JP2011015177A - 画像処理装置、画像表示装置、その処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタメガネを装着した観察者に立体感を知覚させるとともに、シャッタメガネを装着しない観察者にとって違和感のない画像を提供する。
【解決手段】画像表示部には、左目画像Ｌ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）、右目画像Ｒ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）の順に、４つの画像を１組として、１秒間に３０組が表示される。この表示された画像は、観察者の網膜における時間積分によって「（３Ｌ＋２α）／４」の画像として知覚される。すなわち、右目画像Ｒの成分は相殺される。一方、シャッタメガネは、左目画像Ｌを観察者の左目に、右目画像Ｒを観察者の右目に、それぞれ提示するため、シャッタメガネを装着した観察者には両眼視差（disparity）に基づく立体感を知覚させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像処理装置に関し、特に立体動画像を表示するための画像処理装置、画像表示装置、および、これらにおける処理方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。

近年、立体動画像を表示するための表示方式が提案されている。立体動画像を表示するためには、両眼視差（disparity）を利用して、同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像からなる立体画像対を時系列に表示する方式が用いられる。このような表示方式の一つとして、２種類の映像を時間的に交互に表示して、メガネの前面に設けられたシャッタを透過または遮光に切り替えることにより２つの画像を切り替えるシャッタメガネ方式が知られている。この場合、シャッタは左右独立に制御され、左目に画像を供給するときには、左側のシャッタを透過にし、右側のシャッタを遮光にする。逆に、右目に画像を供給するときには、左側のシャッタを遮光にし、右側のシャッタを透過にする。これにより、両眼視差を有する立体動画像を観察者に知覚させることができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−３２６９４７号公報（図１）

上述の従来技術では、シャッタメガネを装着した観察者に立体感を知覚させるが、シャッタメガネを装着しない観察者に対しては左右それぞれの視点における画像が混在した二重像を知覚させることになる。したがって、シャッタメガネを装着しない観察者にとって、観察に耐える画像にはならない。特に、テレビ放送においては、様々な視聴環境が想定され、シャッタメガネを装着しない観察者に対しても違和感のない画像を提供することが必要となる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、シャッタメガネを装着した観察者に立体感を知覚させるとともに、シャッタメガネを装着しない観察者にとって違和感のない画像を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給部と、上記２つの画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成部と、上記２つの画像および上記合成画像の何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が上記２つの画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択部とを具備する画像処理装置、その処理方法およびプログラムである。これにより、シャッタメガネを装着しない観察者には異なる視点から見込んだ２つの画像の一方の画像を相殺した画像を知覚させ、シャッタメガネを装着した観察者には左右の目に上記２つの画像を独立して提示させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記２つの画像は、左目に提示されるべき左目画像および右目に提示されるべき右目画像であり、上記合成画像生成部は、上記左目画像および上記右目画像の輝度に対して互いに異なる符号を付与して上記所定の演算を施すようにしてもよい。これにより、シャッタメガネを装着した観察者には両眼視差を有する立体動画像を知覚させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記２つの画像の輝度に基づいてオフセット値を生成するオフセット値生成部をさらに具備し、上記合成画像生成部は、上記所定の演算として上記オフセット値の加算をさらに行ってもよい。これにより、合成画像において負となる画素数が一定量を超えないようにさせるという作用をもたらす。この場合において、上記オフセット値生成部は、上記２つの画像の輝度に基づく値の有効な最大値を上記オフセットとして生成してもよく、また、上記最大値をさらに時系列に平滑化した値を上記オフセット値として生成してもよい。

また、本発明の第２の側面は、同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像であって左目に提示されるべき左目画像および右目に提示されるべき右目画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給部と、上記左目画像および上記右目画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成部と、上記左目画像と上記右目画像と上記合成画像との何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が上記左目画像または上記右目画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択部と、上記出力画像選択部から出力された出力画像を表示する画像表示部と、上記出力画像のうち上記左目画像の出力タイミングにおいては左目に上記出力画像が提示され、上記右目画像の出力タイミングにおいては右目に上記出力画像が提示されるように遮光駆動を行う遮光駆動部とを具備する画像表示装置である。これにより、シャッタメガネを装着しない観察者には異なる視点から見込んだ左右画像の一方の画像を相殺した画像を知覚させ、シャッタメガネを装着した観察者には立体動画像を知覚させるという作用をもたらす。

