CN107005670B - 影像显示装置、影像显示系统以及影像显示方法 - Google Patents

影像显示装置、影像显示系统以及影像显示方法 Download PDF

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Abstract

即使在影像的收看者的收看位置、收看方向发生了变化的情况下，仍得到视觉辨认性恰好的影像显示。一种影像显示装置(1)，受理影像输入信号(10)的输入并显示基于影像输入信号(10)的影像，其具备：收看者检测部(16)，检测显示影像的屏幕(20)及收看影像的收看者的位置关系，生成包含其结果的收看者位置信息；图像处理部(100)，对由基于影像输入信号(10)的图像中的与收看者位置信息(17)对应地设定的部分区域构成的校正区域执行图像校正处理；以及影像显示部(200)，将基于实施了图像校正处理的校正影像信号(13)的影像显示于屏幕(20)。

Description

影像显示装置、影像显示系统以及影像显示方法
技术领域
本发明涉及对影像信号进行图像校正处理并显示的技术。
背景技术
近年来，影像显示装置的高精细化、高亮度化等性能提高，还出现了以投影映射(projection mapping)为代表的大规模的影像显示装置。在这样的沉浸型的显示装置中，通过对人的整个视野进行影像显示来实现高的沉浸感。另一方面，人类的视野虽然在水平方向、垂直方向上具有扩展，但一般而言在视野中还存在注视的区域(中心视野)和除此以外的区域(周边视野)，相对于在中心视野中还能够识别细致的影像，在周边视野中无法识别细致的影像。即，具有越是中心视野则影像的空间分辨率越高的特性。作为利用这样的人的视觉特性的影像显示装置的背景技术，有专利文献1。在该公报中，记载了“具备：影像提示部，提示影像；影像投影部，投影影像以使得在影像提示部中提示影像；以及驱动部，变更影像提示部和影像投影部的位置，影像投影部将影像提示部所提示出的影像中的包含观察者的注视点的预定区域的影像变更为高分辨率的影像，驱动部将所述位置变更为高分辨率的影像中的被摄体的尺寸与预定区域的影像中的被摄体的尺寸大致一致。”(摘要摘录)。
专利文献1：日本特开2010-153983号公报
发明内容
在上述专利文献1中，虽然叙述了依照影像的观察者的注视点的高分辨率化，但未叙述显示影像的部分(屏幕)和观察者的位置关系、两者的距离。在人类的视觉特性中，一般地在中心视野中特别是空间分辨率高的部分被认为在以注视点为中心的几度的视野的范围内。因此，该空间分辨率高的范围、即屏幕上的区域因观察者至屏幕的距离而变化。在上述现有技术文献中，未在用于控制影像显示的处理中叙述屏幕与观察者的距离。
另一方面，如果对整个屏幕进行高分辨率化，则用于图像处理的负荷变高，影像信号的数据量增大而在数据传输上不理想。这样，对于在实现高分辨率化的同时防止数据量增大这点，存在进一步的研究的余地。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在考虑数据量增加的同时还能够进行画质的提高的技术。
为了解决上述课题，本发明在受理影像输入信号的输入并显示基于所述影像输入信号的影像时，检测显示所述影像的显示画面及收看所述影像的收看者的位置关系，将基于所述影像输入信号的图像中的与所述位置关系对应的部分区域设定为校正区域，对所述校正区域执行图像校正处理，将基于与实施了所述图像校正处理的所述图的所述影像输入信号的所述影像显示于所述显示画面。
根据本发明，能够提供在考虑数据量增加的同时还能够进行画质的提高的技术。此外，除了上述以外的课题、结构以及效果通过以下实施方式的说明将更加明确。
附图说明
图1是示出第一实施方式的影像显示装置的概略结构的框图。
图2是示出图像处理部的内部结构的框图。
图3是示出校正区域决定数据例的图，(a)表示递增型、(b)表示线性型、(c)表示阶梯型。
图4是示出屏幕的俯视图与收看者的位置关系的图。
图5是示出校正区域以及校正特性的例子的图。
图6是示出屏幕和收看者的位置以及校正区域的位置的一个例子的图。
图7是示出屏幕20与收看者21的位置关系的图，(a)表示基准点(注视点)的x坐标、(b)表示基准点(注视点)的y坐标。
图8是示出考虑了从投影仪向屏幕的投影方向的显示控制的例子的图。
图9是示出与投影角度对应的反射增益以及校正增益的例子的图。
图10是示出影像显示装置的动作的流程的流程图。
图11是使用屏幕前视图而示出图像处理部的动作例的图。
图12是用前视图、俯视图示出将立体影像显示于屏幕的一个例子的图。
图13是示出第二实施方式中的校正区域的计算例的图，(a)表示左眼的情况、(b)表示右眼的情况。
图14是示出第三实施方式的图像处理部的结构例的框图。
图15是示出注视点的推测处理的图。
