JPH03214186A - ホログラフィック立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、平面画像を立体表示するホログラフィック
立体画像表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図および第６図は例えば画像電子学会研究会予稿８
８−０５−０２に示された従来のホログラフィックステ
レオグラムによる立体画像表示方法を示したものである
。第５図において、１５０は物体１５２を撮影するため
の写真機である。また、第６図において、１６０は参照
光１８６を通すスリット、６８はホログラム記録感材、
６２はレーザ光１８０を分光するビームスグリツタ、１
６６．１６８，１７０，１７２はそれぞれレンズ、１７
４は原画写真フィルム、１７６は原画写真フィルム１７
４上の像を透過する透過拡散スクリーン、１８２．ｆ８
４はビームスプリッタ６２によって分光されたビーム、
１８６は分光されたビーム１８２かも作成される参照光
、１８８は原画写真フィルム１γ４の透過ビームである
。

次に動作について説明する。まず、立体表示したい物体
１５２の像を、写真機１５０を狭い間隔ｐずつ移動させ
ながら次々に撮影していく。次に、撮影した写真列をホ
ログラム記録感材６８Ｋ、第６図に示した構成を用いて
、レーザ再生型ホログラムとして記録していく。つまり
、レーザ光１８０をビームスプリッタ６２で分光し、一
方の分光されたビーム１８４をレンズ１６６．１６８を
介して原画写真フィルム１７４に入光させる。そして、
原画写真フィルム１７４の写真を１こまずつ連続して透
過拡散スクリーン１７６に投影させる。

透過拡散スクリーン１７６の後方の適当な位置にスリッ
ト１６０を置いておき、他方の分光されたビーム１８２
をレンズ１７２に通して作成した参照光１８６を加えて
、細長いホログラムとして露光していく。ここで、スリ
ット１６０の開口部は、写真撮影を行った間隔ｐずつ移
動させる。このようにしてホログラム記録感材６８に各
影像が記録される。以上のようにして作成されたホログ
ラムは、ホログラフィックステレオグラムと呼ばれてい
る。

第７図はホログラフィックステレオグラムの手法を用い
た計算機によるホログラム作成方法を示したものである
。この場合には、まず、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａ
ｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　）技術により３次元モデル物
体１９０を作成する。そして、この３次元モデル物体１
９０からある距離だけ離れた直線１９２に沿って等間隔
ｄに眼（またはカメラレンズ）１９４を置いた場合に観
察されるであろう平面図１９６を次々に作成していく。

これらの平面図１９６を原画列としてホログラムを作成
する。

再生時には、第８図に示すよ５に、作成されたホログラ
ム１９７に対して、記録時に当てた参照光１８６の方向
と同じ方向からレーザ光１９９をレンズ１９８を介して
照射する。すると、人間の眼には、再生画像があたかも
実物のように立体的に浮かび上がって見えることＫなる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のホログラフィックステレオグラムによる立体画像
表示方法は以上のように行われているので、テレビ画像
のように画像の立体構造が不明の場合には、入力画像を
様々な角度からながめた画像を得ることができず、ホロ
グラフィックステレオグラムによる立体画像を得ること
ができないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、立体視したい対象画像に関するあらかじめ登録
されたデータを用いて、１枚の入力画像中の対象物を立
体表示させることができるホログラフィック立体画像表
示装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るホログラフィック立体画像表示装置は、
立体表示させたい対象物を入力画像から抽出する対象物
画像抽出部と、いくつかの立体モデルの形状情報が登録
された画像形状データベースと、対象物画像抽出部で抽
出された対象物画像に最も近似している立体モデルを画
像形状データベースから選択する対象物画像整合部と、
選択された立体モデルをある角度だけ回転させて、回転
後の立体モデルに対象物画像を重ね合わせて（以下、テ
キスチャマッピングという。）、サイズや細部の形状を
調整した上で回転後の立体モデルの平面画像を出力する
画像回転出力部と、出力された平面画像のＲＧＢ成分を
抽出するＲＧＢフィルタと、抽出されたＲＧＢ成分をコ
ヒーレント光に変換する空間光変調器と、コヒーレント
光のＫＧＢ成分をそれぞれホログラム記録感材に記録す
るホログラム作成部とを備えたものである。

