JP2002223458A - Stereoscopic video image generator - Google Patents

Stereoscopic video image generator

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JP2002223458A
JP2002223458A JP2001018802A JP2001018802A JP2002223458A JP 2002223458 A JP2002223458 A JP 2002223458A JP 2001018802 A JP2001018802 A JP 2001018802A JP 2001018802 A JP2001018802 A JP 2001018802A JP 2002223458 A JP2002223458 A JP 2002223458A
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JP
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image
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stereoscopic image
position
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Application number
JP2001018802A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ide
Sumio Yano
真司 井出
澄男 矢野
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai <Nhk>
日本放送協会
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic video image generator that can reproduce a natural and easy to see stereoscopic video image by eliminating a cause to a visual fatigue attended with display of the stereoscopic video image without a visual load.
SOLUTION: A distance distribution calculation section 11 obtains a correlation between two left right images divided into blocks, obtains the distribution of parallax on the basis of the correlation and calculates a distance from a display face to a center of a depth range of a stereoscopic video image. A stereoscopic video image display position control section 12 controls the center on the basis of the calculated distance to move the center onto the display image in reproduction. A depth calculation section 13 calculates the depth of the stereoscopic video image and a stereoscopic video image depth control section 14 controls the depth to be within a depth of focus of an eyeball optical system. Thus, the congestion and regulation of both eyes are exquisitely interlocked to bring the depth of the stereoscopic video image within an area of a both-eye fusion function.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過度の両眼視差による視覚疲労を軽減し、視覚的に負担がなく、自然で見やすい立体映像作成装置に関する。 The present invention relates to is to reduce the visual fatigue due to excessive binocular disparity, visually there is no burden, on the easy-to-read a natural three-dimensional image creation device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】立体映像を得るためには、まず、人間の視覚の性質を十分に把握する必要がある。 To obtain the Related Art stereoscopic image, it is first necessary to fully understand the nature of human vision. われわれが周囲の空間を奥行きをもって立体的に把握する際、いろいろな手がかりが用いられる。 It when stereoscopically grasped with the depth of the surrounding space, different cues is used. この手がかりとしては、単眼によるものもあるが、両眼によるものもある。 As the cue, but also by monocular, also by both eyes.

【0003】われわれが両眼を利用してある物体を眺めたとき、この物体を立体として把握する場合、両眼は、 [0003] When we look at the object that is using both eyes, if you want to grasp the object as a three-dimensional, both eyes,
その対象の上で視線が交わるように内向きに回転し、水晶体と呼ばれる目のレンズの厚さを変えることによりピント調節が行われる。 It rotated inwardly so as to intersect the line of sight on the object, focusing is performed by changing the thickness of the lens of the eye called the lens. この内向きに回転する両眼の運動は、輻輳(ふくそう)運動と呼ばれ、水晶体の動きは、 Movement of both eyes, which rotates the inward is called the congestion movement, the movement of the lens is,
調節(Accomodation)運動と呼ばれる。 Adjustment (Accomodation) is referred to as a movement.

【0004】図6は、この輻輳と調節との関係を示す説明図である。 [0004] FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a regulatory and this congestion. この図6は、眼機能の検査で広く使用されるDondersの輻輳線と呼ばれる図であり、輻輳運動と調節運動とは直線Pで示すような関係になるといわれ、連動している。 FIG 6 is a diagram called congestion line Donders widely used in eye examination functions, the adjusting movement and congestion exercise is said to be a relation as indicated by the straight line P, it is linked. この調節量及び輻輳量を逆数で表せば、輻輳量と調節量との関係は領域Qとして表され、この領域Q内では、視対象の同一視が可能といわれている。 Expressed this adjustment amount and congestion amount inverse relationship between the convergence amount and adjustment amount is expressed as the area Q, Within this region Q, it is said that can equate visual target.

【0005】われわれが両眼を利用して空間を立体的に把握する場合、立体の奥行きの判断に特に重要となるのは、輻輳と両眼視差である。 [0005] If we stereoscopically grasp space by using binocular, become particularly important to the determination of the three-dimensional depth is congestion and binocular disparity. 両眼視差とは、両眼の網膜上の像に生じたずれ量をいう。 The binocular parallax refers to a shift amount caused on the image on the retina of both eyes. われわれが、ある物体を眺めたとき、注視しているポイント、即ち、注視点では、両眼視差はないが、この注視点と離れた位置では、 We, when viewing a certain object, point gazing, that is, the gazing point, but binocular disparity is not, at a distance with the gaze point,
両眼視差が生ずる。 Binocular disparity occurs. この両眼視差がある範囲以内ならば、われわれは、ある物体を二重像としてではなく一つのものとして見ることができる。 If within a certain range the binocular disparity, we can see an object as one rather than as a double image. これは両眼融合機能と呼ばれる機能である。 This is a feature called binocular fusion function.

【0006】図7は、両眼融合機能を示す説明図である。 [0006] Figure 7 is an explanatory diagram showing a binocular fusional function. 両眼で点Fを注視しているとき、心理的に等距離に感じられる面がある。 When gazing at the point F in both eyes, psychologically there is surface feel equidistant. この面は、ホロプタ(Horopter) This surface, horopter (Horopter)
と呼ばれる面であり、ホロプタは、図7に示すように、 A surface called, horopter, as shown in FIG. 7,
両眼視差ゼロの軌跡を描くことにより表される。 Represented by the locus of the binocular parallax zero.

