JP6684118B2 - Binocular stereoscopic image generation device and its program - Google Patents

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Description

本願発明は、インテグラルフォトグラフィ(IP:Integral Photography)方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置及びそのプログラムに関する。   The present invention relates to a binocular stereoscopic image generation device that generates a binocular stereoscopic image by using an integral photography (IP: Integral Photography) type stereoscopic imaging device, and a program thereof.

従来のインテグラルフォトグラフィ方式では、1台のカメラで複数の微小レンズが配列されたレンズアレイを通して被写体を撮像する。このとき、カメラがレンズアレイの焦平面を撮像するため、レンズアレイを構成する各微小レンズは、微小なカメラと同じ働きをする。その結果、レンズアレイ越しに被写体を撮像した画像は、微小レンズの位置に応じた微小画像(要素画像)が並んだ要素画像群となる。この要素画像群は、被写体からの光線情報を記録した画像であり、記録できる光線数がカメラの解像度に依存する。このため、IP方式での撮像には、高解像度のカメラが必要となる。   In the conventional integral photography method, a single camera images a subject through a lens array in which a plurality of minute lenses are arranged. At this time, since the camera images the focal plane of the lens array, each minute lens forming the lens array has the same function as a minute camera. As a result, the image of the subject captured through the lens array becomes an element image group in which minute images (element images) corresponding to the positions of the minute lenses are arranged. This element image group is an image in which light ray information from the subject is recorded, and the number of light rays that can be recorded depends on the resolution of the camera. For this reason, a high-resolution camera is required for IP imaging.

また、従来から、コンピュータグラフィックス(CG)を用いて、IP方式の要素画像群を生成する技術が研究されている。この従来技術では、計算機内で仮想3次元空間を生成し、3次元の被写体及び背景(セット)を実世界と同様に再現し、その仮想3次元空間において被写体からの光線を追跡することで、要素画像群を生成する。CGによる要素画像を生成する手法として、下記の特許文献1,2及び非特許文献1,2に記載の手法が知られている。これらの要素画像生成手法は、被写体からの光線を制御する奥行き制御レンズを通して、被写体からの光線を追跡するものである。これら手法では、要素画像群の画素数の回数だけ観察者側からカメラで撮像する必要がある。すなわち、非特許文献1の要素画像生成手法は、1画素毎に光線追跡法を用いるので、1画素毎に撮像を行うカメラと同等であり、撮像回数が要素画像群の画素数と同じになる。   Further, conventionally, a technique for generating an IP type element image group by using computer graphics (CG) has been studied. In this conventional technique, a virtual three-dimensional space is generated in a computer, a three-dimensional subject and a background (set) are reproduced as in the real world, and rays from the subject are traced in the virtual three-dimensional space. Generate a group of elemental images. The methods described in the following Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 and 2 are known as methods for generating an element image by CG. These elemental image generation methods trace the light rays from the subject through a depth control lens that controls the light rays from the subject. In these methods, it is necessary to capture images with the camera from the observer side as many times as the number of pixels of the element image group. That is, since the element image generation method of Non-Patent Document 1 uses the ray tracing method for each pixel, it is equivalent to a camera that captures an image for each pixel, and the number of captures is the same as the number of pixels of the element image group. .

そこで、さらなる高速化のため、従来技術として、CGオブジェクトを正射影によるカメラで撮像し、これらの画像を要素画像群に変換する手法も知られている(特許文献3、非特許文献3)。このような要素画像変換手法では、カメラで撮像する回数が要素画像を形成する画素数で済む。   Therefore, in order to further increase the speed, as a conventional technique, there is also known a method of capturing an image of a CG object with a camera by orthographic projection and converting these images into a group of element images (Patent Document 3 and Non-Patent Document 3). In such an element image conversion method, the number of times of imaging with the camera is the number of pixels forming the element image.

また、特許文献4に記載の手法では、2眼立体カメラで撮像した画像にIP方式の解像度特性などを付加することで、擬似的にIP立体画像に変換したものを2眼立体画像として観察できるようにしている。   Further, in the method described in Patent Document 4, it is possible to observe an artificially converted IP stereoscopic image as a stereoscopic stereoscopic image by adding the resolution characteristics of the IP method to the image captured by the stereoscopic stereoscopic camera. I am trying.

特許第4567422号公報Japanese Patent No. 4567422 再表00/059235号公報(特願2000−608621号)Re-table 00/059235 gazette (Japanese Patent Application No. 2000-608621) 特開2011−234142号公報JP, 2011-234142, A 特開2015−104107号公報JP, 2005-104107, A

Spyros S. Athineos et al.,“Physical modeling of a microlens array setup for use in computer generated IP,”Proc.of SPIE-IS&T Electronic Imaging,Vol.5664 pp.472-479,2005Spyros S. Athineos et al., “Physical modeling of a microlens array setup for use in computer generated IP,” Proc. Of SPIE-IS & T Electronic Imaging, Vol. 5664 pp.472-479, 2005 中島勧 et al.,“Integral Photographyの原理を用いた3Dディスプレイの画像高速作成法”,映像情報メディア学会 Vol. 54, No. 3, pp.420-425 (2000)Nakajima Kan et al., “High-speed 3D display image creation method using the principle of Integral Photography”, Institute of Image Information and Television Engineers Vol. 54, No. 3, pp.420-425 (2000) M.Katayama et al.,“A method for converting three-dimensional models into auto-stereoscopic images based on integral photography” ,Proc of SPIE-IS&T Vol.6805 68050Z-1 68050Z-8M.Katayama et al., “A method for converting three-dimensional models into auto-stereoscopic images based on integral photography”, Proc of SPIE-IS & T Vol.6805 68050Z-1 68050Z-8

IP方式では、表示画面から離れる程に解像度が低下するので、表示画面の手前又は奥に位置する立体像がぼけることになる。このとき、立体像のぼけ具合は、実際に撮像を行わないとわからない。しかし、IP方式では、レンズアレイや奥行制御レンズを適切な位置に配置しなければ、撮像を行うことができない。その結果、IP方式では、立体像で所望のぼけ具合を得るために撮像を繰り返し行うことになり、非常に手間を要してしまう。   In the IP method, the resolution decreases as the distance from the display screen increases, so that the stereoscopic image positioned in front of or behind the display screen is blurred. At this time, the degree of blurring of the stereoscopic image cannot be known unless the image is actually captured. However, in the IP method, imaging cannot be performed unless the lens array and the depth control lens are arranged at appropriate positions. As a result, in the IP method, imaging is repeatedly performed in order to obtain a desired degree of blurring in a stereoscopic image, which is extremely time-consuming.

一方、2眼立体方式は、一般的なIP方式のみならず、従来の要素画像変換手法と比較しても、立体画像を短い時間で生成できる。そこで、例えば、IP方式における立体像のぼけを確認するために、撮像時間を短縮できることから、2眼立体方式の利用を検討する。   On the other hand, the twin-lens stereoscopic method can generate a stereoscopic image in a short time as compared with a general elemental image conversion method as well as a general IP method. Therefore, for example, since the imaging time can be shortened in order to confirm the blurring of the stereoscopic image in the IP system, the use of the twin-lens stereoscopic system will be examined.

そもそも、IP方式は、2眼立体方式と比べて、運動視差の再現、及び、立体画像の解像度特性に大きな違いがある。観察者が特定の位置で動かずに観察するという条件であれば、運動視差の影響がなくなる。つまり、前記した条件の元であれば、IP方式は、2眼立体方式と比べて、立体画像の解像度特性のみに大きな違いが残る。このことから、IP立体画像から2眼立体画像を生成することで、映像制作者は立体表示装置でIP立体画像のぼけを確認できる。   In the first place, the IP method has a great difference in reproduction of motion parallax and resolution characteristics of a stereoscopic image as compared with the two-eye stereoscopic method. Under the condition that the observer observes at a specific position without moving, the influence of motion parallax disappears. That is, under the conditions described above, the IP method has a large difference only in the resolution characteristics of the stereoscopic image as compared with the twin-lens stereoscopic method. From this, by generating a twin-lens stereoscopic image from the IP stereoscopic image, the video creator can confirm blurring of the IP stereoscopic image on the stereoscopic display device.

そこで、本願発明は、IP立体画像から2眼立体画像を効率よく生成できる2眼立体画像生成装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。   Therefore, it is an object of the present invention to provide a twin-lens stereoscopic image generation apparatus and a program thereof that can efficiently generate a twin-lens stereoscopic image from an IP stereoscopic image.

前記した課題に鑑みて、本願発明に係る2眼立体画像生成装置は、光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイ及び撮像素子を備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、視点位置決定手段と、画素位置算出手段と、撮像素子制御手段と、画素値割当手段と、を備える構成とした。   In view of the above-mentioned problems, the binocular stereoscopic image generation device according to the present invention uses an integral photography type stereoscopic imaging device including an optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged and an imaging element, A twin-lens stereoscopic image generation apparatus that generates a twin-lens stereoscopic image, and is configured to include a viewpoint position determination unit, a pixel position calculation unit, an image sensor control unit, and a pixel value allocation unit.

かかる構成によれば、2眼立体画像生成装置は、視点位置決定手段によって、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した視点位置を決定する。
2眼立体画像生成装置は、画素位置算出手段によって、視点位置と、予め設定された光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、視点位置から光学素子の光学主点を通過する直線が交わる撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する。
According to this configuration, the binocular stereoscopic image generation device determines the viewpoint positions corresponding to both eyes of the observer who observes the binocular stereoscopic image by the viewpoint position determination means.
The twin-lens stereoscopic image generation apparatus uses the pixel position calculation means to perform optical conversion from the viewpoint position based on the viewpoint position, the optical element information regarding the preset optical element array, and the image sensor information regarding the preset image sensor. The pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup element at which the straight line passing through the optical principal point of the element intersects are calculated.

