JP2013005163A - 立体視対応映像表示装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの二次元コンテンツを用いて一方のコンテンツを容易に立体視表示させることができる立体視対応映像表示装置及び方法を提供する。
【解決手段】第１の画像分離部は、子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離する。第２の画像分離部は、親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離する。第１の画像位置調整部は、所定量だけ左にずれるように右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように左目用子画面画像の表示位置を調整する。第１及び第２の画像合成部は、右目用子画面画像と右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成し、左目用子画面画像と前記左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体視対応映像表示装置に関し、より特定的には、２つの二次元（２Ｄ）コンテンツを用いて立体視映像表示を実現させる映像表示装置及び映像表示方法に関する。

立体視可能なプロジェクタやフラットディスプレイ等の映像表示装置において、三次元（３Ｄ）表示でプレゼンテーションをするような場合、予め三次元コンテンツを準備しておく必要がある。しかし、この三次元コンテンツは、作成に時間がかかる。そこで、この作成時間を削減させるため、二次元コンテンツを三次元コンテンツに変換する技術が様々に提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。

特開平１１−１１０１８０号公報 特許第４４８２６５７号公報

しかし、上述した従来技術でも、コンテンツの誤変換による不自然な三次元表示が生じるという課題や、コンテンツ変換機能を優先させると映像表示装置のコストアップにつながるという課題等が残っている。

それ故に、本発明の目的は、映像表示装置のコストを上げることなく、２つの二次元コンテンツを用いて一方のコンテンツを容易に立体視表示させることができる立体視対応映像表示装置及び映像表示方法を提供することである。

本発明は、２つの画像を重畳させて表示することが可能な立体視対応映像表示装置に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の立体視対応映像表示装置は、子画面の画像信号を入力し、当該子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離する第１の画像分離部と、親画面の画像信号を入力し、当該親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離する第２の画像分離部と、所定量だけ左にずれるように右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように左目用子画面画像の表示位置を調整する第１の画像位置調整部と、調整された右目用子画面画像と右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成し、調整された左目用子画面画像と左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成する画像合成部と、右目用画像及び左目用画像を用いて立体視映像を表示する表示部とを備えている。

また、所定量だけ右にずれるように右目用親画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ左にずれるように左目用親画面画像の表示位置を調整する第２の画像位置調整部をさらに備え、画像合成部が、調整された右目用子画面画像と調整された右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成し、調整された左目用子画面画像と調整された左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成してもよい。

立体視を効果的に表現するために、子画面の画像輪郭をシャープに補正し、かつ、親画面の画像輪郭をソフトに補正する画像処理部や、子画面の画像輝度を高く補正し、かつ、親画面の画像輝度を低く補正する画像処理部を、さらに備えてもよい。また、子画面の画像サイズを拡大又は縮小する画像サイズ調整部をさらに備えてもよい。

なお、本発明は、立体視対応映像表示装置以外にも種々の態様で実現することが可能である。例えば、立体視対応映像表示方法、立体視対応映像表示装置の機能を実現するための集積回路、立体視対応映像表示方法を実行するためのコンピュータプログラム、及びそのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態である。

本発明の立体視対応映像表示装置及び方法によれば、２つの二次元コンテンツを用いて一方のコンテンツを容易に立体視表示させることができる。

本発明の一実施形態に係る立体視対応映像表示装置１の構成を示す図 立体視対応映像表示装置１によって得られる立体視の効果を概念的に説明する図 第１及び第２の画像位置調整部２１及び２２が行う画像位置調整手法を説明する図

図１は、本発明の一実施形態に係る立体視対応映像表示装置１の構成を示す図である。図１に示す本実施形態に係る立体視対応映像表示装置１は、両眼視差による立体認識を利用して三次元映像を表示できる装置であり、第１及び第２の画像分離部１１及び１２と、第１及び第２の画像位置調整部２１及び２２と、第１及び第２の画像サイズ調整部３１及び３２を含む画像サイズ調整部と、第１及び第２の画像処理部４１及び４２を含む画像処理部と、第１及び第２の画像合成部５１及び５２を含む画像合成部と、表示部６０とを備えている。
まず、本実施形態に係る立体視対応映像表示装置１の各構成の概要を説明する。

