JP4492597B2 - 立体表示処理装置および立体表示処理方法 - Google Patents
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を備えたことを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、前記視差発生手段は、前記視線または前記視点に連動させて、前記画像データを画像処理することにより当該視線または当該視点に対応する前記観察位置からの前記対象が表示されるよう制御すること、を特徴とする。
を含むことを特徴とする。
以下、本発明の本実施の形態の概要について説明し、その後、本実施の形態の構成および処理等について詳細に説明する。
まず、本立体表示処理装置の構成について説明する。図2は、本発明の本実施の形態が適用される本立体表示処理装置の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本実施の形態に関係する部分のみを概念的に示している。
次に、このように構成された本実施の形態における本立体表示処理装置の本立体表示処理の一例について、以下に図3を参照して詳細に説明する。
次に、検出処理の詳細と具体例について説明する。視点検出部102cは、検出装置112を介して、表示制御部102aにより表示装置114に表示された画像を見ている人物の視線または視点を検出する。ここで、視点検出部102cは、入出力制御インターフェース部108を介して検出装置112を制御して直接的に視線または視点を検出する処理を実行することに限られず、眼球撮像手段等の検出装置112を制御して間接的に視線または視点を導出する処理をも含む。以下にその具体例を列挙する。
検出処理Aとして、視点検出部102cは、検出装置112を制御して視線を検出し、検出された視線と表示装置114の表示画面平面との交点を視点として導出する。すなわち、たとえば、視線は、利用者と表示装置114が存在する空間上の線分として検出装置112を介して検出され、視点検出部102cは、検出された線分と表示装置114の表示画面平面の空間上の交点を算出し、当該交点を視点として導出する。
[検出処理B]
検出処理Bとして、視点検出部102cは、検出装置112を制御して眼球運動、眼球位置、または眼球状態を検出し、検出された眼球運動、眼球位置、または眼球状態から視線または視点の変化を導出する。すなわち、例えば、眼球運動を検出装置112を介して検出した場合には、眼球運動スピードにより数ミリ秒後の視線または視点を予測して導出してもよい。これにより、視差発生部102bの処理に数ミリ秒の時間がかかる場合であっても、眼球の動きと立体表示処理のわずかな時間のズレを解消することができる。また、例えば、眼球位置としては、撮像装置等のピント情報により眼球位置の表示装置114に対する奥行きを導出してもよい。また、眼球位置を測定する検出装置として、超音波距離測定装置等を用いてもよい。これにより、眼球状態を設定したときの眼球位置が視点検出処理のときの眼球位置と異なる場合でも、導出される視点または視線のズレを補正することができる。また、例えば、眼球状態として、撮像装置等の検出装置112を介して、眼球を撮像し、眼球状態を白目と黒目(虹彩(Iris)または瞳(pupil))の違いにより検出してもよい。眼球状態からは視線の方向を導出することができる。すなわち、眼球状態と(表示装置114に対する)眼球位置が検出できれば、一意に視線または視点を導出することができる。また、検出装置112として、眼球と表示装置114の間に半透過性のプリズムを設置して、眼球を撮像することにより、眼球運動、眼球位置または眼球状態を検出してもよい。
[検出処理C]
検出処理Cとして、視点検出部102cは、検出装置112を制御して人物の眼球を撮像し、撮像された眼球に対する瞳の位置から視線を導出する。すなわち、眼球は球状であり、瞳の位置が球状の一点を指定することにより、画像解析処理を実行して、球の中心から一点を通る視線方向が導き出される。
[検出処理D]
検出処理Dとして、視点検出部102cは、視線から表示装置114の表示画面平面との視線の交差する点を視点として導出する。すなわち、視線は線分または半直線として検出・導出されるので、当該線分または半直線と表示画面平面が交わる交点を視点として導出してもよい。
[検出処理E]
また、視差発生部102bは、検出装置112を介して、眼球と眼球に映った表示装置114の表示画面を撮像し、撮像された眼球上の表示画面の位置関係から視線または視点を検出する。
ここで、視点検出処理の一例として、予め視点に対応付けて、利用者に眼球状態を設定させ、眼球を撮像することにより対応する視点を検出する処理を、図4を参照しながら説明する。
人間は左右の眼球の視差だけでなく、対象物に対して観察者が移動すること、または眼球を動かすことに伴う視差から、対象物の立体情報を読み取る能力がある。すなわち、物体と観察者(眼球)の相対運動により網膜像の大きさや形状が変化することにより発生する単眼視差によっても立体や奥行きを知覚することができる。
具体例として、視差発生部102bは、視点検出部102cの処理により検出された視線または視点に対応して、画像データを切り替えることにより対象が表示されるよう制御する。すなわち、例えば画像データは、複数のデータであり、それぞれ異なる観察位置からの対象の画像データであり、視差発生部102bは、検出された視線または視点に応じて、複数の画像データを切り替えて表示することにより、視差を発生させる。そして、視差発生部102bによる視差発生処理の結果は、表示制御部102aの処理により、表示装置114に表示されるよう制御される。
