WO2020235072A1 - 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ - Google Patents

立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ Download PDF

Info

Publication number
WO2020235072A1
WO2020235072A1 PCT/JP2019/020419 JP2019020419W WO2020235072A1 WO 2020235072 A1 WO2020235072 A1 WO 2020235072A1 JP 2019020419 W JP2019020419 W JP 2019020419W WO 2020235072 A1 WO2020235072 A1 WO 2020235072A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
viewpoint
images
projector
viewpoint image
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/020419
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誉宗 巻口
高田　英明
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to JP2021519999A priority Critical patent/JP7185163B2/ja
Priority to US17/612,913 priority patent/US11652979B2/en
Priority to PCT/JP2019/020419 priority patent/WO2020235072A1/ja
Publication of WO2020235072A1 publication Critical patent/WO2020235072A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/40—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images giving the observer of a single two-dimensional [2D] image a perception of depth

Definitions

  • the present invention relates to a stereoscopic image display system, a stereoscopic image display method, and a projector.
  • Motion parallax is parallax caused by the movement of the observer's viewpoint.
  • a plurality of viewpoint images having parallax in the horizontal direction are projected on the screen by a plurality of projectors, and the diffusion characteristic and the light collection characteristic of the screen are controlled to control the viewpoint position of the observer and the viewpoint position of the observer.
  • Some images can be visually recognized according to the position of both eyes.
  • Non-Patent Document 1 a display device that utilizes a perceptual visual mechanism called linear blending can project a stereoscopic image with a smaller number of projectors than before (see Non-Patent Document 1).
  • the display device using the linear blending described above displays two images projected from adjacent projectors on the screen so that they can be visually recognized by the observer in a state of being combined at a ratio according to the viewpoint position. At that time, if the diffusion characteristic of the screen is large, there is a problem that an image projected from an unintended projector is also perceived by the observer and the image quality is deteriorated.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a stereoscopic image display system, a stereoscopic image display method, and a projector capable of displaying a stereoscopic image with motion retardation with a small number of projectors while preventing deterioration of image quality.
  • the purpose is to provide.
  • the stereoscopic image display system is arranged side by side at predetermined intervals, and a plurality of projectors that project viewpoint images for the same subject at each installation position in the same direction, and the plurality of projectors.
  • the two adjacent images closest to the line-of-sight direction are superimposed and visually recognized by the observer's left eye and right eye at a brightness ratio according to the distance to each display position.
  • pattern information for shifting the phase by a predetermined period was added from the screen for displaying the superimposed image so as to make the subject look stereoscopic and the plurality of base images which are the viewpoint images of the projection targets of the plurality of projectors.
  • Each of the plurality of projectors includes an image holding unit that holds the information of the first viewpoint image and the information of the second viewpoint image obtained by subtracting the pattern information, and each of the plurality of projectors has the information of the image held in the image holding unit.
  • the first viewpoint image generated from the base image of the projector in the previous stage and the second viewpoint image generated from the base image of the projector in the second stage are used as the viewpoint image to be projected by the own projector on the screen. It is characterized by having a projection unit that projects onto the image.
  • the stereoscopic image display method is arranged side by side at predetermined intervals, and a plurality of projectors that project viewpoint images for each installation position for the same subject in the same direction, and images projected by the plurality of projectors.
  • the two adjacent images closest to the line-of-sight direction of the observer's left eye and right eye are superimposed and visually recognized at a brightness ratio according to the distance to each display position, thereby making the subject stereoscopic.
  • Information on the first viewpoint image obtained by adding pattern information for shifting the phase by a predetermined period from a screen for displaying a superimposed image so as to be viewed and a plurality of base images which are viewpoint images to be projected by each of the plurality of projectors.
  • Each projector of the stereoscopic image display system including the image holding unit that holds the information of the second viewpoint image obtained by subtracting the pattern information is one of the image information held in the image holding unit. Projecting the first viewpoint image generated from the base image of the projector in the first stage and the second viewpoint image generated from the base image of the projector in the second stage on the screen as the viewpoint image to be projected by the own projector. It is characterized by.
  • the projectors according to the embodiment are arranged side by side at predetermined intervals, and among the images projected by a plurality of projectors that project viewpoint images for the same subject at each installation position in the same direction, the left eye and the right eye of the observer.
  • two adjacent images closest to the line-of-sight direction are superimposed and visually recognized at a brightness ratio according to the distance to each display position, so that the superimposed image is displayed so as to make the subject stereoscopically viewed.
  • the information of the first viewpoint image in which the pattern information for shifting the phase by a predetermined period is added and the pattern information are subtracted from the screen and the plurality of base images which are the viewpoint images of the projection targets of the plurality of projectors.
  • a projector in a stereoscopic image display system including an image holding unit that holds information on a two-viewpoint image, from the base image of the projector in the previous stage of the image information held in the image holding unit. It is characterized by having a projection unit that projects the generated first viewpoint image and the second viewpoint image generated from the base image of the projector in the subsequent stage onto the screen as the viewpoint image to be projected by the own projector. To do.
