JP2017009916A - 映像表示装置、映像表示方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 暗視装置や熱線映像装置で生成される画像を高精度に模擬した画像を表示できるようにする。【解決手段】 暗視装置や熱線映像装置の遅延を模擬するために、一定時間をおいてから赤外光による画像（エミュレーション画像２０３）を出力する。また、暗視装置や熱線映像装置の解像度と視野・周辺光量を模擬するために、帯域の制限と光量の制限を行ったうえで、赤外光による画像（エミュレーション画像２０３）を出力する。【選択図】 図２

Description

本発明は、映像表示装置、映像表示方法、およびプログラムに関するものである。

夜間や暗所での視界を確保するための装置として暗視装置がある。また、生物などの熱源を可視化するための装置として熱線映像装置（赤外線ゴーグル）がある。
このような暗視装置や熱線映像装置では、暗視装置や熱線映像装置を使用していない人にも、暗視装置や熱線映像装置で見える画像を見せる必要が生じる場合がある。

例えば、夜間や暗所で暗視装置を用いることを想定した訓練を行う際、表示装置（例えばプロジェクター）で夜間や暗所の映像を表示して、暗視装置をつけた状態で訓練を行う事がある。同様に、表示装置で可視光の映像と熱赤外線映像とを表示して、熱線映像装置をつけた状態で、訓練を行う事がある。これらの訓練前、あるいは訓練後において、暗視装置や熱線映像装置で見た映像を説明する際には、暗視装置や熱線映像装置を使用していない人にも、暗視装置や熱線映像装置で見える画像を見せる必要がある。

このような場合には、暗視装置や熱線映像装置を模擬した映像を生成して表示することになる。このような映像を生成して表示する方法として、実際に暗視装置や熱線映像装置を用いる方法と、暗視装置や熱線映像装置を模擬する装置を用いる方法とがある。

前者の方法として、暗視装置や熱線映像装置に映し出された映像をビデオカメラで撮影して可視光として表示する方法と、暗視装置や熱線映像装置の映像出力を表示装置に接続して表示する方法がある。

後者の方法として、暗視装置や熱線映像装置を模擬する装置によって、暗視装置が出力する映像や、熱線映像装置が出力する映像を生成して表示する方法がある。特許文献１には、暗視装置により生成される画像を模擬的に生成するに際し、暗視装置により生成されるノイズを重畳することが開示されている。

特開２００１−２４２８４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、暗視装置や熱線映像装置の特性として、ノイズ以外の特性を考慮していない。このため、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像を高精度に模擬した画像を生成することは容易ではない。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像を高精度に模擬した画像を表示できるようにすることを目的とする。

本発明の映像表示装置は、可視光線以外の電磁波に基づく第１の画像を入力する入力手段と、前記第１の画像に基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬するための画像として第２の画像を生成する画像生成手段と、前記第１の画像と前記第２の画像とに基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬する画像を表示するための処理を行う表示処理手段と、を有し、前記画像生成手段は、前記第１の画像の周波数帯域を制限することと、前記第１の画像を一定時間だけ記憶してから出力することと、前記第１の画像の少なくとも一部の領域の光量を制限することと、の少なくとも何れか１つの処理を実行した画像を前記第２の画像として生成することを特徴とする。

本発明によれば、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像を高精度に模擬した画像を表示することができる。

映像表示装置の機能構成を示す図である。 エミュレーション画像生成部の構成を示す図である。 合成部の構成を示す図である。 映像表示装置のハードウェアの構成を示す図である。 映像表示装置の処理を説明するフローチャートである。 視野制限部の構成を示す図である。 装着者の上方から見た場合の様子を示す図である。 表示スクリーンをその正面から見た場合の様子を示す図である。

まず、後述する実施形態に至る経緯について説明する。
前述したように、暗視装置や熱線映像装置を模擬した映像を生成する方法として、実際に暗視装置や熱線映像装置を用いる方法と、暗視装置や熱線映像装置を模擬する装置を用いる方法とがある。これらの方法のうち、実際に暗視装置や熱線映像装置を使う方法では、画像が表示されるまでの遅延時間が生じる。暗視装置や熱線映像装置に画像が表示されてから、その画像を再度表示するために遅延があるためである。このような遅延時間が大きくなると、例えば、動いている物を見る時に、暗視装置や熱線映像装置で表示される画像と、当該画像を模擬する画像とに違い（タイムラグ）が生じる。

