JP5183277B2 - Stereoscopic image display device - Google Patents

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Description

この発明は、各表示階層に2次元画像を表示させて、立体視コンテンツの奥行き表現を実現する立体画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a stereoscopic image display device that realizes depth expression of stereoscopic content by displaying a two-dimensional image on each display layer.

奥行き表現を実現した従来の立体画像表示装置として、例えば特許文献1に開示されたコンテンツ再生装置がある。この装置は、2次元の図形データに対して、基準面である所定の平面からの、相対的な奥行き関係を示す奥行き情報を設定し、奥行き情報に基づいて各表示階層に対応する図形データを表示していた。さらに、このコンテンツから左目用画像と右目用画像とを作成し、3D液晶に表示していた。すると、左目用画像は視聴者の左目だけに入り、右目用画像は右目だけに入ることにより、コンテンツが立体視される。   As a conventional stereoscopic image display device that realizes depth expression, for example, there is a content reproduction device disclosed in Patent Document 1. This apparatus sets depth information indicating a relative depth relationship from a predetermined plane as a reference plane for two-dimensional graphic data, and generates graphic data corresponding to each display layer based on the depth information. It was displayed. Furthermore, a left-eye image and a right-eye image are created from this content and displayed on the 3D liquid crystal. Then, the left-eye image enters only the viewer's left eye, and the right-eye image enters only the right eye, so that the content is stereoscopically viewed.

特開2004−145832号公報JP 2004-145832 A

従来の立体画像表示装置は以上のように構成されているので、ディスプレイを正面方向から見た場合の奥行き表現を実現しようとするものであり、上下左右方向から見た場合の奥行き表現については考慮されていなかった。大画面ディスプレイは、視聴者の視点移動の範囲が広いという特徴を有し、ビル、ホール等の壁面に設置された場合には左右方向に加えて上下方向からの見え方が非常に重要となる。そのため、特に大画面ディスプレイにおいて、見る角度によって表示された画像が見にくくなるという課題があった。   Since the conventional stereoscopic image display apparatus is configured as described above, it is intended to realize depth expression when the display is viewed from the front, and consideration is given to depth expression when viewed from the top, bottom, left, and right directions. Was not. Large screen displays are characterized by a wide range of viewing point movement for viewers, and when installed on the walls of buildings, halls, etc., the view from the top and bottom is very important in addition to the left and right direction. . Therefore, particularly on a large screen display, there is a problem that it is difficult to see an image displayed depending on the viewing angle.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、移動する人の視点にあわせた表示を行うことで、奥行き感のある画像をディスプレイの上下左右方向から見やすく表示できる立体画像表示装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and by displaying according to the viewpoint of a moving person, a stereoscopic image that can display an image with a sense of depth from the vertical and horizontal directions of the display. An object is to obtain a display device.

この発明に係る立体画像表示装置は、3次元空間座標が設定された画面に、3次元空間座標に基づく座標データによって表示階層の位置および大きさを規定する階層座標管理部と、視聴者の視点の位置を検出する視聴者視点認識部と、検出した視点の位置を表示階層上の視点の位置に変換してなる視点座標に基づき、表示階層に表示する2次元画像の表示位置を調整する3D効果計算部と、表示階層に表示する2次元画像を視点座標にあわせて射影変換により変形する歪み補正処理部と、座標データに基づく順序で、各表示階層に表示する2次元画像を重畳する重畳表示処理部と、表示階層毎に表示する2次元画像のうち、任意の2次元画像の開始フレームと終了フレームをつないだ筒状画像を生成する筒状画像生成部と、視点座標の移動にあわせて筒状画像をスクロールするスクロール表示処理部とを備えるようにしたものである。

A stereoscopic image display apparatus according to the present invention includes a hierarchical coordinate management unit that defines the position and size of a display hierarchy based on coordinate data based on three-dimensional spatial coordinates on a screen on which three-dimensional spatial coordinates are set, and a viewer's viewpoint 3D for adjusting the display position of the two-dimensional image displayed on the display layer based on the viewpoint coordinates formed by converting the detected viewpoint position into the position of the viewpoint on the display layer. An effect calculation unit, a distortion correction processing unit that transforms a two-dimensional image displayed on the display layer according to projective transformation in accordance with the viewpoint coordinates, and a superimposition that superimposes the two-dimensional image displayed on each display layer in an order based on the coordinate data a display processing unit, among the two-dimensional image to be displayed on each display hierarchy, a cylindrical image generating unit that generates a cylindrical image by connecting the start and end frames of an arbitrary two-dimensional image, the movement of the viewpoint coordinate Is obtained by so and a scroll display processing unit scrolls the cylindrical image Te Align.

この発明によれば、3次元空間座標が設定された画面に、3次元空間座標に基づく座標データによって表示階層の位置および大きさを規定して、視聴者の視点の位置を表示階層上の視点の位置に変換してなる視点座標に基づき、表示階層に表示する2次元画像の表示位置を調整すると共に、表示階層に表示する2次元画像を視点座標にあわせて射影変換により変形して、座標データに基づく順序で各表示階層に表示する2次元画像を重畳するようにしたので、移動する人の視点にあわせた表示を行うことで、奥行き感のある画像をディスプレイの上下左右方向から見やすく表示できる立体画像表示装置を得ることができる。   According to the present invention, the position and size of the display hierarchy are defined by the coordinate data based on the three-dimensional space coordinates on the screen on which the three-dimensional space coordinates are set, and the viewer's viewpoint position is determined from the viewpoint on the display hierarchy. The display position of the two-dimensional image displayed on the display layer is adjusted based on the viewpoint coordinates converted into the position of the two-dimensional image, and the two-dimensional image displayed on the display layer is modified by projective transformation according to the viewpoint coordinates, Since the 2D images to be displayed are superimposed on each display layer in the order based on the data, display with a sense of depth is easy to see from the top, bottom, left and right of the display by displaying according to the viewpoint of the moving person. A stereoscopic image display device that can be obtained can be obtained.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示す立体画像表示装置は、視聴者の視点情報を取得するためのセンサ1、センサ1の出力値を用いて視聴者の視点を検出する視聴者視点認識部2、視聴者の視点移動に対応した3D効果を算出する3D効果計算部3、画像を表示する表示階層の座標データを管理する階層座標管理部4、画像を保持する画像記録部5、画面全体をスクロールしても画像が途切れない筒状画像を生成する筒状画像生成部6、画像に対するマスクを生成するマスク自動生成部7、画像を撮像する撮像部8、視聴者の視点方向にあわせて画像を整形する歪み補正処理部9、3D効果計算部3が算出した3D効果を画像に対して実行する階層毎画像演出部10、画像をスクロール表示させるスクロール表示処理部11、各表示階層の画像を重畳する重畳表示処理部12、マスク付き画像のマスク境界線の透明度を変化させる画像境界処理部13、重畳画像を表示する画面表示部14を備える。本実施の形態で説明する立体画像表示装置は、主に大画面ディスプレイに適用した場合を想定する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The stereoscopic image display apparatus shown in FIG. 1 includes a sensor 1 for acquiring viewer's viewpoint information, a viewer viewpoint recognition unit 2 that detects the viewer's viewpoint using an output value of the sensor 1, and a viewer's viewpoint movement. A 3D effect calculation unit 3 that calculates a 3D effect corresponding to the image, a hierarchical coordinate management unit 4 that manages coordinate data of a display layer that displays an image, an image recording unit 5 that stores an image, and an image that is displayed even if the entire screen is scrolled A cylindrical image generation unit 6 that generates an uninterrupted cylindrical image, an automatic mask generation unit 7 that generates a mask for the image, an imaging unit 8 that captures an image, and a distortion correction process that shapes the image according to the viewpoint direction of the viewer 9 and 3D effect calculation unit 3 that performs the 3D effect calculated by the image on the image, the scroll display processing unit 11 that scrolls the image, and the superimposed display process that superimposes the images of each display layer. 12 includes an image boundary processing unit 13 for changing the transparency of the mask boundary line of the mask with the image, the screen display unit 14 for displaying the superimposed image. The stereoscopic image display device described in the present embodiment is assumed to be applied mainly to a large screen display.

