JP5479264B2 - 映像表示制御方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、立体映像を表示する映像表示装置のための映像表示制御方法及び装置に関し、特に、視聴者の感じる立体感を適正に調整するための映像表示制御方法及び装置に関する。
左右の眼にそれぞれ専用の映像を見せて立体視させる方式の立体映像(3Dコンテンツ)が普及し始めている。この3Dコンテンツは、制作時にディスプレイのサイズ、ディスプレイと視聴者の距離、視聴者の瞳間隔や立体視感覚など視聴環境・視聴条件が所定の基準に合った状態で最良の立体視ができるように調整して制作されるのが一般的である。
しかし個々のユーザの視聴環境は様々であり、制作時に想定した条件からずれた場合、視聴者の受ける立体視の感覚が劣化することが想定される。これは実用環境ではしばしば起きる事態である。たとえば、ディスプレイが基準のサイズより大きいと遠近感が想定以上に強調されて不快感を感じたり、基準のサイズより小さいと遠近感を十分に感じられなかったりする。視聴距離が近すぎても遠近感が想定以上に強調されて不快感を感じたり、遠すぎると遠近感を十分に感じられなかったりする。
また、個人によって瞳間隔が異なるため、コンテンツを見たときの立体視の感覚に差が出たり、快適と感じる立体感の強さや立体視し続けることによる視覚の疲労感の感じ方が異なったりする。こうした視聴者の感じる立体感を適正なものに調整するための方法として、従来、次のような技術が開示されている。
立体映像撮像装置で両眼の映像を撮り、媒体を経由して立体映像表示装置に伝達・表示させる立体映像撮像表示システムにおいて、立体映像撮像装置で対象物の距離に関する情報を測定して映像情報と共に媒体に送出し、立体映像表示装置が対象物の距離に関する情報と表示する画像の大きさに基づいて両眼の異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えた立体映像撮影表示システム(特許文献1参照)、立体視可能な映像の情報と立体映像表示装置の装置情報に基づいて左目映像と右目映像とをずらして表示し、映像の立体感を調整する立体映像表示装置(特許文献2参照)、左画像と右画像の2枚の画像に対して、その表示位置を左右方向に相互に所要距離ずらして表示装置の画面上に表示し、左画像を見る人の左目に、右画像を見る人の右目に導くことにより、画面後方遠方に虚画像を生成するようにした映像表示方式(特許文献3参照)、表示される左眼用映像信号と右眼用映像信号から視差を読み取り、視差の現在値に応じて左眼用映像と右眼用映像の水平シフト量を調整して両眼視差を実効的に変化させる立体映像表示装置(特許文献4参照)、等である。
これら従来の、左右両眼用の映像を水平方向にシフトして表示する技術では、立体感を調整できるものの、それぞれの眼用の映像に表示装置の画面からはみ出す部分が生じて、表示できないという欠点があった。
さて、3Dコンテンツは大別すると、テレビ放送を通じて供給される3D放送番組とブルーレイディスクなどの記録媒体によって供給される3Dディスクタイトルがある。3D放送番組はチューナやセットトップボックス等の受信装置で受信されて3D映像信号が復元され3D表示装置に送られる。3Dディスクタイトルはブルーレイディスクプレーヤーやパソコンなどの再生装置で再生されて3D映像信号が復元され3D表示装置に送られる。ここで、受信装置、再生装置、3D表示装置を組合せた場合に、それらの間で立体感を調整する機能を最適化する方式は未だ実現されていない。
国際公開第2004/084560号 特開2004−180069号公報 特開平9−261691号公報 特開平9−271043号公報
本発明の目的は、3Dコンテンツ再生時に、表示画面サイズ、視聴距離、遠近感に対する視聴者の嗜好など個々の視聴環境・条件に対応した最適な立体視の感覚が得られるように調整可能とすることにある。
本発明の他の目的は、表示映像の欠損を避けながら遠近感を適正に調整可能とすることにある。
前記の課題を解決するため、本発明の映像表示制御方法は、
立体映像コンテンツ再生手段により、立体映像コンテンツを再生して、視差を有する第1の対の映像を生成するステップと、
前記立体映像コンテンツ再生手段により、前記第1の対の映像を変形させる第1の遠近感調整を行って、第2の対の映像を生じさせるステップと、
前記第2の対の映像を、表示画面を有する立体映像表示手段に入力するステップと、
前記立体映像表示手段により、前記第2の対の映像を変形させる第2の遠近感調整を行って、第3の対の映像を生じさせるステップと、
前記表示画面により、前記第3の対の映像を、左右各眼用の映像として表示させるステップとを有し、
前記第2の遠近感調整が前記第1の遠近感調整と連動して行われ、
前記第1の遠近感調整は、前記第1の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第1の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、結果として得られる前記第2の対の映像の一方の左端が前記表示画面の左端に整列し、前記第2の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第1の対の映像を変形し、
前記第2の遠近感調整は、前記第2の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第2の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、結果として得られる前記第3の対の映像の一方の左端が前記表示画面の左端に整列し、前記第3の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第の対の映像を変形する
ことを特徴とする。
水平方向に変倍する倍率、又は水平方向のシフト幅を、この映像表示制御方法を適用した機器の外部から制御可能としても良い。
また、水平方向に変倍する倍率、又は水平方向のシフト幅を、この映像表示制御方法を適用した機器の内部に保持可能としても良い。
また、水平方向に変倍する倍率、又は水平方向のシフト幅を、この映像表示制御方法を適用した機器の外部に通知可能としても良い。
また、水平方向に変倍する倍率、又は水平方向のシフト幅を、機器の内部に保持した倍率、又はシフト幅と、機器の外部から得た倍率、又はシフト幅から算出して設定するようにしても良い。
本発明によれば、3Dコンテンツ再生時に、表示画面サイズ、視聴距離、遠近感に対する視聴者の嗜好など個々の視聴環境・条件に対応した最適な立体視の感覚が得られるように調整できる。またその調整結果を記憶し、視聴者やコンテンツに応じて設定を切り替え、最適な視聴感覚を提供できる。同時に、表示映像を欠損させることなく遠近感を適正に調整できる。
本発明の実施の形態1の映像表示制御装置を備えた立体画像の遠近感調整システムを有する映像再生表示システムの全体構成を示す概略図である。 図1の遠近調整器48、58、及び78として用いられる立体画像の遠近感調整器の構成例を示すブロック図である。 (a)〜(d)は、本発明における立体画像の遠近感調整方法を示す図である。 (a)〜(d)は、本発明における立体画像の遠近感調整方法を示す図である。 (a)〜(d)は、従来例における立体画像の遠近感調整の具体例を示す図である。 (a)〜(d)は、本発明における立体画像の遠近感調整の具体例を示す図である。 (a)〜(d)は、従来例における立体画像の遠近感調整の具体例を示す図である。 (a)〜(d)は、本発明における立体画像の遠近感調整の具体例を示す図である。 (a)〜(i)は、本発明における立体画像の遠近感調整方法の適用例を示す図である。 画像の全体に対して一つの変倍率及び/又はシフト幅を設定して、水平スケーラ及び水平シフタによる処理を行う際の画像の各部の移動を示す図である。 画像の全体に対して一つの変倍率及び/又はシフト幅を設定して、水平スケーラ及び水平シフタによる処理を行う際の画像の各部の移動を示す図である。 本発明における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成を示す図である。 本発明の実施の形態2の映像表示制御装置を備えた立体画像の遠近感調整システムを有する映像再生表示システムの全体構成を示す概略図である。 (a)〜(d)は、本発明における立体画像の遠近感調整のパラメータ設定方法を示す図である。 本発明における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成の他の例を示す図である。 画像の区分ごとに変倍率及び/又はシフト幅を設定して、水平スケーラ及び水平シフタによる処理を行う際の画像の各部の移動を示す図である。 画像の区分ごとに変倍率及び/又はシフト幅を設定して、水平スケーラ及び水平シフタによる処理を行う際の画像の各部の移動を示す図である。 本発明における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成のさらに他の例を示す図である。
実施の形態1.
