JP2744614B2 - ホログラフィックステレオグラムの作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、ビデオテープに記録された低品位の画質
のビデオ画像信号から高品質の画像を得て高品位の再生
像が得られるホログラフィックステレオグラムの作製方
法に関する。 （技術的背景と解決すべき問題点） 現在、コヒーレント光を得るレーザ装置の発達と共
に、ホログラムの技術も飛躍的に進歩している。これら
のホログラムの中で、動きのある物体のホログラム化及
び物体を拡大縮小するホログラム化に関してはホログラ
フィックステレオグラムという手法が考案されている。
このホログラフィックステレオグラムの作製方法は、三
次元物体に対して視点の異なる一連の画像を撮影して複
数の原画フイルムを作成する第１の工程と、上記原画フ
イルムからの光と参照光との干渉を利用したホログラム
回析像を露光形成する第２の工程とを有する。このよう
な理由から第１の工程の原画フイルムの品質がホログラ
フィックステレオグラムの品質を左右することがわか
る。ここにおいて、第５図は従来の第１の工程の原画フ
イルムの作製方法を示しており、まず、同図に示すよう
に、三次元被写体51をカメラ52に内蔵されたフイルム53
で撮影する。このときにカメラ52を被写体51からl3だけ
離れた平面内で距離d3だけ平行移動させながら複数のフ
イルムに撮影する。すなわち、被写体51を複数の方向か
ら撮影した映像情報からホログラフ用の複数の原画フイ
ルムを作製することになる。このような撮影では通常カ
メラとして映画カメラが使用される。そこで撮影された
被写体像を確認するためには現像工程が必要である。こ
れに対し、近年のビデオ技術は著しい発達と普及をして
おり、ビデオテープに記録されている連続映像情報から
所定の画面を写真として利用することができれば多くの
メリットが得られる情勢になっている。つまり、映画用
カメラを使用してフイルム撮影をする方法と比較してビ
デオカメラを使用して撮影をするため、リアルタイムで
所望の被写体像を確認することができる利点等である。
しかも、ビデオカメラの普及に伴って非常に簡便にホロ
グラフィックスレテレオグラム用の原画を得ることも可
能である。しかし、現在ビデオテープに記録されている
連続映像情報から所定の画面を原画フイルムとして使用
するには、ビデオテープを一旦再生装置にセットし連続
映像をスロー，あるいはストップ再生等でブラウン管上
に表示してその画面を観察しながら、所望の映像をスチ
ルカメラに撮影して原画フイルムを得ているのが実状で
ある。従って原画フイルムの良否すなわち、ホログラフ
ィックステレオグラム画像の良否はテレビ画像の解像度
に依存することになる。ところで、現在我国のテレビジ
ョン放送はNTSC方式と称され、テレビ画像の大小にかか
わらず走査線数が525本で１画面を形成している。そこ
で、１フレームの画像品質は解像力等で一般のカラーフ
イルムと比較して極端に悪いのが実状である。また、テ
レビ走査線本数は解像性の良否に影響するばかりではな
い。例えば、ブラウン管上に映し出された映像を正確に
焦点を合わせてカメラ撮影をすると、走査線がフイルム
上に横縞として顕著に記録されてしまう欠点がある。こ
のため、若干撮影焦点をずらしてカメラ撮影をすること
が試みられているが、この方法では所望する画面を正確
に撮影することが困難であるし、画面がボケてしまうと
いう問題点があった。 （発明の目的） この発明の上述のような事情からなされたものであ
り、この発明の目的は、従来の低品位画質のテレビ映像
信号からホログラフィクステレオグラムの作製に適した
高品位の画像の得られるホログラフィックステレオグラ
ムの作製方法を提供することにある。 （問題点を解決するための手段） この発明は、ビデオカメラによって三次元被写体を複
数の方向から撮影してビデオテープに記録された連続映
像情報よりホログラフ用の原画フイルムを作製する第１
