JP2011164202A - 画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単眼立体視の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換された画像を表示する際に、画面端部での欠損領域や無効領域に起因する表示品位の低下を抑止する。
【解決手段】単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するマスク付加部１０２と、マスク付加部１０２によりマスクが付加された入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換する２Ｄ３Ｄ変換部１０８と、右眼用画像及び左眼用画像を表示する表示部１１０と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法に関する。

従来から、左右の眼に同一の映像を表示して、いわゆる単眼立体視の原理を利用した光学的装置としてシノプター（synopter）と呼ばれる立体視鏡が知られている。シノプターは、ハーフミラーを組み合わせることにより、同一位置において受けた光を両眼に分けて供給するものである。このシノプターによれば、両眼の網膜像が同一になり、非立体画像に対して立体視的な深みを与え得ることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。

Jan J Koenderink他著，「On so-called paradoxical monocular stereoscopy」，Perception，Pion Publication（英国），１９９４年，第２３巻，ｐ．５８３−５９４

しかしながら、シノプターの原理を利用して、オリジナルの２Ｄ画像から右眼用画像と左眼用画像を生成してディスプレイに表示する場合、ディスプレイの表示領域は物理的に限られている。このため、それぞれの画像において端部の画像が欠損したり、あるいは端部に画像が存在しない無効領域が生じてしまう問題が生じる。

このような欠損領域または無効領域は、右眼用画像と左眼用画像の一方に生じ、他方には生じない。このため、視聴者が単眼立体視の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換された右眼用画像と左眼用画像を共に視認した場合に、いわゆる両眼視野闘争と呼ばれる画面のチラツキ現象が発生し、表示品位が低下する問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、単眼立体視の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換された画像を表示する際に、画面端部での欠損領域や無効領域に起因する表示品位の低下を抑止することが可能な、新規かつ改良された画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するマスク付加部と、前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換する変換部と、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示する表示部と、を備える、画像表示装置が提供される。

また、前記マスクの範囲を算出するマスク量算出部を備え、前記マスク量算出部は、前記マスクを付加しない場合に前記右眼用画像又は左眼用画像の一方に無効領域が生じる場合、前記右眼用画像又は左眼用画像の他方に対して前記無効領域に対応する領域が視認されない範囲を前記マスクの範囲として算出するものであってもよい。

また、前記マスクの範囲を算出するマスク量算出部を備え、前記マスク量算出部は、前記マスクを付加しない場合に前記右眼用画像又は左眼用画像の一方に欠損領域が生じる場合、前記右眼用画像又は左眼用画像の他方に対して前記欠損領域に対応する領域が視認されない範囲を前記マスクの範囲として算出するものであってもよい。

また、前記変換部は、平行移動方式による変換を行うものであってもよい。

また、前記変換部は、あおり平面貼付け方式による変換を行うものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するマスク付加部と、前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換する変換部と、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示する表示部と、を有する、画像表示装置と、前記右眼用と左眼用のシャッターを有し、前記表示部における前記右眼用画像及び前記左眼用画像の切り換わりに応じて、前記右眼用と左眼用の前記シャッターを開閉する立体映像観察眼鏡と、を備える、画像表示観察システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するステップと、前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換するステップと、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示するステップと、を備える、画像表示方法が提供される。

本発明によれば、単眼立体視の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換された画像を表示する際に、画面端部での欠損領域や無効領域に起因する表示品位の低下を抑止することが可能となる。

単眼立体視の原理を利用した平行移動方式による画像提示方法を示す模式図である。 単眼立体視の原理を利用したあおり平面貼付け方式による画像提示方法を示す模式図である。 平行移動方式の場合に、右眼用画像Ｒまたは左眼用画像Ｌの端部に欠けが生じる様子を示す模式図である。 あおり平面貼付け方式の場合に、右眼用画像Ｒまたは左眼用画像Ｌの端部に欠けが生じる様子を示す模式図である。 あおり平面貼付け方式において、オリジナルの２Ｄ画像と、射影のための座標変換により得られた右眼用画像Ｒ、左眼用画像Ｌとの関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態によるマスク処理の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る立体画像表示観察システムの構成を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．前提となる技術
２．本実施形態に係るマスク処理の概略
３．本実施形態に係る画像表示装置の構成例
４．２Ｄ３Ｄ変換部における２Ｄ３Ｄ変換の例
５．立体画像表示観察システムの構成例

