(57)【要約】  立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得部（１０２）と、画像取得部（１０２）で取得された左目用画像及び右目用画像を交互に表示する表示部（１０６）と、左目用画像及び右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断部（１０３）と、安全性判断部（１０３）が立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、視聴者に立体画像が安全な画像でないことを通知する通知部（１０４）とを備える。
2012120880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を出力する出力部と、
前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差から求められる正規分布曲線と、前記立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断部と、
前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知部とを備える
立体画像出力装置。
【請求項２】
前記安全性判断部は、前記立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための複数の特徴点を前記左目用画像及び前記右目用画像それぞれから抽出し、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する前記特徴点ごとの視差を算出し、算出した視差の度数の分布を近似して正規分布曲線を算出する
請求項１に記載の立体画像出力装置。
【請求項３】
前記安全性判断部は、前記正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、前記安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上である場合に、前記立体画像を安全な画像であると判断する
請求項１または請求項２に記載の立体画像出力装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する表示部であり、
前記通知部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記表示部に前記立体画像が安全な画像でない旨を表示する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する
請求項４に記載の立体画像出力装置。
【請求項６】
前記立体画像出力装置は、さらに、被写体を異なる位置から撮影した第１及び第２の画像を取得し、前記第１及び前記第２の画像の互いに対応する点同士の垂直方向の視差が最小となるように前記２の画像を回転または移動させることによって、第３の画像を生成する立体画像生成部を備え、
前記画像取得部は、前記第１の画像及び前記第３の画像のうち一方の画像を前記左目用画像として取得し、他方の画像を前記右目用画像として取得する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項７】
前記画像取得部は、立体映像を構成する複数の前記左目用画像及び複数の前記右目用画像を、前記立体映像の再生順に取得する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項８】
前記安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項９】
立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に出力する出力ステップと、
前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、前記立体画像が前記視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断ステップと、
前記安全性判断ステップにおいて前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知ステップとを含む
立体画像出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像出力装置及び立体画像出力方法に関し、特に視聴者への安全性を考慮した立体画像出力装置及び立体画像出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影した複数の画像の中から立体視の左目用画像及び右目用画像として用いる画像対を選択し、これらを用いて立体画像を表示する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
このような画像表示装置は、複数の画像の類似度が所定の閾値以内である画像対をユーザへ提示し、提示された画像対の中からユーザが選択した画像対を左目用画像及び右目用画像として表示する。これにより、ユーザは選択した画像を立体画像として視聴することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０４３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような画像表示装置によって作成された立体画像には、左目用画像と右目用画像との視差が非常に大きい画像が含まれる。つまり、このような画像をユーザが視聴した場合、ユーザの健康を害してしまう可能性がある。【０００６】
そこで本発明は、上記を鑑みて成されたものであって、立体画像を表示する場合に、立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することが可能な立体画像出力装置及び立体画像出力方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る立体画像出力装置は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を出力する出力部と、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差から求められる正規分布曲線と、前記立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断部と、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知部とを備えることを特徴とする。【０００８】
これにより、立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することで安全な立体画像を出力することができる。【０００９】
また、前記安全性判断部は、前記立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための複数の特徴点を前記左目用画像及び前記右目用画像それぞれから抽出し、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する前記特徴点ごとの視差を算出し、算出した視差の度数の分布を近似して正規分布曲線を算出してもよい。【００１０】
また、前記安全性判断部は、前記正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、前記安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上である場合に、前記立体画像を安全な画像であると判断してもよい。【００１１】
また、前記出力部は、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する表示部であり、前記通知部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記表示部に前記立体画像が安全な画像でない旨を表示してもよい。【００１２】
また、前記表示部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示してもよい。【００１３】
また、前記立体画像出力装置は、さらに、被写体を異なる位置から撮影した第１及び第２の画像を取得し、前記第１及び前記第２の画像の互いに対応する点同士の垂直方向の視差が最小となるように前記２の画像を回転または移動させることによって、第３の画像を生成する立体画像生成部を備え、前記画像取得部は、前記第１の画像及び前記第３の画像のうち一方の画像を前記左目用画像として取得し、他方の画像を前記右目用画像として取得してもよい。【００１４】
また、前記画像取得部は、立体映像を構成する複数の前記左目用画像及び複数の前記右目用画像を、前記立体映像の再生順に取得してもよい。【００１５】
また、前記安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲であってもよい。【００１６】
また、本発明の一態様に係る立体画像出力方法は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に出力する出力ステップと、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、前記立体画像が前記視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断ステップと、前記安全性判断ステップにおいて前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の立体画像出力装置及び立体画像出力方法によれば、視差の正規分布を用いて立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することで安全な立体画像の表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、立体画像が安全な画像でない旨のメッセージの表示例である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、立体画像生成部の立体画像の生成方法を説明するための図である。
【図５】図５は、立体画像生成部の立体画像の生成のフローチャートである。
【図６】図６は、安全性判断部の安全性判断処理のフローチャートである。
【図７】図７は、視差の符号について説明するための図である。
【図８】図８は、特徴点が誤って対応付けられる例を示す図である。
【図９】図９は、特徴点が誤って対応付けられる別の例を示す図である。
【図１０】図１０は、安全性判断部が安全だと判断する視差の分布例を示す図である。
【図１１】図１１は、安全性判断部が安全でないと判断する視差の分布例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の適用例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の別の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００２１】
まず、立体画像出力装置の構成について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示されるように、立体画像出力装置１００は、立体画像生成部１０１と、画像取得部１０２と、安全性判断部１０３と、通知部１０４と、表示部１０６（出力部）と、入力部１０７とを備える。
【００２４】
