JP5645080B2 - Image generating apparatus, image generating method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、ステレオ視するために右目と左目に対して別々の画像を提供し、ステレオ視した際に提供した画像とは異なる視覚効果を生じさせるための画像生成装置等に関するものである。 The present invention relates to an image generation apparatus or the like that provides separate images for the right eye and the left eye for stereo viewing and produces a visual effect different from the image provided for stereo viewing.
左眼と右眼に別々の画像を提示するステレオ提示法は、両眼視差に基づく立体（３Ｄ）映像の提示手法として、広く産業応用されている。関連する画像処理技術も、立体映像の生成とそれに付随した視覚効果を演出するための技術が主であり、たとえばステレオ視しない状態で立体画像の画像形状に関わる手掛かりを隠蔽化し、ステレオ視してはじめて立体視できる画像を生成する方法が知られている（たとえば、特許文献１）。 The stereo presentation method for presenting separate images to the left eye and the right eye is widely applied in industry as a stereoscopic (3D) video presentation method based on binocular parallax. The related image processing technology is also mainly used to generate stereoscopic images and the visual effects that accompany them. For example, the clues related to the image shape of a stereoscopic image are concealed and viewed in stereo without stereo viewing. A method for generating an image that can be stereoscopically viewed for the first time is known (for example, Patent Document 1).
しかし、ステレオ提示法は、立体映像だけでなく、運動感の生成にも利用することができる。これは、Dichoptic motionとよばれる画像提示法で、単眼で観察した場合にはただ明滅するだけの正弦波縞にしか見えないが、両眼で観察すると一定速度で動いて見える視覚効果を引き起こすことができる（非特許文献１）。また、この画像提示法の応用技術として、ヒルベルト変換を適用し、単眼で観察した場合、ランダムに変化するノイズパターンにしか見えないが、両眼で観察すると一方向に動いて知覚される画像提示手法が開発されている（非特許文献２）。 However, the stereo presentation method can be used not only for stereoscopic images but also for generating a sense of movement. This is an image presentation method called Dichoptic motion, and when viewed with a single eye, it looks like a sine wave stripe that only blinks, but when observed with both eyes, it causes a visual effect that appears to move at a constant speed. (Non-Patent Document 1). In addition, as an application technique of this image presentation method, when Hilbert transform is applied and observed with a single eye, it appears only as a randomly changing noise pattern, but when viewed with both eyes, it is perceived as moving in one direction A technique has been developed (Non-Patent Document 2).
非特許文献１及び２では、単眼で観察しただけでは一方向への動きがなく、両眼視（ステレオ視）したときに一方向へ動く運動感が生まれる効果しか実現されてこなかった。 In Non-Patent Documents 1 and 2, there is no movement in one direction only by observing with a single eye, and only an effect of generating a movement feeling in one direction when binocular (stereoscopic) is realized.
一方、特許文献１など多くの産業で利用されるステレオ画像提示技術は、シングル・イメージ・ランダム・ドット・ステレオグラムのような単眼では無作為なドット状パターンで埋め尽くされた画像だが、意図的に眼の焦点を前後させることにより立体視できる画像を提示する技術である。 On the other hand, the stereo image presentation technology used in many industries such as Patent Document 1 is an image filled with random dot-like patterns such as single image, random, dot, and stereogram, but intentionally. This is a technique for presenting an image that can be viewed stereoscopically by moving the eye focus back and forth.
単眼視では一定方向に動く不明瞭な動画でしかないが、両眼視したときに静止画が明瞭に見える視覚体験を演出する技術はこれまで提案されていない。従って、公知のステレオ画像生成技術においては、不明瞭な動画である単眼画像から両眼視したときに静止画を見せるという視覚体験を観察者に提供することができなかった。本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ステレオ視するために右目と左目に対して別々の画像（動画）を提供し、ステレオ視した際に提供した画像とは異なる視覚効果（静止画）を生じさせるための画像生成装置等に関するものである。 In monocular vision, it is only an unclear movie that moves in a certain direction, but no technology has been proposed to produce a visual experience in which a still image can be clearly seen when viewing with both eyes. Therefore, in the known stereo image generation technique, it has not been possible to provide a viewer with a visual experience of showing a still image when viewing with a binocular eye from a monocular image that is an unclear moving image. The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide separate images (moving images) for the right eye and the left eye for stereo viewing, and for stereo viewing. The present invention relates to an image generation device for generating a visual effect (still image) different from the image provided in FIG.
上記のような目的を達成するため、本発明は、基本画像に基づいてステレオ視するために表示させる右目用及び左目用画像を生成する画像生成装置、方法、プログラムであって、基本画像記憶手段から基本画像を読みだし、画像生成手段は、基本画像にヒルベルト変換処理を行って、ヒルベルト変換後画像を生成し、基本画像及びヒルベルト変換後画像にそれぞれ時間変調処理を行い、時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、一方の画像生成時と９０度異なる位相で時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image generation apparatus, method, and program for generating a right-eye image and a left-eye image to be displayed for stereoscopic viewing based on a basic image. The image generation means performs Hilbert transform processing on the basic image, generates Hilbert transformed images, performs time modulation processing on the basic image and the Hilbert transformed image, and performs time modulation processing. The basic image and the Hilbert transform image are combined to generate one image for the right eye or left eye, and the base image and the Hilbert transform that are time-modulated at a phase that is 90 degrees different from the one image generation. By synthesizing the rear image, the other image to be the left-eye image or the right-eye image is generated.
このように構成することで、単眼の画像は右目と左目でたがいに異なる動画像を提供しているにも関わらず、両眼で画像を見た場合には静止画を提示することができる。 With this configuration, a monocular image provides different moving images for the right eye and the left eye, but a still image can be presented when the image is viewed with both eyes.