図2は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置が表示する画面の1例を示す説明図である。図1に示す画面表示部14は、3つの表示階層に表示される画像を重畳した重畳画像18を表示する。この重畳画像18は、視聴者の位置から最も遠く、画面表面から奥まった表示階層に表示する遠景用画像15、その手前の表示階層に表示する中景用画像16、および視聴者の位置に最も近く、画面表面側の表示階層に表示する近景用画像17を重畳させてなる。本実施の形態では、遠景用画像15に雲の流れる青空の画像を、中景用画像16にマスク付き画像で用意された風に吹かれる樹木の画像を、近景用画像17にマスク付き画像で用意された踊るダンサーの画像を、それぞれ用意した。マスクデータを備えた画像は、重畳表示処理部12で重畳される際にマスクデータによる指定領域を透かして背景の画像に重畳される。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a screen displayed by the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The screen display unit 14 illustrated in FIG. 1 displays a superimposed image 18 in which images displayed on three display layers are superimposed. This superimposed image 18 is farthest from the viewer's position and is the far-field image 15 displayed on the display layer deeper from the screen surface, the middle-view image 16 displayed on the previous display layer, and the viewer's position. A foreground image 17 to be displayed is superimposed on the display layer near the screen surface. In the present embodiment, the image of the blue sky through which the clouds flow is displayed in the distant view image 15, the image of the tree blown in the wind prepared as the image with the mask in the intermediate view image 16, and the image with the mask in the close view image 17. We prepared images of the dancers that were prepared. The image having the mask data is superimposed on the background image through the designated area by the mask data when superimposed by the superimposed display processing unit 12.

図1に示すセンサ1は、カメラ、感圧センサ等によって構成される。センサ1をカメラのみ、または感圧センサのみで構成してもよく、カメラと感圧センサを共に用いて構成してもよい。センサ1にカメラを用いる場合、カメラが画面表示部14と正対する位置を撮影し、取得した画像を検出値として視聴者視点認識部2へ出力する。センサ1に感圧センサを用いる場合には、感圧センサが画面表示部14の前方床面に配置され、視聴者が加圧する圧力を測定し、検出値を視聴者視点認識部2へ出力する。   A sensor 1 shown in FIG. 1 includes a camera, a pressure sensitive sensor, and the like. The sensor 1 may be configured with only the camera or only the pressure sensor, or may be configured using both the camera and the pressure sensor. When a camera is used as the sensor 1, a position where the camera faces the screen display unit 14 is photographed, and the acquired image is output as a detection value to the viewer viewpoint recognition unit 2. When a pressure sensor is used as the sensor 1, the pressure sensor is disposed on the front floor surface of the screen display unit 14, measures the pressure applied by the viewer, and outputs the detected value to the viewer viewpoint recognition unit 2. .

視聴者視点認識部2は、センサ1の検出値が入力されると、検出値を用いて視聴者の位置および視点の高さを検出する。センサ1にカメラを用いた場合には、視聴者視点認識部2が顔画像検出プログラムを有し、カメラ画像から顔の座標を検出する。そして、カメラ画像の撮影範囲情報から、画面表示部14に対して視聴者がいる平面位置および視点の高さ位置を示す3次元相対座標を得る。   When the detection value of the sensor 1 is input, the viewer viewpoint recognition unit 2 detects the position of the viewer and the height of the viewpoint using the detection value. When a camera is used as the sensor 1, the viewer viewpoint recognition unit 2 has a face image detection program and detects the coordinates of the face from the camera image. And the three-dimensional relative coordinate which shows the plane position and the height position of a viewpoint with which a viewer is with respect to the screen display part 14 is acquired from the imaging range information of a camera image.

また、センサ1に感圧センサを用いた場合には、視聴者視点認識部2が感圧センサの検出値に基づいて視聴者の平面位置を示す2次元相対座標を算出し、さらにその圧力値に基づいて視聴者の身長を推定して視点の高さ位置を示す3次元相対座標を得る。   When a pressure sensor is used as the sensor 1, the viewer viewpoint recognition unit 2 calculates a two-dimensional relative coordinate indicating the planar position of the viewer based on the detection value of the pressure sensor, and the pressure value is further calculated. The height of the viewer is estimated based on the above, and three-dimensional relative coordinates indicating the height position of the viewpoint are obtained.

3D効果計算部3は、視聴者視点認識部2から3次元相対座標データが入力されると、この3次元相対座標と予め用意されている画面表示部14の3次元空間座標とから表示階層上の視点が存在する相対座標(視点座標)を表示階層毎に算出する。そして、例えば図3に示すように、相対座標で表される視聴者の視点移動に対応して、画面表示部14に表示する重畳画像が3D効果を持つように、各表示階層に表示する画像の大きさ、画像を表示する座標、画像演出等に関する最適なパラメータを算出する。以下では、図3を用いて3D効果計算部3が算出する3D効果の1例を説明する。   When 3D relative coordinate data is input from the viewer viewpoint recognition unit 2, the 3D effect calculation unit 3 is displayed on the display hierarchy from the 3D relative coordinates and the 3D spatial coordinates of the screen display unit 14 prepared in advance. Relative coordinates (viewpoint coordinates) where the viewpoint is present are calculated for each display layer. Then, for example, as shown in FIG. 3, images displayed on each display layer so that the superimposed image displayed on the screen display unit 14 has a 3D effect in response to the viewer's viewpoint movement represented by relative coordinates. The optimum parameters regarding the size of the image, the coordinates for displaying the image, the image effect, etc. are calculated. Hereinafter, an example of the 3D effect calculated by the 3D effect calculation unit 3 will be described with reference to FIG.

図3は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による3D効果計算処理を説明する説明図である。この例では、3D効果計算部3が遠景用の表示階層に表示する画像の表示位置を固定する。そして、中景および近景用の各表示階層に表示する画像は、画面中心を基準として視点と対向する方向および同じ方向にそれぞれ移動させた。なお、図3に示す中景用および近景用画像は前述した通りマスク付き画像であるので、各画像の外枠は画面に表示されないが、ここでは説明のために便宜的に外枠を図示する。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the 3D effect calculation processing by the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In this example, the display position of the image displayed on the distant display layer by the 3D effect calculation unit 3 is fixed. The images displayed on the display layers for the middle scene and the near scene were moved in the direction opposite to the viewpoint and in the same direction with the screen center as a reference. 3 are images with masks as described above, the outer frame of each image is not displayed on the screen, but the outer frame is shown here for convenience of explanation. .

