CN103856769B - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供了图像处理装置和图像处理方法，该图像处理装置包括：相位计算单元，被配置成计算投影到光屏蔽单元上的三维图像的像素的相位，该光屏蔽单元限定在显示单元上显示的三维图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及混合处理单元，被配置成基于相位计算单元计算的相位而针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，左眼图像和右眼图像被包括在三维图像中，其中相位计算单元使用下述表达式基于观看位置来计算相位：该表达式考虑到光屏蔽单元在垂直于显示单元的方向上的位置依照光屏蔽单元在平行于显示单元的方向上的位置而不同，或者其中相位计算单元使用考虑到从显示单元发出的光被光屏蔽单元折射的表达式，基于观看位置来计算相位。

Description

图像处理装置和图像处理方法
对相关申请的交叉引用
该申请要求2012年12月3日提交的日本优先权专利申请JP2012-264772的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本技术涉及一种图像处理装置、图像处理方法和程序，并且具体涉及使得能够容易地显示具有高图像质量的不包括显著串扰的3D(三维)图像的图像处理装置、图像处理方法和程序。
背景技术
存在通过如下方式为没有佩戴3D眼镜的观看者提供3D图像的显示装置(下文中称为“无眼镜显示装置”)：在显示在显示器上的3D图像当中，向观看者的左眼显示左眼图像以及向观看者的右眼显示右眼图像。作为无眼镜3D显示装置，存在透镜型显示装置以及屏障型显示装置，各透镜型显示装置均包括附接有片状双凸透镜的显示器，各屏障型显示装置均包括表面上设置有光屏蔽屏障的显示器。
图1是示出透镜型显示装置的显示器的配置示例的图。
如图1所示，在透镜型显示装置10中，片状双凸透镜12附接到显示器11的表面。在图1的示例中，双凸透镜12以倾斜方向附接到显示器11。
图2是用于描述从适当观看位置观看显示在显示器11上的图像的方式的图。
如图2所示，在透镜型显示装置10中，双凸透镜12限定观看者的左眼看到的显示器11上的区域和观看者的右眼看到的显示器11上的另一区域。具体地，当观看者从适当观看位置观看显示在显示器11上的图像时，左眼看到的显示器11上的区域和右眼看到的显示器11上的区域没有重合而是以交替方式呈现。
图3是用于描述从适当观看位置观看显示在屏障型显示装置的显示器上的图像的方式的图。
如图3所示，在屏障型显示装置中，光屏蔽屏障21限定观看者的左眼所见区域和观看者的右眼所见区域。更具体地，如在透镜型显示装置10的情况下一样，当观看者从适当观看位置观看显示在显示器上的图像时，显示器上的左眼所见区域和右眼所见区域没有重合而是以交替方式呈现。
如上所述，在无眼镜3D显示装置中，当观看者从适当观看位置观看显示在显示器上的图像时，显示器上的左眼所见区域和右眼所见区域没有重合而是以交替方式呈现。
因此，如图4所示，无眼镜3D显示装置的显示器交替显示与右眼所见区域和左眼所见区域对应的右眼图像31和左眼图像32。因此，观看者仅可以用他的或她的左眼看到左眼图像以及用他的或她的右眼看到右眼图像。结果，可以看到3D图像。注意，在图4的示例中，右眼图像31是白色的，而左眼图像32是黑色的。
然而，当观看者从除适当观看位置之外的位置观看图像时，存在发生串扰或反向视图的情况。
因此，如图5所示，提出了用于根据观看位置的改变而物理上控制双凸透镜或光屏蔽屏障的位置的方法(例如，参考日本未审查专利申请公布第2003-107392号)。
具体地，当观看者面对屏幕从适当观看位置向左侧移动时，例如，左眼所见区域和右眼所见区域在如图5所示的图中的x轴的正方向上移动。因此，在这样的情况下，无眼镜3D显示装置通过在x轴的负方向上移动光屏蔽屏障21而在x轴的负方向上返回左眼所见区域和右眼所见区域。注意，在本说明书中，以屏幕的扫描方向作为正方向的轴被设置为x轴，除非另外指定。
另外，如图6所示，提出了用于根据观看位置的改变而改变左眼图像和右眼图像的显示位置的方法(例如，参考日本未审查专利申请公布第2003-107392号和第H03-040692号)。
具体地，当观看者面对屏幕从适当观看位置向左侧移动时，例如，左眼所见区域和右眼所见区域移动到如图6所示的图中的x轴的正方向。因此，在这样的情况下，无眼镜3D显示装置将左眼图像和右眼图像的显示位置移动到x轴的正方向。
例如，假设当观看者位于适当观看位置，左眼图像、右眼图像、左眼图像和右眼图像被分配给四个像素71至74，四个像素71至74中的每个均包括在x轴的正方向上按该顺序的三个子像素，如图6所示。在该情况下，当观看者面对屏幕从适当观看位置向左侧移动时，无眼镜3D显示装置将左眼图像和右眼图像的显示位置向左侧移动例如一个子像素。
另外，当观看者面对屏幕从适当观看位置进一步向左侧移动时，无眼镜3D显示装置进一步将左眼图像和右眼图像的显示位置向左侧移动例如一个子像素。然后，当观看者面对屏幕从适当观看位置进一步向左侧移动时，无眼镜3D显示装置进一步将左眼图像和右眼图像的显示位置向左侧移动例如一个子像素。
发明内容
然而，在用于根据观看位置的改变而物理上控制双凸透镜或光屏蔽屏障的位置的方法中，需要特殊控制装置。
另外，在用于根据观看位置的改变而改变左眼图像和右眼图像的显示位置的方法中，可能发生串扰。
换言之，由于子像素的大小有限，因此存在根据观看位置左眼和右眼看到一个子像素的情况。具体地，如图7的A所示，当子像素的边界与左眼所见区域和右眼所见区域的边界匹配时，不发生串扰。
然而，当双凸透镜12以与其垂直的方向附接到显示器11并且左眼所见区域和右眼所见区域的边界存在于如图7的B所示的子像素内时，生成左眼和右眼都看到的子像素(下文中称为重叠像素)，因此发生串扰。另外，当双凸透镜12如图1所示以倾斜方向附接到显示器11时，在双凸透镜12的边界上生成重叠像素，因此发生串扰。
另外，当适当观看位置和观看位置在深度方向上彼此不同时，生成重叠像素。具体地，当如图8所示观看位置被设置为在深度方向上比适当观看位置距屏幕更远时，在x轴的正方向上右眼所见区域的端部和在x轴的负方向上左眼所见区域的端部重叠。另一方面，当观看位置被设置为在深度方向上比适当观看位置更靠近屏幕时，在x轴的负方向上右眼所见区域的端部和在x轴的正方向上左眼所见区域的端部重叠。
因此，当观看者如图9的A所示位于适当观看位置时，没有生成重叠像素，而当观看位置被设置为在深度方向上比适当观看位置距屏幕更远时，例如，在分配右眼图像的区域在x轴的正方向上的端部处的子像素和在分配左眼像素的区域在x轴的负方向上的端部处的子像素变为重叠像素，如图9的B所示。
另外，当观看位置被设置为在深度方向上比适当观看位置更靠近屏幕时，例如，在分配左眼图像的区域在x轴的正方向上的端部处的子像素和在分配右眼图像的区域在x轴的负方向上的端部处的子像素变为重叠像素，如图9的C所示。
因此，容易地显示具有高图像质量的不包括显著串扰的3D图像变得困难。
期望实现容易地显示具有高图像质量的不包括显著串扰的3D图像。
根据本技术的实施例，提供了一种图像处理装置，其包括：相位计算单元，被配置成计算投影到光屏蔽单元上的3D图像的像素的相位，该光屏蔽单元限定显示在显示单元上的3D图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及混合处理单元，被配置成基于相位计算单元计算的相位而针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，左眼图像和右眼图像被包括在3D图像中，其中，该相位计算单元使用下述表达式基于观看位置来计算相位：该表达式考虑到光屏蔽单元在垂直于显示单元的屏幕的方向上的位置依照光屏蔽单元在平行于显示单元的屏幕的方向上的位置而不同，或者其中，该相位计算单元使用考虑到从显示单元发出的光被光屏蔽单元折射的表达式，基于观看位置来计算相位。
根据本技术的实施例的图像处理方法和程序对应于根据本技术的实施例的图像处理装置。
根据本技术的实施例，计算投影到光屏蔽单元上的3D图像的每个像素的相位，该光屏蔽单元限定显示在显示单元上的3D图像的左眼所见区域和右眼所见区域，基于相位针对每个像素计算在3D图像中包括的左眼图像和右眼图像的混合比率，并且基于该混合比率针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，其中，使用下述表达式基于观看位置来计算相位：该表达式考虑到光屏蔽单元在垂直于显示单元的屏幕的方向上的位置依照光屏蔽单元在平行于显示单元的屏幕的方向上的位置而不同，或者其中，使用考虑到从显示单元发出的光被光屏蔽单元折射的表达式，基于观看位置来计算相位。
根据本技术的实施例，可以容易地显示具有高图像质量的不包括显著串扰的3D图像。
附图说明
图1是示出透镜型显示装置的显示器的配置示例的图；
图2是用于描述从透镜型显示装置的适当观看位置进行观看的方式的图；
图3是用于描述从屏障型显示装置的适当观看位置进行观看的方式的图；
图4是示出3D图像的显示示例的图；
图5是用于描述用于控制双凸透镜或光屏蔽屏障的位置的方法示例的图；
图6是用于描述用于改变左眼图像和右眼图像的显示位置的方法示例的图；
图7的A至图7的C是用于描述串扰的图；
图8是用于描述根据观看位置的左眼所见区域和右眼所见区域的改变的图；
图9的A至图9的C是用于描述根据观看位置而发生的串扰的图；
图10是示出应用本技术的图像处理装置的第一实施例的配置示例的框图；
图11是绘出计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的第一示例的图；
图12是绘出计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的第二示例的图；
图13是绘出计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的第三示例的图；
图14的A和图14的B是绘出双凸透镜的z坐标L_z的图；
图15是用于描述由图10的相位计算单元计算相位的示例的图；
图16是示出相位phaseC与左眼图像和右眼图像的混合比率之间的关系示例的图；
图17是用于描述基于图16的混合比率的组合图像的图；
图18是用于描述观看显示在显示单元上的图像的方式的图；
图19是用于描述x’轴的图；
图20是示出当观看位置的x’坐标与双凸透镜的中心的x’坐标相同时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图；
图21是示出当观看位置的x’坐标小于双凸透镜的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图；
图22是示出当观看位置的x’坐标大于双凸透镜的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图；
图23是示出当观看位置的x’坐标大于双凸透镜的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图；
图24是示出当观看位置的x’坐标大于双凸透镜的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图；
图25是用于描述透镜单元(lenticular cell)宽度L_w’的计算的图；
图26是用于描述另一透镜单元宽度L_w”的计算的图；
图27是用于描述坐标x1’的计算的图；
图28是用于描述x轴上的差dx和y轴上的差dy的计算的图；
图29是用于描述生成投影转换之后的图像的方法的图；
图30是示出图10的L投影转换单元和R投影转换单元的配置示例的框图；
图31是用于描述图10的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图32是用于描述图31的投影转换处理的细节的流程图；
图33是示出应用本技术的图像处理装置的第二实施例的配置示例的框图；
图34是用于描述根据观看位置的左眼所见区域和右眼所见区域的改变的表；
图35是示出相位phaseC与屏幕上的双凸透镜的单元宽度L_w’之间的关系的图；
图36是示出当右眼的位置被设置为观看位置时右眼所见区域的图；
图37是示出当左眼的位置被设置为观看位置时左眼所见区域的图；
图38的A至图38的E是用于描述用于定义当满足tan(L_th)×Ih’/2≤Iw’/2时面积比率与相位phaseR之间的关系的划分条件的图；
图39是示出在图38的第一条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图40是示出在图38的第二条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图41是示出在图38的第三条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图42是示出在图38的第四条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图43是示出在图38的第五条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图44的A至图44的E是用于描述用于定义当满足tan(L_th)×Ih’/2>Iw’/2时面积比率与相位phaseR之间的关系的划分条件的图；