なお、図示しないが、立体画像出力装置１００には、放送信号を受信するための受信部、ネットワークに接続するための通信部、記録媒体に接続するための媒体接続部、及び音声信号を出力するための音声出力部等の構成要素を含めてもよい。しかしながら、これらは本発明には直接的に関係しないため、本実施の形態では説明を省略する。
【００２５】
立体画像生成部１０１は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を生成して画像取得部１０２に出力する。左目用画像とは、立体画像を構成する画像であって視聴者の左目に見せるため画像である。右目用画像とは、立体画像を構成する画像であって視聴者の右目に見せるための画像である。立体画像生成部１０１は、例えば、撮像素子（図示省略）によって画像を撮影し、立体画像（左目用画像及び右目用画像）を生成する。すなわち、立体画像出力装置１００は、ＤＳＣ（Ｄｉｓｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ）等に適用することができる。
【００２６】
なお、立体画像生成部１０１は、放送波、または記録媒体から２次元画像を取得し、取得した２次元画像から立体画像を生成してもよい。
【００２７】
画像取得部１０２は、視聴者が被写体を立体視可能な立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得し、安全性判断部１０３及び表示部１０６（出力部）へ出力する。
【００２８】
具体的には、立体画像生成部１０１で生成された左目用画像及び右目用画像を取得する。
【００２９】
なお、立体画像生成部１０１を省略して画像取得部１０２が直接左目用画像及び右目用画像を取得してもよい。
【００３０】
この場合、画像取得部１０２は、放送波または通信ネットワークを通じて画像を取得してもよい。放送波の具体例は特に限定されない。例えば、画像取得部１０２は、アナログ放送、地上波デジタル放送、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送、ＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送から画像を取得する。
【００３１】
すなわち、立体画像出力装置１００は、テレビジョン受像装置等に適用することができる。
【００３２】
また、画像取得部１０２は、記録媒体から画像を読み出してもよい。記録媒体の具体例は特に限定されない。例えば、画像取得部１０２は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カード等から画像を取得する。
【００３３】
すなわち、立体画像出力装置１００は、Ｂｌｕ−Ｒａｙレコーダ等に適用することができる。
【００３４】
安全性判断部１０３は、画像取得部１０２が取得した立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。具体的には、安全性判断部１０３は、左目用画像及び右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、安全視差範囲とを比較して、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。本実施の形態では、視差の正規分布曲線で囲まれる領域の面積と、安全視差範囲とに基づいて立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。また、安全視差範囲は、本実施の形態では、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲である。
【００３５】
上記の安全視差範囲は、電子情報技術産業協会において規定された生体安全ガイドラインを定量化したものである。具体的には、表示部１０６の解像度、インチ数、ユーザとの視聴距離等に応じて数値化された、生体安全であると認められる視差の範囲を示すものである。
【００３６】
通知部１０４は、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、視聴者に当該立体画像が安全な画像でないことを通知する。本実施の形態では、通知部１０４は、表示部１０６に立体画像が安全な画像でない旨のメッセージ（画像）を表示する。
【００３７】
図２は、このような立体画像が安全な画像でない旨のメッセージの表示例である。
【００３８】
図２に示されるように、本実施の形態では、通知部１０４は、立体画像が安全な画像でない旨とともに視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求めるメッセージを表示部１０６に表示する。これにより、視聴者は、後述する入力部１０７から指示を入力することで立体画像を表示するか否かを選択することができる。
【００３９】
なお、通知部１０４の立体画像が安全な画像でない旨の通知は、これに限定されない。例えば、通知部１０４は、図示しないスピーカを通じて立体画像が安全な画像でない旨の音声を出力することによって、ユーザに通知してもよい。
【００４０】
表示部１０６は、左目用画像及び右目用画像を表示する。本実施の形態に係る表示部１０６は、一定周期で左目用画像と右目用画像とを交互に表示することによって、立体画像を表示するディスプレイである。表示部１０６は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。
【００４１】
本実施の形態では、視聴者は、立体画像視聴用の眼鏡をかけて上記ディスプレイを視聴する。立体画像視聴用の眼鏡は、表示部１０６の左目用画像及び右目用画像の表示タイミングに同期して左右それぞれのレンズの液晶シャッターが開閉するため、視聴者は立体画像を視聴することができる。この場合、表示部１０６は、表示タイミングに応じて左目用画像と右目用画像とを交互に出力すると共に、左目用画像及び右目用画像の出力タイミングに合わせた液晶シャッターの開閉指示を立体画像視聴用の眼鏡に出力する。
【００４２】
また、表示部１０６は、例えば、表示面にレンチキュラレンズを有する液晶ディスプレイなど、立体画像視聴用の眼鏡を必要としない立体表示が可能な表示装置であってもよい。
【００４３】
なお、表示部１０６は、必ずしも必須の構成要素ではない。表示部１０６に替えて立体画像を出力する出力部を設け、出力部が立体画像出力装置１００とは別の装置である表示装置に立体画像を出力してもよい。
【００４４】
入力部１０７は、視聴者からの様々な指示（要求）の入力を受けつけるユーザインタフェースである。本実施の形態に係る入力部１０７は、リモコンである。なお、入力部１０７は、表示部１０６の表示画面に重ね合わされるタッチパネルへの操作を受けつけるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等であってもよい。
【００４５】
次に、立体画像出力装置１００の全体の動作について説明する。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置１００の全体の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、立体画像生成部１０１は立体画像を生成する（Ｓ３０１）。本実施の形態に係る立体画像の生成方法の詳細については、後述する。
【００４８】
次に、画像取得部１０２は、立体画像生成部１０１が生成した左目用画像及び右目用画像を取得する（Ｓ３０２）。
【００４９】
次に、安全性判断部１０３は、画像取得部が取得した立体画像（左目用画像及び右目用画像）が視聴者にとって安全であるか否かを判断する（Ｓ３０３）。具体的には、まず、安全性判断部１０３は、左目用画像及び右目用画像のうち一方の画像内の複数の点と、複数の点にそれぞれ対応する他方の画像内の複数の点との視差を対応する点ごとに算出する。本実施の形態では、特に、安全性判断部１０３は、立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための特徴点ごとに視差を算出する。
【００５０】
次に、安全性判断部１０３は、算出された複数の視差の分布を近似した正規分布曲線と、立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。なお、安全性判断部１０３の安全性判断方法の詳細については後述する。
【００５１】
安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像であると判断した場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、表示部１０６は、左目用画像及び右目用画像を表示画面に交互に表示する（Ｓ３０４）。
【００５２】
安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断した場合（Ｓ３０３でＮｏ）、まず、通知部１０４は、図２のような立体画像が安全でない旨のメッセージを表示し、視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求める（Ｓ３０５）。
【００５３】
視聴者は、通知部１０４によって通知された安全でない画像の表示を、許可または禁止する指示を入力部１０７を通じて入力する。
【００５４】
視聴者が立体画像の表示を許可する場合、具体的には、図２のメッセージが表示されている状態において、視聴者がリモコンによって「はい」を選択した場合（Ｓ３０５でＹｅｓ）、表示部１０６は、立体画像を表示する（Ｓ３０４）。
【００５５】
一方、視聴者が立体画像の表示を許可する場合、つまり、図２のメッセージに対し視聴者が「いいえ」を選択した場合（３０５でＮｏ）、表示部１０６は、立体画像を表示することなく処理を終了する。
【００５６】
なお、通知部１０４は、視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求めなくてもよい。このような場合、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断したときは、表示部１０６は、立体画像を表示しない。つまり、表示部１０６は、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、左目用画像及び右目用画像を交互に表示する。
【００５７】
次に、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法について詳細に説明する。
【００５８】
図４は、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法を説明するための図である。
【００５９】
図５は、立体画像生成部１０１の立体画像の生成のフローチャートである。図５は、図３のフローチャートのステップＳ３０１をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００６０】
まず、図４の（ａ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、画像を取得する（図５のＳ５０１）。本実施の形態に係る立体画像生成部１０１は、一例として第１の画像１２０及び第２の画像１３０の２つの画像を取得する。第１の画像１２０及び第２の画像１３０は、水平方向に異なる視点から同一の被写体を撮影した画像であり、画像の水平方向における視差を有する。また、上記被写体を撮影した撮像素子の傾きなどにより、上記異なる視点には、垂直方向にも意図しないずれが存在する。つまり、第１の画像１２０及び第２の画像１３０は、画像の垂直方向における視差も有する。第１の画像１２０及び第２の画像１３０を用いて立体画像を生成する場合、画像の垂直方向の視差は不要である。したがって、以下のように、第１の画像１２０及び第２の画像１３０について、水平方向の視差は残したまま、垂直方向の視差を打ち消すような処理を行う。