【0007】このホロプタの前後の位置では、両眼の網膜上の像にずれが生じるが、このずれの量が、図中、点Aで示すように斜線の範囲内であるときは、両眼の網膜上の像は、われわれの脳内の情報処理によって、融合して1つのものとして見え、明確な奥行き感として知覚される。 [0007] In the position of the front and rear of the horopter, but shift the image on the retina of both eyes occurs, when the amount of this shift, in the figure, is in the range of hatched as shown by point A binocular the image on the retina, the information processing of our brain, seen as one fused, is perceived as a clear sense of depth. しかし、点Bで示すように、この範囲内からはずれたとき、両眼の網膜上の像は、われわれの脳内の情報処理において融合することなく、一般的には二重像として知覚される。 However, as shown at point B, when deviating from this range, the image on the retina of both eyes, without fusing in our information processing in the brain, is generally perceived as a double image . この斜線の領域はパナムの融合域(Panu Fusion area of ​​the shaded area is Panum's (Panu
m's Fusion Area)と呼ばれる領域である。 m's is a Fusion Area) and the area called. 即ち、この両眼融合機能を有することにより、物体の凹凸している方向に応じて、その物体(両眼の網膜上の像)が前あるいは後ろに奥行きをもって感じられる。 That is, this by having a binocular fusion function, depending on the direction that irregularities of an object, the object (image on the retina of both eyes) is felt to have a depth before or behind.

【0008】両眼融合機能は比較的広い範囲で生じ、測距に用いる器具に見られるように、両眼の像は、両眼間が大きく離れた状態でも融合し、単一像として視覚される。 [0008] binocular fusional function occurs within a relatively wide range, as seen in the instrument used for the distance measurement, the binocular image also fused in a state between both eyes are far apart, visually as a single image that. また、図6にも示すように、両眼の像は、調節を一定に保ったままでも融合する。 Further, as shown in FIG. 6, the image of both eyes is fused even while maintaining the adjusted constant.

【0009】このような人間の視覚の性質を利用して、 [0009] by utilizing the property of such human vision,
日常われわれが見ている世界と変わらないような立体感と臨場感に富む画像を擬似的に作り出すための装置が立体映像作成装置である。 Apparatus for creating an image rich in realism and three-dimensional effect, such as no different from the world that everyday we have seen in a pseudo manner is a three-dimensional image creation device.

【0010】かかる立体映像作成装置では、被写体を2 [0010] In such a three-dimensional image generation device, the subject 2
方向から撮影し、2つの画像を得る。 Taken from the direction, to obtain two images. この撮影された2 The captured 2
つの画像を情報処理して、偏光フィルタやレンチキュラスクリーン等を備えた表示装置の表示画面上であるディスプレイ等に表示することにより、被写体が立体映像として再生される(作成される)。 One image by processing the, by displaying on a display or the like is on the display screen of the display apparatus equipped with a polarizing filter or a lenticular screen or the like, subject (created) is reproduced as stereoscopic images.

【0011】図8は、立体映像を得るための撮影方法を示す説明図である。 [0011] Figure 8 is an explanatory diagram showing an imaging method for obtaining a stereoscopic image. 撮影方法としては、平行法と交差法がある。 As imaging method is parallel method and the crossing method. いずれも2つの撮影カメラが直線上に所定の間隔(例えば瞳孔間隔:65mm)をもって配置されるが、平行法では、図8(a)に示すように、2つのカメラが、その光軸が平行となるように設置され、交差法では、図8(b)に示すように、2つのカメラが、その光軸が被写体空間中で交差するように設置される。 Any two imaging cameras is predetermined on a straight line interval (e.g. pupil distance: 65 mm) but is arranged with, the parallel method, as shown in FIG. 8 (a), the two cameras, the optical axis is parallel to is disposed such that, in the crossing method, as shown in FIG. 8 (b), 2 two cameras, the optical axis is disposed so as to intersect in the object space.

【0012】両眼融合機能を利用して立体映像を表示するには、再生像までの距離、あるいは大きさの再生を幾何学的に正しく行うために、一般に、表示画面がひずまない「無ひずみ条件」での撮像、表示が望ましいとされている。 [0012] To display a stereoscopic image using binocular fusion function, the distance to the reproduced image, or the size of the playback in order to perform geometrically correct, generally not distort the display screen "undistorted imaging of the condition "there is a display is desired.

【0013】図9は、無ひずみ条件の説明図である。 [0013] FIG. 9 is an explanatory diagram of a strain-free conditions. この図9(a)に示す2つの撮影カメラの間隔d1、図9 Distance d1 of the two imaging camera shown in FIG. 9 (a), 9
(b)に示す人間の眼の瞳孔間隔d2及び左画面と右画面のずれ量d3すべてを等しく設定することにより、この無ひずみ条件は満たされる。 Shift amount of the pupil distance d2 and the left screen and the right screen of the human eye as shown in (b) d3 by setting equal all, the non-strain condition is satisfied.

【0014】このような無ひずみ条件の下で得た画像を用い、両眼視差を利用して立体映像を再生するには、得られた2つの画像を、左右の目にそれぞれ提示する。 [0014] Using the image obtained under such free strain condition, to play a three-dimensional image using binocular parallax, the two images obtained are presented on the left and right eyes. 2
つの画像を左右の目に提示する方式としては、例えば、 One of the images as the method of presenting the left and right eyes, for example,
偏光フィルタ方式、時分割立体方式等がある。 Polarizing filter method, there is a time-division stereoscopic method, or the like.

【0015】偏光フィルタ方式は、偏光フィルタを2つのカメラに取り付けて左右画像をスクリーンに投写し、 The polarizing filter method is to project the left and right images on the screen by attaching a polarizing filter to the two cameras,
直交する偏光フィルタ付きメガネで投写された映像を観察することにより立体映像を再生する方式であり、時分割立体方式は、視差のある左右画像を継続的に交互に切り換えて両眼に提示すると同時に、シャッタメガネをかけ、このシャッタメガネを、左右画像の切り換えと同期させて交互に開閉することにより立体映像を再生する方式である。 A method for reproducing a stereoscopic image by observing the image projected by the polarizing filter glasses orthogonal time division stereoscopic method, when presented by switching the continuously alternating left and right images with parallax to both eyes at the same time , wearing the shutter glasses, the shutter glasses, a method for reproducing a stereoscopic image by alternately opened and closed in synchronization with the switching of the left and right images. 尚、立体映像を再生する方式は、この方式に限られるものではなく、この他にも、例えば、立体鏡方式のような光路による分離方式等、様々な方式がある。 Incidentally, a method for reproducing a stereoscopic image is not limited to this method, the addition to, for example, such separation method using the optical path, such as a stereoscopic scheme, there are various schemes.

