JP2013187763A - 視差補正処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】奥行き感の感じ方の個人差を吸収する補正を可能にすることにより、十分な奥行き感を感じさせつつ且つ違和感がない立体画像を生成する。
【解決手段】 実施形態の視差補正処理装置によれば、立体画像を構成する左画像及び右画像に基づいて視差情報を検出する視差情報検出部と、前記左画像及び右画像のうちの少なくとも一方の画像中のフォーカスエリアを検出するフォーカスエリア検出部と、前記フォーカスエリアとその他の領域とで前記視差情報検出部が検出した視差情報に異なる補正を行って得た補正視差情報を出力する視差情報補正部と、前記左画像及び右画像を前記補正視差情報に基づいて補正して出力する視差補正部とを具備する。
【選択図】図1
【解決手段】 実施形態の視差補正処理装置によれば、立体画像を構成する左画像及び右画像に基づいて視差情報を検出する視差情報検出部と、前記左画像及び右画像のうちの少なくとも一方の画像中のフォーカスエリアを検出するフォーカスエリア検出部と、前記フォーカスエリアとその他の領域とで前記視差情報検出部が検出した視差情報に異なる補正を行って得た補正視差情報を出力する視差情報補正部と、前記左画像及び右画像を前記補正視差情報に基づいて補正して出力する視差補正部とを具備する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、視差補正処理装置に関する。
近年、画像の高画質化の要求に伴い、立体化処理技術の研究が盛んに行われており、立体映像を表示する表示装置も商品化されている。人間が立体感を得る要因には様々なものがあるが、一般的には、両眼視差、運動視差、両眼輻輳、ピント、相対的な大きさといった情報を元に立体感を得ているといわれている。こうした情報の中で人工的に立体映像を提供する方法では多くの場合、立体感を得るために最も大きい要因となる両眼視差を用いる。
左右両眼の視点に対応する視差を持った2画像、即ち、右目用の画像と左目用の画像とを生成し、これらの画像を夫々右目又は左目で見ることによって、画像の立体感を得ることができる。左右の画像は、視差に応じて相互にずれを有する画像であり、左右画像の生成に際してこのずれ量を調整することで、立体感を調整することができる。
即ち、両眼視差を利用した立体映像は、作成者の主観に従った奥行き感を有する。一方、奥行き感の感じ方には個人差があり、視聴者によっては、同一画像について奥行き感が強調されすぎた画像であると感じることもあり、逆に奥行き感が弱い画像であると感じることもある。
表示装置において、このような奥行き感を調整する機能を有する装置も開発されているが、人の感覚に応じた補正を行うものではなく、十分な奥行き感を感じさせつつ且つ違和感がない画像に補正することはできない。
本発明は、奥行き感の感じ方の個人差を吸収する補正を可能にすることにより、十分な奥行き感を感じさせつつ且つ違和感がない立体画像を生成することができる視差補正処理装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る視差補正処理装置は、立体画像を構成する左画像及び右画像に基づいて視差情報を検出する視差情報検出部と、前記左画像及び右画像のうちの少なくとも一方の画像中のフォーカスエリアを検出するフォーカスエリア検出部と、前記フォーカスエリアとその他の領域とで前記視差情報検出部が検出した視差情報に異なる補正を行って得た補正視差情報を出力する視差情報補正部と、前記左画像及び右画像を前記補正視差情報に基づいて補正して出力する視差補正部とを具備する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る視差補正処理装置を示すブロック図である。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る視差補正処理装置を示すブロック図である。
視差補正処理装置10の入力端子IL,IRには、夫々立体画像である左(L)画像及び右(R)画像が入力される。L,R画像は、画像内の各部の奥行きに応じて、相互に視差を有する画像である。これらのL,R画像は、視差情報検出部11、フォーカスエリア検出部12及び視差補正部13に与えられる。