2眼立体画像生成装置は、撮像素子制御手段によって、撮像素子の全画素のうち右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素を駆動する。
2眼立体画像生成装置は、画素値割当手段によって、駆動された右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、前記2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる。そして、画素値割当手段は、2眼立体画像として観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した視差画像を偏光メガネ方式又は時分割メガネ方式の立体表示装置に出力する。
このように、2眼立体画像生成装置は、撮像素子の全画素のうち、2眼立体画像の生成に必要な右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみを扱うので、演算量を抑えることができる。
In the binocular stereoscopic image generation device, the image sensor control unit drives the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position among all the pixels of the image sensor.
In the binocular stereoscopic image generation device, the pixel value allocating unit acquires the pixel values of the driven pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position, and allocates the pixel values as the pixel values of the binocular stereoscopic image. . Then, the pixel value assigning unit generates a parallax image representing the binocular parallax of the observer as a binocular stereoscopic image, and outputs the generated parallax image to the stereoscopic display device of the polarization glasses system or the time division glasses system.
As described above, the binocular stereoscopic image generation device handles only the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position necessary for generating a binocular stereoscopic image, out of all the pixels of the image sensor, so that the calculation amount is reduced. Can be suppressed.

また、前記した課題に鑑みて、本願発明に係る2眼立体画像生成装置は、光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイと、撮像素子と、光学素子アレイ及び被写体の間に配置され、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した2個の開口を有する遮蔽手段とを備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、視点位置決定手段と、画素位置算出手段と、開口位置制御手段と、画素値割当手段と、を備える構成とした。   Further, in view of the above-mentioned problems, the twin-lens stereoscopic image generating apparatus according to the present invention is arranged between an optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged, an imaging element, and the optical element array and a subject. Binocular stereo for generating a binocular stereoscopic image by using an integral photography type stereoscopic imaging device including a shielding means having two openings corresponding to both eyes of an observer who observes a binocular stereoscopic image The image generating apparatus is configured to include a viewpoint position determining unit, a pixel position calculating unit, an aperture position controlling unit, and a pixel value assigning unit.

かかる構成によれば、2眼立体画像生成装置は、視点位置決定手段によって、観察者の両眼に対応した視点位置を決定する。
2眼立体画像生成装置は、画素位置算出手段によって、視点位置と、予め設定された光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、視点位置から光学素子の光学主点を通過する直線が交わる撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する。
According to this configuration, the binocular stereoscopic image generation device determines the viewpoint positions corresponding to both eyes of the observer by the viewpoint position determination means.
The twin-lens stereoscopic image generation apparatus uses the pixel position calculation means to perform optical conversion from the viewpoint position based on the viewpoint position, the optical element information regarding the preset optical element array, and the image sensor information regarding the preset image sensor. The pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup element at which the straight line passing through the optical principal point of the element intersects are calculated.

2眼立体画像生成装置は、開口位置制御手段によって、撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置に被写体からの光線が開口を通過して入射するように、遮蔽手段を駆動する。
2眼立体画像生成装置は、画素値割当手段によって、右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる。そして、画素値割当手段は、2眼立体画像として観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した視差画像を偏光メガネ方式又は時分割メガネ方式の立体表示装置に出力する。
このように、2眼立体画像生成装置は、撮像素子の全画素のうち、2眼立体画像の生成に必要な右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみを扱うので、演算量を抑えることができる。
In the binocular stereoscopic image generation device, the aperture position control unit drives the shielding unit so that the light ray from the subject enters the right eye pixel position and the left eye pixel position of the image sensor through the aperture.
In the binocular stereoscopic image generation device, the pixel value allocating unit acquires the pixel values of the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position and allocates the pixel values as the pixel values of the binocular stereoscopic image. Then, the pixel value assigning unit generates a parallax image representing the binocular parallax of the observer as a binocular stereoscopic image, and outputs the generated parallax image to the stereoscopic display device of the polarization glasses system or the time division glasses system.
As described above, the binocular stereoscopic image generation device handles only the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position necessary for generating a binocular stereoscopic image, out of all the pixels of the image sensor, so that the calculation amount is reduced. Can be suppressed.

本願発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願発明に係る2眼立体画像生成装置は、撮像素子の全画素のうち、2眼立体画像の生成に必要な右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみを扱うので、演算量が抑えられ、効率よく2眼立体画像を生成することができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
Since the binocular stereoscopic image generation device according to the present invention handles only the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position necessary for generating a binocular stereoscopic image among all the pixels of the image sensor, the calculation amount is It is possible to suppress, and it is possible to efficiently generate a binocular stereoscopic image.

本願発明の第1実施形態に係る2眼立体画像生成システムの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a binocular stereoscopic image generation system according to a first embodiment of the present invention. 図1の視点位置決定手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the viewpoint position determination means of FIG. 図1の画素位置算出手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pixel position calculation means of FIG. 本願発明の第1実施形態において、画素位置の算出を説明する説明図であり、(a)はIP撮像装置の光学系を表し、(b)は仮想的な光学系を表す。6A and 6B are explanatory diagrams illustrating calculation of pixel positions in the first embodiment of the present invention, in which FIG. 9A illustrates an optical system of the IP image pickup device, and FIG. 9B illustrates a virtual optical system. 本願発明の第1実施形態において、撮像素子の駆動を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating driving of the image sensor in the first embodiment of the present invention. 図1の画素値割当手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pixel value allocation means of FIG. 本願発明の第1実施形態において、レンチキュラ方式の立体表示装置に対応した2眼立体画像の生成を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating generation of a binocular stereoscopic image corresponding to a lenticular stereoscopic display device in the first embodiment of the present invention. 本願発明の第1実施形態において、IP方式の立体表示装置に対応した2眼立体画像の生成を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating generation of a binocular stereoscopic image compatible with an IP stereoscopic display device in the first embodiment of the present invention. 本願発明の第1実施形態において、2眼立体画像に含まれる右眼用画像領域及び左眼用画像領域を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a right-eye image area and a left-eye image area included in a binocular stereoscopic image in the first embodiment of the present invention. 図1の2眼立体画像生成装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the twin-lens stereoscopic image generation device in FIG. 1. 本願発明の第2実施形態に係る2眼立体画像生成システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the twin-lens stereoscopic image generation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本願発明の第2実施形態において、遮蔽手段の制御を説明する説明図であり、IP撮像装置が凸レンズを備えない場合を表す。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating control of the shielding unit in the second embodiment of the present invention, showing a case where the IP image pickup device does not include a convex lens. 本願発明の第2実施形態において、遮蔽手段の制御を説明する説明図であり、IP撮像装置が凸レンズを備える場合を表す。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating control of the shielding unit in the second embodiment of the present invention, showing a case where the IP imaging device includes a convex lens. 図11の2眼立体画像生成装置の動作を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing the operation of the twin-lens stereoscopic image generation device in FIG. 11. 視点位置決定手段の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of a viewpoint position determination means.

以下、本願発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段及び部材には同一の符号を付し、説明を省略した。   Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In addition, in each embodiment, the same reference numerals are given to the same means and members, and description thereof is omitted.

(第1実施形態)
[2眼立体画像生成システムの全体構成]
図1を参照し、本願発明の第1実施形態に係る2眼立体画像生成システム1の構成について説明する。
2眼立体画像生成システム1は、IP方式の立体撮像装置(以下、IP撮像装置)10を用いて、被写体90の2眼立体画像を生成するものである。図1のように、2眼立体画像生成システム1は、IP撮像装置10と、2眼立体画像生成装置20とを備える。本実施形態では、IP撮像装置10が、2眼立体画像生成装置20を内蔵することとした。
(First embodiment)
[Overall Configuration of Binocular Stereoscopic Image Generation System]
The configuration of the twin-lens stereoscopic image generation system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The binocular stereoscopic image generation system 1 is a system for generating a binocular stereoscopic image of a subject 90 by using an IP type stereoscopic imaging device (hereinafter, IP imaging device) 10. As illustrated in FIG. 1, the binocular stereoscopic image generation system 1 includes an IP imaging device 10 and a binocular stereoscopic image generation device 20. In the present embodiment, the IP imaging device 10 has the built-in twin-lens stereoscopic image generation device 20.

IP撮像装置10は、被写体90を撮像するものであり、凸レンズ101と、レンズアレイ(光学素子アレイ)102と、撮像素子103とを備える。
凸レンズ101は、例えば、被写体90からの光線をレンズアレイ102に集光する対物レンズである。
レンズアレイ102は、凸レンズ(光学素子)102aが2次元状(例えば、縦横又は樽積状)に配列されたものである。このレンズアレイ102を通過した光線が、撮像素子103に入射する。
撮像素子103は、レンズアレイ102を通過した光線を撮像するものである。本実施形態では、撮像素子103は、2眼立体画像生成装置20から入力された制御信号に従って、所定位置の画素103aのみを駆動し、駆動した画素103aのみで撮像を行う。そして、撮像素子103は、その撮像画像を2眼立体画像生成装置20に出力する。
なお、IP撮像装置10は、一般的な構成のため、これ以上の説明を省略する。
The IP image pickup device 10 picks up an image of the subject 90, and includes a convex lens 101, a lens array (optical element array) 102, and an image pickup element 103.
The convex lens 101 is, for example, an objective lens that collects light rays from the subject 90 on the lens array 102.
The lens array 102 is an array of convex lenses (optical elements) 102a arranged two-dimensionally (for example, vertically and horizontally or in a barrel shape). The light rays that have passed through this lens array 102 enter the image sensor 103.
The image pickup element 103 picks up an image of the light beam that has passed through the lens array 102. In the present embodiment, the image sensor 103 drives only the pixel 103a at a predetermined position according to the control signal input from the twin-lens stereoscopic image generation device 20, and only the driven pixel 103a captures an image. Then, the image sensor 103 outputs the captured image to the binocular stereoscopic image generation device 20.
Since the IP imaging device 10 has a general configuration, further description will be omitted.

