JP2010213254A - 多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法を提供する。
【解決手段】入力画像をフォアグランド信号とバックグラウンド信号に分割して、予め定めた方向に半分の解析度に圧縮して改めて中継画像に合成し、それぞれ前記中継画像の第1側面と第2側面に表示し、しかも中継画像のバックグラウンド信号をもう一方の側面に反対に設け、中継画像を放映装置に入力すると、処理回路が同時に画素データを正方向と逆方向に読み込んでフロントパネルとバックパネルに提供し、処理回路によって、フロントパネルとバックパネルの第1側面を予め定めた方向に全画面に拡大して、全画面３次元立体画像を出力し、又は処理回路がフロントパネルとバックパネルの第1側面の画素データを第２側面に付加した上で設定すると共に、フロントパネルの第２側面を全透過型画面として同時に３次元立体画像と2次元画像を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は画像処理技術に関し、特に画像をフォアグラウンドとバックグラウンドに分割して、それぞれフロント/バックパネルに表示し、パネルの前後の距離によって立体感を現わすと同時に、信号をフロント/バックパネルに提供して、同時表示を達成する多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法に関する。

表示装置はずっと人々と最も頻繁に接触してきた電子用品であり、表示装置の進歩は人類がさらに真実の視覚の享受を追求していることを表してもいる。初期の白黒テレビからカラーテレビへ、そして現在の高画質なテレビへと、さらにナチュラルで、迫真の画像品質を追求していないものは一つとしてない。そして、３次元（Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）表示装置の発展は人々にさらに進んだ視覚感覚器官をも提供し、普通の画像やカラーのほかに、さらに立体空間の体感を提供している。人類の大脳は両眼視差（Ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｐａｒａｌｌａｘ）を利用して、物体の距離感を判断している。こうした立体感は人類が画像データを判断する際、一層高い信頼性を提供することから、表示技術の盛んな発展に伴い、立体画像表示装置の応用もますます多様化している。

一般的に、立体表示装置は両眼視差と運動視差（Ｍｏｔｉｏｎ ｐａｒａｌｌａｘ）を備えていなければならない。所謂両眼視差とは観賞者の左眼と右眼が水平方向約６.５ｃｍのズレ（欧米人の統計結果）を指し、従って物体を眺めるとき、眺める角度が若干異なることによって、受像した画像内容も若干差異がある。これに対して、運動視差は観賞者の眼の位置が移動したとき、観賞角度もこれに伴って変化することから、眼が受像する内容もある程度異なることを指す。従って、我々が立体画像を受像するのは即ちどのようにして左眼と右眼がそれぞれ僅かに差異のある個別画像を受像しようとするかということである。

図１ａと図１ｂはそれぞれ従来の前、後２枚のパネルが輝度の異なる画像を放映して、奥行き方向に融合して連続的な奥行きが変化することを示した概略図である。フロントパネル（観察者Ｄ１に近い）とバックパネル（観察者Ｄ２から遠い）の間の距離とそれぞれフロント/バックパネル上の２つの画像が異なる輝度を有することで、両眼視差により観察者に画像の立体感を生じさせる。日本のＮＴＴはこの原理でもって２枚の積層する液晶パネルを利用して、２枚のパネルにサイズの異なる画像を表示し、物体の鑑賞者からの遠近距離が異なることを利用すると、薄暗さと色の違いが生じることから、前後の物体画像を一つに重ねて、鑑賞者に立体感を持たせることを提案している。然しながら、その欠点はフロント/バックパネルの位置合せが困難であり、しかも２つの２次元画像を重ねた結果、正面方向で観賞することでしか立体効果が芳しくなく、その他の観賞角度では立体効果が出難い。

図２ａと図２ｂはそれぞれ従来の第1、第２画像の処理方法を示した概略図である。上記の２枚（又は複数枚）のパネルの画像処理については、各パネルに対応する画像に信号を提供しなければならず、一般に使用する方法（ピュアデプス社が開示した技術）はダブル出力したディスプレイカード（図２ａに示す第１画像処理方法）を利用し、２台のコンピュータ又は放映装置（図２ｂに示す第２画像処理方法）を利用する。

第１画像処理方法はコンピュータＣ１が特殊なソフトウェアＳ１を組合わせないと、ディスプレイカードＢ１が、対応する画像信号をフロント/バックパネルＤ１、Ｄ２に同時に出力して、同時出力効果を達成することができない。これに対し、第２画像処理方法は操作面で２台のコンピュータＣ１、Ｃ２又は放映装置（図示せず）が必要で、その他の接続インターフェイス（図示せず）又はもう１台の操作制御担当のコンピュータ（Ｃｏｎｓｏｌｅ，Ｃ３）でこの２台のコンピュータＣ１、Ｃ２にコマンドを発して同時に放映させるものである。