また、暗視装置を使う場合には、正帰還となってしまうために表示装置が２台必要となる。すなわち、夜間や暗所を表示する装置があり、その装置に表示した画像を暗視装置で見ると、当該装置に表示される画像よりも明るい画像になる。この明るい画像を、夜間や暗所を表示する装置の入力に合成して表示すると元々の夜間や暗所よりも明るい画像となる。この画像を再度暗視装置が増幅して明るい映像を生成する。したがって、画像の明るさについて正帰還のループが形成される。このため、一台の表示装置は、夜間や暗所の画像を表示し、この画像を暗視装置で取得し、この暗視装置で取得された画像をさらにもう一台の表示装置で表示し、暗視装置を装着していない人は、この画像を見る様にしなくてはならない。このように、暗視装置を用いる場合、暗視装置で生成される画像を模擬する画像を生成する場合、１台の表示装置では実現することが容易ではない。

一方、暗視装置や熱線映像装置を模擬する装置を用いる方法でも、暗視装置、熱線映像装置の遅延が生じる。したがって、例えば、動いている物については、暗視装置や熱線映像装置を模擬する装置で表示される画像と、実際の暗視装置や熱線表示装置で表示される画像との違い（タイムラグ）が生じる虞がある。特に、暗視装置、熱線映像装置には、一旦センサで光電変換したものをデバイスで表示させているものがある。尚、センサは、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）である。また、デバイスは、例えば、液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）である。このような暗視装置、熱線映像装置では、センサ部分と表示部分による遅延時間が生じる。

さらに、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像の解像度（帯域）は小さい。また、暗視装置や熱線映像装置（の装着者）の視野は限られている。また、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像には、周辺光量の低下が生じる。
本発明者らは、以上のことが要因で、従来の技術では、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像を高精度に模擬した画像を生成することができないという知見を得た。以下の実施形態は、このような本発明者らによる知見に基づいてなされたものである。以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。
図１は、映像表示装置の機能構成の一例を示す図である。
図１において、映像表示装置１００は、エミュレーション画像生成部１０１と、合成部１０２と、制御部１０３と、表示部１０４と、を有する。
本実施形態では、映像表示装置の一例として、熱線映像装置が生成する画像を模擬的に生成して表示する装置を例に挙げて説明する。このため、本実施形態では、映像表示装置１００は、赤外光入力画像２０２に基づいてエミュレーション画像２０３を生成し、可視光入力画像２０１とエミュレーション画像２０３を合成して表示する場合を例に挙げて説明する。ただし、暗視装置が生成する画像を模擬的に生成して表示する場合についても、熱線映像装置が生成する画像を模擬的に生成して表示する場合と同様に実現することができる。尚、可視光線以外の電磁波として、熱線映像装置では、例えば、熱赤外線を使用するのに対し、暗視装置では、例えば、近赤外線を使用する。

図１において、映像表示装置１００は、例えば、ブルーレイディスク（登録商標）プレーヤーなどの映像再生装置と接続されており、可視光入力画像２０１と赤外光入力画像２０２を、当該映像再生装置から入力する。
エミュレーション画像生成部１０１は、赤外光入力画像２０２から、熱線映像装置が生成する画像を模擬するためのエミュレーション画像２０３を生成して出力する。エミュレーション画像２０３を生成する処理の詳細については後述する。
制御部１０３は、映像表示装置１００が表示部１０４で、可視光入力画像２０１と赤外光入力画像２０２との表示、および、可視光入力画像２０１とエミュレーション画像２０３を合成した画像と赤外光入力画像２０２との表示、の何れを行うかの制御を行う。制御部１０３は、例えば、可視光入力画像２０１と赤外光入力画像２０２とを表示する場合には、「無効」であることを示すエミュレーション指示信号２０４を合成部１０２に出力する。また、制御部１０３は、例えば、可視光入力画像２０１とエミュレーション画像２０３を合成した画像と赤外光入力画像２０２とを表示する場合には、「有効」であることを示すエミュレーション信号を合成部１０２に出力する。制御部１０３は、映像表示装置１００本体のスイッチでこの切り替えを行ってもよいし、無線のリモートコントロールスイッチや赤外線のリモートコントロールスイッチでこの切り替えを行ってもよい。

