本手法のデータは視点からの（絶対）距離を直接記録しているので，前後関係は保持されており，各画素の前後関係を判定することは可能である。
【００５５】
また，例えば他のオブジェクトと合成を行うような場合や，記録された数値，すなわち元の奥行情報を取得したいような場合，その画素に対応する変換後の符号無整数値に，変換後の分解能を乗算すれば容易に得ることができる。その際に，まずその画素に対応する無限遠を表す特殊量フラグの値を評価し，無限遠点かどうかを判定し，さらに無限遠点でない場合に実際に数値として記憶されている値を返すようにしてもよい。
【００５６】
この場合，奥行値を人間にとって意味のある量に変換する際には，もとの奥行値に単位を加えたり，奥行値をそのつど変換すればよい。
【００５７】
図４は，本発明の実施の形態におけるデータ再生処理フローの一例を示す図である。まず，外部記憶装置３００に記録されたファイルから，記録された付加情報を読み込み（ステップＳ２１），特殊記号割当値，分解能，また，数値範囲があれば数値範囲を付加情報から取得する。次に，記録データの読込みを行って（ステップＳ２２），ビット深度を評価する（ステップＳ２３）。
【００５８】
次に，記録側ビット深度をＢｒ  ，再生側ビット深度をＢｐ  として，Ｂｒ  ＞Ｂｐ  か否かを判断し（ステップＳ２４），Ｂｒ  ＞Ｂｐ  でない場合には，ステップＳ３５へ進む。Ｂｒ  ≧Ｂｐ  である場合には，数値範囲が設定されているか否かを判断する（ステップＳ２５）。数値範囲が設定されている場合には，数値範囲を適用するか否かを判断し（ステップＳ２６），数値範囲を適用する場合には，数値範囲を表せるビットＢｗ  を，数値範囲として指定された最大値・最小値および分解能から計算する（ステップＳ２７）。数値範囲が設定されていない場合および数値範囲を適用しない場合には，ステップＳ３０へ進む。
【００５９】
ステップＳ２８においては，Ｂｗ  とＢｐ  との大小を比較し（ステップＳ２８），Ｂｗ  ≦Ｂｐ  であれば，ステップＳ３５へ進む。Ｂｗ  ＞Ｂｐ  であれば，Ｂｒ  にＢｗ  を代入して，Ｂｗ  を記録側ビット深度として用いる（ステップＳ２９）。
【００６０】
次に，特殊量フラグは上位ビットか否かを判断し（ステップＳ３０），上位ビットである場合には，シフト幅＝Ｂｒ  −Ｂｐ  −Ｂｆ  （Ｂｆ  は特殊量フラグ用ビット深度）とし（ステップＳ３１），上位ビットでない場合には，シフト幅＝Ｂｒ  −Ｂｐ  とする（ステップＳ３２）。そして，分解能を設定して（ステップＳ３３），データをビットシフトし（ステップＳ３４），その結果を符号無整数値データに変換・記憶する（ステップＳ３５）。
【００６１】
一方，ステップＳ２２において記録データの読込みを行った後，特殊量フラグ用記憶領域を確保して（ステップＳ３６），特殊量フラグを記憶する（ステップＳ３７）。最後に，特殊量フラグを優先的に評価することにより，ステップＳ３５において記憶した符号無整数値データを出力するか特殊量であることを出力するかを決定する（ステップＳ３８）。
【００６２】
図５および図６は，データ変換の例を示す図である。図５は，無限遠を表す特殊量フラグが最上位ビットである場合，図６は，無限を表す特殊量フラグが最下位ビットである場合の変換例である。ただし，これらの図においては簡単のため，記録側の８ビットのデータを再生側で４ビットのデータに変換する例を示している。
【００６３】
図５の例においては，図５（Ａ）に示すように，記録側で記録された数値データにおける無限遠を表す特殊量フラグが最上位ビットであるので，図５（Ｂ）に示す再生側でのデータ変換において，Ｂｒ  −Ｂｐ  −Ｂｆ  ＝８−４−１＝３ビット下位にシフトする。上位ビットが下位ビットに移動するので，図５（Ｂ）に示すように下位ビット０１１０を変換後の数値として取得し，無限遠を表す特殊量フラグを１とする。
【００６４】
図６の例においては，図６（Ａ）に示すように，記録側で記録された数値データにおける無限遠を表す特殊量フラグが最下位ビットであるので，図６（Ｂ）に示す再生側でのデータ変換において，Ｂｒ  −Ｂｐ  ＝８−４＝４ビット下位にシフトする。上位ビットが下位ビットに移動するので，図６（Ｂ）に示すように下位ビット１０１１を変換後の数値として取得し，無限遠を表す特殊量フラグを０とする。
【００６５】
以上の処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによって実現することができ，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも，ネットワークを通して提供することも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明は，ある静止画像または動画像の各画素に対応付けられた数値データを，現実の単位に即して記録し，それを再生側の機能に応じた数値として再生可能となる，といった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置およびデータ再生装置の構成図である。
【図２】３次元視界の例を示す図である。
【図３】データ記録処理フローの一例を示す図である。
【図４】データ再生処理フローの一例を示す図である。
【図５】再生側データ変換の例を示す図である。
【図６】再生側データ変換の例を示す図である。
【符号の説明】
１００  データ記録装置
１０１  特殊記号設定手段
１０２  分解能設定手段
１０３  データ変換手段
１０４  数値範囲判定手段
１０５  データ記録手段
１０６  付加情報記録手段
２００  データ再生装置
２０１  データ読込手段
２０２  付加情報読込手段
２０３  ビット深度評価手段
２０４  分解能決定手段
２０５  データ変換手段
２０６  特殊量記憶手段
２０７  データ評価手段
３００  外部記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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