立体表示のための3Dコンテンツとして、ブルーレイディスクなどの記録媒体によって供給される3Dパッケージコンテンツ、PCやゲーム機における再生を想定してPC向けデータ媒体で供給される3D PCコンテンツ、そして、テレビ放送番組を通じて供給される3D放送コンテンツを想定し、これらの3Dコンテンツを1台の3D表示装置で表示する用途を考える。
図1に、本発明の実施の形態1の映像表示制御装置を備えた立体画像の遠近感調整システムを有する映像再生表示システムの全体構成を示す。
図示の映像再生指示システムは、ディスク映像再生装置40と、PC映像再生装置50と、放送映像再生装置60と、3D映像表示処理器71と、3D表示器79とを有する。
ディスク映像再生装置40は、ビデオ・デコーダ42と、字幕用グラフィックス・デコーダ43と、操作用グラフィックス・デコーダ44と、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ45と、遠近感調整器47及び48とを有する。
PC映像再生装置50は、ビデオ・デコーダ52と、操作用グラフィックス・デコーダ54と、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ55と、遠近感調整器58とを有する。
放送映像再生装置60は、ビデオ・デコーダ62と、操作用グラフィックス・デコーダ63とを有する。
3D映像表示処理器71は、セレクタ72と、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75と、OSD生成器76と、遠近感調整器78とを有する。
まず対象とする3Dコンテンツを説明する。ディスク記録媒体10に3Dパッケージコンテンツ11が収録されている。3Dパッケージコンテンツ11の内容のうち、3D表示に関わる映像用のデータは、ビデオ12、字幕用グラフィックス13、及び操作用グラフィックス14で構成されている。また、PCデータ媒体20に3D PCコンテンツ21が収録されている。3D PCコンテンツ21の内容のうち、3D表示に関わる映像用のデータは、ビデオ22、及び操作用グラフィックス24で構成されている。また、テレビ放送番組30に3D放送コンテンツ31が収録されている。3D放送コンテンツ31の内容のうち、3D表示に関わる映像用のデータは、ビデオ32、及び字幕用グラフィックス33で構成されている。
これらの3Dコンテンツを再生して3D表示するとき、3Dパッケージコンテンツ11はディスク映像再生装置40で、3D PCコンテンツ21はPC映像再生装置50で、3D放送コンテンツ31は放送映像再生装置60で、それぞれ3D映像データとして再生され、3D映像表示処理器71を介して、3D表示器79において3D映像として表示され、視聴者に提供される。
一般に3Dテレビと呼ばれる機器には、テレビ受像器70として破線で囲った、放送映像再生装置60、3D映像表示処理器71、及び3D表示器79を含む。
他の製品機器の形態として、テレビ受像器70にディスク映像再生装置40を含む一体型もある。
また、放送映像再生装置60が別体になり、3D映像表示処理器71と3D表示器79からなるディスプレイ装置と分かれている場合もある。
以下では、3D映像表示処理器71及び3D表示器79の組合せを立体映像表示手段と呼び、ディスク映像再生装置40、又はPC映像再生装置50、又は両者の組合せを立体映像コンテンツ再生手段と呼ぶことがある。
3Dパッケージコンテンツ11を収録したディスク記録媒体10がブルーレイディスクのとき、これに対応するディスク映像再生装置40はブルーレイディスクプレーヤーである。また、3D PCコンテンツ21を収録したPCデータ媒体20から3D映像データを再生するPC映像再生装置50は、パーソナルコンピュータ(PC)のハードウェアとソフトウェアから構成される。
3Dコンテンツ(11、21、31)を3D表示するための手順は以下のようである。
まず3D放送コンテンツ31を3D表示するときの処理を説明する。3D放送コンテンツ31のうちビデオ32のデータは、放送映像再生装置60に含むビデオ・デコーダ62で再生され、字幕用グラフィックス33のデータは、字幕用グラフィックス・デコーダ63で再生され、これらの再生されたデータは3D映像表示処理器71に入力される。3D映像表示処理器71の入力端にはセレクタ72が設けられ、該セレクタ72により、ディスク映像再生装置40やPC映像再生装置50などテレビ受像器70の外部から入力される映像データと、ビデオ・デコーダ62及び字幕用グラフィックス・デコーダ63から出力される放送映像再生装置60の映像データのいずれかを選択するようになっている。
セレクタ72で選択された3D映像データはグラフィックス・ビデオ・プロセッサ75に入力される。ここで、OSD生成器76が生成したOSD(オンスクリーンディスプレイ)の表示映像データと重ね合わされて合成され、遠近感調整器78に入力される。このOSDは、テレビ受像器70に対するユーザの操作を案内するためのGUI(グラフィカルユーザーインターフェース)の表示のためのものである。
グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75の出力は、遠近感調整器78に供給され、後述の本発明による遠近感調整を実現するための処理を施された上で遠近感調整済み3D映像データとして3D表示器79に送られる。
なお、ビデオ・デコーダ62の出力する映像データと字幕用グラフィックス・デコーダ63の出力する映像データを、図示していない映像合成手段によって一つの3D映像データに合成し、合成後の3D映像データをセレクタ72に入力することとしてもよい。
次に、3Dパッケージコンテンツ11を3D表示する場合、ディスク映像再生装置40において、3Dパッケージコンテンツ11のビデオ12のデータをビデオ・デコーダ42で、字幕用グラフィックス13のデータを字幕用グラフィックス・デコーダ43で、操作用グラフィックス14のデータを操作用グラフィックス・デコーダ44でそれぞれ3D映像データとして再生し、これらの再生されたデータをグラフィックス・ビデオ・プロセッサ45に入力する。ここで個々のコンテンツに固有の遠近感調整機能が組込まれている場合、たとえば操作用グラフィックス14にその機能が組込まれているときには、遠近感調整器47により、操作用グラフィックス・デコーダ44の出力データに調整を加えてからグラフィックス・ビデオ・プロセッサ45に入力される。
グラフィックス・ビデオ・プロセッサ45において、3種類の3D映像データはコンテンツのフォーマットに従って合成されて3Dパッケージコンテンツ11の3D映像データとなる。遠近感調整器48は、本発明による遠近感調整を実現するための処理をディスク映像再生装置40で実施するためのものである。
ディスク映像再生装置40からテレビ受像器70内部の3D映像表示処理器71に入力された3D映像データは、セレクタ72で選択されたとき、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75、遠近感調整器78を経て遠近感調整済みの3D映像データとなって、3D表示器79上に3D表示される。
この3Dパッケージコンテンツ11を再生・表示する経路では、遠近感調整が遠近感調整器48及び遠近感調整器78で為されることになる。一方3D放送コンテンツ31の再生では、遠近感調整が遠近感調整器78でのみ為される。そこで、遠近感調整器78は、3D放送コンテンツ31を3D表示するときに視聴者にとって最適となるよう調整し、遠近感調整器48は、遠近感調整器48による調整と遠近感調整器78による調整を総合した結果が、3Dパッケージコンテンツ11を3D表示するときに視聴者にとって最適となるように、言い換えると、3Dパッケージコンテンツ11を3D表示するときに視聴者にとって最適となるようにするための遠近感調整のための設定に対する、遠近感調整器78による調整のための設定との差となるように設定される。これは、遠近感調整器48では、コンテンツの種類が3D放送コンテンツ31である場合を基準として、コンテンツの種類が3Dパッケージコンテンツ11であることによる特有の遠近感の設定の差を調整することを意味する。
さらに、3D PCコンテンツ21を3D表示する場合、PC映像再生装置50において、3D PCコンテンツ21のビデオ22のデータをビデオ・デコーダ52で、操作用グラフィックス24のデータを、操作用グラフィックス・デコーダ54でそれぞれ3D映像データとして再生し、これらの再生されたデータをグラフィックス・ビデオ・プロセッサ55に入力する。グラフィックス・ビデオ・プロセッサ55において、2種類の3D映像データはコンテンツのフォーマットに従って合成されて3D PCコンテンツ21の3D映像データとなる。遠近感調整器58は、本発明による遠近感調整を実現するための処理をPC映像再生装置50で実施するためのものである。
ここでは3D PCコンテンツとして字幕用グラフィックスの付加されていないフォーマットの場合を例示したが、3Dパッケージコンテンツ11をPC映像再生装置50において再生することも可能である。このときは、PC映像再生装置50の内部構成が、ディスク映像再生装置40の構成と同様となるようにハードウェアとソフトウェアを構成する。
PC映像再生装置50からテレビ受像器70内部の3D映像表示処理器71に入力された3D映像データは、3D放送コンテンツ31の場合と同様にセレクタ72で選択されたとき、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75、遠近感調整器78を経て遠近感調整済みの3D映像データとなって、3D表示器79上に3D表示される。
この3D PCコンテンツ21を再生・表示する経路でも遠近感調整が遠近感調整器58及び遠近感調整器78で為されるので、上記の3Dパッケージコンテンツ11の場合と同様な処理を行う。即ち、遠近感調整器58は、遠近感調整器58による調整と遠近感調整器78による調整を総合した結果が、PC 3Dコンテンツ21を3D表示するときに視聴者にとって最適となるように、言い換えると、3D PCコンテンツ11を3D表示するときに視聴者にとって最適となるようにするための遠近感調整のための設定に対する、遠近感調整器78による調整のための設定との差となるように設定される。これは、遠近感調整器58では、コンテンツの種類が3D放送コンテンツ31である場合を基準として、コンテンツの種類が3D PCコンテンツ21であることによる特有の遠近感の設定の差を調整することを意味する。