[2眼立体画像生成装置の構成]
以下、2眼立体画像生成装置20の構成について説明する。
2眼立体画像生成装置20は、IP撮像装置10を用いて、被写体90の2眼立体画像を生成するものである。図1のように、2眼立体画像生成装置20は、視点位置決定手段201と、画素位置算出手段202と、撮像素子制御手段203と、画素値割当手段204と、を備える。
[Configuration of Binocular Stereoscopic Image Generation Device]
The configuration of the twin-lens stereoscopic image generation device 20 will be described below.
The binocular stereoscopic image generation device 20 generates a binocular stereoscopic image of the subject 90 using the IP imaging device 10. As shown in FIG. 1, the binocular stereoscopic image generation device 20 includes a viewpoint position determination unit 201, a pixel position calculation unit 202, an image sensor control unit 203, and a pixel value allocation unit 204.

視点位置決定手段201は、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した視点位置を決定するものである。図2のように、視点位置決定手段201は、視点位置記憶手段2011を備える。そして、視点位置決定手段201は、視点位置記憶手段2011に記憶された視点位置を読み出して、画素位置算出手段202に出力する。
視点位置記憶手段2011は、視点位置を予め記憶するメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等の一般的な記憶装置である。この視点位置は、例えば、2眼立体画像生成システム1の利用者が手動で設定する。
The viewpoint position determination means 201 determines the viewpoint position corresponding to both eyes of an observer who observes a binocular stereoscopic image. As shown in FIG. 2, the viewpoint position determination unit 201 includes a viewpoint position storage unit 2011. Then, the viewpoint position determination unit 201 reads out the viewpoint position stored in the viewpoint position storage unit 2011 and outputs it to the pixel position calculation unit 202.
The viewpoint position storage unit 2011 is a general storage device such as a memory or an HDD (Hard Disk Drive) that stores the viewpoint position in advance. This viewpoint position is manually set by the user of the twin-lens stereoscopic image generation system 1, for example.

画素位置算出手段202は、視点位置と、レンズアレイ情報と、撮像素子情報とに基づいて、視点位置から凸レンズ102aの光学主点を通過する直線が交わる撮像素子103の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出するものである。図3のように、画素位置算出手段202は、撮像素子情報記憶手段2021と、撮像用レンズアレイ情報記憶手段2022と、画素位置演算手段2023とを備える。   The pixel position calculation means 202 is based on the viewpoint position, the lens array information, and the image sensor information, and the right eye pixel position and the left pixel position of the image sensor 103 where a straight line passing from the viewpoint position to the optical principal point of the convex lens 102a intersects. The pixel position for the eye is calculated. As shown in FIG. 3, the pixel position calculation unit 202 includes an image sensor information storage unit 2021, an imaging lens array information storage unit 2022, and a pixel position calculation unit 2023.

撮像素子情報記憶手段2021は、IP撮像装置10が備える撮像素子103に関する撮像素子情報を予め記憶するメモリ、HDD等の一般的な記憶装置である。例えば、撮像素子情報としては、撮像素子103の画素間隔、画素数があげられる。この撮像素子情報は、例えば、2眼立体画像生成システム1の利用者が手動で設定する。   The image pickup device information storage unit 2021 is a general storage device such as a memory or an HDD that stores image pickup device information regarding the image pickup device 103 included in the IP image pickup device 10 in advance. For example, the image sensor information includes the pixel interval and the number of pixels of the image sensor 103. This image sensor information is manually set by the user of the twin-lens stereoscopic image generation system 1, for example.

撮像用レンズアレイ情報記憶手段2022は、IP撮像装置10が備えるレンズアレイ102に関するレンズアレイ情報を予め記憶するメモリ、HDD等の一般的な記憶装置である。このレンズアレイ情報としては、例えば、レンズアレイ102を構成する凸レンズ102aの焦点距離、間隔、個数、配列があげられる。このレンズアレイ情報は、例えば、2眼立体画像生成システム1の利用者が手動で設定する。   The imaging lens array information storage unit 2022 is a general storage device such as a memory or an HDD that stores in advance lens array information regarding the lens array 102 included in the IP imaging device 10. The lens array information includes, for example, the focal length, the interval, the number, and the arrangement of the convex lenses 102a forming the lens array 102. This lens array information is manually set by the user of the twin-lens stereoscopic image generation system 1, for example.

画素位置演算手段2023は、視点位置決定手段201から入力された視点位置と、撮像素子情報記憶手段2021に記憶された撮像素子情報と、撮像用レンズアレイ情報記憶手段2022に記憶されたレンズアレイ情報とを参照し、観察者の右眼及び左眼に画像として寄与する撮像素子103の画素位置を右眼用画素位置及び左眼用画素位置として算出する。   The pixel position calculation unit 2023 includes the viewpoint position input from the viewpoint position determination unit 201, the image pickup device information stored in the image pickup device information storage unit 2021, and the lens array information stored in the image pickup lens array information storage unit 2022. With reference to, the pixel positions of the image sensor 103 that contribute as an image to the observer's right and left eyes are calculated as the right-eye pixel position and the left-eye pixel position.

<右眼用画素位置及び左眼用画素位置の算出>
図4を参照し、画素位置算出手段202(画素位置演算手段2023)による右眼用画素位置及び左眼用画素位置の算出について説明する(適宜図1,図3参照)。
まず、画素位置算出手段202は、撮像素子情報記憶手段2021の撮像素子情報、及び、撮像用レンズアレイ情報記憶手段2022のレンズアレイ情報を取得する。
<Calculation of pixel position for right eye and pixel position for left eye>
Calculation of the right eye pixel position and the left eye pixel position by the pixel position calculation unit 202 (pixel position calculation unit 2023) will be described with reference to FIG. 4 (see FIGS. 1 and 3 as appropriate).
First, the pixel position calculation unit 202 acquires the image pickup device information of the image pickup device information storage unit 2021 and the lens array information of the image pickup lens array information storage unit 2022.

このレンズアレイ情報及び撮像素子情報により、画素位置算出手段202は、図4(a)に示すIP撮像装置10の光学系を、図4(b)のように、仮想的な光学系としてシミュレートできる。図4(a)では、図1のIP撮像装置10を4f光学系として図示した。
また、図4(a)のレンズアレイ105は、凸レンズ101,104の効果によって、レンズアレイ102の位置が光学的にシフトしたものである。このレンズアレイ105が、IP方式の立体表示装置(以下、IP表示装置)におけるレンズアレイと等価である。このため、レンズアレイ105を観察者が観察する位置が、図4(b)で左側に図示した両眼91の位置になる。そして、IP撮像装置10において、両眼91の位置に対応するのが、図4(b)で右側に図示した両眼92の位置(視点位置)になる。
Based on the lens array information and the image pickup element information, the pixel position calculation unit 202 simulates the optical system of the IP image pickup apparatus 10 shown in FIG. 4A as a virtual optical system as shown in FIG. 4B. it can. In FIG. 4A, the IP imaging device 10 of FIG. 1 is illustrated as a 4f optical system.
Further, the lens array 105 of FIG. 4A is one in which the position of the lens array 102 is optically shifted by the effect of the convex lenses 101 and 104. The lens array 105 is equivalent to a lens array in an IP type stereoscopic display device (hereinafter, IP display device). Therefore, the position where the observer observes the lens array 105 is the position of the both eyes 91 illustrated on the left side in FIG. Then, in the IP imaging device 10, the position of the both eyes 91 (viewpoint position) illustrated on the right side in FIG. 4B corresponds to the position of the both eyes 91.

この左眼92に届く光線は、図4(b)に破線で図示した左眼用画素位置の画素103からの光線である。また、右眼92に届く光線は、図4(b)に実線で図示した右眼用画素位置の画素103からの光線である。これら光線群は、観察者の両眼92と凸レンズ102aの主点αとを結ぶ直線を描く。すなわち、画素位置算出手段202は、これら直線の延長線が撮像素子103と交わる位置を、左眼用画素位置及び右眼用画素位置として算出する。 The light ray reaching the left eye 92 L is a light ray from the pixel 103 L at the pixel position for the left eye, which is illustrated by the broken line in FIG. 4B. The light ray reaching the right eye 92 R is the light ray from the pixel 103 R at the right eye pixel position shown by the solid line in FIG. 4B. These ray groups draw a straight line connecting the both eyes 92 of the observer and the principal point α of the convex lens 102a. That is, the pixel position calculating means 202 calculates the positions where the extended lines of these straight lines intersect the image sensor 103 as the left-eye pixel position and the right-eye pixel position.