第１の画像分離部１１は、表示画面上において注目されるように立体視させる第１の二次元コンテンツの画像信号を、外部装置（例えばパソコン）から入力する。本実施形態では、ピクチャー・イン・ピクチャーと呼ばれる画面表示を行う場合を一例に挙げて説明しており、この場合の第１の二次元コンテンツは「子画面」に該当する。そして、第１の画像分離部１１は、入力した子画面の画像信号を右目用子画面画像ＳＲ１と左目用子画面画像ＳＬ１とに分離する。
第２の画像分離部１２は、表示画面上において注目されないように立体視させない第２の二次元コンテンツの画像信号を、外部装置（例えばパソコン）から入力する。本実施形態で例示するピクチャー・イン・ピクチャー画面表示では、第２の二次元コンテンツは「親画面」に該当する。そして、第２の画像分離部１２は、入力した親画面の画像信号を右目用親画面画像ＭＲ１と左目用親画面画像ＭＬ１とに分離する。

なお、子画面の画像信号を第１の画像分離部１１へ入力する外部装置は、親画面の画像信号を第２の画像分離部１２へ入力する外部装置と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、立体視対応映像表示装置１が予め保持する画像信号を、親画面の画像信号として使用してもよい。

第１の画像位置調整部２１は、右目用画像位置調整部２１Ｒと左目用画像位置調整部２１Ｌとを含む。また、第２の画像位置調整部２２は、右目用画像位置調整部２２Ｒと左目用画像位置調整部２２Ｌとを含む。
右目用画像位置調整部２１Ｒは、第１の画像分離部１１によって分離された右目用子画面画像ＳＲ１について、画面表示する際の画像表示位置を調整する。
左目用画像位置調整部２１Ｌは、第１の画像分離部１１によって分離された左目用子画面画像ＳＬ１について、画面表示する際の画像表示位置を調整する。
右目用画像位置調整部２２Ｒは、第２の画像分離部１２によって分離された右目用親画面画像ＭＲ１について、画面表示する際の画像表示位置を調整する。
左目用画像位置調整部２２Ｌは、第２の画像分離部１２によって分離された左目用親画面画像ＭＬ１について、画面表示する際の画像表示位置を調整する。
なお、各画像位置調整部が行う位置調整処理については後述する。

第１の画像サイズ調整部３１は、右目用画像位置調整部２１Ｒによって位置調整された右目用子画面画像ＳＲ２及び左目用画像位置調整部２１Ｌによって位置調整された左目用子画面画像ＳＬ２について、拡大又は縮小を行って画像サイズを調整する。
第２の画像サイズ調整部３２は、右目用画像位置調整部２２Ｒによって位置調整された右目用親画面画像ＭＲ２及び左目用画像位置調整部２２Ｌによって位置調整された左目用親画面画像ＭＬ２について、拡大又は縮小を行って画像サイズを調整する。
なお、各画像サイズ調整部が行うサイズ調整処理については後述する。

第１の画像処理部４１は、第１の画像サイズ調整部３１によってサイズ調整された右目用子画面画像ＳＲ３及び左目用子画面画像ＳＬ３について、所定の画像処理を施す。
第２の画像処理部４２は、第２の画像サイズ調整部３２によってサイズ調整された右目用親画面画像ＭＲ３及び左目用親画面画像ＭＬ３について、所定の画像処理を施す。
なお、各画像処理部が行う画像処理については後述する。

第１の画像合成部５１は、第１の画像処理部４１によって画像処理された右目用子画面画像ＳＲ４と第２の画像処理部４２によって画像処理された右目用親画面画像ＭＲ４とを合成して、右目用親画面画像ＭＲ４に右目用子画面画像ＳＲ４を重畳させた右目用画像Ｒを生成する。
第２の画像合成部５２は、第１の画像処理部４１によって画像処理された左目用子画面画像ＳＬ４及び第２の画像処理部４２によって画像処理された左目用親画面画像ＭＬ４を合成して、左目用親画面画像ＭＬ４に左目用子画面画像ＳＬ４と重畳させた左目用画像Ｌを生成する。

なお、第１及び第２の画像合成部５１及び５２において親画面に子画面を合成するか否かの制御は、立体視対応映像表示装置１が備える制御部（図示せず）で切り替えられるようにするとよい。この制御部への指示は、立体視対応映像表示装置１の本体やリモコン等に設けられたボタン（図示せず）を操作することで行うことができる。

表示部６０は、第１の画像合成部５１で生成された右目用画像Ｒと第２の画像合成部５２で生成された左目用画像Ｌとを入力する。そして、表示部６０は、３Ｄメガネ（図示せず）のシャッター切り替えに同期したタイミングで右目用画像Ｒと左目用画像Ｌと交互にフレーム表示することによって、立体視映像を表示させる。