图45是示出在图44的第一条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图46是示出在图44的第二条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图47是示出在图44的第三条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图48是示出在图44的第四条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图49是示出在图44的第五条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图；
图50是示出相位phaseC与左眼所见区域的面积比率和右眼所见区域的面积比率之间的关系的图；
图51的A和图51的B是示出面积比率area_l与左眼图像的混合比率以及面积比率area_r与右眼图像的混合比率之间的关系的示例的图；
图52是用于描述基于图51的混合比率的组合图像的图；
图53是示出图33的L投影转换单元和R投影转换单元的配置示例的框图；
图54是用于描述图33的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图55是示出应用本技术的图像处理装置的第三实施例的配置示例的框图；
图56是用于描述显示单元的特性的图；
图57的A至图57的D是示出3D图像的主观量的示例的图；
图58的A和图58的B是用于描述组合图像的图；
图59是用于描述图55的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图60是示出应用本技术的图像处理装置的第四实施例的配置示例的框图；
图61是示出相位phaseC与黑色插入比率之间的关系的示例的图；
图62是用于描述基于图61的黑色插入比率来与黑色图像组合的图像的图；
图63是用于描述图60的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图64是示出应用本技术的图像处理装置的第五实施例的配置示例的框图；
图65是示出面积比率area_l、面积比率area_r和黑色插入比率black_rate之间的关系的示例的图；
图66是示出仅当相位大约为0时生成的重叠像素的图；
图67是用于描述图64的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图68是示出应用本技术的图像处理装置的第六实施例的配置示例的框图；
图69是用于描述图68的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图70是示出应用本技术的图像处理装置的第七实施例的配置示例的框图；
图71是用于描述图70的图像处理装置的显示控制处理的流程图；
图72是示出应用本技术的图像处理装置的第八实施例的配置示例的框图；
图73是用于描述图72的图像处理装置的显示控制处理的流程图；以及
图74是示出计算机的硬件的配置示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在该说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件以相同的附图标记来表示，并且省略对这些结构元件的重复说明。
<第一实施例>
<图像处理装置的第一实施例的配置示例>
图10是示出应用本技术的图像处理装置的第一实施例的配置示例的框图。
图10的图像处理装置100被配置成具有面部检测单元101、坐标计算单元102、相位计算单元103、混合比率计算单元104、L投影转换单元105、R投影转换单元106、混合处理单元107和附接有双凸透镜109的显示单元108。图像处理装置100基于观看者的观看位置以混合方式显示左眼图像和右眼图像。
具体地，图像处理装置100的面部检测单元101对观看者进行成像从而获取观看者的图像。面部检测单元101从观看者的图像中检测面部图像，并且从面部图像中检测眉毛的中间位置。面部检测单元101将眉毛的中间位置提供到坐标计算单元102、L投影转换单元105和R投影转换单元106。
注意，面部检测单元101可获得面部图像的平衡中心的位置作为眉毛的中间位置。另外，面部检测单元101可从面部图像中检测左眼和右眼的位置，然后将位置的中心识别为眉毛的中间位置。
坐标计算单元102基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标，并且将所计算的坐标提供到相位计算单元103。
相位计算单元103基于从坐标计算单元102提供的每个子像素的坐标而计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位，然后将该相位提供到混合比率计算单元104。
混合比率计算单元104基于从相位计算单元103提供的每个子像素的相位而确定每个子像素的左眼图像和右眼图像的混合比率，并且将该比率提供到混合处理单元107。
L投影转换单元105获取从外部输入的左眼图像。L投影转换单元105基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对左眼图像执行投影转换。L投影转换单元105将经受了投影转换的左眼图像提供到混合处理单元107。
R投影转换单元106获取从外部输入的右眼图像。R投影转换单元106基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对右眼图像执行投影转换。R投影转换单元106将经受了投影转换的右眼图像提供到混合处理单元107。
混合处理单元107基于从混合比率计算单元104提供的每个子像素的混合比率，针对每个子像素对来自L投影转换单元105的左眼图像和来自R投影转换单元106的右眼图像进行组合。混合处理单元107将每个子像素的组合图像作为3D图像提供到显示单元108，从而显示该3D图像。
显示单元108显示从混合处理单元107提供的3D图像。另外，双凸透镜109相对于显示单元108以倾斜方向附接到显示单元108。双凸透镜109用作光屏蔽单元，该光屏蔽单元限定显示在显示单元108上的3D图像的左眼所见区域和右眼所见区域。观看者可以通过经由双凸透镜109进行观看而观看以立体方式在显示单元108上显示的3D图像。
<以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的计算的第一示例>
图11是绘出坐标计算单元102计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的第一示例的图。
注意，在该说明书中，屏幕上垂直于的x轴的轴被设置为y轴，并且在与显示单元108的显示平面正交的方向上的轴被设置为z轴，除非另外指定。显示单元108的显示平面(图像平面)在z轴上的坐标被设置为0。
在图11中，执行以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的计算，而不考虑双凸透镜109对来自显示单元108的光的折射。具体地，如图11所示，当观看位置的x坐标、y坐标和z坐标分别被设置为E_x、E_y和E_z并且双凸透镜109上的每个子像素的x坐标和y坐标以及显示单元108的显示平面上的玻璃的厚度分别被设置为L_x、L_y和L_z时，由以下表达式(1)来定义子像素的x坐标I_x和y坐标I_y。
I_x-E_x＝(L_x-E_x)*E_z/(E_z-L_z)
I_y-E_y＝(L_y-E_y)*E_z/(E_z-L_z)…(1)
因此，坐标计算单元102通过将用于代入眉毛的中间位置的观看位置的x坐标E_x、y坐标E_y和z坐标E_z以及用于代入屏幕上的每个子像素的坐标的子像素的x坐标I_x和y坐标I_y应用于表达式(1)以及将厚度L_z应用于表达式(1)，来计算表达式(1)。然后，坐标计算单元102将从计算结果获得的双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x和y坐标L_y设置为以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。
<以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的计算的第二示例>
图12是绘出坐标计算单元102计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的第二示例的图。
在图12中，严格考虑双凸透镜109对来自显示单元108的光的折射来执行以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的计算。具体地，如图12所示，由双凸透镜109和观看位置形成的发射角由使用观看位置的z坐标E_z、双凸透镜109上的x坐标L_x和显示单元108的显示平面上的玻璃的厚度L_z的以下表达式(2)来定义。
th＝atan(L_x/(E_z-Lz))…(2)
另外，当显示单元108的显示平面上的玻璃的折射率被设置为N时，双凸透镜109上以发射角th发射的光的入射角th’由以下表达式(3)来定义。
sin(th)/N＝sin(th’)…(3)
因此，入射角th’由以下表达式(4)来表示。
th’＝asin(sin(th)/N)…(4)
另外，子像素的x坐标I_x’由以下表达式(5)来定义。
I_x’-L_x＝tan(th’)*L_z
∴I_x’＝L_x+tan(th’)*L_z…(5)
因此，子像素的x坐标I_x’由使用表达式(2)、(4)和(5)的以下表达式(6)来表示。
I_x’＝L_x+tan(asin(sin(atan(L_x/(E_z-L_z)))/N))*L_z
…(6)
以相同方式，子像素的y坐标I_y’由以下表达式(7)来表示。
I_y’＝L_y+tan(asin(sin(atanL_y/E_z-L_z)))/N))*L_z
…(7)
因此，坐标计算单元102将用于代入眉毛的中间位置的观看位置的x坐标E_x、y坐标E_y和z坐标E_z以及用于代入屏幕上的每个子像素的坐标的子像素的x坐标I_x’和y坐标I_y’应用到表达式(6)和(7)中，以及将厚度L_z和折射率N应用到表达式(6)和(7)中。然后，坐标计算单元102基于表或迭代、使用所应用的表达式(6)和(7)而计算双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x和y坐标L_y。然后，坐标计算单元102将从计算结果获得的双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x和y坐标L_y设置为以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。
<以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜上的每个子像素的坐标的计算的第三示例>
图13是绘出由坐标计算单元102计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的第三示例的图。
在图13中，通过近似双凸透镜109对来自显示单元108的光的折射来执行以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标的计算。具体地，如图13所示，当不存在折射并且通过将显示单元108的显示平面上的玻璃的实际厚度L_z除以折射率N而获得的值L_z/N被假设为显示单元108的显示平面上的玻璃的厚度时进行近似，并且在与被发射到屏幕上的观看位置的光的位置相同的位置的光被折射并被发射到观看位置。
在该情况下，使用观看位置的z坐标E_z和双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x和y坐标L_y，子像素的x坐标I_x”和y坐标I_y”均由以下表达式(8)来定义。
I_x”＝L_x*(E_z-L_z*(N-1)/N))/(E_z-L_z)
I_y”＝L_y*(E_z-L_z*(N-1)/N))/(E_z-L_z)…(8)
因此，坐标计算单元102通过将用于代入眉毛的中间位置的观看位置的x坐标E_x、y坐标E_y和z坐标E_z以及用于代入屏幕上的每个子像素的坐标的子像素的x坐标I_x”和y坐标I_y”应用到表达式(8)中以及将厚度L_z和折射率N应用到表达式(8)来计算表达式(8)。然后，坐标计算单元102将从计算结果获得的双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x和y坐标L_y设置为以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。
注意，当发射角th在上述表达式(6)和(7)中被设置为充分小时，建立以下表达式(9)。
sin(th)＝tan(th)＝asin(th)＝atan(th)＝th…(9)
因此，在该情况下，如以下表达式(10)所示，利用表达式(6)计算的子像素的x坐标I_x’与利用表达式(8)计算的子像素的x坐标I_x”一致。