然しながら、上記の２種類の画像処理方法は何れも特殊規格のコンピュータで画像出力をする同時制御が必要で、さもなければフロント/バックパネルに提供する信号を同時にすることが難しく、一般家庭で使用する放映装置（ＤＶＤ、ケーブルテレビ、ＰＳ３等）に提供して使用することはさらに不可能である。

上記の課題に基づき、発明人は新たな多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法を提供して既存の技術的欠陥を克服するものである。

本発明の目的は、それぞれフロント/バックの両パネルの表示に提供し、フロント/バックパネル間の距離によって立体感を生じ、入力した画像信号を処理すると同時にフロント/バックパネルに割り当て、ユーザーがどの画像出力装置にも接続するよう提供して、フロント/バックパネルが同時出力する画像処理方法を達成する、画像処理技術を提供することにある。

本発明の別の目的は、どの放映装置にも提供して使用可能であることにある。

本発明の別の目的は、処理過程が簡単迅速で、回路コストを増やす必要がないことにある。

本発明の別の目的は、３次元立体画像と2次元画像の同時出力が可能なことにある。

上記の目的を実現するために本発明は、少なくとも１つのフロントパネルとバックパネルを備えた、多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法を提供し、前記方法は、フォアグラウンド信号とバックグラウンド信号を求め、予め定めた方向に前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を半分の解析度に圧縮して、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を改めて入力画像に合成し、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は、それぞれ前記入力画像の第1側面と第2側面に表示し、しかも前記入力画像の半分の解析度の前記バックグラウンド信号はもう一方の側面に反対に設けて、ラインデータ保存装置によって前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号の各スキャンラインデータを保存するステップと、前記入力画像を表示装置に入力すると共に、前記表示装置の処理回路で同時に画素データを正方向に読み込んで正方向の画素データを前記フロントパネルに提供し、また逆方向に画素データを読み込んで逆方向の画素データを前記バックパネルに提供するステップと、前記表示装置の前記処理回路によって、前記フロントパネルと前記バックパネルの第1側面を前記予め定めた方向に全画面に拡大して、全画面の３次元立体画像を出力するステップとを含む。

好ましくは、前記予め定めた方向は水平方向であり、前記第1側面と前記第2側面はそれぞれ左側面と右側面であり、しかも前記入力画像の前記バックグラウンド信号は左右反対に設ける。

好ましくは、前記バックパネルが受信した信号は全画面の左右反対に設けられ、しかも前記フロントパネルと前記バックパネルの左側面の前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は半画面の３次元立体画像に重ね合せられる。

好ましくは、前記予め定めた方向は垂直方向であり、前記第1側面と前記第2側面はそれぞれ上側面と下側面であり、しかも前記入力画像の前記バックグラウンド信号は上下反対に設ける

本発明はさらに、少なくとも１つのフロントパネルとバックパネルを備えた、多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法を提供し、前記方法は、 フォアグラウンド信号とバックグラウンド信号を求め、予め定めた方向に前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を半分の解析度に圧縮して、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を改めて入力画像に合成し、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は、それぞれ前記入力画像の第1側面と第2側面に表示し、しかも前記入力画像の半分の解析度の前記バックグラウンド信号はもう一方の側面に反対に設けて、ラインデータ保存装置によって前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号の各スキャンラインデータを保存するステップと、前記入力画像を表示装置に入力すると共に、前記表示装置の処理回路で同時に画素データを正方向に読み込んで正方向の画素データを前記フロントパネルに提供し、また逆方向に画素データを読み込んで逆方向の画素データを前記バックパネルに提供するステップと、前記表示装置の前記処理回路によって、前記フロントパネルと前記バックパネルの前記第1側面の画素データを前記バックパネルの前記第２側面に付加した上で設定すると同時に、前記フロントパネルの前記第２側面を全透過型画面に形成するステップとを含む。

好ましくは、前記全透過型画面は全黒画面又は全白画面である。

従来の前、後２枚のパネルが輝度の異なる画像を放映して、奥行き方向に融合することを示した概略図である。 従来の前、後２枚のパネルが輝度の異なる画像を放映して、連続する奥行きで変化することを示した概略図である。 従来の第1画像の処理方法を示した概略図である。 従来の第２画像の処理方法を示した概略図である。 本発明の実施例１を示したブロック図である。 本発明の実施例１におけるステップＳＡ１を示した概略図である。 本発明の実施例１におけるステップＳＡ２を示した概略図である。 本発明の実施例１におけるステップＳＡ３を示した概略図である。 本発明の実施例２を示したブロック図である。 本発明の実施例２におけるステップＳＢ３を示した概略図である。