視差情報検出部11は、入力されたL,R画像から視差を検出し、視差情報を視差情報補正部14に出力する。例えば、視差情報検出部11は、L,R画像内の同一物体について、L,R画像内の位置を比較することで、視差情報を得る。例えば、視差情報検出部11は、画素毎に位置を比較することで、画素単位で視差情報を出力することができる。
フォーカスエリア検出部12は、L,R画像のフォーカスエリアを検出する。なお、フォーカスエリア検出部12は、入力されるL,R画像の一方の画像についてフォーカスエリアを検出してもよく、両方の画像のフォーカスエリアを検出するようにしてもよい。
例えば、フォーカスエリア検出部12は、画像のピントが合っている領域、水平及び垂直高域成分量が比較的多い領域、コントラストが比較的高い領域、色飽和度が比較的高い領域等をフォーカスエリアとして検出する。フォーカスエリア検出部12は、L,R画像中のいずれの領域がフォーカスエリアであるかを示すフォーカスエリア情報を視差情報補正部14に出力するようになっている。
図2はフォーカスエリア検出部12の検出方法の一例を示す説明図である。
フォーカスエリア検出部12は、画像を特徴量によって区分けされた領域であるオブジェクトに分割する。フォーカスエリア検出部12は、例えば、高コントラスト又は高輝度周波数成分を有するオブジェクトをフォーカスエリアとする。
フォーカスエリア検出部12は、画像中に1つ以上のオブジェクトを特定する。図2は4つのオブジェクトに分割可能な画像20を示している。図2の例では、画像20は、背景のオブジェクトo0、丸形状のオブジェクトo1,o2と四角形状のオブジェクトo3に分割されている。フォーカスエリア検出部12は、オブジェクト内の座標および、画素値を抽出する。
いま、オブジェクトoiのコントラスト値をci、高輝度周波数成分量をyiとする。なお、iはオブジェクトの個数に応じた整数値1,2,3,…である。フォーカスエリア検出部12は、オブジェクトoiについての演算(α×ci+β×yi)をOiとして、フォーカスエリアFを下記(1)式で定義する。
フォーカスエリアF = 最大値Oi(=α×ci+β×yi) …(1)
但し、α、βはそれぞれコントラスト値、高輝度周波数成分量に掛かる重み付け係数、または正規化係数として定義できるものとする。
但し、α、βはそれぞれコントラスト値、高輝度周波数成分量に掛かる重み付け係数、または正規化係数として定義できるものとする。
オブジェクトoiに含まれる座標(x,y)の輝度値Y(x,y)のコントラスト値ciは、次のような隣接する画素間のコントラスト値積分量の平均値で表すことができる。
ci= (Σ|Y(x,y)−Y(x+j,y+k)|/Σ|Y(x,y)+Y(x+j,y+k)|)/Σ(x,y)
但し、x+i,y+kはそれぞれオブジェクトoiに含まれる座標となる整数値をとる。
但し、x+i,y+kはそれぞれオブジェクトoiに含まれる座標となる整数値をとる。
また、高輝度周波数成分量yiは、オブジェクトoiに含まれる座標(x,y)の水平高域周波数成分量h(x,y)、垂直高域周波数成分量v(x,y)、および、斜め高域周波数成分量d(x,y)とすると、次のような積分量の平均で表すことが出来る。
yi = Σ(γ×h(x,y)+δ×v(x,y)+ε×d(x,y))/Σ(x,y)(γ,δ,εはα、βと同様な係数)
図2の各オブジェクトo0〜o3のコントラスト値c0〜c3及び高輝度周波数成分y0〜y3が、例えば、c1>c2≒c3>c0、y1>y2>y3>y0で、α=β=1であるものとすると、O1>O2>O3>O0となり、フォーカスエリア検出部12は、オブジェクトo1がフォーカスエリアであると判定する。
図2の各オブジェクトo0〜o3のコントラスト値c0〜c3及び高輝度周波数成分y0〜y3が、例えば、c1>c2≒c3>c0、y1>y2>y3>y0で、α=β=1であるものとすると、O1>O2>O3>O0となり、フォーカスエリア検出部12は、オブジェクトo1がフォーカスエリアであると判定する。