また、この第２の側面において、上記合成画像生成部は、上記左目画像および上記右目画像の輝度に対して互いに異なる符号を付与して上記所定の演算を施すことができる。これにより、左目画像および右目画像の何れか一方が相殺されるという作用をもたらす。

また、この第２の側面において、上記出力画像選択部における選択周期よりも早い周期によって上記画像表示部の光源のオンオフ制御を行う光源制御部をさらに具備してもよい。これにより、シャッタメガネの有無による輝度レベルの差を緩和するとともに、消費電力を低下させるという作用をもたらす。

また、この第２の側面において、上記画像表示部は、少なくとも１秒当り１２０フレームの表示速度により上記出力画像を出力することを想定することができる。４つの画像を１組として、１秒間に３０組を表示するためには、少なくとも１秒当り１２０フレームの表示速度が必要となる。本発明の実施の形態では、１つの画像について２回ずつスキャンするものとして、その２倍の２４０フレーム／秒を想定している。

本発明によれば、シャッタメガネを装着した観察者に立体感を知覚させるとともに、シャッタメガネを装着しない観察者にとって違和感のない画像を提供することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における信号処理部１００の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における逆ガンマ補正部１１１および１１２の処理例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるオフセット値生成部１３０の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における輝度分布の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における平滑化処理の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における合成画像生成部１４０の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の動作タイミングの一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態において観察者により知覚される画像の比較例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の処理手順の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における画像表示システム２００の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における画像表示システム２００の動作タイミングの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態において観察者により知覚される画像の比較例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（バックライト制御を行わない例）
２．第２の実施の形態（バックライト制御を行う例）

＜１．第１の実施の形態＞
［画像表示システム２００の構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の構成例を示す図である。この第１の実施の形態における画像表示システム２００は、同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像（フレーム）からなる立体画像対について、その立体画像対の各フレームを時系列に並べた立体動画像を入力して、表示するものである。立体画像対を構成する２つの画像は、左目に提示されるべき左目画像および右目に提示されるべき右目画像であり、両眼視差（disparity）により観察者に立体感を知覚させる。

ここでは、入力信号としてＲＧＢ色空間による画像信号を想定し、左目画像および右目画像のそれぞれが赤色（Ｒ：Red）信号、緑色（Ｇ：Green）信号、青色（Ｂ：Blue）信号により構成されるものとする。すなわち、この画像表示システム２００には、左目画像の赤色信号１０１−１、緑色信号１０１−２、青色信号１０１−３と、右目画像の赤色信号１０２−１、緑色信号１０２−２、青色信号１０２−３とが入力される。以下では、左目画像の各信号を左目画像信号１０１、右目画像の各信号を右目画像信号１０２と総称する。また、この画像表示システム２００には、画像表示部における垂直同期タイミングを表す垂直同期信号１０３が入力される。

この画像表示システム２００は、信号処理部１００−１乃至３と、タイミング制御部２１０と、画像表示部２２０と、液晶シャッタ部２３０と、液晶シャッタ駆動部２４０とを備えている。

信号処理部１００−１乃至３は、左目画像信号１０１および右目画像信号１０２に対して所定の処理を施すものである。信号処理部１００−１は、左目画像の赤色信号１０１−１と、右目画像の赤色信号１０２−１とを入力して、出力画像の赤色信号１７９−１を出力する。信号処理部１００−２は、左目画像の緑色信号１０１−２と、右目画像の緑色信号１０２−２とを入力して、出力画像の緑色信号１７９−２を出力する。信号処理部１００−３は、左目画像の青色信号１０１−３と、右目画像の青色信号１０２−３とを入力して、出力画像の青色信号１７９−３を出力する。以下では、出力画像の赤色信号１７９−１、緑色信号１７９−２および青色信号１７９−３を出力画像信号１７９と総称する。また、信号処理部１００−１乃至３を信号処理部１００と総称する。

タイミング制御部２１０は、入力された垂直同期信号１０３に基づいて、各部におけるタイミング信号を生成し、動作タイミングを制御するものである。その一つとして、このタイミング制御部２１０は、信号処理部１００における出力画像の選択信号２１９を生成する。また、このタイミング制御部２１０は、液晶シャッタ部２３０を駆動するための基準タイミング信号を液晶シャッタ駆動部２４０に供給する。