なお、ここで字幕用グラフィックス(13、33)と操作用グラフィックス(14、24)の表現する内容は、それぞれのグラフィックス仕様に合致した図形映像であれば何でもよく、字幕や操作ボタンのグラフィックスに限るものではない。
ここで複数種類のコンテンツを扱うことによる課題と対応策について説明する。
3D放送コンテンツ31の制作にあたり、コンテンツを放送する放送局やコンテンツを提供するコンテンツ提供者など放送側は、表示する3D表示器の画面サイズや視聴距離・角度、立体映像に対する視聴者の感覚や嗜好等の視聴条件を、放送側が標準的と考えるものとして設定し、その場合に最適な遠近感を以って視聴できるように作る。しかし実際に各視聴者の持つ3D表示器の画面サイズや視聴距離、立体映像に対する感覚や嗜好はばらついているので、本発明では、その差を遠近感調整器78によって視聴者が個別に調整できるようにする。
制作時に想定した標準的な視聴条件が3Dパッケージコンテンツ11と3D放送コンテンツ31とで同等であれば、遠近感調整器48や遠近感調整器47では、3D映像データに対して調整によって何ら変更を加える必要はない。しかし、3Dパッケージコンテンツ11が大画面で鑑賞することを主たる視聴条件とし、3D放送コンテンツ31が市販台数の多い中画面のテレビ受像器で見ることを主たる視聴条件とし、さらに、3D PCコンテンツ21は画面サイズのあまり大きくないPC用モニタで操作しつつ視聴することを主たる視聴条件とするなど、コンテンツの種類によって想定する視聴環境・条件が異なることが考えられる。
したがって、ディスク映像再生装置40の遠近感調整器48は、遠近感調整器78が3D放送コンテンツ31の3D表示に最適設定された状態で、3Dパッケージコンテンツ11を最適に3D表示できるように設定する。また、遠近感調整器78の設定が変更されたとき、遠近感調整器48がそれを検知して、以前の設定のままとするか、遠近感調整器78の変更を打ち消すように自動的に遠近感調整器48の設定を変更するか選択可能としておけば、視聴者が再生するコンテンツを変える度に遠近感調整を行う手間が省けて便利である。
なお、逆に、遠近感調整器48の設定が変更されたとき、遠近感調整器78がそれを検知して、以前の設定のままとするか、遠近感調整器48の変更を打ち消すように自動的に遠近感調整器78の設定を変更するか選択可能としておくこととしても良い。
PC映像再生装置50の遠近感調整器58についても同様である。
このため、遠近感調整器78、48、及び58の間に、各遠近感調整器の保持している遠近感調整のための設定値を通信する遠近感調整器間通信路90を設ける。この通信は少量のデータで十分なため、3D映像データを伝送するためのインターフェースを通信路に利用して空き時間に伝送することも可能である。
上記の遠近感調整システムの全体構成の中で、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ45、55及び75は、互いに同様の内部構成を有するので、以下では、これらに共通の説明をする際に、これらをまとめてグラフィックス・ビデオ・プロセッサ65と呼び、同様に遠近感調整器48、58及び78は、互いに同様の内部構成を有するので、以下では、これらに共通の説明をする際に、これらをまとめて遠近感調整器80と呼ぶ。
図2に、本発明における立体画像の遠近感調整器80の構成をグラフィックス・ビデオ・プロセッサ65とともに示す。遠近感調整器80は、左右各眼用の視差のある映像を変形させるものであり、水平スケーラ81と、スケーラ倍率設定手段82と、水平シフタ83と、シフト幅設定手段84と、遠近感調整コントローラ86と、調整情報受信器87と、調整情報送信器88とを有する。
グラフィックス・ビデオ・プロセッサ65の出力(L画面データ及びR画面データを含む3D映像データ)VTDを遠近感調整器80に入力する。このとき、3D映像データを遠近感調整器80中の水平スケーラ81に入力する。同時に、L/R画面識別信号SLRを遠近感調整器80中の遠近感調整コントローラ86に入力する。ここに、3D映像データVTDの左眼用、右眼用のそれぞれの画面をL画面データ、R画面データと呼ぶことにすると、L/R画面面識別信号SLRは、水平スケーラ81に入力されつつある3D映像データVTDがL画面データか、R画面データかを示す。
水平スケーラ81では、入力されるL画面データ、R画面データのそれぞれに対して、水平方向の長さをスケーラ倍率設定手段82で指定される倍率で変更(変倍)して、変倍L画面データ、変倍R画面データとし、次段の水平シフタ83へ送る。水平シフタ83では、変倍L画面データ、変倍R画面データのそれぞれに対して、これらの画面データが表示画面上に表示されるときの水平方向の位置を、シフト幅設定手段84で指定されるシフト幅だけシフトし、そのようにシフトされたデータを調整後L画面データVLA、調整後R画面データVRAとして出力する。
後に詳しく述べるように、例えば、画像の左の端部が表示画面の左の端部に一致し、画像の右の端部と画面の左の端部の間にすきまができるように、あるいは、画像の右の端部が表示画面の右の端部に一致し、画像の左の端部と画面の左の端部の間にすきまができるように変倍率及びシフト幅が定められる。
遠近感調整器80が遠近感調整器48又は58を構成する場合には、水平シフタ83の出力は、次段となるセレクタ72に送られ、遠近感調整器80が遠近感調整器78を構成する場合には、水平シフタ83の出力は遠近感調整器80の出力として、3D表示器79に送られる。
ここで、L画面データ、R画面データのそれぞれに対して、スケーラ倍率とシフト幅を切り替えるため、L/R画面識別信号SLRを受けた遠近感調整コントローラ86が、スケーラ倍率設定手段82とシフト幅設定手段84を介して水平スケーラ81と水平シフタ83の設定をL/R画面の切り替わりタイミングに対応して制御する。スケーラ倍率設定手段82とシフト幅設定手段84には、調整情報としてのスケーラ倍率とシフト幅を保存しておく。スケーラ倍率設定手段82とシフト幅設定手段84の組合せは調整情報保持手段85と呼ばれる。
複数の遠近感調整器(48、58、78)の間で調整機能を分担する機能を実現するには、遠近感調整コントローラ86が、調整情報保持手段85に記憶したスケーラ倍率とシフト幅を調整情報送信器88によって外部に送信したり、逆に、外部の遠近感調整器や他の制御手段から遠近感調整に関わるデータを調整情報受信器87によって受信し、遠近感調整コントローラ86で処理したうえで、調整情報保持手段85に設定する。調整情報送信器88と調整情報送信器87とで調整情報通信手段89が構成される。
図3(a)〜(d)に、本発明における立体画像の遠近感調整方法を示す。図には、遠近感調整器80に入力される調整前の3D映像データと調整後の3D映像データについて、表示画面と画面上に表示される映像の位置関係を示している。
図3(a)は表示画面を示す。図3(b)は、遠近感調整器80で調整前の3D映像データを構成するL画面データとR画面データが、表示画面と完全に一致した位置に表示される様子を示す。説明のため画面を水平方向に5分割し、分割領域に符号L1〜L5、R1〜R5を付した。
図3(c)は、遠近感調整器80で調整後の3D映像データを構成するL画面データVLA及びR画面データVRAが、表示画面に表示される様子を示した。水平方向に5分割した画面が、それぞれ水平スケーラ81によって幅方向に短縮されている。またL画面データは、右端が表示画面の右端に一致するように水平シフタ83によって右側にシフトされ、R画面データは、左端が表示画面の左端に一致するように水平シフタ83によって左側にシフトされている。
比較のため、図3(d)に、従来技術による遠近感調整を適用した場合の調整後のL画面データとR画面データが表示画面に表示される様子を示した。図3(d)では表示画面からはみ出して失われる画面データODAがあるのに対して、図3(c)では失われる画面データはない。したがって、遠近感調整の程度に差がなければ、本発明を適用した図3(c)が優れている。
なお、図3(c)及び(d)ともに表示画面に画面表示データが供給されない部分NDAができるため、この部分には映像は表示されず、視聴者には見えない部分になる。ちょうど16:9画面のテレビに4:3映像を表示するときに画面両サイドを黒くしたものと同じ状態であり、視聴の著しい邪魔にはならない。
また、表示される画面の幅は、スケーラ倍率設定手段82に設定した変倍率で短くなる。実際に適用したときの変倍率はおよそ90%以上である。16:9画面のテレビに4:3映像を表示するときに横方向に拡大して表示する方法を適用したとき変倍率は133%程度になるが、視聴者は許容して視聴している。したがって、変倍率が90%になって表示される画面が幅方向に10%縮んでも、十分に視聴の許容範囲に入ると言える。
図4(a)〜(d)に、本発明における立体画像の遠近感調整方法の別の例の説明図を示す。図3(c)、(d)では水平スケーラ81によって幅方向に短縮した後、L画面データ右端が表示画面の右端に、R画面データ左端が表示画面の左端に、それぞれ一致するように水平シフタ83によってシフトしたが、図4(c)、(d)は逆向きにシフトする例を示す。即ち、図4(c)、(d)の例では、L画面データ左端が表示画面の左端に一致するように、R画面データ右端が表示画面の右端に一致するように水平シフタ83によってシフトされる。なお、図4(a)及び(b)は、図3(a)及び(b)と同じものを示す。
遠近感調整時にシフトする向きによって、視聴者が3D映像を見たときに感じる距離感を動かす向き、すなわち、近づけるか遠ざけるかの向きを変える。図3(c)、(d)に示す方法は、表示される3D映像を手前に引き寄せるように遠近感を調整する場合に適用し、図4(c)、(d)に示す方法は、表示される3D映像を遠方に離すように遠近感を調整する場合に適用する。