視差情報補正部14は、視差情報検出部11からの視差情報を補正して補正視差情報を出力する。この場合において、視差情報補正部14は、フォーカスエリア情報を用いて、フォーカスエリアと他の領域とに対して異なる補正を行うようになっている。例えば、視差情報補正部14は、フォーカスエリアのみについて視差情報の補正を行い、他の領域については視差情報の補正を行うことなくそのまま出力する。
本実施の形態においては、視差情報補正部14は、設定情報記憶部15に記憶された設定情報に基づいて、視差情報を補正する。設定情報は、フォーカスエリア及びその他のエリアに対してどのような補正を行うかを規定する情報であり、補正情報記憶部15は1つ又は複数の設定情報を記憶する。例えば、設定情報としては、フォーカスエリアについて検出された視差情報を所定の定数倍し、フォーカスエリア以外について検出された視差情報をそのままの値とするための情報等が考えられる。
例えば、設定情報に従って視差情報補正部14が視差情報を補正することにより、フォーカスエリアの画像部分が表示画面の手前に飛び出して見える画像を表示画面の奥に引っ込んで見える画像に変換するための視差情報を得ることもできる。
視差情報補正部14によって補正された補正視差情報は視差補正部13に与えられる。視差補正部13は、入力されたL,R画像を、補正視差情報に基づいて例えば画素毎に左右方向にシフトさせて視差を補正する。視差補正部13は補正後のL,R画像を3D表示装置16に出力する。3D表示装置16は、立体画像を表示可能に構成されている。例えば、3D表示装置16としては、パララックスバリア方式やレンチキュラ方式等の視差分割方式を採用した表示装置を採用することができる。こうして、3D表示装置16には、フォーカスエリアとその他のエリアとで、奥行き感の調整の仕方を変えた画像が表示される。
画像全体の奥行きを調整すると、立体感の無い表示になってしまうことがある。これに対し、本実施の形態においては、解像度が比較的高い領域やコントラストが比較的高い領域等のフォーカスが当たっている領域の奥行き感を、選択的に或いは他の部分とは異なる奥行き感で調整することができる。これにより、全体的な立体感を残しつつ、注視している部分のみの奥行き感を調整することで、各個人の奥行き感の感じ方の個人差を吸収して見やすくすることができる。
次に、このように構成された実施の形態の動作について図3を参照して説明する。図3は第1の実施の形態の動作を説明するための説明図である。
入力端子IL,IRには、夫々立体画像を構成するL画像及びR画像が入力される。これらのL,R画像は視差補正部13を介して3D表示装置16に供給される。L,R画像は、相互に視差を有する画像であり、画像内の各被写体の奥行き方向の位置に応じて、各被写体の画像部分がL画像とR画像とで左右方向にシフトした画像である。
視差情報検出部11は、L,R画像から同一被写体についての左右方向の位置に応じた視差情報を検出する。また、フォーカスエリア検出部12は、L,R画像の一方又は両方についてフォーカスエリアを検出する。視差情報検出部11が検出した視差情報及びフォーカスエリア検出部12が検出したフォーカスエリア情報は、視差情報補正部14に与えられる。
視差情報補正部14は、設定情報記憶部15から設定情報を読出して、設定情報に従って、フォーカスエリアとその他の領域とで異なる補正の仕方によって視差情報を補正し補正視差情報を視差補正部13に出力する。例えば、設定情報として、フォーカスエリアのみの視差情報を補正し、その他の領域の視差情報はそのまま出力するための情報が含まれていることがあり、この場合には、視差情報補正部14は、フォーカスエリアのみについて視差情報を補正する。例えば、視差情報補正部14は、フォーカスエリアについての視差情報に所定の定数を乗算したり、所定の定数を加算したりする。視差補正部13は、入力されたL,R画像の各部を、補正視差情報に基づいて左右方向にシフトさせる。
図3は本実施の形態における視差補正を説明するためのものであり、ある視点から表示画面を見た場合において、人が両眼視差に基づいて感じる奥行き感の変化を説明するものである。図3(a)において、3D表示装置16の表示画面16a上のラインと同一方向をX方向とし、表示画面16aに対して垂直な方向をZ方向とする。直線21は、表示画面16a上の所定のラインを示している。また、図3(b)は表示画面16aに表示される立体画像を示しており、L画像22L,R画像22Rが1組の立体画像であり、L画像23L,R画像23Rが1組の立体画像である。