【0016】このような方式を用いて2つの画像をスクリーンに表示したとき、この画像の各点が両眼に対応するそれぞれの点となる。 [0016] When displaying the two images using such a scheme in the screen, and each point of each point of the image corresponds to both eyes. このスクリーンの観視者が奥行きのある物体の一点を注視した場合、注視点に関しては、両眼視差はゼロとなるが、この注視点からずれたところでは、両眼視差が生じる。 If viewer of the screen is gazing at a point of an object with depth, with respect to the fixation point, binocular parallax is zero, in place shifted from the fixation point, binocular parallax occurs.

【0017】しかし、前記した両眼融合機能により、観視者は、表示画面に表示された立体映像を奥行きのあるものとして見ることになる。 [0017] However, the binocular fusional function described above, the viewer will see a three-dimensional image displayed on the display screen as having a depth. この両眼融合機能は、前記したように広い範囲で生じるため、観視者は、広い範囲でこの立体映像を単一像としてみることができる。 The binocular fusion function, to produce a wide range as described above, the viewer may be seen as a single image the three-dimensional image in a wide range.

【0018】 [0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような従来の立体映像作成装置で作成された立体映像を、表示装置によって表示した場合、観視者の視覚疲労が重要な問題となる。 [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, a stereoscopic image created by such a conventional stereoscopic image creating device, when displayed by the display device, visual fatigue of the viewer is an important problem. 即ち、観視者は、従来の立体映像作成装置で作成された立体映像を見ていると、観視者の脳内の情報処理である両眼融合機能によって、両眼視差の大きな範囲においても、作成された立体映像を単一像として捉えようとするので、脳内の情報処理に無理が生じ、その結果、観視者は、目の疲れ(視覚疲労)を感じる。 That is, the viewer, when looking at the stereoscopic images created by the conventional stereoscopic image producing device, by binocular fusion function is an information processing in the brain of the viewer, even in a large range of binocular parallax , because it will capture the three-dimensional image that has been created as a single image, impossible is generated in the information processing in the brain, as a result, the viewer may feel eyestrain (visual fatigue). また、奥行きのある物体の一点をより詳細に見るためには、スクリーン上に表示された画像にピントを合わせる必要があるが、両眼での注視点と、調節する奥行き方向の位置とが大きくずれてくると、これが視覚疲労の原因ともなる。 Further, in order to see a point of an object having a depth greater detail, it is necessary to focus on the image displayed on the screen, large and gaze point with both eyes, the position of the adjustment to the depth direction When the shift is coming, this is also a cause of visual fatigue.

【0019】本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、このような視覚疲労の原因を解消し、視覚的に負担がなく、自然で見やすい立体映像表示装置を提供することを目的とする。 [0019] The present invention has been made in view of the above problems, aims to eliminate the cause of such visual fatigue, visually no burden to provide easy-to-view stereoscopic image display device is natural to.

【0020】 [0020]

【課題を解決するための手段】このため請求項1の発明にかかる立体映像作成装置は、被写体を撮影カメラを用いて撮影し、撮影される被写体の2つの画像を表示画面上に表示し、これらの画像から両眼視差を利用して前記被写体の立体映像を作成する立体映像作成装置において、前記表示画面上に表示される2つの画像を、それぞれ所定領域に分割し、分割された2つの所定領域毎に相関度を求め、得られた相関度に基づいて、作成される立体映像と前記表示画面との距離の分布を算出する距離分布計算部と、この距離分布計算部によって算出された距離の分布に基づいて、前記表示画面上に表示される2つの画像の位置を制御することにより、作成される立体映像の位置を前記表示画面の位置に対応するように制御する立体映像表示位置 Stereoscopic image generating apparatus according to the invention of claim 1 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the taken using the photographic camera subject, to display the two images of an object to be photographed on the display screen, the stereo image generating apparatus for generating a stereoscopic image of the object by using binocular parallax from these images, the two images displayed on the display screen, respectively divided into a predetermined area, the two divided the correlation degree for each predetermined region, based on the degree of correlation obtained, and the distance distribution calculation unit that calculates a three-dimensional image that is created a distribution of distances between the display screen, which is calculated by the distance distribution calculation unit distance based on the distribution, the by controlling the positions of the two images displayed on the display screen, the stereoscopic image display position to control so that the position of a stereoscopic image corresponding to the position of the display screen to be created 御部と、この立体映像表示位置制御部によって位置が制御された立体映像の2つの画像の対応点を求め、当該対応点毎に作成される立体映像の奥行きを計算する奥行き計算部と、この奥行き計算部によって計算された計算結果に基づいて、作成される立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、当該奥行きを制御する立体映像奥行き制御部と、を備えるようにしたものである。 And control unit obtains the corresponding points of two images of a stereoscopic image whose position is controlled by the three-dimensional image display position control unit, and the depth calculating unit that calculates the depth of a stereoscopic image is created for each said corresponding point, the based on the calculation results calculated by the depth calculation unit, the depth of the stereoscopic image to be created so that within the depth of focus of the ocular optical system, and so comprises a stereoscopic image depth controller for controlling the depth, the it is intended.

