JP2012138787A - 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2次元画像に基づいて3次元画像表示に適用する左眼用画像や右眼用画像を生成する構成において、画像信号の領域単位の奥行情報や奥行信頼度情報を入力または生成し、これらの情報に基づいて画像変換の制御を実行する。2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報と奥行情報の信頼度を入力または生成し、例えばこれらの情報に基づいて、2D画像を3D画像に変換する変換処理態様を変更する。あるいは視差強調信号の適用レベルの制御等を実行する。これらの処理により2次元画像の奥行情報や奥行信頼度に応じた最適な画像変換が可能となる。
【選択図】図1
Description
(A)時間軸方向の複数の2次元画像から3次元画像を生成する手法
(a1)時間軸方向に2枚以上の画像を撮像し、その内の2画像で左右ペアの代用とする手法
(a2)時間軸方向に2枚以上の画像を撮像し、画像内の物体の動きベクトルを求め、手前の物体ほど見かけの動きが速く、動いた距離が大きい事などを利用し前後関係を推定したりして、背景と主要被写体の分離等を行いレンダリングする手法
(b1)1枚の画像を左右画像生成のため、所定量だけ水平方向にずらし、画像が浮き上がったように知覚させる手法
(b2)1枚の画像のみから、エッジやカラー、輝度、ヒストグラム等で構図(シーン)解析を行い、奥行きを推定しレンダリングする手法
(b3)1枚の画像のみから、周波数成分やエッジ成分等を用いて左右視差成分を抽出しレンダリングする手法
(c1)1枚の画像の他に、測拒センサを用いたり、フォーカスの異なる複数の画像から演算したりする方法で奥行情報を取得し、その奥行情報で、2次元画像を主体的に利用して空間幾何学的にレンダリングする手法
(c2)1枚の画像の他に、測拒センサを用いたり、フォーカスの異なる複数の画像から演算したりする方法で奥行情報を取得し、前述の単一の2次元画像から3次元画像を生成する方法を主体として、あくまでも補助的に奥行情報を用いて3次元画像を生成する手法
この手法については、例えば、特許文献1(特開平9−107562号公報)に記載がある。この特許文献1は、水平方向に動きがある動画像に対する画像処理構成を開示している。具体的には左眼用画像または右眼用画像の一方に原画像を出力し、他方にはフィールド単位で遅延させた画像を出力する構成である。このような画像出力制御により、水平に移動する物体を背景よりも手前に知覚させるものである。
この手法については、例えば、特許文献2(特開2000−261828号公報)、特許文献3(特開平9−161074号公報)、特許文献4(特開平8−331607号公報)に記載がある。これらの特許文献には、時間軸での複数の画像からブロックマッチング等の手法を用いて奥行きを推定し、左右視差画像を生成する方法を提案している。
この手法については、例えば特許文献5(特開平8−30806号公報)に記載がある。この特許文献5は、静止画像や動きの少ない画像に対して、左眼用画像と右眼用画像を所定量だけ水平方向にずらすことにより、画像が浮き上がったように知覚させる装置を提案している。
(b2)1枚の画像のみから、エッジやカラー、輝度、ヒストグラム等で構図(シーン)解析を行い、奥行きを推定しレンダリングする手法
これらの手法を開示した従来技術として特許文献6(特開平10−51812号公報)がある。この特許文献6は、画像を複数の視差算出領域に分割し、各領域に おいて画像の特徴量から擬似的な奥行きを算出し、奥行きに基づいて左眼用画像と右眼用 画像を反対方向に水平シフトする方法を提案している。
手法(a2)は、静止画や動きの少ない画像に対しては、動きベクトルが求められず、画像中の物体の前後関係を正しく推定できず、正しい視差を付けることができない。
手法(b2)は、画像の特徴量から擬似的な奥行きを推定するが、推定は画面前方にある物体の先鋭度が高い、輝度が高い、彩度が高いなどの仮定に基づいており、必ずしも正しい推定が行われるとは限らない。また、1枚の画像から詳細な奥行きを検出することは難しく、構図でない部分、たとえば、樹木の枝や電線、髪の毛のような微細な構造に対する奥行きの推定を行うことは容易ではない。このため、奥行き推定を誤った部分に対しては誤った視差が与えられてしまう。また、有限の構造(構図)では全ての構造(構図)をカバーする事はできないので本質的な解決にはならない。
手法(b3)は、もともと2次元画像内の周波数成分(特に高周波成分)を用いているだけで、実際の奥行とは相関が低い事も多く、画像内に不自然な奥行感を発生させてしまう。
手法(c2)は、奥行情報を補助的に用いるだけで、手法(b1)〜(b3)と本質的に変わらない。
2次元画像信号を入力する画像入力部と、
前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成する奥行情報出力部と、
前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成する奥行情報信頼度出力部と、