その後、画素位置算出手段202は、算出した右眼用画素位置及び左眼用画素位置を、撮像素子制御手段203及び画素値割当手段204に出力する。このとき、画素位置算出手段202は、奥行反転を防ぐために、要素画像毎に、左眼用画素位置及び右眼用画素位置を、要素画像の中心座標を基準として点対称に変換してもよい。   After that, the pixel position calculation unit 202 outputs the calculated right eye pixel position and left eye pixel position to the image sensor control unit 203 and the pixel value allocation unit 204. At this time, the pixel position calculation unit 202 may convert the pixel position for the left eye and the pixel position for the right eye for each element image in point symmetry with reference to the center coordinates of the element image in order to prevent the depth inversion. .

図1に戻り、2眼立体画像生成装置20の構成について、説明を続ける。
撮像素子制御手段203は、撮像素子103の全画素のうち、画素位置算出手段202から入力された右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素を駆動するものである。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the twin-lens stereoscopic image generation device 20 will be continued.
The image sensor control unit 203 drives the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position input from the pixel position calculation unit 202 among all the pixels of the image sensor 103.

例えば、2眼立体画像を生成する際、右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素を要素画像毎に駆動するので、駆動する画素数が要素画像の総数の2倍になる。このとき、図5のように、右眼用画素位置が撮像素子103で画素103a同士の間に位置することもある(左眼用画素位置の画素も同様)。   For example, when generating a binocular stereoscopic image, the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position are driven for each element image, so the number of pixels to be driven is twice the total number of element images. At this time, as shown in FIG. 5, the pixel position for the right eye may be located between the pixels 103a in the image sensor 103 (the same applies to the pixel at the pixel position for the left eye).

そこで、右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素の画素値を、撮像素子103の中で最も近い位置の画素の画素値で近似してもよい。この場合、駆動する画素数が要素画像の総数の2倍となる。
さらに、右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素の画素値を、撮像素子103で周囲4近傍の画素103aの画素値で補間してもよい。この場合、駆動する画素数が要素画像の総数の8倍となる。
Therefore, the pixel values of the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position may be approximated by the pixel value of the pixel at the closest position in the image sensor 103. In this case, the number of driven pixels is twice the total number of element images.
Further, the pixel values of the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position may be interpolated by the pixel values of the pixels 103a near the periphery 4 in the image sensor 103. In this case, the number of driven pixels is eight times the total number of element images.

その後、撮像素子制御手段203は、右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素を駆動する制御信号を生成し、生成した制御信号をIP撮像装置10(撮像素子103)に出力する。この制御信号に応じて、撮像素子103で撮像された撮像画像が、画素値割当手段204に入力される。   After that, the image sensor control unit 203 generates a control signal for driving the pixels at the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye, and outputs the generated control signal to the IP image capturing apparatus 10 (image sensor 103). In accordance with this control signal, the captured image captured by the image sensor 103 is input to the pixel value allocation means 204.

画素値割当手段204は、撮像素子103より入力された撮像画像の各画素の画素値を取得して、2眼立体画像の画素の画素値として割り当てることで、2眼立体映像を生成するものである。図6のように、画素値割当手段204は、表示装置情報記憶手段2041と、2眼立体画像生成手段2042とを備える。   The pixel value allocating means 204 acquires the pixel value of each pixel of the captured image input from the image sensor 103 and allocates it as the pixel value of the pixel of the two-eye stereoscopic image to generate a two-eye stereoscopic image. is there. As shown in FIG. 6, the pixel value allocation unit 204 includes a display device information storage unit 2041 and a twin-lens stereoscopic image generation unit 2042.

表示装置情報記憶手段2041は、立体表示装置の方式を表した表示装置情報を予め記憶するメモリ、HDD等の一般的な記憶装置である。つまり、本実施形態では、画素値割当手段204は、立体表示装置の方式に対応した2眼立体画像を生成する。
この表示装置情報は、例えば、偏光メガネ方式(時分割メガネ方式)、時分割メガネ方式、レンチキュラ方式、IP方式の何れかを表す。ここで、レンチキュラ方式及びIP方式の場合、これら方式の立体表示装置で2眼立体画像を表示することを意味する。
The display device information storage unit 2041 is a general storage device such as a memory or an HDD that stores in advance display device information representing the system of the stereoscopic display device. That is, in the present embodiment, the pixel value assigning unit 204 generates a binocular stereoscopic image corresponding to the system of the stereoscopic display device.
This display device information represents, for example, any one of a polarization glasses system (time division glasses system), a time division glasses system, a lenticular system, and an IP system. Here, in the case of the lenticular system and the IP system, it means that a stereoscopic display device of these systems displays a two-eye stereoscopic image.

2眼立体画像生成手段2042は、表示装置情報記憶手段2041に記憶された表示装置情報を参照し、立体表示装置の方式に対応した2眼立体画像を生成するものである。以下、立体表示装置の方式毎に詳細に説明する。   The binocular stereoscopic image generation means 2042 refers to the display device information stored in the display device information storage means 2041 and generates a binocular stereoscopic image corresponding to the system of the stereoscopic display device. Hereinafter, each method of the stereoscopic display device will be described in detail.

<偏光メガネ方式>
偏光メガネ方式では、例えば、縦偏光の右眼用画像と、横偏光の左眼用画像とを表示する。観察者は、右眼用画像(縦偏光)のみを透過させる偏光フィルタが右眼用レンズに貼られ、左眼用画像(横偏光)のみ透過させる偏光フィルタが左眼用レンズに貼られた偏光メガネを着用し、右眼用画像及び左眼用画像を観察する。従って、観察者は、右眼用画像を右眼のみで観察し、左眼用画像を左眼のみで観察することになる。これにより、両眼視差による立体像が得られる。
<Polarizing glasses method>
In the polarized glasses method, for example, a vertically polarized image for the right eye and a horizontally polarized image for the left eye are displayed. For the observer, a polarization filter that transmits only the image for the right eye (vertical polarization) is attached to the lens for the right eye, and a polarization filter that transmits only the image for the left eye (horizontal polarization) is attached to the lens for the left eye. Wear glasses and observe the image for the right eye and the image for the left eye. Therefore, the observer observes the image for the right eye only with the right eye and the image for the left eye only with the left eye. As a result, a stereoscopic image based on binocular parallax is obtained.

ここで、2眼立体画像生成手段2042は、撮像素子103より入力された撮像画像から、画素位置算出手段202から入力された右眼用画素位置の画素の画素値を取得し、右眼用画像の画素の画素値として割り当てる(左眼用画素位置も同様)。そして、2眼立体画像生成手段2042は、生成した右眼用画像及び左眼用画像を、2眼立体画像として偏光メガネ方式の立体表示装置に出力する。   Here, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 acquires the pixel value of the pixel at the pixel position for the right eye input from the pixel position calculation unit 202 from the captured image input from the image sensor 103, and the image for the right eye is acquired. Assigned as the pixel value of the pixel (the same applies to the pixel position for the left eye). Then, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 outputs the generated right-eye image and left-eye image to the polarizing glasses-type stereoscopic display device as a binocular stereoscopic image.

<時分割メガネ方式>
時分割メガネ方式では、例えば、フレーム毎に左眼用画像と右眼用画像とを切り替えて表示する。観察者は、右眼用画像の表示中に右眼側シャッタが開き、左眼用画像の表示中に左眼側シャッタが開くメガネを着用し、右眼用画像及び左眼用画像を観察する。従って、観察者は、右眼用画像を右眼のみで観察し、左眼用画像を左眼のみで観察することになる。これにより、両眼視差による立体像が得られる。
<Time division glasses method>
In the time division glasses method, for example, the image for the left eye and the image for the right eye are switched and displayed for each frame. The observer wears glasses that open the right-eye shutter while displaying the right-eye image, and opens the left-eye shutter while displaying the left-eye image, and observes the right-eye image and the left-eye image. . Therefore, the observer observes the image for the right eye only with the right eye and the image for the left eye only with the left eye. As a result, a stereoscopic image based on binocular parallax is obtained.

ここで、2眼立体画像生成手段2042は、偏光メガネ方式と同様の手法で2眼立体画像を生成する。
立体表示装置がハイビジョンに対応する場合、2眼立体画像それぞれの画素数はハイビジョンで規定された画素数(1920×1080)に等しくする必要がある。例えば、2眼立体画像の画素数がハイビジョンの画素数未満の場合、2眼立体画像生成手段2042は、補間処理によって2眼立体画像を拡大する。一方、2眼立体画像の画素数がハイビジョンの画素数を超える場合、2眼立体画像生成手段2042は、2眼立体画像を縮小する。
その後、2眼立体画像生成手段2042は、生成した2眼立体画像を、時分割メガネ方式の立体表示装置に出力する。
Here, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 generates a binocular stereoscopic image by a method similar to the polarization glasses method.
When the stereoscopic display device is compatible with high-definition, the number of pixels of each binocular stereoscopic image needs to be equal to the number of pixels (1920 × 1080) defined by high-definition. For example, if the number of pixels of the binocular stereoscopic image is less than the number of pixels of high-definition, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 enlarges the binocular stereoscopic image by interpolation processing. On the other hand, when the number of pixels of the binocular stereoscopic image exceeds the number of pixels of high-definition, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 reduces the binocular stereoscopic image.
After that, the twin-lens stereoscopic image generation unit 2042 outputs the generated twin-lens stereoscopic image to the time-division glasses type stereoscopic display device.