以下の図5(a)から図8(d)を参照しながら遠近感調整の具体例を説明する。
これらの図は視聴者が表示画面を見ているときの平面図で、奥行き方向の位置を示す縦軸下端の符号VWで示すところに視聴者の左眼YL、右眼YRが位置し、符号SCNで示す位置に置かれた表示画面を見る。
表示画面SCNが占める幅方向範囲(画面サイズ)が符号SWa、SWb、SWcで示され、それらの左端、右端がそれぞれ符号EL、ERで示されている。
表示画面SCNの位置を示す水平線から下向きに延びた目盛線が、L画面データ(L画像)VLの表示位置を示し、目盛線のうちの最も左に位置するものLH0が実際に又は仮想的に表示される画像の左側端部を示し、目盛線のうちの最も右に位置するものLH8が実際に又は仮想的に表示される画像の右側端部を示す。同様に、表示画面SCNの位置を示す水平線から上向きに延びた目盛線が、R画面データ(R画像)VRの表示位置を示し、目盛線のうちの最も左に位置するものRH0が実際に又は仮想的に表示される画像の左側端部を示し、目盛線のうちの最も右に位置するものRH8が実際に又は仮想的に表示される画像の右側端部を示す。ここで、「仮想的に表示される」と言うのは、表示画面SCNの外側にあるために実際には表示されないが、仮に表示画面が横方向に延長されていれば表示されることを意味する。
左眼用のL画面及び右眼用のR画面上の画像部分の表示位置が「○」印及び「×」印で示され、これらの画像部分により、視聴者VWに見える虚像の奥行き位置が同じ記号「○」及び「×」、並びに符号PV1、PV2で示されている。
SWaは基準の画面サイズを示し、SWb、SWcは異なる画面のサイズを示す。図示の例ではSWbはSWaの1/2であり、SWcはSWaの2倍である。
基準の画面サイズSWaで画像を見たときの様子を、図5(a)、図6(a)、図7(d)、図8(d)に示す。遠近感調整器80に入力されるL画面データ及びR画面データ(VTD)は図5(a)、図6(a)、図7(d)、図8(d)の基準画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されているとする。
図5(a)〜(d)に、従来例における立体画像の遠近感調整の具体例を示す。
図5(a)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、基準の半分の画面サイズSWbで見た場合の遠近感の変化が図5(c)に示され、それに対する従来例による遠近感調整の結果が図5(b)及び図5(d)に示される。図5(c)は図3(b)及び図4(b)に示す遠近感調整前の状態に相当し、図5(b)は図3(d)に示す遠近感調整後の表示画面に相当し、図5(d)は図4(d)に示す遠近感調整後の表示画面に相当する。
左眼用のL画面では中央LH4に「×」印、その右側LH5に「○」印を表示する。また、右眼用のR画面では中央RH4に「×」印、その左側RH3に「○」印を表示する。「○」印は、左右両眼が「○」印を見込む視線の交点PV1にあるように見え、「×」印は、左右両眼が「×」印を見込む視線の交点PV2(図示の例では、表示画面SCN上の位置)にあるように見える。
図5(b)〜(d)を見比べると、表示画面サイズが基準のサイズと異なることにより、「○」印と「×」印が見える奥行き位置PV1、PV2に違いが出ることと、遠近感調整によってその奥行き位置を動かせる様子がわかる。
「○」印が元と同じ奥行き位置に見えるように遠近感調整するには、表示される3D映像を手前に引き寄せるため図3(d)のように処理することで、図5(b)のようにすればよい。しかしこの場合、前述のようにL画面データの右端とR画面データの左端が表示画面からはみ出して失われる。
図6(a)〜(d)に、本発明における立体画像の遠近感調整の具体例を示す。
図6(a)及び図6(c)は、それぞれ図5(a)及び図5(c)と同じである。
図5(a)〜(d)の場合と同様に、図6(a)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、基準の半分の画面サイズSWbで見た場合の遠近感の変化が図6(c)に示され、それに対する本発明による遠近感調整の結果が図6(b)及び図6(d)に示される。図6(c)は図3(b)及び図4(b)に示す遠近感調整前の状態に相当し、図6(b)は図3(c)に示す遠近感調整後の表示画面に相当し、図6(d)は図4(c)に示す遠近感調整後の表示画面に相当する。
「○」印と「×」印の表示画面上の表示位置は、図5(a)〜(d)について説明したのと同様であり、表示画面上の「○」印は、左右両眼が「○」印を見込む視線の交点PV1に、「×」印は、左右両眼が「×」印を見込む視線の交点PV2にあるように見える。
図6(b)〜(d)を見比べると、表示画面サイズが基準のサイズと異なることにより、「○」印と「×」印が見える奥行き位置PV1、PV2に違いが出ることと、遠近感調整によってその奥行き位置を動かせる様子がわかる。
「○」印が元と同じ奥行き位置に見えるように遠近感調整するには、表示される3D映像を手前に引き寄せるため、図3(c)のように処理することで、図6(b)のようにすればよい。ただし、表示画面サイズが基準のサイズの場合とまったく同じ奥行き位置にすべての画像部分が見えるように調整することはできないので、想定した視聴者にとって最適となるように設定する。なお、視聴者が実映像を見ながら、調整することができるように構成しても良い。
これらの点は、図5(b)〜(d)に示す従来技術の場合も同様であるが、本発明の場合、前述のようにL画面データもR画面データも、端が表示画面からはみ出して失われることはない。
図7(a)〜(d)に、従来例における立体画像の遠近感調整の他の具体例を示す。この例は、図7(d)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、図7(a)〜(c)で示されるように、基準の2倍の画面サイズSWcで見る場合である。
図7(d)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、基準の2倍の画面サイズSWcで見た場合の遠近感の変化が図7(b)に示され、それに対する従来例による遠近感調整の結果が図7(a)及び図7(c)に示される。図7(b)は図3(b)及び図4(b)に示す遠近感調整前の状態に相当し、図7(a)は図3(d)に示す遠近感調整後の表示画面に相当し、図7(c)は図4(d)に示す遠近感調整後の表示画面に相当する。
「○」印、「×」印、及び符号PV1、PV2の意味は図5(a)〜(d)及び図6(a)〜(d)と同じである。
「○」印が元と同じ奥行き位置に見えるように遠近感調整するには、表示される3D映像を図5(c)の場合とは逆に遠方に離すため図4(d)のように処理することで、図7(c)のようにすればよい。しかしこの場合、前述のようにL画面データの左端とR画面データの右端が表示画面からはみ出して失われる。
図8(a)〜(d)に、本発明における立体画像の遠近感調整の他の具体例を示す。図8(b)及び(d)は、それぞれ図7(b)及び(d)と同じである。図8(a)〜(d)の例は、図7(a)〜(d)の例と同様に、図8(d)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、図8(a)〜(c)で示されるように、基準の2倍の画面サイズSWcで見る場合である。
図8(d)に示される基準の画面サイズSWaで見たときに遠近感が程よく設定されている3Dコンテンツを、基準の2倍の画面サイズSWcで見た場合の遠近感の変化が図8(b)に示され、それに対する本発明による遠近感調整の結果が図8(a)及び図8(c)に示される。図8(b)は図3(b)及び図4(b)に示す遠近感調整前の状態に相当し、図8(a)は図3(c)に示す遠近感調整後の表示画面に相当し、図8(c)は図4(c)に示す遠近感調整後の表示画面に相当する。
「○」印、「×」印、及び符号PV1、PV2の意味は図5(a)〜(d)、図6(a)〜(d)、及び図7(a)〜(d)と同じであり、表示画面上の「○」印は、左右両眼が「○」印を見込む視線の交点PV1に、「×」印は、左右両眼が「×」印を見込む視線の交点PV2にあるように見える。
図8(a)〜(c)を見比べると、表示画面サイズが基準のサイズと異なることにより、「○」印と「×」印が見える奥行き位置PV1、PV2に違いが出ることと、遠近感調整によってその奥行き位置を動かせる様子がわかる。
「○」印が元と同じ奥行き位置に見えるように遠近感調整するには、表示される3D映像を遠方に離すため、図4(c)のように処理することで、図8(c)のようにすればよい。ただし、表示画面サイズが基準のサイズの場合とまったく同じ奥行き位置にすべての画像部分が見えるように調整することはできないので、想定した視聴者にとって最適となるように設定する。なお、視聴者が実映像を見ながら、調整することができるように構成しても良い。
これらの点は、図7(a)〜(c)に示す従来技術の場合も同様であるが、本発明の場合、前述のようにL画面データもR画面データも、端が表示画面からはみ出して失われることはない。
3DコンテンツのL画面データとR画面データを表現する3D映像表示データの表現形式には、複数種類ある。これら表現形式に本発明を適用して遠近感調整する場合について説明する。
図9(a)〜(i)に、本発明における立体画像の遠近感調整方法の適用例を示す。上記の図3(c)に説明した本発明の遠近感調整方法を3D映像表示データの幾つかの代表的な表現形式に対して適用する。
図9(a)は表示画面がL画面、R画面ともにフルHD解像度(1920×1080)の場合であり、3D映像表示データの表現にフレームパッキング形式を適用する。画面表示データはL画面、R画面を合わせて1920×2160画素分ある。このデータを水平スケーラ81によって幅方向に短縮し、上半分のL画面データは右端が表示画面(図9(e))の右端に一致するように水平シフタ83によって右側にシフトし、下半分のR画面データは左端が表示画面の左端に一致するように水平シフタ83によって左側にシフトする(図9(f))。