画像表示部２２０は、信号処理部１００−１乃至３から出力された出力画像信号１７９−１乃至３を入力として画像を表示するものである。この画像表示部２２０は、（図示しない）表示基準タイミング信号に従って、表示面上の各画素に対する走査（スキャン）を行う。すなわち、表示面上において左上画素から右方向に水平ラインに描画が行われ、インターレース方式であれば一つおきの水平ラインに対して繰り返し描画が行われる。この場合、２枚のフィールドが１つのフレームを構成することになる。また、非インターレース方式の場合、一つの水平ラインが描画された後、直下の水平ラインに対して繰り返し描画が行われる。いずれの場合も、フィールドまたはフレームの最終ラインに達すると、垂直ブランキング期間を経て、次のフィールドまたはフレームの先頭ラインに移る。この垂直ブランキング期間を示すのが、前述の垂直同期信号１０３である。

この画像表示部２２０によって表示される画像は、後述のように、液晶シャッタ部２３０を介した観察者３０からは立体画像として知覚され、液晶シャッタ部２３０を介さない観察者２０からは平面画像として知覚される。すなわち、液晶シャッタ部２３０を介さない観察者２０は、従来技術のように左右それぞれの視点における画像が混合した二重像を知覚することなく、通常の平面画像を知覚することができる。

液晶シャッタ部２３０は、画像表示部２２０によって表示された画像を観察者３０の左右の目に独立に提示するためのメガネシャッタである。この液晶シャッタ部２３０は、電圧のオンオフにより開閉制御される左右のシャッタを備えており、それぞれ独立に透過または遮光の何れかの状態を内容制御される。この液晶シャッタ部２３０における左右のシャッタの開閉タイミングは液晶シャッタ駆動部２４０により制御される。

液晶シャッタ駆動部２４０は、液晶シャッタ部２３０を駆動するものである。すなわち、液晶シャッタ駆動部２４０は、後述するタイミングによって液晶シャッタ部２３０の左目のシャッタまたは右目のシャッタを開閉するよう制御する。なお、液晶シャッタ駆動部２４０は、特許請求の範囲に記載の遮光駆動部の一例である。

［信号処理部１００の構成例］
図２は、本発明の実施の形態における信号処理部１００の構成例を示す図である。この信号処理部１００は、逆ガンマ補正部１１１および１１２と、フレームメモリ１２１および１２２と、オフセット値生成部１３０と、合成画像生成部１４０と、ゼロクリッピング処理部１５０と、出力画像選択部１６０と、ガンマ補正部１７０とを備える。

逆ガンマ補正部１１１および１１２は、画像表示部２２０が発するＲＧＢ各色の光の量の変化と合成画像生成部１４０により取り扱われる信号レベルとの関係が線形となるように逆補正を行うものである。逆ガンマ補正部１１１には左目画像信号１０１が供給され、逆ガンマ補正部１１２には右目画像信号１０２が入力される。

図３（ａ）に示されるように、画像表示システム２００に入力される信号とＲＧＢ各色の光量は線形の関係ではなく、そのままでは合成画像生成部１４０における取り扱いに不都合が生じる。そこで、この逆ガンマ補正部１１１および１１２では、図３（ｂ）に示されるような曲線を掛け合わせた値になるように、逆ガンマ変換を行う。これにより、図３（ｃ）に示されるように、合成画像生成部１４０における信号量とＲＧＢ各色の光量は線形の関係となる。ただし、実際に図３（ｂ）の曲線を乗算する必要はなく、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を索引することにより、必要な値を得られるようにしてもよい。

フレームメモリ１２１および１２２は、逆ガンマ補正部１１１または１１２により逆ガンマ変換された画像をそれぞれ保持するメモリである。フレームメモリ１２１には逆ガンマ補正部１１１の出力が保持され、フレームメモリ１２２には逆ガンマ補正部１１２の出力が保持される。フレームメモリ１２１および１２２は、逆ガンマ変換された画像を一旦保持することにより、映像フレームの遅延処理を行い、入出力タイミングの同期合わせを可能とするものである。このフレームメモリ１２１および１２２には、それぞれ少なくとも１つのフレームを保持できる容量を備える必要があるが、さらに複数のフレームを保持できれば、後述のオフセット値を生成する際に、そのオフセット値の精度をより向上させることができる。なお、フレームメモリ１２１および１２２は、特許請求の範囲に記載の立体画像供給部の一例である。