  • the stereoscopic image display method, and the projector of the present invention it is possible to display a stereoscopic image with motion disparity with a small number of projectors while preventing deterioration of image quality.
  • FIG. 1 is an overall view showing a configuration of a stereoscopic image display system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an overall view showing the configuration of the conventional stereoscopic image display system 100A.
  • FIG. 3 is an overall view showing the configuration of another conventional stereoscopic image display system 100B.
  • the observer X can visually recognize the stereoscopic image according to his / her position. For example, when the observer X looks at the screen 110A from a position between the display positions P4 and P5 in front of the screen 110A, the image displayed at the position P4 is visually recognized by the left eye as shown by the one-point chain line. By visually recognizing the image displayed at the position P5 from a viewpoint deviated from P4 with the right eye, it is possible to visually recognize the stereoscopic image corresponding to the position between P4 and P5.
  • the stereoscopic image to be observed is appropriately switched as the viewpoint moves.
  • a screen 110B capable of displaying a directional image having a narrow diffusion angle is used, and a visual mechanism of human perception called linear blending is utilized to reduce the number of projectors. Therefore, it is possible to provide the observer with a stereoscopic image that smoothly switches according to the motion disparity.
  • a smaller number of projectors 120-0, 120-2, 120-4 ... 120-16 than the stereoscopic image display system 100A of FIG. 2 are installed side by side at predetermined intervals and are the same.
  • the viewpoint image for each installation position regarding the subject is projected to the positions P0, P2, P4 ... P16 of the screen 110B as shown by the dotted lines.
  • the screen 110B has, for example, a configuration in which two lenticular lenses are laminated, and the images projected from the projectors 120-0, 120-2, 120-4 ... 120-16 are displayed at the corresponding positions P0 and P2, respectively. , P4 ... are displayed with a narrow diffusion angle.
  • the two adjacent images closest to the line-of-sight direction in the left eye and the right eye of the observer X correspond to the distances to the respective display positions. They are superimposed and visually recognized at the same brightness ratio. Specifically, the shorter the distance to each display position, the higher the brightness of the two images, and the more they are visually recognized. By being visually recognized by the left and right eyes in this way, the subject is viewed stereoscopically.
  • the observer X looks at the screen 110B from the front of the display position P4 of the screen 110B, the image in which the image of the position P2 is slightly superimposed on the image of the position P4 is visually recognized by the left eye, and the image of the position P4 is visually recognized.
  • the stereoscopic image of the phase corresponding to the position P4 is visually recognized.
  • the observer X moves to the corresponding position between the positions P4 and P6 and looks at the screen 110B, the brightness ratio according to the distance from each eye to the positions P4 and P6 in the left eye and the right eye.
  • the image in which the image at position P4 and the image at position P6 are superimposed is visually recognized.
  • the observer X visually recognizes a stereoscopic image of the phase corresponding to the corresponding position between the positions P4 and P6.
  • the observer X when the observer X is at a position corresponding to P4, if each image is displayed at an ideal diffusion angle by the screen 110B, only a stereoscopic image having a phase corresponding to position P4 is visually recognized. That is, the stereoscopic image having the phase at position P4 is visually recognized with the brightness ratio being 100%.
  • the observer X visually recognizes the stereoscopic image at position P4 overlaid with the viewpoint image at position P2 and the viewpoint image at position P6, and the viewpoint images at positions P2 and P6 are visually recognized. Becomes an image deterioration component.
  • the position P2 and the position P6 50% which is the total brightness ratio of the viewpoint image, is the image quality deterioration component.
  • the observer X moves to a corresponding position between P4 and P6, if each image is displayed at an ideal diffusion angle by the screen 110B, the viewpoint image at position P4 and the viewpoint image at position P6 are displayed. An image in which the images are superimposed at a brightness ratio according to the position of the observer X is visually recognized in a state where the brightness ratio is 100%.
  • the viewpoint image at position P2 and the viewpoint image at position P2 are combined with the image (brightness ratio 50%) in which the viewpoint image at position P4 and the viewpoint image at position P6 are superimposed.
  • the image in which the viewpoint image at position P4 is superimposed (brightness ratio 25%) and the image in which the viewpoint image at position P6 and the viewpoint image at position P8 are superimposed (brightness ratio 25%) are further overlapped and visually recognized.
  • the viewpoint image of position P2 in the image in which the viewpoint image of position P2 and the viewpoint image of position P4 are superimposed, and the image in which the viewpoint image of position P6 and the viewpoint image of position P8 are superimposed are
  • the total brightness ratio of the viewpoint image at the middle position P8 is 25%, which is the image quality deterioration component.
  • the configuration of the stereoscopic image display system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the stereoscopic image display system 1 according to the present embodiment is installed with a screen 10 capable of displaying a plurality of directional images and a viewpoint image for each installation position regarding the same subject, which is installed side by side at predetermined intervals in the horizontal direction on the front surface of the screen 10.