図3(a)は、視聴者が画面表示部14の正面方向41aにいるときに画面表示部14が表示する重畳画像である。視聴者が正面方向41aから見る場合に、遠景用画像25a、中景用画像26aおよび近景用画像27aが画面中央に重なって表示されるように、3D効果計算部3が各画像の表示座標を計算する。   FIG. 3A is a superimposed image displayed by the screen display unit 14 when the viewer is in the front direction 41 a of the screen display unit 14. When the viewer views from the front direction 41a, the 3D effect calculation unit 3 sets the display coordinates of each image so that the distant view image 25a, the middle view image 26a, and the foreground image 27a are displayed in the center of the screen. calculate.

次に、視聴者が画面表示部14に対して左方向41bにいるときに画像表示部14が表示する重畳画像を図3(b)に示す。視聴者が左方向41bから見る場合に、中景用画像26bは固定された遠景用画像25bに対して右方向にずれて表示し、近景用画像27bは中景用画像26bに対して左方向にずれて表示するように、3D効果計算部3が各画像の表示座標を計算する。   Next, a superimposed image displayed by the image display unit 14 when the viewer is in the left direction 41b with respect to the screen display unit 14 is shown in FIG. When the viewer views from the left direction 41b, the middle scene image 26b is displayed shifted to the right with respect to the fixed distant view image 25b, and the foreground image 27b is leftward with respect to the middle scene image 26b. The 3D effect calculation unit 3 calculates the display coordinates of each image so that the images are displayed in a shifted manner.

また、視聴者が画面表示部14に対して右方向41cにいるときに画面表示部14が表示する重畳画像を図3(c)に示す。このとき、中景用画像26cは固定された遠景用画像25cに対して左方向にずれて表示し、近景用画像27cは中景用画像26cに対して右方向にずれて表示するように、3D効果計算部3が各画像の表示座標を計算する。3D効果計算部3が算出した視聴者の視点が存在する相対座標および各表示階層のパラメータデータは歪み補正処理部9に出力される。   Further, FIG. 3C shows a superimposed image displayed by the screen display unit 14 when the viewer is in the right direction 41c with respect to the screen display unit 14. At this time, the middle scene image 26c is displayed while being shifted to the left with respect to the fixed far scene image 25c, and the foreground image 27c is displayed with being shifted to the right with respect to the middle scene image 26c. The 3D effect calculation unit 3 calculates the display coordinates of each image. Relative coordinates calculated by the 3D effect calculation unit 3 and the parameter data of each display layer are output to the distortion correction processing unit 9.

さらに、大画面のディスプレイでは、その前を人が歩きながら視聴することが想定される。人が歩く速度にあわせて3D効果計算部3が各表示階層における画像の表示座標を変化させることで、歩きながらでも見やすい表示ができる。その場合、3D効果計算部3は、視聴者視点認識部2から逐次出力される3次元相対座標データに基づいて各表示階層上の視点が存在する相対座標を逐次算出し、相対座標にあわせて各画像を図3(a)、図3(b)、図3(c)のように変化させる表示座標を逐次計算する。なお、視点の高さ位置の違いによっても各表示階層に表示する画像の表示座標を上下に移動させるように、3D効果計算部3がパラメータを計算する。   Furthermore, it is assumed that a large screen display is viewed while a person walks in front of it. The 3D effect calculation unit 3 changes the display coordinates of the image in each display layer according to the speed at which the person walks, so that an easy-to-view display can be performed while walking. In that case, the 3D effect calculation unit 3 sequentially calculates the relative coordinates where the viewpoint on each display layer exists based on the three-dimensional relative coordinate data sequentially output from the viewer viewpoint recognition unit 2, and matches the relative coordinates. Display coordinates for changing each image as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C are sequentially calculated. Note that the 3D effect calculation unit 3 calculates the parameters so that the display coordinates of the images displayed on each display layer are moved up and down depending on the difference in the height position of the viewpoint.

3D効果計算部3は上述のような画像の表示座標以外にも、例えば画像演出に関して、表示階層毎の画像の輝度、コントラスト、青バランス等のパラメータを算出する。例えば、3D効果計算部3は重畳画像の遠近感を増加させるために、近景用画像の青バランスを基準にして、中景から遠景用になるに従って青バランスを強める色調補正を行うパラメータを算出する。このように、より遠景の表示階層に表示する画像に対して青色を強める色調補正を行うことにより、重畳画像の遠近感を増大させることができる。   In addition to the display coordinates of the image as described above, the 3D effect calculation unit 3 calculates parameters such as the brightness, contrast, and blue balance of the image for each display layer with respect to, for example, image effects. For example, in order to increase the perspective of the superimposed image, the 3D effect calculation unit 3 calculates a parameter for performing color tone correction that increases the blue balance as the use of the foreground image becomes a distant view with reference to the blue balance of the foreground image. . In this way, the perspective of the superimposed image can be increased by performing color tone correction that enhances the blue color for an image displayed on a display layer of a distant view.

また、3D効果計算部3は重畳画像の遠近感を増加させるために、例えば中景用画像のぼかし度合いを基準にして、近景から遠景用になるに従ってぼかし度合いを強める補正を行うパラメータを算出する。このように、より遠景の表示階層に表示するための画像に対してぼかし効果を強く加えることにより、重畳画像の遠近感を増大させることができる。   Further, in order to increase the perspective of the superimposed image, for example, the 3D effect calculation unit 3 calculates a parameter for performing correction to increase the blurring degree from the near view to the far view with reference to the blurring degree of the middle scene image. . As described above, the perspective effect of the superimposed image can be increased by strongly adding the blurring effect to the image to be displayed on the distant view display layer.

階層座標管理部4は、遠景用、中景用および近景用の各画像データを表示する各表示階層の座標データを保持する。図2に示すように、立体画像表示装置には画面の3次元空間座標が予め設定され、画面の縦方向と平行なX軸と、画面の横方向と平行なY軸と、画面の手前から奥へ向かう方向と平行なZ軸とからなる。各表示階層の座標データは、XY軸により表示階層の大きさが規定され、Z軸により奥行きが規定される。本実施の形態1では表示階層を遠景、中景および近景の3種類設けた例を示すが、表示階層は3種類以上でも以下でもよく、立体画像表示装置に表示させる画像の数に応じた所望数の表示階層を各座標データで規定すればよい。階層座標管理部4は必要に応じて、座標データを歪み補正処理9、スクロール表示処理部11および重畳表示処理部12へ出力する。   The hierarchical coordinate management unit 4 holds coordinate data of each display hierarchy for displaying each image data for distant view, foreground and foreground. As shown in FIG. 2, the three-dimensional image display device is preset with the three-dimensional spatial coordinates of the screen, the X axis parallel to the vertical direction of the screen, the Y axis parallel to the horizontal direction of the screen, and the front of the screen. It consists of a Z axis parallel to the direction toward the back. In the coordinate data of each display layer, the size of the display layer is defined by the XY axis, and the depth is defined by the Z axis. In the first embodiment, an example in which three types of display hierarchies are provided, that is, a distant view, a middle view, and a foreground, is shown. A number display hierarchy may be defined by each coordinate data. The hierarchical coordinate management unit 4 outputs the coordinate data to the distortion correction processing 9, the scroll display processing unit 11, and the superimposed display processing unit 12 as necessary.

画像記録部5は、撮像部8から入力された動画または静止画による遠景用、中景用および近景用の各画像データを記録する。なお、画像記録部5がリアルタイムキャプチャ機能を備える構成であってもよい。リアルタイムキャプチャ機能を設けることで、撮像部8による撮影と略同時に、その画像データを画像記録部5に記録し、立体画像表示装置で表示することが可能となる。   The image recording unit 5 records each image data for distant view, foreground and foreground by a moving image or a still image input from the image pickup unit 8. The image recording unit 5 may have a real-time capture function. By providing the real-time capture function, the image data can be recorded in the image recording unit 5 and displayed on the stereoscopic image display device almost simultaneously with the photographing by the imaging unit 8.