<レンチキュラ方式>
図7のように、レンチキュラレンズ301と表示素子302とを備える立体表示装置30を無限大の視距離で正面から観察した場合を考える。この場合、レンチキュラレンズ301の背面に位置する表示素子302に表示された要素画像(縦長の長方形画像)の左半分のうち、何れか1画素の光線が観察者の右眼に入射する(左眼も同様)。つまり、要素画像の位置及び観察者の視距離によって、要素画像内で右眼用画像領域と左眼用画像領域との割合(境目)が異なる。
<Lenticular method>
Consider a case where the stereoscopic display device 30 including the lenticular lens 301 and the display element 302 is viewed from the front at an infinite viewing distance as shown in FIG. 7. In this case, in the left half of the elemental image (longitudinal rectangular image) displayed on the display element 302 located on the back surface of the lenticular lens 301, a ray of any one pixel is incident on the right eye of the observer (left eye. The same). That is, the ratio (boundary) between the image region for the right eye and the image region for the left eye in the element image varies depending on the position of the element image and the viewing distance of the observer.

従って、2眼立体画像生成手段2042は、観察者の両眼92の瞳孔中心を結ぶ線分の中点βと、各レンチキュラレンズ301の主点γとを結ぶ直線の延長線が表示素子302に交わる位置を、右眼用画像領域及び左眼用画像領域の境界として求める。そして、2眼立体画像生成手段2042は、撮像素子103より入力された撮像画像において、画素位置算出手段202から入力された右眼用画素位置の画素の画素値を取得し、右眼用画像領域の画素の画素値として割り当てる(左眼用画像領域も同様)。その後、2眼立体画像生成手段2042は、右眼用画像領域及び左眼用画像領域が含まれる要素画像群を、2眼立体画像として立体表示装置30に出力する。   Therefore, the binocular stereoscopic image generating unit 2042 causes the display element 302 to have an extended line of a straight line connecting the midpoint β of the line segment connecting the pupil centers of the both eyes 92 of the observer and the principal point γ of each lenticular lens 301. The intersecting position is determined as the boundary between the right-eye image area and the left-eye image area. Then, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 acquires the pixel value of the pixel at the pixel position for the right eye input from the pixel position calculation unit 202 in the captured image input from the image sensor 103, and the image region for the right eye. Assigned as the pixel value of the pixel (the same applies to the image area for the left eye). After that, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 outputs the element image group including the right eye image area and the left eye image area to the stereoscopic display device 30 as a binocular stereoscopic image.

<IP方式>
図8のように、凸レンズ401aが配列されたレンズアレイ401と、表示素子402とを備えるIP表示装置40を正面から観察した場合を考える。ここで、2眼立体画像生成手段2042は、中点βと凸レンズ401aの主点γとを通過する直線が表示素子402に交わる位置を、右眼用画像領域及び左眼用画像領域の境界として求める。そして、2眼立体画像生成手段2042は、撮像素子103より入力された撮像画像において、画素位置算出手段202から入力された右眼用画素位置の画素の画素値を取得し、右眼用画像領域の画素の画素値として割り当てる(左眼用画像領域も同様)。
<IP method>
Consider a case where the IP display device 40 including the lens array 401 in which the convex lenses 401a are arranged and the display element 402 are observed from the front as shown in FIG. Here, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 uses a position where a straight line passing through the midpoint β and the principal point γ of the convex lens 401a intersects the display element 402 as a boundary between the right-eye image region and the left-eye image region. Ask. Then, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 acquires the pixel value of the pixel at the pixel position for the right eye input from the pixel position calculation unit 202 in the captured image input from the image sensor 103, and the image region for the right eye. Assigned as the pixel value of the pixel (the same applies to the image area for the left eye).

例えば、左眼用に再構成した要素画像群が図9(a)であり、右眼用に再構成した要素画像群が図9(b)の場合を考える。この場合、2眼立体画像生成手段2042は、図9(c)のように、左側が右眼用画像となり、右側が左眼用画像となった要素画像群を生成する。その後、生成した要素画像群を、2眼立体画像としてIP表示装置40に出力する。
なお、図9では、右眼用画像領域を斜線で図示し、左眼用画像領域をドットで図示した。
For example, consider a case where the element image group reconstructed for the left eye is FIG. 9A and the element image group reconstructed for the right eye is FIG. 9B. In this case, the binocular stereoscopic image generation unit 2042 generates an element image group in which the left side is the image for the right eye and the right side is the image for the left eye, as illustrated in FIG. 9C. Then, the generated element image group is output to the IP display device 40 as a twin-lens stereoscopic image.
In FIG. 9, the image area for the right eye is illustrated by hatching, and the image area for the left eye is illustrated by dots.

[2眼立体画像生成装置の動作]
図10を参照し、2眼立体画像生成装置20の動作について説明する(適宜図1参照)。
図10のように、2眼立体画像生成装置20は、視点位置決定手段201によって、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した視点位置を決定する(ステップS1)。
2眼立体画像生成装置20は、画素位置算出手段202によって、撮像素子103の画素位置(右眼用画素位置及び左眼用画素位置)を算出する(ステップS2)。
[Operation of Binocular Stereoscopic Image Generating Device]
The operation of the twin-lens stereoscopic image generation device 20 will be described with reference to FIG. 10 (see FIG. 1 as appropriate).
As shown in FIG. 10, the binocular stereoscopic image generation device 20 determines the viewpoint positions corresponding to both eyes of the observer who observes the binocular stereoscopic image by the viewpoint position determination unit 201 (step S1).
The binocular stereoscopic image generation device 20 calculates the pixel position (pixel position for the right eye and pixel position for the left eye) of the image sensor 103 by the pixel position calculation unit 202 (step S2).

2眼立体画像生成装置20は、撮像素子制御手段203によって、撮像素子103の全画素のうち、画素位置算出手段202が算出した画素位置(右眼用画素位置及び左眼用画素位置)の画素を駆動する(ステップS3)。
2眼立体画像生成装置20は、画素値割当手段204によって、撮像素子103から入力された撮像画像の各画素の画素値を2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる(ステップS4)。このように、2眼立体画像生成装置20は、2眼立体映像を生成する。
In the binocular stereoscopic image generation device 20, the pixel at the pixel position (pixel position for the right eye and pixel position for the left eye) calculated by the pixel position calculation unit 202 among all the pixels of the image sensor 103 by the image sensor control unit 203. Is driven (step S3).
The binocular stereoscopic image generation device 20 allocates the pixel value of each pixel of the captured image input from the image sensor 103 as the pixel value of the pixel of the binocular stereoscopic image by the pixel value allocation unit 204 (step S4). In this way, the binocular stereoscopic image generation device 20 generates a binocular stereoscopic image.

以上のように、本願発明の第1実施形態に係る2眼立体画像生成装置20は、2眼立体画像の生成に必要な右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみをIP撮像装置10に駆動させるので、演算量が抑えられ、効率よく2眼立体画像を生成することができる。   As described above, in the binocular stereoscopic image generation device 20 according to the first embodiment of the present invention, only the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position necessary for generating a binocular stereoscopic image are captured by the IP imaging device. Since it is driven by 10, the amount of calculation is suppressed, and a two-lens stereoscopic image can be efficiently generated.

(第2実施形態)
[2眼立体画像生成システムの全体構成]
図11を参照し、本願発明の第2実施形態に係る2眼立体画像生成システム1Bについて、第1実施形態と異なる点を説明する。
(Second embodiment)
[Overall Configuration of Binocular Stereoscopic Image Generation System]
With reference to FIG. 11, a binocular stereoscopic image generation system 1B according to the second embodiment of the present invention will be described regarding differences from the first embodiment.

第1実施形態では、撮像素子103が右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみを駆動する(図1)。一方、第2実施形態では、撮像素子103が、遮蔽手段106の開口106aを通過した光線のみを撮像する点が、第1実施形態と異なる。   In the first embodiment, the image sensor 103 drives only the pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position (FIG. 1). On the other hand, the second embodiment differs from the first embodiment in that the image sensor 103 images only the light rays that have passed through the opening 106a of the shielding means 106.

図11のように、2眼立体画像生成システム1Bは、IP撮像装置10Bと、2眼立体画像生成装置20Bとを備える。
IP撮像装置10Bは、凸レンズ101と、レンズアレイ102と、撮像素子103と、遮蔽手段106とを備える。
なお、凸レンズ101、レンズアレイ102及び撮像素子103は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。
As shown in FIG. 11, the binocular stereoscopic image generation system 1B includes an IP imaging device 10B and a binocular stereoscopic image generation device 20B.
The IP image pickup device 10B includes a convex lens 101, a lens array 102, an image pickup element 103, and a shielding unit 106.
Since the convex lens 101, the lens array 102, and the image sensor 103 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

遮蔽手段106は、凸レンズ101に入射した被写体90からの光線を制御(遮蔽)するものである。本実施形態では、遮蔽手段106は、凸レンズ101とレンズアレイ102との間であって、被写体90の側に配置されている。さらに、遮蔽手段106は、ブロック矢印で図示した前後方向(奥行方向)に移動する。   The shielding unit 106 controls (shields) the light rays from the subject 90 that have entered the convex lens 101. In the present embodiment, the shielding means 106 is arranged between the convex lens 101 and the lens array 102 and on the subject 90 side. Further, the shielding means 106 moves in the front-back direction (depth direction) shown by the block arrow.

また、遮蔽手段106は、観察者の両眼に対応した2個の開口106aを有する。この開口106aの間隔は、観察者の瞳孔間隔に比例する。例えば、開口106aの間隔は、成人の一般的な瞳孔間隔(65mm)に比例する値としてもよい。   Further, the shielding means 106 has two openings 106a corresponding to both eyes of the observer. The distance between the openings 106a is proportional to the distance between the pupils of the observer. For example, the distance between the openings 106a may be a value proportional to the general pupil distance (65 mm) of an adult.

