JP5625979B2 - 表示装置および表示方法ならびに表示制御装置 - Google Patents
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Description
本開示による表示制御装置は、立体画像データに基づいて立体画像を表示する際の観察者の視距離を検出する検出部と、視差量と奥行き知覚量との対応関係を奥行き知覚感度の低下を加味せずに示した第1の関係データと、視距離による奥行き知覚感度の低下を加味した状態での視差量と奥行き知覚量との対応関係を示した第2の関係データとを記憶する記憶部と、検出された視距離に応じて、立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する調整部とを備え、調整部は、第1の視差量に対応する奥行き知覚量を第1の関係データに基づいて算出すると共に、算出された奥行き知覚量に対応する第2の視差量を第2の関係データから取得するようにしたものである。
図1は、本開示の一実施の形態に係る立体表示装置の一構成例を示している。この立体表示装置は、表示部10と、カメラ11と、距離推定部21と、補正係数保持部22と、両眼視差調整量算出部23と、両眼視差調整部24と、画像生成部25と、表示制御部26とを備えている。
図2は、視差量と奥行き知覚量との幾何学的な関係を示している。図2では、視差画像として、L(左眼用)画像2LとR(右眼用)画像2Rとを表示部10に表示している場合の立体視の原理を模式的に示している。立体画像の見え方(立体感、奥行き感)は、視差量の違いによって異なってくる。仮に、基準面(表示部10における画像表示面)上で左眼用画像2Lおよび右眼用画像2Rが同一の画素位置にあり、視差量がゼロであれば、観察者1の左眼1Lと右眼1Rとで画像表示面上の同一の画素位置を観察することになり、実質的に2次元(2D)表示と同じである。この場合、表示画像に視差はなく観察者1は実像を見ることになる。一方、図2では、左眼用画像2Lおよび右眼用画像2Rを視差のある状態で表示した場合を示している。特に図2では、基準面(画像表示面)上で右眼用画像2Rが左眼用画像2Lに対して左側に位置している。この場合、観察者1は画像表示面に対して手前側の虚像を見る状態で立体視している。この場合、手前側に画像が飛び出して見えるような立体感が得られる。このように手前側に画像が飛び出して見えるような状態の奥行き量を、例えば+方向と定義すると、奥行き量の+方向の絶対値が大きいほど、より手前側に画像が飛び出して見えるような立体感が得られる。なお、図示を省略するが、図2の場合とは左眼用画像2Lと右眼用画像2Rとの左右の表示位置が逆となる場合、すなわち、画像表示面上で右眼用画像2Rが左眼用画像2Lに対して右側に位置する場合には、観察者1は画像表示面に対して奥側の虚像を見る状態で立体視することになる。
Z(x)=Z0・x/(x+d) ……(1)
図3から分かるように、本来の意図した奥行き量を知覚させるためには、視距離に応じて観察者1の奥行き知覚感度の低下を補うよう、視差量を調整する必要がある。このため、この立体表示装置では、カメラ11で観察者1を随時撮影する。そして、距離推定部21において、カメラ11による撮影画像を解析することによって、観察者1の視距離を検出する。次に、両眼視差調整量算出部23において、補正係数保持部22に記憶された視差量と奥行き知覚量との対応関係を示すデータに基づいて、入力された立体画像データの視差量の調整量を算出する。両眼視差調整部24では、算出された視差量の調整量に基づいて、画像生成部25に対して視差量の調整された立体画像データを生成させる。
以上のような視差量の調整を行う際に、調整前の立体画像データの視差量(第1の視差量)が所定の最大値以上となる場合には、観察者の奥行き知覚感度の低下を補いつつ、奥行き知覚量が一定となるようにしても良い。例えば図2に示したように、視差量xのときの幾何学的に予測される奥行き知覚量をZ(x)、実際の奥行き知覚量をZ’としたとき、例えば視差量xが30pixel以上では、Z’=Z(30)で一定となるようにする。表示部10が40インチの大きさでフルHD(1920×1080)の解像度を有し、観察者1の瞳孔間距離dが65mmという観察条件下においては、図4に示したように、例えば視距離が1.5mのときには、視差量xが30pixelでは幾何学的に予測される奥行き知覚量Z(x)は263mmとなる。また同様の観察条件下において、例えば視距離が6.0mのときには、視差量xが30pixelでは幾何学的に予測される奥行き知覚量Z(x)は1053mmとなる。例えば視距離が6.0mで、入力された立体画像データの視差量xが30pixel以上となる場合には、実際の奥行き知覚量Z’が1053mmで一定となるように視差量を変更する。この場合、変更後の視差量(第2の視差量)は図4に示す実測値から得られるデータに基づいて決定される。すなわち、両眼視差調整量算出部23は、調整前の視差量(第1の視差量)が所定の最大値(例えば30pixel)以上となる場合には、調整後の視差量(第2の視差量)を所定の最大値に対応する固定の値とする。なお、奥行き知覚量をどの程度の値で一定にするかは、例えば立体表示装置の製造者や観察者の好みに応じて決めればよい。
以上の説明では、視差量と奥行き知覚量との対応関係を示す第1および第2の関係データを補正係数保持部22に保持しておき、両眼視差調整量算出部23では、それら2つの関係データに基づいて第2の視差量を算出するようにしていたが、奥行き知覚量の値を直接的に用いずに第2の視差量を算出するようにしても良い。
以上の説明では、視距離Z0に応じて、第1の視差量xと第2の視差量x’との対応関係を可変させるものとしていたが、さらに観察者1の瞳孔間距離d(両眼間距離)に応じて視差量を可変制御するようにしても良い。上述の図2および上記式(1)から分かるように、奥行き知覚量Z(x)は瞳孔間距離dの値によっても変化する。[表2]は、視距離Z0および瞳孔間距離dに応じた、視差量xと幾何学的に予測される理論的な奥行き知覚量Z(x)との対応関係の一例を示している。なお、[表2]における瞳孔間距離d=65mmのときの視差量xと奥行き知覚量Z(x)との関係は、図3、図4における視距離が1.5m、3.0m、6.0mのときの実線のグラフに相当する。