前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力する画像変換部と、
前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力する画像出力部を具備し、
前記画像変換部は、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行う構成であり、
前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行する画像処理装置にある。
画像処理装置において画像変換処理を実行する画像処理方法であり、
画像入力部が、2次元画像信号を入力する画像入力ステップと、
奥行情報出力部が、前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成する奥行情報出力ステップと、
奥行情報信頼度出力部が、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成する奥行情報信頼度出力ステップと、
画像変換部が、前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力する画像変換ステップと、
画像出力部が、前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力する画像出力ステップを実行し、
前記画像変換ステップは、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行い、前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行する画像処理方法にある。
画像処理装置において画像変換処理を実行させるプログラムであり、
画像入力部に、2次元画像信号を入力させる画像入力ステップと、
奥行情報出力部に、前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成させる奥行情報出力ステップと、
奥行情報信頼度出力部に、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成させる奥行情報信頼度出力ステップと、
画像変換部に、前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力させる画像変換ステップと、
画像出力部に、前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力させる画像出力ステップを実行させ、
前記画像変換ステップにおいては、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行わせ、前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行させるプログラムにある。
1.画像処理装置の構成例について
2.奥行情報出力部の処理について
3.奥行情報信頼度出力部の処理について
4.画像変換部の構成と処理について
5.成分量制御部の処理について
6.奥行制御部の処理について
7.視差画像生成部の処理について
8.幾何学的視差画像生成部の処理について
9.画像表示装置に関連した処理について
10.画像変換部の処理シーケンスについて
11.画像変換部の処理シーケンスについて(動画)
12.その他の実施例について
図1および図2はそれぞれ本発明の画像処理装置の一実施例を示す図である。
図1および図2に示すように、本発明の画像処理装置100の前段に、画像処理装置100の処理対象となる画像を入力する入力装置としてディジタルカメラ等の撮像装置51を示し、後段に、画像処理装置100における処理画像を出力する出力装置として3Dテレビ等の表示装置52を記載している。
また、画像処理装置100自身が撮像装置と一体となった構成としてもよいし、3Dテレビ等の表示装置と一体となった構成としてもよい。
図1に示す画像処理装置100は、画像入力部101において、各種の撮像装置から出力される2次元画像(2D画像)としての静止画像データや、動画像データを受け取り、画像処理装置100内のデータ処理部で処理可能な内部データ形式に変換する。ここで、内部データ形式とは、ベースバンドの動画像データであり、赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色のデータ、または、輝度(Y)、色差(Cb,Cr)のデータ等である。内部データ形式は、後段の画像変換部104で処理可能なデータ形式であればどのような形式でも構わない。
次に、奥行情報出力部102の処理について詳細に説明する。前述の通り奥行情報出力部102は、外部から奥行情報を入力して出力するか、あるいは内部で生成して出力する処理を行う。