次に、図２及び図３をさらに参照して、本実施形態の立体視対応映像表示装置１が行う画像位置調整処理を説明する。図２は、立体視対応映像表示装置１によって得られる３Ｄメガネ７０を利用した立体視の効果を概念的に説明する図である。図３は、第１及び第２の画像位置調整部２１及び２２が行う画像位置調整手法（第１モード、第２モード、及び第３モード）を説明する図である。

＜第１モード＞
この第１モードによる位置調整手法では、第１の画像位置調整部２１による子画面画像（ＳＲ１及びＳＬ１）の位置調整だけを行い、第２の画像位置調整部２２による親画面画像（ＭＲ１及びＭＬ１）の位置調整は行わない。図２に示す第１モードを参照。

具体的には、第１の画像位置調整部２１の右目用画像位置調整部２１Ｒは、子画面を表示部６０に表示した場合に、右目用子画面画像ＳＲ１が本来の表示位置から所定量ＸＲだけ画面左方向にずれるように画像の表示位置を調整する。また、第１の画像位置調整部２１の左目用画像位置調整部２１Ｌは、子画面を表示部６０に表示した場合に、左目用子画面画像ＳＬ１が本来の表示位置から所定量ＸＬだけ画面右方向にずれるように画像の表示位置を調整する。なお、所定量ＸＲと所定量ＸＬとは、同じ値でも異なる値でもよく、所望する立体視効果に応じて自由に設定することができる。

このように、右目用子画面画像ＳＲ１の位置を左側にかつ左目用子画面画像ＳＬ１の位置を右側に、それぞれ所定量だけ移動させることで、表示部６０で映像を表示した際に親画面の表示位置よりも手前（視聴者方向）に子画面が飛び出したように見えるという効果が生じる（図３の（ｂ））。

＜第２モード＞
この第２モードによる位置調整手法では、第１の画像位置調整部２１による子画面画像（ＳＲ１及びＳＬ１）の位置調整と、第２の画像位置調整部２２による親画面画像（ＭＲ１及びＭＬ１）の位置調整との両方を行う。図２に示す第２モードを参照。

具体的には、第１の画像位置調整部２１の右目用画像位置調整部２１Ｒは、子画面を表示部６０に表示した場合に、右目用子画面画像ＳＲ１が本来の表示位置から所定量ＸＲだけ画面左方向にずれるように画像の表示位置を調整する。また、第１の画像位置調整部２１の左目用画像位置調整部２１Ｌは、子画面を表示部６０に表示した場合に、左目用子画面画像ＳＬ１が本来の表示位置から所定量ＸＬだけ画面右方向にずれるように画像の表示位置を調整する。
さらに、第２の画像位置調整部２２の右目用画像位置調整部２２Ｒは、親画面を表示部６０に表示した場合に、右目用親画面画像ＭＲ１が本来の表示位置から所定量ＹＲだけ画面右方向にずれるように画像の表示位置を調整する。また、第２の画像位置調整部２２の左目用画像位置調整部２２Ｌは、親画面を表示部６０に表示した場合に、左目用親画面画像ＭＬ１が本来の表示位置から所定量ＹＬだけ画面左方向にずれるように画像の表示位置を調整する。なお、所定量ＹＲと所定量ＹＬとは、同じ値でも異なる値でもよく、所望する立体視効果に応じて自由に設定することができる。

このように、右目用親画面画像ＭＲ１の位置を右側にかつ左目用親画面画像ＭＬ１の位置を左側に、それぞれ所定量だけ移動させることで、表示部６０で映像を表示した際に親画面の表示位置が奥（視聴者と反対方向）に下がったように見えるという効果が生じる。加えて、右目用子画面画像ＳＲ１の位置を左側にかつ左目用子画面画像ＳＬ１の位置を右側に、それぞれ所定量だけ移動させることで、表示部６０で映像を表示した際に親画面の表示位置よりもさらに手前に子画面が飛び出したように見えるという効果が生じる（図３の（ｃ））。

＜第３モード＞
この第３モードによる位置調整手法では、第１の画像位置調整部２１による子画面画像（ＳＲ１及びＳＬ１）の位置調整は行わず、第２の画像位置調整部２２による親画面画像（ＭＲ１及びＭＬ１）の位置調整だけを行う。図２に示す第３モードを参照。