【0021】また、請求項2の発明にかかる立体映像作成装置は、直線上或いは略円弧線上に光軸間隔をもって配置された2つの撮影カメラを用いて被写体を撮影し、 Further, a stereoscopic image generating apparatus according to a second aspect of the invention, by photographing a subject using a straight line or two imaging cameras arranged with the optical axis intervals on substantially arcuate line,
得られた2つの画像を表示画面上に表示し、表示された2つの表示画像から両眼視差を利用して前記被写体の立体映像を作成する立体映像作成装置において、前記表示画面上に表示された2つの表示画像を、それぞれ所定領域に分割し、分割された2つの所定領域の相関度を所定領域毎に求め、得られた相関度に基づいて、作成される立体映像と前記表示画面との距離の分布を算出する距離分布計算部と、この距離分布計算部によって算出された距離の分布に基づいて、表示画面上に表示された2つの画像の位置関係を制御することにより、作成される立体映像の位置を表示画面の位置と対応するように制御する立体映像表示位置制御部と、この立体映像表示位置制御部によって位置が制御された立体映像の2つの表示画像の対応点を求め、 Two images obtained displayed on a display screen, the stereoscopic image generating apparatus for generating a stereoscopic image of the object by using binocular parallax from two display images displayed, are displayed on the display screen and the two display images, respectively divided into a predetermined area, the correlation of the divided two predetermined regions for each predetermined region, based on the degree of correlation obtained, and the display screen and a stereoscopic image to be created a distance distribution calculation unit for calculating a distribution of distances, based on the distribution of the distance calculated by the distance distribution calculation unit, by controlling the positional relationship between the two images displayed on the display screen is created a three-dimensional image display position control unit that controls to correspond to the position of the display screen the position of the stereoscopic image, the corresponding points of the two display images of a stereoscopic image whose position is controlled by the three-dimensional image display position control unit determined that , 該対応点毎に作成される立体映像の奥行きを計算する奥行き計算部と、この奥行き計算部によって計算された計算結果に基づいて、立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、当該奥行きを制御する立体映像奥行き制御部と、を備えるようにしたものである。 And the depth calculating unit that calculates the depth of a stereoscopic image is created for each said corresponding points, based on the calculation results calculated by the depth calculation unit, as the depth of a stereoscopic image is within the depth of focus of the eye's optical system is obtained by so comprises a stereoscopic image depth controller for controlling the depth, the.

【0022】かかる構成によれば、前記表示画面上に表示された2つの表示画像は、距離分布計算部により、それぞれ所定領域に分割され、分割された2つの所定領域の相関度が所定領域毎に求められ、得られた相関度に基づいて、作成される立体映像と表示画面との距離の分布が算出される。 According to such a configuration, two display images displayed on the display screen, the distance by distribution calculation unit are respectively divided into a predetermined area, correlation of the divided two predetermined regions are predetermined area sought, based on the obtained correlation, the distance between the stereoscopic image and a display screen to be created distribution is calculated.

【0023】表示画面上に表示された2つの画像の位置は、算出された距離の分布に基づいて立体映像表示位置制御部によって制御され、作成される立体映像の位置が表示画面の位置と対応するように制御される。 The positions of the two images displayed on the display screen is controlled by a three-dimensional image display position control unit based on the distribution of the calculated distance, the corresponding position of the stereoscopic image to be created and the position of the display screen It is controlled to.

【0024】位置が制御された立体映像の2つの表示画像の対応点は奥行き計算部によって求められ、対応点毎に作成される立体映像の奥行きが計算される。 The corresponding point of two display images of a stereoscopic image whose position is controlled is determined by the depth calculation unit, the depth of the stereoscopic image is created for each corresponding point is calculated. この計算結果に基づいて、立体映像の奥行きは、奥行き計算部によって計算された計算結果に基づいて、立体映像奥行き制御部により、眼球光学系の焦点深度内となるように制御される。 Based on this calculation result, the depth of the stereoscopic image, based on the calculation results calculated by the depth calculation unit, by the stereoscopic image depth control unit, is controlled to be within the focal depth of the ocular optical system.

【0025】このように、作成される立体映像の位置は表示画面の位置に対応するので、輻輳と調節は一致する。 [0025] Thus, since the position of a stereoscopic image to be created corresponds to the position of the display screen, convergence and regulation is consistent. また、立体映像の奥行きは眼球光学系の焦点深度内となり、この眼球光学系の焦点深度内では、両眼の輻輳と調節がうまく連動するので、制御された表示画像を両眼で注視しても、両眼視差は軽減され、両眼での注視点と調節する奥行き方向の位置における像はうまく融合し、視覚疲労は軽減される。 Further, the depth of the 3D image must be within the focal depth of the ocular optical system, within the depth of focus of the eye's optical system, since the regulation and congestion of both eyes to work well, gazing controlled display image with both eyes also, binocular parallax is reduced, the image at the fixation point and the depth direction of the position where the adjustment of both eyes is successfully fused, visual fatigue is reduced.

【0026】 [0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. まず、第1の実施の形態について説明する。 First, a description will be given of a first embodiment. 図1は、第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment. 第1の実施の形態の立体映像作成装置1 Stereoscopic image generating apparatus of the first embodiment 1
は、距離分布計算部11と、立体映像表示位置制御部1 It is a distance distribution calculation unit 11, a stereoscopic image display position control unit 1
2と、奥行き計算部13と、立体映像奥行き制御部14 2, a depth calculation unit 13, a stereoscopic image depth control unit 14
と、を備えて構成されている。 It is configured to include a and.

【0027】距離分布計算部11は、立体映像をブロック状に分割し、立体映像から表示画面としてのスクリーンまでの距離分布を算出するブロックである。 The distance distribution calculation unit 11 divides the stereo image into blocks, a block for calculating the distance distribution to the screen as a display screen from the stereoscopic video. 立体映像表示位置制御部12は、距離分布計算部11によって算出された距離分布に基づいて、作成される立体映像の位置を移動し、表示画面の位置と対応するように制御するブロックである。 Three-dimensional image display position control unit 12, a distance based on the distance distribution calculated by the distribution calculating unit 11, to move the position of a stereoscopic image to be created is a block for controlling so as to correspond to the position of the display screen.