なお、このような構成とする場合、画像処理装置100は図2に示すような設定とする。すなわち、奥行情報出力部102は、画像入力部101を介して画像を入力し、入力画像に基づいて奥行情報を生成し、生成した奥行情報を画像変換部104に出力する構成となる。
次に、奥行情報信頼度出力部103の処理例について詳細に説明する。前述の通り奥行情報信頼度出力部103は、外部から奥行情報の信頼度(以下、信頼度情報と呼ぶ)を入力して出力するか、あるいは内部で生成して出力する処理を行う。
(3−1.特異点(outlier)の検出に基づく信頼度の推定手法)
奥行情報の各データ(奥行値)を平面に並べてみると、ある画素だけ周辺の奥行値と異なっている場合がある。実際にその画素だけ奥行が異なる場合もあるが、奥行情報の取得もしくは推定の誤りによる場合の方が圧倒的に多い。そのため、周辺と異なるレベルの奥行値を示すデータを特異点として扱い、信頼度を低下させる必要がある。その処理方法の一例を示す。
また、全画面に相当する奥行値の個数に対し、特異点の割合が5%以上の場合は、1枚の画像に対する信頼度を1下げる。10%、15%と特異点の割合が増えるに従い、1枚の画像に対する信頼度も2、3と下げ幅を増やしていく。
このように、特異点の分布状況の解析処理によって各奥行の信頼度を推定することができる。
次に、奥行情報だけから信頼度を推定するもう1つの方法について説明する。
奥行値の設定として、画素あるいはブロック単位の8ビットデータの奥行情報を設定した場合について説明する。ディスプレイ面(ジャストフォーカス位置、撮影者の意図する中心距離)を0とし、無限遠を127、カメラ位置を−128にした場合を例に説明する。
なお、奥行値は、距離に対してリニアである必要はなく、目的の距離付近のダイナミックレンジを広くしたり、背景側のレンジを広くしたりするなど、非線形であってもよい。
次に、2次元画像データやメタデータを利用した信頼度の推定方法について説明する。
まず、処理対象となる2次元画像の構図解析を行う。エッジ検出等を行い、被写体領域と背景領域を分離する。被写体領域の奥行値の平均と背景領域の奥行値の平均を求める。なお、境界付近は除外して求める。複数の被写体の場合は個々平均化してもよい。本例でも奥行値の設定はディスプレイ面(ジャストフォーカス位置、撮影者の意図する中心距離)を0とし、無限遠を127、カメラ位置を−128にした場合を例に説明する。
次に、図1、図2に示す画像処理装置100の画像変換部104の実行する処理の詳細について説明する。
(4−1.画像変換部の第1実施例について)
図4を参照して、画像変換部104の1実施例について説明する。
図4に示す画像変換部104は、3種類の画像変換方法を実行する第1〜第3の2D−3D変換部202〜204を並列に有する。
処理対象画像の奥行情報信頼度に応じて、これら3つの第1〜第3の2D−3D変換部202〜204における変換画像のいずれかを選択、または合成して出力画像を生成する。
第1の2D−3D変換部202は、奥行情報出力部102の出力する奥行情報を主体的に利用し、2次元画像を奥行情報から幾何学的に演算し、3次元画像表示に適用する左眼用画像と右眼用画像からなる左右視差画像を生成する。すなわち、奥行情報に基づく幾何学的2D−3D変換処理を実行する。
信頼度が6以上であれば、第1の2D−3D変換部202の生成した奥行情報を適用した幾何学的変換による左右視差画像を選択する。
信頼度が2以下であれば第3の2D−3D変換部204の生成した奥行情報を利用しない変換で求めた左右視差画像を選択する。
信頼度が6〜2の範囲の場合は、第2の2D−3D変換部203の生成した奥行情報を補助的に利用した幾何学的でない2D−3D変換により生成した左右視差画像を選択する。
この場合には、各画素またはブロック単位の信頼度に応じて、各画素またはブロック単位で、第1〜第3の2D−3D変換部の出力を所定の割合で重み付けしてブレンドするといった処理を実行して出力画像を生成する。
また図4に示す画像変換部では、2D−3D変換部の実行する処理態様を3つの種類とした例を説明したが、3種に限定するものでなく、2種や4種以上の変換方法を設定して、奥行情報の信頼度に応じて出力を選択する構成としてもよい。
図4を参照して説明した画像変換部104は、奥行情報の信頼度に応じて、異なる2D−3D変換処理により生成した画像を選択、または合成する処理を実行していた。画像変換部の構成は、この図4に示す構成に限らず、例えば図5に示す構成としてもよい。
この視差強調信号(E)とオリジナルの入力画像信号Sを用いて、左右視差画像としてのR画像とL画像信号の各画像信号R、Lを、以下の式によって生成する。
R=S−E
L=S+E
このようにオリジナル画像信号に対して、視差強調信号(E)の加算または減算によって3次元画像表示に適用するL画像とR画像を生成する。
入力画像前処理部311は、画像入力部101からの入力画像信号を視差強調成分算出部312に出力する。
視差強調成分算出部312は、左右視差画像を生成するための視差強調成分を抽出し、成分量制御部315へ出力する。前述したように視差強調成分とは、例えば特許文献8(特開2010−63083号公報)に記載の構成を適用する場合には、画像信号の微分信号(H)となる。その他の成分情報を利用する構成としてもよい。