の工程と、ホログラム感光板の感光面を複数の分割領域
に分け、前記複数の原画フイルムのそれぞれについて前
記第１の工程の撮影方向に対応した前記分割領域に前記
原画フイルムからの光及び参照光との干渉を利用したホ
ログラム回析像を露光形成する第２の工程を有するホロ
グラフィックステレオグラムの作製方法に関し、この発
明の上記目的は、前記第１の工程のビデオテープに記録
された連続映像情報から作成する場合、前記連続映像信
号を情報を記録したビデオテープと別異のタイムコード
が記録されたビデオ記録媒体を用いて所望の画面選択時
にこの選択画面を抽出し、該抽出されたビデオ映像信号
の時間的ずれ補正と前記ビデオ映像信号中に含有する雑
音除去及び輪郭強調処理を行なう画質向上処理を施し、
前記ビデオ映像信号をデジタル化して得たデジタル画像
情報をフレームメモリに記憶した後、奇数フィールドの
走査線情報と偶数フィールドの走査線情報を順次読出
し、前記読出された走査線情報間の情報とを２次元的内
挿によって補間する画像信号変換処理を施し、前記画像
信号変換処理された信号により白色蛍光体を有する高解
像度のフライングスポットスキャナ管上に表示した画像
を感光フイルムに露光して前記原画フイルムを得ること
によって達成される。 （発明の作用） この発明のホログラフィックステレオグラムの作製方
法は、ビデオテープに記録された連続映像信号より原画
を作製する場合、ビデオテープ編集部でビデオ映像信号
の中から所望の画面を選択容易にするための処理を施こ
した後、信号変換処理部でビデオ映像信号に対して時間
ずれ補正，雑音除去，輪郭強調処理等の画質向上処理及
び走査線情報に対する補間処理を施し、出力部に設けら
れた高解像度のフライングスポットスキャナ管を使用し
て感光フイルムに画像を露光してフイルムを得ることに
より、高品質の画像を実現しこのようにして得られた原
画を用いることによりS/N比の良いホログラフィックス
テレオグラム再生像を得ることができる。 （発明の実施例） 第１図はこの発明のホログラフィックステレオグラム
の作製方法を実現するビデオテープ編集部の一実施例を
示すブロック図である。この発明では、同図に示すよう
に得意先から提供された3/4インチ幅のビデオカセット
テープ１を、3/4インチ用ビデオテープレコーダ２にセ
ットした後、タイムレコードジェネレーター・リーダ４
を介して、１インチヘリカルスキャン型ビデオテープレ
コーダ５に予めセットされた１インチ幅ビデオテープ８
に再録画している。１インチ幅ビデオテープ８は、映像
情報を記録する映像トラックと音声情報を記録する音声
トラック以外に、タイムコードを記録するタイムコード
トラックを有している。そして、タイムレコードジェネ
レーター・リーダ４を介して１インチ幅ビデオテープ８
に再録画することで、タイムコードジェネレーター・リ
ーダ４から発生するタイムコードは１インチビデオテー
プ上に１フレームの映像情報に対応して連続的に記録さ
れる。このタイムコードを用いて、得意先がホログラム
に使用したい画面を指定できるため、画面抽出が正確で
かつ短時間で行なうことができる。また、再録画時は自
動電子編集ユニット３で3/4インチ及び１インチヘリカ
ルスキャン型ビデオテープレコーダ５の再生停止制御を
行なっており、再録画状況はビデオスイッチャ６を経由
してディスプレイモニタ７で観察することができる。そ
こで、得意先から提供された3/4インチ幅ビデオテープ
１を全部再録画する必要がなければディスプレイモニタ
７で画像を見ながら必要部分のみの再録画も可能であ
る。 上述の如く再録画された１インチ幅ビデオテープ８
は、１インチヘリカルスキャン型ビデオテープレコーダ
５上で一旦巻戻された後再生される。再生は、自動電子
編集ユニット３のスロー再生、ストップ再生つまみの操
作により行ない、その映像情報はビデオスイッチャ６を
経由して、ディスプレイモニタ７で観察可能である。こ
のディスプレイモニタ７は、Y/C分離デコーダを内蔵