合成部１０２は、制御部１０３から出力されるエミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示す場合、エミュレーション画像２０３と可視光入力画像２０１とを合成する。そして、合成部１０２は、可視光入力画像２０１とエミュレーション画像２０３とを合成した画像を可視光出力画像２１１として出力する。一方、制御部１０３から出力されるエミュレーション指示信号２０４が「無効」であることを示す場合、合成部１０２は、可視光入力画像２０１と赤外光入力画像２０２とを、それぞれ可視光出力画像２１１と赤外光出力画像２１２として出力する。合成部１０２の詳細については後述する。

図２は、エミュレーション画像生成部１０１の機能構成の一例を示す図である。
図２において、エミュレーション画像生成部１０１は、帯域制限部１２２と、視野制限部１２３と、遅延部１２４とを有する。本実施形態では、帯域制限部１２２、視野制限部１２３、および遅延部１２４がこの順序で処理を行う場合を例に挙げて説明する。しかしながら、帯域制限部１２２、視野制限部１２３、および遅延部１２４の処理の順序は自由に変更することができる。また、エミュレーション画像生成部１０１に、その他の機能を追加することもできる。

帯域制限部１２２は、熱線映像装置の解像度を模擬するために、赤外光入力画像２０２の周波数帯域を、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）を用いて制限する。模擬する熱線映像装置内での処理になるべく近くなる様にＬＰＦを構成する。例えば、熱線映像装置の光学的解像度が低い場合、ディジタルＦＩＲフィルタだけでＬＰＦを構成することができる。また、熱線映像装置の内部で、一旦特定の画素解像度となるように処理を行っている場合、帯域制限部１２２は、例えば、次のような処理を行うことができる。すなわち、帯域制限部１２２は、赤外光入力画像２０２に対してＬＰＦを掛けた後、ダウンサンプリングをして、赤外光入力画像２０２の画素解像度を、当該処理を行った画素解像度に合わせた後に、アップサンプリングすることができる。熱線映像装置の解像度を模擬していれば、帯域制限部１２２における処理は、これらの処理に限定されない。

視野制限部１２３は、熱線映像装置の視野と周辺光量との少なくとも何れか一方の低下を模擬するために、画像の少なくとも一部の領域の座標に対する光量の減衰値を導出する。そして、視野制限部１２３は、導出した光量の減衰値を、帯域制限部１２２から入力した赤外光入力画像２０２の画素値に乗ずる。例えば、視野制限部１２３は、画像の座標に対する光量の減衰値を、画像の座標と光量の減衰値とを相互に関連付けて記憶するテーブルから得ることができる。また、視野制限部１２３は、赤外光入力画像２０２の中央をレンズ中央とした周辺光量の低下を定めた計算式の計算を行うことにより周辺光量の低下を求め、求めた結果を用いて、画像の座標に対する光量の減衰値を導出することもできる。周辺光量の低下を定めた計算式は、例えば、レンズ中央からの距離と光量との関係を表す式になる。また、本実施形態では、映像再生装置から入力した可視光入力画像２０１および赤外光入力画像２０２の映像範囲の全体を映像表示装置１００で表示（模擬）する。したがって、本実施形態では、視野制限部１２３は、熱線映像装置の視野と周辺光量の低下うち、周辺光量の低下のみを模擬する。

遅延部１２４は、熱線映像装置の遅延を模擬するために、赤外光入力画像２０２を記憶部１２５に一時的に格納し、一定時間が経過した後に、赤外光入力画像２０２を記憶部１２５から読み出して出力する。一定時間は、熱線映像装置の遅延時間に対応する時間として予め設定される。熱線映像装置の遅延時間は、映像表示装置１００で赤外光入力画像２０２を入力してから、表示部１０４により表示された赤外光出力画像２１２を熱線映像装置で受光して表示するまでの時間を基準とする時間である。この基準とする時間に、映像表示装置１００で赤外光入力画像２０２を入力してから、エミュレーション画像２０３を生成して赤外光出力画像２１２を表示部１０４により表示するまでの時間を合わせるための時間が熱線映像装置の遅延時間として定まる。