［１．前提となる技術］
２Ｄ画像を３Ｄ画像に変換する手法としては様々なものが存在する。最も一般的な手法は、２Ｄ入力画像に含まれるオブジェクトの奥行き情報（いわゆるデプスマップ）を何らかの方法で得て、２Ｄ入力画像のオブジェクト毎、若しくは、領域毎に奥行き情報から生成した視差を付加してゆく方法である。

このような方法とは別に、デプスマップ等を用いずに、２Ｄ画像を変形処理することで、視聴者に立体感を感じさせる方法が存在する。例えば、シノプターの原理を応用して、左右の眼の網膜に同じ映像が写るように、画像を左右それぞれの眼の方向に傾けて表示面に射影変換する方法（あおり平面貼付け方式）等がある。また、単純に２Ｄ画像全体、もしくは、ライン毎に一律の視差をつけて、画像を表示画面より奥や手前に移動させつつ、奥行きの勾配を付ける方法なども存在する。

奥行き情報を使用する前者の方法は、オブジェクト毎に異なる視差を生成することで、「両眼立体視」の実現を目指している。これに対し、シノプターの原理を用いる後者の方法は、２Ｄ画像の視聴状態から、「表示面に表示されている」という情報をユーザから取り去ることで、視聴者の「単眼立体視」能力を引き出そうとする方式である。

図１及び図２は、後者の「単眼立体視」の方式による画像提示方法を示す模式図である。このうち、図１は、平行移動方式と呼ばれる方式であり、同一の画像が左右に平行移動して配置され、この平行移動量はユーザの両目の距離とされる。そして、ユーザの右眼には右側に平行移動された右眼用画像Ｒのみが視認され、左眼には左側に平行移動された左眼用画像Ｌのみが視認される。ここで、ユーザの右眼は右眼用画像Ｒの中心を通り画面に垂直な線上に位置し、左眼は左眼用画像Ｌの中心を通り画面に垂直な線上に位置する。

また、図２は、上述したあおり平面貼付け方式と呼ばれるもので、右眼用映像Ｒと左眼用映像Ｌとはその中心が１点Ｏに位置するように配置される。そして、ユーザの右眼及び左眼が点Ｏに向いた状態で、ユーザの右眼に右眼用画像Ｒのみが視認され、左眼には左眼用画像Ｌのみが視認されるように表示を行う。右眼の位置をＥＲ、左眼の位置をＥＬとすると、右眼用画像Ｒは直線ＥＲ−Ｏと直交する平面上に表示され、左眼用画像Ｌは直線ＥＬ−Ｏと直交する平面上に表示される。

図１及び図２の手法においては、ユーザの右眼に右眼用画像Ｒのみを視認させ、左眼に左眼用画像Ｌのみを視認させるため、時分割により右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌが交互に表示される。ユーザは右眼と左眼の前にシャッターが設けられた時分割式のシャッターメガネを装着する。また、あおり平面貼付け方式の場合、実際には同一の平面のディスプレイ上に右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌを交互に表示するため、あおりの効果を出すために所定の座標変換が行われる。なお、右眼用画像と左眼用画像を分離して右眼と左眼に視認させる方式は、シャッターメガネ方式に限られるものではなく、画面の前面に偏光板を配置する偏光方式など他の公知の方法を用いることができる。

ところで、「単眼立体視」の原理を利用した方式で３Ｄ画像を生成した場合、画像の中のオブジェクト毎に異なる視差は付かないため、オブジェクト毎の奥行き方向の位置の前後関係はない。このため、画面上のどの部分においても、オクルージョンと呼ばれる片方の眼でしか見えない部分は生じない。換言すれば、「単眼立体視」の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換する方式では、２Ｄから３Ｄへの変換を実施した後の３Ｄ画像を立体視した場合に、必ず左右で対になる画素が存在しているということであり、この条件が満たされなければ、見えているものに矛盾が生じ、視聴者は違和感を生じる。この矛盾は、奥行き方向の前後関係が無いにもかかわらず、片眼でしか見えない画像が存在することにより発生するもので、いわゆる両眼視野闘争と呼ばれるものである。

ところが、「単眼立体視」の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換する方式の処理では、画像の平行移動、拡大縮小、射影変換処理などを行うことから、表示画面のサイズの制約により、２Ｄから３Ｄへの変換後の右眼用画像Ｒ、左眼用画像Ｌの画像端の一部が表示画面に表示しきれなくなる場合がある。また、これとは逆に、表示画面に有効画像よりも外側の領域（無効画像領域）が表示される場合がある。この場合、表示画面を両眼立体視すると、左右で対になる画素が存在しない部分が生じているため、その部分で両眼視野闘争が起こり、画面のチラツキなどの見づらさが生じる。更に、この現象は、２Ｄから３Ｄへの変換処理以降の処理（例えばオーバースキャン処理、マスク処理等）では解消することができない。