图16是示出第四实施方式的影像显示装置的结构的框图。
图17是示出第五实施方式的影像显示系统的概略结构的图。
图18是示出第六实施方式的影像显示系统的概略结构的图，示出向同一屏幕上重叠投影的情况的结构例。
图19是示出第六实施方式的影像显示系统的概略结构的图，示出向同一屏幕上重叠投影的情况的结构例。
(符号说明)
1：影像显示装置；20：屏幕；21：收看者；22：投影仪；30、31、32：校正区域。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式，但本发明并非一定限定于这些实施方式。此外，在说明实施方式的各附图中，对同一部件赋予同一符号，省略其重复的说明。
<第一实施方式>
在第一实施方式中，通过投影仪的结构来说明根据影像显示位置与收看者的位置关系对显示影像施加校正而显示的影像显示装置。此外，以下以正投影仪(frontprojector)为例子进行说明，但其形式也可以是背投电视机(rear projection TV)。另外，也可以是不进行面板的放大投影而使用液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器等直视平面显示器的显示装置。另外，影像显示装置不限于投影仪，只要是如电视机、游戏机那样投影、输出影像信号的装置，则其样式是任意的。关于这点，在以后的任意实施方式中也相同。
首先，参照图1以及图2说明第一实施方式的影像显示装置的概略结构。图1是示出第一实施方式的影像显示装置的概略结构的框图。图2是示出图像处理部的内部结构的框图。图3是示出校正区域决定数据例的图，(a)表示递增型、(b)表示线性型、(c)表示阶梯型。
图1的影像显示装置1构成为包括：输入信号处理部11，将影像输入信号10作为输入，例如通过IP变换、定标器等变换为内部影像信号12；图像处理部100，将内部影像信号12作为输入，执行本发明的高分辨率化处理而输出校正影像信号13；定时控制部14，将校正影像信号13作为输入，根据显示画面(在本实施方式中相当于屏幕20)的水平、垂直同步信号而生成显示控制信号15；以及光学系统装置200(相当于影像显示部)，显示影像。在本实施方式中，“图像”以及“影像”包括运动图像(影像)以及静止图像这双方。
光学系统装置200构成为包括：光源203，照射用于向屏幕20投影影像的光线；面板202，将显示控制信号15作为输入，针对每个像素调整来自光源203的光线的灰度而制作投射影像；以及镜头201，用于将投射影像放大投影到屏幕。
此外，在影像显示装置1是液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器等直视平面显示器的情况下，无需光学系统装置200的镜头201。用户直视面板202。
图像处理部100连接于收看者检测部16，该收看者检测部16检测收看投影到屏幕20的影像的收看者的位置而输出收看者位置信息17。收看者检测部16的样式不作特别限定，例如能够通过基于立体照相机的视差影像的距离测量、TOF传感器(距离图像传感器)等现有技术来实现。
图像处理部100还连接于视点检测部18，该视点检测部18检测收看者的视点而输出视点信息。视点检测部18构成为具备：照相机，拍摄收看者的眼球而生成眼球图像；以及运算部，从该眼球图像抽出拍摄有收看者的左右黑眼珠的区域，运算视点位置及视线方向。此外，该运算部的功能也可以由图像处理部100承担。在该情况下，视点检测部18将作为视点信息的眼球图像输出到图像处理部100。
图像处理部100根据收看者位置信息以及视点信息决定校正区域的位置、大小以及所述图像校正处理的校正特性中的至少一个，依照其决定内容对校正区域执行图像校正处理。
如图2所示，图像处理部100包括精细感提高处理部40、校正区域控制部41以及校正区域决定数据存储部43。精细感提高处理部40对基于内部影像信号12的图像的部分区域实施高精细化处理。以下，将作为高精细化处理的对象的部分区域称为校正区域。校正区域控制部41从收看者检测部16获取收看者位置信息17，用此决定校正区域，生成表示参数(例如增益、增强强度等)的区域控制信号42，该参数表示校正区域的坐标以及高精细化处理的内容。校正区域决定数据存储部43存储在校正区域控制部41决定校正区域时参照的校正区域决定数据。参照图3说明校正区域决定数据。
针对上述校正区域30的图像校正处理不过是一个例子而不限定于此。
一般而言，认为随着收看者接近屏幕而屏幕20的中心视野变窄，随着远离而中心视野变宽。因此，在本实施方式中，规定参数r相对距离d为增函数。例如，既可以如图3(a)所示参数r相对距离d递增，也可以如图3(b)所示线性地增加，还可以如图3(c)所示阶梯状地增加。校正区域决定数据是表示屏幕及收看者之间的距离d与规定校正区域的大小的参数r的关系的数据。此外，在本实施方式中，以图形形式图示校正区域决定数据，但也可以是函数、表格，对数据方式不作限定。