具体例として、視差発生部102bは、視点検出部102cの処理により検出された視線または視点に連動させて画像データを画像処理することにより、当該視線または視点に対応する観察位置からの対象が表示されるよう制御する。
人物が表示画面の左側に視点を移した場合、図5の2段目に示す処理Aでは、視差発生部102bは、左よりの視点に対応付けて、仮想空間上で対象に対して観察位置を移動させる。より具体的には、視差発生部102bは、検出された左よりの視点から、表示画面中央から視点位置へのベクトルを導出し、仮想空間上で、ベクトル方向に対応するxy平面方向(対象に対して右方向)に、ベクトル距離に対応する距離(d)だけ、人物(観察位置)を移動させる(中央カラム参照)。
人物が表示画面の左側に視点を移した場合、図5の3段目に示す処理Bでは、視差発生部102bは、左よりの視点に対応付けて、仮想空間上で対象に対して観察位置と観察方向を移動させる。具体的には、視差発生部102bは、検出された左よりの視点から、表示装置114の表示画面中央から視点位置へのベクトルを導出し、仮想空間上で、ベクトル方向に対応するxy平面方向(対象に対して右方向)に、ベクトル距離に対応する距離(d)だけ、観察位置を移動させ、さらに観察方向を対象物の方向に向ける(中央カラム参照)。
人物が表示画面の左側に視点を移した場合、図5の4段目に示す処理Cでは、視差発生部102bは、視点検出部102cの処理により検出された視線または視点の変化に連動させて対象を変位させ、変位した対象が表示されるよう制御する。具体的には、例えば視差発生部102bは、検出された視線または視点の変化に対応付けて、対応する方向に対象をθ°回転させる(中央カラム参照)。
まず、視差発生処理として、対象の回転制御を行う場合の詳細について図6を参照して説明する。図6は、回転制御処理の一例を表す概念図である。
対象物が一つの場合などは、上記回転制御処理の如く、対象をある角度θ°回転させるよう制御すればよいが、対象が複数の場合は、各々の対象をそれぞれ回転させるよう制御する方法では、不適切な場合がある。すなわち、各対象同士の位置関係が重要な要素である場合は、位置関係が崩れる。
視差発生部102bは、視点検出部102cの処理により視線または視点が中央から右に移動されたと判断した場合は、表示対象であるポリゴン等の対象を表示画面に向かって左に回転させる。
tanθ=A/Z・・・・・・・(数式1)
(Z:仮想空間上の距離 A:仮想空間上の人物が首を傾けた場合に移動する距離(例えば数mm〜数m))
画像処理の負担を軽減させるために、単純には、例えば左上、上、右上、左、中央、右、左下、下、右下の観察位置から対象物を見た(撮影した)場合の9枚の画像を用意しておき、視点検出部102cの処理により検出された視線または視点に対応する画像を、視線または視点の変化に応じて切り替えて表示することにより実現してもよい。
MPEG−2により視差を動き保証により差分のベクトルを画像データ内に埋設してもよい。
表示内容が、CGなどではなく実写の場合は、撮影の際に複数のカメラで異なる位置・方向から撮影することにより、立体情報を取り込んでもよい。
また、本実施の形態は、立方体や直方体、円垂体などの本来的に立体的な物体を、表示することに限られず、多重に重なり合った平面を重畳的に表示する場合にも、適用することができる。これにより、重なり具合や奥行きを立体的に表示することができる。
具体例として、視差発生部102bは、視点検出部102cの処理により検出された視点に、最遠点を一致させるように表示するよう処理を行う。
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
このほか、上記文献中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各処理の登録データや検索条件等のパラメータを含む情報、画面例、データベース構成については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
目の動きに連動させて画像を動かすことにより立体感を出す装置。
(付記2)
少なくとも記憶部と制御部からなる立体表示処理装置であって、
立体情報を記憶する立体情報記憶手段と、
前記立体情報記憶手段に記憶された前記立体情報を表示装置に表示するよう画像処理を行う立体情報表示処理手段と、
前記表示手段によって表示された画像を観察する観察者の視線到達点を検出する検出手段と、
を備え、
前記立体情報表示処理手段は、前記検出手段によって検出された前記視線到達点の変化に連動させて、前記立体情報による表示を変位させるよう画像処理することを特徴とする立体情報表示処理装置。
(付記3)
付記2に記載の立体情報表示処理装置において、
前記検出手段は、観察者の眼球を撮影し、
前記制御部は、前記検出手段によって撮影された前記眼球の画像から、前記視点到達点の変化を測定すること
を特徴とする立体情報表示処理装置。
(付記4)
立体情報を記憶する立体情報記憶手段と、
前記立体情報記憶手段に記憶された前記立体情報を表示装置に表示するよう画像処理を行う立体情報表示処理手段と、
前記立体情報表示処理手段によって画像処理された前記立体情報の画像を表示する表示手段と、
前記表示手段によって表示された画像を観察する観察者の視線到達点を検出する検出手段と、
を備えた立体情報表示処理装置において実行される立体情報表示処理方法であって、
前記立体情報表示処理手段において実行される、
前記検出手段によって検出された上記観察する観察者の上記視線到達点の変化を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって上記視線到達点の変化が検出された場合に、当該視線到達点の変化に連動させて、前記立体情報による表示を変位させるよう画像処理を行う画像変位ステップと、
を含むことを特徴とする立体情報表示処理方法。