視聴者は、左目24L及び右目24Rによって、表示画面16a上に表示された立体画像を見る。いま、視聴者が左目24LでL画像22Lを見ると共に、右目24RでR画像22Rを見るものとする。これらのL画像22L及びR画像22R中には、背景26の画像部分と、球体である被写体の画像25aを構成する被写体画像25aL及び25aRとが含まれる。被写体画像25aL,25aRは、画像中で左右方向の同一位置に表示されており、被写体画像25aL,25aRについては視差を有していない。従って、視聴者には、図3(a)に示すように、被写体の画像25aは、表示画面16a上に位置するように、奥行き感が感じられる。
一方、被写体の画像25bを構成するL,R画像中の被写体画像25bL及び25bRは、画像中で左右方向の異なる位置に表示されており、被写体画像25bL,25bRは視差を有する。従って、視聴者には、図3(a)に示すように、被写体の画像25bは、表示画面16aよりも手前に位置するように、奥行き感が感じられる。
図3(a),(b)において、被写体画像25a(25aL,25aR),25b(25bL,25bR)上の黒丸は画面中央に見えるポイントを示している。図3(a),(b)から明らかなように、被写体画像上の同一点が、L画像では右側、R画像では左側に位置するように表示されると、これらのL,R画像を夫々左目24L及び右目24Rで見た視聴者は、表示画面26aよりも手前の位置に被写体画像が存在するように感じることになる。
また、逆に、被写体画像上の同一点が、L画像では左側、R画像では右側に位置するように表示されると、これらのL,R画像を夫々左目24L及び右目24Rで見た視聴者は、表示画面26aよりも奥側の位置に被写体画像が存在するように感じることになる。
なお、いずれの場合も、被写体画像上の同一点についてのL画像上での位置とR画像上での位置とが離れれば離れるほど、視聴者は被写体画像が表示画面26aから、より離れた位置に表示されたように感じるようになる。
いま、図3(b)に示すL画像22L及びR画像22Rが入力されたものとし、設定情報記憶部15に記憶されている設定情報が、フォーカスエリアの画像部分を所定距離だけ手前側に見えるように視差情報を補正し、他の領域の視差情報は補正しないようにする内容を含むものとして、視差の補正方法を説明する。
図3(c1)は、フォーカスエリア検出部12によるフォーカス検出結果を視覚的に示すものであり、フォーカスエリアを無地で、その他の領域をハッチングで示している。被写体25aに対応する画像部分25Fがフォーカスエリアであり、背景26に対応する画像部分26Fがその他の領域である。
図3(c2)は、視差情報検出部11による視差情報の検出結果に基づく奥行き感を視覚的に示すものであり、密なハッチングは奥行き方向を示し、粗なハッチングは手前側を示している。即ち、図3(c2)では、背景26に対応する画像部分26Dが奥行き側に表示され、被写体25aに対応する画像部分25Dが手前側(図3の例では表示画面16aの位置)に表示されることを示している。
視差情報補正部14は、設定情報に基づいて、フォーカスエリアの視差情報を補正する。図3(c3)は、補正視差情報に基づく奥行き感を、図3(c2)と同様の表示方法で示すものである。即ち、視差情報補正部14は、フォーカスエリアの画像部分が元の画像位置よりも手前側に表示されるように、視差情報を補正する。
視差補正部13は、補正視差情報が与えられて、入力L,R画像のフォーカスエリアを水平方向にシフトさせる。こうして、図3(b)のL画像23L及びR画像23Rが得られる。この画像は、図3(a)に示すように、背景26の画像部分の奥行き感を変えることなく、被写体の奥行き感を被写体25aの位置から被写体25bに示す手前側の位置に変化させるものである。このように、視差情報補正部13は、L,R画像の各画像部分を補正視差情報に応じて水平方向にシフトさせることによって、各画像部分のそれぞれの奥行き感を個別に調整することができる。
こうして、3D表示装置16の表示画面16aには、フォーカスエリアとその他の領域とで、視差情報に異なる補正処理が施された立体画像が表示される。例えば、図3の例のように、フォーカスエリアのみの奥行き感を補正することができる。