【００６１】
まず、図４の（ｂ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０のそれぞれについて、被写体の輪郭であるエッジを検出する（図５のＳ５０２）。被写体のエッジの検出には、例えば、ラプラシアンフィルタが用いられる。ラプラシアンフィルタは、画像の各画素の輝度の変化量が極端に大きい部分を抽出するフィルタである。つまり、第１の画像１２０及び第２の画像１３０のうち、輝度変化の大きい部分がエッジとして検出される。なお、色相の変化が大きい部分をエッジとして検出してもよい。
【００６２】
次に、図４の（ｃ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０内の複数の特徴点と、第２の画像１３０内の複数の特徴点とを抽出する（図５のＳ５０３）。
【００６３】
具体的には、まず、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０内の被写体のエッジ上の特徴点を複数抽出する。図４の（ｃ）で示される例では、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０について、特徴点１４０ａ及び１４０ｂを抽出し、第２の画像１３０について特徴点１４０ａ´及び１４０ｂ´を抽出している。実際に抽出される特徴点の数は、特徴点抽出書処理の負荷と、生成される画像の精度とのバランスを考慮して決定される。
【００６４】
続いて、立体画像生成部１０１は、特徴点のそれぞれについて、輝度ベクトルを算出する。輝度ベクトルは、特徴点における画素の輝度と、当該特徴点の周辺の画素の輝度との輝度の変化から求められる、輝度変化の方向及び輝度変化の大きさを示すベクトルである。
【００６５】
図４の（ｃ）で示される例では、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０において、特徴点１４０ａにおける輝度ベクトル１５０ａと、特徴点１４０ｂにおける輝度ベクトル１５０ｂとを算出する。同様に、立体画像生成部１０１は、第２の画像１３０において、特徴点１４０ａ´における輝度ベクトル１５０ａ´と、特徴点１４０ｂ´における輝度ベクトル１５０ｂ´とを算出する。
【００６６】
続いて、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０に含まれる特徴点と、第２の画像１３０に含まれる特徴点とを対応付ける。具体的には、第１の画像１２０に含まれる各特徴点の輝度ベクトルと、第２の画像１３０に含まれる各特徴点の輝度ベクトルとを比較し、第１の画像１２０及び第２の画像１３０に含まれる特徴点全体の輝度ベクトルの相関を求める。求めた特徴点全体の輝度ベクトルの相関に基づき、類似する輝度ベクトルを有する特徴点同士を対応づける。
【００６７】
図４の（ｃ）で示される例では、輝度ベクトル１５０ａと輝度ベクトル１５０ａ´とが近い相関関係にあるため、立体画像生成部１０１は、特徴点１４０ａと特徴点１４０ａ´とを対応付ける。同様に、輝度ベクトル１５０ｂと輝度ベクトル１５０ｂ´とが近い相関関係にあるため、立体画像生成部１０１は、特徴点１４０ｂと特徴点１４０ｂ´とを対応付ける。
【００６８】
次に、図４の（ｄ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０の対応する特徴点の垂直方向における視差が最小となるように、第２の画像１３０を回転または移動させた第３の画像を生成する（図５のＳ５０４）。
【００６９】
第３の画像は、具体的には、図４の（ｄ）で示されるように、特徴点の画像の垂直方向の位置が等しくなるように、第２の画像を補正（回転または、移動）することで生成される。これにより、水平方向の視差のみが残った第１の画像及び第３の画像を生成することができる。
【００７０】
最後に、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第３の画像のうち一方の画像を左目用画像として画像取得部１０２に出力し、他方の画像を右目用画像として画像取得部１０２に出力する。第１の画像１２０及び第３の画像のどちらの画像を左目用画像とするかは、第１の画像１２０及び第３の画像の水平方向における視差の向きに基づいて決定される。
【００７１】
図４の（ｄ）で示される例では、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも手前側に飛び出すように表示されるとした場合、第１の画像１２０は第３の画像よりも右側の位置から見た画像である。したがって、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０を右目用画像として出力し、第３の画像を左目用画像として出力する。
【００７２】
また、反対に、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示されるとした場合、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０を左目用画像として出力し、第３の画像を右目用画像として出力する。
【００７３】
なお、第２の画像１３０の補正を行った場合、第３の画像の周辺部に画像データの存在しない領域が発生することがある。このような場合、周辺部の画像データの存在しない領域を除外するために、第１の画像１２０及び第３の画像の周辺部をトリミングしてもよい。また、画像に含まれる色のヒューステリクス、第１の画像１２０の画像データなどを用いて、第３の画像の画像データの存在しない領域の画像データを補間してもよい。
【００７４】
なお、ステップＳ５０３で対応付けられた特徴点は、輝度ベクトルの相関に基づいて対応付けられるため、輝度ベクトルが偶然類似したことによって、本来対応しない特徴点同士が対応付けられる場合がある。このため、実際には、立体画像生成部１０１は、対応する特徴点同士が、画像の垂直方向において所定の画素数の範囲に位置するように補正を行う。これにより、立体画像生成部１０１は、画像の垂直方向の視差をできるだけ小さくする。
【００７５】
以上、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法について詳細に説明したが、立体画像の生成方法は上記の方法に限定されない。
【００７６】
例えば、取得した２つの画像から、それぞれの画像における被写体の奥行を表す奥行情報を求め、取得した画像と画像の水平方向において視差を持つ画像を生成してもよい。
【００７７】
また、立体画像生成部１０１が取得する画像が１つであっても、左目用画像及び右目用画像を生成することは、実現可能である。このような場合、例えば、立体画像生成部１０１は、画像に含まれる色のヒューリスティクスなどを用いて、取得した画像と画像の水平方向において視差を持つ画像を生成してもよい。
【００７８】
次に、安全性判断部１０３の立体画像の安全性判断方法について詳細に説明する。
【００７９】
図６は、安全性判断部１０３の安全性判断処理のフローチャートである。図６は、図３のフローチャートのステップＳ３０３をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００８０】
まず、画像取得部１０２が取得した左目用映像及び右目用映像の互いに対応する特徴点を抽出する（図６のＳ６０１）。本実施の形態では、立体画像生成部１０１が図４及び図５で説明した方法によって算出した対応する特徴点のデータを保持しておき、そのまま使用すればよい。
【００８１】
なお、立体画像出力装置１００が立体画像生成部１０１を有しないような構成である場合、安全性判断部１０３は、図５のステップＳ５０２及びＳ５０３に対応する方法によって、左目用映像及び右目用映像の互いに対応する特徴点を抽出する。
【００８２】
次に、安全性判断部１０３は、対応する特徴点の組それぞれについて、視差を計算する（図６のＳ６０２）。本実施の形態では、対応する特徴点の組それぞれの視差は、表示画面上の画素数で表される。また、本実施の形態では、視差は符号を持つ量として表現される。具体的には、視聴者から見て被写体が表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合、視差はマイナスの符号を持つ量として表現される。反対に、視聴者から見て被写体が表示画面よりも手前側に飛び出すように表示される場合、視差はプラスの符号を持つ量として計算される。
【００８３】
図７は、視差の符号を説明するための図である。
【００８４】
図７の（ａ）は、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合の上面図である。図７の（ａ）に示されるように、左目用画像の特徴点１４０ｅは、これに対応する右目用画像の特徴点１４０ｅ´よりも画像の水平方向において左側に位置する。このような場合、安全性判断部１０３が算出する立体画像の視差はマイナスの符号を持つ視差である。
【００８５】
図７の（ｂ）は、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも手前側へ飛び出すように表示される場合の視差を説明するための上面図である。図７の（ｂ）に示されるように、左目用画像の特徴点１４０ｆは、これに対応する右目用画像の特徴点１４０ｆ´よりも画像の水平方向において右側に位置する。このような場合、安全性判断部１０３が算出する立体画像の視差はプラスの符号を持つ視差である。
【００８６】
なお、上記のように符号を持つ量として計算された視差は、実際の視差よりも大きい、または小さいものが含まれる可能性がある。これは、例えば、類似した形状の物体が複数存在する画像、または輝度が均一な領域が多い画像では、特徴点を当該特徴点における輝度ベクトルの相関関係（類似関係）によって対応付けるために、特徴点の対応付けを誤る可能性があるからである。
【００８７】
図８及び図９は、上記のように特徴点が誤って対応付けられる例を示す図である。
【００８８】
図８は、左目用画像１６０及び右目用画像１７０に同じ車両が２台並んで撮影された場合の例である。
【００８９】
図８では右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃに対応する左目用画像１６０内の特徴点は、特徴点１４０ｃ´である。これらは、それぞれの画像において右側に位置する車両の左側のエッジ上の点である。しかしながら、図８のような場合、右目用画像１７０内の右側に位置する車両の左側のエッジ上の点における輝度ベクトルと、左目用画像１６０内の左側に位置する車両の左側のエッジ上の点における輝度ベクトルとが類似する場合がある。つまり、右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃに左目用画像１６０内の特徴点１４０ｃ´´が誤って対応付けられてしまう可能性がある。
【００９０】
この場合、図８の例では、右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃにおける正しい視差量は視差Ａであるが、誤った視差Ａ´が算出される。
【００９１】
また、図９は、左目用画像１６０及び右目用画像１７０に輝度が均一である領域が多い場合の例である。図９の左目用画像１６０及び右目用画像１７０に示される矢印形状の輝度（色）は均一であり、また、矢印形状の周辺の輝度も均一である。したがって、矢印形状のエッジ上の点における輝度ベクトルは、類似するものが多い。このため、誤って対応付けられる特徴点が発生しやすい。