以此方式，利用表达式(7)计算的子像素的y坐标I_y’与利用表达式(8)计算的子像素的y坐标I_y”一致。
因此，图13的近似可以认为是当入射角th充分小时做出的近似。
如图12和图13所示，当考虑到光的折射来执行计算时，甚至当观看位置靠近显示单元108并且光的折射影响显著时，也可以计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的正确坐标。
另外，在图11至图13的计算中，如图14的A所示，双凸透镜109上的z坐标L_z被设置为恒定，但是由于双凸透镜109被形成为片状，因此如图14的B所示，z坐标L_z实际上是不恒定的。换言之，双凸透镜109上的z坐标L_z根据双凸透镜109上的x坐标L_x和y坐标L_y而不同。
因此，考虑到双凸透镜109上的z坐标L_z的改变，坐标计算单元102可以将由以下表达式(11)定义的L_x[x]和L_y[y]设置为以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。
L_x[x]＝x*(E_z-L_z[x])/E_z+L_z[x]*E_x/E_z
L_y[y]＝y*(E_z-L_z[y])/E_z+L_z[y]*E_y/E_z…(11)
注意，在表达式(11)中，x指示子像素的x坐标I_x(I_x’和I_x”)，并且y指示子像素的y坐标I_y(I_y’和I_y”)。
如上所述，当考虑双凸透镜109上的z坐标L_z的改变来执行计算时甚至当显示单元108由大尺寸液晶面板形成并且双凸透镜109距显示单元108被抬起较多时，也可以计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的准确坐标。
<相位的计算的示例>
图15是用于描述由图10的相位计算单元103计算相位的示例的图。
如图15所示，当双凸透镜109相对于显示单元108的倾斜被设置为L_th时，双凸透镜109上x坐标L_x基于y坐标L_y的偏移L_xy由以下表达式(12)来表示。
L_xy＝L_y*tan(L_th)…(12)
相位计算单元103利用使用偏移L_xy的以下表达式(13)来获得双凸透镜109上的相位phaseC。
phaseC＝mod(L_x-Lxy+L_w/2，L_w)/L_w-0.5[-0.5≤phaseC＜0.5]
…(13)
注意，在表达式(13)中，如图15所示，L_w指示双凸透镜109的单元的宽度。根据表达式(13)，当双凸透镜109上的每个子像素的x坐标L_x具有最小值时，相位phaseC是-0.5，当x坐标L_x具有中间值时，相位phaseC是0，并且当x坐标L_x具有最大值时，相位phaseC是0.5。
<混合比率的示例>
图16是示出左眼图像和右眼图像的混合比率与相位phaseC之间的关系的示例的图。
这里，如图2所示，左眼所见区域相对于右眼所见区域在x轴的正方向上，并且右眼所见区域相对于左眼所见区域在x轴的负方向上。因此，右眼图像被分配给具有等于或小于0的相位phaseC的子像素，并且左眼图像被分配给具有大于0的相位phaseC的子像素。
因此，在图16的示例中，当子像素的相位phaseC大于大约为-0.5的值并且小于大约为0的负值时，子像素的右眼图像的混合比率rate_r为1，并且左眼图像的混合比率rate_l是0。因此如图17所示，具有大于大约为-0.5的值并且小于大约为0的负值的相位phaseC的子像素用于右眼图像。
另外，当子像素的相位phaseC大于大约为0的正值并且小于大约为0.5的值时，子像素的左眼图像的混合比率rate_l是1，并且右眼图像的混合比率rate_r是0。因此，如图17所示，具有大于大约为0的正值并且小于大约为0.5的值的相位phaseC的子像素用于左眼图像。
另外，当子像素的相位phaseC是大约为±0.5以及大约为0的值时，子像素的左眼图像的混合比率rate_l和右眼图像的混合比率rate_r大于0。具体地，随着相位phaseC变得大于-0.5，换言之，接近右眼所见区域的中心，混合比率rate_l接近0并且混合比率rate_r接近1。
另外，随着相位phaseC从大约为0的负值接近大约为0的正值，换言之，接近左眼所见区域的中心，混合比率rate_l接近1，并且混合比率rate_r接近0。另外，随着相位phaseC接近0.5，换言之，接近右眼所见区域的中心，混合比率rate_l接近0，并且混合比率rate_r接近1。
如上所述，当在图16的示例中子像素的相位phaseC为大约±0.5以及大约0时，子像素的左眼图像的混合比率rate_l和右眼图像的混合比率rate_r变得大于0，因此该子像素用于通过组合左眼图像和右眼图像而获得的图像。
这里，在分配左眼图像的区域和分配右眼图像的区域的边界线上生成图7的B、图7的C、图9的B和图9的C所示的重叠像素。换言之，重叠像素是具有大约±0.5或大约0的相位phaseC的子像素。因此，当如图16所示确定混合比率并且具有大约±0.5或大约0的相位phaseC的子像素用于通过组合左眼图像和右眼图像而获得的图像时，串扰不显著。
<投影转换的描述>
图18是用于描述观看在显示单元108上显示的图像的方式的图。
如图18所示，双凸透镜109以相对于显示单元108的倾斜方向附接到显示单元108。因此，显示在显示单元108上的图像在倾斜方向上被放大。
因此，当3D图像按原样显示在显示单元108上而没有考虑倾斜方向上的放大时，文本出现模糊，或者在直线中出现粗糙。因此，L投影转换单元105和R投影转换单元106对显示单元108的屏幕上的每个子像素的坐标(I_x,I_y)执行投影转换，以转换为观看者实际看到的屏幕上的坐标(下文中称为坐标转换)。
另外，L投影转换单元105通过根据从外部输入的左眼图像生成与投影转换之后的坐标对应的左眼图像来对左眼图像执行投影转换。另外，R投影转换单元106通过根据从外部输入的右眼图像生成与投影转换之后的坐标对应的右眼图像来对右眼图像执行投影转换。
下文中，将描述坐标转换。
这里，首先，如图19所示，在与双凸透镜109的边缘垂直的方向上的轴被设置为x’轴。另外，通过双凸透镜109的中心的被发射到观看位置的图像的位置在屏幕(在倾斜方向上被放大)上的x’坐标被设置为0。
另外，显示单元108的每个子像素的坐标(I_x,I_y)在屏幕上的坐标x’坐标被设置为x0’，并且看到子像素的图像的观看位置的坐标在屏幕上(在倾斜方向上被放大)的x’坐标被设置为x1’。
图20是示出当观看位置的x’坐标与双凸透镜109的中心的x’坐标相同时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图。
如图20所示的左侧所示，当不存在双凸透镜109时从观看位置看到在坐标x0’的位置的图像，如图20的右侧所示，当设置了双凸透镜109并且观看位置的x’坐标与双凸透镜109的中心的x’坐标相同时，从观看位置看到在坐标x1’的位置的图像。
这里，从双凸透镜109的中心放大通过双凸透镜109的图像。因此，双凸透镜109的坐标x1’的放大比率是坐标x0’的放大比率的A倍。
图21是示出当观看位置的x’坐标小于双凸透镜109的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图。
由于从双凸透镜109的中心放大通过双凸透镜109的图像，因此如图21所示，坐标x1’的放大比率是坐标x0’的放大比率的A倍。
如图21所示，当观看位置的x’坐标小于双凸透镜109的中心的x’坐标时，与图20的示例相比，x0’坐标在x’轴的正方向上移动，因此坐标x1’和坐标x0’变大。
图22至图24是示出当观看位置的x’坐标大于双凸透镜109的中心的x’坐标时坐标x0’与坐标x1’之间的关系的图。
由于从双凸透镜109的中心放大通过双凸透镜109的图像，因此如图22至图24所示，坐标x1’的放大比率是坐标x0’的放大比率的A倍。
另外，如图22所示，当观看位置的x’坐标略大于双凸透镜109的中心的x’坐标时，与图20的示例相比，x0’坐标在x’轴的负方向上移动，因此坐标x1’和坐标x0’变小。
另外，如图23所示，当观看位置的x’坐标比双凸透镜109的中心的x’坐标略大较多时，坐标x0’和坐标x1’变为0。
此外，如图24所示，当观看位置的x’坐标远大于双凸透镜109的中心的x’坐标时，坐标x0’具有正值，因此从坐标x0’开始的坐标x1’的移动方向与图20至图23的示例相反。
如上所述，坐标x1’是基于观看位置的x’坐标和放大比率A而从坐标x0’转换的。
具体地，首先获得坐标x0’。坐标x0’是距双凸透镜109的中心的相对距离。因此，首先，使用如图25所示的透镜单元宽度L_w、观看位置的z坐标E_z和显示单元108的显示平面上的玻璃的厚度L_z，从以下表达式(14)获得在x轴方向上的屏幕上的透镜单元宽度L_w’。
L_w’＝L_w*E_z/(E_z-L_z)…(14)
接下来，根据以下表达式(15)，使用如图26所示的双凸透镜109的透镜单元宽度L_w’和倾斜th来获得在x’轴方向上的屏幕上的透镜单元宽度L_w’。
L_w”＝L_w’*cos(th)…(15)
然后，根据以下表达式(16)，使用透镜单元宽度L_w”和每个子像素的相位phaseC来获得每个子像素的坐标x0’。
x0’＝phaseC*L_w”…(16)
接下来，根据以下表达式(17)，使用如图27所示的坐标x0’和放大比率A来获得坐标x1’。
x1’＝x0’*A…(17)
另外，坐标x1’与坐标x0’之间的差dx’由以下表达式(18)来表示。
dx’＝x1’-x0’…(18)
接下来，使用子像素的差dx’、x坐标I_x和y坐标I_y，获得观看者实际看到子像素的屏幕(在倾斜方向上被放大)上的位置的x坐标x1和y坐标y1。具体地，首先，使用以下表达式(19)，从差dx’来获得如图28所示的x轴上的差dx和y轴上的差dy。
dx＝dx’*cos(th)
dy＝dx’*sin(th)…(19)
接下来，使用以下表达式(20)从移动量dx和移动量dy获得坐标x1和坐标y1。
x1＝I_x+dx
y1＝I_y+dy…(20)
L投影转换单元105和R投影转换单元106均执行如上所述的计算，以便将显示单元108的屏幕上的每个子像素的坐标(I_x,I_y)转换为屏幕上观看者实际看到图像的坐标(x1,y1)。
然后，L投影转换单元105和R投影转换单元106各从左眼图像和右眼图像生成每个子像素的坐标(x1,y1)的图像。具体地，当坐标(x1,y1)是左眼图像(或右眼图像)的子像素的坐标(I_x,I_y)时，L投影转换单元105(或R投影转换单元106)生成子像素的像素值。
另一方面，如图29所示，当坐标(x1,y1)不是左眼图像(或右眼图像)的子像素的坐标(I_x,I_y)时，L投影转换单元105(或R投影转换单元106)使用例如具有相同颜色的坐标(x1,y1)的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧的子像素的像素值来生成坐标(x1,y1)的像素值。然后，L投影转换单元105和R投影转换单元106将具有每个子像素的坐标(x1,y1)的生成图像设置为投影转换之后的子像素的图像。
<L投影转换单元和R投影转换单元的配置示例>
图30是示出图10的L投影转换单元105和R投影转换单元106的配置示例的框图。
如图30所示，L投影转换单元105被配置成具有坐标计算单元121、相位计算单元122、相对距离计算单元123、坐标转换单元124、坐标计算单元125和图像转换单元126。
与图10的坐标计算单元102相同，L投影转换单元105的坐标计算单元121基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，使用表达式(1)、(6)和(7)或者表达式(8)计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标(L_x,L_y)。坐标计算单元121将每个子像素的坐标(L_x,L_y)提供到相位计算单元122。
与相位计算单元103相同，相位计算单元122基于从坐标计算单元121提供的每个子像素的坐标(L_x,L_y)，使用上述表达式(13)来计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC。相位计算单元122将相位phaseC提供到相对距离计算单元123。
相对距离计算单元123基于从相位计算单元122提供的每个子像素的相位phaseC和从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置，使用上述表达式(14)至(16)来获得每个子像素的坐标x0’。相对距离计算单元123将坐标x0’提供到坐标转换单元124和坐标计算单元125。
坐标转换单元124基于从相对距离计算单元123提供的每个子像素的坐标x0’，使用上述表达式(17)来获得每个子像素的坐标x1’，然后将该坐标提供到坐标计算单元125。
坐标计算单元125基于来自相对距离计算单元123的每个子像素的坐标x0’、来自坐标转换单元124的每个子像素的坐标x1’和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，使用上述表达式(18)至(20)来获得每个子像素的坐标(x1,y1)。然后，坐标计算单元125将每个子像素的坐标(x1,y1)提供到图像转换单元126。