在图1的结构中，在收看者检测部16检测出收看者相对屏幕20的位置而输出收看者位置信息17后，图像处理部100根据收看者位置信息17进行内部影像信号12的高精细化处理。使用图4以及图5说明该处理的一个例子。
图4是表示屏幕20的俯视图与收看者21的位置关系的图。在图4中，设为收看者21相对于屏幕20正对屏幕20的X轴方向中央附近。在屏幕20的X轴方向(从收看者来看为左右方向)的左端部配置有作为收看者检测部16的TOF传感器16a。上述左端部是沿着水平方向的距离x的测量基准点。或者，也可以在屏幕20的左右各端部配置立体照相机。具备TOF传感器的收看者检测部16根据反射波计算检测点的轮廓(profile)28，使用直至轮廓28的各点的距离L和此时的激光相对屏幕20的照射角θ，通过以下式(1)求出各点与屏幕20为止的距离d。
d＝Lsinθ…(1)
然后，收看者检测部16将关于各点所求出的d中的最短的距离求出为收看者与屏幕20的距离，生成收看者位置信息。
图5是表示校正区域以及校正特性的例子的图。在屏幕20与收看者相距距离d的情况下，图像处理部100参照图3的校正区域决定数据而抽出针对距离d的参数r。另外，设定校正区域30，对该校正区域的内侧进行高精细化处理。
图像处理部100以使校正量在校正区域30的内侧为最大、使校正量随着远离校正区域30而衰减的方式校正。图5的衰减量是一个例子，如果减小倾斜，则能够减小校正区域30的边界附近的画质差，所以能够在视觉上进行自然的影像校正，反之能够通过增大倾斜而强行产生画质差。这样，关于校正特性，根据显示影像的品质、内容而任意选择即可。
使校正区域的大小根据收看者21的距离而变化。在收看者21的距离小于d的情况下，对图5的校正区域31的虚线所示的内部进行高精细化处理，在收看者21的距离大于d的情况下，对校正区域32的虚线所示的内部进行高精细化处理。即，如上所述，在人的视觉特性中，视野的空间分辨率高的区域有限，所以根据屏幕与收看者的距离对空间分辨率高的区域的显示影像进行高精细化，对除此以外的区域不进行高精细化。这样，通过控制高精细化区域，能够以更少的图像处理量来实现高精细且易于视觉辨认的影像显示。
接下来，参照图6，示出在进行对应于屏幕20与收看者21的位置的显示控制时考虑了屏幕的水平位置关系的一个例子。图6是示出屏幕20和收看者21的位置以及校正区域的位置的一个例子的图。
收看者检测部16检测屏幕20与收看者21的距离d和收看者相对屏幕20的水平位置的位置。在图6中示出了收看者21存在于从屏幕左端起距离a、从屏幕右端起距离b的位置的情况的例子。在该情况下，图像处理部100的精细感提高处理部40对屏幕20的前视图所示的校正区域30进行高精细化处理。
另外，与使用图4以及图5所说明的一个例子同样地，使校正区域30的大小根据从屏幕20至收看者21的距离d而变化。在收看者21的距离小于d的情况下，对校正区域31的内部进行高精细化处理，在收看者21的距离大于d的情况下，对校正区域32的内部进行高精细化处理。这样，通过在与收看者21的位置对应的屏幕20的水平位置进行高精细化处理，即使在收看者21进行了移动的情况下，也能够以更少的图像处理量来实现高精细且易于视觉辨认的影像显示。
接下来，参照图7，示出除了收看者21相对屏幕20的位置以外还考虑了收看者21的视线的方向的显示控制的一个例子。图7是表示屏幕20与收看者21的位置关系的图，(a)表示基准点(注视点)的x坐标、(b)表示基准点(注视点)的y坐标。收看者检测部16检测屏幕20与收看者21的距离d和从屏幕左端部起沿着X轴方向的距离a。另外，视点检测部18检测收看者21相对屏幕的视线的角度θ1。
校正区域控制部41能够根据这样检测出的距离d、θ1而求出屏幕20的注视位置。通过下式(2)能够求出图7(a)的基准点50的x坐标x50。
x50＝a+dtanθ1…(2)
同样地，如图7(b)所示，在收看者检测部16检测出从屏幕20的下端部起收看者21的眼睛的高度h并且视点检测部18检测出收看者21的视线的俯仰角α的情况下，通过下式(3)能够求出基准点50的y坐标y50。
y50＝h+dtanα…(3)
也可以收看者检测部16检测收看者的最高的部分(头顶部)，校正区域控制部41参照预先存储的从头顶部至眼睛的距离的解剖学上的数据而从该检测的高度减去该解剖学上的数据来求出眼睛的高度h。或者，也可以使用视点检测部18检测出的眼睛的位置信息。
校正区域控制部41以基准点50为中心，使用与距离d对应的参数r来设定校正区域30、31、32。这样，通过在与收看者21的位置以及视线方向对应的屏幕20的水平位置以及垂直位置进行高精细化处理，即使在收看者21的视线方向发生变化的情况下，也能够以更少的图像处理量来实现高精细且易于视觉辨认的影像显示。此外，在以上叙述中，考虑水平位置以及垂直位置这两方来决定校正区域，但也可以仅考虑水平位置或者垂直位置中的任一方来求出校正区域。
