JP2012105101A - 立体画像表示装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】立体画像表示装置は、表示部と、最適要素画像生成部と、を具備する。表示部は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む。最適要素画像生成部は、生成または入力した仮の要素画像である初期要素画像の2つ以上の画素の値と、光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成する。表示部は最適要素画像を表示することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
まず、多重ボケの発生原理について図1から図6を参照して説明する。
前述したようにII方式の立体画像表示装置100に含まれる2次元画像表示装置101の前方には、観察者の右目と左目に異なる画像を届けるための光線制御子102としてレンズ・アレイが配置される。特に、水平方向にのみ光線を制御するレンチキュラー・シートが用いられる方式を1次元II(以下1D−II)方式と呼ぶ。次に、図1の領域103を拡大した図を図2に示す。図2に示すように、2次元画像表示装置(液晶ディスプレイやCRTディスプレイ)の画素から発せられる光線は、レンズ201に入射し、進行方向と散らばりが制御されてディスプレイ前面に向けて射出される。観察者の両目に届く光線は、図3に示すように、両眼視差の効果によりあたかもディスプレイ面の前後に存在する物体から出ているように見え、観察者は立体像を視認する。図2における、視差番号とはレンズに対する相対位置が同じ画素に割り振られる番号である。例えば、レンズに所定の基準点を決め、画像の位置する順番に順に番号をふって、視差番号とする。また、以下視差番号の最大値を視差数と呼ぶ。ディスプレイ面上で発光させる表示データを要素画像と呼び、要素画像から同じ視差番号の画素を視差番号毎にまとめた画像をタイル画像と呼ぶ(図4参照)。図4に示す「A」から「F」までのそれぞれの例では、(1)、(2)および(3)の視差番号を有する3つの画素202からなる1つの要素画像がある。図4はタイル画像の幅は3、高さが2の場合である。
第1の実施形態に係わる立体画像表示装置700について図7を参照して説明する。図7は、第1の実施形態に係わる立体画像表示装置700を示すブロック図である。
CPU901は、記憶部902、例えばRAM(Random Access Memory)の所定領域を作業領域として、ROM(Read Only Memory)に予め記憶された各種制御プログラムとの協働により各種処理を実行し、立体画像表示装置700を構成する各部の動作を統括的に制御する。また、CPU901は、記憶部902に予め記憶された所のプログラムとの協働により、上述した最適要素画像生成部701の機能を実現させる。
以上の第1の実施形態によれば、観測画像に多重ボケが生じない最適要素画像752を加重和によって生成するため、多重ボケを低減できる。
第2の実施形態に係わる立体画像表示装置1000について図10を参照して説明する。図10は、第2の実施形態に係わる立体画像表示装置1000を示すブロック図である。第1の実施形態とは最適要素画像生成部が異なる。
議論を簡単にするために、図13に示すようにレンズ201が1つ、制約視点が1つ(u1)、タイル画像数が3つ、各タイル画像の幅と高さが共に1の場合について説明する。2次元画像表示装置に表示された3つのタイル画像(この例ではそれぞれ1画素のみから構成される画像)の輝度値をx1、x2、x3とし、各視点の位置uに関する画素i(=1,2,3)からの光線分布の強度を表す関数、すなわち、画素i(=1,2,3)の位置uに関する光線分布を表す関数をa1(u)、a2(u)、a3(u)とする。視点u1で観察される観測画像は1画素のみから構成され、その唯一の画素の輝度値y(u1)は以下の式で表される。
第3の実施形態に係わる立体画像表示装置1400について図14を参照して説明する。本実施形態の立体画像表示装置1400は、第2の実施形態の立体画像表示装置1000に視差画像生成部1401を追加したものである。
第4の実施形態に係わる立体画像表示装置1600について図16を参照して説明する。本実施形態の立体画像表示装置1600は、第2の実施形態の立体画像表示装置1000に検出部1603および取得部1602を追加したものである。
また、記録媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のMW(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
更に、本願発明における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。
また、記録媒体は1つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本実施形態における記録媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
Claims (13)
- 複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部と、
生成または入力した仮の要素画像である初期要素画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成する最適要素画像生成部と、を具備し、
前記表示部は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記最適要素画像生成部は、前記表示部を少なくとも1つの所定の視点から見たときに観察させたい目的画像を入力し、前記光線分布から算出される前記視点での重ね合わせ画像と前記目的画像との差分を表すエネルギー関数を小さくする重みを求めることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
- 複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部と、
前記表示部を少なくとも1つの所定の視点から見たときに観察させたい目的画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成する最適要素画像生成部と、を具備し、
前記表示部は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記最適要素画像生成部は、前記光線分布から算出される前記視点での重ね合わせ画像と前記目的画像との差分を表すエネルギー関数を小さくする重みを求めることを特徴とする請求項3に記載の立体画像表示装置。
- 前記最適要素画像生成部は、前記エネルギー関数の勾配に基づいて前記重みを算出することを特徴とする請求項2または請求項4に記載の立体画像表示装置。
- 前記重みは前記エネルギー関数を小さくするものであり、前記最適要素画像生成部は、前記光線分布によって決定される行列の一般逆行列によって該重みを算出することを特徴とする請求項2または請求項4に記載の立体画像表示装置。
- 前記目的画像は、立体画像表示装置に表示させる複数の視差画像の中から、前記視点に対応する位置から撮像した視差画像であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の立体画像表示装置。
- 立体画像表示装置に表示させる物体の3次元座標と輝度値とから、任意の視点から見たときの視差画像を生成する視差画像生成部を更に具備し、
前記最適要素画像生成部は、前記目的画像として前記視差画像を入力することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の立体画像表示装置。 - 立体画像表示装置を見ている観察者の顔の領域を検出するためのカメラと、
前記カメラが撮像したカメラ映像を取得する取得部と、
前記カメラ映像から、観察者の顔の領域を表す観察者位置を検出する検出部と、を更に具備し、
前記最適要素画像生成部は、前記観察者位置を前記視点として前記最適要素画像を生成することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の立体画像表示装置。 - 複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部を用意し、
生成または入力した仮の要素画像である初期要素画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成することを具備し、
前記表示部は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示方法。 - 複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部用意し、
前記表示部を少なくとも1つの所定の視点から見たときに観察させたい目的画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成することを具備し、
前記表示部は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示方法。 - コンピュータを、
複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部表示手段と、
生成または入力した仮の要素画像である初期要素画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成する生成手段として機能させるためのものであり、
前記表示手段は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示プログラム。 - コンピュータを、
複数の画素がマトリクス状に配置された表示面を有する2次元画像表示装置と、前記複数の画素の表示データである要素画像の位置に対応して該2次元画像表示装置の表示面上に設けられ、前記画素からの光線を制御する光線制御子とを含む表示部手段と、
前記表示手段を少なくとも1つの所定の視点から見たときに観察させたい目的画像の2つ以上の画素の値と、前記光線制御子からの光線の方向と散らばり具合を表す光線分布に基づいて算出される重みとの加重和によって少なくとも1つの画素の値を決定して最適要素画像を生成する生成手段として機能させるためのものであり、
前記表示手段は前記最適要素画像を表示することを特徴とする立体画像表示プログラム。
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