【0028】奥行き計算部13は、立体映像の各画素ごとに視差を算出し、立体映像の奥行きを計算するブロックである。 The depth calculation unit 13 calculates the parallax for each pixel of the three-dimensional image, a block for calculating the depth of a stereoscopic image. 立体映像奥行き制御部14は、奥行き計算部13によって計算された計算結果に基づいて、立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、当該奥行きを制御するブロックである。 Stereoscopic image depth control unit 14, based on the calculation results calculated by the depth calculation unit 13, as the depth of a stereoscopic image is within the depth of focus of the ocular optical system, a block for controlling the depth.

【0029】次に動作を説明する。 [0029] Next, the operation will be described. 図2は第1の実施の形態の動作を示す説明図である。 Figure 2 is an explanatory view showing the operation of the first embodiment. ここでは、被写体として円錐Cを用いて説明する。 Here, description is made using a cone C as the subject. この円錐Cは、無ひずみ条件を満足するために平行法を用いて撮像される。 The cone C is imaged using the parallel method in order to satisfy the non-strain condition.

【0030】このように撮影、再生された円錐Cまでの距離、あるいは大きさの再生は、幾何学的に正しく行われる。 [0030] Thus captured, reproduced distance to cone C or size of the reproduction, is geometrically correct. 表示に際して、観視者と円錐Cの間には、L In display, between the viewer and the cone C, L
(左)画面、R画面の仮想表示面を設置することが可能である。 (Left) screen, it is possible to install a virtual display plane of the R screen.

【0031】尚、本実施の形態では、撮像に関して、基本的に無ひずみ条件を満足するために平行法を用いた場合を前提として説明するが、これに限られるものではなく、交差法を用いても適用は可能である。 [0031] In the present embodiment, with respect to the imaging, will be described a case of using a parallel method to satisfy the essentially non-strain condition as a premise, it is not limited thereto, using the crossing method even if application is possible.

【0032】観視者が両眼で円錐Cの一点Aを注視したとき、この注視点Aに関しては、両眼視差がゼロとなり、他の部分、例えば、点Bに関しては、両眼視差が生じる。 [0032] When the viewer is gazing at a point A of a cone C with both eyes, for the fixation point A, the binocular parallax becomes zero, the other portion, for example, with respect to point B, binocular parallax occurs . しかし、前記した両眼融合機能により、観視者は、この円錐Cを奥行きのある物体として見ることになる。 However, the binocular fusional function described above, the viewer will see the cone C as an object with depth.

【0033】図2において、仮想表示面は、2つの撮影カメラのレンズ位置に両眼を置いたときの表示面である。 [0033] In FIG 2, the virtual display surface is a display surface when placed both eyes to the lens position of the two imaging cameras. この場合、無ひずみ条件の下では、円錐Cの点A, In this case, under the no-strain condition, the point of the cone C A,
Bへの視線と仮想表示面とが交差した点La,Ra,L La point where the line of sight with the virtual display surface of the B intersect, Ra, L
b,Rbを光点としてスクリーン等の表示画面に表示すれば、観視者は、この仮想表示面において、被写体である円錐Cと大きさも位置も合致した円錐Cの立体映像を見ることができる。 b, if displayed on a display screen such as a screen and Rb as light spot, the viewer, in this virtual display plane, the position also conical C and size as the object can see a stereoscopic image of a cone C which matches .

【0034】実際には、撮影カメラによって撮影された2つの画像は、例えば、偏光フィルタ方式、時分割立体方式等を用いて観視者の左右の目にそれぞれ提示される。 [0034] In practice, the two images taken by the photographing camera, for example, the polarizing filter method, each of which is presented to the left and right eyes of the viewer using a time-division stereoscopic method, or the like. 以後、この仮想表示面を、それぞれ実際のL画面、 After that, this virtual display surface, the actual L screen, respectively,
R画面として説明する。 It described as R screen.

【0035】距離分布計算部11では、このR画面、L [0035] In the distance distribution calculation unit 11, the R screen, L
画面の画像に対して、まず、ブロックの分割が行われる。 The image of the screen, first, division of the block. 次に、この各ブロックについて、2つの画像の相関度を求める。 Next, the blocks, obtains the correlation between two images.

【0036】相関度を求めるには、左右の画像をそれぞれm×nに分割し、そのうち、R画像のブロック(x,y) [0036] To determine the degree of correlation, the left and right images is divided into m × n, respectively, of which, the R image block (x, y)
におけるブロックをRblock(x,y)として、このRblock As the blocks in Rblock (x, y), this Rblock
(x,y)に着目する。 (X, y) is focused on. また、対応する左画像のブロックをLblock(x,y)として、Lblock(x,y)から水平にp、垂直にqだけ移動し、その距離の二乗誤差を求める。 Further, as the block of the corresponding left image Lblock (x, y), Lblock (x, y) from the horizontal p, vertically moved by q, obtaining the square error of the distance.

【0037】そのアルゴリズムは以下のようになる。 [0037] The algorithm is as follows. for(i,j=−p to+p,−q to+q) LRdiff(i,j)=(Rblock(x,y)−Lblock(x+i,y+j)) *(Rblock(x,y)−Lblock(x+i,y+j)) 但し、LRdiff(i,j):L,R画像におけるブロックの距離の二乗誤差 for (i, j = -p to + p, -q to + q) LRdiff (i, j) = (Rblock (x, y) -Lblock (x + i, y + j)) * (Rblock (x, y) -Lblock (x + i, y + j )) However, LRdiff (i, j): L, square error of the distance blocks in the R image

【0038】さらに、求めた二乗誤差のうち、最小の二乗誤差が得られたときの移動量p,qを求め、p,qの二乗平方根から、着目している(x,y)での視差(pa [0038] Further, among the obtained square error, obtains the movement amount p, q when the minimum square error is obtained, parallax of p, from the square root of q, in which attention (x, y) (pa
rallax)を求める。 rallax) seek. ただし、符号は水平方向、すなわちpの符号で決定される。 However, the code is determined a horizontal direction, i.e. in the code by p.