し、高解像度ブラウン管を用いているので、通常のモニ
タに比べて良好な画質を得られるようになっている。従
って、再録画の画像をディスプレイモニタ７上に再生し
ながら、得意先からのホログラム使用画面指示書あるい
は得意先の立会いのもとで、随時所望の画面を選び出す
と同時に画面選択指示操作卓10のフレーム指定スイッチ
を押すことで、タイムコードジェネレーター・リーダ４
で読み取られた選択画面のタイムコードが、タイムコー
ド読出部９のメモリ部に登録される。このようにして、
再録画された１インチ幅ビデオテープ８の必要画面の総
てに対するフレーム登録が完了した後、画面選択指示操
作卓10のフレーム登録完了スイッチを押す。これによ
り、タイムコード読出部９から登録済タイムコード情報
が順次読出され、コード化されたうえ、紙テープパンチ
ャ11より紙テープ12に出力される。なお、この部分のシ
ステム制御は、マイクロコンピュータ（図示せず）によ
り管理されている。 ここでは再録時に１インチビデオテープを使用した
が、これはビデオディスクに変更可能であり、また、タ
イムコードを記録した紙テープもマグネティックテー
プ，ディスク，フロッピーディスク等に変更可能であ
る。 第２図は発明の信号変換処理部及び出力部を示すブロ
ック図である。この信号変換処理部では、前述の再録画
した１インチ幅ビデオテープ８及び所望する画面に対応
したタイムコード情報が記録された紙テープ12から、所
望画面を自動検索して抽出し、さらに、タイムジッタ補
正，雑音除去，輪郭強調，階調修正，走査線補間等の画
質改善処理を行なう。なお、この発明においては、前述
のビデオテープ編集部と画質改善処理を行なう信号変換
処理部とはオンライン構成をとっている。このオフライ
ン構成により、ヒデオテープ編集作業と信号変換処理作
業とが独立して作業できるため、作業性の向上とともに
効率の良いシステムの活用が期待できる。 第２図において、まず再録画済み１インチ幅ビデオテ
ープ８及び所望する画面に対応したタイムコード情報が
記録された紙テープ12を、各々、１インチヘリカルスキ
ャン型ビデオテープレコーダ21及び紙テープリーダ24に
セットする。次に操作卓25に位置するフレーム抽出スイ
ッチを押すことによって、紙テープ12の情報が１フレー
ム分フレーム検索部23に読込まれると共に、１インチヘ
リカルスキャン型ビデオテープレコーダ21にセットされ
た再録画済１インチ幅ビデオテープ８の再生が開始され
る。再生開始と同時に予め各フレームに対応して記録さ
れたタイムコード情報が順次タイムコードリーダ22で読
取られ、フレーム検索部23に入力され、先に紙テープ12
から紙テープリーダ24を介して読込まれたフレームコー
ドと比較される。タイムコードリーダ22からの情報と紙
テープ12から読込んだフレーム検索部23の情報が一致し
たとき、フレーム検索部23から該当する画像信号のフリ
ーズ命令がノイズリデューサ27に対して出力され、所望
の１画面分情報がノイズリデューサ27で内蔵するフレー
ムメモリに記憶される。同時に、フレーム検索部23から
１インチヘリカルスキャン型ビデオテープレコーダ21に
対して再生停止信号が出力され、テープレコーダ21を停
止させる。なお、タイムコードリーダ22からの情報と紙
テープ12から読み込んだフレーム検索部23の情報が一致
するまでの間は、ビデオテープの再生画像信号はタイム
ベースコレクタ26及びノイズリデューサ27を介して伝送
されており、内蔵するフレームメモリの内容は順次比較
されノイズ成分は取除かれる。また、この内容はディス
プレイモニタ29で観察できる。タイムベースコレクタ26
とノイズリデューサ27は、信号変換処理部における画質
改善処理の一部である。タイムベースコレクタ26は、通
常ジッタと呼ばれるビデオ映像信号の時間的なずれを補
正するためのもので、時間的にジッタを起こした状態の
ままでフレームメモリに記録すると各走査線のサンプリ
ング開始点やサンプル画素数に違いが生じるのを防止す