【００９２】
例えば、図９の左目用画像１６０内の特徴点１４０ｄに対応する右目用画像１７０内の特徴点は、特徴点１４０ｄ´である。しかしながら、特徴点１４０ｄには、左目用画像１６０内において特徴点１４０ｄ´に輝度ベクトルが類似する特徴点が１４０ｄ´´が誤って対応付けられてしまう可能性がある。
【００９３】
この場合、図９の例では、左目用画像１６０内の特徴点１４０ｄにおける正しい視差は視差Ｂであるが、誤った視差Ｂ´が算出される。
【００９４】
なお、図８及び図９は、誤って視差が大きく計算されてしまう例であるが、誤って視差が小さく計算されてしまう場合ももちろんある。
【００９５】
以上のように、輝度ベクトルを用いて特徴点を対応付ける場合には、誤った視差が計算される場合が散見され、これを完全に防ぐことは非常に難しい。
【００９６】
したがって、単純に安全視差範囲を超えた視差を持つ特徴点の組の数が所定の閾値以上ある立体画像を安全でないとする手法では、実際には安全な立体画像であるにもかかわらず、誤って対応付けられた特徴点の視差によって安全でない立体画像であると判断されてしまう。
【００９７】
そこで、本発明は、安全視差範囲を外れる視差の個数ではなく、視差の正規分布曲線と安全視差範囲とを比較することで、立体画像の安全性を正確に判断する。
【００９８】
まず、安全性判断部１０３は、対応する特徴点の組ごとに計算した視差の平均と、分散とを求めることで、確率密度関数で表される視差の正規分布曲線を生成する（図６のＳ６０３）。視差ｘの確率密度関数は、視差の平均をμ、標準偏差をσとした場合、次式から求められる。
【００９９】
【数１】
2012120880.tif 000003
【０１００】
次に、生成した正規分布曲線と安全視差範囲とを比較し、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する（図６のＳ６０４）。
【０１０１】
まず、安全視差範囲について説明する。本実施の形態では、安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差の上限値と下限値で定められ、画素数で表される。
【０１０２】
生体安全ガイドラインで定められた視差範囲について、再度、図７を用いて説明する。
【０１０３】
図７の（ａ）のように視聴者から見て被写体が表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲の限度は、立体画像が表示される表示画面上で５ｃｍ以内と定められている。また、この場合の視差は、上述のようにマイナスの符号を持つ量である。
【０１０４】
したがって、安全視差範囲の下限値は、表示画面上の５ｃｍに相当する視差Ｃを画素数で表し、マイナスの符号を付した量である。安全視差範囲の下限値は、具体的には、表示画面の大きさ、表示画面の解像度に基づいて求められる。
【０１０５】
一方、図７の（ｂ）のように視聴者から見て被写体が表示画面よりも手前に飛び出すように表示される場合、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲の限度は、図７の（ｂ）で示される角度θで表される輻輳角によって定められる。具体的には、輻輳角が１度以内となる表示画面上の視差が、安全な視差の限度である。また、この場合の視差は、上述のようにプラスの符号を持つ量である。
【０１０６】
したがって、本実施の形態において、安全視差範囲の上限値は、輻輳角１度以内に相当する表示画面上の視差Ｄを画素数で表し、プラスの符号を付したものである。安全視差範囲の上限値は、具体的には、表示画面の大きさ、表示画面の解像度、及び想定される視聴者の視聴位置に基づいて求められる。
【０１０７】
なお、安全視差範囲は生体安全ガイドラインで定められたものに限定されない。例えば、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲よりも範囲の狭い視差範囲を設定してもよい。
【０１０８】
図１０及び図１１は、安全性判断部１０３の安全性判断を説明するための図である。
【０１０９】
図１０及び図１１では、視差から求められる正規分布曲線と、視差の実際の分布を示すヒストグラムと、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲とが示されている。図１０及び図１１の横軸は視差（画素数）を表し、縦軸（度数）は、特徴点の個数を表す。安全視差範囲の左端は、上述した下限値を表し、安全視差範囲の右端は、上限値を表す。
【０１１０】
図１０は、安全性判断部１０３が安全だと判断する視差の分布例を示す図である。
【０１１１】
本実施の形態では、安全性判断部１０３は、正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上（例えば、９０％以上）である場合、立体画像を安全な画像であると判断する。
【０１１２】
正規分布曲線で囲まれる領域のうち安全視差範囲に含まれる領域とは、図１０の斜線で示される領域である。この領域の面積が、正規分布曲線で囲まれる領域の面積に対し所定の割合以上を占める場合、安全性判断部１０３は、立体画像を安全な画像であると判断する。
【０１１３】
図１０では、ヒストグラムと安全視差範囲とを比較した場合、安全視差範囲外の視差を持つ特徴点の組は存在するが、正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、安全視差範囲に含まれる領域の面積は所定の割合以上である。したがって、このような視差の分布を有する立体画像は安全であると判断される。
【０１１４】
一方、図１１は、安全性判断部１０３が安全でないと判断する視差の分布例を示す図である。
【０１１５】
図１０では、ヒストグラムと安全視差範囲とを比較した場合、安全視差範囲外の視差を持つ特徴点の組は存在しない。しかしながら、図１１のような視差の分布を有する立体画像は、視差のばらつきが大きく、図１１の斜線で示される安全視差範囲に含まれる領域の面積の、正規分布曲線で囲まれる領域の面積に対する割合は、所定の割合未満である。したがって、このような視差の分布を有する立体画像は安全でないと判断される。
【０１１６】
通常、立体画像の視差は、ある程度のばらつきを持つ。しかしながら、図１１のように、視差のばらつきが大きい場合、視聴者に画像酔い等の悪影響を及ぼす可能性が高い。また、図１１の例では、安全視差範囲外の視差は存在しないが、視差のばらつきが大きい場合、上述のように誤って対応付けられた特徴点の組が、偶然安全視差範囲内の視差を有する場合も考えられる。
【０１１７】
したがって、安全性判断部１０３が、視差のばらつきが大きい立体画像を安全でない立体画像であると判断することは妥当である。
【０１１８】
以上のように、安全性判断部１０３は、視差の正規分布曲線によって立体画像の安全性を判断するため、正確に立体画像の安全性を判断することができる。
【０１１９】
なお、正規分布曲線と安全視差範囲とを比較して安全性を判断する方法は、上記に限定されない。例えば、立体画像の視差の平均をμ、標準偏差をσ、ｎを正の数（または自然数）とした場合、立体画像の視差の正規分布曲線と、正規分布曲線の軸と、μ±ｎ×σの式で表される区間とで定められる領域が全て安全視差範囲に含まれる場合に、安全性判断部１０３は、当該立体画像を安全な画像と判断してもよい。
【０１２０】
以上、本発明の立体画像出力装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、複数の立体画像によって構成される立体映像についても適用できる。
【０１２１】
具体的には、画像取得部１０２は、立体映像を構成する複数の左目用画像及び複数の右目用画像を、立体映像の再生順に取得する。立体画像出力装置は、立体映像に含まれる、上記複数の左目用画像及び右目用画像それぞれについて、実施の形態で説明した処理を行うことで、立体映像出力装置としても動作可能である。
【０１２２】
立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置において、通知部１０４は、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が含まれる期間において、視聴者に立体映像が安全な映像でないことを通知する。
【０１２３】
このとき、立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置の通知部１０４は、一定期間、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が続いた場合にはじめて立体映像が安全な映像でないことを通知してもよい。
【０１２４】
また、立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置の出力部は、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が含まれる期間において、立体映像の出力を停止してもよい。
【０１２５】
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１２６】
（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現され得る。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１２７】
（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードしたコンピュータプログラムにしたがって演算等の動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１２８】
（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。
【０１２９】
（４）本発明は、上記に示す方法で実現されてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムで実現してもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現してもよい。
【０１３０】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したもので実現してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現してもよい。
【０１３１】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。
【０１３２】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。
【０１３３】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１３４】
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１３５】
以上、本発明の一態様に係る立体画像出力装置及びの実施の形態及びその変形例について説明した。
【０１３６】
実施の形態に係る立体画像出力装置は、立体画像及び立体映像を表示する場合に、立体画像及び立体映像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することが可能である。
【０１３７】
これにより、視差の大きい立体画像及び立体映像が表示される場合、安全でない旨が視聴者に通知される。したがって、視聴者の健康を害することを防止することができる。