筒状画像生成部6は、画像を途切れずスクロールさせるための筒状の画像を生成する。画像記録部5から必要に応じて画像データが筒状画像生成部6へ送られると、筒状画像生成部6が筒状画像を生成する。   The cylindrical image generation unit 6 generates a cylindrical image for scrolling the image without interruption. When image data is sent from the image recording unit 5 to the cylindrical image generation unit 6 as necessary, the cylindrical image generation unit 6 generates a cylindrical image.

例えば遠景用画像を筒状の画像にするために、画像記録部5が遠景用画像データを筒状画像生成部6へ送る。図4は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置の筒状画像生成処理を説明する説明図である。図4(a)に、筒状画像生成部6に入力された画像データの最初のフレーム21と終了フレーム22とを示す。この遠景用画像では雲が右から左へ流れている。図4(b)に示すつなぎ目用画像23は、遠景用画像の最初のフレーム21と終了フレーム22とのつなぎ目を隠すために、マスク付き画像で用意され、例えば外部から入力された。筒状画像生成部6が、このつなぎ目用画像23を遠景用画像のつなぎ目に重畳させ、図4(c)に示す筒状画像24を生成する。このように、筒状画像生成部6は、スクロール表示処理部11が画像全体を左右にスクロール表示したときに画像がエンドレスになるように、画像フレームの始端と終端とをマージする画像処理を行う。さらにそのつなぎ目につなぎ目用画像を重畳させる画像処理を行う。ただし、つなぎ目用画像23がない場合には、筒状画像生成部6はマージ処理のみ行う。生成された筒状画像24は、再び画像記録部5へ出力され、画像記録部5が保持する。   For example, the image recording unit 5 sends the distant view image data to the tubular image generating unit 6 in order to make the distant view image into a cylindrical image. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a cylindrical image generation process of the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows the first frame 21 and the end frame 22 of the image data input to the cylindrical image generation unit 6. In this distant view image, clouds flow from right to left. The joint image 23 shown in FIG. 4B is prepared as an image with a mask in order to hide the joint between the first frame 21 and the end frame 22 of the distant view image, and is input from the outside, for example. The cylindrical image generating unit 6 superimposes the joint image 23 on the joint of the distant view image to generate a cylindrical image 24 shown in FIG. As described above, the cylindrical image generation unit 6 performs image processing for merging the start and end of the image frame so that the image becomes endless when the scroll display processing unit 11 scrolls the entire image to the left and right. . Further, image processing for superimposing a joint image at the joint is performed. However, when there is no joint image 23, the cylindrical image generation unit 6 performs only merge processing. The generated cylindrical image 24 is output again to the image recording unit 5 and is held by the image recording unit 5.

マスク自動生成部7は、中景用および近景用の各画像データの画面表示部分を指定するマスクデータを自動生成する。画像記録部5が必要に応じて画像データをマスク自動生成部7に送り、自動生成部7に画像データのマスクデータを自動生成させる。   The mask automatic generation unit 7 automatically generates mask data for designating the screen display portion of the image data for the foreground and foreground. The image recording unit 5 sends image data to the mask automatic generation unit 7 as necessary, and causes the automatic generation unit 7 to automatically generate mask data of the image data.

例えば、撮像部8が撮影した画像データを近景用または中景用画像として用いるために、これらを遠景用画像と重畳させたときに画面に表示させる部分および透かす部分を指定したマスクデータをマスク自動生成部7が作成する。生成されたマスクデータは、画像データとあわせて、再び画像記録部5へ出力され、画像記録部5が保持する。マスクデータを自動生成する方法として、例えば、画像データをウェーブレット変換して画像輪郭解析を行い、検出された輪郭を境界にしてマスクデータを生成する。検出された輪郭のうちからマスクする画像領域を決定するために、ユーザがマスク作成の輪郭を指定するか、輝度閾値または指定領域等のパラメータを予め設定すればよい。立体画像表示装置がマスク自動生成部7を備えることにより、クロマキー背景以外の自然画像の背景で撮影された画像データを用いて、マスクデータ付きの近景用または中景用画像を生成することが可能となる。   For example, in order to use the image data captured by the imaging unit 8 as a foreground image or a foreground image, mask data designating a portion to be displayed on a screen and a portion to be displayed on the screen when these are superimposed on a distant view image are automatically masked. The generation unit 7 creates it. The generated mask data is output to the image recording unit 5 together with the image data, and is held by the image recording unit 5. As a method of automatically generating mask data, for example, image contour analysis is performed by wavelet transform of image data, and mask data is generated with a detected contour as a boundary. In order to determine an image region to be masked from the detected contours, the user may specify a contour for mask creation or set parameters such as a luminance threshold value or a designated region in advance. Since the stereoscopic image display device includes the automatic mask generation unit 7, it is possible to generate an image for a foreground or a foreground with mask data using image data taken with a background of a natural image other than a chroma key background. It becomes.

撮像部8は、立体画像表示装置に表示するための遠景用、中景用および近景用の各画像を撮影し、撮影した画像データを画像記録部5へ出力する。画像データは動画像でも静止画像でも構わない。   The imaging unit 8 captures images for distant view, foreground and foreground to be displayed on the stereoscopic image display device, and outputs the captured image data to the image recording unit 5. The image data may be a moving image or a still image.

歪み補正処理部9は、3D効果計算部3が算出した視聴者の視点が存在する相対座標と階層座標管理部4が管理する座標データとを用いて、射影変換、台形補正等によって、各表示階層に表示する画像を視点が存在する相対座標にあわせて変形する。以下では、図5を用いて歪み補正処理部9が行う補正処理の1例を説明する。   The distortion correction processing unit 9 uses the relative coordinates where the viewer's viewpoint exists calculated by the 3D effect calculation unit 3 and the coordinate data managed by the hierarchical coordinate management unit 4 to perform each display by projective transformation, trapezoidal correction, and the like. The image displayed in the hierarchy is transformed according to the relative coordinates where the viewpoint exists. Hereinafter, an example of the correction process performed by the distortion correction processing unit 9 will be described with reference to FIG.

図5は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による歪み補正処理を説明する説明図である。図3同様に、図5に示す中景用および近景用の各画像は便宜的に外枠を図示する。図5(a)は、画面表示部14の正面に視聴者がいる場合に、画像表示部14に表示される遠景用画像28a、中景用画像29aおよび近景用画像30aを重畳させた重畳画像を示す。視聴者が正面方向42aから画面と同じ高さで視聴している場合には、画像を変形しないが、視聴者の視点が画面より上方向または下方向にある場合は、視点の高さにあわせて歪み補正処理部9が中景用画像29aおよび近景用画像30aの上下左右の各辺の長さを変更して、台形補正する。例えば視点が画面より上方向にある場合、歪み補正処理部9は、中景用画像29aおよび近景用画像30aの視点が存在する上辺が短く、視点と逆側の下辺が長くなるように、各辺の長さを変更して、台形補正する。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining distortion correction processing by the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Similarly to FIG. 3, the middle and foreground images shown in FIG. FIG. 5A shows a superimposed image obtained by superimposing a distant view image 28a, a foreground image 29a, and a foreground image 30a displayed on the image display unit 14 when a viewer is present in front of the screen display unit 14. Indicates. If the viewer is viewing from the front direction 42a at the same height as the screen, the image is not deformed. However, if the viewer's viewpoint is above or below the screen, it is adjusted to the height of the viewpoint. Then, the distortion correction processing unit 9 changes the lengths of the upper, lower, left, and right sides of the middle scene image 29a and the foreground image 30a to correct the keystone. For example, when the viewpoint is in the upward direction from the screen, the distortion correction processing unit 9 sets each of the middle scene image 29a and the foreground image 30a so that the upper side where the viewpoint exists is short and the lower side opposite to the viewpoint is long. Change the side length to correct the keystone.