なお、IP撮像装置10Bと立体表示装置との間では、画素サイズは異なるが画素数が同一となる関係があるため、比例という表現を用いた。例えば、IP撮像装置10Bが、
画素間隔が10μmで1920×1080画素の撮像素子103と、レンズ間隔が100μmのレンズアレイ102とを備えることとする。また、例えば、立体表示装置が、画素間隔が100μmで1920×1080画素の表示素子と、レンズ間隔が1mmのレンズアレイとを備えることとする。この場合、立体表示装置は、IP撮像装置10Bに対して、大きさが10倍の光学系を用いることになる。
It should be noted that the IP image pickup apparatus 10B and the stereoscopic display apparatus have a relationship in which the pixel size is different but the number of pixels is the same, so the expression proportional is used. For example, if the IP imaging device 10B is
It is assumed that the imaging device 103 has 1920 × 1080 pixels with a pixel interval of 10 μm and the lens array 102 with a lens interval of 100 μm. In addition, for example, it is assumed that the stereoscopic display device includes a display element of 1920 × 1080 pixels with a pixel interval of 100 μm, and a lens array with a lens interval of 1 mm. In this case, the stereoscopic display device uses an optical system that is 10 times larger than the IP image pickup device 10B.

また、遮蔽手段106の奥行方向の位置は、観察者の視距離に比例して制御される。つまり、遮蔽手段106は、IP撮像装置10Bからの制御信号に従って、前後方向に移動するか開口106aの間隔を変更すると共に、開口106aの径(開口径)を駆動する。   The position of the shielding means 106 in the depth direction is controlled in proportion to the viewing distance of the observer. That is, the shielding unit 106 moves in the front-rear direction or changes the interval of the openings 106a and drives the diameter of the openings 106a (opening diameter) according to the control signal from the IP imaging device 10B.

この遮蔽手段106は、開口106aが形成された箇所以外、光線を遮蔽するものであればその素材や構造が制限されない。例えば、遮蔽手段106は、開口106aの位置で光線を透過させ、他の位置で光線を遮蔽する液晶素子を、前後方向に敷設されたレール上を移動させる駆動機構に搭載してもよい。   The shielding means 106 is not limited in its material and structure as long as it shields light rays, except for the place where the opening 106a is formed. For example, the shielding unit 106 may mount a liquid crystal element that transmits light rays at the position of the opening 106a and shields light rays at other positions on a drive mechanism that moves on a rail laid in the front-rear direction.

[2眼立体画像生成装置の構成]
以下、2眼立体画像生成装置20Bの構成について説明する。
図11のように、2眼立体画像生成装置20Bは、視点位置決定手段201と、画素位置算出手段202と、画素値割当手段204Bと、開口位置制御手段205とを備える。
なお、視点位置決定手段201及び画素位置算出手段202は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。
[Configuration of Binocular Stereoscopic Image Generation Device]
The configuration of the twin-lens stereoscopic image generation device 20B will be described below.
As shown in FIG. 11, the binocular stereoscopic image generation device 20B includes a viewpoint position determination unit 201, a pixel position calculation unit 202, a pixel value allocation unit 204B, and an aperture position control unit 205.
Note that the viewpoint position determination unit 201 and the pixel position calculation unit 202 are the same as those in the first embodiment, and therefore their explanations are omitted.

先に開口位置制御手段205を説明し、その後、画素値割当手段204Bを説明する。
開口位置制御手段205は、撮像素子103の右眼用画素位置及び左眼用画素位置に被写体90からの光線が開口106aを通過して入射するように、遮蔽手段106を駆動するものである。本実施形態では、開口位置制御手段205は、視点位置決定手段201から入力された視点位置と、撮像素子情報記憶手段2021の撮像素子情報と、撮像用レンズアレイ情報記憶部2022のレンズアレイ情報とを参照し、遮蔽手段106を駆動制御する。
The aperture position control means 205 will be described first, and then the pixel value allocation means 204B will be described.
The aperture position control unit 205 drives the shielding unit 106 so that the light beam from the subject 90 enters the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image sensor 103 through the aperture 106a. In the present embodiment, the aperture position control unit 205 stores the viewpoint position input from the viewpoint position determination unit 201, the image sensor information of the image sensor information storage unit 2021, and the lens array information of the imaging lens array information storage unit 2022. Referring to, the drive control of the shielding means 106 is performed.

<遮蔽手段の制御>
図12,図13を参照し、遮蔽手段106の制御について説明する(適宜図11参照)。
説明を簡単にするために、図12のように、IP撮像装置10Bが凸レンズ101を備えない場合について考える。ここでは、凸レンズ102aの主点のみに被写体90からの光線が通過するピンホールモデルを適用する。
<Control of shielding means>
Control of the shielding means 106 will be described with reference to FIGS. 12 and 13 (see FIG. 11 as appropriate).
To simplify the description, consider a case where the IP imaging device 10B does not include the convex lens 101, as shown in FIG. Here, a pinhole model in which light rays from the subject 90 pass only at the principal points of the convex lens 102a is applied.

なお、図12では、図面を見やすくするため、遮蔽手段106が備える2個の開口106aのみを図示した。
また、視域がθであり、凸レンズ102aの焦点距離がf0であり、レンズアレイ102から視域が形成される開始点までの距離がL1であり、L1から開口106aまでの距離がLxであり、2個の開口106aの間隔がHpである。
Note that, in FIG. 12, only two openings 106 a provided in the shielding unit 106 are illustrated for easy viewing of the drawing.
Further, the viewing area is θ, the focal length of the convex lens 102a is f0, the distance from the lens array 102 to the start point where the viewing area is formed is L1, and the distance from L1 to the opening 106a is Lx. The distance between the two openings 106a is Hp.

開口位置制御手段205は、予め設定された参照パラメータを参照し、以下の式(1)又は式(2)を用いて、距離Lx又は間隔Hpの何れか一方を算出する。
Lx=L×Hp/PD−L1 …式(1)
Hp=PD×(Lx+L1)/L …式(2)
The opening position control unit 205 refers to a preset reference parameter and calculates either the distance Lx or the interval Hp using the following formula (1) or formula (2).
Lx = LxHp / PD-L1 ... Formula (1)
Hp = PD × (Lx + L1) / L ... Formula (2)

距離Lxを算出した場合、開口位置制御手段205は、間隔Hpを変更しない一方、開口106aが距離Lxに位置するように、開口106aを前後方向に移動させる。
間隔Hpを算出した場合、開口位置制御手段205は、距離Lxを変更しない一方、開口106aが間隔Hpとなるように、開口106a同士の距離を変更する。
なお、何れの場合も、被写体90からの光線が開口106aを通過する(図12に太線で図示した光線が開口106aに重なる)ことになる。
When the distance Lx is calculated, the opening position control unit 205 moves the opening 106a in the front-rear direction so that the opening 106a is located at the distance Lx while not changing the interval Hp.
When the distance Hp is calculated, the opening position control unit 205 does not change the distance Lx, but changes the distance between the openings 106a so that the opening 106a has the distance Hp.
In any case, the light ray from the subject 90 passes through the opening 106a (the light ray shown by the thick line in FIG. 12 overlaps the opening 106a).

ここで、距離Lxを算出する場合、参照パラメータとして、間隔Hpを予め設定しておく。一方、間隔Hpを算出する場合、参照パラメータとして、距離Lxを予め設定しておく。この他、参照パラメータとして、例えば、視距離L、観察者の両眼間隔PD、観察者の瞳孔径Pも予め設定しておく。   Here, when calculating the distance Lx, the interval Hp is preset as a reference parameter. On the other hand, when the distance Hp is calculated, the distance Lx is preset as a reference parameter. In addition, as reference parameters, for example, the visual distance L, the distance PD between the eyes of the observer, and the pupil diameter P of the observer are also set in advance.

次に、開口位置制御手段205は、以下の式(3)又は式(4)を用いて、開口106aの径Sを算出する。そして、開口位置制御手段205は、算出した径Sとなるように開口106aの開口径を変更する。
つまり、間隔Hpを算出した場合には式(3)を用いて、距離Lxを算出した場合には式(4)を用いる。
S=P×Hp/PD …式(3)
S=P×(Lx+L1)/L …式(4)
Next, the opening position control unit 205 calculates the diameter S of the opening 106a using the following formula (3) or formula (4). Then, the opening position control unit 205 changes the opening diameter of the opening 106a so that the calculated diameter S is obtained.
That is, when the distance Hp is calculated, the equation (3) is used, and when the distance Lx is calculated, the equation (4) is used.
S = P × Hp / PD Equation (3)
S = P * (Lx + L1) / L ... Formula (4)

図13のように、実際にはIP撮像装置10Bが凸レンズ101を備えるので、レンズアレイ102が凸レンズ101の焦平面に位置する場合を考える。この場合、0<Lx<(f1−L1)を満たす必要がある。なお、図13では、凸レンズ101の焦点距離がf1である。
その後、開口位置制御手段205は、遮蔽手段106を前後方向に移動させ又は開口106aの間隔を変更し、開口106aの径を変更する制御信号を生成し、生成した制御信号を遮蔽手段106に出力する。
As shown in FIG. 13, since the IP image pickup apparatus 10B actually includes the convex lens 101, consider a case where the lens array 102 is located on the focal plane of the convex lens 101. In this case, it is necessary to satisfy 0 <Lx <(f1-L1). In FIG. 13, the focal length of the convex lens 101 is f1.
After that, the opening position control means 205 moves the shielding means 106 in the front-rear direction or changes the distance between the openings 106a to generate a control signal for changing the diameter of the opening 106a, and outputs the generated control signal to the shielding means 106. To do.