また、本発明の他の構成として、基本画像に基づいて、ステレオ視するために表示させる右目用及び左目用画像を生成する画像生成装置、方法、プログラムにおいて、基本画像記憶手段から基本画像を読み出し、基本画像にフーリエ変換処理を行い、空間周波数成分をランダムに２分割し、さらにフーリエ逆変換して第一の画像及び第二の画像を生成し、第一の画像及び第二の画像それぞれに対してヒルベルト変換処理を行って、第三の画像及び第四の画像を生成し、それぞれ重みの異なる時間変調処理を行った第一、第二、第三、第四の画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、一方の画像生成とは位相が９０異なる重みで時間変調処理を行った第一、第二、第三、第四の画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成する。 As another configuration of the present invention, a basic image is read out from a basic image storage means in an image generation apparatus, method, and program for generating right-eye and left-eye images to be displayed for stereo viewing based on a basic image. The Fourier transform process is performed on the basic image, the spatial frequency component is randomly divided into two, and further the Fourier inverse transform is performed to generate the first image and the second image. By performing Hilbert transform processing on the third image and generating the fourth image, and synthesizing the first, second, third, and fourth images that have been subjected to time modulation processing with different weights, respectively. One image to be a right-eye image or left-eye image is generated, and the first, second, third, and fourth images that have been subjected to time modulation processing with a weight that is 90 different from that of the one image generation are synthesized. With left eye or right Generating the other image as a use image.
本構成によれば、さらに右目用画像と左目用画像の輝度差を抑制することができるので、両眼視野闘争現象を防止することができ、両眼で画像を見た場合に安定して静止画を提示することが可能となる。 According to this configuration, the luminance difference between the right-eye image and the left-eye image can be further suppressed, so that the binocular rivalry phenomenon can be prevented and the image can be stably stopped when the image is viewed with both eyes. It is possible to present a picture.
また、さらに、基本画像がカラー画像であるときには、赤色画像、緑色画像、青色画像に分割し、分割されたそれぞれの画像に対して右目用画像及び左目用画像を生成する処理を行い、生成された右目用画像及び左目用画像それぞれに対して、赤色画像、緑色画像、青色画像を統合する処理を行うようにしてもよい。 Further, when the basic image is a color image, the image is divided into a red image, a green image, and a blue image, and a process for generating a right eye image and a left eye image is performed on each of the divided images. Alternatively, a process of integrating the red image, the green image, and the blue image may be performed on each of the right eye image and the left eye image.
本構成によれば、さらにカラー画像の場合に、色ごとに独立した位相差で時間変調することで、単眼画像は色のノイズによりより判別し難い動画像が生成される。にもかかわらず、両眼観察の際にはカラーの静止画像を提供することができる。 According to this configuration, in the case of a color image, by performing time modulation with an independent phase difference for each color, a moving image that is more difficult to distinguish from a monocular image due to color noise is generated. Nevertheless, a color still image can be provided for binocular observation.
本発明によれば、単眼画像では右目用、左目用、それぞれ異なるランダムな動画を提供しながら、ステレオ視した際には静止画を知覚することができる視覚体験を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a visual experience in which a monocular image can perceive a still image when viewed in stereo while providing different random moving images for the right eye and for the left eye.
以下、本発明に係る画像生成装置を実施するための形態について、実施例に基づいて図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for implementing an image generating apparatus according to the invention will be described with reference to the drawings based on the embodiments.
図１は、本発明に係る画像生成装置のハードウェア構成図である。本発明の画像生成装置は、一般的なパーソナルコンピュータで実現可能であり、図１において、１０はＣＰＵやマイクロプロセッサ、ＩＣメモリなどの演算装置で構成される制御装置、２０はキーボードやマウスなどの入力装置、３０はディスプレイなどで構成される表示装置、４０は外部の装置との間で送受信を行うための通信装置、５０はＩＣメモリや光磁気ディスクなどの情報記憶媒体で構成される記憶装置である。 FIG. 1 is a hardware configuration diagram of an image generation apparatus according to the present invention. The image generation apparatus of the present invention can be realized by a general personal computer. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a control device including a CPU, a microprocessor, and an IC memory, and 20 denotes a keyboard, a mouse, and the like. An input device, a display device 30 including a display, 40 a communication device for transmitting / receiving to / from an external device, and a storage device 50 including an information storage medium such as an IC memory or a magneto-optical disk It is.
制御装置１０は、様々な演算処理を行って画像生成装置の動作を制御する。たとえば、入力部２０からの入力信号に基づいて、表示装置３０に入力された内容を表示させたり、通信装置４０を介して外部より受信したデータを記憶装置５０に記憶するように制御を行ったり、記憶装置５０のデータを読み出して通信装置４０を介して外部へのデータの送信の制御を行う。また、記憶装置５０に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、演算の実行を行うことを実現する。 The control device 10 performs various arithmetic processes to control the operation of the image generation device. For example, based on an input signal from the input unit 20, the content input to the display device 30 is displayed, or control is performed so that data received from the outside via the communication device 40 is stored in the storage device 50. Then, the data in the storage device 50 is read and the transmission of data to the outside is controlled via the communication device 40. Further, the execution of the calculation is realized by reading and executing the program stored in the storage device 50.
制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）やＶＤＰ（Video Display Processor）などのプロセッサや、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリなどから構成され、記憶装置５０に記憶された画像生成プログラム５３を読み出すとともに、記憶装置５０に記憶された基本画像を基本画像記憶部５１から読み出して画像生成プログラム５３を実行して画像生成処理を行うことにより画像生成手段１１として機能する。 The control device 10 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a VDP (Video Display Processor), an ASIC, an IC memory, and the like, and an image generation program 53 stored in the storage device 50. The basic image stored in the storage device 50 is read from the basic image storage unit 51, and the image generation program 53 is executed to perform image generation processing, thereby functioning as the image generation unit 11.