図5(b)は、視聴者が左方向42bから画面を視聴している場合に歪み補正処理部9が行う画像処理の例を示す。歪み補正処理部9は、視点方向42bに対応した歪みのない自然な画像にするために、中景用画像29bおよび近景用画像30bの視点が存在する左辺を短く、視点と逆側の右辺を長くするように、各辺の長さを変更して、台形補正する。   FIG. 5B shows an example of image processing performed by the distortion correction processing unit 9 when the viewer is viewing the screen from the left direction 42b. The distortion correction processing unit 9 shortens the left side where the viewpoints of the foreground image 29b and the foreground image 30b exist and shortens the right side opposite to the viewpoint in order to obtain a natural image without distortion corresponding to the viewpoint direction 42b. The keystone is corrected by changing the length of each side to make it longer.

また、視聴者が右方向42cから画面を視聴している場合に歪み補正処理部9が行う画像処理の例を図5(c)に示す。歪み補正処理部9は、視点方向42cに対応した歪みのない自然な画像にするために、中景用画像29cおよび近景用画像30cの視点が存在する右辺を短く、視点と逆側の左辺を長くするように、各辺の長さを変更して、台形補正する。   FIG. 5C shows an example of image processing performed by the distortion correction processing unit 9 when the viewer is viewing the screen from the right direction 42c. In order to obtain a natural image without distortion corresponding to the viewpoint direction 42c, the distortion correction processing unit 9 shortens the right side where the viewpoints of the foreground image 29c and the foreground image 30c exist and shortens the left side opposite to the viewpoint. The keystone is corrected by changing the length of each side to make it longer.

歪み補正処理部9による歪み補正処理の効果は、特に大画面ディスプレイで重畳画像を表示した場合に顕著となる。図6は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による歪み補正処理効果を示す説明図である。図6(a)から図6(e)に示す例は全て、大画面ディスプレイに画像を表示した場合を想定している。図6(a)は、画面表示された重畳画像を正面方向から視聴した例である。歪み補正処理部9による歪み補正処理を行わない場合、左方向または右方向から画面を視聴すると重畳画像は図6(b)または図6(c)に示すようになり、画面に何が表示されているか認識できない程に変形してしまう。   The effect of the distortion correction processing by the distortion correction processing unit 9 is particularly noticeable when a superimposed image is displayed on a large screen display. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the distortion correction processing effect by the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The examples shown in FIGS. 6A to 6E all assume a case where an image is displayed on a large screen display. FIG. 6A shows an example in which the superimposed image displayed on the screen is viewed from the front direction. When the distortion correction processing by the distortion correction processing unit 9 is not performed, when the screen is viewed from the left direction or the right direction, the superimposed image is as shown in FIG. 6B or 6C, and what is displayed on the screen. It will be deformed so that it cannot be recognized.

これに対し、歪み補正処理部9による歪み補正処理を行った場合、左方向または右方向から画面を視聴すると重畳画像は図6(d)または図6(e)に示すようになる。遠景用、中景用および近景用の各画像が画面に表示される範囲は減少するが、視聴者の視点方向に正対した画面表示に近い表示を実現することが可能となる。   On the other hand, when the distortion correction processing by the distortion correction processing unit 9 is performed, when the screen is viewed from the left direction or the right direction, the superimposed image is as shown in FIG. 6 (d) or FIG. 6 (e). Although the range in which images for distant, middle, and foreground are displayed on the screen is reduced, it is possible to realize a display close to the screen display facing the viewer's viewpoint direction.

上記の例では、重畳画像を画面の左右方向から視聴した場合について説明したが、上下方向から視聴した場合についても歪み補正処理部9が同様に歪み補正処理を行う。吹き抜けホールの壁面等に設置した大画面ディスプレイを視聴する視聴者は、例えば画面と対面するエレベータに乗り、上下方向に移動している。このような視聴者に対して歪み補正処理した重畳画像を表示することにより、視聴者が上下方向に移動しているにもかかわらず、常に画面に正対した場合の画面表示に近い画像を提供することができる。   In the above example, the case where the superimposed image is viewed from the left-right direction of the screen has been described. However, the distortion correction processing unit 9 similarly performs the distortion correction processing when viewed from the vertical direction. A viewer who views a large-screen display installed on the wall surface of the atrium hall, for example, rides on an elevator facing the screen and moves in the vertical direction. By displaying a superimposed image that has been subjected to distortion correction processing for such a viewer, an image that is close to the screen display when the viewer is facing the screen is always provided even though the viewer is moving vertically can do.

階層毎画像演出部10は、3D効果計算部3が算出した画像表示座標、画像演出等のパラメータに基づき、遠景用、中景用、近景用それぞれの画像データに対し、リアルタイムにフィルタ効果を加えて、3D効果を実現する。   The image rendering unit 10 for each level adds a filter effect in real time to the image data for the distant view, the foreground, and the foreground based on the parameters such as the image display coordinates calculated by the 3D effect calculation unit 3 and the image rendering. 3D effect is realized.

スクロール表示処理部11は、画像の表示領域を左または右のどちらか一方に移動させる処理を行う。図7は、この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置によるスクロール表示処理を説明する説明図である。図7に示すように、スクロール表示処理部11は遠景用画像19を画面表示部14に表示される画像の範囲20に対して左右どちらか一方の方向43に移動させる。移動する方向は、視聴者視点認識部2が検出した視聴者の視点移動にあわせる。即ち、視聴者が画面に対して右から左に移動している場合には、画像の範囲20を遠景用画像19の右から左へ移動させて画像をスクロール表示する。   The scroll display processing unit 11 performs a process of moving the image display area to either the left or the right. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining scroll display processing by the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 7, the scroll display processing unit 11 moves the distant view image 19 in either the left or right direction 43 with respect to the image range 20 displayed on the screen display unit 14. The moving direction is matched with the viewer's viewpoint movement detected by the viewer viewpoint recognition unit 2. That is, when the viewer is moving from the right to the left with respect to the screen, the image range 20 is moved from the right to the left of the distant view image 19 to scroll the image.

なお、スクロール表示処理部11によってスクロール表示処理を行う場合には、画面表示部14に表示される画像の範囲20に対して十分な大きさを有する画像19を用いる。この場合の画像の範囲20は、実際の表示の1フレームとなる。スクロール表示処理により、画像を視聴者の視点にあわせる3D効果計算部3の処理とは別に、視聴者を飽きさせず、少ない画像データでも変化に富む生きた画面表示を行うことができる。   When scroll display processing is performed by the scroll display processing unit 11, an image 19 having a sufficient size with respect to the image range 20 displayed on the screen display unit 14 is used. The image range 20 in this case is one frame of actual display. In addition to the processing of the 3D effect calculation unit 3 that aligns the image with the viewer's viewpoint, the scroll display process can make a live screen display rich in change even with a small amount of image data, without getting the viewer bored.