图像转换单元126通过基于从坐标转换单元124提供的每个子像素的坐标(x1,y1)，针对每个子像素根据从外部输入的左眼图像生成具有坐标(x1,y1)的左眼图像来对左眼图像执行投影转换。图像转换单元126将经受了投影转换的左眼图像提供到图10的混合处理单元107。
R投影转换单元106被配置成具有坐标计算单元131、相位计算单元132、相对距离计算单元133、坐标转换单元134、坐标计算单元135和图像转换单元136。由于除了取代左眼图像而使用右眼图像之外R投影转换单元106的各个部的处理与L投影转换单元105的相应部的处理相同，因此将省略其描述。
<图像处理装置的处理的描述>
图31是用于描述图10的图像处理装置100的显示控制处理的流程图。显示控制处理在当例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置100时开始。
在图31的步骤S11中，图像处理装置100的面部检测单元101对观看者进行成像，从而获取观看者的图像。在步骤S12中，面部检测单元101从观看者的图像检测面部图像，以及从面部图像检测眉毛的中间位置。面部检测单元101将眉毛的中间位置提供到坐标计算单元102、L投影转换单元105和R投影转换单元106。
在步骤S13中，坐标计算单元102基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和屏幕上的每个子像素的坐标，使用表达式(1)、(6)和(7)或者表达式(8)来计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标(L_x,L_y)。坐标计算单元102将所计算的每个子像素的坐标(L_x,L_y)提供到相位计算单元103。
在步骤S14中，相位计算单元103基于从坐标计算单元102提供的每个子像素的坐标(L_x,L_y)，使用上述表达式(13)来计算以眉毛的中间位置为基准的双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC。相位计算单元103将所计算的每个子像素的相位phaseC提供到混合比率计算单元104。
在步骤S15中，混合比率计算单元104基于从相位计算单元103提供的每个子像素的相位phaseC，确定每个子像素的左眼图像的混合比率rate_l和右眼图像的混合比率rate_r，并且将这些比率提供到混合处理单元107。
在步骤S16中，L投影转换单元105基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和屏幕上的每个子像素的坐标，对左眼图像执行投影转换处理。稍后将参照图32描述投影转换处理的细节。L投影转换单元105将经受了投影转换处理的每个子像素的左眼图像提供到混合处理单元107。
在步骤S17中，R投影转换单元106以与L投影转换单元105相同的方式，基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和屏幕上的每个子像素的坐标，对右眼图像执行投影转换处理。R投影转换单元106将经受了投影转换处理的每个子像素的右眼图像提供到混合处理单元107。
在步骤S18中，混合处理单元107基于从混合比率计算单元104提供的每个子像素的混合比率rate_l和混合比率rate_r，针对每个子像素，对来自L投影转换单元105的左眼图像和来自R投影转换单元106的右眼图像进行组合。
在步骤S19中，混合处理单元107将所组合的每个子像素的图像作为3D图像提供到显示单元108，从而在显示单元108上显示该3D图像。然后，处理结束。
图32是用于描述图31的步骤S16的投影转换处理的细节的流程图。
在图32的步骤S31中，L投影转换单元105的坐标计算单元121以与图10的坐标计算单元102相同的方式，基于从面部检测单元101提供的眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，使用表达式(1)、(6)和(7)或者表达式(8)来计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标(L_x,L_y)。坐标计算单元121将每个子像素的坐标(L_x,L_y)提供到相位计算单元122。
在步骤S32中，相位计算单元122以与相位计算单元103相同的方式，基于从坐标计算单元121提供的每个子像素的坐标(L_x,L_y)，使用上述表达式(13)来计算以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC。相位计算单元122将相位phaseC提供到相对距离计算单元123。
在步骤S33中，相对距离计算单元123基于从相位计算单元122提供的每个子像素的相位phaseC和从面部检测单元102提供的眉毛的中间位置，使用上述表达式(14)至(16)获得每个子像素的坐标x0’。相对距离计算单元123将坐标x0’提供到坐标转换单元124和坐标计算单元125。
在步骤S34中，坐标转换单元124基于从相对距离计算单元123提供的每个子像素的坐标x0’，使用上述表达式(17)获得每个子像素的坐标x1’，然后将该坐标提供到坐标计算单元125。
在步骤S35中，坐标计算单元125基于来自相对距离计算单元123的每个子像素的坐标x0’、来自坐标转换单元124的每个子像素的坐标x1’和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，使用上述表达式(18)至(20)获得每个子像素的坐标(x1,y1)。然后，坐标计算单元125将每个子像素的坐标(x1,y1)提供到图像转换单元126。
在步骤S36中，图像转换单元126通过基于从坐标转换单元124提供的每个子像素的坐标(x1,y1)，针对每个子像素根据从外部输入的左眼图像生成具有坐标(x1,y1)的左眼图像来对左眼图像执行投影转换。
在步骤S37中，图像转换单元126将经受了投影转换的左眼图像输出到图10的混合处理单元107，然后处理结束。
如上所述，图像处理装置100计算双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC，并且基于相位phaseC来针对每个子像素对左眼图像和右眼图像进行组合。因此，图像处理装置100可以在分配左眼图像的区域和分配右眼图像的区域的边界上的子像素中组合左眼图像和右眼图像。结果，可以容易地生成和显示具有高图像质量而没有显著串扰的3D图像，该显著串扰否则将发生在左眼图像和右眼图像的边界上。
另外，由于图像处理装置100使用眉毛的中间位置来获得相位phaseC，因此甚至当改变观看位置时图像处理装置也可以精确地在左眼图像和右眼图像的边界上组合左眼图像和右眼图像。
<第二实施例>
<图像处理装置的第二实施例的配置示例>
图33是示出应用本技术的图像处理装置的第二实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图33所示的与图10的组成元件相同的组成元件。将适当省略重复描述。
图33的图像处理装置150的配置与图10的图像处理装置100的配置的不同之处在于，取代面部检测单元101、混合比率计算单元104、L投影转换单元105和R投影转换单元106而设置了面部检测单元151、混合比率计算单元158、L投影转换单元159和R投影转换单元160，取代坐标计算单元102而设置了坐标计算单元152和坐标计算单元155，取代相位计算单元103而设置了相位计算单元153和相位计算单元156，以及新设置了面积比率计算单元154和面积比率计算单元157。
图33的图像处理装置150基于在每个子像素中左眼所见区域的面积比率和右眼所见区域的面积比率而组合左眼图像和右眼图像。
具体地，面部检测单元151对观看者进行成像，从而以与图10的面部检测单元101相同的方式获取观看者的图像。面部检测单元151从观看者的图像检测面部图像，以及从面部图像检测左眼的位置和右眼的位置。面部检测单元151将左眼的位置提供到坐标计算单元152和L投影转换单元159，并且将右眼的位置提供到坐标计算单元155和R投影转换单元160。
坐标计算单元152基于从面部检测单元151提供的左眼的位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。具体地，坐标计算单元152通过将左眼的位置作为观看位置(E_x，E_y和E_z)应用于表达式(1)、(6)和(7)或者表达式(8)，来计算表达式(1)、(6)和(7)或者表达式(8)。然后，坐标计算单元152将作为计算结果获得的双凸透镜109上的每个子像素的坐标(L_x,L_y)设置为以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。坐标计算单元152将所计算的每个子像素的坐标提供到相位计算单元153。
相位计算单元153基于从坐标计算单元152提供的每个子像素的坐标，使用上述表达式(13)来计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位，然后将所计算的相位提供到面积比率计算单元154。
面积比率计算单元154基于从相位计算单元153提供的每个子像素的相位而计算每个子像素中左眼所见区域的面积比率，并且将所计算的面积比率提供到混合比率计算单元158。
由于除了用右眼替换左眼之外关于坐标计算单元155、相位计算单元156和面积比率计算单元157的描述与坐标计算单元152、相位计算单元153和面积比率计算单元154的描述相同，因此省略了描述。
混合比率计算单元158基于从面积比率计算单元154提供的在每个子像素中左眼所见区域的面积比率和从面积比率计算单元157提供的在每个子像素中右眼所见区域的面积比率而计算左眼图像和右眼图像的混合比率。混合比率计算单元158将左眼图像和右眼图像的混合比率提供到混合处理单元107。
L投影转换单元159以与图10的L投影转换单元105相同的方式获取从外部输入的左眼图像。L投影转换单元159基于从面部检测单元151提供的左眼位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对左眼图像执行投影转换。L投影转换单元159将经受了投影转换的左眼图像提供到混合处理单元107。
R投影转换单元160以与图10的R投影转换单元106相同的方式获取从外部输入的右眼图像。R投影转换单元160基于从面部检测单元151提供的右眼位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对右眼图像执行投影转换。R投影转换单元160将经受了投影转换的每个子像素的右眼图像提供到混合处理单元107。
<根据观看位置的左眼所见区域和右眼所见区域的改变的描述>
图34是用于描述根据观看位置的左眼所见区域和右眼所见区域的改变的表。
注意，在图34中，以向左上倾斜的线加阴影的区域指示右眼看到的屏幕上的区域，并且以向右上倾斜的线加阴影的区域指示左眼看到的屏幕上的区域。另外，倾斜实线指示双凸透镜109的边界，并且倾斜虚线指示双凸透镜109的中心位置。
如图34的第二行所示，当观看位置是适当观看位置的最优观看位置时，右眼所见区域不是与左眼所见区域重叠而是与左眼所见区域相邻。另一方面，如第三行至第五行所示，当观看位置是除最优观看位置之外的适当观看位置时，右眼所见区域不是与左眼所见区域重叠，而是在右眼所见区域和左眼所见区域的边界中的至少一个上生成空白。
同时，如第六行至第十行所示，当观看位置不是适当观看位置时，右眼所见区域和左眼所见区域的边界中的至少一个重叠，从而生成重叠像素。重叠像素中左眼所见区域和右眼所见区域的面积比率根据观看位置而改变。
<面积比率的计算的描述>
图35是示出参考眉毛的中间位置的相位phaseC与屏幕上的双凸透镜109的单元宽度L_w’之间的关系的图。
如图35所示，当眉毛的中间位置被设置为观看位置时，以眉毛的中间位置为基准的、等于或大于-0.5并且等于或小于0.5的相位phaseC的范围对应于屏幕上的双凸透镜109的单元宽度L_w’。因此，可以使用以下表达式(21)基于相位phaseC来对子像素的水平宽度Iw和垂直宽度Ih进行归一化。
Iw'＝Iw/L_w'
Ih’＝Ih/L_w'…(21)
注意，在表达式(21)中，Iw’是归一化之后的子像素的水平宽度Iw，并且Ih’是归一化之后的子像素的垂直宽度Ih。
如图35所示，具有大约为0的相位phaseC的子像素变为重叠像素。
图36是示出当右眼的位置被设置为观看位置时右眼所见区域的图。
如图36所示，当右眼的位置被设置为观看位置时，如果放大比率A被设置为1，则以右眼的位置为基准的、等于或大于-0.5并且等于或小于0.5的相位phaseR的范围变为右眼所见区域。因此，在右眼所见区域的相位phaseR的范围中的绝对值的最大值B是0.5/A。换言之，右眼所见区域的相位phaseR的范围等于或大于-0.5/A并且等于或小于0.5/A。
图37是示出当左眼的位置被设置为观看位置时左眼所见区域的图。
如图37所示，当左眼的位置被设置为观看位置时，如果放大比率A被设置为1，则以左眼的位置为基准的相位phaseL的等于或大于-0.5并且等于或小于0.5的范围变为左眼所见区域。因此，左眼所见区域的相位phaseL的范围中的绝对值的最大值B是0.5/A。换言之，左眼所见区域的相位phaseL的范围等于或大于-0.5/A并且等于或小于0.5/A。