これらの現象について図３及び図４に基づいて説明する。図３は、平行移動方式の場合に、右眼用画像Ｒまたは左眼用画像Ｌの端部に欠けが生じる様子を示す模式図である。図３に示すように、表示パネルによる実際の表示画面は視聴者の両目から距離ａｌの位置に配置されるものとする。また、右眼用画像Ｒおよび左眼用画像Ｌは、座標変換を考える上での便宜上から、表示画面の位置から距離ｃｌだけ離れた仮想入力画像面の位置に仮想的に入力画像を設定する。表示画面（ディスプレイ面）に表示された際に画像の大きさを維持するために、入力画像のサイズは、予め表示画面の画像サイズを（ａｌ＋ｃｌ）／ａｌ倍してから配置している。なお、特に平行移動方式の場合には、あおり平面貼付け方式と同様の幾何学的配置とするため、仮想入力画像面の位置に仮想的に入力画像を設定する。

このとき、仮想入力画像面にて点ＯＲを中心として左右に均等の距離ｗで右眼用画像Ｒを表示させると、表示画面上の左側の幅ＷＲ２の範囲は右眼用画像Ｒの有効範囲を超えるため無効画像が表示されることになる。また、表示画面の左右の幅が十分でないと、表示画面の右側の幅ＷＲ１の範囲では画像が表示されないため、右眼用画像Ｒの右端の画像が欠けてしまう。

左眼用画像Ｌにおいても同様に、仮想入力画像面にて点ＯＬを中心として左右に均等の距離ｗで左眼用画像Ｌを表示させると、表示画面の右側の幅ＷＬ１の範囲は左眼用画像Ｌの有効範囲を超えるため無効画像が表示されることになる。また、表示画面の左右の幅が十分でないと、表示画面の左側の幅ＷＬ２の範囲では画像が表示されないため、左眼用画像Ｌの左端の画像が欠けてしまう。

このような状態で左右の画像を交互に表示すると、右眼には幅ＷＲ２の無効画像と幅ＷＲ１の欠損が認識される一方で、左眼にはこれらが視認されない。また、左眼には幅ＷＬ１の無効画像と幅ＷＬ２の欠損が認識される一方で、右眼にはこれらが視認されない。このため、一方の眼でしか見えない画像が存在することになり、上述した両眼視野闘争が生じてしまう。

図４に示すあおり平面貼付け方式においても同様の現象が生じる。右眼用画像Ｒを表示させると、表示画面上の左側の幅ＷＲ２の範囲は右眼用画像Ｒの有効範囲を超えるため無効画像が表示されることになる。また、表示画面の右側の幅ＷＲ１の範囲では画像が表示されないため、右眼用画像Ｒの右端の画像が欠けてしまう。左眼用画像Ｌを表示させたときは、表示画面の右側の幅ＷＬ１の範囲は左眼用画像Ｌの有効範囲を超えるため無効画像が表示されることになる。また、表示画面の左側の幅ＷＬ２の範囲では画像が表示されないため、左眼用画像Ｌの左端の画像が欠けてしまう。このため、あおり平面貼付け方式においても両眼視野闘争が生じることになる。

図５は、図４に示すあおり平面貼付け方式において、オリジナルの２Ｄ画像（入力画像）と、射影のための座標変換により得られた右眼用画像Ｒ、左眼用画像Ｌ（出力画像）との関係を示している。なお、図５では、右眼用画像Ｒを左に、左眼用画像Ｌを右に配置している。後述する図６も同様である。図５に示すように、オリジナルの２Ｄ画像では画面４隅に４つの円のほぼ全体が描かれている。この２Ｄ画像から右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌに射影変換すると、右眼用画像Ｒについては、右側の２つの円が欠けてしまい、左側に黒い表示の無効領域が生じる。一方、左眼用画像Ｌについては、右側に黒表示の無効領域が生じ、左側の２つの円が欠けてしまう。

［２．本実施形態に係るマスク処理の概略］
このため、本実施形態では、上述した「単眼立体視」の原理を利用して２Ｄから３Ｄに画像を変換する手法において、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌが相違することによって生じる両眼視野闘争を抑制するため、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌのそれぞれが同一の画像となるようにマスク処理を施す。