接下来，参照图8以及图9，说明除了收看者21相对屏幕20的位置、收看者21的视线的方向以外还考虑了从投影仪向屏幕的投影方向的显示控制的例子。图8是示出考虑了从投影仪向屏幕的投影方向的显示控制的例子的图。图9是示出与投影角度对应的反射增益以及校正增益的例子的图。
影像从图8的投影仪22自虚线23到虚线25所示的方向投影而显示于屏幕20。与图7中说明的一个例子同样地，收看者21与屏幕20相距距离d，作为视线方向，注视相对屏幕20呈θ1的角度方向。因此，收看者21注视从屏幕左端起距离(a+dtanθ1)、从屏幕右端起距离(b-dtanθ1)的位置。用箭头的虚线24表示该位置处的从投影仪22对屏幕20投影的影像、即光的入射方向，用箭头的虚线26表示来自屏幕20的反射光的方向。在该一个例子中，相对屏幕20以θ2的入射角度投影，以相同角度朝相反侧反射。在此，屏幕20具有各种光的反射特性，但一般是如图9所示对于反射方向以±0度为峰值的特性。因此，在本实施方式中，进行考虑了收看者21的视线方向和从屏幕20反射的投影仪22的投影光的角度的影像的校正量控制。
校正区域控制部41以基准点50为中心，使用与距离d对应的参数r来设定校正区域30、31、32。在此，根据上述的来自屏幕20的反射角度θ2和视线方向θ1使影像校正量变化，以便校正图9的反射特性。即，θ2-θ1是相对反射光的视线角度，所以根据该角度使影像的校正量例如按照图9的下图所示的特性而变化。通过该控制，无论收看者21的位置、视线方向如何，都能够实现易看的影像显示。在以上说明中，关于图9的反射特性，虽然与峰值增益的大小、角度对应的衰减量因屏幕而不同，但根据该特性选择影像的校正量即可。进而，在本实施方式的一个例子中，作为影像校正而说明了高精细化，但也可以使对比度校正量同样地变化，由此能够提高校正区域的视觉辨认性，通过将对比度与精细度一起提高，能够实现更易看的影像显示。
参照图10以及图11说明本实施方式的影像显示装置图像处理部的结构以及动作例。图10是示出影像显示装置的动作的流程的流程图。图11是使用屏幕前视图而示出图像处理部的动作例的图。
输入信号处理部11从未图示的影像信号供给源接收影像输入信号，对图像处理部100输出作为内部影像信号(S11)。影像供给源是指如PC、智能手机、电视机、录像重放设备那样输出图像信号的供给源。
与输入信号的获取并行地收看者检测部16计算收看者相对屏幕20的位置(距离d)。另外，视点检测部18检测收看者的视点的位置、视线方向(S21)。
例如如图7所示，校正区域控制部41在屏幕20上设定基准点50。校正区域控制部41既可以预先将基准点50设定于屏幕20的水平方向、垂直方向的中央，也可以由用户选择任意一点而设定。进而，校正区域控制部41也可以按照收看者位置信息17动态地设定基准点50，即每当收看者位置信息17被更新时就设定基准点50的X轴方向、Y轴向的坐标。
校正区域控制部41在设定基准点50时参照校正区域决定数据存储部43而读出与距离d对应的参数r(S22)。
然后，校正区域控制部41设定基准点50，将使用参数r决定的区域设定为校正区域30(参照图11)。校正区域控制部41生成表示校正区域30的位置的区域控制信号42(S23)。同时，如果有必要，则校正区域控制部41决定校正增益(参照图9)等校正参数，使该内容包含于区域控制信号42。校正区域控制部41将区域控制信号42输出到精细感提高处理部40。
在精细感提高处理部40中，依照该区域控制信号42对内部影像信号12进行高精细化处理，作为校正影像信号13而输出到定时控制部14(S24)。关于精细感提高处理部40的具体处理，只要是一般的影像信号的高频增强器那样的处理或恢复分辨率的超分辨率处理等能够提高影像的精细感的处理，则不作特别限定。
定时控制部14根据所输入的校正影像信号13生成显示控制信号15而向面板202输出，影像信号经由镜头201而被投影(S25)。之后，返回到步骤S11以及步骤S21，反复进行接收接下来的影像信号并且检测收看者的位置以及视线方向的处理。在图10中，环状地表示处理的流程，但如果没有影像信号的输入，则在S11中为待机状态，在关闭影像显示装置1的主电源时，执行用于结束的序列(未图示)，也结束图10的处理。
根据本实施方式，根据从屏幕20至收看者21的距离设定校正区域，对此进行高精细化处理，所以在提高接近收看者21的中心视野的区域的空间分辨率的同时，与对整个影像进行高精细化处理的情况相比能够降低与图像处理相关的负荷。
进而，在上述实施方式中，通过考虑视线方向来决定校正区域的位置，能够使校正区域追随收看者21的视点移动。