図9(b)は表示画面がL画面、R画面ともにハーフHD解像度(1920×540)の場合であり、3D映像表示データの表現にトップアンドボトム形式を適用する場合である。画面表示データはL画面、R画面を合わせて1920×1080画素分ある。このデータを水平スケーラ81によって幅方向に短縮し、上半分のL画面データは右端が表示画面の右端に一致するように水平シフタ83によって右側にシフトし、下半分のR画面データは左端が表示画面の左端に一致するように水平シフタ83によって左側にシフトする(図9(g))。
図9(c)も表示画面がL画面、R画面ともにハーフHD解像度(1920×540)の場合であるが、こちらは3D映像表示データの表現にラインバイライン形式を適用する場合である。画面表示データはL画面、R画面を合わせて1920×1080画素分ある。このデータを水平スケーラ81によって幅方向に短縮し、上から奇数番目の水平ラインのL画面データは右端が表示画面の右端に一致するように水平シフタ83によって右側にシフトし、上から偶数番目の水平ラインのR画面データは左端が表示画面の左端に一致するように水平シフタ83によって左側にシフトする(図9(h))。
図9(d)は表示画面がL画面、R画面ともにハーフHD解像度(960×1080)の場合であり、3D映像表示データの表現にサイドバイサイド形式を適用する場合である。画面表示データはL画面、R画面を合わせて1920×1080画素分ある。このデータを水平スケーラ81によって幅方向に短縮し、各水平ラインの左半分のL画面データは右端が表示画面の右端に一致するように水平シフタ83によって右側にシフトし、各水平ラインの右半分のR画面データは左端が表示画面の左端に一致するように水平シフタ83によって左側にシフトする(図9(i))。
こうして処理した3D映像表示データが、遠近感調整済みとなって次段に送られる。なお、図4(c)に説明した本発明の遠近感調整方法を3D映像表示データの代表的な表現形式に対して適用する場合も、L画面、R画面を水平シフトする向きが異なる以外、同じ処理となる。
以上のようにして、各遠近感調整器80で表示画面サイズ、視聴距離、遠近感に対する視聴者の嗜好など個々の視聴環境・条件に対応した最適な立体視の感覚が得られるように調整した調整結果は、各遠近感調整器80内の調整情報保持手段85に保持され、3Dコンテンツ再生時に視聴者やコンテンツに応じて設定を適宜切り替え、最適な視聴感覚を提供する。家庭用の3Dテレビ(テレビ受像機70のみ、又はテレビ受像器70にディスク映像再生装置40を加えたもの、或いは3D映像表示処理器71と3D表示器79の組合せ)やディスク映像再生装置40としてのブルーレイディスクプレーヤーは複数名で共用するが、遠近感調整パラメータの最適値は個人によって異なる場合があるので、視聴者によって切り替えるようにしてもよい。
また、3D放送コンテンツの中でも番組のジャンルによって遠近感調整パラメータの最適値が異なる場合も想定できる。この場合、視聴者が手動で遠近感調整パラメータを都度調整したり、プリセットして記憶しておいた値から選択したり、また、番組に付帯する情報によって自動で切り替えたりしてもよい。
こうした機能を、異なる箇所に設けられた複数個の遠近感調整器78、遠近感調整器48、及び遠近感調整器58の間で調整幅を分担して実現するため、遠近感調整器間通信路90を介して、相互に遠近感調整パラメータを通知する。たとえば、遠近感調整器78がマスターとなって、映像再生表示システムに含まれる他の遠近感調整器48、遠近感調整器58からそれぞれの遠近感調整パラメータを読み出し、最適配分を算出し、遠近感調整器78自身にパラメータを設定した上で、遠近感調整器48、遠近感調整器58に対してそれぞれに設定すべきパラメータを通知して、映像再生表示システム全体で実現する3D映像表示の遠近感調整を制御することができる。
次に、遠近感調整器80内の水平スケーラ81及び水平シフタ83の処理の一例を図10及び図11を参照してより詳しく説明する。
これらの図において、調整前の画像の幅GWaは、表示画面の幅SWに等しく、調整前の画像の両端(例えば図6(a)のLH0、LH8、又はRH0、RH8)は、表示画面の両端(EL、ER)に一致しているものとする。
水平スケーラ81における変倍の際は、画像の一部例えば画像の一方の端部、例えば左端を固定して、画像の他の部分の、上記画像の一部からの距離を変倍率βに応じて変えることで行われる。例えば、図10及び図11の(a)及び(b)に示すように、画像左端を固定し、その他の部分を、変倍前の左端からの距離に変倍率βを乗じた距離となるように、移動させる。変倍後の画像の幅GWbはβ×GWaとなり、図10及び図11の(b)に示すように、画像の右端は、変倍前に比べて距離
sa(=GWa−GWb=GWa×(1−β))
だけ移動(シフト)する。
水平シフタ83は、このように変倍された画像を、必要に応じて水平方向にシフトさせる。調整後の画像の左端を調整前の画像の左端(表示画面の左端)に一致させる場合(例えば図6(b)のRH0がELに一致しているR画面データ或いは図6(d)のLH0がELに一致しているL画面データを得る場合)には、図10の(c)に示すようにシフト幅haはゼロである。
調整後の画像の右端を調整前の画像の右端(表示画面の右端)に一致させる場合(例えば図6(b)のLH8がERに一致しているL画面データ或いは図6(d)のRH8がERに一致しているR画面データを得る場合)には、図11の(c)に示すようにシフト幅haは移動量(シフト幅)saに等しい。
このようなシフト幅haを予め算出し、シフト幅設定手段84に記憶させておく。
図12に、本実施の形態における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成を示す。このレジスタ構成は、調整情報保持手段85に保持したり、遠近感調整器間通信路90を介して通信する遠近感調整パラメータの形式のものであり、図10及び図11を参照して説明したように、水平スケーラ81による変倍に際し、画像(L画面、R画面の各々)の一端(左端及び右端の一方)を調整前と同じ位置に固定し、画像の他の部分の、上記一端からの距離を、変倍率に応じて移動させる場合を想定している。
このような処理を行う場合の画像の他端の移動量(シフト幅)saを、調整前の画素ピッチを単位として7ビットで表し、そのシフト方向dsを1ビットで表す。
1画素当たりのシフト幅pwは、シフト幅saを水平方向の画素数で割ることで求められ、変倍の際のシフト幅(変倍前に対する変倍後の各画像部分の変位)は、変倍の際の画像の固定端では、ゼロであり、該固定端からの1画素離れるごとに、1画素当たりのシフト幅pwを加算することで、即ち、固定端からの距離に応じて1画素当たりのシフト幅pwを積算することで、各画素のシフト幅が求められる。
本実施の形態では、L画面、R画面のシフト幅は同じであるので、シフト幅saを表すパラメータは1つのみである。また、シフト幅saを決定すれば、変倍率が決まるので、スケーラの変倍率を記憶しておく必要はない。
水平シフタ83におけるシフト幅haは、図10、図11を参照して説明したように、調整後の画像の上記一端(変倍に際して固定した端部)を表示画面の対応する一端に一致させる(水平シフタ83によるシフトに際し移動させない)場合は0であり、調整後の画像の上記他端を表示画面の上記他端に一致させる場合は、シフト幅saに等しい。
以上のように、図12の例では、遠近感調整パラメータの処理が簡単であるというメリットがある。
なお、水平スケーラ81で、画像を水平方向に変倍すると、変倍前の画像において3D表示器79を構成する表示デバイス画面の画素位置に一致していた画像部分(画素)が、変倍後の画像においては、表示デバイスの画面の画素位置に一致しなくなる可能性がある。このような場合、変倍後の画像における画素の画素値を元に補間を行って、表示デバイス画面の画素位置に一致する画素の画素値を求めることが必要となる。このような補間処理は、水平スケーラ81内において行っても良く、水平シフタ83において、シフト後の画像に対して行っても良い。水平スケーラ81において補間処理を行う場合には、補間後の画素に対する、水平シフタ83でのシフト処理におけるシフト幅haが、表示デバイスの画面の画素ピッチの整数倍となるように調整を行う。例えば、変倍後の画像の左端を表示画面の左端に一致させる場合、補間後の画像の右端の画素位置が、シフト幅saだけシフトした位置よりもさらにある距離Δs(画素ピッチよりも短い値)だけシフトした位置にあるとすれば、水平シフタ83でのシフト処理におけるシフト幅haを、シフト幅saと距離Δsの和に等しくする。
ここで、ディスク映像再生装置40としてのブルーレイディスクプレーヤー内の遠近感調整器48に記憶された遠近感調整パラメータを、3Dコンテンツに組込んだ制御ソフトウェアがプレーヤーの機器設定パラメータとして読み取れるようにしておけば、3Dコンテンツ自身がこのパラメータを3D効果に対するユーザ嗜好として検知することが可能になる。ブルーレイディスクのコンテンツにはプログラミング言語をコンテンツの一部として組み込むことが可能なため、このプログラミング言語を利用して制御ソフトウェアを組込み、コンテンツにブルーレイディスクプレーヤーに対する制御機能を持たせることができる。
この場合、ディスク映像再生装置40が3Dパッケージコンテンツ11に対して設定した遠近感調整パラメータは、テレビ受像器70が3D放送コンテンツ31に対して最適に設定した遠近感調整パラメータに対する差分になるので、その遠近感調整パラメータの設定値を3D効果に対するユーザの好みの傾向を示すものと見なし、コンテンツでこれを検知し、視聴しているユーザの3D効果に対する好みにコンテンツが積極的に合わせて再生することが可能になる。
このときそのブルーレイディスクプレーヤーを使うユーザ全てに同じ遠近感調整を提供することになるが、たとえばブルーレイディスクプレーヤーを起動する際に、選択ボタンなどによって個々のユーザを識別できるようにしておけば、個々のユーザが設定した遠近感調整パラメータを参照して3D効果に対する好みに合わせることも可能になる。
実施の形態2.