入力装置２０は、画像生成装置が有するマウス、キーボード、ボタンなどによって構成され、画像生成装置の使用者による操作に応じた入力信号を生成して制御装置１０に入力する。 The input device 20 includes a mouse, a keyboard, buttons, and the like included in the image generation device. The input device 20 generates an input signal according to an operation by a user of the image generation device and inputs the input signal to the control device 10.
表示装置３０は、例えば、液晶表示装置などから構成され、基本画像を指定するための画面や、ステレオ視する際の右目用画像や左目用画像などを、制御装置１０から出力される画像信号に従って画像を表示出力する。ステレオ視する際に表示出力させる表示装置は、通常、二つの表示装置からなり、一の表示装置に右目用画像を表示出力し、他方の表示装置に左目用画像を表示出力するよう構成されている。しかし、一の表示装置に右目用画像及び左目用画像を並べて表示出力するようにしてもよい。 The display device 30 includes, for example, a liquid crystal display device, and displays a screen for designating a basic image, a right-eye image and a left-eye image for stereo viewing, according to an image signal output from the control device 10. Display and output an image. A display device that outputs a display when viewing in stereo is normally composed of two display devices, and is configured to display and output a right-eye image on one display device and display and output a left-eye image on the other display device. Yes. However, the right eye image and the left eye image may be displayed side by side on one display device.
通信装置４０は、外部装置との間でデータを送受信するためのインターフェースで構成され、たとえば、ＵＳＢコネクタやＬＡＮコネクタ、無線ＬＡＮモジュールなどで構成される。通信装置４０を介して外部装置から画像を受信して記憶装置５０に画像を記憶したり、制御装置１０の画像生成手段１１で生成されたステレオ視するための右目用又は左目用画像を送信することができる。 The communication device 40 includes an interface for transmitting and receiving data to and from an external device, and includes, for example, a USB connector, a LAN connector, and a wireless LAN module. An image is received from an external device via the communication device 40 and stored in the storage device 50, or a right-eye or left-eye image generated by the image generation unit 11 of the control device 10 for stereo viewing is transmitted. be able to.
記憶装置５０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの記憶装置や、光磁気ディスクやＵＳＢメモリといった着脱可能な外部記憶装置から構成され、画像処理装置の動作に必要なプログラムやデータなどを格納したり、画像表示や画像生成処理に必要なデータを一時的に記憶したりする。 The storage device 50 includes, for example, a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a flash memory, and a removable external storage device such as a magneto-optical disk and a USB memory, and programs and data necessary for the operation of the image processing device. And data necessary for image display and image generation processing are temporarily stored.
記憶装置５０には、画像生成に必要な基本画像データを格納する基本画像記憶部５１、生成した右目用又は左目用画像を格納する生成画像記憶部５２、画像生成プログラム５３を記憶している。 The storage device 50 stores a basic image storage unit 51 that stores basic image data necessary for image generation, a generated image storage unit 52 that stores the generated right-eye or left-eye image, and an image generation program 53.
基本画像記憶部５１は、ステレオ視するための右目用画像又は左目用画像を生成するための基となる基本画像データを格納している。画像生成プログラム５３を画像生成手段１１が実行することにより、基本画像から右目用画像及び左目用画像を生成し、生成された画像データは生成画像記憶部５２に記憶される。図２は、生成画像記憶部５２に記憶される左目用画像及び右目用画像の画像データの格納例を示す図である。図２が示すように、生成された画像は、右目用、左目用としてそれぞれ格納し、フレーム番号に対応付けて生成された画像を格納している。画像を再生する際には、制御装置１０が生成画像記憶部５２に記憶されている右目用・左目用それぞれの画像をフレーム番号に従って順次読み出し、表示装置３０に表示出力するように制御することで、右目用画像及び左目用画像が再生表示される。 The basic image storage unit 51 stores basic image data serving as a basis for generating a right-eye image or a left-eye image for stereo viewing. When the image generation unit 11 executes the image generation program 53, a right-eye image and a left-eye image are generated from the basic image, and the generated image data is stored in the generated image storage unit 52. FIG. 2 is a diagram illustrating a storage example of the image data of the left-eye image and the right-eye image stored in the generated image storage unit 52. As shown in FIG. 2, the generated images are stored for the right eye and the left eye, respectively, and the images generated in association with the frame numbers are stored. When the image is reproduced, the control device 10 performs control so that the right-eye image and the left-eye image stored in the generated image storage unit 52 are sequentially read according to the frame number and displayed on the display device 30. The right-eye image and the left-eye image are reproduced and displayed.
具体的な画像処理方法について、第一の実施形態における画像処理方法を図３の画像生成図を参照しながら、説明する。画像生成処理にあたって、まず制御装置１０は、入力装置２０からの指示に応じて、記憶装置５０に記憶されている画像生成プログラム５３を読み出して、起動する。画像生成プログラム５３は、画像生成処理を開始すると、制御装置の画像生成手段１１により、記憶装置５０の基本画像記憶部５１に記憶されている基本画像を入力装置２０からの指定などにより読み出す。なお、基本画像は、どのような画像データでもよく、カラーであってもモノクロ画像であってもよい。また、記憶装置５０に記憶されている構成としているが、他のコンピュータに記憶された画像を、通信装置４０を介して受信して記憶装置５０に格納して基本画像としてもよい。 A specific image processing method will be described with reference to the image generation diagram of FIG. 3 for the image processing method in the first embodiment. In the image generation process, the control device 10 first reads out and starts the image generation program 53 stored in the storage device 50 in response to an instruction from the input device 20. When the image generation program 53 starts image generation processing, the image generation unit 11 of the control device reads the basic image stored in the basic image storage unit 51 of the storage device 50 by designation from the input device 20 or the like. The basic image may be any image data, and may be a color image or a monochrome image. Further, although the configuration is stored in the storage device 50, an image stored in another computer may be received via the communication device 40 and stored in the storage device 50 as a basic image.