このように本実施の形態においては、フォーカス領域の奥行き感を、選択的に或いは他の部分とは異なる奥行き感で調整することができ、全体的な立体感を残しつつ、注視している部分のみの奥行き感を調整することで、各個人の奥行き感の感じ方の個人差を吸収して見やすくすることができる。
(第2の実施の形態)
図4は本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。図4において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図4は本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。図4において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態の視差補正処理装置30は、視差補正部13に代えて視差及びサイズ補正部31を採用した点が図1の視差補正処理装置10と異なる。視差及びサイズ補正部31には、視差情報補正部14からの補正視差情報の外に、視差情報検出部14が検出した視差情報(検出視差情報)が与えられる。視差及びサイズ補正部31は、視差補正部13と同様に、補正視差情報を用いてL,R画像を例えば画素毎に左右方向にシフトさせて、補正視差情報に応じて各画像部分の奥行き感を補正する。
同一サイズの被写体であっても、手前側に位置する被写体の画像サイズは奥側に位置する被写体の画像サイズよりも大きくなる。本実施の形態においては、第1の実施の形態と同様に、フォーカスエリアとその他の領域とで、視差の補正の仕方が異なり、各画像部分の位置の感じ方を個別に制御する。そこで、本実施の形態においては、各画像部分毎に、視差の補正量に応じて、画像サイズを変化させることで、違和感のない立体画像を生成する。
視差及びサイズ補正部31は、検出視差情報及び補正視差情報が与えられ、各画像部分の視差の補正量に応じて、各画像部分の画像サイズを変化させる。例えば、図3の例では、視差及びサイズ補正部31は、手前に感じられるように視差を補正したフォーカスエリアの画像については、拡大処理を行って画像サイズを大きくする。逆に、視差及びサイズ補正部31は、奥側に感じられるように視差を補正したフォーカスエリアの画像については、縮小処理を行って画像サイズを小さくする。
このように本実施の形態においては、各画像部分についての視差の補正量に応じて各画像部分の画像サイズを拡大縮小しており、違和感のない立体画像を表示させることができる。なお、本実施の形態においては、視差の補正量に応じて、各画像部分を水平及び垂直方向の少なくとも一方に対して画像サイズを拡大縮小するようにしてもよい。
(第3の実施の形態)
図5は本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。図5において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図5は本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。図5において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態の視差補正処理装置40は、選択部41を付加した点が図1の視差補正処理装置10と異なる。選択部41は、設定情報記憶部15に記憶されている複数の設定情報から、ユーザ操作に基づく選択信号によって指定された設定情報を選択的に読み出して視差情報補正部14に供給する。
図6は設定情報記憶部15に記憶されている設定情報を説明するための説明図である。図6(a)乃至(e)は、横軸に入力されるL,R画像に基づく視差(入力視差)をとり、縦軸に補正後の視差(出力視差)をとって、視差情報補正部14における視差の補正の仕方を示している。図6(a)乃至(e)において、実線は入力視差と出力視差とが同一の値であること、即ち、補正しない状態を示し、破線は補正を行うことを示している。なお、図6(a)乃至(e)では、例えば、原点が視差0を示し、手前側から奥側に向かって視差の値は大きくなるものとする。