【０１３８】
また、上記の各実施の形態に係る立体画像出力装置は、例えば、図１２の（ａ）に示されるＤＳＣや、図１２の（ｂ）に示されるデジタルビデオカメラとして実現される。
【０１３９】
また、例えば、上記の実施の形態に係る立体画像出力装置は、図１３に示されるテレビ７００として実現される。このとき表示部１０６の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、立体表示が可能な液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイ等である。この場合、画像取得部１０２は、テレビ放送や、図１３に示されるＢｌｕ−Ｒａｙプレーヤ７１０、及びセットトップボックス７２０から画像を取得する。
【０１４０】
また、立体画像出力装置は、Ｂｌｕ−Ｒａｙプレーヤ７１０として実現されてもよい。この場合、画像取得部１０２は、挿入されたＢｌｕ−Ｒａｙディスクから画像を取得する。なお、画像の取得先はＢｌｕ−Ｒａｙディスクに限定されず、ＤＶＤ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）等のあらゆる記録媒体から取得することができる。
【０１４１】
さらに、立体画像出力装置は、セットトップボックス７２０として実現されてもよい。この場合、画像取得部１０２は、画像をケーブルテレビ放送等から取得する。
【０１４２】
なお、本発明は、立体画像出力方法としても実現可能である。
【０１４３】
なお、本発明は、これらの実施の形態またはその変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態またはその変形例に施したもの、あるいは異なる実施の形態またはその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明によれば、立体画像の視差の正規分布曲線を求めることで、立体画像及び立体映像の安全性を正確に判断することが可能である。したがって、本発明は、デジタルテレビやデジタルカメラ等に用いられる立体画像出力装置として有用である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００  立体画像出力装置
１０１  立体画像生成部
１０２  画像取得部
１０３  安全性判断部
１０４  通知部
１０６  表示部
１０７  入力部
１２０  第１の画像  
１３０  第２の画像  
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆ  特徴点
１４０ａ´、１４０ｂ´、１４０ｃ´、１４０ｄ´、１４０ｅ´、１４０ｆ´  特徴点
１４０ｃ´´、１４０ｄ´´  特徴点
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ａ´、１５０ｂ´  輝度ベクトル
１６０  左目用画像
１７０  右目用画像
７００  テレビ
７１０  Ｂｌｕ−Ｒａｙプレーヤ
７２０  セットトップボックス
【図１】
2012120880.tif 000004
【図２】
2012120880.tif 000005
【図３】
2012120880.tif 000006
【図４】
2012120880.tif 000007
【図５】
2012120880.tif 000008
【図６】
2012120880.tif 000009
【図７】
2012120880.tif 000010
【図８】
2012120880.tif 000011
【図９】
2012120880.tif 000012
【図１０】
2012120880.tif 000013
【図１１】
2012120880.tif 000014
【図１２】
2012120880.tif 000015
【図１３】
2012120880.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体画像出力装置及び立体画像出力方法に関し、特に視聴者への安全性を考慮した立体画像出力装置及び立体画像出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影した複数の画像の中から立体視の左目用画像及び右目用画像として用いる画像対を選択し、これらを用いて立体画像を表示する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような画像表示装置は、複数の画像の類似度が所定の閾値以内である画像対をユーザへ提示し、提示された画像対の中からユーザが選択した画像対を左目用画像及び右目用画像として表示する。これにより、ユーザは選択した画像を立体画像として視聴することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０４３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような画像表示装置によって作成された立体画像には、左目用画像と右目用画像との視差が非常に大きい画像が含まれる。つまり、このような画像をユーザが視聴した場合、ユーザの健康を害してしまう可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記を鑑みて成されたものであって、立体画像を表示する場合に、立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することが可能な立体画像出力装置及び立体画像出力方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る立体画像出力装置は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を出力する出力部と、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差から求められる正規分布曲線と、前記立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断部と、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することで安全な立体画像を出力することができる。
【０００９】
また、前記安全性判断部は、前記立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための複数の特徴点を前記左目用画像及び前記右目用画像それぞれから抽出し、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する前記特徴点ごとの視差を算出し、算出した視差の度数の分布を近似して正規分布曲線を算出してもよい。
【００１０】
また、前記安全性判断部は、前記正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、前記安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上である場合に、前記立体画像を安全な画像であると判断してもよい。
【００１１】
また、前記出力部は、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する表示部であり、前記通知部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記表示部に前記立体画像が安全な画像でない旨を表示してもよい。
【００１２】
また、前記表示部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示してもよい。
【００１３】
また、前記立体画像出力装置は、さらに、被写体を異なる位置から撮影した第１及び第２の画像を取得し、前記第１及び前記第２の画像の互いに対応する点同士の垂直方向の視差が最小となるように前記２の画像を回転または移動させることによって、第３の画像を生成する立体画像生成部を備え、前記画像取得部は、前記第１の画像及び前記第３の画像のうち一方の画像を前記左目用画像として取得し、他方の画像を前記右目用画像として取得してもよい。
【００１４】
また、前記画像取得部は、立体映像を構成する複数の前記左目用画像及び複数の前記右目用画像を、前記立体映像の再生順に取得してもよい。
【００１５】
また、前記安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲であってもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る立体画像出力方法は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に出力する出力ステップと、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、前記立体画像が前記視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断ステップと、前記安全性判断ステップにおいて前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の立体画像出力装置及び立体画像出力方法によれば、視差の正規分布を用いて立体画像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することで安全な立体画像の表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、立体画像が安全な画像でない旨のメッセージの表示例である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、立体画像生成部の立体画像の生成方法を説明するための図である。
【図５】図５は、立体画像生成部の立体画像の生成のフローチャートである。
【図６】図６は、安全性判断部の安全性判断処理のフローチャートである。
【図７】図７は、視差の符号について説明するための図である。
【図８】図８は、特徴点が誤って対応付けられる例を示す図である。
【図９】図９は、特徴点が誤って対応付けられる別の例を示す図である。
【図１０】図１０は、安全性判断部が安全だと判断する視差の分布例を示す図である。
【図１１】図１１は、安全性判断部が安全でないと判断する視差の分布例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の適用例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の別の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００２１】
まず、立体画像出力装置の構成について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示されるように、立体画像出力装置１００は、立体画像生成部１０１と、画像取得部１０２と、安全性判断部１０３と、通知部１０４と、表示部１０６（出力部）と、入力部１０７とを備える。
【００２４】
なお、図示しないが、立体画像出力装置１００には、放送信号を受信するための受信部、ネットワークに接続するための通信部、記録媒体に接続するための媒体接続部、及び音声信号を出力するための音声出力部等の構成要素を含めてもよい。しかしながら、これらは本発明には直接的に関係しないため、本実施の形態では説明を省略する。
【００２５】