  • the screen 10 has positions P0 and P2 corresponding to the images projected from the projectors 20-0, 20-2, 20-4 ... 20-16, respectively. , P4 ... are displayed with a narrow diffusion angle.
  • the observer X looks at the screen 10 from the front surface of the screen 10
  • the two adjacent images closest to the line-of-sight direction in the left eye and the right eye of the observer X correspond to the distances to the respective display positions.
  • the subject is stereoscopically viewed by being superimposed and visually recognized at a different brightness ratio.
  • the projectors 20-0, 20-2, 20-4 ... 20-16 can project images with adjacent projectors and images shifted by an angle larger than the distance between human eyes. Therefore, the number of projectors can be reduced as compared with the stereoscopic image display system 100A of FIG. 2 described above.
  • the information of the first viewpoint image to which the pattern information is added and the information of the second viewpoint image to which the pattern information is subtracted from each of these base images are retained.
  • the principle of Hidden Stereo is that the phase difference between the base image I (1 ⁇ k ⁇ K-1) and the viewpoint image Ik using the viewpoint image Ik and the viewpoint image Ik + 1 is ⁇ ( ⁇ is 0 ⁇ ).
  • a parallax-guided edge D ⁇ that satisfies ⁇ / 2) is generated, and a pseudo-viewpoint image Ik (R) is generated by adding the parallax-guided edge D ⁇ to the viewpoint image Ik, and the parallax-guided edge D ⁇ is added to the viewpoint image Ik.
  • the pseudo-viewpoint image Ik (L) is generated by adding the positive and negative inverted images of, and the pseudo-viewpoint images Ik (R) and Ik (L) (1 ⁇ k ⁇ K-1) are output.
  • the information of the base images B0, B2, B4 ... B16 described above and the information of the first viewpoint image and the second viewpoint image, respectively, may be held in each projector 20-0 to 20-16. , May be held by another master device (not shown) connected to the projectors 20-0 to 20-16.
  • Each of the projectors 20-0, 20-2, 20-4 ... 20-16 is a first viewpoint image generated from the base image of the adjacent projector in the previous stage among the information of the retained images.
  • the second viewpoint image generated from the base image of the projector in the subsequent stage is projected onto the screen 10 as the viewpoint image to be projected by the own projector.
  • the above-mentioned first-viewpoint image and second-viewpoint image give the observer a stereoscopic image by adding / subtracting a parallax guidance pattern that functions to give depth information to a human from a predetermined 2D image.
  • the first viewpoint image (right-eye image) of the base image B0 corresponding to the position P0 is described as "first viewpoint image B0R”
  • the first viewpoint of the base image B2 corresponding to the position P2 is also described.
  • the image (image for the right eye) is described as "first viewpoint image B2R”
  • the second viewpoint image (image for the left eye) second viewpoint image B2L”.
  • the projector 20-2 projects the first viewpoint image B0R generated from the base image B0 of the projector 20-0 in the previous stage and the second viewpoint image B4 generated from the base image B4 of the projector 20-4 in the one rear stage.
  • the viewpoint image B4L is projected onto the position P2 of the screen 10.
  • the projector 20-4 projects the first viewpoint image B2R and the second viewpoint image B6L to the position P4
  • the projector 20-6 projects the first viewpoint image B4R and the second viewpoint image B8L to the position P6.
  • the first viewpoint image B6R and the second viewpoint image B10L are projected from the projector 20-8 to the position P8, and the first viewpoint image B8R and the second viewpoint image B12L are projected from the projector 20-10 to the position P10.
  • the first viewpoint image B10R and the second viewpoint image B14L are projected from the projector 20-12 to the position P12
  • the first viewpoint image B12R and the second viewpoint image B16L are projected from the projector 20-14 to the position P14. Project
  • the diffusion angle of the screen 10 is larger than the ideal angle.
  • the brightness ratio of the viewpoint image at the position P4 is 50%.
  • the first viewpoint image B2R and the second viewpoint image B6L projected from the projector 20-4 to the position P4 are generated so as to approach the phase of the image to be projected from the base images B2 and B6 to the position P4, respectively. Since it is an image, the information of these images does not become an image quality deterioration component.
  • the images projected from the projector 20-2 are the first viewpoint image B0R and the second viewpoint image B4L, and the images projected from the projector 20-6 are the first viewpoint image B4R and the second viewpoint image B8L.
  • the second viewpoint image B4L and the first viewpoint image B4R are images generated by subtracting and adding the same pattern information from the same base image B4, so that the pattern information is canceled out. , It is visually recognized as the base image B4 by the observer X, and no image quality deterioration component is generated.
  • the first viewpoint image B0R projected from the projector 20-2 is an image whose phase is out of phase in the B0 direction opposite to B4 from the base image B2, and the second viewpoint image B8L projected from the projector 20-6 is the base. Since the image is out of phase in the B8 direction opposite to B4 from the image B6, it becomes an image quality deterioration component.
