JP2008098861A - 画像処理装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な両眼立体視画像表示機能を有しないシステムにおいて、両眼立体視可能な画像文書を、容易に作成可能にする。
【解決手段】両眼立体視画像観察時に観察者に知覚されるべき画像を、第１の画像データとすると、観察系内にある第１の画像データを、第１の画像データの属する平面に平行な平面と、該平面に直交する平面とに、それぞれ射影する。そうして得られた射影を正面表示・俯瞰表示としてＣＰＵ１０１はＶＲＡＭ１０７上にデータ化し表示手段１０８によって表示する。第１の画像データは、観察者が入力手段１０６にて生成・編集可能であり、書き出し保存を望めば（又は随時）、ＣＰＵ１０１が第１の画像データを演算によって両眼立体視可能な画像である第２の画像データに変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいて両眼立体視可能な文書（本明細書において「文書」とは文字記述のみによるものに限らず、広く画像も含むドキュメントのことをいうこととする）の作成を可能とする画像処理装置、プログラム及び記録媒体に関する。

従来、両眼立体視可能な３次元画像表示方法の１つとして、各々異なる視点位置からの画像からなる左右両眼用の画像を観察者の左右両眼に分離して提示することにより両眼視差を与えて立体的に観察可能とする方法がある。また、例えば特許文献１には、このような画像を編集するための方法が開示されている。

ところで、両眼立体視による立体表示の大きな利点としては、観察者に与えるセンセーションが非常に大きいということが挙げられる。この利点を最大限に活用可能なのが両眼立体視表示を用いたプレゼンテーションであろう。

しかるに、両眼立体視可能な文書を作成するにあたっては、その効果を確認するために特殊な両眼立体視表示機能を有するシステムを使用する必要があった。このような表示方法としては、以下に挙げるように様々な方式が知られている。

・アナグリフ方式：各々異なる１色の濃淡で構成された左右眼用の画像を提示し、観察者が左右眼に対応した２色のフィルタで構成される眼鏡を装着し観察する方式。
・偏光方式：左右両眼用の表示画像の偏光状態を予め異ならせておき、対応した偏光眼鏡を装着し観察する方式。
・液晶シャッタ方式：ＣＲＴ（Cathode-ray Tube）モニタのインターレースを利用して、左右眼用の画像を別々のフィールドに経時的に提示し、フィールド周波数に同期した液晶シャッタ眼鏡を装着して観察する方式。
・レンティキュラレンズアレイ方式：左右眼用の画像を短冊状に分離し、交互に配置した画像を対応したレンティキュラレンズアレイを用いて分離し、特殊な眼鏡なしで観察する方式（図１４を参照して後述）。
・視差バリア方式：上記レンティキュラレンズアレイ方式同様に短冊状に分離し交互に配置した左右眼用の画像を、対応した視差バリアを用いて分離表示し眼鏡なしで観察する方式（図１５を参照して後述）。
特開平９−１７２６５４号公報

しかしながら、上記の方式は、いずれも、左右両眼にそれぞれ対応した画像を提示し観察せしめるための特殊な表示装置が必要であることには変わりがなく、このようなシステムは、通常の表示装置よりも高価であり、一般ユーザが手軽に利用できるとは言い難いのが現状であるという問題点があった。

そこで本発明においてはこの点を鑑み、通常のＣＲＴや液晶モニタといった、上記のような特殊な表示装置を持たず、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいて、両眼立体視可能な文書の作成を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、観察者が両眼立体視すると少なくとも１個以上のオブジェクトからなる第１の画像データを観察者に知覚させることのできる第２の画像データを画像作成面上に作成する画像作成手段と、前記第１の画像データを前記画像作成面に平行な平面に対する射影として表示する第１の表示手段と、前記第１の画像データを前記画像作成面に直交する平面に対する射影として表示する第２の表示手段と、前記第１の画像データを構成する各オブジェクトを観察者による操作によって所望の見かけの距離に生成し編集する操作入力手段と、を有することを特徴とする画像処理装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、相異なる２個の射影平面に対応する第２の表示手段を２個具備することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像処理装置において、前記第１及び第２の表示手段は、前記第１の画像データを構成する各オブジェクトについて前記見かけの距離を表示することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、画像処理装置に、観察者による操作によって見かけの距離を得たオブジェクトを少なくとも１個以上有してなる第１の画像データを画像作成面上に平行な平面に対する射影として表示する第１の表示処理と、前記第１の画像データを前記画像作成面上に直交する平面に対する射影として表示する第２の表示処理と、観察者が両眼立体視すると前記第１の画像データを知覚することのできる第２の画像データを前記第１の画像データ及び観察者と前記画像作成面間の距離に基づき演算して作成する画像作成処理と、を実行させることを特徴とするプログラムである。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいて両眼立体視可能な文書の作成が可能となる。