ここでは主に遠景用の表示階層に表示する画像データに対して行うスクロール表示処理を例にあげたが、その他の表示階層に表示する画像データに対して行ってもよい。また、スクロール表示処理部11は、筒状画像生成部6によって生成された筒状画像についても、画面に対して左右方向に移動させるようにスクロール表示処理行う。筒状画像を用いた場合には、画像の範囲20を単に遠景用画像19の始めから終わりへ移動させるのとは異なり、画像の終わりがないために矢印44で示すようにエンドレスにスクロール表示できる。   Here, the scroll display process performed mainly on the image data displayed on the display hierarchy for distant views is described as an example, but the process may be performed on the image data displayed on other display hierarchy. The scroll display processing unit 11 also performs scroll display processing so that the cylindrical image generated by the cylindrical image generation unit 6 is moved in the left-right direction with respect to the screen. When a cylindrical image is used, the image range 20 is scrolled in an endless manner as indicated by an arrow 44 because there is no end of the image, unlike simply moving the image range 20 from the beginning to the end of the distant view image 19. .

画像境界処理部13は、マスク付き画像に対して、マスクデータ中の境界部分、即ちエッジ部分の透明度を変更してぼかし処理を行い、各表示階層に重畳する画像が周囲から浮くことを防止し、背景に溶け込ませる。   The image boundary processing unit 13 performs a blurring process on the masked image by changing the transparency of the boundary portion in the mask data, that is, the edge portion, and prevents the image superimposed on each display layer from floating from the surroundings. , Blend into the background.

重畳表示処理部12は、階層座標管理部4が管理する座標データに基づく順序で、上記各部で処理が施された遠景用、中景用および近景用画像を重畳して、図2に示すような重畳画像を作成する。その際に重畳表示処理部12は、マスクデータを有する画像について、マスクデータが指定する領域を透かして重畳する。   As shown in FIG. 2, the superimposed display processing unit 12 superimposes the images for distant view, foreground and foreground that have been processed by the above units in the order based on the coordinate data managed by the hierarchical coordinate management unit 4. A simple superimposed image. At that time, the superimposition display processing unit 12 superimposes an area designated by the mask data on the image having the mask data.

画面表示部14は、ディスプレイ等で構成され、重畳表示処理部12から入力した重畳画像を表示する。   The screen display unit 14 is configured with a display or the like, and displays the superimposed image input from the superimposed display processing unit 12.

次に、立体画像表示装置の動作を説明する。撮像部8によって撮影された画像データが画像記録部5に入力され、画像記録部5がこれら画像データを記録する。また、各画像データを表示する表示階層の座標データを階層座標管理部4が管理する。   Next, the operation of the stereoscopic image display device will be described. Image data photographed by the imaging unit 8 is input to the image recording unit 5, and the image recording unit 5 records these image data. The hierarchical coordinate management unit 4 manages the coordinate data of the display hierarchy for displaying each image data.

画像記録部5は、中景用および近景用の各画像データをマスク自動生成部7へ出力する。マスク自動生成部7は、画面に表示させる領域と透かす領域とを指定したマスクデータを画像データ毎に生成し、マスクデータを画像データと共に画像記録部5へ出力する。また、画像記録部5は遠景用画像データを筒状画像生成部6へ出力する。筒状画像生成部6は、図4(c)に示す筒状画像24を生成し、画像記録部5へ出力する。   The image recording unit 5 outputs the image data for the middle scene and the foreground to the mask automatic generation unit 7. The automatic mask generation unit 7 generates, for each image data, mask data designating an area to be displayed on the screen and a transparent area, and outputs the mask data to the image recording unit 5 together with the image data. Further, the image recording unit 5 outputs the distant view image data to the cylindrical image generation unit 6. The cylindrical image generation unit 6 generates a cylindrical image 24 shown in FIG. 4C and outputs it to the image recording unit 5.

他方、センサ1によって検出された検出値が視聴者視点認識部2へ出力される。視聴者視点認識部2は、検出値を用いて立体画像表示装置近傍に存在する視聴者の位置および視点方向を示す3次元相対座標を算出する。得られた3次元相対座標データは、3D効果計算部3へ出力される。   On the other hand, the detection value detected by the sensor 1 is output to the viewer viewpoint recognition unit 2. The viewer viewpoint recognition unit 2 calculates the three-dimensional relative coordinates indicating the position and viewpoint direction of the viewer existing in the vicinity of the stereoscopic image display device using the detection value. The obtained three-dimensional relative coordinate data is output to the 3D effect calculation unit 3.

3次元相対座標データが入力されると、3D効果計算部3はこの3次元相対座標と予め用意されている画面表示部14の3次元空間座標とから視聴者の視点が存在する相対座標を算出する。そして、視聴者が画面を視聴する方向にあわせて、遠景用、中景用および近景用のそれぞれの画像に関して、図3で示すような表示座標および表示範囲を算出する。また、3D効果計算部3は、表示座標以外の3D効果として、各画像の輝度、コントラスト、青バランス、ぼかし効果等の画像演出に関するパラメータも算出する。各パラメータは歪み補正処理部9を介して階層毎画像演出部10へ出力される。   When the 3D relative coordinate data is input, the 3D effect calculation unit 3 calculates the relative coordinates where the viewer's viewpoint exists from the 3D relative coordinates and the 3D space coordinates of the screen display unit 14 prepared in advance. To do. Then, display coordinates and a display range as shown in FIG. 3 are calculated for each of the images for distant view, foreground, and foreground according to the direction in which the viewer views the screen. The 3D effect calculation unit 3 also calculates parameters related to image effects such as brightness, contrast, blue balance, and blurring effect of each image as 3D effects other than the display coordinates. Each parameter is output to the image rendering unit 10 for each layer through the distortion correction processing unit 9.

続いて、歪み補正処理部9が3D効果計算部3で算出された相対座標の情報を用いて、図5で示すように、視聴者の視点方向にあわせて遠景用、中景用および近景用の各画像を射影変換等により歪み補正処理する。歪み補正処理した各画像データは、階層毎画像演出部10へ出力される。   Subsequently, using the relative coordinate information calculated by the 3D effect calculation unit 3 by the distortion correction processing unit 9, as shown in FIG. 5, for distant view, foreground and foreground according to the viewpoint direction of the viewer Each image is subjected to distortion correction processing by projective transformation or the like. Each image data subjected to the distortion correction processing is output to the image rendering unit 10 for each layer.

次いで階層毎演出部10が、3D効果計算部3で算出した各表示階層の大きさ、画像を表示する座標、画像の表示範囲、画像演出等のパラメータに基づき、歪み補正処理部9から入力した遠景用、中景用および近景用の各画像データに対してリアルタイムにフィルタ効果を加えて3D効果を実現する。   Next, each stage effect unit 10 inputs from the distortion correction processing unit 9 based on parameters such as the size of each display layer calculated by the 3D effect calculation unit 3, the coordinates for displaying the image, the display range of the image, and the image effect. A 3D effect is realized by applying a filter effect in real time to each image data for a far view, a middle view, and a near view.