另外，通过考虑向投影仪的投影方向以及视线方向，能够校正相对屏幕的角度差异所致的图像的不清晰。
在以上说明中，以圆形图示了校正区域的形状，但不限于此，利用椭圆形、矩形也能够同样地得到本发明的效果。另外，至此为止以对所设定的校正区域的内部进行高精细化的方式进行了说明，但也可以以不对校正区域的内部进行高精细化而使校正区域的外部的精细度降低的方式校正。由此，校正区域的内部的精细度相对高于校正区域的外部，所以能够得到本发明的效果。
<第二实施方式>
第二实施方式是将本发明应用于立体影像的实施方式。以下，参照图12以及图13说明第二实施方式。图12是用前视图、俯视图示出将立体影像显示于屏幕20的一个例子的图。图13是示出第二实施方式中的校正区域的计算例的图，(a)表示左眼的情况、(b)表示右眼的情况。
在图12中，通过符号21a、21b图示收看者的左右眼的位置。据称人的眼睛在注视某一点的情况下左右眼观察不同的方向而感知到距离感，将左右各眼所观察的角度称为辐辏角。因此，在本实施方式的一个例子中，使用左右的视线方向将深度方向的高精细化位置增加到控制中。
在图12中，在将左眼21a所观察的方向设为θ3、将右眼21b所观察的方向设为θ4时，能够求出包含左右眼的间隔和从各个的角度至注视位置的距离d的注视位置。控制为对该注视点P30进行校正区域30所示的范围的高精细化处理。在一般的立体显示中，眼睛的注视位置处于屏幕上，但通过如本实施方式那样对实际的注视位置的影像进行高视觉辨认化，能够注视所显示的影像的位置，从而能够再现更接近于观察实物的影像。此外，根据收看者的距离d与上述实施方式同样地对校正区域30的范围进行控制。
图13中示出对图12所示的位置关系中的校正区域30进行的运算处理的一个例子。包含立体图像上的注视点P30的校正区域30实际上是由向屏幕20上投影的左眼21a视觉辨认的左眼图像和右眼21b视觉辨认的右眼图像的虚像所形成的点。因此，如图13(a)所示，校正区域控制部41使用从屏幕20至收看者21的距离d(此为收看者检测部16的检测值)、从屏幕左端部至收看者21的距离(视为至左右眼的中点的距离)a、辐辏角θ3，通过下式(4)求出左眼图像中的校正区域30被实际拍摄的区域30a的基准点50的x坐标x30a。
x30a＝a+w1×dtanθ3…(4)
其中，w1是随着d变大而变大的权重系数
同样地，如图13(b)所示，校正区域控制部41使用从屏幕20至收看者21的距离d、从屏幕左端部至收看者21的距离a、辐辏角θ4，通过下式(5)，求出右眼图像中的校正区域30被实际拍摄的区域30b的基准点50b的x坐标x30b。
x30b＝a-w2dtanθ4…(5)
其中，w2是随着d变大而变大的权重系数
另外，在将俯仰角设为α时，一般左右眼形成相同的俯仰角α。因此，能够通过上述式(3)求出用于形成针对注视点P30的校正区域30的左眼图像、右眼图像的基准点的y坐标。
根据本实施方式，在立体影像上有注视点的情况下，也能够对包含该注视点的部分区域进行高精细化处理，从而一并实现空间分辨率提高和数据量削减以及与图像处理相关的负荷降低。
<第三实施方式>
在第三实施方式中，在根据收看者的移动、视点的变化控制本发明中的高精细化处理的情况下，对该变化施加预测来控制。在一般的影像处理中，在处理过程中产生时间上的延迟。通过推测该延迟而推测接下来移动的场所来预先进行图像处理，能够实现更接近现实的显示。以下，参照图14以及图15说明第三实施方式。图14是示出第三实施方式的图像处理部100的结构例的框图。图15是示出注视点的推测处理的图。
如图14所示，图像处理部100a还具备视点移动推测部44。另外，将由收看者检测部16检测出的收看者位置信息和视点检测部18检测出的视点信息输入到视点移动推测部44。视点移动推测部44根据收看者位置信息以及视点信息来推测视点的移动目的地。根据图15说明该推测方法。
在图15的注视点51、注视点52沿着时间序列被输入到视点移动推测部44的情况下，视点移动推测部44求出注视点51、52的移动矢量60，对注视点52施加与移动矢量60相同量的移动矢量61的移动而求出注视点53。然后，视点移动推测部44将注视点53的坐标输出作为推测位置信息45。
校正区域控制部41根据推测位置信息45输出区域控制信号42。在精细感提高处理部40中，根据区域控制信号42进行内部影像信号12的高精细化处理，输出校正影像信号13。以后的动作与上述实施方式的一个例子相同。
根据本实施方式，能够事先校正接下来的视点位置的影像，所以能够实现无延迟而更自然的影像显示。此外，在上述说明中，说明了仅使用按时间序列得到的注视点51、52这2点的信息来求出移动矢量的一个例子，但信息无需是2点，根据2点以上的信息预测即可。
<第四实施方式>