読み出された基本画像は、画像生成手段１１によりまずヒルベルト変換処理がなされる。ヒルベルト変換処理をすることで、基本画像を全ての空間周波数空間で位相を９０度シフトさせた画像を生成することができる。右目用画像及び左目用画像は、この基本画像とヒルベルト変換後画像を用いて生成される。画像生成手段１１は、基本画像及びヒルベルト変換後画像に対して、時間変調処理を行う。具体的には、基本画像から、cos(ft)cos(ft)で時間変調した画像と、sin(ft)sin(ft)で時間変調した画像を生成する。また、ヒルベルト変換後画像から、−cos(ft)sin(ft)で時間変調した画像と、sin(ft)cos(ft)で時間変調した画像とを生成する。なお、fは時間周波数であり、tは時間である。 The read basic image is first subjected to Hilbert transform processing by the image generation means 11. By performing the Hilbert transform process, it is possible to generate an image in which the phase of the basic image is shifted by 90 degrees in all spatial frequency spaces. The right-eye image and the left-eye image are generated using the basic image and the Hilbert-transformed image. The image generation unit 11 performs time modulation processing on the basic image and the Hilbert-transformed image. Specifically, an image time-modulated with cos (ft) cos (ft) and an image time-modulated with sin (ft) sin (ft) are generated from the basic image. In addition, an image time-modulated by −cos (ft) sin (ft) and an image time-modulated by sin (ft) cos (ft) are generated from the image after Hilbert transform. Note that f is a time frequency and t is time.
そして、基本画像をcos(ft)cos(ft)で時間変調処理した画像と、ヒルベルト変換後画像を、−cos(ft)sin(ft)で時間変調処理した画像とを合成して右目用画像として生成し、基本画像にsin(ft)sin(ft)で時間変調処理した画像とヒルベルト変換後画像をsin(ft)cos(ft)で時間変調処理した画像とを合成して左目用画像として生成する。 Then, the image for the right eye is synthesized by synthesizing the image obtained by time-modulating the basic image with cos (ft) cos (ft) and the image after time-modulating the image after the Hilbert transform with −cos (ft) sin (ft). As a left-eye image, the basic image is combined with an image that has been time-modulated with sin (ft) sin (ft) and an image that has been time-modulated with sin (ft) cos (ft). Generate.
なお、ここでは上述したように、基本画像又はヒルベルト変換後画像に２回の時間変調処理を行って新たな画像を生成しているが、これに限られない。基本画像やヒルベルト変換後画像に対して行う時間変調処理が右目用画像に用いる画像と左目用画像に用いる場合とで位相が９０度異なるように時間変調処理をすれば足りる。 Here, as described above, the basic image or the Hilbert-transformed image is subjected to two time modulation processes to generate a new image, but the present invention is not limited to this. It is sufficient to perform the time modulation processing so that the phase is 90 degrees different between the image used for the right eye image and the image used for the left eye when the time modulation processing performed on the basic image and the Hilbert transformed image is used.
つまり、基本画像から二つの異なる時間変調処理を行って画像を２枚生成するが、これら２枚の画像の時間周波数が９０度異なっていればよく、同様に、ヒルベルト変換後画像から行う時間変調処理は、互いに９０度位相が異なっていればよい。また、合成する基本画像とヒルベルト変換後画像は互いに時間変調処理で９０度位相が異なっていればよい。 That is, two different time modulation processes are performed from the basic image to generate two images, but the time frequency of these two images only needs to be different by 90 degrees. Similarly, the time modulation performed from the image after the Hilbert transform is performed. The processing only needs to be 90 degrees out of phase with each other. The basic image to be synthesized and the image after the Hilbert transform only need to be 90 degrees out of phase with each other by time modulation processing.
なお、右目用画像、左目用画像ともに、時間周波数ｆで時間変調しているが、これはＴ＝２π／ｆフレームの周期で同じ画像を繰り返し提示することに相当する。Ｔフレームごとに、元となる静止画像を切り替えることで、画像中にある対象物が動くように処理することも可能である。すなわち、動画映像の１コマに対し、本発明技術でＴフレームの映像を作成し、これを全てのコマに対して行えば、動画のステレオ提示ができる。また、図３で右目用画像としている画像を左目用画像とし、左目用画像を右目用画像としてもよい。 Note that both the right-eye image and the left-eye image are time-modulated at the time frequency f, which is equivalent to repeatedly presenting the same image with a period of T = 2π / f frames. By switching the original still image for each T frame, it is possible to process the object in the image so as to move. That is, if a T-frame video is created by the technology of the present invention for one frame of a moving image, and this is performed for all the frames, a moving image can be presented in stereo. 3 may be the left-eye image and the left-eye image may be the right-eye image.
図３の画像生成処理を数式で表すと下記のようになる。
右目用画像：cos(ft){I×cos(ft)−Hx(I)×sin(ft)}
左目用画像：sin(ft){I×sin(ft)＋Hx(I)×cos(ft)}
但し、Iは、基本画像、xは空間位置を表す変数、tは時間を表す変数、fは空間周波数である。また、Hxは空間変数xに対するヒルベルト変換を表す。
The image generation process of FIG. 3 is expressed as follows:
Right eye image: cos (ft) {I × cos (ft) −H x (I) × sin (ft)}
Left eye image: sin (ft) {I × sin (ft) + H x (I) × cos (ft)}
Here, I is a basic image, x is a variable representing a spatial position, t is a variable representing time, and f is a spatial frequency. H x represents the Hilbert transform for the spatial variable x.