以下に、図面を参照して、両眼立体視成立の原理について述べた後、同じく図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。
まず、図３から図５を参照して、両眼立体視成立の原理について述べる。

図３は、左眼に提示される画像２０１の一例である。簡略化のため、画面２００と、画面２００に対して異なる奥行き位置に観察される円（ＡＬとＢＬとを通る円）のみを図示している。図３（ａ）は、画像表示面を正面から見た図、図３（ｂ）は、図３（ａ）を真上から見た図である。

同様に、図４は、右眼に提示される画像２０２の一例である。簡略化のため、画面２００と、画面２００に対して異なる奥行き位置に観察される円（ＡＲとＢＲとを通る円）飲みを図示している。図４（ａ）は、画像表示面を正面から見た図、図４（ｂ）は、図４（ａ）を真上から見た図である。

そして、図５に示すように、これらの画像（画像２０１、画像２０２）をそれぞれ左右眼に独立に提示することにより、ＡＲとＢＲは右眼２０４に、ＡＬとＢＬは左眼２０３にのみ提示されるため、両眼立体視が成立し、ＡＢで示される位置（みかけの位置）に、見かけの画像が観察される。

ここで図５において、図５（ａ）は、実際に提示された状態の画像（画像２０１、画像２０２）を正面から見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のように提示される両眼立体視画像を観察する際の様子を真上から見た図である。

さて、実際に両眼立体視画像を観察するためには、左右両眼用の画像を各々異なる眼に提示しなければならない。

一般的に利用される方法としては、例えば、左右両眼用の画像を各々相異なる偏光にて提示し、対応する偏光のみを透過させる眼鏡（偏光眼鏡）を観察者が装着して観察する方法がある。

また、図１４に示すように、左右眼用の画像各々を縦方向に短冊状に細かく分割し、分割された短冊状の領域を交互に配置し、レンティキュラレンズアレイ２０５等の光学系を介して観察するという方法がある。

また、図１５に示すように、左右眼用の画像各々を縦方向に短冊状に細かく分割し、分割された短冊状の領域を交互に配置し、視差バリア（パララックス・バリヤ）２０６にて視野の一部を遮り、アパーチャ（スリット）２０７を介して観察する方法がある。

しかしながら、上記図１４又は図１５に示すような両眼立体視表示機能を有さないシステムにおいては、文書作成時に図３のＡＢの位置に知覚される画像を観察することは困難であった。

本発明を適用しうるシステムは上記のようなシステムである。したがって、後述するように、本発明の実施形態は、図７に示す両眼立体視画像観察時の観察位置を通り画像表示面に平行な平面に対する射影として両眼立体視観察時の各オブジェクトを表示する正面表示ウィンドウ３０２と、図８に示す両眼立体視画像観察時の画像表示面に略直交する俯瞰平面に対する射影として両眼立体視画像観察時の各オブジェクトを表示する俯瞰表示ウィンドウ３０３と、を有する。

ところで、図５（ｂ）において、観察距離：ｄが既知であれば、点Ａの見かけの距離（表示面に対する相対位置）は、線分ＡＲＡＬの長さ：ａと、左右眼ＬＲ間の距離：ｂとから、ｄｂ／（ａ＋ｂ）で与えられる。本発明は、当該自然法則を利用した技術的思想の創作である。
次に、本発明の好適な実施の形態について述べる。

図１は、本実施形態に係る画像処理装置の一実施例である文書作成システム１００の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、文書作成システム１００の動作を示すフローチャート図である。