  • the brightness ratio of the image quality deterioration component is halved from the brightness ratio of the image projected from the projector 20-2 and projected from the projector 20-6 among the images visually recognized by the observer X. It is 1/2 of the brightness ratio of the image, and these are 25% of the total. That is, in the stereoscopic image display system 100B of FIG. 3 described above, the image quality deterioration component is significantly lower than 50% when the observer X is at the position corresponding to P4.
  • the viewpoint image at position P4 (first viewpoint image B2R and second viewpoint image B6L) and the viewpoint image at position P6 (first viewpoint image)
  • the viewpoint image at position P2 (first viewpoint image B0R and second viewpoint image B4L) and the viewpoint image at position P4 (first) are superimposed on the image (brightness ratio 50%) in which B4R and second viewpoint image B8L are superimposed.
  • the image (brightness ratio 25%) in which the first viewpoint image B6R and the second viewpoint image B10L) are superimposed is further overlapped and visually recognized.
  • the viewpoint image of position P4 and the viewpoint image of position P6 in the image in which the viewpoint image of position P2 and the viewpoint image of position P4 are superimposed are
  • the component of the viewpoint image of position P6 in the image in which the viewpoint image of position P8 is superimposed is the same component as the image to be displayed (the image in which the viewpoint image of position P4 and the viewpoint image of position P6 are superimposed). Therefore, it does not become an image quality deterioration component.
  • the viewpoint image of position P2 in the image in which the viewpoint image of position P2 and the viewpoint image of position P4 are superimposed, and the image in which the viewpoint image of position P6 and the viewpoint image of position P8 are superimposed are
  • the total brightness ratio of the viewpoint image at the middle position P8 is 25%, which is the image quality deterioration component.
  • the image quality is higher than that of the conventional one. Deterioration is greatly reduced. Further, when the observer views the screen 10 from a position corresponding to any two of the positions P0, P2, P4 ... P16 on the screen 10, the same image quality deterioration as before occurs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

立体画像表示システム（１）は、所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を同一方向に投射する複数のプロジェクタ（２０－０～２０－１６）と、複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の視線方向から最も近い隣り合った２つの画像に基づいて被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーン（１０）と、複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、当該パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備える。複数のプロジェクタはそれぞれ、画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタに関する第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタに関する第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像としてスクリーンに投射する。

Description

立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ
　本発明は、立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタに関する。
　従来、運動視差を伴う立体画像を多視点から裸眼で視認することができる立体画像表示装置の技術が提案されている。運動視差とは、観察者の視点が移動することによって生じる視差のことである。