図11に戻り、画素値割当手段204Bについて説明する。
画素値割当手段204Bは、撮像素子103より入力された撮像画像の各画素の画素値を取得して、2眼立体画像の画素の画素値として割り当てることで、2眼立体映像を生成するものである。
Returning to FIG. 11, the pixel value assigning means 204B will be described.
The pixel value allocating means 204B acquires the pixel value of each pixel of the captured image input from the image sensor 103 and allocates it as the pixel value of the pixel of the twin-lens stereoscopic image to generate a twin-lens stereoscopic image. is there.

前記したように、遮蔽手段106の開口部106aを通過した光線のみが撮像素子103に入射するため、撮像素子103からの撮像画像には、左眼用画素位置及び右眼用画素位置の画素のみが画素値を持ち、それ以外の画素の画素値が0(ゼロ)となる。すなわち、撮像素子103は、全画素の画素値を画素値割当手段204Bに出力することになる。   As described above, since only the light ray that has passed through the opening 106a of the shielding unit 106 is incident on the image sensor 103, only the pixels at the pixel positions for the left eye and the pixel positions for the right eye are included in the captured image from the image sensor 103. Has a pixel value, and the pixel values of the other pixels are 0 (zero). That is, the image sensor 103 outputs the pixel values of all the pixels to the pixel value assigning means 204B.

他の点、画素値割当手段204Bは、第1実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。
なお、2眼立体画像生成装置20Bは、第1実施形態と同様、撮像素子制御手段203(図1)をさらに備え、撮像素子制御手段203が駆動した画素のみで撮像された撮像画像を画素値割当手段204Bに出力してもよい。
In other respects, the pixel value assigning means 204B is the same as that of the first embodiment, and therefore further description is omitted.
Note that the binocular stereoscopic image generation device 20B further includes an image sensor control unit 203 (FIG. 1), as in the first embodiment, and a captured image captured by only the pixels driven by the image sensor control unit 203 has a pixel value. You may output to the allocation means 204B.

[2眼立体画像生成装置の動作]
図14を参照し、2眼立体画像生成装置20Bの動作について説明する(適宜図11参照)。
ステップS1,S2の処理は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。
[Operation of Binocular Stereoscopic Image Generating Device]
The operation of the twin-lens stereoscopic image generation device 20B will be described with reference to FIG. 14 (see FIG. 11 as appropriate).
The processing of steps S1 and S2 is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

2眼立体画像生成装置20Bは、開口位置制御手段205によって、被写体90からの光線が開口106aを通過して撮像素子103に入射するように、遮蔽手段106を駆動する(ステップS5)。
2眼立体画像生成装置20Bは、画素値割当手段204Bによって、撮像素子103より入力された撮像画像の各画素の画素値を2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる(ステップS4B)。
The binocular stereoscopic image generation apparatus 20B drives the shielding unit 106 so that the light beam from the subject 90 passes through the opening 106a and enters the image sensor 103 by the opening position control unit 205 (step S5).
The binocular stereoscopic image generation device 20B allocates the pixel value of each pixel of the captured image input from the image sensor 103 as the pixel value of the pixel of the binocular stereoscopic image by the pixel value allocation unit 204B (step S4B).

以上のように、本願発明の第2実施形態に係る2眼立体画像生成装置20Bは、2眼立体画像の生成に必要な右眼用画素位置及び左眼用画素位置の画素のみをIP撮像装置10に撮像させるので、演算量が抑えられ、効率よく2眼立体画像を生成することができる。   As described above, in the binocular stereoscopic image generation device 20B according to the second embodiment of the present invention, only the pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position necessary for generating a binocular stereoscopic image are captured by the IP imaging device. Since the image is picked up by 10, the amount of calculation is suppressed, and a two-lens stereoscopic image can be efficiently generated.

以上、本願発明の各実施形態を詳述してきたが、本願発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   Although the respective embodiments of the invention of the present application have been described in detail above, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiments, and includes design changes and the like within a range not departing from the gist of the invention of the present application.

(変形例1)
図15を参照し、視点位置決定手法の変形例について説明する。
図15のように、視点位置決定手段201は、視点位置検出カメラ2012と、視点位置検出制御手段2013と、視点位置検出手段2014とを備える。
(Modification 1)
A modified example of the viewpoint position determination method will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 15, the viewpoint position determination unit 201 includes a viewpoint position detection camera 2012, a viewpoint position detection control unit 2013, and a viewpoint position detection unit 2014.

視点位置検出カメラ2012は、観察者の視点位置を検出するために、観察者を撮像する一般的な撮像カメラである。この視点位置検出カメラ2012は、観察者の両眼が含まれる視点画像を視点位置検出制御手段2013に出力する。また、視点位置検出カメラ2012は、視点位置検出制御手段2013から入力された制御信号に従って、その撮像範囲(ズーム)及びフレームレートを変更する。   The viewpoint position detection camera 2012 is a general imaging camera that images the observer in order to detect the viewpoint position of the observer. The viewpoint position detection camera 2012 outputs a viewpoint image including both eyes of the observer to the viewpoint position detection control unit 2013. Further, the viewpoint position detection camera 2012 changes its imaging range (zoom) and frame rate according to the control signal input from the viewpoint position detection control means 2013.

視点位置検出制御手段2013は、観察者が視点画像に含まれるように視点位置検出カメラ2012の撮像範囲(ズーム)及びフレームレートを制御するものである。また、視点位置検出制御手段2013は、視点位置検出カメラ2012から入力された視点画像を視点位置検出手段2014に出力する。   The viewpoint position detection control unit 2013 controls the imaging range (zoom) and the frame rate of the viewpoint position detection camera 2012 so that the observer is included in the viewpoint image. In addition, the viewpoint position detection control unit 2013 outputs the viewpoint image input from the viewpoint position detection camera 2012 to the viewpoint position detection unit 2014.

例えば、視点位置検出制御手段2013は、連続する視点画像のフレーム間差分によって、観察者の移動速度を求める。そして、視点位置検出制御手段2013は、観察者の移動速度に応じて、視点位置検出カメラ2012の撮像範囲及びフレームレートを制御する。すなわち、視点位置検出制御手段2013は、観察者の移動速度が遅くなる程、視点位置検出カメラ2012の撮像範囲を狭くし、フレームレートを低くする。一方、視点位置検出制御手段2013は、観察者の移動速度が速くなる程、視点位置検出カメラ2012の撮像範囲を広くし、フレームレートを高くする。その後、視点位置検出制御手段2013は、撮像範囲及びフレームレートの制御信号を視点位置検出カメラ2012に出力する。
なお、視点位置検出制御手段2013は、視点位置検出カメラ2012の撮像範囲又はフレームレートの一方のみを制御してもよい。
For example, the viewpoint position detection control unit 2013 obtains the moving speed of the observer based on the difference between frames of continuous viewpoint images. Then, the viewpoint position detection control unit 2013 controls the imaging range and frame rate of the viewpoint position detection camera 2012 according to the moving speed of the observer. That is, the viewpoint position detection control unit 2013 narrows the imaging range of the viewpoint position detection camera 2012 and lowers the frame rate as the moving speed of the observer becomes slower. On the other hand, the viewpoint position detection control unit 2013 increases the imaging range of the viewpoint position detection camera 2012 and increases the frame rate as the observer moves faster. After that, the viewpoint position detection control unit 2013 outputs a control signal of the imaging range and the frame rate to the viewpoint position detection camera 2012.
Note that the viewpoint position detection control unit 2013 may control only one of the imaging range and the frame rate of the viewpoint position detection camera 2012.

視点位置検出手段2014は、視点位置検出制御手段2013より入力された視点画像から、視点位置を検出するものである。例えば、視点位置検出手段2014は、視点画像に、既知の顔検出処理や瞳孔検出処理を施すことで、観察者の視点位置を検出する。そして、視点位置検出手段2014は、検出した視点位置を画素位置算出手段202に出力する。   The viewpoint position detection unit 2014 detects the viewpoint position from the viewpoint image input from the viewpoint position detection control unit 2013. For example, the viewpoint position detection unit 2014 detects the viewpoint position of the observer by performing known face detection processing and pupil detection processing on the viewpoint image. Then, the viewpoint position detecting means 2014 outputs the detected viewpoint position to the pixel position calculating means 202.

(その他変形例)
前記した各実施形態では、画像(静止画)を扱うこととして説明したが、本願発明は、これに限定されない。つまり、2眼立体画像生成装置は、2眼立体映像(動画)を生成することもできる。
(Other modifications)
In each of the above-described embodiments, an image (still image) has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the binocular stereoscopic image generation device can also generate a binocular stereoscopic image (moving image).

前記した各実施形態では、偏光メガネ方式、時分割メガネ方式、レンチキュラ方式、又は、IP方式の立体表示装置で2眼立体画像を表示することとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。   In each of the above-described embodiments, it is described that the stereoscopic display device of the polarization glasses system, the time-division glasses system, the lenticular system, or the IP system displays the twin-eye stereoscopic image, but the present invention is not limited to this.

前記した各実施形態では、2眼立体画像生成装置を独立したハードウェアとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。例えば、コンピュータが備えるCPU、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、2眼立体画像生成装置として協調動作させる
2眼立体画像生成プログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、CD−ROMやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。
Although the binocular stereoscopic image generation device is described as independent hardware in each of the above-described embodiments, the present invention is not limited to this. For example, hardware resources such as a CPU, a memory, and a hard disk included in the computer may be realized by a twin-lens stereoscopic image generation program that causes the twin-lens stereoscopic image generation device to operate cooperatively. This program may be distributed via a communication line, or may be written and distributed in a recording medium such as a CD-ROM or a flash memory.