これら帯域制限部１２２、視野制限部１２３、および遅延部１２４により、エミュレーション画像生成部１０１は、赤外光入力画像２０２から、熱線映像装置で生成される画像を模擬するためのエミュレーション画像２０３を生成して出力する。

図３は、合成部１０２の機能構成の一例を示す図である。
図３において、合成部１０２は、可視光明るさ調整部１４１と、赤外光明るさ調整部１４２と、エミュレーション明るさ調整部１４３と、画像合成部１４４とを有する。

エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示す場合、エミュレーション明るさ調整部１４３は、エミュレーション画像２０３を明るくして出力する（出力（画素値）を大きくする）。一方、エミュレーション指示信号２０４が「無効」であることを示す場合、エミュレーション明るさ調整部１４３は、エミュレーション画像２０３を暗くして出力する（出力（画素値）を小さくする）。これにより、例えば、エミュレーション画像２０３の表示を止めたり、弱めたりすることができる。

合成部１０２の機能のバリエーションとして、以下のような処理を行うようにしてもよい。
赤外光明るさ調整部１４２は、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示す場合、赤外光入力画像２０２を暗くしてもよい（出力（画素値）を小さくしてもよい）。一方、エミュレーション指示信号２０４が「無効」であることを示す場合、赤外光明るさ調整部１４２は、赤外光入力画像２０２を明るくしてもよい（出力（画素値）を大きくしてもよい）。以上のようにすることによって、例えば、エミュレーション画像２０３を出力する時に、赤外光の表示を止めたり、赤外光の表示を強めたり弱めたりことができる。

また、可視光明るさ調整部１４１は、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示す場合、可視光入力画像２０１を暗くしてもよい（出力（画素値）を小さくしてもよい）。一方、エミュレーション指示信号２０４が「無効」であることを示す場合、可視光明るさ調整部１４１は、可視光入力画像２０１を明るくしてもよい（出力（画素値）を大きくしてもよい）。以上のようにすることによって、例えば、エミュレーション画像２０３を出力する時に、エミュレーション画像２０３のみを表示させたり、可視光の表示割合を下げたり、可視光のみを表示させたり、エミュレーション画像の表示割合を下げたりすることができる。
以上のように本実施形態では、例えば、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることが第１の指示の一例であり、エミュレーション指示信号２０４が「無効」であることが第２の指示の一例である。

画像合成部１４４は、可視光明るさ調整部１４１からの出力とエミュレーション明るさ調整部１４３からの出力とを合成し、可視光出力画像２１１を出力する。通常の実現形態では、画像合成部１４４は、可視光明るさ調整部１４１で明るさが調整された可視光入力画像と、エミュレーション明るさ調整部１４３で明るさが調整されたエミュレーション画像との加算を行うことで合成を実現する。ただし、画像合成部１４４は、可視光入力画像とエミュレーション画像との重み付け加算（少なくとも何れか一方の画像の画素値に対し両者のバランスをとるための重み係数を乗算した上で加算）を行ってもよい。また、画素値が飽和しないように、可視光入力画像とエミュレーション画像の画素値（レベル）をクリップしてから、可視光入力画像とエミュレーション画像とを加算してもよい。また、加算前に、可視光入力画像とエミュレーション画像との少なくとも何れか一方に対して明るさの補正を行う関数を適用し、画像の明るさを補正してもよい。また、可視光入力画像とエミュレーション画像との加算後に、画素値（レベル）をクリップしたり、明るさの補正を行う関数を適用したりしてもよい。
以上のように本実施形態では、赤外光入力画像２０２が第１の画像の一例であり、エミュレーション画像２０３が第２の画像の一例であり、可視光入力画像２０１が第３の画像の一例である。