第四实施方式是通过本发明中的影像显示装置还生成显示的影像的实施方式。以下，参照图16说明第四实施方式。图16是示出第四实施方式的影像显示装置的结构的框图。
图16所示的影像显示装置1a还具备影像积蓄部70以及影像生成部72并且收看者检测部16将收看者位置信息输出到影像生成部72，这点与第一实施方式的影像显示装置1的结构不同。
影像积蓄部70积蓄立体影像模型数据71，根据需要向影像生成部72输出立体影像模型数据71。影像生成部72进行立体影像模型数据71的视点变换处理，作为影像输入信号10经由输入信号处理部11输出到图像处理部100。此时，在影像生成部72的视点变换处理中，根据由收看者检测部16以及视点检测部18检测的收看者位置信息以及视线信息来进行处理。影像生成部72根据收看者位置信息以及视线信息对立体影像模型数据71进行显示的影像中的物体的大小、角度等的变换处理，生成与收看者所观察的方向对应的影像。
影像生成部72对实施大小、角度的变换处理而得到的立体影像模型数据71使用收看者位置信息以及视线信息来设定校正区域而实施高精细化处理。因此，影像生成部72相当于图像处理部100。
根据本实施方式，能够使用由收看者检测部16检测的信息进行立体影像模型数据71的视点变换处理以及收看者所注视的位置的高精细化处理，能够实现易看的立体影像显示。
<第五实施方式>
第五实施方式是变更进行高精细化的校正区域的压缩率和与校正区域不同的区域的压缩率的实施方式。以下，参照图17说明第五实施方式。图17是示出第五实施方式的影像显示系统的概略结构的图。
图17的影像显示系统3构成为将服务器300和影像显示装置1b进行通信连接。
服务器300具备影像积蓄部70、影像生成部72、影像压缩部74以及通信处理部76。服务器300例如是云(cloud)上的服务器个人电脑。
另一方面，影像显示装置1b在第一实施方式的影像显示装置1的基础上还具备通信处理部78以及影像解压部80。另外，收看者检测部16以及视点检测部18向通信处理部78输出收看者位置信息17a以及视点信息。另外，在本影像显示系统3中，通过服务器300执行高精细化处理，所以服务器300具备相当于图像处理部100的功能，而影像显示装置1b不具备该功能。
上述服务器300的通信处理部76和影像显示装置1b的通信处理部78经由网络77、例如因特网等公共线路、专用线路连接。
接下来，说明影像显示装置1b的动作。影像显示装置1b的通信处理部78将收看者位置信息以及视点信息发送到服务器300。服务器300的通信处理部76将接收到的收看者位置信息以及视点信息输出到影像生成部72。影像生成部72使用收看者位置信息以及视点信息对从影像积蓄部70获取到的立体影像模型数据71实施视点变换处理以及高精细化处理而生成影像信号73。因此，影像生成部72相当于图像处理部100。
影像生成部72将表示实施了高精细化处理的校正区域的位置的校正区域信息与影像信号73一起输出到影像压缩部74。影像压缩部74在根据校正区域信息变更针对影像信号73的校正区域和除了校正区域以外的区域(以下称为“校正外区域”)的压缩特性的同时，执行压缩处理。具体而言，影像压缩部74根据校正区域信息对校正区域内相对降低影像的压缩率，对校正外区域相对提高压缩率，而进行压缩处理。将压缩得到的影像信号(以下称为“压缩影像信号”)75以及校正区域信息从通信处理部76传输到影像显示装置1b。
所传输的压缩影像信号75以及校正区域信息被通信处理部78接收而被输出到影像解压部80。
影像解压部80参照校正区域信息所示的校正区域的位置及压缩率和校正外区域的位置及压缩率，进行压缩影像信号的解压处理，输出影像输入信号10。此后的处理与上述动作例相同。此外，图像处理部100也可以不进行高精细化处理而进行其它图像处理、例如降噪、轮廓强调处理、比特率的变换处理等，在不执行除了高精细化处理以外的图像处理的情况下，也可以不具备图像处理部100。
根据本实施方式，通过由与影像显示装置1b独立构成的信息处理装置(服务器300)执行高精细化处理，能够降低影像显示装置1b的图像处理的负荷。
进而，能够通过在降低实施了高精细化处理的校正区域的压缩率而确保影像品质的同时提高校正外区域的压缩率来减少传输的数据量。在本实施方式中，也与上述实施方式同样地，预测视点移动，根据预测出的位置信息进行各影像处理，从而能够实现延迟少的更自然的影像显示。
<第六实施方式>
第六实施方式是使用多台本发明中的影像显示装置的实施方式。以下的一个例子虽然以2台投影仪来进行说明，但不限于2台。以下，参照图18以及图19说明第六实施方式。图18示出两台影像显示装置向同一屏幕上重叠投影的情况的结构例。图19示出两台影像显示装置向同一屏幕上并排投影的情况的结构例。
在图18所示的影像显示系统4中，第一影像显示装置1c以及第二影像显示装置1d向同一屏幕上重叠投影。