図１において、文書作成システム１００は、バス１０４によって互いに接続されたＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏコントローラ１０５と、Ｉ／Ｏコントローラ１０５によって制御されるＶＲＡＭ１０７、例えばＣＲＴや液晶モニタなどからなる表示手段１０８と、同じくＩ／Ｏコントローラ１０５によって制御される入力手段１０６（例えばキーボードやポインティングデバイスなどからなる）と、を有する構成である。

文書作成システム１００は、上記のように図１に示す構成であり、図２に示す動作を行う。なお、下記の動作説明において、表示手段１０８の表示例は図６、図７、図８に示す。

図２において、まず、正面表示ウィンドウ３０２と俯瞰表示ウィンドウ３０３がＩ／Ｏコントローラ１０５を介してＶＲＡＭ１０７上に生成され、例えばＣＲＴや液晶モニタなどからなる表示手段１０８上に別個に表示される（ステップＳ２０１とステップＳ２０２）。

ここでシステム１００は、Ｉ／Ｏコントローラ１０５を介してポインティングデバイスによるユーザイベントを受け取る（ステップＳ２０３）。この際ユーザは例えば、プルダウンメニュー、或いは画面上に表示される指示ボタンを介して指示を伝達する。

ユーザの指示が新規オブジェクト作成であれば（ステップＳ２０７／Ｙｅｓ）、図６に表示例を示すオブジェクト編集ウィンドウ３００が表示され（ステップＳ２０８）、ポインタの移動、キー入力等ユーザによるイベントによって正面から観察されるオブジェクト４００を描画する（ステップＳ２０９）。
なお、このオブジェクト編集ウィンドウ３００では、両眼立体視観察時の観察位置を通り、画像表示面に平行な平面に対する射影として両眼立体視観察時の見かけのオブジェクト４００を編集、描画する（ステップＳ２１０）。

この際、属性入力ウィンドウ３０１も同時に表示され、ユーザはこの属性入力ウィンドウ３０１を利用して、オブジェクト４００の色のＲＧＢ値等とともにオブジェクト４００の両眼立体視観察時の見かけの距離を入力する。

オブジェクト４００の正面から見たサイズと観察位置が確定すると、文書作成システム１００は、これ以前に作成されたオブジェクトがあれば全てのオブジェクトの、なければ現在のオブジェクトの両眼立体視観察時の観察位置を通り画像表示面に平行な平面に対する射影を正面表示ウィンドウ３０２に、同じく、これ以前に作成されたオブジェクトがあれば全てのオブジェクトの、なければ現在のオブジェクトの両眼立体視画像観察時の画像表示面に対する俯瞰平面に対する射影を俯瞰表示ウィンドウ３０３に描画する（ステップＳ２１０、ステップＳ２１１）。

以下に、上記の表示（描画）に関する詳細について述べる。
ここで、画像の幅をＷ、左眼から画像表示面へ引いた垂線と画像表示面との交点の画像左端からの水平方向の距離をｌ（エル）［ｃｍ］、図３のＡ点の正面表示画像における画像左端からの水平方向の距離をｘ［ｃｍ］、Ａ点の観察される見かけの距離をｚ［ｃｍ］、画像表示面からの観察距離をｄ［ｃｍ］とすると、Ａ点の左眼用画像における画像左端からの距離は、
ｌ＋（ｘ−ｌ）×ｄ／ｚ［ｃｍ］
で与えられる。

同様に、Ａ点の右眼用画像における画像左端からの距離は、
ｒ＋（ｘ−ｒ）×ｄ／ｚ［ｃｍ］
で与えられる。ただし、ｒは右眼から画像表示面へ引いた垂線と画像表示面との交点の画像左端からの水平方向の距離である。

簡便化のため、観察位置は画面中央位置に対する垂線上に存在すると仮定し、平均的な人間の両眼間間隔である６．５［ｃｍ］を用いれば、ｌ及びｒを決定することができる。なお、観察位置（左右両眼の中央位置）から画像表示面に引いた垂線と画像表示面との交点の表示される画像における座標の入力をユーザに求めるウィンドウを別途表示しここに入力される値を用いてもよい。

また、表示画像の画素単位の各位置は、表示デバイスの解像度とスクリーンサイズとから求められる。画像横方向の長さは、スクリーンサイズＳとアスペクト比（ａ：ｂとする）から、
Ｓ×２．５４×ｃｏｓ（ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ））［ｃｍ］
で与えられ、同じく縦方向の長さは、
Ｓ×２．５４×ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ））［ｃｍ］
で与えられる。