スクロール表示処理部11は、遠景用画像データである筒状画像を視点方向にあわせてスクロールさせる。さらに、画像境界処理部13がマスク付き画像である中景用および近景用の各画像データに対して、マスクデータの境界部分にぼかし処理を行う。これらの処理を施した各画像データを重畳表示処理部12が重畳し、画面表示部14で表示する。立体画像表示装置は上述した一連の動作を1フレーム処理時間内に行い、視聴者の視点移動にあわせた重畳画像処理を行う。   The scroll display processing unit 11 scrolls the cylindrical image that is the image data for distant view according to the viewpoint direction. Further, the image boundary processing unit 13 performs a blurring process on the boundary portion of the mask data with respect to the image data for the middle scene and the foreground that are the images with the mask. The superimposed display processing unit 12 superimposes each image data subjected to these processes and displays it on the screen display unit 14. The stereoscopic image display apparatus performs the above-described series of operations within one frame processing time, and performs superimposed image processing in accordance with the viewer's viewpoint movement.

なお、上述した説明では、立体画像表示装置が筒状画像生成部6、マスク自動生成部7、撮像部8、スクロール表示処理部11、画像境界処理部13を全て備える構成を示したが、これに限定されるものではなく、各部を適宜組み合わせたものであっても構わない。   In the above description, the stereoscopic image display device is configured to include all of the cylindrical image generation unit 6, the mask automatic generation unit 7, the imaging unit 8, the scroll display processing unit 11, and the image boundary processing unit 13. However, the present invention is not limited to this, and each part may be appropriately combined.

また、立体画像表示装置として大画面ディスプレイを用い、視聴者の視点検出のためにカメラで構成されたセンサ1が広範囲をモニタリングする場合、視聴者が複数検出されることがある。その場合には、センサ1が取得する画像データを用いて、視聴者視点認識部2が複数の視聴者のそれぞれの顔の位置およびその属性(性別、年齢等)を認識し、所定の条件に合致する視聴者の視点を選択すればよい。例えば、視聴者視点認識部2が属性認識データに基づいて、最も人数の多いグループの中心の視聴者を代表の視点とみなして3次元相対座標を算出する。または、立体画像表示装置に表示する画像がCMコンテンツ等の場合、例えば女性用のCMであれば検出された複数の視聴者のうちから女性の視点を選択して3次元相対座標を算出する等、表示コンテンツにあわせた属性を有する視聴者の視点を選択して3次元相対座標を算出する。   In addition, when a large screen display is used as the stereoscopic image display device and the sensor 1 configured with a camera for detecting the viewer's viewpoint monitors a wide range, a plurality of viewers may be detected. In that case, using the image data acquired by the sensor 1, the viewer viewpoint recognition unit 2 recognizes the position of each of the plurality of viewers and their attributes (gender, age, etc.), and satisfies predetermined conditions. A matching viewer's viewpoint may be selected. For example, the viewer viewpoint recognizing unit 2 calculates the three-dimensional relative coordinates on the basis of the attribute recognition data, regarding the viewer at the center of the group with the largest number of people as the representative viewpoint. Alternatively, when the image displayed on the stereoscopic image display device is CM content or the like, for example, if it is a CM for women, the viewpoint of a woman is selected from a plurality of detected viewers, and three-dimensional relative coordinates are calculated. Then, the viewpoint of the viewer having the attribute according to the display content is selected to calculate the three-dimensional relative coordinates.

以上のように、実施の形態1によれば、画像をそれぞれ表示する複数の表示階層に、3次元空間における相対的な奥行き関係を座標データにより設定する階層座標管理部4と、センサ1の出力値から視聴者の視点の位置を検出する視聴者視点認識部2と、検出した視点の位置を表示階層上の視点の位置に変換してなる相対座標に基づいて表示階層毎に表示する画像の表示位置を調整する3D効果計算部3と、表示階層毎に表示する画像を相対座標にあわせて射影変換により変形する歪み補正処理部9と、座標データに基づく奥行き関係の順序で各表示階層に表示する画像を重畳する重畳表示処理部12とを備えるようにした。そのため、移動する人の視点にあわせた表示を行うことで、奥行き感のある画像をディスプレイの上下左右方向から見やすく表示できる立体画像表示装置を得ることが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, the hierarchical coordinate management unit 4 that sets the relative depth relation in the three-dimensional space to the plurality of display hierarchies that respectively display images by the coordinate data, and the output of the sensor 1 Viewer viewpoint recognition unit 2 that detects the position of the viewer's viewpoint from the value, and an image to be displayed for each display hierarchy based on the relative coordinates obtained by converting the detected viewpoint position into the position of the viewpoint on the display hierarchy A 3D effect calculation unit 3 that adjusts the display position, a distortion correction processing unit 9 that deforms an image to be displayed for each display layer according to projective transformation according to relative coordinates, and a depth relationship based on the coordinate data in each display layer An overlay display processing unit 12 that superimposes an image to be displayed is provided. Therefore, it is possible to obtain a stereoscopic image display device that can display an image with a sense of depth in an easy-to-view manner from the top, bottom, left, and right directions of the display by performing display according to the viewpoint of the moving person.

また、実施の形態1によれば、画像の開始フレームと終了フレームをつないだ筒状画像を生成する筒状画像生成部6と、視点の移動にあわせて筒状画像をスクロールするスクロール表示処理部11とを備えるようにした。そのため、視聴者を飽きさせず、少ない画像データでも変化に富む生きた画面表示を行うことができる。   Further, according to the first embodiment, the cylindrical image generation unit 6 that generates a cylindrical image that connects the start frame and the end frame of the image, and the scroll display processing unit that scrolls the cylindrical image as the viewpoint moves. 11 and so on. Therefore, it is possible to perform a live screen display rich in changes even with a small amount of image data without getting viewers bored.

また、実施の形態1によれば、画像中の物体の輪郭線を検出して画面に表示しない領域と表示する領域とを指定したマスクデータを作成するマスク自動生成部7を備え、重畳表示処理部12が画像を重畳するときに、マスクデータが指定した画面に表示しない領域を透過させるようにした。そのため、自動生成したマスクデータを使って、階層化した画像の重畳表示を行うことができる。   In addition, according to the first embodiment, the mask automatic generation unit 7 that detects the contour line of the object in the image and generates mask data that specifies the area that is not displayed on the screen and the area that is displayed is provided. When the unit 12 superimposes the image, the area not displayed on the screen specified by the mask data is transmitted. Therefore, layered images can be superimposed and displayed using automatically generated mask data.

また、実施の形態1によれば、マスクデータが指定した、画面に表示する領域の周辺部分の透明度を変更する画像境界処理部13を備えるようにした。そのため、各表示階層に重畳する画像が周囲から浮くことを防止し、背景に溶け込ませることができる。   In addition, according to the first embodiment, the image boundary processing unit 13 that changes the transparency of the peripheral portion of the area displayed on the screen specified by the mask data is provided. For this reason, it is possible to prevent the image superimposed on each display layer from floating from the surroundings, and to blend in the background.

また、実施の形態1によれば、画像を撮像する撮像部8を備えるようにした。そのため、撮影と略同時にその映像を画面表示することができると共に、自然風景等の実際の画像を遠景用画像に用いた重畳画像を表示することができる。   Further, according to the first embodiment, the imaging unit 8 that captures an image is provided. For this reason, the video can be displayed on the screen almost simultaneously with the photographing, and a superimposed image using an actual image such as a natural scenery as a distant view image can be displayed.

また、実施の形態1によれば、3D効果計算部3は、近景用、中景用、遠景用の表示階層順に画像の青色を強める色調補正を行うようにした。また、近景用、中景用、遠景用の表示階層順に画像のぼかし度合いを強める補正を行うようにした。そのため、遠近感のある画面表示を行うことができる。   Further, according to the first embodiment, the 3D effect calculation unit 3 performs color tone correction that enhances the blue color of the image in the order of the display hierarchy for the foreground, the background, and the background. In addition, correction for increasing the degree of blurring of the image is performed in the order of the display hierarchy for the foreground, the middle, and the far view. Therefore, a perspective screen display can be performed.