表示部１０４は、可視光出力画像２１１と赤外光出力画像２１２に対する表示処理を行い、可視光出力画像２１１と赤外光出力画像２１２をデバイスに表示する。表示部１０４には、一般には、プロジェクタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、ＣＲＴ（(Cathode Ray Tube）などのデバイスが用いられる。ただし、表示部１０４は、可視光をＲ／Ｇ／Ｂの三原色で表示させるだけでなく、赤外光を表示するためのＩＲ表示ができる様にする。例えば、液晶方式のプロジェクタを用いて表示部１０４を構成する場合、Ｒ／Ｇ／Ｂの光を表示するための液晶パネルとは別に赤外光を表示するための液晶パネルを設け、そこに赤外光を透過させて赤外光の画像を生成した後、Ｒ／Ｇ／Ｂの光と合成して出力する。プロジェクタであれば、赤外光とＲ／Ｇ／Ｂの光との合成は、投射レンズより前で行うことも、Ｒ／Ｇ／Ｂの光の投射レンズと赤外光の投射レンズとを別に設け、スクリーン上で行うこともできる。

図４は、映像表示装置１００のハードウェアの構成の一例を示す図である。
図４において、映像表示装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３と、を有する。映像表示装置１００は、さらに、入力装置４０４と、ＨＤ（Hard Disk）４０５と、表示装置４０６と、入出力Ｉ／Ｆ（Interface）４０７と、通信Ｉ／Ｆ（Interface）４０８と、システムバス４０９と、を有する。

ＣＰＵ４０１は、映像表示装置１００における動作を統括的に制御するものであり、システムバス４０９を介して、映像表示装置１００の各構成部（４０２〜４０８）を制御する。
ＲＯＭ４０２は、ＣＰＵ４０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）およびオペレーティングシステムプログラム（ＯＳ）を記憶する。また、ＲＯＭ４０２は、ＣＰＵ４０１が後述する処理を実行するために必要なプログラム等を記憶する。

ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ＣＰＵ４０１は、処理の実行に際して、ＲＯＭ４０２からの必要なプログラムなどの読み出しや、ＨＤ４０５からの必要な情報などの読み出しを行って、ＲＡＭ４０３にロードする。そして、ＣＰＵ４０１は、当該プログラムや情報などの処理を実行する事で各種の動作を実現する。
入力装置４０４は、例えば、ユーザが必要に応じて、映像表示装置１００に対して操作入力を行うためのものである。入力装置４０４は、例えば、タッチパネル、ボタン、およびスイッチの少なくとも何れか１つを用いて構成される。

ＨＤ４０５は、各種のデータおよびファイルなどを記憶する記憶手段を構成する。
表示装置４０６は、例えば、プロジェクタ、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、またはＣＲＴ（(Cathode Ray Tube）などのデバイスを有する。表示装置４０６は、ＣＰＵ４０１の制御に基づいて、可視光出力画像２１１および赤外光出力画像２１２などの画像や各種の情報を表示する。
入出力Ｉ／Ｆ４０７は、ＣＰＵ４０１の制御に基づいて、可搬型記憶媒体などとの間で、データの入出力を行う。

通信Ｉ／Ｆ４０８は、ＣＰＵ４０１の制御に基づいて、ネットワークや通信ケーブル等を介して各種の情報などの通信を外部装置と行う。
システムバス４０９は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、入力装置４０４、ＨＤ４０５、表示装置４０６、入出力Ｉ／Ｆ４０７および通信Ｉ／Ｆ４０８を相互に通信可能に接続するためのバスである。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、映像表示装置１００における処理の一例を説明する。
まず、ステップＳ５０１において、エミュレーション画像生成部１０１は、赤外光入力画像２０２からエミュレーション画像２０３を生成する。そのために、本実施形態では、帯域制限部１２２による、赤外光入力画像２０２の帯域の制限と、視野制限部１２３による、赤外光入力画像２０２の光量の減衰と、遅延部１２４による、赤外光入力画像２０２の一定時間の保持とがこの順で行われる。

次に、ステップＳ５０２において、合成部１０２は、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示しているか否かを判定する。この判定の結果、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示していない場合（すなわち、「無効」であることを示している場合）には、後述するステップＳ５０６に進む。

一方、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示している場合には、ステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３に進むと、エミュレーション明るさ調整部１４３は、ステップＳ５０１で生成されたエミュレーション画像２０３を明るくする（画素値を大きくする）。このとき、可視光明るさ調整部１４１により、可視光入力画像２０１を暗くすることと、赤外光明るさ調整部１４２により、赤外光入力画像２０２を暗くすることとの少なくとも何れか一方を行うことができる。