例えば、視差情報補正部14は、フォーカスエリアについては破線に示す設定情報に基づいて補正を行い、その他の領域については実線に示す設定情報に基づいて補正を行う。
補正情報補正部14に図6(a)に示す設定情報が与えられた場合には、視差情報補正部14は、検出された視差をより大きな絶対値の視差に変換することになり、フォーカスエリアの画像部分の奥行き感を強調することになる。
補正情報補正部14に図6(b)に示す設定情報が与えられた場合には、視差情報補正部14は、検出された視差をより小さな絶対値の視差に変換することになり、フォーカスエリアの画像部分の奥行き感を弱めることになる。
補正情報補正部14に図6(c)に示す設定情報が与えられた場合には、視差情報補正部14は、視差0近傍の視差のみを強調することで、違和感の少ない調整を可能にする。例えば、フォーカスエリアとその他の領域との関係を維持しつつ奥行き感を強めることが可能である。
補正情報補正部14に図6(d)に示す設定情報が与えられた場合には、視差情報補正部14は、視差0近傍以外の視差のみを強調することで、全体の奥行き感を損なわずに、フォーカスエリアの奥行き感を弱めることが可能である。
本実施の形態の設定情報記憶部15には、図6で例示した複数の設定情報が記憶される。なお、設定情報記憶部15は、図6の設定情報が記述されたテーブルによって構成されていてもよい。なお、図6の設定情報を演算によって求めるようにしてもよい。
例えば、図6(e)は、フォーカスエリア用として破線又は一点鎖線にて示す4種類の設定情報が含まれることを示している。図6(e)の設定情報のうち、破線の設定情報は奥行き感を強調するためのものであり、一点鎖線の設定情報は奥行き感を弱めるためのものである。選択部41は、ユーザ操作に基づく選択信号によって、これらの設定情報の1つを選択して視差情報補正部14に与える。例えば、選択部41は、各設定情報に対応したテーブルのうち選択信号に基づくテーブルを選択して、その情報を読み出して視差情報補正部14に与える。こうして、視差情報補正部14は、視聴者が希望する補正の仕方で、フォーカスエリア及びその他の領域の各視差を個別に補正する。
このように本実施の形態においては、視聴者は、視差の補正の仕方を指定することが可能となり、視聴者が希望する奥行き感で画像を表示させることが可能となる。
なお、本実施の形態は第1の実施の形態に適用する例を示したが、第2の実施の形態にも同様に適用可能であることは明らかである。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
10…視差補正処理装置、11…視差情報検出部、12…フォーカスエリア検出部、13…視差補正部、14…視差情報補正部、15…設定情報記憶部、16…3D表示装置。
Claims (5)
- 立体画像を構成する左画像及び右画像に基づいて視差情報を検出する視差情報検出部と、
前記左画像及び右画像のうちの少なくとも一方の画像中のフォーカスエリアを検出するフォーカスエリア検出部と、
前記フォーカスエリアとその他の領域とで前記視差情報検出部が検出した視差情報に異なる補正を行って得た補正視差情報を出力する視差情報補正部と、
前記左画像及び右画像を前記補正視差情報に基づいて補正して出力する視差補正部と
を具備する視差補正処理装置。 - 前記視差情報補正部は、設定情報記憶部に記憶されている設定情報に基づいて、前記視差情報検出部が検出した視差情報を補正する
請求項1に記載の視差補正処理装置。 - 前記視差情報補正部は、前記設定情報に基づいて、前記フォーカスエリアのみについて前記視差情報を補正し、その他の領域については前記視差情報を補正しない
請求項2に記載の視差補正処理装置。 - 前記設定情報記憶部は、複数の設定情報を保持し、
前記視差情報補正部は、前記複数の設定情報のうちの1つを選択して、前記視差情報検出部が検出した視差情報を補正する
請求項2又は3に記載の視差補正処理装置。 - 前記視差情報補正部による視差の補正量に応じて、前記左画像及び右画像の各画像部分のサイズを補正するサイズ補正部
を具備する請求項1乃至4のいずれか1つに記載の視差補正処理装置。
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