　このような立体画像表示装置の１つとして、水平方向に視差を持つ複数の視点画像を複数のプロジェクタによってスクリーンに投射し、スクリーンの拡散特性や集光特性を制御して観察者の視点位置および両眼位置に応じた画像を視認させるものがある。
　このような立体画像表示装置の中でも、リニアブレンディングという知覚の視覚メカニズムを活用した表示装置では、従来よりも少ないプロジェクタ数で立体画像を投射可能である（非特許文献１参照）。
　上述したリニアブレンディングを用いた表示装置は、隣り合うプロジェクタから投射された２つの画像が、視点位置に応じた比率で合成された状態で観察者に視認されるようにスクリーンに表示させる。その際、スクリーンの拡散特性が大きいと、意図しないプロジェクタから投射された画像も観察者に知覚され、画質の劣化が生じるという問題があった。
　発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画質の劣化を防ぎつつ、少ないプロジェクタ数で運動視差を伴う立体画像を表示させることが可能な立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、実施形態に係る立体画像表示システムは、所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタと、前記複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備え、前記複数のプロジェクタはそれぞれ、前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射する投射部を有することを特徴とする。
　また、実施形態に係る立体画像表示方法は、所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタと、前記複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備えた立体画像表示システムの各プロジェクタが、前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射することを特徴とする。
　また、実施形態に係るプロジェクタは、所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備えた立体画像表示システム内のプロジェクタであって、前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射する投射部を有することを特徴とする。
　本発明の立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタによれば、画質の劣化を防ぎつつ、少ないプロジェクタ数で運動視差を伴う立体画像を表示させることができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る立体画像表示システムの構成を示す全体図である。 図２は、従来の立体画像表示システム１００Ａの構成を示す全体図である。 図３は、従来の他の立体画像表示システム１００Ｂの構成を示す全体図である。
　運動視差を伴う立体画像を多視点から裸眼で視認することができるようにスクリーンに表示させる技術について説明する。その１つとして、図２に示す立体画像表示システム１００Ａのように、スクリーン１１０Ａの前面に多数のプロジェクタ１２０－０～１２０－１６を所定間隔で並べて設置し、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像をスクリーン１１０Ａ上の対応する位置P0～P16に点線で示すように投射するものがある。
　このように多視点の画像をスクリーン１１０Ａに表示させることで、観察者Ｘは自身の位置に応じた立体画像を視認することができる。例えば、観察者Ｘがスクリーン１１０Ａの前の表示位置P4とP5との間の位置からスクリーン１１０Ａを見た場合に、一点鎖線で示すように、位置P4に表示された画像が左目で視認され、P4とずれた視点で位置P5に表示された画像が右目で視認されることで、P4とP5の間の位置に対応する立体画像を視認することができる。
　そして、観察者Ｘがスクリーン１１０Ａの前を横方向に移動しても、その視点移動に伴って観察対象の立体画像が適宜切り替えられる。しかし、この観察対象の立体画像の切り替えをなめらかにするためには、プロジェクタを人間の左右の目の視差よりも小さい角度の間隔で多数設置する必要がある。
　そこで、図３に示す立体画像表示システム１００Ｂのように、拡散角が狭い指向性画像を表示可能なスクリーン１１０Ｂを用いるとともに、リニアブレンディングという人間の知覚の視覚メカニズムを活用することで、少ないプロジェクタ数で、運動視差に伴ってなめらかに切り替わる立体画像を観察者に提供することができる。
　図３の立体画像表示システム１００Ｂでは、図２の立体画像表示システム１００Ａよりも少ない数のプロジェクタ１２０－０、１２０－２、１２０－４・・・１２０－１６を所定間隔で並べて設置し、同一被写体に関する設置位置ごとの視点画像をスクリーン１１０Ｂの位置P0、P2、P4・・・P16に点線で示すように投射する。スクリーン１１０Ｂは、例えば２枚のレンチキュラーレンズを積層した構成を有し、各プロジェクタ１２０－０、１２０－２、１２０－４・・・１２０－１６から投射された画像をそれぞれ対応する位置P0、P2、P4・・・に狭い拡散角で表示させる。これにより観察者Ｘがスクリーン１１０Ｂの前面からスクリーン１１０Ｂを見たときに、観察者Ｘの左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させる。具体的には、２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離が短い程高い輝度で重ね合わせられて視認される。このように左右の目で視認されることで、被写体が立体視される。
　例えば、観察者Ｘがスクリーン１１０Ｂの表示位置P4の前からスクリーン１１０Ｂを見た場合には、位置P4の画像にわずかに位置P2の画像が重ね合わせられた画像が左目で視認され、位置P4の画像にわずかに位置P6の画像が重ね合わせられた画像が右目で視認されることで、位置P4に対応する位相の立体画像が視認される。また、観察者Ｘが位置P4とP6の間に対応する位置に移動してスクリーン１１０Ｂを見た場合には、左目および右目において、各目から位置P4およびP6それぞれまでの距離に応じた輝度比率で、位置P4の画像と位置P6の画像とが重ね合わせられた画像が視認される。このとき、左目と右目との視差に基づいて、観察者Ｘにより、位置P4と位置P6との間の該当位置に対応する位相の立体画像が視認される。
　このとき、スクリーン１１０Ｂの拡散角が大きいと、観察者Ｘの視線方向から最も近い隣り合う２つの画像以外の画像も視認されてしまい、観察対象の画像の画質劣化の要因となってしまう。
　例えば、観察者ＸがP4に対応する位置にいる場合、スクリーン１１０Ｂにより理想的な拡散角で各画像が表示されれば、位置P4に対応する位相の立体画像のみが視認される。つまり、位置P4の位相の立体画像の輝度割合が100％の状態で視認される。
　しかし、スクリーン１１０Ｂの拡散角がこれよりも大きいと、観察者Ｘにより、位置P4の立体画像に位置P2の視点画像および位置P6の視点画像が重なって視認され、位置P2とP6の視点画像分が画像劣化成分となってしまう。