る。ノイズリデューサ27は各種雑音を抑制し又輪郭強調
を行なって画質を改善するためのもので、得意先から提
供されたオリジナルの3/4インチ幅ビデオテープ１に録
画されている画像品質が雑音等で劣化していたり、ビデ
オ編集部あるいは再録画されたビデオテープ８の再生途
中にある信号変換系等で雑音が発生したりして画質が劣
化するのを防止し、ディテールコレクタ28によって画像
の変化点を強調し、画像をくっきりさせるように輪郭強
調処理を行なう。この処理を終った画像信号は、第２図
中のRGBデコーダ30に送られてNTSC信号からRGB信号に変
換される。このデコーダーは、ディスプレイモニタ29に
内蔵されているものと同様に、くし形フィルタによって
Y/C分離を行なっているので、上述のとおり解像度、色
調とも優れた画像信号を得ることができる。RGB信号に
分離された信号は、階調修正部31を介してRGBディスプ
レイモニタ35で観察できる。階調修正部31に修正器及び
表示器32が接続されており、RGB信号各々に対して手動
操作によりコントラスト修正、階調の平行移動、ライト
部あるいはジャドウ部の階調等の調整が可能で、修正結
果はRGBディスプレイモニタ35上に随時表示される。な
お、ノイズリデューサ27にフリーズされている静止画像
信号は、階調修正前の状態でディスプレイモニタ29にも
表示されているため、階調修正を加えた結果を表示して
いるRGBディスプレイモニタ35と比較しながら必要に応
じた階調修正が加えられる。また、表示器32及び修正器
より静止画像に対してカーソル信号を挿入することによ
って、RGBディスプレイモニタ35上に表示されている静
止画像の任意の点でのビデオレベルを、ビデオ白信号規
準値（0.7V）に対する比較値で修正器及び表示器32の表
示部に数値表示することができる。さらに、必要に応じ
てRGB信号各々に対して階調修正を加えた状況や、修正
器及び表示器の階調修正用つまみのセット位置情報をプ
リンタ33よりプリント出力できる。また、ビデオテープ
を使用せずRGBカメラの各R,G,B出力を利用する場合は、
各出力を直接階調修正部31に入力することで可能とな
る。必要に応じて修正が加えられたR,G,B静止画像信号
は修正が完了すると操作卓25の修正完了指示スイッチを
押すことでリアルタイムでA/D変換器36を介して１走査
線765画素のディジタル信号に変換され、R,G,B各信号に
対応するフレームメモリ37に記録されてゆき１画面のRG
B記録が終了する。もし予めR,G,Bビデオ情報がデジタル
化されているならば、そのデジタルデータを使用してフ
レームメモリ37に直接入力することが可能である。次
に、フレームメモリ37に記録されているR,G,Bの修正済
み静止画像情報は、各々の信号に対応する走査線補間部
38へ１ライン分ずつ転送される。なお、フレームメモリ
37においては偶数フィールド及び奇数フィールド情報が
それぞれ別のアドレスに記憶され静止画像１フレームを
構成しているため、走査線補間部38へ転送される１走査
線分の信号は、奇数フィールドと偶数フィールドの走査
線が番号の若い順序に交互に読み出される。ここで、走
査方式が飛越方式から順次方式に切替られ、この切替に
よって飛越方式の欠点であるペアリングを防ぎ、画質の
低下を未然に防止することができる。走査線補間部38へ
転送する走査線の信号本数は、テレビ走査線本数525本
よりブランキング期間に相当する走査線数を引いた484
本分の信号である。走査線補間部38においては、内挿計
算を行ない走査線数を484本から約４倍の1924本に増や
し、露光のとき走査線の１部が重なり合うようにして各
別の線として認識できないようにする。また、内挿効果
によって解像力も増加することができる。この発明にお
ける内挿計算は、新しく画素を設定しようとする点すな
わち内挿点を周辺の画素の寄与率を考慮して決定するも
ので、ニアレストネイバ法、バイリニア法，キュービッ