(付記5)
前記画像変位ステップは、
前記検出ステップによって検出された前記視線到達点の変化に連動させて、前記観察する観察者が前記立体情報にかかる対象物に対して移動した場合に発生するであろう視差を、前記観察する観察者に前記表示手段を介して感じさせるように立体情報による表示を変位させるよう表示処理すること
を特徴とする付記4に記載の立体情報表示処理方法。
(付記6)
前記立体情報による表示を変位させるとは、前記対象物を前記視線到達点の変化に対応した方向に回転させることを特徴とする付記4または5に記載の立体情報表示処理方法。
(付記7)(透過表示装置)
少なくとも検出装置と記憶装置と制御装置とを備えた立体表示制御装置において実行される立体表示方法であって、
記憶装置は、立体情報を記憶しており、
前記制御装置において実行される、
立体情報を表示装置に映し出すよう制御する表示制御ステップと、
前記検出装置において実行される、
前記表示制御ステップにより前記表示装置に表示された画像を観察する人物の、眼球位置および距離を検出する眼球検出ステップと、
前記制御装置において実行される、
前記検出ステップにおいて検出された眼球位置および距離から、上記人物の視線方向および視界範囲を導出する視線導出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、
前記視線導出ステップにより導出された視線方向逆向きに上記表示装置に前記立体情報による立体を投影し、導出された視界範囲に対応付けて当該立体を拡大縮小表示すること
を特徴とする立体表示方法。
102 制御装置
102a 表示制御部
102b 視差発生部
102c 視点検出部
104 通信制御インターフェース部
106 記憶装置
106a 画像データファイル
108 入出力制御インターフェース部
112 検出装置
114 表示装置
118 受信装置
200 外部システム
300 ネットワーク
Claims (16)
- 少なくとも検出装置と記憶装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置であって、
前記記憶装置は、
複数の観察位置から対象を表示することができる画像データを記憶する画像記憶手段を備え、
前記制御装置は、
前記画像記憶手段に記憶された前記画像データに基づいて、前記対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御手段と、
前記検出装置を介して、前記表示制御手段により前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、
前記視点検出手段によって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出手段によって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生手段
を備えたことを特徴とする立体表示処理装置。 - 少なくとも検出装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置であって、
前記制御装置は、
受信装置を介して受信される画像データに基づいて、対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御手段と、
前記検出装置を介して、前記表示制御手段により前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、
前記視点検出手段によって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出手段によって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生手段
を備えたことを特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視点検出手段は、
前記検出装置を介して、前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球を撮像し、
撮像された前記眼球の情報から前記眼球運動または前記視点を導出すること、
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一つに記載の立体表示処理装置において、
前記視点検出手段は、
前記検出装置を介して、前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の視線を検出し、
検出された前記視線と前記表示装置の表示画面平面との交点を前記注視点である前記視点として導出すること、
を備えたことを特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視点検出手段は、
前記検出手段を制御して、眼球運動、眼球位置、または眼球状態を検出し、
検出された前記眼球運動、前記眼球位置、または前記眼球状態から前記視点の変化を導出すること
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記検出装置は、撮像装置であり、
前記視点検出手段は、前記人物の眼球を撮像し、撮像された当該眼球に対する瞳の位置から視線を導出し、前記表示装置の表示画面平面との当該視線の交差する点を前記注視点である前記視点として導出すること、
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視差発生手段は、
前記視点に対応して、前記画像データを切り替えることにより前記対象が表示されるよう制御すること