図６は、本実施形態によるマスク処理の一例を示す模式図である。図６に示すように、本実施形態では、図５と同一のオリジナル画像に対してプレマスク処理（Ｐｒｅｍａｓｋ処理）を施した後に、２Ｄ−３Ｄ変換を行う。２Ｄ−３Ｄ変換は、あおり平面方式の場合は、あおり効果の座標変換のための射影処理である。また、平面移動方式の場合、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌを両目の間隔だけ離間させる処理である。一例として、マスクの範囲は、マスクされた結果得られる右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌが同一の画像となる範囲とする。これにより、右眼と左眼には同一の画像が視認されるため、両目視野闘争による画像のちらつきを確実に抑止することが可能である。

［３．本実施形態に係る画像表示装置の構成例］
図７は、本実施形態に係る画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態に係る処理ブロックは、マスク付加部１０２、２Ｄ３Ｄ変換パラメータ算出部１０４、最適マスク量算出部１０６、２Ｄ３Ｄ変換部１０８を備える。なお、図７に示す各ブロックは、回路（ハードウェア）またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成することができ、この場合にそのプログラムは画像処理装置１００が備えるメモリ、または外部のメモリなどの記録媒体に格納されることができる。

入力画像のデータとして、２Ｄの画像データ（Ｉ２Ｄ）がマスク付加部１０２へ入力される。また、入力画像に対して２Ｄ３Ｄ変換を行うための調整パラメータＣＯＮＴが２Ｄ３Ｄ変換パラメータ算出部１０４へ入力される。調整パラメータＣＯＮＴは、視聴距離ａｌ、画面サイズｄｗ、ディスプレイの水平画素数（フルＨＤ（Full HD）サイズの場合1920）、仮想入力画面の設定位置ｃｌ（ディスプレイ面からホロプター面の最大引っ込み量）、両眼間隔ｅｌなどのパラメータである。

２Ｄ３Ｄ変換パラメータ算出部１０４は、調整パラメータＣＯＮＴから２Ｄ３Ｄ変換パラメータＰＲＭを算出し、最適マスク量算出部１０６および２Ｄ３Ｄ変換部１０８へ出力する。なお、調整パラメータＣＯＮＴ、２Ｄ３Ｄ変換パラメータＰＲＭは、１つの値に限定されるものではない。また、調整パラメータＣＯＮＴとして入力画像の情報を調整パラメータとして利用したり、２Ｄ３Ｄ変換パラメータＰＲＭを画像の領域に応じて変化させても良い。

最適マスク量算出部１０６では、算出された２Ｄ３Ｄ変換パラメータＰＲＭより、表示面に表示しきれない部分の幅を算出し、この領域をマスク可能であり、且つ最も小さいマスク量を最適マスク量ＭＰＲＭとして算出する。このとき、マスクの幅を必要最小限に抑えることで、マスク処理による画像情報の欠落を最小限に抑えるようにする。

通常、マスク後の有効画像領域の形状を矩形とすると、最適マスク量ＭＰＲＭは、画面の上・下・左・右に独立した４つの値となる。ただし、マスクの目的は左右で対応する画素がない有効画素を無効画素に置き換えることであるから、マスクの形状は矩形に限定されるものではない。すなわち、マスク後の有効画像領域の形状は矩形に限定されるものではなく、円形、楕円などの形状であっても構わない。

マスク付加部１０２は、入力画像Ｉ２Ｄに対して、最適マスク量算出部１０６で算出された最適マスク量ＭＰＲＭの計算結果に基づき、マスクの重畳処理を行う。マスク付加部１０２は、マスクを付加された２Ｄ入力画像（Ｍ２Ｄ）を出力する。マスクを付加された２Ｄ入力画像は、図６の中段に示す画像に対応する。マスクの画素値は、通常はペデスタルレベルを使用することができるが、別の値を使用しても良い。ただし、マスク部で両眼視野闘争を発生させないため、マスクの画素値は２Ｄ３Ｄ変換の結果生じる無効画像領域と同レベルの画素値にすることが好適である。

２Ｄ３Ｄ変換部１０８では、マスクを付加された２Ｄ入力画像（Ｍ２Ｄ）に対して、２Ｄ３Ｄ変換パラメータＰＲＭに基づいて２Ｄ３Ｄ変換処理を行い、左眼用出力信号Ｌ３Ｄと右眼用出力信号Ｒ３Ｄを出力する。上述したように、２Ｄ３Ｄ変換処理は、あおり平面方式の場合は、あおり効果のための射影処理（座標変換）である。また、平面移動方式の場合、入力画像面にて右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌを両目の間隔だけ離間させる処理である。