图33的面积比率计算单元154基于上述相位phaseL和相位phaseL的最大值B而获得每个子像素中左眼所见区域的面积比率。另外，面积比率计算单元157基于相位phaseL和相位phaseL的最大值B而获得每个子像素中左眼所见区域的面积比率。使用图38的A至图49，将描述用于基于相位phaseR和相位phaseR的最大值B获得每个子像素中右眼所见区域的面积比率的方法。
图38的A至图38的E是用于描述用于定义当满足tan(L_th)×Ih’/2≤Iw’/2时相位phaseR与面积比率之间的关系的划分条件的图。
如图38的A所示，当满足tan(L_th)×Ih’/2≤Iw’/2时，第一条件是：
-B+tan(L_th)*Ih’/2+Tw’/2≤phaseR≤B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
并且如图38的B所示，第二条件是：
-B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2≤phaseR＜-B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2＜phaseR≤B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
另外，如图38的C所示，第三条件是：
-B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2≤phaseR＜-B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2＜phaseR≤B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
并且如图38的D所示，第四条件是：
-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2≤phaseR＜-B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2＜phaseR≤B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
此外，如图38的E是，第五条件是：
phaseR＜-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
phaseR＞B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
图39是示出在图38的第一条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图39所示，在第一条件下，由于子像素的整个区域包括在右眼所见区域中，因此右眼所见区域的面积比率area_r被确定为1。
图40是示出在图38的第二条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图40所示，在第二条件下，右眼所见区域的边屏存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有三角形。因此，使用以下表达式(27)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Ih’*Iw’-Iw0*Iw0/[2*tan(L_th)])/(Ih’*Iw’)
其中Iw0＝B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2-phaseR…(27)
图41是示出在图38的笫三条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图41所示，在第三条件下，右眼所见区域的边界存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有方形。因此，使用以下表达式(28)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Ih’*Iw’-Ih’*Ih’*tan(L_th)/2-Ih’*Iw1)/(Ih’*Iw’)
其中Iw1＝-B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2-phaseR…(28)
图42是示出在图38的第四条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图42所示，在第四条件下，右眼所见区域的边界存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有三角形。因此，使用以下表达式(29)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Iw2*Iw2/[2*tan(L_th)])/(Ih’*Iw’)
其中Iw2＝phaseR-(-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2)…(29)
图43是示出在图38的笫五条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图43所示，在第五条件下，子像素的整个区域在右眼所见区域之外，因此右眼所见区域的面积比率area_r被确定为0。
图44的A至图44的E是用于描述用于定义当满足tan(L_th)×Ih’/2＞Iw’/2时相位phaseR与面积比率之间的关系的划分条件的图。
如图44的A所示，当满足tan(L_th)×Ih’/2＞Iw’/2时，第一条件是：
-B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2≤phaseR≤B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
并且如图44的B所示，笫二条件是：
-B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2≤phaseR＜-B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2＜phaseR≤B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
另外，如图44的C所示，第三条件是：
-B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2≤phaseR＜-B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2＜phaseR≤B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
并且如图44的D所示，第四条件是：
-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2≤phaseR＜-B-tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2＜phaseR≤B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
此外，如图44的E所示，第五条件是：
phaseR＜-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2
phaseR＞B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2
图45是示出在图44的第一条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图45所示，在第一条件下，子像素的整个区域被包括在右眼所见区域中，因此右眼所见区域的面积比率area_r被确定为1。
图46是示出在图44的第二条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图46所示，在第二条件下，右眼所见区域的边屏存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有三角形。因此，使用以下表达式(35)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Ih’*Iw’-Iw0*Iw0*/[2*tan(L_th)])/(Ih’*Iw’)
其中Iw0＝-B+tan(L_th)*Ih’/2+Iw’/2-phaseR…(35)
图47是示出在图44的笫三条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图47所示，在第三条件下，右眼所见区域的边界存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有三角形。因此，使用以下表达式(36)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Ih’*Iw’-Iw’*Iw’/[2*tan(L_th)]-Iw’*Iw1/tan(L_th))/(Ih’*Iw’)
其中Iw1＝-B+tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2-phaseR…(36)
图48是示出在图44的第四条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图48所示，在第四条件下，右眼所见区域的边界存在于子像素中，并且右眼所见区域的边界之外的区域具有三角形。因此，使用以下表达式(37)，获得右眼所见区域的边界内的子像素的区域与子像素的面积的面积比率作为右眼所见区域的面积比率area_r。
area_r＝(Iw2*Iw2/[2*tan(L_th)])/(Ih’*Iw’)
其中Iw2＝phaseR-(-B-tan(L_th)*Ih’/2-Iw’/2)…(37)
图49是示出在图44的笫五条件下在子像素中右眼所见区域的面积比率的图。
如图49所示，在第五条件下，子像素的整个区域在右眼所见区域之外，因此右眼所见区域的面积比率area_r被确定为0。
注意，用于基于相位phaseL和相位phaseL的最大值B来获得左眼所见区域与每个子像素的面积比率area_l的方法与用于基于相位phaseR和相位phaseR的最大值B来获得右眼所见区域与每个子像素的面积比率area_r的方法相同，因此将省略其描述。
图50是示出当眉毛的中间位置被设置为观看位置时相位phaseC与左眼所见区域和右眼所见区域的面积比率之间的关系的图。
在图50的示例中，当每个子像素的相位phaseR被转换为相位phaseC并且与相位phaseR对应的面积比率area_r被设置为与相位phaseC对应的面积比率area_r时，面积比率area_r在相位phaseC为负时具有最大值1，并且随着面积比率从相位phaseC的最大值1的点进一步远离相位phaseC而减小。
另外，在图50的示例中，当每个子像素的相位phaseL被转换为相位phaseC并且与相位phaseL对应的面积比率area_l被设置为与相位phaseC对应的面积比率area_l时，面积比率area_l在相位phaseC为正时具有最大值1，并且随着面积比率从相位phaseC的最大值1的点进一步远离相位phaseC而减小。
<混合比率的示例>
图51的A和图51的B是示出面积比率area_l与左眼图像的混合比率以及面积比率area_r与右眼图像的混合比率之间的关系的示例的图。
使用以下表达式(38)来确定混合比率rate_l和混合比率rate_r。
rate_l＝area_l/(area_r+area_l)
rate_r＝area_r/(area_r+area_l)…(38)
因此，当面积比率area_l、面积比率area_r和相位phaseC之间的关系是例如图51的A所示的关系时，混合比率rate_l、混合比率rate_r和相位phaseC之间的关系变为如图51的B所示。因此，仅当相位大约为0并且生成了重叠像素时，才可以组合左眼图像和右眼图像。
结果，重叠像素中的串扰是不显著的。另外，可以防止在不是重叠像素的子像素中由左眼图像和右眼图像的组合引起的串扰增加。
<L投影转换单元和R投影转换单元的配置示例>
图53是示出图33的L投影转换单元159和R投影转换单元160的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图53所示的与图30的组成元件相同的组成元件。将适当省略重复描述。
图53的L投影转换单元159的配置与图30的L投影转换单元105的配置的不同之处在于，取代坐标计算单元121、相位计算单元122和相对距离计算单元123而设置了坐标计算单元181、相位计算单元182和相对距离计算单元183。L投影转换单元159以左眼的位置为基准对左眼图像执行投影转换。
具体地，L投影转换单元159的坐标计算单元181以与图33的坐标计算单元152相同的方式，基于从面部检测单元151提供的左眼的位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标，计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。坐标计算单元181将所计算的每个子像素的坐标提供到相位计算单元182。