図13に、本発明の実施の形態2の映像表示制御装置を備えた立体画像の遠近感調整システムを備えた映像再生表示システムの全体構成を示す。大部分は図1と同じであり、符号の意味も共通であるが、グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75と遠近感調整器78の配置を入れ替えた点で異なる。すなわち、セレクタで選択された3D映像データを、まず遠近感調整器78に入力して遠近感調整を実現するための処理を施した上で遠近感調整済み3D映像データとしてグラフィックス・ビデオ・プロセッサ75に入力するようにした。
実施の形態1の末尾で説明したように、実施の形態1では、異なる箇所に設けられた複数個の遠近感調整器78、遠近感調整器48、遠近感調整器58の間で調整幅を分担する。この場合、遠近感調整器78と遠近感調整器48、遠近感調整器78と遠近感調整器58を、それぞれセレクタ72を介して直に(グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75を介することなく)接続するようにすることで、遠近感調整器間通信路90を介して相互に通知する遠近感調整パラメータを合成しやすくなる。たとえば遠近感調整器78におけるシフト幅と遠近感調整器48におけるシフト幅をそれぞれのシフト方向を考慮に入れて合算するだけで最適調整値を得ることができる。
また、こうしたパラメータの通知を行う遠近感調整器間通信路90の構成もセレクタ72を介して直に(グラフィックス・ビデオ・プロセッサ75を介することなく)接続するため容易になり、たとえば、ビデオディスク映像再生装置40とテレビ受像器70の間のHDMI等の映像インターフェースを利用して形成することが容易になる。
実施の形態3.
次に、図14(a)〜(d)を参照して、本発明における立体画像の遠近感調整のためのパラメータの定め方の例を説明する。実施の形態1において、遠近感調整のために、調整前のL画面、R画面のデータに対して水平方向に所定幅だけシフトを与えて調整する具体例を説明した。その際の画像を構成する画素(画像部分)の調整前と調整後の水平位置の関係を図14(a)〜(d)に示す。
図14(a)は、図3(a)〜(d)を参照して説明した遠近感調整方法の場合に対応し、表示画面を全体に手前に引き寄せる場合に当たる。横軸は遠近感調整前の画素の水平位置を示し、同じ画素が調整後に表示される水平位置を縦軸に示す。
水平方向の位置は、調整前の画素ピッチを単位とする座標で表される。L画面で調整前に左端である座標hが0の位置に表示されていた画素は調整で右側に192画素(調整前の画素ピッチの192倍)シフトされて座標hが192の位置に表示され、調整前に座標hが1920の位置に表示されていた画素は調整後もそのまま座標hが1920の位置に表示される。また、R画面で調整前に左端である座標hが0の位置に表示されていた画素は調整後もそのまま座標hが0の位置に表示され、調整前に座標hが1920の位置に表示されていた画素は調整で左側に192画素シフトされて座標hが1728の位置に表示される。なお、シフト幅は図面上でわかりやすくするため実際より誇張されている。他の図でも同様である。
同様に、図14(b)は、図4(a)〜(d)を参照して説明した遠近感調整方法の場合に対応し、表示画面を立体視したときに全体に奥に離す場合に当たる。調整前後のL画面とR画面の画素の表示位置は、図14(a)とは逆にシフトされる。
図14(c)は、立体視したときに画面の中央部だけ手前に引き寄せるような遠近感調整を実現する方法である。L画面の中央部を右寄りに、R画面の中央部を左寄りに寄せるように、それぞれの画面の画素をシフトする。図14(a)、(b)の場合と異なる点は、各画素をシフトさせるシフト幅が一定ではなく、画素の水平位置によって変化していることである。これにより、水平位置による遠近感調整の程度を滑らかに変化させ、自然な立体視画面を得ることができる。また両画面ともに、画面両端は遠近感調整前と同じくシフトさせていないので、映像の欠損は生じることもない。
このような遠近感調整を実現するには、シフト幅を理想的には各画素ごとに指定可能とする必要があるが、シフト幅を指定する情報量が膨大になり、また画素単位で指定したときの量子化誤差による精度不足も出てくるので、実用的には水平方向の画素を複数の区間に分割し、各区間ごとにシフト幅を指定することが現実的である。その方法は後述する。
図14(d)は、立体視したときに画面の両端部を奥に離すような遠近感調整を実現する方法である。図14(c)と場合と逆に、L画面では左端はシフトせずに右端寄りになるにしたがって画素を左へシフトし、R画面では右端はシフトせずに左端寄りになるにしたがって画素を右へシフトする。またシフト幅は図14(c)と同様、画像を水平方向に複数の区間に分割して曲線を区分線形近似し、各区間ごとにシフト幅を指定する。
なお、図14(c)及び(d)において、グラフの傾きが1以上の部分は、水平方向の幅が調整前に比べ調整後の方が大きくなることを示している。つまり、この部分は水平方向の幅が拡大されるので、水平スケーラ81における変倍率が1より大きくなる。
図15に、本発明における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成の他の例を示す。図15の例は、画像を図16及び図17に示すように、幅方向にN区間(Nは整数)に分割し、区間毎にスケーラ倍率及びシフト幅を定める場合に用いられる。調整前の画像の幅(調整前の画素ピッチの単位として表した幅)GWaは例えば1920であり、N=4の場合を想定している。
図15、図16及び図17の例でも、調整前の画像の幅GWaは、表示画面の幅SWに等しく、調整前の画像の両端(例えば図6(a)のLH0、LH8、又はRH0、RH8)は、表示画面の両端(EL、ER)に一致しているものとする。
第1の区間SC1は座標h0=0から位置h1までの区間、第2の区間SC2は位置h1から位置h2までの区間、第3の区間SC3は位置h2から位置h3までの区間、第4の区間SC4は位置h3から位置h4までの区間であり、例えば、
h0=0=[00H]
h1=320=[14H]
h2=960=[3CH]
h3=1600=[64H]
h4=1920=[78H]
とする。
上記の式で[xxH]は、xxが16進数であることを示す。
各区間の調整パラメータは2バイトで表現されており、各々の区間SCi(i=1〜4)の右端の位置(遠近感調整前の位置)hiを表すのに1バイトが用いられ、他の1バイトのうちの1ビットがシフト方向ds(i)を表すのに用いられ、残りの7ビットが各区間のシフト幅sa(i)を表すのに用いられている。
ここで言うシフト幅sa(i)は、水平スケーラ81において変倍を行う際に、各区間の一端、例えば左端を固定したときに、該区間の他方の端部、例えば右端をどの程度移動させるかを示すものであり、従って、変倍前の(従って調整前の)各区間の幅に対する変倍後の(従って調整後の)各区間の幅の変化分の絶対値を意味する。
水平スケーラ81における変倍率βは、各区間について与えられ、各区間の調整前の水平方向の幅に対する調整後の水平方向の幅の比(後者を前者で除した値)で与えられるべきものである。
従って、各区間SCi(i=1〜4)の変倍率βは、調整前の区間の幅に、当該区間のシフト幅sa(i)を加算又は減算した値(シフト方向ds(i)が右方向を示す場合には加算し、左方向を表す場合には減算する)を、当該区間の調整前の幅で割ることで求められる。調整前の各区間の幅は、各区間の右端hiから、当該区間の左端、或いは当該区間の左側に位置する区間の右端h(i−1)を差し引くことで求められる。
水平スケーラ81における変倍の際は、例えば図16及び図17の(a)及び(b)に示すように、画像の各区分の左端を固定して、画像の各区分のその他の部分を、変倍前の各区分の左端からの距離に、変倍率を乗じた距離となるように、移動(シフト)させる。
図15の各区分のシフト幅sa(i)は、各区分SCiの右端の移動量(シフト幅)を示すものであるので、該区分SCi内の1画素当たりのシフト幅pw(i)は、シフト幅sa(i)を該区分内の水平方向の画素数で割ることで求められ、変倍の際のシフト幅(変倍前に対する変倍後の画像部分の変位)は、変倍の際の画像の各区間の左端ではゼロであり、該左端から1画素離れるごとに、1画素当たりのシフト幅pw(i)を加算又は減算することで、即ち、左端からの距離に応じて、シフト方向を考慮した1画素当たりのシフト幅pw(i)(即ち、ds(i)×pw(i))を積算することで、各画素のシフト幅が求められる。