次に、ステップＳ５０４において、画像合成部１４４は、ステップＳ５０３で明るさが調整された可視光入力画像およびエミュレーション画像を合成し、可視光出力画像２１１を生成する。すなわち、画像合成部１４４は、可視光入力画像およびエミュレーション画像の相互に対応する画素の画素値を加算する。尚、可視光入力画像については、明るさが調整されない場合や、全ての画素値が０（ゼロ）である場合がある。

次に、ステップＳ５０５において、表示部１０４は、ステップＳ５０４で生成された可視光出力画像２１１と、ステップＳ５０３で明るさが調整された赤外光入力画像２０２である赤外光出力画像２１２とを表示する。そして、図５のフローチャートによる処理を終了する。

前述したように、ステップＳ５０２において、エミュレーション指示信号２０４が「有効」であることを示していない（「無効」であることを示している）場合には、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６に進むと、エミュレーション明るさ調整部１４３は、ステップＳ５０１で生成されたエミュレーション画像２０３を暗くする（画素値を小さくする）。このとき、可視光明るさ調整部１４１により、可視光入力画像２０１を明るくすることと、赤外光明るさ調整部１４２により、赤外光入力画像２０２を明るくすることとの少なくとも何れか一方を行うことができる。

次に、ステップＳ５０７において、表示部１０４は、ステップＳ５０６で明るさが調整された可視光入力画像２０１である可視光出力画像２１１と、赤外光出力画像２１２（赤外光入力画像２０２）とを表示する。そして、図５のフローチャートによる処理を終了する。
尚、ステップＳ５０３、Ｓ５０６において、可視光入力画像２０１、赤外光入力画像２０２、およびエミュレーション画像の少なくとも何れか１つの明るさが調整されない場合がある。

以上のように本実施形態では、暗視装置や熱線映像装置の遅延を模擬するために、一定時間をおいてから赤外光による画像（エミュレーション画像２０３）を出力する。したがって、例えば、動いている物や人物を見る時に、実際の暗視装置や熱線表示装置で生成される画像に近いタイミングで表示を行うことができる。また、暗視装置や熱線映像装置の解像度と視野・周辺光量を模擬するために、帯域の制限と光量の制限を行ったうえで、赤外光による画像（エミュレーション画像２０３）を出力する。したがって、実際の暗視装置や熱線表示装置で生成される画像に近い見えで表示を行うことができる。

本実施形態のように、暗視装置や熱線映像装置の遅延、解像度、および視野・周辺光量の全てを模擬すれば、暗視装置や熱線映像装置で生成される画像をより一層高い精度で模擬して表示することができるので好ましい。しかしながら、少なくともこれらの何れか１つを模擬していればよい。
また、本実施形態では、映像表示装置１００が可視光入力画像２０１と赤外光入力画像２０２を入力する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、映像表示装置１００は、可視光入力画像２０１を入力せずに、赤外光入力画像２０２のみを入力してもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、映像再生装置から入力した可視光入力画像２０１および赤外光入力画像２０２の映像範囲の全体を映像表示装置１００で表示（模擬）する場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、実空間で熱線映像装置を装着した人、もしくは、仮想空間で熱線映像装置を装着した人（装着者）が、当該熱線映像装置を見た時の、当該装着者の視野を模擬する方法を示す。このように本実施形態と第１の実施形態では、制限する視野の有無による構成および処理が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、説明を簡単にするために、表示部１０４として１つのプロジェクタが、平面のスクリーン上に画像を投影する場合を例に挙げて説明する。しかしながら、スクリーンは曲面であっても構わないし、プロジェクタは複数で構成されていても構わない。また、第１の実施形態で説明したように、表示部１０４は、液晶ディスプレイパネルやＯＬＥＤ等、他のデバイスによる実現でも構わない。また、説明を簡単にするために、装着者の視線方向は常にスクリーンに正対している場合を例に挙げて説明するが、装着者の視線方向は任意でも計算でき、実現することができる。

本実施形態において仮想空間とは、コンピュータがシミュレーション画像を生成する際の空間である。この仮想空間上に装着者の位置と視線方向を設定することで、コンピュータはシミュレーション画像における装着者の視野を生成できる。また、仮想空間とは、実際には装着者は存在しないが、仮に装着者が存在すると仮定した場合の空間である。実空間では、装着者の位置および視線方向として実測値が用いられる。これに対し、仮想空間では、装着者の位置および視線方向として想定値が用いられる。これ以外は、実空間と仮想空間とで同じ処理が行われる。以下では、実空間で熱線映像装置を装着した人の視野を模擬する場合を中心に説明する。