以上説明したように、本実施の形態に係る立体表示装置によれば、視距離に応じて観察者1の奥行き知覚感度の低下を補うよう、立体画像データの視差量を調整するようにしたので、視距離に依らず、意図した奥行き知覚量での良好な立体表示を行うことができる。人間の視覚特性により、視距離が遠くなるにつれて奥行き知覚量が低下するが、本実施の形態に係る立体表示装置によれば、視距離が遠くなった場合にも、奥行き知覚量の低下が抑制される。
本開示による技術は、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
(1)
立体画像データに基づいて立体画像を表示する表示部と、
観察者の視距離を検出する検出部と、
立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する調整部と
を備え、
調整部は、検出された視距離に応じて第1の視差量と第2の視差量との対応関係を異ならせる
表示装置。
(2)
第2の視差量は、第1の視差量に対して視距離による観察者の奥行き知覚感度の低下を補うように最適化された値である
上記(1)に記載の表示装置。
(3)
視距離と第1の視差量と第2の視差量との対応関係を示した関係データを記憶する記憶部をさらに備え、
調整部は、関係データに基づいて立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する
上記(1)または(2)に記載の表示装置。
(4)
調整部は、第1の視差量が所定の最大値以上となる場合には、第2の視差量を所定の最大値に対応する固定の値とする
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の表示装置。
(5)
視差量と奥行き知覚量との対応関係を奥行き知覚感度の低下を加味せずに示した第1の関係データと、視距離による奥行き知覚感度の低下を加味した状態での視差量と奥行き知覚量との対応関係を示した第2の関係データとを記憶する記憶部をさらに備え、
調整部は、第1の視差量に対応する奥行き知覚量を第1の関係データに基づいて算出すると共に、算出された奥行き知覚量に対応する第2の視差量を第2の関係データから取得する
上記(1)、(2)または(4)に記載の表示装置。
(6)
検出部は、観察者の瞳孔間距離をさらに検出し、
調整部は、検出された視距離と瞳孔間距離とに応じて第1の視差量と第2の視差量との対応関係を異ならせる
上記(1)、(2)または(4)に記載の表示装置。
(7)
瞳孔間距離と視距離と第1の視差量と第2の視差量との対応関係を示した関係データを記憶する記憶部をさらに備え、
調整部は、関係データに基づいて立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する
上記(6)に記載の表示装置。
Claims (5)
- 立体画像データに基づいて立体画像を表示する表示部と、
観察者の視距離を検出する検出部と、
視差量と奥行き知覚量との対応関係を奥行き知覚感度の低下を加味せずに示した第1の関係データと、視距離による奥行き知覚感度の低下を加味した状態での視差量と奥行き知覚量との対応関係を示した第2の関係データとを記憶する記憶部と、
検出された前記視距離に応じて、前記立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する調整部と
を備え、
前記調整部は、前記第1の視差量に対応する奥行き知覚量を前記第1の関係データに基づいて算出すると共に、算出された奥行き知覚量に対応する前記第2の視差量を前記第2の関係データから取得する
表示装置。 - 前記第2の視差量は、前記第1の視差量に対して視距離による観察者の奥行き知覚感度の低下を補うように最適化された値である
請求項1に記載の表示装置。 - 前記調整部は、前記第1の視差量が所定の最大値以上となる場合には、前記第2の視差量を前記所定の最大値に対応する固定の値とする
請求項1または2に記載の表示装置。 - 視差量と奥行き知覚量との対応関係を奥行き知覚感度の低下を加味せずに示した第1の関係データと、視距離による奥行き知覚感度の低下を加味した状態での視差量と奥行き知覚量との対応関係を示した第2の関係データとを記憶部に記憶しておき、
立体画像データに基づいて立体画像を表示する際に、
観察者の視距離を検出する処理と、
検出された前記視距離に応じて、前記立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する処理とを実行し、
前記第2の視差量へと変更する処理では、前記第1の視差量に対応する奥行き知覚量を前記第1の関係データに基づいて算出すると共に、算出された奥行き知覚量に対応する前記第2の視差量を前記第2の関係データから取得する
表示方法。 - 立体画像データに基づいて立体画像を表示する際の観察者の視距離を検出する検出部と、
視差量と奥行き知覚量との対応関係を奥行き知覚感度の低下を加味せずに示した第1の関係データと、視距離による奥行き知覚感度の低下を加味した状態での視差量と奥行き知覚量との対応関係を示した第2の関係データとを記憶する記憶部と、
検出された前記視距離に応じて、前記立体画像データの視差量を第1の視差量から第2の視差量へと変更する調整部と
を備え、
前記調整部は、前記第1の視差量に対応する奥行き知覚量を前記第1の関係データに基づいて算出すると共に、算出された奥行き知覚量に対応する前記第2の視差量を前記第2の関係データから取得する
表示制御装置。
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