シフト方向ds(i)が右方向のときds(i)=+1、左方向のときに、ds(i)=−1であれば、区間SCi内の左端からk番目(左端の画素を1番目とする)の画素のシフト幅sp(k,i)は、
sp(k,i)=pw(i)×(k−1)
で表される。
水平シフタ83は、このようにして変倍された各区間の画像を必要に応じて水平方向にシフトさせる。
調整後の画像の左端を調整前の画像の左端(表示画面の左端)に一致させる場合(例えば図6(b)のR画面データ、或いは図6(d)のL画面データを得る場合)には、図16の(c)に示すように、互いに隣接する区間相互間に隙間を空けないように(変倍により生じた隙間を埋めるため、当該隙間の右側の区間を左側に寄せて)並べて行く。従って、
左端の区間SC1のシフト幅ha(1)はゼロ、
左端以外の各区間SCi(i=2〜4)のシフト幅ha(i)は、
Figure 0005479264
で与えられる。
さらに、各区間の右端の、調整前の位置に対するシフト幅hb(i)は、
Figure 0005479264
で表される。
このように、各区間のシフト幅ha(i)は、当該区間の左側に位置する区間の各々の、シフト方向(シフト方向に対応する符号)を考慮に入れたシフト幅(ds(j)×sa(j)):(ここで、j=1〜(i−1))を積算することで求められ、各区間のシフト幅hb(i)は、当該区間及び当該区間の左側に位置する区間の各々の、シフト方向を考慮に入れたシフト幅(ds(j)×sa(j)):(ここで、j=1〜i)を積算することで求められる。
調整後の画像の右端を調整前の画像の右端(表示画面の右端)に一致させる場合(例えば図6(b)のL画面データ、或いは図6(d)のR画面データを得る場合)には、図17の(c)に示すように、互いに隣接する区間相互間に隙間を空けないように(変倍により生じた隙間を埋めるため、当該隙間の左側の区間を右側に寄せて)並べて行く。従って、各区間のシフト幅ha(i)は、
Figure 0005479264
で与えられる。
区間の数を一般化してNで表すと、式(3)は、
Figure 0005479264
と書き換えられる。
さらに、各区間の右端の、調整前の位置に対するシフト幅hb(i)は、
Figure 0005479264
で表される。
このように、各区間のシフト幅ha(i)は、当該区間及び当該区間の右側に位置する区間の各々の、シフト方向(シフト方向に対応する符号)を考慮に入れたシフト幅(ds(j)×sa(j)):(ここで、j=i〜N)を積算することで求められ、各区間のシフト幅hb(i)は、当該区間の右側に位置する区間の各々の、シフト方向を考慮に入れたシフト幅(ds(j)×sa(j)):(ここで、j=(i+1)〜N)を積算することで求められる。
図15では、上記の水平スケーラ81における処理で用いられるシフト幅sa(i)をレジスタに格納しておき、これを元に、水平シフタ83における処理で用いられるシフト幅ha(i)を算出している。
しかし、逆に水平シフタ83における処理で用いられるシフト幅ha(i)又はhb(i)をレジスタに記憶しておき、これを元に水平スケーラ81における処理で用いられるシフト幅sa(i)を算出することとしても良い。
シフト幅ha(i)からシフト幅sa(i)を求めるための演算は、図16の場合には、
sa(i)=ha(i+1)−ha(i)
で表され、図17の場合には、
sa(i)=ha(i)−ha(i+1)
で表される。
シフト幅hb(i)からシフト幅sa(i)を求めるための演算は、図16の場合には、
sa(i)=hb(i)−hb(i−1)
で表され、図17の場合には、
sa(i)=hb(i−1)−hb(i)
で表される。
図18に、本発明における立体画像の遠近感調整パラメータのレジスタ構成のさらに他の例を示す。図18の例も、図18と同様に、画像を幅方向に分割し、区間毎にスケーラ倍率及びシフト幅を定める場合に用いられる。調整前の画像の幅(調整前の画素ピッチの単位として表した幅)GWaは、図15の場合と同様に1920である。但し、図18では、N=8の場合を示す。また、区間の幅は互いに同一であり、区間の数Nがレジスタに格納されている。
区間の数Nは、16進数で表され、該区間の数のために1バイトが割り当てられ、各区間SCi(i=1〜8)のシフト方向ds(i)及びシフト幅sa(i)(変倍前の(従って調整前の)各区間の幅に対する変倍後の(従って調整後の)各区間の幅の変化分の絶対値)から成る調整パラメータを表すために1バイトが割り当てられている。
調整前の各区間の幅が互いに同じであるので、画像の幅(調整前の画素ピッチの単位として表した幅)GWaが1920である場合、遠近間調整前の各区間の幅は240(=1920/8)であり、第1の区間SC1は座標h0(=0)からh1、第2の区間SC2は座標h1からh2、第3の区間SC3は座標h2からh3、・・・、第8の区間SC8は座標h7からh8と表すと、
h0=0
h1=240
h2=480
h3=720

h7=1680
h8=1920
となる。
一般化して表せば、
hi=1920×i/8
となる。画像の幅をGWa、区間の数をNとして、さらに一般化すれば、
hi=GWa×i/N
となる。
水平スケーラ81における変倍率は、各区間について与えられ、各区間の調整前の水平方向の幅に対する調整後の水平方向の幅の比(後者を前者で除した値)で与えられるべきものである。
従って、各区間SCi(i=1〜8)の変倍率βは、予め知られている調整前の区間の幅を当該区間のシフト幅sa(i)により加算又は減算した値(シフト方向ds(i)が右方向を示す場合には加算し、左方向を表す場合には減算する)を、当該区間の調整前の幅で割ることで求められる。調整前の各区間の幅は、調整前の画像の幅を区間の数Nで割ることで求められる。
水平スケーラ81における処理及び水平シフタ83における処理は、図15の例について図16及び図17を参照して説明したのと同様である。
また、図18の例でも、図15の例について述べたのと同様に、水平スケーラ81における処理で用いられるシフト幅sa(i)をレジスタに格納しておき、これを元に、水平シフタ83における処理で用いられるシフト幅ha(i)を算出する代りに、水平シフタ83における処理で用いられるシフト幅ha(i)又はhb(i)をレジスタに記憶しておき、これを元に水平スケーラ81における処理で用いられるシフト幅sa(i)を算出することとしても良い。
区間分割の仕方や表現方法は図15、図18に示す例に限定されない。適切な近似手法を適用することにより、少数の情報バイトによって遠近感調整パラメータを表現可能とし、遠近感調整器の間で調整パラメータを交換して効率よく調整量を分担する機能が実現できれば目的を達成する。
以上、本発明で実現した、映像を部分的に欠損させることなく遠近感の調整機能を組み込む方法について説明した。このとき遠近感の調整機能が、映像が再生されて表示されるまでの経路上で再生機器や表示機器など複数個所に配置される場合を想定し、それぞれの調整機能を組み合わせる手法も提示した。実施の形態では、遠近感の調整方法として左右各映像を水平方向に変倍しシフトして表示させる例に限って説明したが、調整方法はこれに限らない。映像の再生から表示までの経路上の複数のステップに遠近感調整手段を持つ場合、各調整手段が連携して調整量を適切に分担する方式は、各ステップに採用する個別の遠近感調整方法が異なっても適用可能である。本発明で説明したように各機器間で遠近感に関する調整量の情報を伝達して、調整量を適切に分担することにより、コンテンツの種類や視聴環境・視聴者の嗜好など個々の視聴環境・条件によって異なる遠近感の最適設定の差を調整することが実現できる。
10 ビデオディスク、 20 PCデータ媒体、 30 放送番組、 31 3D放送コンテンツ、 40 ビデオディスク映像再生装置、 42 ビデオ・デコーダ、 43 字幕用グラフィックス・デコーダ、 44 操作用グラフィックス・デコーダ、 45 グラフィックス・ビデオ・プロセッサ、 47 遠近感調整器、 48 遠近感調整器、 50 PC映像再生装置、 52 ビデオ・デコーダ、 54 操作用グラフィックス・デコーダ、 55 グラフィックス・ビデオ・プロセッサ、 58 遠近感調整器、 60 放送映像再生装置、 62 ビデオ・デコーダ、 63 字幕用グラフィックス・デコーダ、 70 テレビ受像器、 71 3D映像表示処理器、 72 セレクタ、 75 グラフィックス・ビデオ・プロセッサ、 76 OSD生成器、 78 遠近感調整器、 79 3D表示器、 81 水平スケーラ、 82 スケーラ倍率設定手段、 83 水平シフタ、 84 シフト幅設定手段、 85 調整情報保持手段、 86 遠近感調整コントローラ、 87 調整情報受信器、 88 調整情報送信器、 90 遠近感調整器間通信路、 65 グラフィックス・ビデオ・プロセッサ、 80 遠近感調整器。