オフセット値生成部１３０は、合成画像生成部１４０において合成画像を生成する際のオフセット値αを生成するものである。このオフセット値αは、合成画像生成部１４０の出力について、負となる画素数が一定量を超えないように加算される値である。合成画像生成部１４０では光によって負の値を提示することができないため、全体的に底上げをしておく必要があるからである。なお、このオフセット値生成部１３０の構成例については図面を参照して後述する。

合成画像生成部１４０は、左目画像および右目画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成するものである。この合成画像は、左目画像および右目画像と時系列に切り替えながら画像表示部２２０から表示されることにより、その出力の一定期間における時間積分された結果が左目画像または右目画像の何れか一方の画像を相殺したものになるものである。なお、この合成画像生成部１４０の構成例については図面を参照して後述する。

ゼロクリッピング処理部１５０は、合成画像生成部１４０の出力が負になってしまった場合に、負の値を全てゼロに切り上げる処理を行うものである。合成画像生成部１４０の出力には、オフセット値生成部１３０により生成されたオフセット値αが加算されるため、全体的に底上げが行われて、負となる画素数は一定量を超えないようになっている。しかし、一部の例外的な画素に基準を合わせて底上げを行ってしまうと画像全体が破綻してしまうおそれがあるため、合成画像生成部１４０の出力が負になった場合にはゼロクリップ処理が行われる。

出力画像選択部１６０は、フレームメモリ１２１および１２２に保持された左目画像および右目画像のフレーム、または、ゼロクリッピング処理部１５０から出力された合成画像の何れかを選択して、出力画像として出力するものである。この出力画像選択部１６０における選択動作は、タイミング制御部２１０から供給される選択信号２１９に従って行われる。この出力画像選択部１６０における選択タイミングについては図面を参照して後述する。

ガンマ補正部１７０は、逆ガンマ補正部１１１および１１２とは逆の変換処理を行うものである。すなわち、このガンマ補正部１７０は、出力画像選択部１６０から出力される出力画像の信号レベルの変化に対して、画像表示部２２０が発するＲＧＢ各色の光量が線形関係となるように変換を行う。このガンマ補正部１７０における処理についても、逆ガンマ補正部１１１および１１２と同様に、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を索引することにより、必要な値を得られるようにしてもよい。

［オフセット値生成部１３０の構成例］
図４は、本発明の実施の形態におけるオフセット値生成部１３０の構成例を示す図である。このオフセット値生成部１３０は、輝度分布生成部１３１と、最大値選択部１３２と、平滑化処理部１３３と、クリッピング処理部１３４とを備える。

輝度分布生成部１３１は、フレームメモリ１２１および１２２からの左目画像１２６および右目画像１２７の輝度分布を生成するものである。ここでは、合成画像Ｘを
Ｘ＝Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α
とすることを想定して、この合成画像Ｘが負にならないようなオフセット値αの分布を考える。ただし、Ｌは左目画像、Ｒは右目画像である。ここで、合成画像Ｘの各画素が０となる限界点におけるオフセット値α_０は、
０＝Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α_０
α_０＝−Ｌ＋（１／２）×Ｒ
であるため、このα_０の輝度分布を求めることとする。この様子を表したものが図５である。

最大値選択部１３２は、輝度分布生成部１３１によって生成された輝度分布において最大値を選択するものである。ここでは、図５の例を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態における輝度分布の一例を示す図である。この図では、横軸に「（１／２）×Ｒ−Ｌ」を、縦軸に全画面（フレーム）における各輝度の頻度値を示している。このような輝度分布において、「（１／２）×Ｒ−Ｌ」の最大値を求める際、一部の例外的な画素まで考慮してしまうと、オフセット値αが高くなり過ぎて画像全体が破綻してしまうおそれがある。そこで、有効画素数を閾値として設定し、画素数が閾値を超える範囲内で「（１／２）×Ｒ−Ｌ」の最大値を求めることとする。このようにして得られた「（１／２）×Ｒ−Ｌ」の最大値を、フレーム毎に並べたのが図６である。