立体画像生成部１０１は、立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を生成して画像取得部１０２に出力する。左目用画像とは、立体画像を構成する画像であって視聴者の左目に見せるため画像である。右目用画像とは、立体画像を構成する画像であって視聴者の右目に見せるための画像である。立体画像生成部１０１は、例えば、撮像素子（図示省略）によって画像を撮影し、立体画像（左目用画像及び右目用画像）を生成する。すなわち、立体画像出力装置１００は、ＤＳＣ（Ｄｉｓｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ）等に適用することができる。
【００２６】
なお、立体画像生成部１０１は、放送波、または記録媒体から２次元画像を取得し、取得した２次元画像から立体画像を生成してもよい。
【００２７】
画像取得部１０２は、視聴者が被写体を立体視可能な立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得し、安全性判断部１０３及び表示部１０６（出力部）へ出力する。
【００２８】
具体的には、立体画像生成部１０１で生成された左目用画像及び右目用画像を取得する。
【００２９】
なお、立体画像生成部１０１を省略して画像取得部１０２が直接左目用画像及び右目用画像を取得してもよい。
【００３０】
この場合、画像取得部１０２は、放送波または通信ネットワークを通じて画像を取得してもよい。放送波の具体例は特に限定されない。例えば、画像取得部１０２は、アナログ放送、地上波デジタル放送、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送、ＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）放送から画像を取得する。
【００３１】
すなわち、立体画像出力装置１００は、テレビジョン受像装置等に適用することができる。
【００３２】
また、画像取得部１０２は、記録媒体から画像を読み出してもよい。記録媒体の具体例は特に限定されない。例えば、画像取得部１０２は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カード等から画像を取得する。
【００３３】
すなわち、立体画像出力装置１００は、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）レコーダ等に適用することができる。
【００３４】
安全性判断部１０３は、画像取得部１０２が取得した立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。具体的には、安全性判断部１０３は、左目用画像及び右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、安全視差範囲とを比較して、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。本実施の形態では、視差の正規分布曲線で囲まれる領域の面積と、安全視差範囲とに基づいて立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。また、安全視差範囲は、本実施の形態では、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲である。
【００３５】
上記の安全視差範囲は、電子情報技術産業協会において規定された生体安全ガイドラインを定量化したものである。具体的には、表示部１０６の解像度、インチ数、ユーザとの視聴距離等に応じて数値化された、生体安全であると認められる視差の範囲を示すものである。
【００３６】
通知部１０４は、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、視聴者に当該立体画像が安全な画像でないことを通知する。本実施の形態では、通知部１０４は、表示部１０６に立体画像が安全な画像でない旨のメッセージ（画像）を表示する。
【００３７】
図２は、このような立体画像が安全な画像でない旨のメッセージの表示例である。
【００３８】
図２に示されるように、本実施の形態では、通知部１０４は、立体画像が安全な画像でない旨とともに視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求めるメッセージを表示部１０６に表示する。これにより、視聴者は、後述する入力部１０７から指示を入力することで立体画像を表示するか否かを選択することができる。
【００３９】
なお、通知部１０４の立体画像が安全な画像でない旨の通知は、これに限定されない。例えば、通知部１０４は、図示しないスピーカを通じて立体画像が安全な画像でない旨の音声を出力することによって、ユーザに通知してもよい。
【００４０】
表示部１０６は、左目用画像及び右目用画像を表示する。本実施の形態に係る表示部１０６は、一定周期で左目用画像と右目用画像とを交互に表示することによって、立体画像を表示するディスプレイである。表示部１０６は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。
【００４１】
本実施の形態では、視聴者は、立体画像視聴用の眼鏡をかけて上記ディスプレイを視聴する。立体画像視聴用の眼鏡は、表示部１０６の左目用画像及び右目用画像の表示タイミングに同期して左右それぞれのレンズの液晶シャッターが開閉するため、視聴者は立体画像を視聴することができる。この場合、表示部１０６は、表示タイミングに応じて左目用画像と右目用画像とを交互に出力すると共に、左目用画像及び右目用画像の出力タイミングに合わせた液晶シャッターの開閉指示を立体画像視聴用の眼鏡に出力する。
【００４２】
また、表示部１０６は、例えば、表示面にレンチキュラレンズを有する液晶ディスプレイなど、立体画像視聴用の眼鏡を必要としない立体表示が可能な表示装置であってもよい。
【００４３】
なお、表示部１０６は、必ずしも必須の構成要素ではない。表示部１０６に替えて立体画像を出力する出力部を設け、出力部が立体画像出力装置１００とは別の装置である表示装置に立体画像を出力してもよい。
【００４４】
入力部１０７は、視聴者からの様々な指示（要求）の入力を受けつけるユーザインタフェースである。本実施の形態に係る入力部１０７は、リモコンである。なお、入力部１０７は、表示部１０６の表示画面に重ね合わされるタッチパネルへの操作を受けつけるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等であってもよい。
【００４５】
次に、立体画像出力装置１００の全体の動作について説明する。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に係る立体画像出力装置１００の全体の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、立体画像生成部１０１は立体画像を生成する（Ｓ３０１）。本実施の形態に係る立体画像の生成方法の詳細については、後述する。
【００４８】
次に、画像取得部１０２は、立体画像生成部１０１が生成した左目用画像及び右目用画像を取得する（Ｓ３０２）。
【００４９】
次に、安全性判断部１０３は、画像取得部が取得した立体画像（左目用画像及び右目用画像）が視聴者にとって安全であるか否かを判断する（Ｓ３０３）。具体的には、まず、安全性判断部１０３は、左目用画像及び右目用画像のうち一方の画像内の複数の点と、複数の点にそれぞれ対応する他方の画像内の複数の点との視差を対応する点ごとに算出する。本実施の形態では、特に、安全性判断部１０３は、立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための特徴点ごとに視差を算出する。
【００５０】
次に、安全性判断部１０３は、算出された複数の視差の分布を近似した正規分布曲線と、立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する。なお、安全性判断部１０３の安全性判断方法の詳細については後述する。
【００５１】
安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像であると判断した場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、表示部１０６は、左目用画像及び右目用画像を表示画面に交互に表示する（Ｓ３０４）。
【００５２】
安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断した場合（Ｓ３０３でＮｏ）、まず、通知部１０４は、図２のような立体画像が安全でない旨のメッセージを表示し、視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求める（Ｓ３０５）。
【００５３】
視聴者は、通知部１０４によって通知された安全でない画像の表示を、許可または禁止する指示を入力部１０７を通じて入力する。
【００５４】
視聴者が立体画像の表示を許可する場合、具体的には、図２のメッセージが表示されている状態において、視聴者がリモコンによって「はい」を選択した場合（Ｓ３０５でＹｅｓ）、表示部１０６は、立体画像を表示する（Ｓ３０４）。
【００５５】
一方、視聴者が立体画像の表示を許可する場合、つまり、図２のメッセージに対し視聴者が「いいえ」を選択した場合（３０５でＮｏ）、表示部１０６は、立体画像を表示することなく処理を終了する。
【００５６】
なお、通知部１０４は、視聴者に立体画像の表示を許可するか否かの指示を求めなくてもよい。このような場合、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像でないと判断したときは、表示部１０６は、立体画像を表示しない。つまり、表示部１０６は、安全性判断部１０３が立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、左目用画像及び右目用画像を交互に表示する。
【００５７】
次に、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法について詳細に説明する。
【００５８】
図４は、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法を説明するための図である。
【００５９】
図５は、立体画像生成部１０１の立体画像の生成のフローチャートである。図５は、図３のフローチャートのステップＳ３０１をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００６０】
まず、図４の（ａ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、画像を取得する（図５のＳ５０１）。本実施の形態に係る立体画像生成部１０１は、一例として第１の画像１２０及び第２の画像１３０の２つの画像を取得する。第１の画像１２０及び第２の画像１３０は、水平方向に異なる視点から同一の被写体を撮影した画像であり、画像の水平方向における視差を有する。また、上記被写体を撮影した撮像素子の傾きなどにより、上記異なる視点には、垂直方向にも意図しないずれが存在する。つまり、第１の画像１２０及び第２の画像１３０は、画像の垂直方向における視差も有する。第１の画像１２０及び第２の画像１３０を用いて立体画像を生成する場合、画像の垂直方向の視差は不要である。したがって、以下のように、第１の画像１２０及び第２の画像１３０について、水平方向の視差は残したまま、垂直方向の視差を打ち消すような処理を行う。
【００６１】