これにより、マスクを付加された２Ｄ入力画像（Ｍ２Ｄ）に対して、２Ｄ３Ｄ変換部１０８では、座標変換を行うことにより、図２に示したような右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌに対するあおり処理、または図１に示したような右眼用画像Ｒ及び左眼用画像Ｌをシフトさせる処理を行い、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを出力する。

［４．２Ｄ３Ｄ変換部における２Ｄ３Ｄ変換の例］
２Ｄ３Ｄ変換部１０８における変換の一例として、あおり処理について説明すると、以下の数式で規定される入力画像と表示画像との対応から、左眼用画像Ｌと右眼用画像Ｒを出力する。ここで、式１は左眼用画像Ｌの座標変換式であり、式２は右眼用画像の座標変換式である。

式１、式２において、
y:入力画像面での水平画素位置
x:ディスプレイ面での水平画素位置
al:視聴距離(cm)
cl:ディスプレイ面から入力画像基準面までの距離 (cm)
el:両眼間隔（およそ6.5cm）
width:ディスプレイの水平画素数（Full HDの場合1920）
dw:ディスプレイ幅(cm)
scale:アスペクト比調整用スケーリング倍率
である。

式１によれば、図４に示すように、右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌのそれぞれについて、入力の水平画素位置ｙとディスプレイ面の水平画素位置ｘとの関係が得られる。以下に、画面左右端のマスク量を算出する具体的な手法を説明する。

画面左端のマスク量算出については、先ず、左眼用画像Ｌの変換式である式１においてｘ＝０となるｙの値（＝ｙＬＬとする）を求める（ＳＴＥＰ１）。次に、右眼用画像Ｒの変換式である式２においてｘ＝０となるｙの値（＝ｙＲＬとする）を求める（ＳＴＥＰ２）。次に、ｙ１＝ＭＡＸ（ｙＬＬ，ｙＲＬ）を求める（ＳＴＥＰ３）。次に、ｙ１が０より大きい値であれば、２Ｄ３Ｄ変換後のＬ画像、Ｒ画像のいずれかにおいて、入力画像の左端がディスプレイ面に表示しきれていない（欠損している）ことになる（ＳＴＥＰ４）。従って、入力画像左端のマスク幅をｙ＝０からｙ＝ＲＯＵＮＤＵＰ（ｙ１）までの幅の範囲とすることができる。なお、ＲＯＵＮＤＵＰとしているのは、ｙ１の値を整数化する際に、最終的にマスク幅が多めに算出されるようにするためである。

また、画面右端のマスク量算出については、先ず、左眼用画像Ｌの変換式である式１においてｘ＝１９１９となるｙの値（＝ｙＬＲとする）を求める（ＳＴＥＰ１）。次に、右眼用画像Ｒの変換式である式２においてｘ＝１９１９となるｙの値（＝ｙＲＲとする）を求める（ＳＴＥＰ２）。次に、ｙ２＝ＭＩＮ（ｙＬＲ，ｙＲＲ）を求める（ＳＴＥＰ３）。次に、ｙ２が１９１９未満の値であれば、２Ｄ３Ｄ変換後のＬ画像、Ｒ画像のいずれかにおいて、入力画像の右端がディスプレイ面に表示しきれていない（欠損している）ことになる（ＳＴＥＰ４）。従って、入力画像右端のマスク幅をｙ＝ＲＯＵＮＤＤＯＷＮ（ｙ２）からｙ＝１９１９までの幅の範囲とすることができる。上記と同様に、ＲＯＵＮＤＤＯＷＮとしているのは、ｙ２の値を整数化する際に、最終的にマスク幅が多めに算出されるようにするためである。このように、マスク量が若干多めに算出されるように、座標変換結果の整数化を行うことが望ましい。

以上のように、マスク処理では、ディスプレイ面上（ｘ＝０からｘ＝１９１９）に表示できない部分を、入力画像の画素位置（ｙの値）として求めて、２Ｄ３Ｄ変換前の入力画像の段階でマスク処理を行う。なお、例えばディスプレイ面左端での欠損が左眼用処理後の画像に存在するか、右眼用処理後の画像に存在するかは座標変換演算の結果に依存する。図４のような幾何学的配置の場合には、ディスプレイ面左端での欠損は左眼用処理後の画像に発生するが、図４よりもｃｌの値が小さい配置の場合には、左右の破線が交差している位置を境に、ディスプレイ面左端での欠損は右眼用処理後の画像に発生する。

