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
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。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a stereoscopic image display apparatus according to
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Claims (7)
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 .
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.
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