具体的には、第２の画像位置調整部２２の右目用画像位置調整部２２Ｒは、親画面を表示部６０に表示した場合に、右目用親画面画像ＭＲ１が本来の表示位置から所定量ＹＲだけ画面右方向にずれるように画像の表示位置を調整する。また、第２の画像位置調整部２２の左目用画像位置調整部２２Ｌは、親画面を表示部６０に表示した場合に、左目用親画面画像ＭＬ１が本来の表示位置から所定量ＹＬだけ画面左方向にずれるように画像の表示位置を調整する。

このように、右目用親画面画像ＭＲ１の位置を右側にかつ左目用親画面画像ＭＬ１の位置を左側に、それぞれ所定量だけ移動させることで、表示部６０で映像を表示した際に親画面の表示位置が奥（視聴者と反対方向）に下がり、親画面の表示位置よりも手前（視聴者方向）に子画面が飛び出したように見えるという効果が生じる（図３の（ｄ））。

次に、本実施形態に係る立体視対応映像表示装置１が行う画像サイズ調整処理を説明する。
上述したように、本発明の立体視対応映像表示装置１では、親画面に対して子画面を手前に飛び出して見えるように表示させる、つまり子画面の表示平面と親画面の表示平面との奥行きによる相対差を持たせることがポイントとなる。このため、飛び出す子画面のサイズが背景となる親画面のサイズを超えてしまうと相対差がなくなるため、子画面が手前に飛び出して見えなくなるおそれがある。

そこで、第１及び第２の画像サイズ調整部３１及び３２では、飛び出す子画面のサイズが背景となる親画面のサイズを超えてしまわないように、画像サイズを調整する。具体的には、画像位置調整によって子画面のサイズが親画面のサイズを超えてしまうような場合、第１の画像サイズ調整部３１を用いて子画面のサイズを縮小する、及び／又は第２の画像サイズ調整部３２を用いて親画面のサイズを拡大することを行う。
なお、縮小及び／又は拡大によって得られる子画面及び親画面のサイズは、所望する立体視効果に応じて自由に設定することができる。

次に、本実施形態に係る立体視対応映像表示装置１が行う画像処理を説明する。
上述したように、本発明の立体視対応映像表示装置１では、子画面の表示平面と親画面の表示平面との奥行きによる相対差を持たせることがポイントとなる。この相対差をさらに効果的に視聴者に与えるため、第１及び第２の画像処理部４１及び４２では、子画面と親画面とで対称的な画像処理を行う。

具体的には、第１の画像処理部４１を用いて子画面の画像輪郭をシャープに補正し（輪郭補正を強くにかける）、かつ、第２の画像処理部４２を用いて親画面の画像輪郭をソフトに補正する（輪郭補正を弱くにかける）処理が考えられる。この処理により、背景の親画面がボケるのに対して子画面がはっきりと映るため、視聴者を子画面に注目させる効果が期待できる。
また、第１の画像処理部４１を用いて子画面の画像輝度を高く補正し、かつ、第２の画像処理部４２を用いて親画面の画像輝度を低く補正する手法が考えられる。この処理により、背景の親画面が暗くなるのに対して子画面が明るく映るため、視聴者を子画面に注目させる効果が期待できる。
もちろん、この手法以外にも、画像処理に関する様々なパラメータを利用することが可能である。

以上のように、本発明の一実施形態に係る立体視対応映像表示装置及び方法によれば、２つの二次元コンテンツを用いて一方のコンテンツを容易に立体視表示させることができる。従って、使用者は、わざわざ三次元コンテンツを準備する必要もなく、通常の二次元コンテンツから立体的な映像表示（プレゼンテーション画面等）を簡単に表現することが可能となる。
また、本実施形態に係る立体視対応映像表示装置に要求される機能は、二画面機能、画面水平位置調整機構、及び輪郭補正等の廉価な機能であり、二次元コンテンツを三次元コンテンツに変換する高価な回路を必要としないため、装置コストが高くならない。

なお、上記実施形態では、３Ｄメガネを用いたフレーム交互方式によって実現される立体視映像表示に本発明を適用した例を説明したが、この方式以外にも偏光方式や裸眼方式等よって実現される立体視映像表示にも同様に適用可能である。

本発明は、立体視が可能なプロジェクタやフラットディスプレイ等の映像表示装置に利用可能であり、特に２つの二次元コンテンツを用いて一方のコンテンツを容易に立体視表現させたい場合等に有用である。