その後、視差画像生成部316は、左右視差画像としての左眼用画像(L画像)と右眼用画像(R画像)を生成する。
例えば、特許文献8(特開2010−63083号公報)に記載の構成を適用する場合、視差強調信号(E)とオリジナルの入力画像信号(S)を用いて、左右視差画像としてのR画像とL画像信号の各画像信号R、Lは、以下の式によって生成される。
R=S−E
L=S+E
成分量制御部315は、各画素対応の奥行値に基づいて、大きな視差を設定する場合はEを大きく、視差を小さく設定する場合はEを小さくする調整を実行する。
この調整処理によって視差成分量の微調整を実行する。
奥行情報信頼度出力部103から入力される信頼度情報は、信頼度補間部314へ入力される。信頼度補間部314は、信頼度情報についても画素対応の奥行情報と1対1の情報とする処理を行う。例えばBi Cubic法などの補間方法により、各画素位置の信頼度情報を算出する。
R=S−E
L=S+E
ただし、ここで、視差強調信号(E)は奥行き情報の信頼度に応じて調整された値となる。
図6は、本発明の画像変換部のもう1つの実施例を示すブロック図である。図6に示す画像変換部320も、図5を参照して説明した画像変換部と同様、図4に示す処理構成と異なり、並列に異なる2D−3D変換処理を行う必要がない。
図5を参照して説明した画像変換部310は、奥行情報を補助的に用いる構成であったが、図6に示す画像変換部320は、奥行情報を主体的に用いる(2次元画像からは奥行は推定しない)場合の構成例である。
図6に示す画像変換部320の奥行補間部322は、奥行情報出力部102の出力する奥行情報を入力する。奥行補間部322は、奥行情報出力部102の出力する奥行情報を処理対象画像である2次元画像の各画素対応の情報に設定する。入力画像の画素と1対1対応でない場合には、例えばBi Cubic法などの補間方法により、各画素位置の奥行情報を算出し、奥行制御部324へ出力する。
奥行制御部324は、入力された奥行情報に対して信頼度情報を用いて奥行(視差量)の増減を行う。一例として、信頼度情報を信頼できない場合のゲイン値0から信頼できる場合のゲイン値1までと仮定し、視差量に対しこのゲイン値をさらに乗算するなどして、信頼できない場合は視差量を減らし、無理に視差を付けないようにする。
次に、図5に示す第2実施例に係る画像変換部310内に設定された成分量制御部315の実行する処理について詳細に説明する。
図7は、成分量制御部315の一実施例の構成を示すブロック図である。成分量制御部315では、入力された視差強調成分信号の振幅値を、同じく入力した奥行情報、信頼度情報を基に、その振幅値を制御する。なお、以下に説明する実施例では、奥行情報とその信頼度情報は入力画像信号のある1画素に対応した視差強調成分1画素毎に、1つの値を有する状態で入力されるものとして説明していく。
β=f(D)
γ=g(S)
α'=α×β×γ
また、関数f(x),g(x)は、様々な設定が利用可能である。
関数f(x)、g(x)の一例としては、例えば、
f(x)=A×x(ただしAは定数)
g(x)=B×x(ただしBは定数)
上記式に示されるような線形一次関数を用いる。A、Bは予め設定した定数であり、様々な値に設定可能である。
また、ゲイン係数算出部における変換関数は、線形一次関数に限定するものではなく、また非線形的な変換を施しても構わない。
次に、先に図6を参照して説明した第3実施例に係る画像変換部320の内部に設定される奥行制御部324の実行する処理について詳細に説明する。
図8は、奥行制御部324の一実施例の構成を示すブロック図である。奥行制御部324では、奥行補間部322から入力された奥行情報の振幅値を、信頼度補間部323から同じく入力した信頼度情報を基に、その振幅値を制御する。
なお、以下に説明する実施例では、奥行情報とその信頼度情報は、奥行情報の1データ毎に、1つの値を有する状態で入力されるものとして説明していく。
γ=g(S)
D'=D×γ
また、f(x),g(x)は、様々な設定が利用可能である。
関数g(x)の一例としては、例えば、
g(x)=B×x(ただしBは定数)
上記式に示されるような線形一次関数を用いる。Bは予め設定した定数であり、様々な値に設定可能である。
また、ゲイン係数算出部における変換関数は、線形一次関数に限定するものではなく、また非線形的な変換を施しても構わない。
次に図5を参照して説明した第2実施例に係る画像変換部310内の視差画像生成部316の処理について説明する。
視差画像生成部316は、処理対象となるオリジナルの2次元入力画像と、この画像から生成した空間的な特徴量、すなわち、成分量制御部315から入力する視差強調成分信号を適用して左眼用画像(L画像)と、右眼用画像(R画像)を生成する処理を行う。
R=S−E
L=S+E
次に図6に示す第3実施例に係る画像変換部320の内部に構成される幾何学的視差画像生成部325の処理について説明する。