相位计算单元182以与相位计算单元153相同的方式，基于从坐标计算单元181提供的每个子像素的坐标而计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位phasel。相位计算单元182将所计算的相位phasel提供到相对距离计算单元183。
相对距离计算单元183基于从相位计算单元182提供的每个子像素的相位phasel、使用左眼的位置被应用作为表达式的观看位置(E_x,E_y和E_z)的上述表达式(14)至(16)来获得每个子像素的坐标x0’，并且将该坐标提供到坐标转换单元124和坐标计算单元125。
R投影转换单元160的配置与R投影转换单元109的不同之处在于，取代坐标计算单元131、相位计算单元132和相对距离计算单元133而设置了坐标计算单元191、相位计算单元192和相对距离计算单元193。由于除了取代左眼的位置而使用右眼的位置作为基准之外R投影转换单元160的坐标计算单元191、相位计算单元192和相对距离计算单元193的处理与L投影转换单元159的相应部的处理相同，因此将省略其描述。
<图像处理装置的处理的描述>
图54是用于描述图33的图像处理装置150的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置150时开始。
在图54的步骤S51中，图像处理装置150的面部检测单元151对观看者进行成像，从而获取观看者的图像。在步骤S52中，面部检测单元151从观看者的图像检测面部图像，然后从面部图像检测左眼的位置和右眼的位置。面部检测单元151将左眼的位置提供到坐标计算单元152和L投影转换单元159，并且将右眼的位置提供到坐标计算单元155和R投影转换单元160。
在步骤S53中，坐标计算单元152基于从面部检测单元151提供的左眼的位置而计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。坐标计算单元152将所计算的每个子像素的坐标提供到相位计算单元153。
在步骤S54中，坐标计算单元155基于从面部检测单元151提供的右眼的位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而计算以右眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的坐标。坐标计算单元155将所计算的每个子像素的坐标提供到相位计算单元156。
在步骤S55中，相位计算单元153基于从坐标计算单元152提供的每个子像素的坐标而使用上述表达式(13)计算以左眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位。相位计算单元153将所计算的每个子像素的相位提供到面积比率计算单元154。
在步骤S56中，相位计算单元156基于从坐标计算单元155提供的每个子像素的坐标，使用上述表达式(13)计算以右眼的位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位。相位计算单元156将所计算的每个子像素的相位提供到面积比率计算单元157。
在步骤S57中，面积比率计算单元154基于从相位计算单元153提供的每个子像素的相位而计算左眼所见区域与每个子像素的面积比率area_l，然后将面积比率提供到混合比率计算单元158。
在步骤S58中，面积比率计算单元157基于从相位计算单元156提供的每个子像素的相位而计算右眼所见区域与每个子像素的面积比率area_r，然后将该面积比率提供到混合比率计算单元158。
在步骤S59中，混合比率计算单元158基于从面积比率计算单元154提供的左眼所见区域与每个子像素的面积比率area_l以及从面积比率计算单元157提供的右眼所见区域与每个子像素的面积比率area_r来计算每个子像素的混合比率rate_l和混合比率rate_r。混合比率计算单元158将混合比率rate_l和混合比率rate_r提供到混合处理单元107。
在步骤S60中，L投影转换单元159基于从面部检测单元151提供的左眼的位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对从外部输入的左眼图像执行投影转换处理。除了左眼的位置用作基准而不是眉毛的中间位置之外，投影转换处理的细节与图32的投影转换处理的细节相同，因此将省略其描述。
在步骤S61中，R投影转换单元160基于从面部检测单元151提供的右眼的位置和从外部输入的屏幕上的每个子像素的坐标而对从外部输入的右眼图像执行投影转换处理。除了右眼的位置用作基准而不是眉毛的中间位置之外，投影转换处理的细节与图32的投影转换处理的细节相同，因此将省略其描述。
步骤S62和步骤S63的处理与图31的步骤S18和步骤S19的处理相同，因此将省略其描述。
如上所述，图像处理装置150基于相位phaseL和相位phaseR而计算每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r，并且基于每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r来针对每个子像素对左眼图像和右眼图像进行组合。因此，可以容易地生成和显示具有高图像质量的、在作为重叠像素的这种像素中串扰不显著并且在不是重叠像素的这种像素中串扰没有被加强的3D图像。
另外，图像处理装置150使用左眼的位置和右眼的位置而获得相位phaseL和相位phaseR，因此甚至当观看位置改变时图像处理装置也可以准确地组合重叠像素中的左眼图像和右眼图像。
<第三实施例>
<图像处理装置的第三实施例的配置示例>
图55是示出应用本技术的图像处理装置的第三实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图55所示的与图33的组成元件相同的组成元件。将适当省略重复描述。
图55的图像处理装置210的配置与图33的图像处理装置的配置的不同之处在于，取代混合比率计算单元158和混合处理单元107而设置了混合处理单元211。图像处理装置210使用考虑视觉特性的表达式、基于面积比率area_l和面积比率area_r而对左眼图像和右眼图像进行组合。
具体地，图像处理装置210的混合处理单元211基于来自面积比率计算单元154的每个子像素的面积比率area_l和来自面积比率计算单元157的每个子像素的面积比率area_r，使用考虑视觉特性的表达式而针对每个子像素对来自L投影转换单元159的左眼图像和来自R投影转换单元160的右眼图像进行组合。混合处理单元211使得通过将每个子像素的组合图像作为3D图像提供到显示单元108而使3D图像被显示。
<考虑视觉特性的表达式的描述>
图56是用于描述显示单元108的特性的图。
如图56所示，作为输入到显示单元108的输入信号I与作为亮度输出的输出亮度L之间的关系一般被设置为使得作为观看者视觉上感知的量的主观量E与输入信号I之间的关系变为线性。
具体地，人类视觉的特性是随着亮度增加对亮度改变的灵敏度下降，因此输出亮度L与主观量E之间的关系使用以下表达式(39)而近似为如图56所示。
E＝b·L1/γ，γ＝2.2 …(39)
注意，在表达式(39)中，b是常数。
另外，为了将主观量E与输入信号I之间的关系表示为线性的，需要满足以下表达式(40)。
E＝b·L1/γ＝b·(a·Iγ)1/r＝c·I，γ＝2.2 …(40)
注意，在表达式(40)中，a和b是常数。
因此，输入信号I与输出亮度L之间的关系被设置为使得满足以下表达式(41)。
L＝a·Iγ，γ＝2.2 …(41)
注意，在表达式(41)中，a是常数。
图57的A至图57的D是示出具有图56所示的特性的、显示在显示单元108上的基于面积比率area_l和面积比率area_r而组合的3D图像的主观量E的示例的图。
在图57的A和图57的B的示例中，右眼图像的所有像素的像素值是1(白色)，左眼图像中的所有像素的像素值是0(黑色)，并且在右眼所见区域和左眼所见区域的边界上的一个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r是0.5。
在该情况下，当如在第二实施例中基于面积比率area_l和面积比率area_r而对左眼图像和右眼图像进行组合时，如图57的A所示，右眼所见区域和左眼所见区域的边界上的子像素的像素值变为0.5。另外，除上述子像素之外的右眼所见区域中的子像素的像素值是1，并且左眼所见区域中的子像素的像素值是0。
在该情况下，如果双凸透镜109的放大比率A被设置为2，则右眼和左眼看到的图像的像素值被设置为如图57的B所示。因此，当没有考虑视觉特性时，每个子像素的主观量变为如图57的C所示。换言之，对于每个子像素右眼的主观量是1或0.75(＝(0.5+1)/2)，并且对于每个子像素左眼的主观量是0或0.25(＝(0.5+0)/2)。
然而，由于视觉特性实际存在，因此在显示单元108中考虑了视觉特性，并且主观量变为如图57的D所示。
换言之，考虑上述表达式(40)和(41)，对于每个子像素右眼的主观量E0和对于每个子像素左眼的主观量E1由以下表达式(42)来表示。
E0＝{I0 γ*(1-area_r)+Iγ*area_r}1/γ
E1＝{Iγ*(1-area_l)+I1 γ*area_l}1/γ…(42)
注意，在表达式(42)中，I是每个子像素的组合图像，并且I0和I1分别是每个子像素的右眼图像和左眼图像。另外，γ是2.2。
在图57的A和图57的B的示例中，面积比率area_r和面积比率area_l是0.5，因此基于上述表达式(42)，边界上的子像素的主观量E0是大约0.80，并且主观量E1是大约0.36。因此，黑色漂浮(black flotation)大于白色下沉(white sinking)。
如上所述，当如在第二实施例中基于面积比率area_l和面积比率area_r对左眼图像和右眼图像进行组合而不考虑视觉特性时，黑色漂浮和白色下沉的程度是不同的。因此，混合处理单元211使用考虑视觉特性的以下表达式(43)对左眼图像和右眼图像进行组合以使得黑色漂浮和白色下沉的程度变为相同。换言之，混合处理单元211使用考虑视觉特效的表达式(43)而基于表或迭代获得每个子像素的组合图像I。
E0-I0＝-(E1-I1)
∴E0+E1＝I0+I1
∴{I0 γ*(1-area_r)+Iγ*area_r}1/γ+{Iγ*(1-area_l)+I1 γ*area_l}1/γ-(I0+I1)＝0…(43)
注意，在表达式(43)中，I是每个子像素的组合图像，并且I0和I1分别是每个子像素的右眼图像和左眼图像。另外，γ是2.2。
图58的A和图58的B是用于描述在图57的情况下的笫二实施例中的组合图像和混合处理单元211的组合图像的图。
注意，在图58的A和图58的B中，子像素的右眼图像I0的值是1，并且左眼图像I1的值是0。
在图58的A中，子像素的面积比率与子像素的组合图像的像素值之间的关系在第二实施例中是线性的，而在混合处理单元211中是非线性的。
另外，关于子像素的面积比率与子像素的主观量之间的关系，如图58的B所示，在第二实施例中黑色漂浮大于白色下沉，而在混合处理单元211中黑色漂浮和白色下沉的程度是相同的。
<图像处理装置的处理的描述>
图59是用于描述图55的图像处理装置210的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置210时开始。
由于图59的步骤S81至S90的处理与图54的步骤S51至S58、S60和S61的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S91中，混合处理单元211使用考虑视觉特性的表达式(43)、基于来自面积比率计算单元154的每个子像素的面积比率area_l和来自面积比率计算单元157的每个子像素的面积比率area_r，对来自L投影转换单元159的左眼图像和来自R投影转换单元160的右眼图像进行组合。具体地，混合处理单元211基于每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r、左眼图像和右眼图像针对每个子像素从表达式(43)获得组合图像。
在步骤S92中，混合处理单元211将每个子像素的组合图像I作为3D图像提供到显示单元108以在显示单元108上显示该3D图像。然后，处理结束。
如上所述，图像处理装置210使用考虑视觉特性的表达式、基于每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r对每个子像素的左眼图像和右眼图像进行组合。因此，黑色漂浮和白色下沉的程度变为相同的，因此，可以容易地生成和显示具有高图像质量的不包括显著串扰的3D图像。
<第四实施例>
<图像处理装置的第四实施例的配置示例>
图60是示出应用本技术的图像处理装置的第四实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图60所示的与图10的组成元件相同的组成元件。将适当省略重复描述。