〔作　用〕

この発明における画像回転出力部は、対象物画像整合部
で選択された、対象物に最も近似した立体モデルを回転
させ、この回転後の立体モデルにコンピュータグラフィ
ック技術を用いて、対象物画像の濃淡情報またはカラー
情報をテキスチャマッピング操作することＫより、任意
の角度から対象物を観察して得られる画像と等価な平面
画像を出力する。さらに、空間光変調器は、ＫＧＢフィ
ルタが出力したインコヒーレントなＲＧＢ成分をコヒー
レント光に変換する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１０は入力画像３０から対象物画像３１を
抽出する対象物画像抽出部、１２は対象物画像３１に立
体モデルを整合して、立体モデルの形状情報３８と対象
物画像３１とを統合した統合情報を出力する対象物画像
整合部、１４は整合された立体モデルをある角度だけ回
転させて、これに対象物画像３１をテキスチャマッピン
グして平面画像である対象物回転画像３３を出力する画
像回転出力部、１６は対象物回転画像３３をＲＧＢ成分
３４に分離するＲＧＢフィルタ、１８はＲＧＢ成分３４
をコヒーレントなＲＧＢ成分３５に変換する空間光変調
器、２０はコヒーレントなＲＧＢ成分３５をそれぞれホ
ログラム記録感材に記録するホログラム作成部、２２は
ホログラムカラー立体画像３６と対象物画像抽出部１０
で分離された背景画像３９とを合成して、合成画像３７
を出力する合成部である。

次に動作について説明する。入力画像３０は、対象物画
像抽出部１０で対象物画像３１と背景画像３９とに分離
される。第２図は、入力画像３０の中の対象物画像３１
が人物の顔画像であった場合の例を示したものである。

次に、対象物画像整合部１２は、画像形状データベース
２４に登録されている立体モデルから対象物画像３１に
最も近い立体モデルを選択して、この立体モデルの形状
情報３Ｂと対象物画像３１とを統合して、統合情報３２
を出力する。第３図は立体モデルの一例を示したもので
、立体モデルは三角形バッチ４０の集合で構成されてい
て、形状情報３８としては、三角形バッチの接続情報お
よび三角形バッチ４０同士の交点のＸｐ’ｌ＊Ｚ座標が
出力される。次に統合情報３２は画像回転出力部１４に
出力され、画像回転出力部１４は、立体モデルをある角
度だけ徐々に回転させたものに対して、対象物画像３１
をテキスチャマッピングして、何枚分かの対象物回転画
像３３を出力する。つまり、立体モデルをある角度だけ
回転させたものに対象物画像の濃淡情報やカラー情報を
重ね合わせて、さらにサイズや細部を調整したものを出
力する。これは、第５図において、写真機１５０を間隔
ｐずつ移動させて物体１５２を撮影した時に撮影された
であろう画像に相当する。さらに、何数分かの対象物回
転画像３３は、対象物画像３１がカラー画像の場合も前
置して設けられたＲＧＢフィルタ１６を通過してインコ
ヒーレント光のＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分（ＲＧＢ成
分）３４に分解される。各ＲＧＢ成分３４は、空間光変
調器１８でコヒーレント光のＲＧＢ成分３５に分解され
る。そして、コヒーレント光のＲＧＢ成分３５は、ホロ
グラム作成部２０でそれぞれ１枚のホログラム記録感材
に記録される。つまり、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分が
３重に記録される。