本発明は複数の実施例で解釈をしているものの、下記の図面や具体的実施方法は本発明の好ましい実施例に過ぎず、以下に開示する具体的実施方法は本発明の例に過ぎず、本発明の下記の図面や具体的実施方法に限ることを表すものではない旨断っておくこととする。以下、本発明に係る方法の実施例を具体的に記述する。

図３は本発明の実施例１を示したブロック図である。本実施例は観察者が３次元立体画像を直接観察でき、その方法は下記を含む。

ステップＳＡ１：フォアグラウンド信号ＦＳとバックグラウンド信号ＢＳを求め、予め定めた方向にフォアグラウンド信号ＦＳとバックグラウンド信号ＢＳを半分の解析度に圧縮して、半分の解析度を有するフォアグラウンド信号ＦＳとバックグラウンド信号ＢＳを改めて入力画像Ｉ１に合成し、フォアグラウンド信号ＦＳとバックグラウンド信号ＢＳは、それぞれ入力画像Ｉ１の第1側面と第2側面に表示し、しかも入力画像Ｉ１のバックグラウンド信号ＢＳはもう一方の側面に反対に設けて、ラインデータ保存装置Ｒ１によってフォアグラウンド信号ＦＳとバックグラウンド信号ＢＳの各スキャンラインデータを保存する。

ステップＳＡ２：入力画像Ｉ１を表示装置（図示せず）に入力すると共に、表示装置の処理回路ＦＰＧＡ（図４ｂ参照）で同時に画素データを正方向に読み込んで、正方向の画素データをフロントパネルに提供し（ステップＳＡ２１）、また逆方向に画素データを読み込んで、逆方向の画素データを前記バックパネルに提供する（ステップＳＡ２２）。

ステップＳＡ３：表示装置の処理回路によって、フロントパネルとバックパネルＤ１、Ｄ２の第1側面をステップＳＡ１の予め定めた方向に全画面に拡大して、全画面の３次元立体画像Ｉ３を出力する。

ステップＳＡ１では、予め定めた方向は水平方向であり、第1側面と第2側面はそれぞれ左側面と右側面であり（図４ａで示すように、本実施例はこれを例に取り説明する）、しかも入力画像Ｉ１のバックグラウンド信号ＢＳは左右反対に設け、本実施例では、フォアグラウンド信号ＦＳは左側面、バックグラウンド信号ＢＳは右側面として説明する。また、予め定めた方向が垂直方向である場合、第1側面と第2側面はそれぞれ上側面と下側面であり、しかも入力画像Ｉ１のバックグラウンド信号ＢＳは上下反対に設ける（図示せず）。

ステップＳＡ２では、バックパネルＤ２が受信する信号は全画面の左右反対に設けたものとなり、しかもフロントパネルＤ１とバックパネルＤ２の左側面のフォアグラウンド/バックグラウンド信号（画面）ＦＳ、ＢＳは既に半画面３次元立体画像に重ね合わせられている（図４ｂ参照）。

ステップＳＡ３では、水平方向にフロント/バックパネルＤ１、Ｄ２の左側面にあるフォアグラウンド/バックグラウンド信号（画面）ＦＳ、ＢＳを拡大し、全画面の３次元立体画像を形成して出力する（図４ｃ参照）。

図５は本発明の実施例２を示したブロック図である。本実施例は観察者が３次元立体画像と２次元画像を同時に観察することが可能で、その方法の前２つのステップと前記第１実施例は同様で、その相違は次にある。

ステップＳＢ３：表示装置の前記処理回路ＦＰＧＡ（図４ｂ参照）によって、フロント/バックパネルＤ１、Ｄ２の第1側面の画素データをバックパネルＤ２の第２側面に付加した上で設定すると同時に、フロントパネルＤ１の第２側面を全透過型画面Ｔに形成する。

ステップＳＢ３では、観察者にとって、フロント/バックパネルＤ１、Ｄ２が形成する全画面画像の左側面（第１側面）は半画面３次元立体画像Ｉ４を見ることが可能で、右側面（第２側面）は半画面２次元画像Ｉ5を見ることが可能で（図６参照）、このうち、全透過型画面は全黒又は全白であってよく、本実施例では全黒を例に取る。