平滑化処理部１３３は、最大値選択部１３２によって選択された最大値について、フレームに亘って平滑化処理を行うものである。ここでは、図６の例を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態における平滑化処理の一例を示す図である。この図では、「（１／２）×Ｒ−Ｌ」の最大値がフレーム毎に並んでいる。すなわち、現在のフレーム番号ｍにおける「（１／２）×Ｒ−Ｌ」の最大値を中心として、ａフレーム過去のフレーム番号「ｍ−ａ」のものが左方に、ｂフレーム未来のフレーム番号「ｍ＋ｂ」のものが右方に配置されている。これらの各々をフレーム毎のオフセット値αとしてもよいが、このオフセット値αが短時間で大きく変化してしまうと、画面の全体的な明るさが急激に変化することとなり、望ましくない。そこで、平滑化処理部１３３は、図６の点線のように、前後のフレームに亘って最大値を平滑化することにより、オフセット値αを求める。

クリッピング処理部１３４は、オフセット値αが適正な範囲内に収まるように、最大値を上限とし、最小値を下限とするクリッピング処理を行うものである。一例として、オフセット値αが輝度の全範囲の０％から７０％程度に収まるように調整することが考えられる。

［合成画像生成部１４０の構成例］
図７は、本発明の実施の形態における合成画像生成部１４０の構成例を示す図である。ここでは、上述の例と同様に、合成画像Ｘ＝Ｌ−（１／２）×Ｒ＋αを想定して説明する。この合成画像生成部１４０は、除算器１４１と、加算器１４２とを備えている。

除算器１４１は、フレームメモリ１２２からの右目画像１２９を「２」で割るための除算を行うものである。画像の輝度値は整数であるため、実際にはシフタによって１ビット右シフトするだけで簡単に実現することができる。

加算器１４２は、フレームメモリ１２１からの左目画像１２８と、オフセット値生成部１３０からのオフセット値１３９とを加算して、除算器１４１の出力結果を減算するものである。図中、（ｍ）は現在のフレーム番号ｍの画素値であることを意味する。この加算器１４２の出力はゼロクリッピング処理部１５０に供給される。

［画像表示システム２００の動作タイミング例］
図８は、本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の動作タイミングの一例を示す図である。垂直同期信号１０３に基づいて、タイミング制御部２１０は出力画像選択部１６０に対する選択信号を生成する。この例では、左目画像Ｌ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）、右目画像Ｒ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）の順に、出力画像選択部１６０における選択が行われる。

この４つの画像を１組として、１秒間に３０組を表示するためには、１組当り３３．３ミリ秒（ｍｓ）毎に表示する必要がある。１つの画像について２回ずつスキャンするものとすると、１回のスキャンは４．１７ミリ秒（ｍｓ）毎に行う必要がある。すなわち、この場合、
３０×４×２＝２４０フレーム／秒（ｆｐｓ）
のフレームレートにて表示していることになる。なお、ここでは、１つの画像について２回ずつスキャンする例について説明したが、１つの画像について２回ずつスキャンすることとして、半分の１２０フレーム／秒の表示速度により表示してもよい。

図９は、本発明の第１の実施の形態において観察者により知覚される画像の比較例を示す図である。図９（ａ）は、液晶シャッタ部２３０を介さない観察者によって知覚される画像である。すなわち、左目画像Ｌ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）、右目画像Ｒ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）の順に、出力画像選択部１６０において選択された画像は、網膜における時間積分によって以下のように知覚される。
（Ｌ＋（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）＋Ｒ＋（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α））／４
＝（３Ｌ＋２α）／４
すなわち、表示画像「（３Ｌ＋２α）／４」には、右目画像Ｒの要素は含まれていないため、観察者からは左目画像Ｌが知覚され、従来のような二重像を回避することができる。

図９（ｂ）は、液晶シャッタ部２３０を介した観察者によって知覚される画像である。すなわち、左目シャッタは左目画像Ｌが選択されているタイミングにおいて透過となり、それ以外では遮光となっているため、左目には左目画像Ｌが提示される。同様に、右目シャッタは右目画像Ｒが選択されているタイミングにおいて透過となり、それ以外では遮光となっているため、右目には右目画像Ｒが提示される。ただし、これらは全体の１／８の時間しか透過にならないため、それぞれ左目には「Ｌ／８」、右目には「Ｒ／８」の立体画像として知覚される。