【0039】アルゴリズムは以下のようになる。 The algorithm is as follows. for(i,j=−p to+p,−q to+q) LRdiff(i,j)=(Rblock(x,y)−Lblock(x+i,y+j)) *(Rblock(x,y)−Lblock(x+i,y+j)) 視差は、図2に示す円錐C上の位置によって異なり、その値は、分割した(m×n)個だけ得られることになる。 for (i, j = -p to + p, -q to + q) LRdiff (i, j) = (Rblock (x, y) -Lblock (x + i, y + j)) * (Rblock (x, y) -Lblock (x + i, y + j )) parallax differs depending on the position on the cone C shown in FIG. 2, the value will be obtained divided (m × n) pieces only.

【0040】図3は、このようにした得られた視差の分布の一例を示す説明図である。 [0040] Figure 3 is an explanatory diagram showing an example of the distribution of The thus obtained parallax. この図3に示すように、 As shown in FIG. 3,
視差の分布を調べるには、視差の値をx軸、視差の累積値をy軸に取る。 To determine the distribution of the parallax, taking x-axis value of the disparity, the cumulative value of the disparity in the y-axis.

【0041】視差がこの図3に示すように分布した場合、この分布に対して領域スレシホールドAth,視差の最小スレシホールドPar#min,最大スレシホールドPar [0041] If the parallax is distributed as shown in FIG. 3, region thread hold Ath for this distribution, parallax minimum friction on hold Par # min, maximum thread hold Par
#maxを設定し、これらのスレシホールドの範囲内で分布の中心を求める。 Set #max, finding the center of the distribution within these thread hold. 分布の中心を求めるには、例えば、重みづけ平均による平均値を算出する。 To find the center of the distribution, for example, calculates the average value by weighted average. ただし、算出方法については、このような方法に限定されるものではない。 However, the calculation method, but is not limited to such a method.

【0042】このようにして求められた分布中心における視差は、L画面、R画面から立体映像の奥行き範囲の中心までの距離に相当する。 The disparity in the distribution center, which is determined in this way, L screen, corresponding to the distance from the R screen to the center of the depth range of the three-dimensional image. 即ち、視差が大きければ、 In other words, the greater the disparity,
映像対象はL画面、R画面から離れたところに位置していることになり、この分布中心を求めることにより、立体映像の奥行き範囲の中心からL画面、R画面までの距離が求められることになる。 Video object L screen, will be located away from the R screen, by obtaining the distribution center, from the center of the depth range of the stereoscopic image L screen, that the distance to the R screen is obtained Become.

【0043】立体映像表示位置制御部12では、このように算出された立体映像の奥行き範囲の中心までの距離に基づいて、立体映像の表示位置を制御する。 [0043] In the stereoscopic image display position control unit 12, based on the distance to the center of the depth range of the thus calculated three-dimensional image, it controls a display position of a stereoscopic image. 制御は、 Control,
作成される円錐Cの映像位置をL画面、R画面の表示位置と対応するように行われるが、基本的には距離の分布中心がL画面、R画面と一致するようにするのが望ましい。 L screen image position of a cone C to be created, but performed as to correspond to the display position of the R screen, basically the distribution center of the distance L screen to to match the R screen is desirable. この制御は、左右どちらかの画像を水平方向にシフトすることにより行われる。 This control is performed by shifting left or right of the image in the horizontal direction.

【0044】このように画像をシフトすることにより、 [0044] by shifting the image in this way,
視差は変化し、左右の画像のずれ量が変わり、立体映像の奥行き範囲の中心がスクリーン上に移動する。 Parallax changes, shift amounts of the left and right images is changed, the center of the depth range of the stereoscopic image is moved on the screen. そして、両眼の輻輳角は、スクリーン面と両眼との間隔で決定され、ピント調節はこのスクリーン上で行われる。 The convergence angle of both eyes is determined by the interval between the screen surface and both eyes, focusing is performed on this screen. 従って、立体映像の中心をみたとき、スクリーン上での調節と輻輳とが一致することになる。 Therefore, when looking at the center of the stereoscopic video, so that the adjusting and congestion on the screen matches.

【0045】表示位置が制御された映像情報は、立体映像奥行き制御部13を介して奥行き計算部14に入力され、立体映像の奥行きが以下のように計算される。 The image information display position is controlled is input to the depth calculation unit 14 via a stereoscopic image depth control unit 13, the depth of the stereoscopic image is calculated as follows. まず、L画面、R画面の画像での各面素ごとの対応点が求められる。 First, L screen, the corresponding points of each surface element of the image of the R screen is required.

【0046】アルゴリズム例は、以下の通りとなる。 [0046] algorithm example, is as follows. for(i=−p to+p) Rimage(x) match to Limage(x+p) 但し、尚、Rimage(x):右眼に対応する画像の点xにおける画素 Limage(x):右眼に対応する画像の点xにおける画素 for (i = -p to + p) Rimage (x) match to Limage (x + p) where noted, Rimage (x): pixel at point x of the image corresponding to the right eye Limage (x): the image corresponding to the right eye the pixel at the point x

【0047】図4は、かかる奥行き計算部14の動作を説明するための説明図である。 [0047] FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the depth calculation unit 14. この図4に示すように、 As shown in FIG. 4,
前記アルゴリズムに従ってLimage(x)をシフトし、Rim Shifts Limage (x) in accordance with said algorithm, Rim
age(x)との対応点を求める。 Determine the corresponding point of the age (x). この対応点を求めるには、 In order to obtain the corresponding points,
弛緩法を用いるのが、最も一般的な方法である。 To use relaxation, which is the most common method.