このように、基本画像に対してヒルベルト変換や時間変調処理を行って、右目用画像及び左目用画像を生成することで、静止画像であった一枚の基本画像から、右目用及び左目用の２つの動画像が生成されることとなる。また、単眼の画像では、時間により変化する様々なノイズにより対象物が知覚しにくい動画像であるのに対し、ステレオ視したときには、はっきりと静止画像を認識することが可能となる。 In this way, by performing Hilbert transform and time modulation processing on the basic image to generate the right-eye image and the left-eye image, the right-eye and left-eye images can be obtained from a single basic image that was a still image. Two moving images are generated. In addition, a monocular image is a moving image in which an object is difficult to perceive due to various noises that change with time, whereas a still image can be clearly recognized when viewed in stereo.
図４は、第二の実施形態にかかる画像処理方法を説明するための画像処理図である。第二の実施形態においては、基本画像を基本画像記憶部５１から読み出すと画像生成プログラム５３は、画像生成手段１１により最初にＲＧＢ分解処理を行い、基本画像データを赤色（Ｒ）成分の画像、緑色（Ｇ）成分の画像、青色（Ｂ）成分の画像の３つの画像に分解する。 FIG. 4 is an image processing diagram for explaining the image processing method according to the second embodiment. In the second embodiment, when a basic image is read out from the basic image storage unit 51, the image generation program 53 first performs RGB decomposition processing by the image generation unit 11, and converts the basic image data into a red (R) component image, The image is decomposed into three images: a green (G) component image and a blue (B) component image.
分解された赤色成分、緑色成分、青色成分それぞれの画像について、第一の実施形態と同様にヒルベルト変換処理及び時間変調処理を行う。ヒルベルト変換処理及び時間変調処理については、第一の実施形態と同じ処理であるので、説明を省略する。赤色成分画像、緑色成分画像、青色成分画像、それぞれについてヒルベルト変換処理、時間変調処理を行うことで、それぞれの成分画像について右目用画像と左目用画像が生成される。その後、画像生成手段１１により、生成された赤色成分の右目用画像、緑色成分の右目用画像、青色成分の右目用画像を合成することで、右目用画像を生成する。また、赤色成分の左目用画像、緑色成分の左目用画像、青色成分の左目用画像を合成することで、左目用画像を生成する。 As with the first embodiment, the Hilbert transform process and the time modulation process are performed on each of the decomposed red component, green component, and blue component images. Since the Hilbert transform process and the time modulation process are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. By performing Hilbert transform processing and time modulation processing for each of the red component image, the green component image, and the blue component image, a right-eye image and a left-eye image are generated for each component image. Thereafter, the image generating unit 11 generates the right-eye image by combining the generated red-eye image, the green-component right-eye image, and the blue-component right-eye image. Also, a left-eye image is generated by synthesizing a red-component left-eye image, a green-component left-eye image, and a blue-component left-eye image.
このように、画像成分をＲＧＢで分解処理し、それぞれの色成分の画像データにおいて独立した位相差で時間変調し、合成処理することで、単眼画像（右目用画像又は左目用画像）は、第一の実施形態と比較すると様々な色のノイズにより、元の画像がより判別しにくくなるように生成することができる。その一方、ステレオ視した際には、元の静止画像（基本画像）を知覚することができる映像を提示することができる。 As described above, the monochromatic image (the image for the right eye or the image for the left eye) is obtained by decomposing the image component with RGB, time-modulating the image data of each color component with an independent phase difference, and performing the synthesis process. Compared to one embodiment, the original image can be generated so as to be more difficult to distinguish due to noise of various colors. On the other hand, when viewed in stereo, a video capable of perceiving the original still image (basic image) can be presented.
次に、本発明の第三の実施形態にかかる画像処理方法を、図５を用いて説明する。最初に、基本画像記憶部５１に記憶された基本画像を画像生成プログラム５３は画像生成手段１１により読み出す。読み出した基本画像は、まずＲＧＢ分解処理を行い、赤色（Ｒ）成分、緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分に分解される。分解されたそれぞれの成分画像に対して以下の処理を行う。 Next, an image processing method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the image generation program 53 reads the basic image stored in the basic image storage unit 51 by the image generation means 11. The read basic image is first subjected to RGB decomposition processing and decomposed into a red (R) component, a green (G) component, and a blue (B) component. The following processing is performed on each decomposed component image.
分解された色成分画像を空間周波数空間で画像を２分割するために、色成分画像にフーリエ変換処理を行う。フーリエ変換処理後のデータをランダムに２分割した後、フーリエ逆変換を行って、第一画像と第二画像を生成する（画像２分割処理）。さらに、生成された第一画像と第二画像それぞれに対して全ての空間周波数の位相が９０度異なるようにヒルベルト変換を施す（ヒルベルト変換画像生成処理）。ヒルベルト変換処理を行うことで、第一画像と空間周波数の位相が９０度異なる第三の画像、第二画像と空間周波数の位相が９０度異なる第四の画像が生成されることとなる。 In order to divide the decomposed color component image into two in the spatial frequency space, Fourier transform processing is performed on the color component image. The data after Fourier transform processing is randomly divided into two, and then inverse Fourier transform is performed to generate a first image and a second image (image two-segment processing). Further, the Hilbert transform is performed so that the phases of all the spatial frequencies are 90 degrees different from each of the generated first image and second image (Hilbert transform image generation processing). By performing the Hilbert transform process, a third image whose spatial frequency is 90 degrees different from the first image and a fourth image whose spatial frequency is 90 degrees different from the second image are generated.