まず、図４の（ｂ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０のそれぞれについて、被写体の輪郭であるエッジを検出する（図５のＳ５０２）。被写体のエッジの検出には、例えば、ラプラシアンフィルタが用いられる。ラプラシアンフィルタは、画像の各画素の輝度の変化量が極端に大きい部分を抽出するフィルタである。つまり、第１の画像１２０及び第２の画像１３０のうち、輝度変化の大きい部分がエッジとして検出される。なお、色相の変化が大きい部分をエッジとして検出してもよい。
【００６２】
次に、図４の（ｃ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０内の複数の特徴点と、第２の画像１３０内の複数の特徴点とを抽出する（図５のＳ５０３）。
【００６３】
具体的には、まず、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０内の被写体のエッジ上の特徴点を複数抽出する。図４の（ｃ）で示される例では、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０について、特徴点１４０ａ及び１４０ｂを抽出し、第２の画像１３０について特徴点１４０ａ´及び１４０ｂ´を抽出している。実際に抽出される特徴点の数は、特徴点抽出書処理の負荷と、生成される画像の精度とのバランスを考慮して決定される。
【００６４】
続いて、立体画像生成部１０１は、特徴点のそれぞれについて、輝度ベクトルを算出する。輝度ベクトルは、特徴点における画素の輝度と、当該特徴点の周辺の画素の輝度との輝度の変化から求められる、輝度変化の方向及び輝度変化の大きさを示すベクトルである。
【００６５】
図４の（ｃ）で示される例では、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０において、特徴点１４０ａにおける輝度ベクトル１５０ａと、特徴点１４０ｂにおける輝度ベクトル１５０ｂとを算出する。同様に、立体画像生成部１０１は、第２の画像１３０において、特徴点１４０ａ´における輝度ベクトル１５０ａ´と、特徴点１４０ｂ´における輝度ベクトル１５０ｂ´とを算出する。
【００６６】
続いて、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０に含まれる特徴点と、第２の画像１３０に含まれる特徴点とを対応付ける。具体的には、第１の画像１２０に含まれる各特徴点の輝度ベクトルと、第２の画像１３０に含まれる各特徴点の輝度ベクトルとを比較し、第１の画像１２０及び第２の画像１３０に含まれる特徴点全体の輝度ベクトルの相関を求める。求めた特徴点全体の輝度ベクトルの相関に基づき、類似する輝度ベクトルを有する特徴点同士を対応づける。
【００６７】
図４の（ｃ）で示される例では、輝度ベクトル１５０ａと輝度ベクトル１５０ａ´とが近い相関関係にあるため、立体画像生成部１０１は、特徴点１４０ａと特徴点１４０ａ´とを対応付ける。同様に、輝度ベクトル１５０ｂと輝度ベクトル１５０ｂ´とが近い相関関係にあるため、立体画像生成部１０１は、特徴点１４０ｂと特徴点１４０ｂ´とを対応付ける。
【００６８】
次に、図４の（ｄ）で示されるように、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第２の画像１３０の対応する特徴点の垂直方向における視差が最小となるように、第２の画像１３０を回転または移動させた第３の画像を生成する（図５のＳ５０４）。
【００６９】
第３の画像は、具体的には、図４の（ｄ）で示されるように、特徴点の画像の垂直方向の位置が等しくなるように、第２の画像を補正（回転または、移動）することで生成される。これにより、水平方向の視差のみが残った第１の画像及び第３の画像を生成することができる。
【００７０】
最後に、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０及び第３の画像のうち一方の画像を左目用画像として画像取得部１０２に出力し、他方の画像を右目用画像として画像取得部１０２に出力する。第１の画像１２０及び第３の画像のどちらの画像を左目用画像とするかは、第１の画像１２０及び第３の画像の水平方向における視差の向きに基づいて決定される。
【００７１】
図４の（ｄ）で示される例では、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも手前側に飛び出すように表示されるとした場合、第１の画像１２０は第３の画像よりも右側の位置から見た画像である。したがって、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０を右目用画像として出力し、第３の画像を左目用画像として出力する。
【００７２】
また、反対に、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示されるとした場合、立体画像生成部１０１は、第１の画像１２０を左目用画像として出力し、第３の画像を右目用画像として出力する。
【００７３】
なお、第２の画像１３０の補正を行った場合、第３の画像の周辺部に画像データの存在しない領域が発生することがある。このような場合、周辺部の画像データの存在しない領域を除外するために、第１の画像１２０及び第３の画像の周辺部をトリミングしてもよい。また、画像に含まれる色のヒューステリクス、第１の画像１２０の画像データなどを用いて、第３の画像の画像データの存在しない領域の画像データを補間してもよい。
【００７４】
なお、ステップＳ５０３で対応付けられた特徴点は、輝度ベクトルの相関に基づいて対応付けられるため、輝度ベクトルが偶然類似したことによって、本来対応しない特徴点同士が対応付けられる場合がある。このため、実際には、立体画像生成部１０１は、対応する特徴点同士が、画像の垂直方向において所定の画素数の範囲に位置するように補正を行う。これにより、立体画像生成部１０１は、画像の垂直方向の視差をできるだけ小さくする。
【００７５】
以上、立体画像生成部１０１の立体画像の生成方法について詳細に説明したが、立体画像の生成方法は上記の方法に限定されない。
【００７６】
例えば、取得した２つの画像から、それぞれの画像における被写体の奥行を表す奥行情報を求め、取得した画像と画像の水平方向において視差を持つ画像を生成してもよい。
【００７７】
また、立体画像生成部１０１が取得する画像が１つであっても、左目用画像及び右目用画像を生成することは、実現可能である。このような場合、例えば、立体画像生成部１０１は、画像に含まれる色のヒューリスティクスなどを用いて、取得した画像と画像の水平方向において視差を持つ画像を生成してもよい。
【００７８】
次に、安全性判断部１０３の立体画像の安全性判断方法について詳細に説明する。
【００７９】
図６は、安全性判断部１０３の安全性判断処理のフローチャートである。図６は、図３のフローチャートのステップＳ３０３をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００８０】
まず、画像取得部１０２が取得した左目用映像及び右目用映像の互いに対応する特徴点を抽出する（図６のＳ６０１）。本実施の形態では、立体画像生成部１０１が図４及び図５で説明した方法によって算出した対応する特徴点のデータを保持しておき、そのまま使用すればよい。
【００８１】
なお、立体画像出力装置１００が立体画像生成部１０１を有しないような構成である場合、安全性判断部１０３は、図５のステップＳ５０２及びＳ５０３に対応する方法によって、左目用映像及び右目用映像の互いに対応する特徴点を抽出する。
【００８２】
次に、安全性判断部１０３は、対応する特徴点の組それぞれについて、視差を計算する（図６のＳ６０２）。本実施の形態では、対応する特徴点の組それぞれの視差は、表示画面上の画素数で表される。また、本実施の形態では、視差は符号を持つ量として表現される。具体的には、視聴者から見て被写体が表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合、視差はマイナスの符号を持つ量として表現される。反対に、視聴者から見て被写体が表示画面よりも手前側に飛び出すように表示される場合、視差はプラスの符号を持つ量として計算される。
【００８３】
図７は、視差の符号を説明するための図である。
【００８４】
図７の（ａ）は、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合の上面図である。図７の（ａ）に示されるように、左目用画像の特徴点１４０ｅは、これに対応する右目用画像の特徴点１４０ｅ´よりも画像の水平方向において左側に位置する。このような場合、安全性判断部１０３が算出する立体画像の視差はマイナスの符号を持つ視差である。
【００８５】
図７の（ｂ）は、視聴者から見て被写体が表示部１０６の表示画面よりも手前側へ飛び出すように表示される場合の視差を説明するための上面図である。図７の（ｂ）に示されるように、左目用画像の特徴点１４０ｆは、これに対応する右目用画像の特徴点１４０ｆ´よりも画像の水平方向において右側に位置する。このような場合、安全性判断部１０３が算出する立体画像の視差はプラスの符号を持つ視差である。
【００８６】
なお、上記のように符号を持つ量として計算された視差は、実際の視差よりも大きい、または小さいものが含まれる可能性がある。これは、例えば、類似した形状の物体が複数存在する画像、または輝度が均一な領域が多い画像では、特徴点を当該特徴点における輝度ベクトルの相関関係（類似関係）によって対応付けるために、特徴点の対応付けを誤る可能性があるからである。
【００８７】
図８及び図９は、上記のように特徴点が誤って対応付けられる例を示す図である。
【００８８】
図８は、左目用画像１６０及び右目用画像１７０に同じ車両が２台並んで撮影された場合の例である。
【００８９】
図８では右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃに対応する左目用画像１６０内の特徴点は、特徴点１４０ｃ´である。これらは、それぞれの画像において右側に位置する車両の左側のエッジ上の点である。しかしながら、図８のような場合、右目用画像１７０内の右側に位置する車両の左側のエッジ上の点における輝度ベクトルと、左目用画像１６０内の左側に位置する車両の左側のエッジ上の点における輝度ベクトルとが類似する場合がある。つまり、右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃに左目用画像１６０内の特徴点１４０ｃ´´が誤って対応付けられてしまう可能性がある。
【００９０】
この場合、図８の例では、右目用画像１７０内の特徴点１４０ｃにおける正しい視差量は視差Ａであるが、誤った視差Ａ´が算出される。
【００９１】
また、図９は、左目用画像１６０及び右目用画像１７０に輝度が均一である領域が多い場合の例である。図９の左目用画像１６０及び右目用画像１７０に示される矢印形状の輝度（色）は均一であり、また、矢印形状の周辺の輝度も均一である。したがって、矢印形状のエッジ上の点における輝度ベクトルは、類似するものが多い。このため、誤って対応付けられる特徴点が発生しやすい。
【００９２】
例えば、図９の左目用画像１６０内の特徴点１４０ｄに対応する右目用画像１７０内の特徴点は、特徴点１４０ｄ´である。しかしながら、特徴点１４０ｄには、左目用画像１６０内において特徴点１４０ｄ´に輝度ベクトルが類似する特徴点が１４０ｄ´´が誤って対応付けられてしまう可能性がある。
【００９３】
この場合、図９の例では、左目用画像１６０内の特徴点１４０ｄにおける正しい視差は視差Ｂであるが、誤った視差Ｂ´が算出される。
【００９４】
なお、図８及び図９は、誤って視差が大きく計算されてしまう例であるが、誤って視差が小さく計算されてしまう場合ももちろんある。