縦、横方向の画素数をそれぞれｍ、ｎとすると、画面縦方向の１ｃｍ辺りの画素数は、
ｍ／（Ｓ×２．５４×ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ））［ｃｍ］
画面横方向の１ｃｍ辺りの画素数は、
ｎ／（Ｓ×２．５４×ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ））［ｃｍ］
で与えられる。

これに基づき、ＣＰＵ１０１は、左眼用、右眼用のオブジェクトの位置を計算し、ＲＡＭ１０３に左眼用、右眼用の画像領域に対応したメモリ領域を確保し、ここに左眼用、右眼用のオブジェクトを描画する。

以上で、上記の表示（描画）に関する詳細説明を終える。以下、図２のフローチャート図に戻って説明を続ける。

次に、再びＩ／Ｏコントローラ１０５を介してポインティングデバイスやキー入力等の入力手段１０６によるユーザイベントを待つ（ステップＳ２０３）。
イベントが「終了」であれば、システムの実行を終了する（ステップＳ２０４／Ｙｅｓ）。
イベントが「保存」であれば、メモリ上にある全てのオブジェクトをファイルとして保存する（ステップＳ２０５／Ｙｅｓ、ステップＳ２１２）。

また、イベントが「書き出し」であれば（ステップＳ２０６／Ｙｅｓ）、左眼用のオブジェクト、右眼用のオブジェクト各々を一つの画像に統合し、左眼用、右眼用の画像を各々別ファイルとして保存する（ステップＳ２１３）。
なお、この際、観察される距離が最も遠いオブジェクトから順にメモリ上に上書きしていき、全てのオブジェクトの処理が終わった段階で保存すればよい。

上記のような構成にすることにより、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいても各オブジェクトの観察時の三次元空間内における見かけの位置関係の把握、設定が容易となり、両眼立体視可能な文書の容易な作成が可能となる。

また、本発明は以下のように実施することもできる。
上記実施形態において、両眼立体視画像観察時の画像表示面に略直交する、相異なる２個の射影平面に対応するウィンドウを２個具備する構成とする。

これは例えば、図７に示す両眼立体視画像観察時の観察位置を通り画像表示面に平行な平面に対する射影として両眼立体視画像観察時の各オブジェクトを表示する正面表示ウィンドウ３０２と、図８に示す両眼立体視画像観察時の画像表示面に略直交する俯瞰平面に対する射影として両眼立体視画像観察時の各オブジェクトを表示する俯瞰表示ウィンドウ３０３に加えて、図９に示す両眼立体視画像観察時の画像表示面に略直交する平面である、観察系全体を側面から見る平面に対する射影として両眼立体視観察時の各オブジェクトを表示する側面表示ウィンドウを有する構成である。

上記のような構成にすることにより、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいて各オブジェクトの観察時の三次元空間内における見かけの位置関係の把握、設定がより一層、容易となり、両眼立体視可能な文書の容易な作成が可能となる。

また、本発明は以下のように実施することもできる。
上記実施形態のいずれにおいても、両眼立体視画像観察時の各オブジェクトについて見かけの距離を、各々について表示する構成とする。
なお、各オブジェクトの全部について一斉に表示してもよい。

これは例えば、図１０、図１１、図１２に示すように、正面表示ウィンドウ３０２、俯瞰表示ウィンドウ３０３、側面表示ウィンドウ３０４の各々において、各オブジェクトに設定された、両眼立体視画像観察時の見かけの距離が表示される構成である。

或いは例えば、その変形例として図１３に示すように、例えばポインタ４０３によるオブジェクトＡ４０１のクリックを検出した際に、オブジェクトＡ４０１の見かけの距離をポップアップウィンドウ４０４によって表示する構成である。

上記のような構成にすることにより、両眼立体視表示機能を有しないシステムにおいて各オブジェクトの観察時の三次元空間内における見かけの位置関係の把握、設定がより一層、容易となり、両眼立体視可能な文書の容易な作成が可能となる。

また、本発明は以下のように実施することもできる。
上述した実施形態を構成する各機能をプログラム化し、予めＲＯＭなどの記録媒体に書き込んでおき、このＲＯＭを（文書作成システムを含む）画像処理装置に搭載して、画像処理装置が搭載したマイクロプロセッサでＲＯＭ内のプログラムを実行することによって、本発明の目的を達成することができる。