１ 立体視対応映像表示装置
１１、１２ 画像分離部
２１、２２ 画面位置調整部
３１、３２ 画面サイズ調整部
４１、４２ 画像処理部
５１、５２ 画像合成部
６０ 表示部
７０ ３Ｄメガネ

Claims (10)

1. ２つの画像を重畳させて表示することが可能な立体視対応映像表示装置であって、
   子画面の画像信号を入力し、当該子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離する第１の画像分離部と、
   親画面の画像信号を入力し、当該親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離する第２の画像分離部と、
   所定量だけ左にずれるように前記右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように前記左目用子画面画像の表示位置を調整する第１の画像位置調整部と、
   前記調整された右目用子画面画像と前記右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成し、前記調整された左目用子画面画像と前記左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成する画像合成部と、
   前記右目用画像及び前記左目用画像を用いて立体視映像を表示する表示部とを備える、立体視対応映像表示装置。
2. ２つの画像を重畳させて表示することが可能な立体視対応映像表示装置であって、
   子画面の画像信号を入力し、当該子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離する第１の画像分離部と、
   親画面の画像信号を入力し、当該親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離する第２の画像分離部と、
   所定量だけ左にずれるように前記右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように前記左目用子画面画像の表示位置を調整する第１の画像位置調整部と、
   所定量だけ右にずれるように前記右目用親画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ左にずれるように前記左目用親画面画像の表示位置を調整する第２の画像位置調整部と、
   前記調整された右目用子画面画像と前記調整された右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成し、前記調整された左目用子画面画像と前記調整された左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成する画像合成部と、
   前記右目用画像及び前記左目用画像を用いて立体視映像を表示する表示部とを備える、立体視対応映像表示装置。
3. 前記子画面の画像輪郭をシャープに補正し、かつ、前記親画面の画像輪郭をソフトに補正する画像処理部をさらに備える、請求項１又は２に記載の立体視対応映像表示装置。
4. 前記子画面の画像輝度を高く補正し、かつ、前記親画面の画像輝度を低く補正する画像処理部をさらに備える、請求項１又は２に記載の立体視対応映像表示装置。
5. 前記子画面の画像サイズを拡大又は縮小する画像サイズ調整部をさらに備える、請求項１又は２に記載の立体視対応映像表示装置。
6. ２つの画像を重畳させて表示することが可能な立体視対応映像表示方法であって、
   子画面の画像信号を入力し、当該子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離するステップと、
   親画面の画像信号を入力し、当該親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離するステップと、
   所定量だけ左にずれるように前記右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように前記左目用子画面画像の表示位置を調整するステップと、
   前記調整された右目用子画面画像と前記右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成するステップと、
   前記調整された左目用子画面画像と前記左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成するステップと、
   前記右目用画像及び前記左目用画像を用いて立体視映像を表示するステップとを備える、立体視対応映像表示方法。
7. ２つの画像を重畳させて表示することが可能な立体視対応映像表示方法であって、
   子画面の画像信号を入力し、当該子画面の画像信号を右目用子画面画像と左目用子画面画像とに分離するステップと、
   親画面の画像信号を入力し、当該親画面の画像信号を右目用親画面画像と左目用親画面画像とに分離するステップと、
   所定量だけ左にずれるように前記右目用子画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ右にずれるように前記左目用子画面画像の表示位置を調整するステップと、
   所定量だけ右にずれるように前記右目用親画面画像の表示位置を調整し、かつ、所定量だけ左にずれるように前記左目用親画面画像の表示位置を調整するステップと、
   前記調整された右目用子画面画像と前記調整された右目用親画面画像とを合成して右目用画像を生成するステップと、
   前記調整された左目用子画面画像と前記調整された左目用親画面画像とを合成して左目用画像を生成するステップと、
   前記右目用画像及び前記左目用画像を用いて立体視映像を表示するステップとを備える、立体視対応映像表示方法。
8. 前記子画面の画像輪郭をシャープに補正し、かつ、前記親画面の画像輪郭をソフトに補正するステップをさらに備える、請求項６又は７に記載の立体視対応映像表示方法。
9. 前記子画面の画像輝度を高く補正し、かつ、前記親画面の画像輝度を低く補正するステップをさらに備える、請求項６又は７に記載の立体視対応映像表示方法。
10. 前記子画面の画像サイズを拡大又は縮小するステップをさらに備える、請求項６又は７に記載の立体視対応映像表示方法。

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