　例えば、位置P4に投射される画像の輝度割合が50％で視認され、その両隣の位置P2および位置P6に投射される画像の輝度割合がそれぞれ25％で視認される場合、位置P2および位置P6の視点画像の輝度割合の合計である50％が画質劣化成分となる。
　また、観察者ＸがP4とP6の間に対応する位置に移動した場合、スクリーン１１０Ｂにより理想的な拡散角で各画像が表示されていれば、位置P4の視点画像と位置P6の視点画像とが観察者Ｘの位置に応じた輝度比率で重ね合わせられた画像が、輝度割合100％の状態で視認される。
　これに対し、スクリーン１１０Ｂの拡散角が上述した程度に大きい場合は、位置P4の視点画像と位置P6の視点画像とが重ね合わせられた画像（輝度割合50％）に、位置P2の視点画像と位置P4の視点画像とが重ね合わせられた画像（輝度割合25％）と、位置P6の視点画像と位置P8の視点画像とが重ね合わせられた画像（輝度割合25％）がさらに重なって視認される。
　この場合、位置P2の視点画像と位置P4の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P4の視点画像、および、位置P6の視点画像と位置P8の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P6の視点画像の成分は、表示対象の画像（位置P4の視点画像と位置P6の視点画像が重ね合わせられた画像）と同成分であるため、画質劣化成分とはならない。そのため、位置P2の視点画像と位置P4の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P2の視点画像、および、位置P6の視点画像と位置P8の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P8の視点画像の輝度割合を合わせた25％が、画質劣化成分となる。
　上述した画質劣化成分の割合を低減させるための本発明の一実施形態について、以下に説明する。
　〈一実施形態による立体画像表示システムの構成〉
　本発明の一実施形態による立体画像表示システムの構成について、図１を参照して説明する。本実施形態による立体画像表示システム１は、複数の指向性画像を表示可能なスクリーン１０と、スクリーン１０の前面に横方向に所定間隔で並べて設置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタ２０－０、２０－２、２０－４、２０－６、２０－８、２０－１０、２０－１２、２０－１４、および２０－１６とを備える。
　スクリーン１０は、上述した立体画像表示システム１００Ｂのスクリーン１１０Ｂと同様に、各プロジェクタ２０－０、２０－２、２０－４・・・２０－１６から投射された画像をそれぞれ対応する位置P0、P2、P4・・・に狭い拡散角で表示させる。これにより観察者Ｘがスクリーン１０の前面からスクリーン１０を見たときに、観察者Ｘの左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、被写体が立体視される。
　本実施形態においてプロジェクタ２０－０、２０－２、２０－４・・・２０－１６はそれぞれ、隣り合うプロジェクタと、人間の両眼間隔よりも大きい角度分視点をずらした画像を投射させることができるため、上述した図２の立体画像表示システム１００Ａよりもプロジェクタの数を少なくすることができる。
　また、当該立体画像表示システム１内のいずれかの装置には、各プロジェクタ２０－０～２０－１６それぞれからスクリーン１０の対応する位置P0、P2、P4・・・P16への投射対象の視点画像であるベース画像B0、B2、B4・・・B16の情報と、これらのベース画像それぞれから生成された、Hidden Stereoの原理で用いるための画像情報、つまりベース画像から所定周期分位相をずらすためのパターン情報が加算された第１視点画像の情報と、これらのベース画像それぞれから当該パターン情報が減算された第２視点画像の情報とが保持されている。
　Hidden Stereoの原理とは、ベース画像I(1≦k≦K-1)に対して、視点画像Ik、視点画像Ik+1を用いて視点画像Ikとの位相差がφ（φは0<φ≦π/2を満たす実数）である視差誘導エッジDφを生成し、視点画像Ikに視差誘導エッジDφを加算することにより擬似視点画像Ik(R)を生成し、視点画像Ikに視差誘導エッジDφの正負反転画像を加算することにより擬似視点画像Ik(L)を生成し、擬似視点画像Ik(R), Ik(L)(1≦k≦K-1)を出力するものである。
　上述したベース画像B0、B2、B4・・・B16の情報と、それぞれの第１視点画像および第２視点画像の情報とは、各プロジェクタ２０－０～２０－１６に保持されていてもよいし、プロジェクタ２０－０～２０－１６に接続された別のマスター装置（図示せず）に保持されていてもよい。
　各プロジェクタ２０－０、２０－２、２０－４・・・２０－１６はそれぞれ、保持された画像の情報のうち、隣り合う１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像としてスクリーン１０に投射する。
　上述した第１視点画像および第２視点画像は、Hidden Stereoの原理において、所定の2D画像から人間に奥行き情報を与える働きをする視差誘導パターンを加算／減算することで、観察者に立体画像を観察させるために生成する右目用／左目用画像に相当する。よって、図１において、位置P0に対応するベース画像B0の第１視点画像（右目用画像）を「第１視点画像B0R」と記載し、同様に位置P2に対応するベース画像B2の第１視点画像（右目用画像）を「第１視点画像B2R」、第２視点画像（左目用画像）「第２視点画像B2L」と記載する。
　つまり、プロジェクタ２０－２からは、１つ前段のプロジェクタ２０－０のベース画像B0から生成された第１視点画像B0Rと、１つ後段のプロジェクタ２０－４のベース画像B4から生成された第２視点画像B4Lをスクリーン１０の位置P2に投射する。同様に、プロジェクタ２０－４からは、第１視点画像B2Rと第２視点画像B6Lを位置P4に投射し、プロジェクタ２０－６からは、第１視点画像B4Rと第２視点画像B8Lを位置P6に投射し、プロジェクタ２０－８からは、第１視点画像B6Rと第２視点画像B10Lを位置P8に投射し、プロジェクタ２０－１０からは、第１視点画像B8Rと第２視点画像B12Lを位置P10に投射し、プロジェクタ２０－１２からは、第１視点画像B10Rと第２視点画像B14Lを位置P12に投射し、プロジェクタ２０－１４からは、第１視点画像B12Rと第２視点画像B16Lを位置P14に投射する。
　このように各プロジェクタが投射することにより、スクリーン１０上の各位置P0、P2、P4・・・P16では、それぞれ該当する第１視点画像と第２視点画像とが足し合わせられて表示される。
　このとき、スクリーン１０の拡散角が理想的な角度よりも大きく、例えば、P4に対応する位置にいる観察者Ｘがスクリーン１０を見たときに、位置P4の視点画像の輝度割合が50％で視認され、その両隣の位置P2および位置P6の視点画像の輝度割合がそれぞれ25％で視認される場合について説明する。
　ここで、プロジェクタ２０－４から位置P4に投射される第１視点画像B2R、第２視点画像B6Lはそれぞれ、ベース画像B2、B6から位置P4の投射対象の画像の位相に近づくように生成された画像であるため、これらの画像の情報は画質劣化成分にはならない。