この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the three-dimensional image display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置が表示する画面の1例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the screen which the three-dimensional image display apparatus concerning Embodiment 1 of this invention displays. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による3D効果計算処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 3D effect calculation process by the three-dimensional image display apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置の筒状画像生成処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the cylindrical image generation process of the three-dimensional image display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による歪み補正処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the distortion correction process by the three-dimensional image display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置による歪み補正処理効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the distortion correction process effect by the three-dimensional image display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る立体画像表示装置によるスクロール表示処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the scroll display process by the three-dimensional image display apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサ、2 視聴者視点認識、3 3D効果計算部、4 階層座標管理部、5 画像記録部、6 筒状画像生成部、7 マスク自動生成部、8 撮像部、9 歪み補正処理部、10 階層毎画像演出部、11 スクロール表示処理部、12 重畳表示処理部、13 画像境界処理部、14 画面表示部、15,19 遠景用画像、16 中景用画像、17 近景用画像、18 重畳画像、20 画像表示範囲、21 最初のフレーム、22 終了フレーム、23 つなぎ目用画像、24 筒状画像、25a,25b,25c 3D処理した遠景用画像、26a,26b,26c 3D処理した中景用画像、27a,27b,27c 3D処理した近景用画像、28a,28b,28c 歪み補正した遠景用画像、29a,29b,29c 歪み補正した中景用画像、30a,30b,30c 歪み補正した近景用画像、41a,42a 正面方向にいる視聴者の視点、41b,42b 左方向にいる視聴者の視点、41c,42c 右方向にいる視聴者の視点、43 画像のスクロール移動、44 筒状画像のスクロール移動。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor, 2 Viewer viewpoint recognition, 3 3D effect calculation part, 4 Hierarchical coordinate management part, 5 Image recording part, 6 Cylindrical image generation part, 7 Mask automatic generation part, 8 Imaging part, 9 Distortion correction process part, 10 Image rendering unit for each layer, 11 Scroll display processing unit, 12 Superimposed display processing unit, 13 Image boundary processing unit, 14 Screen display unit, 15, 19 Distant view image, 16 Middle view image, 17 Near view image, 18 Superimposed image 20 image display range, 21 first frame, 22 end frame, 23 joint image, 24 cylindrical image, 25a, 25b, 25c 3D processed far view image, 26a, 26b, 26c 3D processed mid view image, 27a, 27b, 27c 3D-processed foreground image, 28a, 28b, 28c Distortion corrected distant view image, 29a, 29b, 29c Distortion corrected middle scene Image, 30a, 30b, 30c Distorted image for near view, 41a, 42a Viewpoint of viewer in front, 41b, 42b Viewpoint of viewer in left direction, 41c, 42c Viewpoint of viewer in right direction, 43 Scroll movement of image, 44 Scroll movement of cylindrical image.

Claims (7)

2次元画像をそれぞれ表示する複数の表示階層に、3次元空間における相対的な奥行き関係を設定する階層座標管理部と、
視聴者の視点の位置を検出する視聴者視点認識部と、
検出した前記視点の位置を前記表示階層上の視点の位置に変換してなる視点座標に基づき、当該表示階層毎に表示する2次元画像の表示位置を調整する3D効果計算部と、
前記表示階層毎に、表示する前記2次元画像を前記視点座標にあわせて射影変換により変形する歪み補正処理部と、
前記階層座標管理部が設定した奥行き関係の順序で、各表示階層に表示する2次元画像を重畳する重畳表示処理部と
前記表示階層毎に表示する2次元画像のうち、任意の2次元画像の開始フレームと終了フレームをつないだ筒状画像を生成する筒状画像生成部と、
前記視点座標の移動にあわせて前記筒状画像をスクロールするスクロール表示処理部とを備えた立体画像表示装置。
A hierarchical coordinate management unit that sets a relative depth relationship in a three-dimensional space to a plurality of display hierarchies that respectively display a two-dimensional image;
A viewer viewpoint recognition unit for detecting the position of the viewer's viewpoint;
A 3D effect calculation unit that adjusts the display position of a two-dimensional image to be displayed for each display layer based on the viewpoint coordinates obtained by converting the detected position of the viewpoint into the position of the viewpoint on the display layer;
A distortion correction processing unit that transforms the two-dimensional image to be displayed by projective transformation in accordance with the viewpoint coordinates for each display hierarchy;
A superimposed display processing unit that superimposes a two-dimensional image to be displayed on each display layer in the order of the depth relationship set by the hierarchical coordinate management unit ;
A cylindrical image generation unit that generates a cylindrical image connecting a start frame and an end frame of any two-dimensional image among the two-dimensional images displayed for each display layer;
A stereoscopic image display device comprising: a scroll display processing unit that scrolls the cylindrical image in accordance with the movement of the viewpoint coordinates .
2次元画像中の物体の輪郭線を検出し、当該輪郭線を用いて画面に表示しない領域と表示する領域とを指定したマスクデータを作成するマスク自動生成部を備え、
重畳表示処理部は、前記マスクデータが指定した前記画面に表示しない領域の2次元画像領域を透過させることを特徴とする請求項1記載の立体画像表示装置。
An automatic mask generation unit that detects a contour line of an object in a two-dimensional image and creates mask data that specifies a region that is not displayed on the screen and a region that is displayed using the contour line;
The stereoscopic image display apparatus according to claim 1 , wherein the superimposed display processing unit transmits a two-dimensional image region that is not displayed on the screen specified by the mask data.
2次元画像においてマスクデータが指定した、画面に表示する領域の周辺部分の透明度を変更する画像境界処理部を備えたことを特徴とする請求項2記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image display apparatus according to claim 2, further comprising an image boundary processing unit that changes transparency of a peripheral portion of an area to be displayed on a screen specified by mask data in a two-dimensional image. 2次元画像に用いる画像を撮像する撮像部を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image display device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an imaging unit that captures an image used for a two-dimensional image. 3D効果計算部は、画面手前側に位置する表示階層から奥側に位置する表示階層にいくに従って2次元画像の青色を強める色調補正を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の立体画像表示装置。 3D effect calculation unit, of claim 1, wherein the performing color correction to enhance the blue two-dimensional image toward the display hierarchy positioned on the far side from the display hierarchy positioned on the screen front side of claim 4 The stereoscopic image display device according to any one of the above. 3D効果計算部は、画面手前側に位置する表示階層から奥側に位置する表示階層にいくに従って2次元画像のぼかし度合いを強める補正を行うことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の立体画像表示装置。 3D effect calculation unit, of claim 1, wherein the corrected to enhance the blurring degree of the two-dimensional image toward the display hierarchy positioned on the far side from the display hierarchy positioned on the screen front side of claim 5 The stereoscopic image display device according to any one of the above. 階層座標管理部は、3つの表示階層に、画面手前側から奥側へ向かって階層化した近景、中景および遠景の奥行き関係を設定することを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の立体画像表示装置。 Hierarchical coordinate management unit, the three display hierarchy, among the foreground stratifying toward the screen front side to the back side, from claim 1, characterized in that setting the depth relationship between middle ground and distant of claim 6 The stereoscopic image display device according to any one of the above.
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