平面移動方式の場合も同様の手法によりマスクの幅を求めることができる。平面移動方式の場合は、入力画像面にて右眼用画像Ｒと左眼用画像Ｌとが両眼の間隔だけシフトするため、入力の水平画素位置ｙとディスプレイ面の水平画素位置ｘとの関係を示す変換式は、シフト量と図３の幾何学的配置に基づいて求めることができ、これに基づいて位置ｙと位置ｘとの関係を算出することができる。

［５．立体画像表示観察システムの構成例］
図８は、本発明の一実施形態に係る立体画像表示観察システムの構成を示す模式図である。図８に示すように、本実施形態に係るシステムは、上述した画像表示装置１００と、表示画像鑑賞用メガネ２００とを備える。

画像表示装置１００は、例えば時分割式の立体映像ディスプレイ装置であり、２Ｄ３Ｄ変換部１０８から出力された左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒを非常に短い周期で表示部１１０の画面全体に交互にディスプレイする。また、画像表示装置１００は、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒのディスプレイ周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する。画像表示装置１００は、例えば、フィールド毎に右眼用視差画像（右眼用画像Ｒ）と左眼用視差画像（左眼用画像Ｌ）を交互に表示する。表示画像鑑賞用メガネ２００には、レンズに相当する部分に一対の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが設けられている。

画像表示装置１００は、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒの表示の切り換えに同期して、赤外線信号を送信する赤外線送信部を含み、鑑賞用メガネ２００は赤外線受信部を含む。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、受信した赤外線信号に基づいて、画像表示装置１００のフィールド毎の画像切り換えに同期して交互に開閉動作を行う。すなわち、画像表示装置１００に右眼用画像Ｒが表示されるフィールドでは、左眼用の液晶シャッター２００ｂが閉鎖状態となり、右眼用の液晶シャッターが開放状態２００ａとなる。また、左眼用画像Ｌが表示されるフィールドでは、これと逆の動作を行う。このように、画像表示装置１００は、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒを非常に短い周期で画面全体に交互にディスプレイすると同時に、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒのディスプレイ周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する。

このような動作により、鑑賞用メガネ２００を掛けて画像表示装置１００を見るユーザの右眼には右眼用画像Ｒのみが、また、左眼には左眼用画像Ｌのみが入射される。このため、ユーザは、上述した単眼立体視の原理を利用して２Ｄから３Ｄに変換された立体映像を認識することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、「単眼立体視」を利用した２Ｄ３Ｄ変換において、変換処理後にディスプレイの画面サイズの制約で表示できなくなった領域に起因して発生する、両眼視野闘争を解消することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本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であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 画像表示装置
１０２ マスク付加部
１０８ ２Ｄ３Ｄ変換部
１１０ 表示部

Claims (7)

1. 単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するマスク付加部と、
   前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換する変換部と、
   前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示する表示部と、
   を備える、画像表示装置。
2. 前記マスクの範囲を算出するマスク量算出部を備え、前記マスク量算出部は、前記マスクを付加しない場合に前記右眼用画像又は左眼用画像の一方に無効領域が生じる場合、前記右眼用画像又は左眼用画像の他方に対して前記無効領域に対応する領域が視認されない範囲を前記マスクの範囲として算出する、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記マスクの範囲を算出するマスク量算出部を備え、前記マスク量算出部は、前記マスクを付加しない場合に前記右眼用画像又は左眼用画像の一方に欠損領域が生じる場合、前記右眼用画像又は左眼用画像の他方に対して前記欠損領域に対応する領域が視認されない範囲を前記マスクの範囲として算出する、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記変換部は、平行移動方式による変換を行う、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記変換部は、あおり平面貼付け方式による変換を行う、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するマスク付加部と、前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換する変換部と、前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示する表示部と、を有する、画像表示装置と、
   前記右眼用と左眼用のシャッターを有し、前記表示部における前記右眼用画像及び前記左眼用画像の切り換わりに応じて、前記右眼用と左眼用の前記シャッターを開閉する立体映像観察眼鏡と、
   を備える、画像表示観察システム。
7. 単眼立体視の原理により２次元画像を３次元画像に変換するためのパラメータに基づいて、２次元画像の入力画像にマスクを付加するステップと、
   前記マスク付加部により前記マスクが付加された前記入力画像を、単眼立体視の原理による右眼用画像及び左眼用画像に変換するステップと、
   前記右眼用画像及び前記左眼用画像を表示するステップと、
   を備える、画像表示方法。

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