次にこれら４つの画像に対して、異なる重みの正弦時間変調処理を行って画像を生成する。具体的には、一つの画像に対して、右目用画像、左目用画像を生成するために、右目用画像生成のための時間変調と、左目用画像生成のための時間変調とが、互いに位相が９０度異なるような時間変調処理を行う。このような関係にある時間変調処理を第一画像、第二画像、第三画像、第四画像それぞれに行うことで、第一画像に基づく右目用、左目用、第二画像に基づく右目用、左目用、第三画像に基づく右目用、左目用、第四画像に基づく右目用、左目用と八枚の画像が生成される。 Next, these four images are subjected to sinusoidal time modulation processing with different weights to generate images. Specifically, in order to generate a right-eye image and a left-eye image for one image, time modulation for right-eye image generation and time modulation for left-eye image generation are mutually in phase. The time modulation processing is performed so that is different by 90 degrees. By performing time modulation processing in such a relationship on each of the first image, the second image, the third image, and the fourth image, for the right eye based on the first image, for the left eye, for the right eye based on the second image, Eight images are generated for the left eye, for the right eye based on the third image, for the left eye, for the right eye based on the fourth image, and for the left eye.
より詳細には図５において、第一画像に対してcos(ft)cos(ft)の時間変調処理を行うことにより右目用、sin(ft)sin(ft)の時間変調処理を行うことにより左目用の時間変調処理画像を生成する。また、第二画像に対してsin(ft)sin(ft)の時間変調処理を行うことにより右目用、cos(ft)cos(ft)の時間変調処理を行うことにより左目用の時間変調処理画像を生成する。第三画像に対して−cos(ft)sin (ft)の時間変調処理を行うことにより右目用、sin(ft)cos(ft)の時間変調処理を行うことにより左目用の時間変調処理画像を生成する。さらに、第四画像に対しsin(ft)cos(ft)の時間変調処理を行うことにより右目用、−cos(ft)sin(ft)の時間変調処理を行うことにより左目用の時間変調処理画像を生成する。 More specifically, in FIG. 5, the first eye is subjected to time modulation processing of cos (ft) cos (ft) for the right eye, and the left eye is processed by time modulation processing of sin (ft) sin (ft). A time-modulated processed image is generated. In addition, the time modulation processing image for the right eye by performing time modulation processing of sin (ft) sin (ft) on the second image, and the time modulation processing image for left eye by performing time modulation processing of cos (ft) cos (ft) Is generated. Time modulation processing image for the right eye by performing time modulation processing of −cos (ft) sin (ft) on the third image, and time modulation processing image for left eye by performing time modulation processing of sin (ft) cos (ft) Generate. Furthermore, the time modulation processing image for the right eye by performing time modulation processing of sin (ft) cos (ft) on the fourth image, and the time modulation processing image for left eye by performing time modulation processing of -cos (ft) sin (ft) Is generated.
なお、第一の実施形態と同様に、図５においては２回の時間変調処理を行って、時間変調処理画像を生成しているが、これに限られない。右目用画像生成のための時間変調と、左目用画像生成のための時間変調が、互いに位相が９０度異なる関係にあればよい。 As in the first embodiment, in FIG. 5, the time modulation processing image is generated by performing the time modulation processing twice. However, the present invention is not limited to this. It is only necessary that the time modulation for generating the right eye image and the time modulation for generating the left eye image have a phase difference of 90 degrees from each other.
画像生成手段１１は、生成されたこれら８つの時間変調処理画像データから、右目用である４つの時間変調処理画像データを合成処理して、右目用画像を生成する。また、左目用画像データである４つの時間変調処理画像データを合成処理して、左目用画像を生成する（時間変調処理と合成処理）。 The image generation means 11 combines the four time-modulated image data for the right eye from the generated eight time-modulated image data to generate a right-eye image. In addition, the left eye image is generated by synthesizing the four time-modulated image data as the left-eye image data (time modulation process and synthesizing process).
赤色成分、緑色成分、青色成分画像、それぞれについて、上述した方法で右目用画像、左目用画像を生成しているため、ＲＧＢの合成処理を行う。つまり、赤色成分の右目用画像、緑色成分の右目用画像、青色成分の右目用画像を合成して、最終的な右目用画像を生成し、赤色成分の左目用画像、緑色成分の左目用画像、青色成分の左目用画像を合成して、最終的な左目用画像を生成する。 Since the image for the right eye and the image for the left eye are generated by the above-described method for each of the red component, the green component, and the blue component image, RGB composition processing is performed. That is, a red component right-eye image, a green component right-eye image, and a blue component right-eye image are combined to generate a final right-eye image, and the red component left-eye image and green component left-eye image. Then, the left-eye image of the blue component is synthesized to generate a final left-eye image.
図６は、本発明の第三の実施形態により生成された動画像の一例である。８フレームで一周期となるように動画像を生成した場合の画像例である。本発明により生成された右目用画像及び左目用画像は、それぞれどのフレームにおいても歪みやノイズが重畳しており、重畳したノイズはフレームが更新されるごとに一方向に動いて見える。このため、単眼画像（右目用画像、左目用画像）は、著しく不鮮明な動画像であるが、ステレオ視することで鮮明な静止画像を見ることが可能となる。 FIG. 6 is an example of a moving image generated according to the third embodiment of the present invention. It is an example of an image when a moving image is generated so as to have one cycle in 8 frames. The right-eye image and the left-eye image generated according to the present invention have distortion and noise superimposed on each frame, and the superimposed noise appears to move in one direction each time the frame is updated. For this reason, monocular images (right-eye images and left-eye images) are remarkably unclear moving images, but a clear still image can be seen by viewing in stereo.