第一影像显示装置1c包括：输入信号处理部11a，将影像输入信号10a作为输入而通过例如IP变换、定标器等变换为内部影像信号12a；图像处理部100a，将内部影像信号12a作为输入；定时控制部14a，将校正影像信号13a作为输入而根据显示画面的水平、垂直同步信号生成显示控制信号15a；以及光学系统装置200a，显示影像。图像处理部100a连接于收看者检测部16，该收看者检测部16检测收看投影到屏幕的影像的收看者的位置而输出收看者位置信息17。
光学系统装置200a包括：光源203a，照射用于向屏幕投影影像的光线；面板202a，将显示控制信号15a作为输入，针对每个像素调整来自光源203a的光线的灰度，制作投射影像；以及镜头201a，用于将投射影像放大投影到屏幕。
其次，第二影像显示装置1d是与第一影像显示装置1c同一结构。另外，与第一影像显示装置1c的图像处理部100a连接的收看者检测部16还与第二影像显示装置1d的图像处理部100b连接。在该结构中，首先，在将影像输入信号10a以及影像输入信号10b设为同一影像信号时，能够在第一影像显示装置1c和第二影像显示装置1d的各个影像显示装置中进行相同的影像处理而在屏幕上进行亮度为2倍的影像显示。
接下来说明显示立体影像的一个例子。首先，对影像输入信号10a输入立体影像的右眼用的影像，对影像输入信号10b输入左眼用的影像。第一及第二影像显示装置1c、1d分别根据收看者位置信息17进行右眼用、左眼用的影像处理而向屏幕投影。在此投影之际，在镜头与屏幕之间插入偏振方向不同的偏振片，并且戴着与该偏振对应的偏振眼镜来进行收看。由此，能够实现立体影像的收看。作为此时的偏振方式有直线偏振、圆偏振等，对偏振方式不作特别限定。
对这样显示的立体影像也通过根据收看者的位置进行高精细化处理，从而能够进行更自然而易看的显示。
在图19所示的影像显示系统4a中，第一影像显示装置1c以及第二影像显示装置1d向同一屏幕上并排投影。与图17的影像显示系统4不同之处是从第一影像显示装置1c的输入信号处理部11a得到第二影像显示装置1d的内部影像信号12b这点。即，输入信号处理部11a将与左右并排显示时的显示位置对应地分离出的影像输出为内部影像信号12a、内部影像信号12b，将各个内部影像信号分别输出到第一影像显示装置1c的图像处理部100a以及第二影像显示装置1d的图像处理部100b。由此，在左右并排显示时，通过根据收看者的位置进行高精细化处理也能够进行更自然而易看的显示。
另外，将图像处理部100a以及图像处理部100b连接。另外，图像处理部100a以及图像处理部100b分别检测视线位置，将推测出的信息相互输出到对方的图像处理部100b、100a，还使用从对方的图像处理部100b、100a获取到的视线位置信息来决定校正区域。由此，在第一影像显示装置1c的校正区域30逐渐接近屏幕1、2的边界线的情况下，第二影像显示装置1d能够检测到校正区域30逐渐接近本机的投影范围。由此，在基准点处于第一影像显示装置1c内而屏幕2仅包含校正区域30的一部分的情况下，第二影像显示装置1d也能够对该一部分区域实施高精细化处理。
由此，即使收看者的视点移动而越过屏幕1、屏幕2的边界线，也能够收看更流畅的高精细化影像。
上述各实施方式并不限定本发明，在不脱离本发明的要旨的范围内有各种变更方案，它们也属于本发明的技术范围。另外，还能够任意地组合上述第一实施方式至第六实施方式中的各个实施方式。
另外，在以上叙述中，以将收看者位置信息以及视点信息一同使用来求出校正区域为例进行了说明，但也可以仅使用收看者位置信息或者仅使用视点信息来求出校正区域。
进而，在上述各实施方式中，对1个图像(在影像信号的情况下也可以改称为1个帧)图示1个校正区域而进行了说明，但在有多个收看者的情况下，也可以设定以各收看者的注视点为基准的校正区域。即，也可以对1个图像设定多个校正区域。

Claims (13)

1.一种影像显示装置，受理影像输入信号的输入并显示基于所述影像输入信号的影像，该影像显示装置具备：
收看者检测部，检测显示所述影像的显示画面及收看所述影像的收看者的位置关系，生成包含其结果的收看者位置信息；
图像处理部，根据所述收看者位置信息对基于所述影像输入信号的图像设定校正区域，与所述收看者位置信息中的所述显示画面至所述收看者的距离对应地，变更所述校正区域的大小，对变更后的所述校正区域实施图像校正处理，以使得所述校正区域中的视觉辨认性高于所述校正区域以外的区域；以及
影像显示部，将基于与实施了所述图像校正处理的所述图像的所述影像输入信号的所述影像显示于所述显示画面。
2.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，