図６は、視野制限部の機能構成の一例を示す図である。
図６に示すように、本実施形態では、視野制限部１２３は、表示位置取得部１６１と、装着者位置・視線方向取得部１６２と、可視範囲取得部１６３と、視野制限画像生成部１６４とを有する。このように、本実施形態の映像表示装置と、第１の実施形態の映像表示装置は、視野制限部１２３の機能が異なる。

表示位置取得部１６１は、映像表示装置３０１に入力された赤外光入力画像２０２を表示している座標範囲を取得する。図７、図８は、映像表示装置３０１に入力された赤外光入力画像２０２を表示している座標範囲と、熱線映像装置を装着した人（装着者）の視野の範囲（装着者可視範囲）の一例を示す図である。図７は、装着者をその上方から見た場合の座標（ｘ−ｙ軸）を示す。一方、図８は、表示スクリーン３０２の面に正対する装着者が表示スクリーン３０２を見た場合の座標（ｘ−ｚ軸）を示す。図７および図８に示す例では、表示位置取得部１６１は、表示スクリーン３０２の座標ｓが、−１０≦ｓｘ≦＋１０、ｓｙ＝０、−５≦ｓｚ≦＋５の範囲内に存在することを取得する。

装着者位置・視線方向取得部１６２は、熱線映像装置の装着者の位置（装着者位置３０３）と視線方向とを取得する。装着者位置・視線方向取得部１６２は、装着者の位置と視線方向を、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）、加速度センサ、磁気センサ、または光学センサなどを用いて取得することができる。図７および図８に示す例では、装着者の位置（装着者位置３０３）の座標ｔは、ｔｘ＝２、ｔｙ＝１０、ｔｚ＝０である。また、装着者の視線方向は、ｙ軸方向である。

可視範囲取得部１６３は、表示位置取得部１６１で取得された座標範囲と、装着者位置・視線方向取得部１６２で取得された装着者の位置および視線方向とに基づいて、表示スクリーン３０２における装着者可視範囲３０４を算出する。図７および図８に示す例では、視線方向がｙ軸方向であるとしている。このため、可視範囲取得部１６３は、表示スクリーン３０２における装着者の視線の中心座標ｕとして、ｕｘ＝２、ｕｙ＝０、ｕｚ＝０を算出する。

次に、可視範囲取得部１６３は、装着者位置３０３と、表示スクリーン３０２における装着者の視線の中心座標ｕとの距離ｄを算出する。図７および図８に示す例では、装着者位置３０３と、表示スクリーン３０２における装着者の視線の中心座標ｕとのｘ軸方向の差分は０、ｙ軸方向の差分は１０、ｚ軸方向の差分は０である。このため、装着者位置３０３と、表示スクリーン３０２における装着者の視線の中心座標ｕとの距離ｄは、１０になる。

次に、可視範囲取得部１６３は、熱線映像装置の横方向（ｘ軸方向）の視野θｘおよび縦方向（ｚ軸方向）の視野θｚと、表示スクリーン３０２における装着者の視線の中心座標ｕとに基づいて、装着者可視範囲３０４を算出する。図７および図８に示す例では、ｘ軸方向の装着者可視範囲３０４は、−ｄ×ｔａｎθｘ＋ｕｘから＋ｄ×ｔａｎθｘ＋ｕｘの範囲として算出され、ｚ軸方向の装着者可視範囲は、−ｄ×ｔａｎθｚ＋ｕｚから＋ｄ×ｔａｎθｚ＋ｕｚの範囲として算出される。

さらに、視野制限画像生成部１６４は、画像の一部の領域の座標に対する光量の減衰値を導出する。具体的に視野制限画像生成部１６４は、装着者可視範囲３０４に含まれない部分の光量の減衰値として大きな値（例えば無限大、暗い）を導出する。また、視野制限画像生成部１６４は、装着者可視範囲３０４に含まれる部分の光量の減衰値として小さな値（例えば０（ゼロ）、明るい）を導出する。そして、視野制限画像生成部１６４は、導出した光量の減衰値を、帯域制限部１２２から入力した赤外光入力画像２０２の画素値に乗ずる。尚、減衰値が０（ゼロ）である場合には、入力された赤外光入力画像２０２の光量を変えないことになる。