幾何学的視差画像生成部325は、オリジナルの2次元入力画像と、この画像に対応する奥行情報を用いて幾何学的演算で左眼用画像(L画像)と、右眼用画像(R画像)を生成する処理を行う。
幾何学的視差画像生成部325は、オリジナルの2次元入力画像と奥行情報を用いる方法を適用して左眼用画像(L画像)と、右眼用画像(R画像)を生成する。ただし、適用する奥行き情報は、信頼度に応じて制御された値となる。
図1、図2に示す本発明の画像処理装置の出力は、図1,2に示す表示装置52において表示される。最終的に画像表示を実行する表示装置の表示方式としては、例えば以下の種類がある。
(1)左眼用画像と右眼用画像を時間分割で交互に出力する方式
これは、例えば液晶シャッタを左右交互に開閉して観察する画像を左右の眼交互に時間的に分離するアクティブ眼鏡方式に対応する画像出力方式である。(時間的にLR画像を切り替える方式)
(2)左眼用画像と右眼用画像を空間的に分離して同時出力する方式
これは、例えば偏光フィルタや、色フィルタにより左右の眼各々によって観察する画像を分離するパッシブ眼鏡方式に対応する画像出力方式である。
例えば、この空間分割方式の立体表示装置においては、表示前面に水平ラインごとに偏光方向が異なるように設定した偏光フィルタを貼り合わせ、ユーザが装着する偏光フィルタ方式によるメガネで見た場合に、左眼と右眼に水平ラインごとに映像が分離されて観察される。(空間的にLR画像を切り替える方式)
この方式では、画像変換部104は、各フレームに対応して右眼用画像または左眼用画像の1画像を生成して出力することになる。すなわち1系統の画像データを出力する。
この空間分割画像表示方式の場合、画像変換部104は、入力画像データの各ライン(ラインn,n+1,n+2,n+3・・・)について、左眼用画像と右眼用画像を各ライン毎に切り替えて生成して出力する。なお、具体的な処理シーケンスについては、後段でフローチャート(図14)を参照して説明する。
この方式では、画像変換部104は、各ラインに対応して右眼用画像または左眼用画像の1画像を生成して出力することになる。
次に、図9以下のフローチャートを参照して本発明の画像処理装置において実行する画像変換処理のシーケンスについて説明する。
まず、図4に示す画像変換部を適用した処理シーケンスについて、図9〜図11に示すフローチャートを参照して説明する。
図9に示すフローチャートを参照して、図4に示す第1実施例の画像変換部を適用した処理シーケンスの一実施例について説明する。
信頼度情報は、処理対象とする入力2次元画像の1枚単位とした設定や、画像の画素単位やブロック単位等の領域(エリア)単位とした設定等が可能である。
(a)完全に信頼できる
(b)ある程度信頼できる
(c)上記(a),(b)以外=信頼できない
これらの3値であるとする。
なお、これらの区別は、信頼度情報を予め規定した閾値によって区分することで実行可能である。
(a)完全に信頼できる
(b)上記(a)以外=完全に信頼できるとは言えない
これらの2値であるとする。
このフローに従った処理は、例えば奥行情報の信頼度が高い場合が多い際に適した処理である。
(a)完全に信頼できる
(b)上記(a)以外=完全に信頼できるとは言えない
これらの2値である。
なお、これらの区別は、信頼度情報を予め規定した閾値によって区分することで実行可能である。
(a)ある程度、信頼できる
(b)上記(a)以外=ある程度信頼できるとは言えない
これらの2値であるとする。
このフローに従った処理は、例えば奥行情報の信頼度が低い場合が多い際に適した処理である。
(a)ある程度、信頼できる
(b)上記(a)以外=ある程度信頼できるとは言えない
これらの2値である。
なお、これらの区別は、信頼度情報を予め規定した閾値によって区分することで実行可能である。
次に、図5に示す第2実施例画像変換部を適用した処理シーケンスについて、図12に示すフローチャートを参照して説明する。
β=f(D)
ステップS403では、例えばこの処理によって、奥行情報に基づく視差強調成分の補正を行う。
γ=g(S)
ステップS404では、例えばこの処理によって、奥行の信頼度情報による視差強調成分の補正を行う。
α'=α×β×γ
次に、図6に示す第3実施例の画像変換部を適用した処理シーケンスについて、図13に示すフローチャートを参照して説明する。
奥行情報に対して信頼度情報を加味して、信頼度の低い奥行情報は、周囲の奥行情報の平均値で差し換える等の処理を行い変換に用いる最終奥行情報を生成する。その後、その最終奥行情報と2次元画像から、幾何学的に演算し、左右視差画像を生成する。
処理対象画像が動画像である場合、画像処理装置は、表示装置の表示方式に応じた左眼用画像と右眼用画像の動画像を生成することが必要となる。
先に項目[9.画像表示装置に関連した処理について]において説明したように、動画像の表示方式としては、大きく分けて以下の2種類がある。
(a)動画像の構成フレームの1フレームを例えばライン単位で左眼用画像と右眼用画像に分割した空間分割方式、
(b)フレーム単位で左眼用画像と右眼用画像に分割した時分割方式、
画像処理装置は、これらの表示方式に応じて出力画像を生成することが必要となる。