所述图像处理部在所述距离相对近的情况下，相对减小所述校正区域的大小，在所述距离相对远的情况下，相对增大所述校正区域的大小。
3.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，
所述图像处理部根据所述收看者位置信息决定所述校正区域的位置、大小以及所述图像校正处理的校正特性中的至少一个，依照其决定内容执行所述图像校正处理。
4.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，
所述收看者检测部检测从所述显示画面至所述收看者的距离、从所述显示画面的测量基准点至所述收看者的沿着水平方向的距离以及从所述显示画面的测量基准点至所述收看者的眼睛的高度中的至少一个而作为所述位置关系。
5.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，
还具备视点检测部，该视点检测部检测所述收看者的视点位置以及视线方向中的至少一个而输出视点信息，
所述图像处理部还使用所述视点信息来决定所述校正区域的位置。
6.根据权利要求5所述的影像显示装置，其特征在于，
所述影像显示部是向所述显示画面投影所述影像的影像投影部，
所述图像处理部还使用所述影像投影部投影时的相对所述显示画面的角度、所述显示画面的反射特性来决定所述校正区域的大小以及校正特性中的至少一个。
7.根据权利要求5所述的影像显示装置，其特征在于，
所述影像显示部是向所述显示画面投影所述影像的影像投影部，
所述视点检测部检测收看通过所述影像投影部而显示的所述影像的所述收看者的左右眼的辐辏角，
所述图像处理部对与利用所述辐辏角求出的空间上的注视点对应的、所述显示画面上的所述影像所包含的所述校正区域进行所述图像校正处理。
8.根据权利要求5所述的影像显示装置，其特征在于，
所述图像处理部根据所述视点信息的过去的历史推测所述收看者的视点方向，根据视点移动的推测位置设定所述校正区域。
9.根据权利要求8所述的影像显示装置，其特征在于，
所述图像处理部从与本装置不同的其它影像显示装置获取表示所述其它影像显示装置推测出的所述视点移动的推测位置的信息，用此对输入到所述本装置的所述影像输入信号执行所述图像校正处理。
10.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，
所述图像处理部对所述校正区域进行精细度校正以及对比度校正中的至少一个。
11.一种影像显示系统，包括：
服务器，对影像输入信号进行图像校正处理；以及
影像显示装置，从该服务器接收所述图像校正处理后的影像信号而显示基于所述影像信号的影像，
所述影像显示装置具备：
收看者检测部，检测显示所述影像的显示画面及收看所述影像的收看者的位置关系，生成包含其结果的收看者位置信息；
装置侧通信处理部，将所述收看者位置信息发送到所述服务器；
影像解压部，将压缩图像解压；以及
影像显示部，在所述显示画面显示所述影像，
所述服务器具备：
服务器侧通信处理部，接收所述收看者位置信息；
图像处理部，根据所述收看者位置信息对基于所述影像输入信号的图像设定校正区域，与所述收看者位置信息中的所述显示画面至所述收看者的距离对应地，变更所述校正区域的大小，对变更后的所述校正区域执行所述图像校正处理，以使得所述校正区域中的视觉辨认性高于所述校正区域以外的区域；以及
压缩处理部，以使所述校正区域的压缩率相对低而使校正外区域的压缩率相对高的方式对所述图像校正处理后的图像实施压缩处理，该校正外区域是所述图像中的与所述校正区域不同的区域，
所述服务器侧通信处理部将所述压缩处理后的所述图像发送到所述影像显示装置，
所述装置侧通信处理部接收所述压缩处理后的所述图像，
所述影像解压部对接收到的所述压缩处理后的所述图像实施解压处理。
12.根据权利要求11所述的影像显示系统，其特征在于，
所述服务器受理立体图像数据的输入作为所述影像信号，
所述图像处理部根据所述收看者位置信息进行变换所述立体图像数据的大小以及角度中的至少一个的处理，对该变换后的所述立体图像数据设定所述校正区域。
13.一种影像显示方法，受理影像输入信号的输入并且显示基于所述影像输入信号的影像，该影像显示方法包括如下步骤：
检测显示所述影像的显示画面及收看所述影像的收看者的位置关系的步骤；
根据所述位置关系对基于所述影像输入信号的图像设定校正区域的步骤；
与所述收看者位置信息中的所述显示画面至所述收看者的距离对应地变更所述校正区域的大小的步骤；
对变更后的所述校正区域执行图像校正处理以使得所述校正区域中的视觉辨认性高于所述校正区域以外的区域的步骤；以及
将基于与实施了所述图像校正处理的所述图像的所述影像输入信号的所述影像显示于所述显示画面的步骤。
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