　また、プロジェクタ２０－２から投射される画像は第１視点画像B0Rおよび第２視点画像B4Lであり、プロジェクタ２０－６から投射される画像は第１視点画像B4Rおよび第２視点画像B8Lである。これらのうち、第２視点画像B4Lと第１視点画像B4Rとは、同一のベース画像B4から同一のパターン情報を減算および加算することで生成された画像であるためこれらのパターン情報分が打ち消され、観察者Ｘからはベース画像B4として視認され、画質劣化成分は発生しない。
　また、プロジェクタ２０－２から投射される第１視点画像B0Rはベース画像B2からB4と反対のB0方向に位相がずれた画像であり、プロジェクタ２０－６から投射される第２視点画像B8Lはベース画像B6からB4と反対のB8方向に位相がずれた画像であるため、画質劣化成分となる。
　これらの状態を合わせると、画質劣化成分の輝度割合は、観察者Ｘにより視認される画像のうち、プロジェクタ２０－２から投射された画像の輝度割合の１／２およびプロジェクタ２０－６から投射された画像の輝度割合の１／２であり、これらは合わせると全体の25％にある。つまり、上述した図３の立体画像表示システム１００Ｂにおいて、観察者ＸがP4に対応する位置にいる場合の画質劣化成分50％よりも大幅に低下する。
　また、観察者ＸがP4とP6との間に対応する位置に移動した場合、位置P4の視点画像（第１視点画像B2Rおよび第２視点画像B6L）と位置P6の視点画像（第１視点画像B4Rおよび第２視点画像B8L）とが重ね合わせられた画像（輝度割合50％）に、位置P2の視点画像（第１視点画像B0Rおよび第２視点画像B4L）と位置P4の視点画像（第１視点画像B2Rおよび第２視点画像B6L）とが重ね合わせられた画像（輝度割合25％）と、位置P6の視点画像（第１視点画像B4Rおよび第２視点画像B8L）と位置P8の視点画像（第１視点画像B6Rおよび第２視点画像B10L）とが重ね合わせられた画像（輝度割合25％）がさらに重なって視認される。
　この場合、図３の立体画像表示システム１００Ｂと同様に、位置P2の視点画像と位置P4の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P4の視点画像、および、位置P6の視点画像と位置P8の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P6の視点画像の成分は、表示対象の画像（位置P4の視点画像と位置P6の視点画像が重ね合わせられた画像）と同成分であるため、画質劣化成分とはならない。そのため、位置P2の視点画像と位置P4の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P2の視点画像、および、位置P6の視点画像と位置P8の視点画像とが重ね合わせられた画像の中の位置P8の視点画像の輝度割合を合わせた25％が、画質劣化成分となる。
　つまり、観察者Ｘが、各プロジェクタから投射された画像が表示されるスクリーン１０上の位置P0、P2、P4・・・P16に対応する位置からスクリーン１０を見た場合に、従来に比べて画質劣化が大幅に低減される。また、観察者が、スクリーン１０上の位置P0、P2、P4・・・P16のいずれか２つの間に対応する位置からスクリーン１０を見た場合には、従来と同様の画質劣化が生じる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１…立体画像表示システム
　１０…スクリーン
　２０－０～２０－１６…プロジェクタ

Claims (3)

  1. 　所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタと、
    　前記複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、
    　前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備え、
    　前記複数のプロジェクタはそれぞれ、
    　前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射する投射部を有する
    ことを特徴とする立体画像表示システム。
  2. 　所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタと、
    　前記複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、
    　前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部とを備えた立体画像表示システムの各プロジェクタが、
    　前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射する
    ことを特徴とする立体画像表示方法。
  3. 　所定間隔で並べて配置され、同一の被写体に関する設置位置ごとの視点画像を、同一方向に投射する複数のプロジェクタにより投射された画像のうち、観察者の左目および右目において、視線方向から最も近い隣り合った２つの画像が、それぞれの表示位置までの距離に応じた輝度比率で重ね合わせられて視認させることで、前記被写体を立体視させるように重畳画像を表示させるスクリーンと、
    　前記複数のプロジェクタそれぞれの投射対象の視点画像である複数のベース画像から、所定周期分位相をずらすためのパターン情報を加算した第１視点画像の情報と、前記パターン情報を減算した第２視点画像の情報とを保持する画像保持部と
    を備えた立体画像表示システム内のプロジェクタであって、
    　前記画像保持部に保持された画像の情報のうち、１つ前段のプロジェクタのベース画像から生成された第１視点画像と、１つ後段のプロジェクタのベース画像から生成された第２視点画像とを、自プロジェクタの投射対象の視点画像として前記スクリーンに投射する投射部を有する
    ことを特徴とするプロジェクタ。
     
PCT/JP2019/020419 2019-05-23 2019-05-23 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ WO2020235072A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021519999A JP7185163B2 (ja) 2019-05-23 2019-05-23 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ
US17/612,913 US11652979B2 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Stereoscopic image display system, stereoscopic image display method and projector
PCT/JP2019/020419 WO2020235072A1 (ja) 2019-05-23 2019-05-23 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/020419 WO2020235072A1 (ja) 2019-05-23 2019-05-23 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020235072A1 true WO2020235072A1 (ja) 2020-11-26