本実施形態では、制御部１０３はさらに、視野制限が有効であるか否かを示す視野制限指示信号を出力する機能を有していてもよい。この場合、視野制限部１２３は、視野制限指示信号が「有効」であることを示す場合に、視野制限を有効にする（表示位置取得部１６１、装着者位置・視線方向取得部１６２、可視範囲取得部１６３、および視野制限画像生成部１６４の機能を実行する）。一方、視野制限指示信号が「無効」であることを示す場合、視野制限部１２３は、視野制限を無効にする。この場合、視野制限部１２３は、例えば、第１の実施形態と同じ処理を行ったり、何も処理を行わなかったりする。

以上のように本実施形態では、熱線映像装置を装着した人（装着者）の視野の範囲（装着者可視範囲３０４）を導出し、装着者可視範囲３０４内の光量を装着者可視範囲３０４外の光量よりも大きく制限する。したがって、これらにより、熱線映像装置や暗視装置を装着した人が熱線映像装置や暗視装置を見た時の視野を模擬することができる。このため実際の暗視装置や熱線表示装置に近い見えで表示ができる。
尚、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した変形例を適用することができる。

また、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

（その他の実施例）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。

１０１：エミュレーション画像生成部、１０２：合成部、１０３：制御部、１０４：表示部

Claims (8)

1. 可視光線以外の電磁波に基づく第１の画像を入力する入力手段と、
   前記第１の画像に基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬するための画像として第２の画像を生成する画像生成手段と、
   前記第１の画像と前記第２の画像とに基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬する画像を表示するための処理を行う表示処理手段と、を有し、
   前記画像生成手段は、前記第１の画像の周波数帯域を制限することと、前記第１の画像を一定時間だけ記憶してから出力することと、前記第１の画像の少なくとも一部の領域の光量を制限することと、の少なくとも何れか１つの処理を実行した画像を前記第２の画像として生成することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記入力手段は、可視光線に基づく第３の画像をさらに入力することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記第２の画像と前記第３の画像とを合成する合成手段をさらに有し、
   前記表示処理手段は、前記合成手段により合成された画像と、前記第１の画像を表示するための処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記入力手段により入力された画像の少なくとも１つと、前記第２の画像とのうち、少なくとも１つの画像の明るさを調整する調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の映像表示装置。
5. 前記調整手段は、
   第１の指示が行われた場合には、前記第２の画像の明るさを明るくすることと、前記入力手段により入力された画像の少なくとも１つの明るさを暗くすることと、の少なくとも何れか１つを行い、
   第２の指示が行われた場合には、前記第２の画像の明るさを暗くすることと、前記入力手段により入力された画像の少なくとも１つの明るさを明るくすることと、の少なくとも何れか１つを行うことを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
6. 前記入力手段により入力された画像を表示している範囲と、前記暗視装置または熱線映像装置の装着者の位置および視線の方向の実測値または想定値と、に基づいて、前記暗視装置または熱線映像装置の装着者の可視範囲を導出する導出手段をさらに有し、
   前記画像生成手段は、前記第１の画像の領域のうち、前記可視範囲に含まれない領域の光量を制限することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の映像表示装置。
7. 可視光線以外の電磁波に基づく第１の画像を入力する入力工程と、
   前記第１の画像に基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬するための画像として第２の画像を生成する画像生成工程と、
   前記第１の画像と前記第２の画像とに基づいて、暗視装置または熱線映像装置で生成される画像を模擬する画像を表示するための処理を行う表示処理工程と、を有し、
   前記画像生成工程は、前記第１の画像の周波数帯域を制限することと、前記第１の画像を一定時間だけ記憶してから出力することと、前記第１の画像の少なくとも一部の領域の光量を制限することと、の少なくとも何れか１つの処理を実行した画像を前記第２の画像として生成することを特徴とする映像表示方法。
8. 請求項１〜６の何れか１項に記載の映像表示装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

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