1,1B 2眼立体画像生成システム
10,10B IP撮像装置(立体撮像装置)
20,20B 2眼立体画像生成装置
101 凸レンズ
102 レンズアレイ(光学素子アレイ)
103 撮像素子
106 遮蔽手段
106a 開口
201 視点位置決定手段
202 画素位置算出手段
203 撮像素子制御手段
204,204B 画素値割当手段
205 開口位置制御手段
1,1B Binocular stereoscopic image generation system 10,10B IP imaging device (stereoscopic imaging device)
20, 20B Binocular stereoscopic image generation device 101 Convex lens 102 Lens array (optical element array)
103 image sensor 106 shielding means 106a aperture 201 viewpoint position determining means 202 pixel position calculating means 203 image sensor controlling means 204, 204B pixel value assigning means 205 aperture position controlling means

Claims (6)

光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイ及び撮像素子を備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、
前記2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した視点位置を決定する視点位置決定手段と、
前記視点位置と、予め設定された前記光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された前記撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、前記視点位置から前記光学素子の光学主点を通過する直線が交わる前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する画素位置算出手段と、
前記撮像素子の全画素のうち前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素を駆動する撮像素子制御手段と、
駆動された前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、前記2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる画素値割当手段と、
を備え
前記画素値割当手段は、前記2眼立体画像として前記観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した前記視差画像を偏光メガネ方式の立体表示装置に出力することを特徴とする2眼立体画像生成装置。
A twin-lens stereoscopic image generating apparatus for generating a twin-lens stereoscopic image by using an integral photography type stereoscopic imaging device including an optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged, and an imaging element,
Viewpoint position determining means for determining viewpoint positions corresponding to both eyes of an observer who observes the binocular stereoscopic image;
A straight line that passes through the optical principal point of the optical element from the viewpoint position based on the viewpoint position , preset optical element information about the optical element array , and preset imaging element information about the image sensor. A pixel position calculating means for calculating the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup device where
Image sensor control means for driving pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position among all pixels of the image sensor,
Pixel value assigning means for obtaining the pixel values of the driven pixels for the right-eye pixel position and the left-eye pixel position and assigning the pixel values as the pixel values of the pixels of the binocular stereoscopic image,
Equipped with
The pixel value assigning means, the generated parallax images representing the binocular disparity of the observer as a two-eye stereo images, and wherein also be output from the parallax image generated on the stereoscopic display device of the polarizing glass method Binocular stereoscopic image generation device.
光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイと、撮像素子と、前記光学素子アレイ及び被写体の間に配置され、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した2個の開口を有する遮蔽手段とを備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、
前記観察者の両眼に対応した視点位置を決定する視点位置決定手段と、
前記視点位置と、予め設定された前記光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された前記撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、前記視点位置から前記光学素子の光学主点を通過する直線が交わる前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する画素位置算出手段と、
前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置に前記被写体からの光線が前記開口を通過して入射するように、前記遮蔽手段を駆動する開口位置制御手段と、
前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、前記2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる画素値割当手段と、
を備え
前記画素値割当手段は、前記2眼立体画像として前記観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した前記視差画像を偏光メガネ方式の立体表示装置に出力することを特徴とする2眼立体画像生成装置。
An optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged, an image pickup element, and two openings corresponding to both eyes of an observer who observes a two-eye stereoscopic image and is arranged between the optical element array and a subject. A binocular stereoscopic image generation device for generating a binocular stereoscopic image using an integral photography type stereoscopic imaging device including a shielding unit having
Viewpoint position determining means for determining viewpoint positions corresponding to both eyes of the observer,
A straight line that passes through the optical principal point of the optical element from the viewpoint position based on the viewpoint position , preset optical element information about the optical element array , and preset imaging element information about the image sensor. A pixel position calculating means for calculating the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup device where
An aperture position control unit that drives the shielding unit so that a light ray from the subject enters the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image sensor through the aperture,
Pixel value assigning means that obtains pixel values of pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position and assigns the pixel values as pixel values of the binocular stereoscopic image,
Equipped with
The pixel value assigning means, the generated parallax images representing the binocular disparity of the observer as a two-eye stereo images, and wherein also be output from the parallax image generated on the stereoscopic display device of the polarizing glass method Binocular stereoscopic image generation device.
光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイ及び撮像素子を備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、A twin-lens stereoscopic image generating apparatus for generating a twin-lens stereoscopic image by using an integral photography type stereoscopic imaging device including an optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged, and an imaging element,
前記2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した視点位置を決定する視点位置決定手段と、Viewpoint position determining means for determining viewpoint positions corresponding to both eyes of an observer who observes the binocular stereoscopic image;
前記視点位置と、予め設定された前記光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された前記撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、前記視点位置から前記光学素子の光学主点を通過する直線が交わる前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する画素位置算出手段と、A straight line that passes through the optical principal point of the optical element from the viewpoint position based on the viewpoint position, preset optical element information about the optical element array, and preset imaging element information about the image sensor. A pixel position calculating means for calculating the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup device where
前記撮像素子の全画素のうち前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素を駆動する撮像素子制御手段と、Image sensor control means for driving pixels at the right eye pixel position and the left eye pixel position among all pixels of the image sensor,
駆動された前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、前記2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる画素値割当手段と、Pixel value assigning means for obtaining the pixel values of the driven pixels for the right-eye pixel position and the left-eye pixel position and assigning the pixel values as the pixel values of the pixels of the binocular stereoscopic image,
を備え、Equipped with
前記画素値割当手段は、前記2眼立体画像として前記観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した前記視差画像を時分割メガネ方式の立体表示装置に出力することを特徴とする2眼立体画像生成装置。The pixel value assigning unit generates a parallax image representing the binocular parallax of the observer as the binocular stereoscopic image, and outputs the generated parallax image to a time-division glasses type stereoscopic display device. Binocular stereoscopic image generation device.
光学素子が2次元状に配列された光学素子アレイと、撮像素子と、前記光学素子アレイ及び被写体の間に配置され、2眼立体画像を観察する観察者の両眼に対応した2個の開口を有する遮蔽手段とを備えるインテグラルフォトグラフィ方式の立体撮像装置を用いて、2眼立体画像を生成する2眼立体画像生成装置であって、
前記観察者の両眼に対応した視点位置を決定する視点位置決定手段と、
前記視点位置と、予め設定された前記光学素子アレイに関する光学素子情報と、予め設定された前記撮像素子に関する撮像素子情報とに基づいて、前記視点位置から前記光学素子の光学主点を通過する直線が交わる前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置を算出する画素位置算出手段と、
前記撮像素子の右眼用画素位置及び左眼用画素位置に前記被写体からの光線が前記開口を通過して入射するように、前記遮蔽手段を駆動する開口位置制御手段と、
前記右眼用画素位置及び前記左眼用画素位置の画素の画素値を取得して、前記2眼立体画像の画素の画素値として割り当てる画素値割当手段と、
を備え、
前記画素値割当手段は、前記2眼立体画像として前記観察者の両眼視差を表した視差画像を生成し、生成した前記視差画像を時分割メガネ方式の立体表示装置に出力することを特徴とする2眼立体画像生成装置。
An optical element array in which optical elements are two-dimensionally arranged, an image pickup element, and two openings corresponding to both eyes of an observer who observes a two-eye stereoscopic image and is arranged between the optical element array and a subject. A binocular stereoscopic image generation device for generating a binocular stereoscopic image using an integral photography type stereoscopic imaging device including a shielding unit having
Viewpoint position determining means for determining viewpoint positions corresponding to both eyes of the observer,
A straight line that passes through the optical principal point of the optical element from the viewpoint position based on the viewpoint position, preset optical element information about the optical element array, and preset imaging element information about the image sensor. A pixel position calculating means for calculating the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image pickup device where
An aperture position control unit that drives the shielding unit so that a light ray from the subject enters the pixel position for the right eye and the pixel position for the left eye of the image sensor through the aperture,
Pixel value assigning means that obtains pixel values of pixels at the right-eye pixel position and the left-eye pixel position and assigns the pixel values as pixel values of the binocular stereoscopic image,
Equipped with
The pixel value assigning unit generates a parallax image representing the binocular parallax of the observer as the binocular stereoscopic image, and outputs the generated parallax image to a time-division glasses type stereoscopic display device. 2 stereoscopic image generating apparatus you.
前記視点位置決定手段は、
前記観察者が視点画像に含まれるように視点位置検出カメラの撮像範囲を制御する視点位置検出制御手段と、
前記視点位置検出カメラで撮像された視点画像から前記視点位置を検出する視点位置検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項の何れか一項に記載の2眼立体画像生成装置。
The viewpoint position determining means,
Viewpoint position detection control means for controlling the imaging range of the viewpoint position detection camera so that the observer is included in the viewpoint image,
Viewpoint position detection means for detecting the viewpoint position from the viewpoint image captured by the viewpoint position detection camera,
2 stereoscopic image generating apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a.
コンピュータを、請求項1から請求項の何れか一項に記載の2眼立体画像生成装置として機能させるための2眼立体画像生成プログラム。 A binocular stereoscopic image generation program for causing a computer to function as the binocular stereoscopic image generation device according to any one of claims 1 to 5 .
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