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視差発生手段は、
前記視点に連動させて、前記画像データを画像処理することにより当該視点に対応する前記観察位置からの前記対象が表示されるよう制御すること、
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視差発生手段は、
前記視点の変化に連動させて前記対象を変位させ、表示されるよう制御すること
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視差発生手段は、
検出された前記視点に対応付けて、仮想空間上で前記観察位置を前記対象に対して移動させ、当該観察位置からの視界を表示されるよう制御すること
を特徴とする立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視差発生手段は、
前記人物から前記対象までの線分に対する当該人物から前記注視点までの視線のなす角の方向に前記対象を回転させ、当該対象が表示されるよう制御すること
を特徴とする請求項1または2に記載の立体表示処理装置。 - 請求項1または2に記載の立体表示処理装置において、
前記視点検出手段は、
前記表示装置の表示画面平面上に前記注視点である前記視点を求め、前記表示装置の表示画面中央からの当該視点のベクトルを導出し、
前記視差発生手段は、
仮想空間上で、前記ベクトル方向に対応するxy平面方向に、ベクトル距離に対応する距離だけ、観察位置を移動させること、
を特徴とする立体表示処理装置。 - 少なくとも検出装置と記憶装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置において実行される立体表示処理方法であって、
前記記憶装置は、複数の観察位置から対象を表示することができる画像データを記憶する画像記憶手段を備えており、
前記制御装置において実行される、
前記画像記憶手段に記憶された前記画像データに基づいて、前記対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御ステップと、
前記検出装置を介して、前記表示制御ステップにより前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、
前記視点検出ステップによって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出ステップによって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生ステップ
を含むことを特徴とする立体表示処理方法。 - 少なくとも検出装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置において実行される立体表示処理方法であって、
前記制御装置において実行される、
受信装置を介して受信される画像データに基づいて、対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御ステップと、
前記検出装置を介して、前記表示制御ステップにより前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、
前記視点検出ステップによって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出ステップによって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生ステップ
を含むことを特徴とする立体表示処理方法。 - 少なくとも検出装置と記憶装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置において実行される立体表示処理プログラムであって、
前記記憶装置は、複数の観察位置から対象を表示することができる画像データを記憶する画像記憶手段を備えており、
前記制御装置において実行される、
前記画像記憶手段に記憶された前記画像データに基づいて、前記対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御ステップと、
前記検出装置を介して、前記表示制御ステップにより前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、
前記視点検出ステップによって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出ステップによって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生ステップ
を含むことを特徴とする立体表示処理プログラム。 - 少なくとも検出装置と制御装置とを備えた立体表示処理装置において実行される立体表示処理プログラムであって、
前記制御装置において実行される、
受信装置を介して受信される画像データに基づいて、対象の画像が表示装置に表示されるよう制御する表示制御ステップと、
前記検出装置を介して、前記表示制御ステップにより前記表示装置に表示された前記画像を見ている人物の眼球運動、または、注視点である視点を検出する視点検出ステップと、
を含み、
前記表示制御ステップは、
前記視点検出ステップによって検出された前記注視点である前記視点の変化方向に前記観察位置を移動させた場合の前記対象が表示されるように、または、前記視点検出ステップによって検出された前記眼球運動方向に前記対象が回転して表示されるように制御する視差発生ステップ
を含むことを特徴とする立体表示処理プログラム。
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