なお、記録媒体としては半導体媒体（たとえば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）のいずれであってもよい。

また、ロードしたプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステム等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、上述したプログラムをサーバコンピュータのＨＤＤ等の記憶装置に格納しておき、ネットワークで接続された利用者のコンピュータからダウンロードして頒布する場合、また、サーバコンピュータから配信して頒布する場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の実施形態に係る記録媒体に含まれる。

このように、本発明の機能をプログラムして、記録媒体に記録し頒布することによって、コスト、可搬性、汎用性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る文書作成システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る文書作成システムの動作を示すフローチャート図である。 本実施形態が観察者の左眼に提示する画像の一表示例を示す図であり、（ａ）は画像を正面から見た図、（ｂ）は画像を真上から見た図である。 本実施形態が観察者の右眼に提示する画像の一表示例を示す図であり、（ａ）は画像を正面から見た図、（ｂ）は画像を真上から見た図である。 本実施形態が観察者の左右眼に独立して提示する画像の一表示例を示す図であり、（ａ）は画像を正面から見た図、（ｂ）は画像と観察者とを真上から見た図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、オブジェクト編集ウィンドウ３００と属性入力ウィンドウ３０１を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、正面表示ウィンドウ３０２を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、俯瞰表示ウィンドウ３０３を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、側面表示ウィンドウ３０４を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、正面表示ウィンドウ３０２を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、俯瞰表示ウィンドウ３０３を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、側面表示ウィンドウ３０４を示す図である。 本実施形態の表示手段１０８の、一表示例を示す図であり、正面表示ウィンドウ３０２を示す図である。 （ａ）は、従来技術の、レンティキュラレンズアレイを用いて両眼立体視を実現する方法を説明するための図であり、（ｂ）は、レンティキュラレンズアレイの外観斜視図である。 従来技術の、視差バリアを用いて両眼立体視を実現する方法を説明するための図である。

符号の説明

１００ 文書作成システム
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ バス
１０５ Ｉ／Ｏコントローラ
１０６ 入力手段
１０７ ＶＲＡＭ
１０８ 表示手段
２００ 画面
２０１ 画像
２０２ 画像
２０３ 左眼
２０４ 右眼
２０５ レンティキュラレンズ（レンティキュラレンズアレイ）
２０６ 視差バリア（パララックス・バリヤ）
２０７ アパーチャ（スリット）
３００ オブジェクト編集ウィンドウ
３０１ 属性入力ウィンドウ
３０２ 正面表示ウィンドウ
３０３ 俯瞰表示ウィンドウ
３０４ 側面表示ウィンドウ
４００ オブジェクト
４０１ オブジェクトＡ
４０２ オブジェクトＢ
４０３ ポインタ
４０４ ポップアップウィンドウ

Claims (5)

1. 観察者が両眼立体視すると少なくとも１個以上のオブジェクトからなる第１の画像データを観察者に知覚させることのできる第２の画像データを画像作成面上に作成する画像作成手段と、
   前記第１の画像データを前記画像作成面に平行な平面に対する射影として表示する第１の表示手段と、
   前記第１の画像データを前記画像作成面に直交する平面に対する射影として表示する第２の表示手段と、
   前記第１の画像データを構成する各オブジェクトを観察者による操作によって所望の見かけの距離に生成し編集する操作入力手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 相異なる２個の射影平面に対応する第２の表示手段を２個具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記第１及び第２の表示手段は、前記第１の画像データを構成する各オブジェクトについて前記見かけの距離を表示することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
4. 画像処理装置に、
   観察者による操作によって見かけの距離を得たオブジェクトを少なくとも１個以上有してなる第１の画像データを画像作成面上に平行な平面に対する射影として表示する第１の表示処理と、
   前記第１の画像データを前記画像作成面上に直交する平面に対する射影として表示する第２の表示処理と、
   観察者が両眼立体視すると前記第１の画像データを知覚することのできる第２の画像データを前記第１の画像データ及び観察者と前記画像作成面間の距離に基づき演算して作成する画像作成処理と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。
5. 請求項４記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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