第４図は第１図に示したものの一部についてさらに詳細
に示した構成図である。このような構成において、画像
回転出力部１４から出力された画像は、レンズ５０を通
過してハーフミラ−６０に入力する。一方、）Ｉｅ−Ｎ
ｅレーザ５２から照射されたレーザ光は、ビームスプリ
ッタ６２およびレンズ５４，５６．５８を通過してハー
フミラ−６０に入力する。そして、画像とレーザ光とが
対象物回転画像３３としてＲＧＢフィルタ１６に入力す
る。このＲＧＢフィルタ１６は、Ｒフィルタ、Ｇフィル
タおよびＢフィルタを縦に重ねたものであり、これらを
順次切換えることにより、対象物回転画像３３は、ＲＧ
Ｂそれぞれの成分の画像（ＲＧＢ成分）３４に分離され
る。次に、これらＲＧＢ成分３４は、空間光変調器１８
と垂直方向に開口したスリット６６を通過してコヒーレ
ント光のＲＧＢそれぞれの成分の画像（コヒーレントな
ＲＧＢ成分）３５となる。ここで、空間光変調器１８と
しては・　Ｂ１１ｚ５ｉＯ２ｏを用いたＢ５０−ＰＲＯ
Ｍ　（Ｐｏｃｋｅｌｓ　Ｒｅａｄｏｕｔ　０ｐｔｉｃａ
ｌ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ　）等を使用する。そして、）
ｌｅ−Ｎｅレーザ５２、ビームスプリッタ６２および反
対ミラー６４を通ったレーザ光４２を参照光としてホロ
グラム記録感材６８に記録する。従って、第４図におい
て、Ｈｅ−Ｎｅレーザ５２、ビームスグリツタ６２、反
射ミラー６４およびスリット６６はホログラム作成部２
０に相当する。

そして、作成された対象物のホログラムカラー立体画像
３６は、合成部２２で背景画像３９と合成され、合成部
２２は、合成画像３７を出力するなお、ホログラムカラ
ー立体画像３６は、記録したホログラムを白色光で再生
すれば３種類のスリット像として再生されるが、記録時
のスリット位置に眼をおけば、Ｒ，Ｇ、Ｂ各成分の画像
が正しく重なり合って真のカラー画像となる。

また、上記実施例ではＨｅ−Ｎｅレーザ５２と１個のＲ
ＧＢフィルタ１６で対象物画像３１をＲＧＢ成分３４に
分離することによりカラー立体画像を得るものを示した
が、３原色に相当するＲ、Ｇ。

Ｂ光それぞれの計３本のレーザ光を用いて、それぞれの
ホログラムをホログラム記録感材６８に３重記録するよ
うＫしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

そして、上記実施例では立体モデルが人物の顔である場
合について示したが、画像形状データベース２４に人物
の顔以外の種々の形状情報を登録すれば、この装置は、
テレビ画像出力や写真等のカラー画像について広範囲に
適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればホログラフィック立体
画像表示装置を、入力画像から立体表示させたい対象物
画像を抽出し、この対象物画像にあらかじめ用意した立
体モデルを整合させ、整合後の立体モデルを回転させな
がらその立体モデルに対象物画像をテキスチャマッピン
グさせて、任意の方向から対象物を観察した場合の画像
と等価な画像を出力するように構成したので、立体構造
が不明である画像についても、容易に、２次元平面画像
から対象物を浮き上がらせたカラー立体画像を得ること
ができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるホログラフィック立
体画像表示装置の構成を示すブロック図、第２図は入力
画像の一例を示す説明図、第３図は立体モデルの具体例
を示す説明図、第４図は第１図に示した画像回転出力部
およびホログラム作成部の詳細な構成例を示す構成図、
第５図および第６図はそれぞれ従来のホログラフィック
ステレオグラムの作成方法を示す原理図、第７図は計算
機によるホログラム作成方法を示す原理図、第８図はホ
ログラム再生方法を示す原理図である。 １０は対象物画像整合部、１２は対象物画像整合部、１
４は画像回転出力部、１６はＲＧＢフィルタ、１８は空
間光変調器、２０はホログラム作成部、２２は合成部、
２４は画像形状データベース。 なお、図中、同一符号は同一　または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入力された画像信号から立体表示させる対象物画像を
   抽出する対象物画像抽出部と、立体モデルの形状情報が
   登録された画像形状データベースと、前記対象物画像抽
   出部で抽出された対象物画像に対して前記立体モデルを
   整合させる対象物画像整合部と、整合された前記立体モ
   デルを所定の角度だけ回転させ、回転後の前記立体モデ
   ルに前記対象物画像を重ね合わせて回転後の画像を出力
   する画像回転出力部と、前記回転後の画像のＲＧＢ成分
   を抽出するＲＧＢフィルタと、抽出された前記ＲＧＢ成
   分をコヒーレント光に変換する空間光変調器と、前記コ
   ヒーレント光のＲＧＢ成分を別々にホログラム記録感材
   に３重記録するホログラム作成部とを備えたホログラフ
   ィック立体画像表示装置。