以下、これらの各方式に対応した動画像に対する処理について図14と図15に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、表示装置が空間分割方式の場合の処理例について、図14に示すフローチャートを参照して説明する。
図14に示すフローチャートは、動画像を構成する1フレームの画像処理において、ライン単位で左眼用画像と右眼用画像を生成する場合の処理である。表示装置にあわせて、ライン交互に左眼画像、右眼画像を生成する。なお、各ラインの左眼画像、右眼画像の生成処理は、先の項目[10.画像変換部の処理シーケンスについて]において説明した処理に従った画像生成を行う。
具体的には、例えば、画像処理装置の出力する画像表示装置の表示方式と、画像変換部内に設けられたラインカウンタの値に従って判断することができる。ラインカウンタは、入力画像のライン番号に対応する値を保持するカウンタである。
ステップS605において、未処理ラインがないと判定すると処理を終了する。
次に、表示装置が時分割方式の場合の処理例について、図15に示すフローチャートを参照して説明する。
図15に示すフローチャートは、動画像を構成する1フレームの画像処理において、フレーム単位で左眼用画像と右眼用画像を生成する場合の処理である。表示装置にあわせて、フレーム交互に左眼画像、右眼画像を生成する。なお、各フレームの左眼画像、右眼画像の生成処理は、先の項目[10.画像変換部の処理シーケンスについて]において説明した処理に従った画像生成を行う。
具体的には、例えば、画像処理装置の出力する画像表示装置の表示方式と、画像変換部内に設けられたフレームカウンタの値に従って判断することができる。フレームカウンタは、入力画像のフレーム番号に対応する値を保持するカウンタである。
ステップS707において、未処理フレームがないと判定すると処理を終了する。
上述した実施例は図1、図2を参照して説明したように、例えば撮像装置の撮影画像を入力し、表示装置に対して生成画像を出力する構成例として説明した。
しかし、本発明の画像処理装置は、例えば図16に示すように、画像処理装置500の内部に表示部501を持つ構成としてもよい。
また、図17に示すように、画像処理装置520の内部に撮像部521を備えた例えばカメラであってもよい。
さらに、図18に示すように、画像処理装置540内部で生成した画像データを記録する記憶部541を備えた構成としてもよい。記憶部541は例えばフラッシュメモリやハードディスク、DVD、ブルーレイディスク(BD)などによって構成可能である。
52 表示装置
100 画像処理装置
101 画像入力部
102 奥行情報出力部
103 奥行情報信頼度出力部
104 画像変換部
105 画像出力部
201 入力画像前処理部
202〜204 2D−3D変換部
205 画像選択部
206 出力画像後処理部
310 画像変換部
311 入力画像前処理部
312 視差強調成分算出部
313 奥行補間部
314 信頼度補間部
315 成分量制御部
316 視差画像生成部
317 出力画像後処理部
320 画像変換部
321 入力画像前処理部
322 奥行補間部
323 信頼度補間部
324 奥行制御部
325 幾何学的視差画像生成部
326 出力画像後処理部
351 ゲイン係数算出部
352 ゲイン係数算出部
353 成分量調整部
371 ゲイン係数算出部
372 奥行調整部
501 表示部
521 撮像部
541 記憶部
Claims (12)
- 2次元画像信号を入力する画像入力部と、
前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成する奥行情報出力部と、
前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成する奥行情報信頼度出力部と、
前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力する画像変換部と、
前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力する画像出力部を具備し、
前記画像変換部は、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行う構成であり、
前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行する画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
前記奥行情報信頼度が予め既定した閾値以上であり信頼度が高いと判定した場合は、前記奥行情報を主体的に適用した画像変換処理により、入力2次元画像から左眼用画像または右眼用画像を生成する処理を実行する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