图60的图像处理装置230的配置与图10的图像处理装置100的不同之处在于，设置了黑色插入比率计算单元231、切换处理单元232和黑色插入处理单元233而没有混合比率计算单元104和混合处理单元107。图像处理装置230基于以眉毛的中间位置为基准的、双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC而对黑色图像与左眼图像和右眼图像进行组合。
具体地，黑色插入比率计算单元231基于相位计算单元103所计算的每个子像素的相位phaseC而针对每个子像素确定黑色图像与左眼图像和右眼图像的插入比率(下文中称为黑色插入比率)，并且将该比率提供到黑色插入处理单元233。
切换处理单元232基于相位计算单元103所计算的每个子像素的相位phaseC而选择L投影转换单元105所投影转换的左眼图像或R投影转换单元106所投影转换的右眼图像。切换处理单元232将所选择的图像提供到黑色插入处理单元233。
黑色插入处理单元233基于从黑色插入比率计算单元231提供的每个子像素的黑色插入比率而针对每个子像素对黑色图像与从切换处理单元232提供的图像进行组合。黑色插入处理单元233将与黑色图像组合后的图像作为3D图像提供到双凸透镜109以显示在显示单元108上。
<黑色插入比率的示例>
图61是示出相位phaseC与黑色插入比率之间的关系的示例的图。
在图61的示例中，当相位phaseC为大约±0.5和0时，例如，黑色插入比率black_rate随着相位phaseC接近±0.5和0而增加，并且当相位phaseC不是大约±0.5和0时，黑色插入比率black_rate是0。
这里，如上所述，右眼图像被分配给具有等于或小于0的相位的子像素，并且左眼图像被分配给具有大于0的相位的子像素。因此，当以图61所示的黑色插入比率black_rate组合黑色图像时，具有大于大约为-0.5的值并且小于大约为0的负值的相位phaseC的子像素的组合图像用作如图62所示的右眼图像。另外，具有大于大约为0的正值并且小于大约为0.5的值的相位phaseC的子像素的组合图像用作左眼图像。
另外，具有为大约-0.5的值或者大约为0的负值的相位phaseC的子像素的组合图像用作右眼图像与黑色图像组合后的图像，并且具有为大约为0的正值或则大约为0.5的值的相位phaseC的子像素的组合图像用作左眼图像与黑色图像组合后的图像。
如上所述，在图61的示例中，当子像素的相位phaseC为大约±0.5以及大约为0时，黑色插入比率black_rate大于0，因此子像素构成分配给子像素的左眼图像或右眼图像与黑色图像组合后的图像。这里，上述重叠像素是具有大约为±0.5或者大约为0的相位phaseC的子像素。
因此，当黑色插入比率被确定为如图61所示时，具有大约为±0.5和大约为0的相位phaseC的子像素构成分配给子像素的左眼图像或右眼图像与黑色图像进行组合的图像，并且串扰变得不显著。
<图像处理装置的处理的描述>
图63是用于描述图60的图像处理装置230的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置230时开始。
由于图63的步骤S111至S114的处理与图31的步骤S11至S14的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S115中，黑色插入比率计算单元231基于相位计算单元103所计算的每个子像素的相位phaseC而确定每个子像素的黑色插入比率black_rate，然后将该比率提供到黑色插入处理单元233。
由于步骤S116和S117的处理与图31的步骤S16和S17的处理相同，因此将省略其描述。注意，以下的步骤S118至S120的处理是以子像素为单位执行的。
在步骤S118中，切换处理单元232确定相位计算单元103所计算的、要处理的每个子像素的相位phaseC是否小于0。当在步骤S118中确定相位phaseC小于0时，切换处理单元232选择经受了L投影转换单元105的投影转换的、要处理的子像素的左眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。
然后，在步骤S119中，黑色插入处理单元233基于从黑色插入比率计算单元231提供的、要处理的子像素的黑色插入比率black_rate而将从切换处理单元232提供的左眼图像与黑色图像进行组合。然后，处理进行到步骤S121。
另一方面，当在步骤S118中确定相位phaseC不小于0时，切换处理单元232选择经受了R投影转换单元106的投影转换的、要处理的子像素的右眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。
然后，在步骤S120中，黑色插入处理单元233基于从黑色插入比率计算单元231提供的、要处理的子像素的黑色插入比率black_rate而将从切换处理单元232提供的右眼图像与黑色图像进行组合。然后，处理进行到步骤S121。
在步骤S121中，黑色插入处理单元233将与黑色图像组合后的左眼图像或右眼图像作为3D图像提供到双凸透镜109以便显示在显示单元108上。
如上所述，图像处理装置230计算双凸透镜109上的每个子像素的相位phaseC，并且基于相位phaseC对分配给子像素的左眼图像或右眼图像与黑色图像进行组合。因此，图像处理装置230可以将黑色图像插入到分配左眼图像的区域和分配右眼图像的区域的边界上的子像素。结果，可以容易地生成和显示具有高图像质量的、不具有显著串扰的3D图像，该显著串扰否则将在左眼图像和右眼图像的边界上生成。
另外，由于图像处理装置230使用眉毛的中间位置获得相位phaseC，因此甚至当观看位置改变时也可以在左眼图像和右眼图像的边界上准确地插入黑色图像。
<第五实施例>
<图像处理装置的第五实施例的配置示例>
图64是示出应用本技术的图像处理装置的第五实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图64所示的与图33和图60的组成元件相同的组成元件。将适当地省略重复描述。
图64的图像处理装置250的配置与图33的图像处理装置150的不同之处在于，取代混合比率计算单元158和混合处理单元107而设置了黑色插入处理单元233、黑色插入比率计算单元251和切换处理单元252。图像处理装置250基于每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r而将分配给子像素的左眼图像或右眼图像与黑色图像进行组合。
具体地，黑色插入比率计算单元251基于面积比率计算单元154所计算的每个子像素的面积比率area_l和面积比率计算单元157所计算的每个子像素的面积比率area_r而确定每个子像素的黑色插入比率black_rate。黑色插入比率计算单元251将每个子像素的黑色插入比率black_rate提供到黑色插入处理单元233。
切换处理单元252选择与面积比率计算单元154所计算的面积比率area_l和面积比率计算单元157所计算的面积比率area_r之间的较大比率对应的、经受了L投影转换单元105的投影转换的左眼图像或经受了R投影转换单元106的投影转换的右眼图像。
注意，当面积比率area_l和面积比率area_r具有相同值时，切换处理单元252获得面部检测单元151所检测的左眼位置和右眼位置的中心位置作为眉毛的中间位置。然后，切换处理单元232通过基于眉毛的中间位置和从外部输入的屏幕上的子像素的坐标，执行与坐标计算单元102和相位计算单元103相同的处理而获得相位phaseC，然后基于相位phaseC而选择图像。切换处理单元252将所选择的图像提供到黑色插入处理单元233。
<黑色插入比率的示例>
图65是示出面积比率area_l、面积比率area_r和黑色插入比率black_rate之间的关系的示例的图。
黑色插入比率black_rate由以下表达式(44)来确定。
black_rate＝min(area_l，area_r)/max(area_l，area_r）
…(44)
因此，当仅在相位大约为0时才生成重叠像素时，确定图65所示的黑色插入比率black_rate，并且如图66所示，仅在相位大约为0时才插入黑色图像。
结果，重叠像素中的串扰不显著。另外，可以通过将黑色图像插入到不是重叠像素的子像素而防止亮度降低。
<图像处理装置的处理的描述>
图67是用于描述图64的图像处理装置250的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置250时开始。
由于图67的步骤S141至S148的处理与图54的步骤S51至S58的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S149中，黑色插入比率计算单元251基于面积比率计算单元154所计算的每个子像素的面积比率area_l和面积比率计算单元157所计算的每个子像素的面积比率area_r，使用上述表达式(44)确定每个子像素的黑色插入比率black_rate。黑色插入比率计算单元251将每个子像素的黑色插入比率black_rate提供到黑色插入处理单元233。
由于步骤S150和S151的处理与图54的步骤S60和S61的处理相同，因此将省略其描述。注意，针对每个子像素执行以下步骤S152至S156的处理。
在步骤S152中，切换处理单元252针对要处理的每个子像素，确定面积比率计算单元157所计算的右眼所见区域的面积比率area_r和面积比率计算单元154所计算的左眼所见区域的面积比率area_l是否相同。当在步骤S152中确定面积比率area_l和面积比率area_r相同时，处理进行到步骤S153。
在步骤S153中，切换处理单元252基于从面部检测单元151提供的左眼和右眼的位置和从外部输入的屏幕上的子像素的位置而获得相位phaseC，并且确定相位phaseC是否小于0。
当在步骤S153中确定相位phaseC小于0时，切换处理单元252选择经受了R投影转换单元106的投影转换的右眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。然后，处理进行到步骤S155。
另一方面，当在步骤S153中确定相位phaseC不小于0时，切换处理单元252选择经受了L投影转换单元105的投影转换的左眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。然后，处理进行到步骤S156。
另外，当在步骤S152中确定面积比率area_l和面积比率area_r不相同时，在步骤S154中，切换处理单元252确定右眼所见区域的面积比率area_r是否大于左眼所见区域的面积比率area_l。
当在步骤S154中确定面积比率area_r不大于面积比率area_l时，切换处理单元252选择经受了L投影转换单元105的投影转换的左眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。然后，处理进行到步骤S156。
另一方面，当在步骤S154中确定面积比率area_r大于面积比率area_l时，切换处理单元252选择经受了R投影转换单元106的投影转换的右眼图像，并且将该图像提供到黑色插入处理单元233。然后，处理进行到步骤S155。
由于步骤S155至S157的处理与图63的步骤S119至S121的处理相同，因此将省略其描述。
如上所述，图像处理装置250基于相位phaseL和相位phaseR而计算每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r，并且基于每个子像素的面积比率area_l和面积比率area_r而将黑色图像插入到每个子像素。因此，可以容易地生成和显示具有高图像质量的3D图像，在该3D图像中，作为重叠像素的子像素不包括显著串扰并且不是重叠像素的子像素的亮度不下降。
另外，由于图像处理装置250使用左眼的位置和右眼的位置来获得phaseL和相位phaseR，因此甚至在观看位置改变时也可以准确地将黑色图像插入到重叠像素。
<第六实施例>
<图像处理装置的第六示例的配置示例>
图68是示出应用本技术的图像处理装置的第六实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图68所示的与图10和图60的组成元件相同的组成元件。将适当地省略重复描述。
图68的图像处理装置270的配置与图10的图像的图像处理装置100的不同之处在于，新设置了黑色插入比率计算单元231和黑色插入处理单元271。
图68的图像处理装置270是第一实施例和第四实施例的组成，其基于相位phaseC而组合左眼图像和右眼图像，并且将组合的图像与黑色图像进行组合，从而生成3D图像。
具体地，黑色插入处理单元271基于从黑色插入比率计算单元231提供的每个子像素的黑色插入比率，针对每个子像素对由混合处理单元107生成的每个子像素的组合图像与黑色图像进行组合。黑色插入处理单元271将与黑色图像组合的图像作为3D图像提供到双凸透镜109以显示在显示单元108上。
<图像处理装置的处理的描述>
图69是用于描述图68的图像处理装置270的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置270时开始。