【0048】対応点との差dは、以下のようなアルゴリズムによって決定される。 The difference d between the corresponding points is determined by the following algorithm. Rimage(x)=d when Rimage(x) match to Limage(x) これにより、Rimage(x)に関して、各画素での両眼視差(disparity)が求められる。 The Rimage (x) = d when Rimage (x) match to Limage (x) which, with respect Rimage (x), binocular disparity (disparity) is obtained for each pixel. この求められた両眼視差に基づいて奥行きが算出される。 Depth is calculated based on the thus determined binocular parallax.

【0049】立体映像奥行き制御部14では、奥行き計算部13によって求められた各画素での両眼視差に基づいて奥行きの制御が行われる。 [0049] In the stereoscopic image depth control unit 14, control of the depth is performed based on binocular disparity at each pixel obtained by the depth calculation unit 13. 奥行き量を制御するには、奥行き量を外挿するのではなく、一般的には、シュリンクさせることになる。 To control the amount of depth, rather than extrapolation depth amount, in general, it will be shrunk.

【0050】図5は、シュリンク量の算出方法を説明するための説明図である。 [0050] FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating the shrinkage. シュリンクした量をdispa'(x) dispa the amount that was shrink '(x)
とすると、シュリンク量dispa'(x)は、この図5に示す斜線部を通る直線に従って決定され、これにより、任意の大きさでシュリンクさせることができる。 When, shrinkage dispa '(x) is determined according to a straight line passing through the hatched portion shown in FIG. 5, which makes it possible to shrink in any size. この新たに求めたシュリンク量dispa'(x)に基づいてRimage(x)がシフトされ、Limage(x)が生成される。 This newly obtained shrinkage dispa '(x) on the basis Rimage (x) is shifted, Limage (x) is generated. そして、Limag Then, Limag
e(x)、Rimage(x)を、それぞれL画面、R画面に表示することにより、奥行きが制御されたことになる。 e a (x), Rimage (x), L screen respectively, by displaying the R screen, so that the depth is controlled.

【0051】尚、一般的にはDはdに比べて小であるから、(d−D)個のシュリンクに伴ってアンカバー領域(カバーできない領域)が生じるが、周囲画像からの補間処理を施すことにより、以上の処理は可能となる。 [0051] Incidentally, since generally D is a small compared to d, but the uncovered region (region not covered) is caused by the (d-D) pieces of shrink, the interpolation processing from peripheral images by applying, above processing is possible. また、一般的な、非対応点の問題に関しては、やはり、補間処理で対応させるようにすればよい。 Also, common, have a problem with non-corresponding points, again, it suffices to adapt the interpolation process.

【0052】また、本実施の形態では、立体映像の位置及び奥行きを制御しているので、立体映像の距離感及び奥行き感は、制御しない場合と比較して変わってくるが、この立体映像の距離感及び奥行き感は、両眼視差等の生理的要因だけでなく、表示画面上の輝度、コントラスト、彩度等の絵画的要因によっても左右される。 [0052] Further, in the present embodiment, since the control of the position and depth of a stereoscopic image, a sense of distance and sense of depth of the stereoscopic image is varies as compared with the case without control, the stereoscopic image sense of distance and depth feeling not only physiological factors such as binocular disparity, luminance of the display screen, the contrast, by painting factors saturation etc. depends. 従って、これらの絵画的要因を調節することにより立体映像の距離感及び奥行き感を修正することができる。 Therefore, it is possible to correct the sense of distance and the perceived depth of a stereoscopic image by adjusting these paintings factors.

【0053】かかる構成によれば、立体映像の奥行き範囲の中心を再生の表示面、もしくは、表示画面上に移動し、さらに、立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように奥行きを制御するようにしたので、両眼の輻輳と調節がうまく連動するので、制御された表示画像を両眼で注視しても、両眼視差は軽減され、両眼での注視点と調節する奥行き方向の位置における像はうまく融合し、視覚疲労は軽減され、視覚疲労のない立体像を得ることができる。 [0053] According to such a configuration, the display surface of the play center of the depth range of the three-dimensional image, or to move on the display screen, further depth as the depth of a stereoscopic image is within the depth of focus of the eye's optical system since so as to control, since adjustment and congestion of both eyes to work well, even gazing controlled display image with both eyes, binocular parallax is reduced, to adjust the point of regard in both eyes image is successfully fused in the depth direction position, visual fatigue is reduced, it is possible to obtain a stereoscopic image without visual fatigue.

【0054】尚、両眼視差を利用して立体映像を再生する方式としては、偏光フィルタ方式、時分割立体方式等、種々あるが、どのような方式を用いてもこの実施の形態を適用することができる。 [0054] As the method for reproducing a stereoscopic image using binocular disparity, the polarization filter method, a time division stereoscopic method, etc., various there, with whatever method to apply this embodiment be able to.

【0055】また、本実施の形態では、立体映像の表示位置を制御してから奥行きを制御するようにしたが、その反対に立体映像の奥行きを制御してから立体映像の表示位置を制御することもでき、その場合でも結果は同じとなる。 [0055] Further, in the present embodiment has been after controlling the display position of the stereoscopic image so as to control the depth to control the display position of the stereoscopic image after controlling the depth of a stereoscopic image on the opposite it is also possible, and that even if the result is the same.

【0056】 [0056]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明にかかる立体映像作成装置によれば、奥行きある映像の奥行き範囲の中心を再生の表示面、もしくは、表示画面上に移動し、その状態で、立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、奥行きを制御するようにしたので、両眼の輻輳と調節がうまく連動する範囲内で立体映像を作成することができ、制御された表示画像を両眼で注視しても、両眼視差は軽減され、両眼での注視点と調節する奥行き方向の位置における像はうまく融合し、視覚疲労は軽減され、視覚疲労のない立体像を得ることができる。 As described in the foregoing, according to the stereoscopic image generating apparatus according to the invention of claim 1, the display surface of the play center of the depth range of the image with depth, or to move on the display screen, the state, so that the depth of a stereoscopic image is within the depth of focus of the ocular optical system, since to control the depth to the extent that regulation and congestion of both eyes to work well it is possible to create a stereoscopic image even gazing controlled displayed image with both eyes, binocular parallax is reduced, the image at the fixation point and the depth direction of the position where the adjustment of both eyes is successfully fused, visual fatigue is reduced, visual fatigue free stereoscopic image can be obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態の動作を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態における視差の分布の一例を示す説明図である。 3 is an explanatory diagram showing an example of the distribution of the parallax in the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態における奥行き計算部の動作を説明するための説明図である。 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the depth calculation unit in the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態におけるシュリンク量の算出方法を説明するための説明図である。 5 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating the shrinkage in the first embodiment.