Family

ID=73458779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/020419 WO2020235072A1 (ja) 2019-05-23 2019-05-23 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11652979B2 (ja)
JP (1) JP7185163B2 (ja)
WO (1) WO2020235072A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023032209A1 (ja) * 2021-09-06 2023-03-09 日本電信電話株式会社 映像処理装置、映像処理方法、およびプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6178721B2 (ja) * 2013-12-25 2017-08-09 日本電信電話株式会社 表示装置及び表示方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5239326B2 (ja) * 2007-12-19 2013-07-17 ソニー株式会社 画像信号処理装置、画像信号処理方法、画像投影システム、画像投影方法及びプログラム
JP6443654B2 (ja) * 2013-09-26 2018-12-26 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 立体画像表示装置、端末装置、立体画像表示方法、及びそのプログラム
WO2020230258A1 (ja) * 2019-05-14 2020-11-19 日本電信電話株式会社 表示装置とその方法
JP7218801B2 (ja) * 2019-05-31 2023-02-07 日本電信電話株式会社 画像生成装置、画像生成方法、プログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6178721B2 (ja) * 2013-12-25 2017-08-09 日本電信電話株式会社 表示装置及び表示方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUKIAGE , TAIKI ET AL.: "Synthesizing Ghost- free Stereoscopic Images for Viewers without 3D Glasses", NTT TECHNICAL REVIEW, vol. 29, no. 9, September 2017 (2017-09-01), pages 21 - 24, XP055762998 *
MAKIGUCHI , MOTOHIRO ET AL.: "Smooth Motion Parallax Glassless 3D Screen System that Uses Few Projectors", NTT TECHNICAL REVIEW, vol. 29, no. 10, October 2017 (2017-10-01), pages 29 - 32, XP055762997 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023032209A1 (ja) * 2021-09-06 2023-03-09 日本電信電話株式会社 映像処理装置、映像処理方法、およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP7185163B2 (ja) 2022-12-07
US20220256136A1 (en) 2022-08-11
US11652979B2 (en) 2023-05-16
JPWO2020235072A1 (ja) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09297284A (ja) 立体表示装置
JP2005086506A (ja) 映像表示装置
JP2008249809A (ja) 三次元画像表示装置及び三次元画像の表示方法
JP4819114B2 (ja) 立体画像表示装置
WO2011086874A1 (ja) 表示装置および表示方法
KR20100085753A (ko) 입체 영상표시장치
JP2019512109A (ja) 裸眼光学立体スクリーン
JP7335233B2 (ja) ２つのビューポイントのオートステレオスコピックイメージをｎビューポイントのオートステレオスコピックディスプレイスクリーンに表示するためのシステム及び方法並びにそのようなディスプレイスクリーン上の表示を制御する方法
CN102566250B (zh) 一种裸眼自由立体显示的投影系统及显示器
US10558056B2 (en) Stereoscopic image display device and stereoscopic image display method
JP2010113161A (ja) 映像表示装置
JP2002196280A (ja) 表示装置
EP0830630B1 (en) Stereoscopic display device
WO2020235072A1 (ja) 立体画像表示システム、立体画像表示方法、およびプロジェクタ
Watanabe et al. A full-HD super-multiview display based on adaptive time-division multiplexing parallax barrier
US9261703B2 (en) Multi-view autostereoscopic display
KR101288124B1 (ko) 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법
Pastoor 3D Displays
Kunić et al. 3D television
Minami et al. Portrait and landscape mode convertible stereoscopic display using parallax barrier
US8994791B2 (en) Apparatus and method for displaying three-dimensional images
US20200169712A1 (en) Multiple observer improvement for a virtual environment
JP2011076121A (ja) ３次元表示装置
JP2000350237A (ja) 三次元表示方法及び装置
KR101103710B1 (ko) 투사광학계를 이용한 영상 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19929842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021519999

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19929842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1