Claims (13)

  1. 立体映像コンテンツ再生手段により、立体映像コンテンツを再生して、視差を有する第1の対の映像を生成するステップと、
    前記立体映像コンテンツ再生手段により、前記第1の対の映像を変形させる第1の遠近感調整を行って、第2の対の映像を生じさせるステップと、
    前記第2の対の映像を、表示画面を有する立体映像表示手段に入力するステップと、
    前記立体映像表示手段により、前記第2の対の映像を変形させる第2の遠近感調整を行って、第3の対の映像を生じさせるステップと、
    前記表示画面により、前記第3の対の映像を、左右各眼用の映像として表示させるステップとを有し、
    前記第2の遠近感調整が前記第1の遠近感調整と連動して行われ、
    前記第1の遠近感調整は、前記第1の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第1の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、結果として得られる前記第2の対の映像の一方の左端が前記表示画面の左端に整列し、前記第2の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第1の対の映像を変形し、
    前記第2の遠近感調整は、前記第2の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第2の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、結果として得られる前記第3の対の映像の一方の左端が前記表示画面の左端に整列し、前記第3の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第の対の映像を変形する
    ことを特徴とする映像表示制御方法。
  2. 前記第1の遠近感調整を制御するための第1の設定情報を、前記立体映像コンテンツ再生手段に記憶させるステップと、
    前記第2の遠近感調整を制御するための第2の設定情報を、前記立体映像表示手段に記憶させるステップと、
    前記第1の設定情報及び前記第2の設定情報の少なくとも一方を、前記立体映像コンテンツ再生手段と前記立体映像表示手段の間で通信するステップと
    をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の映像表示制御方法。
  3. 前記第1の遠近感調整及び前記第2の遠近感調整の少なくとも一方は、前記第1の設定情報及び前記第2の設定情報を用いて行なわれることを特徴とする請求項2に記載の映像表示制御方法。
  4. 前記第1の設定情報及び前記第2の設定情報の各々として、前記水平変倍の変倍率、又は前記水平シフトのシフト幅に関する情報を用いるようにした請求項2又は3記載の映像表示制御方法。
  5. 立体映像コンテンツを再生することで得られた左右各眼用の視差のある一対の映像を入力し、
    左右各眼にそれぞれ異なる前記視差のある映像を見せるよう表示画面に表示する映像再生表示方法に適用する映像表示制御方法であって、
    前記一対の映像の双方を水平方向に変倍し、
    前記一対の映像の少なくとも一方を水平方向にシフトして、
    結果として得られる映像の一方の左端を前記表示画面の左端に整列させ、前記結果として得られる映像の他方の右端を前記表示画面の右端に整列させ、
    前記結果として得られる映像を表示する
    ことを特徴とする映像表示制御方法。
  6. 第1の遠近感調整手段を有する立体映像コンテンツ再生手段と、
    第2の遠近感調整手段を有する立体映像表示手段とを有し、
    前記立体映像コンテンツ再生手段は、
    立体映像コンテンツを再生して、視差を有する第1の対の映像を生成するものであり、
    前記第1の遠近感調整手段は、前記第1の対の映像を変形する第1の遠近感調整を行って第2の対の映像を生成し、
    前記立体映像表示手段は、前記第2の対の映像を入力とし、
    前記第2の遠近感調整手段は、前記第2の対の映像を変形する第2の遠近感調整を行って第3の対の映像を生成し、
    前記第2の遠近感調整手段は、前記第1の遠近感調整手段と連動し、
    前記立体映像表示手段は、前記第3の対の映像を表示画面により左右各眼に表示し、
    前記第1の遠近感調整は、前記第1の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第1の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、前記第2の対の映像の一方の左端が表示画面の左端に整列し、前記第2の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第1の対の映像を変形させ、
    前記第2の遠近感調整は、前記第2の対の映像の双方に対する水平変倍及び前記第2の対の映像の少なくとも一方に対する水平シフトにより、前記第3の対の映像の一方の左端が表示画面の左端に整列し、前記第3の対の映像の他方の右端が前記表示画面の右端に整列するように、前記第2の対の映像を変形させる
    ことを特徴とする映像表示制御装置。
  7. 前記第1の遠近感調整手段及び前記第2の遠近感調整手段の各々は、
    前記遠近感調整を制御するための設定情報を保持する保持手段と、
    前記設定情報を送信し、又は受信するための通信手段と
    を有することを特徴とする請求項6に記載の映像表示制御装置。
  8. 前記第1及び第2の遠近感調整手段が、両者の前記通信手段によって前記設定情報を相互間で伝達することを特徴とする請求項7に記載の映像表示制御装置。
  9. 前記設定情報が、前記水平方向に変倍するときの変倍率、又は前記水平方向にシフトして表示するときのシフト幅に関する情報を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の映像表示制御装置。
  10. 放送映像再生装置をさらに有し、
    前記立体映像表示手段は、前記放送映像再生装置で再生された第1のコンテンツと、前記立体映像コンテンツ再生手段で再生された第2のコンテンツを入力とし、前記第1及び第2のコンテンツの一方を選択し、選択されたコンテンツに対して前記第2の遠近感調整手段により前記第2の遠近感調整を行って、表示し、
    前記第2の遠近感調整手段は、前記第1のコンテンツの立体映像を表示するときに視聴者にとって最適となるよう調整され、
    前記第1の遠近感調整手段は、前記第1のコンテンツに対する最適の遠近感調整と、前記第2のコンテンツに対する最適の遠近感調整の差を補償するように調整される
    ことを特徴とする請求項6に記載の映像表示制御装置。
  11. 前記第1及び第2の遠近感調整手段の一方における前記遠近感調整のための設定の変更が、前記第1及び第2の遠近感調整手段の他方における前記遠近感調整のための設定の変更を打ち消すように行われる
    ことを特徴とする請求項10に記載の映像表示制御装置。
  12. 前記第1及び第2の遠近感調整手段の少なくとも一方が、前記第1及び第2の遠近感調整の制御のための設定値を表す情報を前記第1及び第2の遠近感調整手段の他方に送信する
    ことを特徴とする請求項10に記載の映像表示制御装置。
  13. 立体映像コンテンツを再生する立体映像コンテンツ再生手段から、左右各眼用の視差のある一対の映像が、表示画面を有する立体映像表示手段に入力し、前記立体映像表示手段の前記表示画面に、左右各眼にそれぞれ異なる前記視差のある映像を見せるように表示するシステムで用いられる映像表示制御装置において、
    前記一対の映像の双方を水平方向に変倍するスケーラと、
    前記一対の映像の少なくとも一方を水平方向にシフトするシフタとを有し、
    前記変倍及びシフトにより、
    前記一対の映像の一方の左端を前記表示画面の左端に整列させ、
    前記一対の映像の他方の右端を前記表示画面の右端に整列させる
    ことを特徴とする映像表示制御装置。
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