由于图69的步骤S171至S178的处理与图31的步骤S11至S18的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S179中，黑色插入比率计算单元231基于相位计算单元103所计算的每个子像素的相位phaseC而确定每个子像素的黑色插入比率black_rate，并且将该比率提供到黑色插入处理单元271。
在步骤S180中，黑色插入处理单元271基于从黑色插入比率计算单元231提供的每个子像素的黑色插入比率black_rate而针对每个子像素对混合处理单元107所生成的每个子像素的组合图像与黑色图像进行组合。
在步骤S181中，黑色插入处理单元271将与黑色图像组合后的图像作为3D图像提供到双凸透镜109，从而在显示单元108上显示该3D图像。
<第七实施例>
<图像处理装置的第七实施例的配置示例>
图70是示出应用本技术的图像处理装置的第七实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图70所示的与图33和图64的组成元件相同的组成元件。将适当地省略重复描述。
图70的图像处理装置290的配置与图33的图像处理装置150的配置的不同之处在于，新设置了黑色插入比率计算单元251和黑色插入处理单元291。
图70的图像处理装置290是第二实施例和第五实施例的组合，其基于面积比率area_r和面积比率area_l而组合左眼图像和右眼图像，并且将组合图像与黑色图像进行组合，从而生成3D图像。
具体地，黑色插入处理单元291基于从黑色插入比率计算单元251提供的每个子像素的黑色插入比率，针对每个子像素对混合处理单元107所生成的每个子像素的组合图像与黑色图像进行组合。黑色插入处理单元291将与黑色图像组合后的图像作为3D图像提供到双凸透镜109以显示在显示单元108上。
<图像处理装置的处理的描述>
图71是用于描述图70的图像处理装置290的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置290时开始。
由于图71的步骤S201至S212的处理与图54的步骤S51至S62的处理相同，因此将省略其描述。
在步骤S213中，黑色插入比率计算单元251使用表达式(44)，针对每个子像素基于面积比率计算单元154所计算的每个子像素的面积比率area_l和面积比率计算单元157所计算的每个子像素的面积比率area_r而确定黑色插入比率black_rate。黑色插入比率计算单元251将黑色插入比率black_rate提供到黑色插入处理单元291。
在步骤S214中，黑色插入处理单元291基于从黑色插入比率计算单元251提供的每个子像素的黑色插入比率black_rate而针对每个子像素对混合处理单元107所生成的组合图像与黑色图像进行组合。
在步骤S215中，黑色插入处理单元291将与黑色图像组合后的图像作为3D图像提供到双凸透镜109，从而在显示单元108上显示该3D图像。
<第八实施例>
<图像处理装置的第八实施例的配置示例>
图72是示出应用本技术的图像处理装置的第八实施例的配置示例的框图。
相同的附图标记被给予图72所示的与图55、图65和图70的组成元件相同的组成元件。将适当地省略重复描述。
图72的图像处理装置310的配置与图55的图像处理装置210的配置的不同之处在于，新设置了黑色插入比率计算单元251和黑色插入处理单元291。
图72的图像处理装置310是第三实施例和第五实施例的组合，其使用考虑视觉特性的表达式(43)、基于面积比率area_r和面积比率area_l对左眼图像和右眼图像进行组合，将所组合的图像与黑色图像进行组合，从而生成3D图像。
<图像处理装置的处理的描述>
图73是用于描述图72的图像处理装置310的显示控制处理的流程图。显示控制处理在例如左眼图像和右眼图像被输入到图像处理装置310时开始。
由于图73的步骤S231至S241的处理与图59的步骤S81至S91的处理相同，因此将省略其描述。另外，由于步骤S242至S244的处理与图71的步骤S213至S215的处理相同，因此将省略其描述。
<第九实施例>
<应用本技术的计算机的描述>
上述一系列处理可以由硬件来执行但是也可以由软件来执行。当这系列处理由软件来执行时，构成这样的软件的程序被安装到计算机中。这里，表述“计算机”包括合并有专用硬件的计算机以及在安装了各种程序时能够执行各种功能的通用个人计算机等。
图74是示出根据程序执行先前描述的一系列处理的计算机的硬件的示例配置的框图。
在该计算机中，中央处理单元(CPU)401、只读存储器(ROM)402以及随机存取存储器(RAM)403通过总线404相互连接。
输入/输出接口405还连接到总线404。输入单元406、输出单元407、存储单元408、通信单元409和驱动器410连接到输入/输出接口405。
输入单元406由键盘、鼠标、麦克风等构成。输出单元407由显示器、扬声器等构成。存储单元408由硬盘、非易失性存储器等构成。通信单元409由网络接口等构成。驱动器410驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等的可拆卸介质411。
在如上所述配置的计算机中，CPU 401经由输入/输出接口405和总线404将存储在例如存储单元408中的程序加载到RAM 403中，并且执行该程序。因此，执行上述系列处理。
要由计算机(CPU 401)执行的程序被提供为记录在作为封装介质等的可拆卸介质411中。另外，程序可经由有线或无线传输介质(诸如局域网、因特网或数字卫星广播)来提供。
在计算机中，通过将可拆卸介质411插入到驱动器410中，程序可以经由输入/输出接口405而被安装在存储单元408中。此外，程序可以经由有线或无线传输介质由通信单元409来接收并且被安装在存储单元408中。另外，程序可以预先安装ROM 402或存储单元408中。
应注意，计算机执行的程序可以是根据在本说明书中描述的顺序而以时间序列进行处理的程序或者并行地或在必要的定时(诸如调用时)进行处理的程序。
本技术的实施例不限于上述实施例。本领域技术人员应理解，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计要求和其它因素，可进行各种修改、组合、子组合和变更。
本技术也可以应用于例如屏障型显示装置。在该情况下，放大比率A被设置为1，并且双凸透镜由作为光屏蔽单元的光屏蔽屏障来取代。
例如，本公开可以采用通过由多个设备经由网络分配和连接一个功能而进行处理的云计算配置。
此外，上述流程图所描述的每个步骤可以由一个设备来执行或者可以通过分配多个设备来执行。
另外，在多个处理包括在一个步骤中的情况下，包括在这一个步骤中的多个处理可以由一个设备来执行或者可以通过分配多个设备来执行。
另外，本技术还可如下配置。
(1)一种图像处理装置，包括：
相位计算单元，被配置成计算投影到光屏蔽单元上的三维图像的像素的相位，所述光屏蔽单元限定显示单元上显示的所述三维图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及
混合处理单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位而针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，所述左眼图像和所述右眼图像被包括在所述三维图像中。
(2)根据(1)所述的图像处理装置，还包括：
面积比率计算单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位，计算所述三维图像的每个像素中所述左眼所见区域和所述右眼所见区域的面积比率，
其中，所述混合处理单元基于所述面积比率计算单元计算的面积比率，针对每个像素对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合。
(3)根据(2)所述的图像处理装置，其中，所述混合处理单元使用考虑到视觉特性的表达式，基于所述面积比率计算单元计算的面积比率，针对每个像素对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的图像处理装置，其中，所述相位计算单元基于观看位置来计算所述相位。
(5)根据(4)所述的图像处理装置，其中，所述相位计算单元使用下述表达式基于所述观看位置来计算所述相位：所述表达式考虑到所述光屏蔽单元在垂直于所述显示单元的屏幕的方向上的位置依照所述光屏蔽单元在平行于所述显示单元的屏幕的方向上的位置而不同。
(6)根据(4)或(5)所述的图像处理装置，其中，所述相位计算单元使用考虑到从所述显示单元发出的光被所述光屏蔽单元折射的表达式，基于所述观看位置来计算所述相位。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的图像处理装置，还包括：
投影转换单元，被配置成基于观看位置对所述左眼图像和所述右眼图像执行投影转换，
其中，所述混合处理单元对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合，其中所述左眼图像和所述右眼图像经过了所述投影转换单元的投影转换。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的图像处理装置，还包括：
黑色插入处理单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位，对黑色图像和通过所述混合处理单元的组合获得的图像进行组合。
(9)一种图像处理方法，包括：
由图像处理装置计算投影到光屏蔽单元上三维图像的像素的相位，所述光屏蔽单元限定显示单元上显示的所述三维图像的左眼所见的区域和右眼所见区域；以及
由所述图像处理装置基于在计算相位的步骤中计算的相位，针对每个像素对所述三维图像中包括的左眼图像和右眼图像进行组合。
(10)一种使得计算机用作以下单元的程序：
相位计算单元，被配置成计算投影到光屏蔽单元上的三维图像的像素的相位，所述光屏蔽单元限定显示在显示单元上的所述三维图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及
混合处理单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位而针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，所述左眼图像和所述右眼图像被包括在所述三维图像中。

Claims (6)

1.一种图像处理装置，包括：
相位计算单元，被配置成计算投影到光屏蔽单元上的三维图像的像素的相位，所述光屏蔽单元限定显示单元上显示的所述三维图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及
混合处理单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位而针对每个像素对左眼图像和右眼图像进行组合，所述左眼图像和所述右眼图像被包括在所述三维图像中，
其中，所述相位计算单元使用下述表达式基于观看位置来计算所述相位：所述表达式考虑到所述光屏蔽单元在垂直于所述显示单元的屏幕的方向上的位置依照所述光屏蔽单元在平行于所述显示单元的屏幕的方向上的位置而不同，或者
其中，所述相位计算单元使用考虑到从所述显示单元发出的光被所述光屏蔽单元折射的表达式，基于观看位置来计算所述相位。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
面积比率计算单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位，计算所述三维图像的每个像素中所述左眼所见区域和所述右眼所见区域的面积比率，
其中，所述混合处理单元基于所述面积比率计算单元计算的面积比率，针对每个像素对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述混合处理单元使用考虑到视觉特性的表达式，基于所述面积比率计算单元计算的面积比率，针对每个像素对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
投影转换单元，被配置成基于观看位置对所述左眼图像和所述右眼图像执行投影转换，
其中，所述混合处理单元对所述左眼图像和所述右眼图像进行组合，其中所述左眼图像和所述右眼图像经过了所述投影转换单元的投影转换。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
黑色插入处理单元，被配置成基于所述相位计算单元计算的相位，对黑色图像和通过所述混合处理单元的组合获得的图像进行组合。
6.一种图像处理方法，包括：
由图像处理装置计算投影到光屏蔽单元上的三维图像的像素的相位，所述光屏蔽单元限定显示单元上显示的所述三维图像的左眼所见区域和右眼所见区域；以及
由所述图像处理装置基于在计算相位的步骤中计算的相位，针对每个像素对所述三维图像中包括的左眼图像和右眼图像进行组合，
其中，使用下述表达式基于观看位置来计算所述相位：所述表达式考虑到所述光屏蔽单元在垂直于所述显示单元的屏幕的方向上的位置依照所述光屏蔽单元在平行于所述显示单元的屏幕的方向上的位置而不同，或者
其中，使用考虑到从所述显示单元发出的光被所述光屏蔽单元折射的表达式，基于观看位置来计算所述相位。
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