なお、図５ではＲＧＢ分解処理を行っているが、ＲＧＢ分解処理を行わずに、画像を周波数空間で２分割する処理を行ってもよい。その場合は、ＲＧＢ合成処理も不要となり、上述した周波数空間で画像を２分割する画像２分割処理、ヒルベルト変換画像生成処理、時間変調処理と合成処理のみを行うこととなる。 In FIG. 5, the RGB decomposition process is performed. However, the image may be divided into two parts in the frequency space without performing the RGB decomposition process. In that case, RGB composition processing is also unnecessary, and only image two-division processing, Hilbert transform image generation processing, time modulation processing, and composition processing for dividing the image into two in the above-described frequency space are performed.
図５の画像生成処理を数式に表すと以下のようになる。なお、Ｉは基本画像であり、I1、I2は、基本画像Ｉをフーリエ変換したのち、空間周波数成分でランダムに２分割し、フーリエ逆変換して作成された画像、xは空間位置を表す変数、tは時間を表す変数、fは空間周波数である。また、Hxは空間変数xに対するヒルベルト変換を表す。 The image generation process of FIG. Note that I is a basic image, I 1 and I 2 are images created by subjecting the basic image I to Fourier transform, then randomly dividing into two by spatial frequency components, and inverse Fourier transform, and x is the spatial position. The variable to represent, t is the variable representing time, and f is the spatial frequency. H x represents the Hilbert transform for the spatial variable x.
右目用画像：cos(ft){I1×cos(ft)−Hx(I1)×sin(ft)}+sin(ft){I2×sin(ft)＋Hx(I2)×cos(ft)}
左目用画像：sin(ft){I1×sin(ft)＋Hx(I1)×cos(ft)}+cos(ft){I2×cos(ft)−Hx(I2)×sin(ft)}
両眼の画像和：I1+I2=I
Right eye image: cos (ft) {I 1 × cos (ft) −H x (I 1 ) × sin (ft)} + sin (ft) {I 2 × sin (ft) + H x (I 2 ) × cos (ft)}
Left eye image: sin (ft) {I 1 × sin (ft) + H x (I 1 ) × cos (ft)} + cos (ft) {I 2 × cos (ft) −H x (I 2 ) × sin (ft)}
Binocular image sum: I 1 + I 2 = I
本発明の第三の実施形態によれば、画像を周波数空間で２分割することで両眼画像間の輝度差を抑えることができ、両眼視野闘争現象を生じにくくすることが可能となる。従って、ステレオ視した際により安定して静止画像を見ることができるようになる。 According to the third embodiment of the present invention, the luminance difference between the binocular images can be suppressed by dividing the image into two in the frequency space, and the binocular rivalry phenomenon can be made difficult to occur. Accordingly, still images can be seen more stably when viewed in stereo.
本発明の画像生成装置は、単眼では一方向への運動視が知覚されるが画像の対象物が不明瞭な動画像であるにもかかわらず、ステレオ視することで対象物が明瞭な静止画像を知覚することができるため、視覚機能の検査に用いることができる。また、特殊な視覚効果を体験すること自体がもつ娯楽性を利用して、ゲームなどのアミューズメントテクノロジーに利用することも可能である。さらに、画像のスクランブル化の一手法として利用することが可能である。たとえば、画像や映像を販売するときにサンプルとして片目の動画像のみを常時公開しておき、購入者のみに両目ともの画像を配信するといった利用も可能である。 The image generation apparatus according to the present invention is a still image in which a single object can perceive motion in one direction but the object of the image is an unclear moving image, but the object is clear by viewing in stereo. Can be perceived, and thus can be used for visual function inspection. Moreover, it is also possible to use it for amusement technology such as a game by utilizing the entertainment nature of experiencing a special visual effect itself. Further, it can be used as one method of image scramble. For example, when selling images and videos, it is possible to use only one person's moving image as a sample at all times and distribute the images of both eyes only to the purchaser.
１０ 制御装置
１１ 画像生成手段
２０ 入力装置
３０ 表示装置
４０ 通信装置
５０ 記憶装置
５１ 基本画像記憶部
５２ 生成画像記憶部
５３ 画像生成プログラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control apparatus 11 Image generation means 20 Input apparatus 30 Display apparatus 40 Communication apparatus 50 Storage apparatus 51 Basic image storage part 52 Generated image storage part 53 Image generation program
Claims (7)
基本画像を記憶する記憶手段と、
前記基本画像を読みだし、前記基本画像にヒルベルト変換処理を行って、ヒルベルト変換後画像を生成し、前記基本画像及び前記ヒルベルト変換後画像にそれぞれ時間変調処理を行い、時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、一方の画像生成時と９０度異なる位相で時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする画像生成装置。 In an image generation apparatus that generates right-eye and left-eye images to be displayed for stereo viewing based on a basic image,
Storage means for storing basic images;
The basic image is read, the Hilbert transform processing is performed on the basic image, the Hilbert transformed image is generated, the time modulation processing is performed on each of the basic image and the Hilbert transformed image, and the time modulation processing is performed. By combining the image and the image after Hilbert transformation, one of the images for the right eye or the left eye is generated, and the basic image and the image after Hilbert transformation that have been subjected to time modulation processing at a phase that is 90 degrees different from the time of the one image generation Image generating means for generating the other image to be the image for the left eye or the right eye by combining
An image generation apparatus comprising:
基本画像を記憶する画像記憶手段と、
前記基本画像を読み出し、前記基本画像にフーリエ変換処理を行い、空間周波数成分を、乱数を用いて２分割し、さらにフーリエ逆変換して第一の画像及び第二の画像を生成し、前記第一の画像及び前記第二の画像それぞれに対してヒルベルト変換処理を行って、第三の画像及び第四の画像を生成し、それぞれ異なる関数による時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、前記一方の画像生成とは位相が９０度異なる重みで時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成する画像生成手段と、
を特徴とする画像生成装置。 In an image generation apparatus that generates right-eye and left-eye images to be displayed for stereo viewing based on a basic image,
Image storage means for storing a basic image;
The basic image is read, the basic image is subjected to Fourier transform processing, the spatial frequency component is divided into two using random numbers , and further Fourier inverse transformed to generate a first image and a second image, and the first image performing a Hilbert transform processing for each one image and the second image to generate a third image and a fourth image, the first performing the time modulation processing by different functions respectively, the second, The first and second images are synthesized by synthesizing the third and fourth images to generate one image to be the right-eye image or the left-eye image, and the time modulation processing is performed with a weight different in phase by 90 degrees from the one image generation. Image generating means for generating the other image to be the left-eye image or the right-eye image by combining the second, third, and fourth images;
An image generation apparatus characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像生成装置。 When the basic image is a color image, the image generation unit divides the image into a red image, a green image, and a blue image, and generates the one image and the other image for each of the divided images. Performing a process of synthesizing a red image, a green image, and a blue image for each of the generated one image and the other image,
The image generation apparatus according to claim 1, wherein the image generation apparatus is an image generation apparatus.