【図6】両眼の輻輳と調節との関係を示す説明図である。 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the regulation and congestion of eyes.

【図7】両眼融合機能を示す説明図である。 7 is an explanatory diagram showing a binocular fusional function.

【図8】立体映像を得るための撮影方法を示す説明図である。 8 is an explanatory diagram showing an imaging method for obtaining a stereoscopic image.

【図9】無ひずみ条件の説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram of a strain-free conditions.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 立体映像作成装置 11 距離分布計算部 12 立体映像表示位置制御部 13 奥行き計算部 14 立体映像奥行き制御部 1 stereoscopic image creating device 11 a distance distribution calculation unit 12 three-dimensional image display position control unit 13 the depth calculation unit 14 stereoscopic image depth control unit

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 被写体を撮影カメラを用いて撮影し、撮影される被写体の2つの画像を表示画面上に表示し、これらの画像から両眼視差を利用して前記被写体の立体映像を作成する立体映像作成装置において、 前記表示画面上に表示される2つの画像を、それぞれ所定領域に分割し、分割された2つの所定領域毎に相関度を求め、得られた相関度に基づいて、作成される立体映像と前記表示画面との距離の分布を算出する距離分布計算部と、 この距離分布計算部によって算出された距離の分布に基づいて、前記表示画面上に表示される2つの画像の位置を制御することにより、作成される立体映像の位置を前記表示画面の位置に対応するように制御する立体映像表示位置制御部と、 この立体映像表示位置制御部によって位置が制御された立体 1. A photographed using the photographing camera object, to display the two images of an object to be photographed on the display screen, to create a three-dimensional image of the object by using binocular parallax from the images the stereo image creating device, two images displayed on the display screen, respectively divided into a predetermined area, the correlation degree for each of the divided two predetermined regions, on the basis of the degree of correlation obtained, created a distance distribution calculation unit that calculates a three-dimensional image of the distribution of the distance between the display screen, based on the distribution of the distance calculated by the distance distribution calculation section, the two images displayed on the display screen by controlling the position, the stereoscopic image display position control unit for controlling so as to correspond to the position of a stereoscopic image to be created at the position of the display screen, the position by the three-dimensional image display position control unit is controlled stereoscopic 映像の2つの画像の対応点を求め、当該対応点毎に作成される立体映像の奥行きを計算する奥行き計算部と、 この奥行き計算部によって計算された計算結果に基づいて、作成される立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、当該奥行きを制御する立体映像奥行き制御部と、を備えたことを特徴とする立体映像作成装置。 Obtains corresponding points of the two images of the video, the depth calculation unit for calculating the depth of a stereoscopic image is created for each said corresponding points, on the basis of the calculation result calculated by the depth calculation unit, a stereoscopic image to be created of such depth is within the depth of focus of the ocular optical system, a stereoscopic image generating apparatus being characterized in that and a stereoscopic image depth controller for controlling the depth.
  2. 【請求項2】 直線上或いは略円弧線上に光軸間隔をもって配置された2つの撮影カメラを用いて被写体を撮影し、得られた2つの画像を表示画面上に表示し、表示された2つの表示画像から両眼視差を利用して前記被写体の立体映像を作成する立体映像作成装置において、 前記表示画面上に表示された2つの表示画像を、それぞれ所定領域に分割し、分割された2つの所定領域の相関度を所定領域毎に求め、得られた相関度に基づいて、作成される立体映像と前記表示画面との距離の分布を算出する距離分布計算部と、 この距離分布計算部によって算出された距離の分布に基づいて、表示画面上に表示された2つの画像の位置関係を制御することにより、作成される立体映像の位置を表示画面の位置と対応するように制御する立体映像表示 2. A photographing an object by using a straight line or two imaging cameras arranged with the optical axis intervals on substantially arcuate line, the two obtained images displayed on a display screen, the displayed two the stereo image generating apparatus for generating a stereoscopic image of the by using binocular parallax from the display image object, the two display images displayed on the display screen, respectively divided into a predetermined area, the two divided the correlation of the predetermined area for each predetermined region, based on the degree of correlation obtained, and the distance distribution calculation unit that calculates a three-dimensional image that is created a distribution of distances between the display screen, by the distance distribution calculation unit based on the distribution of the calculated distance, by controlling the positional relationship between the two images displayed on the display screen, the stereoscopic image is controlled so as to correspond to the position of the display screen the position of the stereoscopic image to be created display 置制御部と、 この立体映像表示位置制御部によって位置が制御された立体映像の2つの表示画像の対応点を求め、当該対応点毎に作成される立体映像の奥行きを計算する奥行き計算部と、 この奥行き計算部によって計算された計算結果に基づいて、立体映像の奥行きが眼球光学系の焦点深度内となるように、当該奥行きを制御する立体映像奥行き制御部と、を備えたことを特徴とする立体映像作成装置。 A location control section, and the depth calculating unit that calculates the depth of the stereoscopic image display position by position control unit obtains the corresponding points of the two display images of a stereoscopic image is controlled, the three-dimensional image is created for each such corresponding points , wherein on the basis of the depth calculation unit calculation result calculated by, as the depth of a stereoscopic image is within the depth of focus of the ocular optical system, a stereoscopic image depth controller for controlling the depth, further comprising a three-dimensional image creating apparatus for the.
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