クコンボリューション法をスイッチの切替によって選択
できるよう構成されている。ニアレストネイバー法は隣
接した画素のデータをそのまま内挿点に画素データとす
るもので２値化された画像に適し、バイリニア法は走査
線間のデータが直線的に変化するものとして内挿点の画
素データを決めるもので中間調の多い画像に適し、キュ
ービックコンボリューション法は内挿点の周辺16画素の
データの相関性から内挿点の画素データを決めるもので
いずれの画素に対しても適している。この内挿計算は、
１画面当り約150万個の画素に対して内挿画素１画素当
り16回の乗算と加算を行なう必要があるので、コンピュ
ータのソフトウエア処理では演算速度が遅く時間がかか
り過ぎる。そのため、この発明で走査線補間部38をハー
ド素子をもって構成し、次段の出力部にリアルタイムで
データを出力し、極めて高速なフイルム作成が可能にな
っている。 信号変換処理部の走査線補間部38でR,G,B同時に走査
線補間演算された画像情報は、カラーフイルム作成装置
用インターフェース39を介してカラーフイルム作成装置
40の高解像度ブラウン管（フライングスポットスキャナ
管）に送られ、R,G,B各色を可視域の広光波長エネルギ
ーを持つ白黒画像で順次表示する。 ホログラフィックステレオグラム用原画としては白黒
のポジ画像を必要としており、一般的には上述したR,G,
B各白黒画像信号の３回露光で得られる。さらに、三色
分解（R,G,B）された画像を得たい場合には、Ｒ信号の
みの露光,G信号のみの露光,B信号のみの露光を行なえば
よい。 露光が完了すると、カラーフイルムや白黒フイルムは
次の選択抽出された画面の露光を可能にするため、自動
的に駒送りされる。なお、カラーフイルムには６×7cm
判のロールフイルムが使用可能で画像サイズは標準で51
×68mmが得られ、従来のカラーブラウン管撮影方式で得
られる画像サイズより面積比で約８倍と大きい上画像品
質も極めて良い。上述ではNTSC方式のテレビジョン方式
を例に述べたが、この発明では他の方式のテレビジョン
方式についても同様に使用することができる。 次に、上記装置によるホログラフィックステレオグラ
ムの具体的な作製例について説明する。 まず三次元被写体54として高さ5cmの人形を用い、第
３図に示すように１＝600mm距離から3/4インチビデオ
テープを充填したビデオカメラ55でd1＝400mmの範囲で
移動させながら撮影した。この3/4インチビデオテープ
を第１図に示すビデオテープ編集システムにかけ、タイ
ムコードを付加した１インチビデオテープ８を得た。こ
の１インチビデオテープ８を第２図に示す信号変換処理
部と出力部を持つシステムにかけ上記400mmの範囲内で
等間隔4mm毎の画像を100枚出力した。この出力フイルム
56は従来の管面撮影のフイルムと比較し、走査線が全く
無い等の利点を有していた。この出力フイルム56を用い
て第４図に示すような露光系でホログラフィックステレ
オグラムの作製を行なった。投影光および参照光52とし
ては波長4880Å，出力0.8Wのアルゴンレーザの光を用い
た。レンズ57として直径50mm,焦点距離100mmのレンズを
用いて出力フイルム56の像を拡散板58に投影し、ここか
らの散乱光を物体光としてl2＝600mmの距離にあるホロ
グラム感光板59（例えばアグファーゲバルト社製写真乾
板8E56HD,サイズ30mm×400mm×3mm）に照射した。参照
光52は、ホログラム乾板59に対して30°の角度で照射し
た。遮光板50の開口窓51は幅d2＝4mmのものを使用し、4
mmずつ移動させながら、ホログラム回析像の記録を各分
解領域ごとに100回行なった。 なお、このようにして得られたホログラフィックステ
オグラムをもとにして公知の方法（例えばUS PAT 36339
89）で白色光による再生が可能なホログラフィックステ
レオグラムの作成を行なったが結果は良好であった。 （発明の効果） この発明のホログラフィックステレオグラムの作成方