前記奥行情報信頼度が予め既定した閾値未満であり信頼度が低いと判定した場合は、前記奥行情報を利用しない画像変換処理により、入力2次元画像から左眼用画像または右眼用画像を生成する処理を実行する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
入力画像信号に対する輝度微分信号を特徴量として設定し、入力画像信号に対して前記特徴量を加算した信号と減算した信号を生成し、これらの2つの信号の組を左眼用画像と右眼用画像の組として生成する処理を行う請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
前記奥行情報信頼度が予め既定した第1閾値未満であり第2閾値以上であり、信頼度が中程度であると判定した場合は、前記奥行情報を補助的に利用した幾何学的でない画像変換処理により、入力2次元画像から左眼用画像または右眼用画像を生成する処理を実行する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
入力画像信号の空間的な特徴量を抽出し、抽出特徴量を適用した視差強調成分を算出する視差強調成分算出部と、
前記奥行情報と前記奥行情報信頼度に基づく前記視差強調成分の調整を実行する成分量制御部と、
前記成分量制御部の出力である成分量の調整された視差強調成分を適用した入力画像に対する画像変換処理により、入力2次元画像から左眼用画像または右眼用画像を生成する処理を実行する視差画像生成部を有する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、
前記奥行情報信頼度に基づく前記奥行情報の重み付けを実行して重み付け設定奥行情報を生成する奥行制御部と、
前記奥行制御部の出力である重み設定奥行情報を適用した入力画像に対する画像変換処理により、入力2次元画像から左眼用画像または右眼用画像を生成する処理を実行する視差画像生成部を有する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理装置は、さらに、
前記画像変換部の生成した変換画像を表示する表示部を有する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理装置は、さらに、
撮像部を有し、前記画像変換部は前記撮像部の撮像画像を入力して処理を実行する請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像処理装置は、さらに、
前記画像変換部の生成した変換画像を記録する記憶部を有する請求項1に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置において画像変換処理を実行する画像処理方法であり、
画像入力部が、2次元画像信号を入力する画像入力ステップと、
奥行情報出力部が、前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成する奥行情報出力ステップと、
奥行情報信頼度出力部が、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成する奥行情報信頼度出力ステップと、
画像変換部が、前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力する画像変換ステップと、
画像出力部が、前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力する画像出力ステップを実行し、
前記画像変換ステップは、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行い、前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行する画像処理方法。 - 画像処理装置において画像変換処理を実行させるプログラムであり、
画像入力部に、2次元画像信号を入力させる画像入力ステップと、
奥行情報出力部に、前記2次元画像信号を構成する画像領域単位の奥行情報を入力または生成させる奥行情報出力ステップと、
奥行情報信頼度出力部に、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報の信頼度を入力または生成させる奥行情報信頼度出力ステップと、
画像変換部に、前記画像入力部から出力される画像信号と、前記奥行情報出力部の出力する奥行情報と、前記奥行情報信頼度出力部の出力する奥行情報信頼度を入力して、両眼立体視を実現するための左眼用画像と右眼用画像を生成して出力させる画像変換ステップと、
画像出力部に、前記画像変換部から出力される左眼用画像と右眼用画像を出力させる画像出力ステップを実行させ、
前記画像変換ステップにおいては、入力画像信号に対する画像変換処理により左眼用画像または右眼用画像の少なくともいずれかの画像生成を行わせ、前記画像変換に際して、前記奥行情報と前記奥行情報信頼度を変換制御データとして適用した変換処理を実行させるプログラム。
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