記憶されている基本画像を読みだすステップ、
前記基本画像にヒルベルト変換処理を行って、ヒルベルト変換後画像を生成するステップ、
前記基本画像及び前記ヒルベルト変換後画像にそれぞれ時間変調処理を行い、時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成するステップ、
一方の画像生成時と９０度異なる位相で時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成するステップと、
を有する画像生成方法。 An image generation method for generating right-eye and left-eye images to be displayed for stereo viewing based on a basic image,
Reading out the stored basic image,
Performing a Hilbert transform process on the basic image to generate a Hilbert transformed image;
Performing a time modulation process on each of the basic image and the Hilbert-transformed image, and generating one image to be a right-eye image or a left-eye image by synthesizing the time-modulated basic image and the Hilbert-transformed image. ,
Generating the other image to be the left-eye image or the right-eye image by synthesizing the Hilbert-transformed image and the basic image that has been subjected to time modulation processing at a phase different from 90 degrees from the one image generation time;
An image generation method comprising:
記憶されている基本画像を読み出すステップ、
前記基本画像にフーリエ変換処理を行って、空間周波数成分を、乱数を用いて２分割し、さらにフーリエ逆変換して第一の画像及び第二の画像を生成するステップ、
前記第一の画像及び前記第二の画像それぞれに対してヒルベルト変換処理を行って、第三の画像及び第四の画像を生成し、それぞれ異なる関数による時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成するステップ、
前記一方の画像生成とは位相が９０度異なる重みで時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成するステップと、
を有する画像生成方法。 An image generation method for generating right-eye and left-eye images to be displayed for stereo viewing based on a basic image,
Reading a stored basic image;
Performing a Fourier transform process on the basic image, dividing the spatial frequency component into two parts using random numbers , and further performing inverse Fourier transform to generate a first image and a second image;
Hilbert transform processing is performed on each of the first image and the second image to generate a third image and a fourth image, and the first and second images are subjected to time modulation processing based on different functions . Generating one of the images for the right eye or the left eye by combining the second, third, and fourth images;
The other image that becomes a left-eye image or a right-eye image by combining the first, second, third, and fourth images that have undergone time modulation processing with a weight that is 90 degrees different in phase from the one image generation A step of generating
An image generation method comprising:
画像生成手段が、
基本画像記憶手段に記憶された基本画像を読みだし、
前記基本画像にヒルベルト変換処理を行って、ヒルベルト変換後画像を生成し、前記基本画像及び前記ヒルベルト変換後画像にそれぞれ時間変調処理を行い、時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、一方の画像生成時と９０度異なる位相で時間変調処理を行った基本画像とヒルベルト変換後画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成するように前記コンピュータを制御するプログラム。 A program for generating a right-eye image and a left-eye image to be displayed for stereo viewing on a computer based on a basic image,
Image generating means
Read the basic image stored in the basic image storage means,
The Hilbert transform processing is performed on the basic image to generate a Hilbert transformed image, the time modulation processing is performed on each of the basic image and the Hilbert transformed image, and the time modulated modulation basic image and the Hilbert transformed image are obtained. One image for the right eye or left eye is generated by combining, and the left image is combined with the Hilbert-transformed image and the basic image that has been time-modulated at a phase that is 90 degrees different from the one image generation. Or the program which controls the said computer to produce | generate the other image used as the image for right eyes.
画像生成手段が、
基本画像記憶手段に記憶された基本画像を読みだし、
前記基本画像にフーリエ変換処理を行い、空間周波数成分を、乱数を用いて２分割し、さらにフーリエ逆変換して第一の画像及び第二の画像を生成し、前記第一の画像及び前記第二の画像それぞれに対してヒルベルト変換処理を行って、第三の画像及び第四の画像を生成し、それぞれ異なる関数による時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで右目用又は左目用画像となる一方の画像を生成し、前記一方の画像生成とは位相が９０度異なる重みで時間変調処理を行った前記第一、第二、第三、第四の画像を合成することで左目用又は右目用画像となる他方の画像を生成するように前記コンピュータを制御するプログラム。 A program for generating a right-eye image and a left-eye image to be displayed for stereo viewing on a computer based on a basic image,
Image generating means
Read the basic image stored in the basic image storage means,
A Fourier transform process is performed on the basic image, the spatial frequency component is divided into two using random numbers , and further subjected to Fourier inverse transform to generate a first image and a second image, and the first image and the first image The Hilbert transform processing is performed on each of the two images to generate a third image and a fourth image, and the first, second, third, and fourth images that have been subjected to time modulation processing using different functions , respectively. The first, second, and third images are generated by synthesizing images to generate one image to be a right-eye image or left-eye image, and the time modulation processing is performed with a weight that is 90 degrees different from the one image generation. A program for controlling the computer so as to generate the other image to be the left-eye image or the right-eye image by synthesizing the fourth image.
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