［画像表示システム２００の処理手順例］
図１０は、本発明の第１の実施の形態における画像表示システム２００の処理手順の一例を示す図である。まず、左目画像信号１０１および右目画像信号１０２が入力されると（ステップＳ９１１）、信号処理部１００の逆ガンマ補正部１１１および１１２は逆ガンマ補正を行って（ステップＳ９１２）、それぞれフレームメモリ１２１または１２２に保持する。オフセット値生成部１３０はフレームメモリ１２１および１２２に保持された左目画像および右目画像からオフセット値を生成する（ステップＳ９１３）。

合成画像生成部１４０はフレームメモリ１２１および１２２に保持された左目画像および右目画像とオフセット値とから合成画像を生成する（ステップＳ９１４）。そして、この合成画像において負になった画素について、ゼロクリッピング処理部１５０がゼロに切り上げる処理を行う（ステップＳ９１５）。

出力画像選択部１６０は、左目画像、右目画像および合成画像の何れかを順次選択して出力画像として出力する（ステップＳ９１６）。そして、ガンマ補正部１７０は、出力画像をガンマ補正して画像表示部２２０に出力する（ステップＳ９１７）。画像表示部２２０は、そのガンマ補正された出力画像を表示する（ステップＳ９１８）。

なお、ステップＳ９１１は、特許請求の範囲に記載の立体画像供給手順の一例である。また、ステップＳ９１４は、特許請求の範囲に記載の合成画像生成手順の一例である。また、ステップＳ９１６は、特許請求の範囲に記載の出力画像選択手順の一例である。

このように、本発明の第１の実施の形態によれば、液晶シャッタ部２３０を介した観察者に対して両眼視差に基づく立体感を知覚させるとともに、液晶シャッタ部２３０を介さない観察者にとって違和感のない画像を提供することができる。

＜２．第２の実施の形態＞
［画像表示システム２００の構成例］
図１１は、本発明の第２の実施の形態における画像表示システム２００の構成例を示す図である。この第２の実施の形態における画像表示システム２００は、バックライト制御部２５０を設けた点以外は、第１の実施の形態と同様の構成を備える。そのため、バックライト制御部２５０以外の構成については説明を省略する。なお、ここでは、画像表示部２２０はバックライトを光源とする液晶ディスプレイを想定している。

バックライト制御部２５０は、画像表示部２２０におけるバックライトの発光タイミングを制御するものである。第１の実施の形態ではバックライトについて格別に制御を行うことなく、常に発光しているものとしていた。しかしながら、図９において説明したように、液晶シャッタ部２３０を介した場合には輝度レベルが１／８に落ち込むため、液晶シャッタ部２３０を介さない場合との差が激しくなる。そこで、この第２の実施の形態では、バックライト制御部２５０によってバックライトの発光タイミングを制御することにより、液晶シャッタ部２３０の有無による輝度レベルの差を緩和するとともに、消費電力を低下させることができる。

［画像表示システム２００の動作タイミング例］
図１２は、本発明の第２の実施の形態における画像表示システム２００の動作タイミングの一例を示す図である。この例では、バックライト制御部２５０により、バックライトの発光タイミングを１画面おきにして、発光と非発光を繰り返すように制御している。すなわち、表示画像の切替を２画面毎に行うことを前提として、１画面目では非発光とし、２画面目では発光としている。

図１３は、本発明の第２の実施の形態において観察者により知覚される画像の比較例を示す図である。図１３（ａ）は、液晶シャッタ部２３０を介さない観察者によって知覚される画像である。すなわち、左目画像Ｌ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）、右目画像Ｒ、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）の順に、出力画像選択部１６０において選択された画像は、バックライト制御により半分のみが観察者に提示される。したがって、この画像は、網膜における時間積分によって以下のように知覚される。
（Ｌ＋（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）＋Ｒ＋（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α））／８
＝（３Ｌ＋２α）／８

この表示画像「（３Ｌ＋２α）／８」には、右目画像Ｒの要素は含まれていないため、観察者からは左目画像Ｌが知覚されるのは第１の実施の形態と同様である。ただし、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態の場合（図９）と比べて半分の輝度レベルとなっている。

図１３（ｂ）は、液晶シャッタ部２３０を介した観察者によって知覚される画像である。これは第１の実施の形態と全く同じ結果になっている。すなわち、左目には「Ｌ／８」、右目には「Ｒ／８」の立体画像として知覚される。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、液晶シャッタ部２３０の有無による輝度レベルの差を緩和するとともに、消費電力を低下させることができる。