法によれば、ビデオカメラによって撮影してビデオテー
プに記録された連続映像情報の中から所望の画像を選択
する処理及び時間的ずれ補正，雑音除去，輪郭強調処
理，更に走査線情報に対する補間処理を行なった後、高
解像度のフライングスポットスキャナ管を使用して感光
フイルムに画像を露光して原画フイルムを得るようにし
ている。そこで、低品位画質のテレビ映像信号を基に得
られた原画フイルムであっても高品質の画像を実現する
ことができる利点がある。更に、この原画フイルムを使
用してホログラフィックステレオグラムを作製している
ので、従来の映画カメラにより作製された原画フイルム
によるホログラフィックステレオグラムと同等なS/N比
の良い再生像が得られる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明のホログラフィックステレオグラムの
作製方法を実現するための一実施例であるビデオテープ
編集部のブロック図、第２図はこの発明の方法を実現す
るための一実施例である信号変換処理部及び出力部のブ
ロック図、第３図及び第４図はこの発明のホログラフィ
ックステレオグラム作製の方法を示す図、第５図は従来
のホログラフィックステレオグラム作製の方法を示す図
である。 １……ビデオカセットテープ、２……3/4インチ用ビデ
オテープレコーダ、３……自動電子編集ユニット、４…
…タイムコードジェネレータリーダ、5,21……１インチ
ヘリカルスキャン型ビデオテープレコーダ、６……ビデ
オスイッチャ、7,29,35……ディスプレイモニタ、８…
…１インチ幅ビデオテープ、９……タイムコード読出
部、10……画面選択指示走査卓、11……紙テープパンチ
ャ、12……紙テープ、22……タイムコードリーダ、23…
…フレーム検索部、24……紙テープリーダ、25……操作
卓、26……タイムベースコレクタ、27……ノイズリデュ
ーサ、28……ディテールコレクタ、30……RGBデコー
ダ、31……階調修正部、32……修正器及び表示器、33…
…プリンタ、34……プリント、36……A/D変換器、37…
…フレームメモリ、38……走査線補間部、39……カラー
フイルム作成装置用インタフェース、40……カラーフイ
ルム作成装置。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ビデオカメラによって３次元被写体を複数の方向か
   ら撮影してビデオテープに記録された連続映像情報より
   ホログラフ用の原画フイルムを作製する第１の工程と、
   ホログラム感光板の感光面を複数の分割領域に分け、前
   記複数の原画フイルムのそれぞれについて前記第１の工
   程の撮影方向に対応した前記分割領域に前記原画フイル
   ムからの光及び参照光との干渉を利用したホログラム回
   析像を露光形成する第２の工程を有するホログラフィッ
   クステレオグラムの作製方法において、前記第１の工程
   のビデオテープに記録された連続映像情報から原画フイ
   ルムを作製する場合、前記連続映像情報を記録したビデ
   オテープと別異のタイムコードが記録されたビデオ記録
   媒体を用いて所望の画面選択時に選択画面を抽出し、該
   抽出されたビデオ映像信号の時間的ずれ補正と前記ビデ
   オ映像信号中に含有する雑音除去及び輪郭強調処理を行
   う画質向上処理を施し、前記ビデオ映像情報をデジタル
   化して得たデジタル画像信号をフレームメモリに記憶し
   た後、奇数フィールドの走査線情報と偶数フィールドの
   走査線情報とを順次読出し、前記読出された走査線情報
   間の情報を２次元的内挿によって補間する画像信号変換
   処理を施し、前記画像信号変換処理された信号により白
   色蛍光体を有する高解像度のフライングスポットスキャ
   ナ管上に表示した画像を感光フイルムに露光して前記原
   画フイルムを得るようにしたことを特徴とするホログラ
   フィックステレオグラムの製作方法。