従って、上記の方法により下記の長所を達成することができる。
1. 前、後パネルが同時表示する効果を達成する。
2. どの画像放映装置にも提供可能である。
3. 画像処理プロセスが簡単で回路コストを増やす必要がない。
4. ３次元立体画像と２次元画像を同時に出力できるので、比較するのに便利である。

本発明は関連する好ましい実施例でもって解釈を行うが、このことは本発明を制限するものではない。その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明の思想に基づきその他多数の類似した実施例を編み出すことができるが、これらは何れも本発明の保護範囲に含まれる旨説明することとする。

Ｂ１ ディスプレイカード
ＢＳ バックグラウンド信号
Ｃ１ コンピュータ
Ｃ２ コンピュータ
Ｃ３ 操作用コンピュータ
Ｄ１ フロントパネル
Ｄ２ バックパネル
ＦＰＧＡ 処理回路
ＦＳ フォアグラウンド信号
Ｉ１ 入力画像
Ｉ３ 全画面３次元立体画像
Ｉ４ 半画面３次元立体画像
Ｉ５ 半画面２次元画像
Ｒ１ ラインデータ保存装置
Ｓ１ ソフトウェア
Ｔ 全透過型画面

Claims (10)

1. 少なくとも１つのフロントパネルとバックパネルを備えた、多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法であって、前記方法は、
   入力画像をフォアグラウンド信号とバックグラウンド信号に分割し、予め定めた方向に前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を半分の解析度に圧縮して、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を改めて中継画像に合成し、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は、それぞれ前記中継画像の第1側面と第2側面に表示し、しかも前記中継画像の半分の解析度の前記バックグラウンド信号はもう一方の側面に反対に設けて、ラインデータ保存装置によって前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号の各スキャンラインデータを保存するステップと、
   前記中継画像を放映装置に入力すると共に、前記放映装置の処理回路で同時に画素データを正方向に読み込んで正方向の画素データを前記フロントパネルに提供し、また逆方向に画素データを読み込んで逆方向の画素データを前記バックパネルに提供するステップと、
   前記放映装置の前記処理回路によって、前記フロントパネルと前記バックパネルの第1側面を前記予め定めた方向に全画面に拡大して、全画面の３次元立体画像を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法。
2. 前記予め定めた方向は水平方向であり、前記第1側面と前記第2側面はそれぞれ左側面と右側面であり、しかも前記中継画像の前記バックグラウンド信号は左右反対に設けることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記バックパネルが受信した信号は全画面の左右反対に設けられ、しかも前記フロントパネルと前記バックパネルの左側面の前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は半画面の３次元立体画像に重ね合わせられることを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記予め定めた方向は垂直方向であり、前記第1側面と前記第2側面はそれぞれ上側面と下側面であり、しかも前記中継画像の前記バックグラウンド信号は上下反対に設けることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
5. 少なくとも１つのフロントパネルとバックパネルを備えた、多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法であって、前記方法は、
   前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を求め、予め定めた方向で前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を半分の解析度に圧縮して、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号を改めて入力画像に合成し、半分の解析度を有する前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号は、それぞれ前記入力画像の第1側面と第2側面に表示し、しかも前記入力画像の半分の解析度の前記バックグラウンド信号はもう一方の側面に反対に設けて、ラインデータ保存装置によって前記フォアグラウンド信号と前記バックグラウンド信号の各スキャンラインデータを保存するステップと、
   前記入力画像を表示装置に入力すると共に、前記表示装置の処理回路で同時に画素データを正方向に読み込んで正方向の画素データを前記フロントパネルに提供し、また逆方向に画素データを読み込んで逆方向の画素データを前記バックパネルに提供するステップと、
   前記表示装置の前記処理回路によって、前記フロントパネルと前記バックパネルの前記第1側面の画素データを前記バックパネルの前記第２側面に付加した上で設定すると同時に、前記フロントパネルの前記第２側面を全透過型画面に形成するステップと、
   を含むことを特徴とする多層構造を持つ３次元表示装置のための画像処理方法。
6. 前記予め定めた方向は水平方向であり、前記第1側面と前記第2側面はそれぞれ左側面と右側面であり、しかも前記入力画像の前記バックグラウンド信号は左右反対に設けることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
7. 前記全透過型画面は全黒画面又は全白画面であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
8. 前記フロントパネルと前記バックパネルが形成した全画面画像の前記左側面に３次元立体画像を出力し、前記右側面に２次元画像を出力することを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
9. 前記第１側面に３次元立体画像を形成し、前記第2側面に２次元画像を出力することを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
10. 前記全透過型画面は全黒画面であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。