なお、本発明の実施の形態では、右目画像Ｒを相殺する例について説明したが、左右を入れ換えて左目画像Ｌを相殺するようにしてもよい。また、本発明の実施の形態では、４つの画像を１組として、合成画像（Ｌ−（１／２）×Ｒ＋α）を用いたが、画像の数を適宜変更することも可能である。その場合には、１組の網膜における時間積分によって左右何れかの画像が相殺されるように合成画像を生成する必要がある。

また、本発明の実施の形態では、（（１／２）×Ｒ−Ｌ）の最大値からオフセット値αを求めたが、左右画像の最大値を別々に求めて、オフセット値を算出してもよい。また、左右画像に依存することなく、灰色など一定の固定値をオフセット値として定めるようにしてもよい。

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。

１００ 信号処理部
１０１ 左目画像信号
１０２ 右目画像信号
１０３ 垂直同期信号
１１１、１１２ 逆ガンマ補正部
１２１、１２２ フレームメモリ
１３０ オフセット値生成部
１３１ 輝度分布生成部
１３２ 最大値選択部
１３３ 平滑化処理部
１３４ クリッピング処理部
１４０ 合成画像生成部
１４１ 除算器
１４２ 加算器
１５０ ゼロクリッピング処理部
１６０ 出力画像選択部
１７０ ガンマ補正部
２００ 画像表示システム
２１０ タイミング制御部
２２０ 画像表示部
２３０ 液晶シャッタ部
２４０ 液晶シャッタ駆動部
２５０ バックライト制御部

Claims (11)

1. 同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給部と、
   前記２つの画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成部と、
   前記２つの画像および前記合成画像の何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が前記２つの画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択部と
   を具備する画像処理装置。
2. 前記２つの画像は、左目に提示されるべき左目画像および右目に提示されるべき右目画像であり、
   前記合成画像生成部は、前記左目画像および前記右目画像の輝度に対して互いに異なる符号を付与して前記所定の演算を施す
   請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記２つの画像の輝度に基づいてオフセット値を生成するオフセット値生成部をさらに具備し、
   前記合成画像生成部は、前記所定の演算として前記オフセット値の加算をさらに行う
   請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記オフセット値生成部は、前記２つの画像の輝度に基づく値の有効な最大値を前記オフセットとして生成する
   請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記オフセット値生成部は、前記最大値をさらに時系列に平滑化した値を前記オフセット値として生成する
   請求項４記載の画像処理装置。
6. 同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像であって左目に提示されるべき左目画像および右目に提示されるべき右目画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給部と、
   前記左目画像および前記右目画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成部と、
   前記左目画像と前記右目画像と前記合成画像との何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が前記左目画像または前記右目画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択部と、
   前記出力画像選択部から出力された出力画像を表示する画像表示部と、
   前記出力画像のうち前記左目画像の出力タイミングにおいては左目に前記出力画像が提示され、前記右目画像の出力タイミングにおいては右目に前記出力画像が提示されるように遮光駆動を行う遮光駆動部と
   を具備する画像表示装置。
7. 前記合成画像生成部は、前記左目画像および前記右目画像の輝度に対して互いに異なる符号を付与して前記所定の演算を施す請求項６記載の画像表示装置。
8. 前記出力画像選択部における選択周期よりも早い周期によって前記画像表示部の光源のオンオフ制御を行う光源制御部をさらに具備する請求項６記載の画像表示装置。
9. 前記画像表示部は、少なくとも１秒当り１２０フレームの表示速度により前記出力画像を出力する請求項６記載の画像表示装置。
10. 同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給手順と、
    前記２つの画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成手順と、
    前記２つの画像および前記合成画像の何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が前記２つの画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択手順と
    を具備する画像処理手順。
11. 同一物体を互いに異なる視点から見込んだ２つの画像からなる立体画像対を時系列に並べた立体動画像を供給する立体画像供給手順と、
    前記２つの画像の輝度に対して所定の演算を施した合成画像を時系列に生成する合成画像生成手順と、
    前記２つの画像および前記合成画像の何れか一つを時系列に順次選択して、その出力の一定期間における時間積分された結果が前記２つの画像の何れか一方の画像を相殺したものになるように出力する出力画像選択手順と
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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