【００９５】
以上のように、輝度ベクトルを用いて特徴点を対応付ける場合には、誤った視差が計算される場合が散見され、これを完全に防ぐことは非常に難しい。
【００９６】
したがって、単純に安全視差範囲を超えた視差を持つ特徴点の組の数が所定の閾値以上ある立体画像を安全でないとする手法では、実際には安全な立体画像であるにもかかわらず、誤って対応付けられた特徴点の視差によって安全でない立体画像であると判断されてしまう。
【００９７】
そこで、本発明は、安全視差範囲を外れる視差の個数ではなく、視差の正規分布曲線と安全視差範囲とを比較することで、立体画像の安全性を正確に判断する。
【００９８】
まず、安全性判断部１０３は、対応する特徴点の組ごとに計算した視差の平均と、分散とを求めることで、確率密度関数で表される視差の正規分布曲線を生成する（図６のＳ６０３）。視差ｘの確率密度関数は、視差の平均をμ、標準偏差をσとした場合、次式から求められる。
【００９９】
【数１】
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【０１００】
次に、生成した正規分布曲線と安全視差範囲とを比較し、立体画像が安全な画像であるか否かを判断する（図６のＳ６０４）。
【０１０１】
まず、安全視差範囲について説明する。本実施の形態では、安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差の上限値と下限値で定められ、画素数で表される。
【０１０２】
生体安全ガイドラインで定められた視差範囲について、再度、図７を用いて説明する。
【０１０３】
図７の（ａ）のように視聴者から見て被写体が表示画面よりも奥側へ奥行を持つように表示される場合、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲の限度は、立体画像が表示される表示画面上で５ｃｍ以内と定められている。また、この場合の視差は、上述のようにマイナスの符号を持つ量である。
【０１０４】
したがって、安全視差範囲の下限値は、表示画面上の５ｃｍに相当する視差Ｃを画素数で表し、マイナスの符号を付した量である。安全視差範囲の下限値は、具体的には、表示画面の大きさ、表示画面の解像度に基づいて求められる。
【０１０５】
一方、図７の（ｂ）のように視聴者から見て被写体が表示画面よりも手前に飛び出すように表示される場合、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲の限度は、図７の（ｂ）で示される角度θで表される輻輳角によって定められる。具体的には、輻輳角が１度以内となる表示画面上の視差が、安全な視差の限度である。また、この場合の視差は、上述のようにプラスの符号を持つ量である。
【０１０６】
したがって、本実施の形態において、安全視差範囲の上限値は、輻輳角１度以内に相当する表示画面上の視差Ｄを画素数で表し、プラスの符号を付したものである。安全視差範囲の上限値は、具体的には、表示画面の大きさ、表示画面の解像度、及び想定される視聴者の視聴位置に基づいて求められる。
【０１０７】
なお、安全視差範囲は生体安全ガイドラインで定められたものに限定されない。例えば、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲よりも範囲の狭い視差範囲を設定してもよい。
【０１０８】
図１０及び図１１は、安全性判断部１０３の安全性判断を説明するための図である。
【０１０９】
図１０及び図１１では、視差から求められる正規分布曲線と、視差の実際の分布を示すヒストグラムと、生体安全ガイドラインで定められた安全視差範囲とが示されている。図１０及び図１１の横軸は視差（画素数）を表し、縦軸（度数）は、特徴点の個数を表す。安全視差範囲の左端は、上述した下限値を表し、安全視差範囲の右端は、上限値を表す。
【０１１０】
図１０は、安全性判断部１０３が安全だと判断する視差の分布例を示す図である。
【０１１１】
本実施の形態では、安全性判断部１０３は、正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上（例えば、９０％以上）である場合、立体画像を安全な画像であると判断する。
【０１１２】
正規分布曲線で囲まれる領域のうち安全視差範囲に含まれる領域とは、図１０の斜線で示される領域である。この領域の面積が、正規分布曲線で囲まれる領域の面積に対し所定の割合以上を占める場合、安全性判断部１０３は、立体画像を安全な画像であると判断する。
【０１１３】
図１０では、ヒストグラムと安全視差範囲とを比較した場合、安全視差範囲外の視差を持つ特徴点の組は存在するが、正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、安全視差範囲に含まれる領域の面積は所定の割合以上である。したがって、このような視差の分布を有する立体画像は安全であると判断される。
【０１１４】
一方、図１１は、安全性判断部１０３が安全でないと判断する視差の分布例を示す図である。
【０１１５】
図１０では、ヒストグラムと安全視差範囲とを比較した場合、安全視差範囲外の視差を持つ特徴点の組は存在しない。しかしながら、図１１のような視差の分布を有する立体画像は、視差のばらつきが大きく、図１１の斜線で示される安全視差範囲に含まれる領域の面積の、正規分布曲線で囲まれる領域の面積に対する割合は、所定の割合未満である。したがって、このような視差の分布を有する立体画像は安全でないと判断される。
【０１１６】
通常、立体画像の視差は、ある程度のばらつきを持つ。しかしながら、図１１のように、視差のばらつきが大きい場合、視聴者に画像酔い等の悪影響を及ぼす可能性が高い。また、図１１の例では、安全視差範囲外の視差は存在しないが、視差のばらつきが大きい場合、上述のように誤って対応付けられた特徴点の組が、偶然安全視差範囲内の視差を有する場合も考えられる。
【０１１７】
したがって、安全性判断部１０３が、視差のばらつきが大きい立体画像を安全でない立体画像であると判断することは妥当である。
【０１１８】
以上のように、安全性判断部１０３は、視差の正規分布曲線によって立体画像の安全性を判断するため、正確に立体画像の安全性を判断することができる。
【０１１９】
なお、正規分布曲線と安全視差範囲とを比較して安全性を判断する方法は、上記に限定されない。例えば、立体画像の視差の平均をμ、標準偏差をσ、ｎを正の数（または自然数）とした場合、立体画像の視差の正規分布曲線と、正規分布曲線の軸と、μ±ｎ×σの式で表される区間とで定められる領域が全て安全視差範囲に含まれる場合に、安全性判断部１０３は、当該立体画像を安全な画像と判断してもよい。
【０１２０】
以上、本発明の立体画像出力装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、複数の立体画像によって構成される立体映像についても適用できる。
【０１２１】
具体的には、画像取得部１０２は、立体映像を構成する複数の左目用画像及び複数の右目用画像を、立体映像の再生順に取得する。立体画像出力装置は、立体映像に含まれる、上記複数の左目用画像及び右目用画像それぞれについて、実施の形態で説明した処理を行うことで、立体映像出力装置としても動作可能である。
【０１２２】
立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置において、通知部１０４は、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が含まれる期間において、視聴者に立体映像が安全な映像でないことを通知する。
【０１２３】
このとき、立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置の通知部１０４は、一定期間、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が続いた場合にはじめて立体映像が安全な映像でないことを通知してもよい。
【０１２４】
また、立体映像出力装置として動作する立体画像出力装置の出力部は、安全性判断部１０３が安全でないと判断した立体画像が含まれる期間において、立体映像の出力を停止してもよい。
【０１２５】
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１２６】
（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現され得る。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１２７】
（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードしたコンピュータプログラムにしたがって演算等の動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１２８】
（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。
【０１２９】
（４）本発明は、上記に示す方法で実現されてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムで実現してもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現してもよい。
【０１３０】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したもので実現してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現してもよい。
【０１３１】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。
【０１３２】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。
【０１３３】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１３４】
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１３５】
以上、本発明の一態様に係る立体画像出力装置及びの実施の形態及びその変形例について説明した。
【０１３６】
実施の形態に係る立体画像出力装置は、立体画像及び立体映像を表示する場合に、立体画像及び立体映像の安全性を正確に判断し、ユーザへ通知することが可能である。
【０１３７】
これにより、視差の大きい立体画像及び立体映像が表示される場合、安全でない旨が視聴者に通知される。したがって、視聴者の健康を害することを防止することができる。
【０１３８】
また、上記の各実施の形態に係る立体画像出力装置は、例えば、図１２の（ａ）に示されるＤＳＣや、図１２の（ｂ）に示されるデジタルビデオカメラとして実現される。
【０１３９】
また、例えば、上記の実施の形態に係る立体画像出力装置は、図１３に示されるテレビ７００として実現される。このとき表示部１０６の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、立体表示が可能な液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイ等である。この場合、画像取得部１０２は、テレビ放送や、図１３に示されるＢｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）プレーヤ７１０、及びセットトップボックス７２０から画像を取得する。
【０１４０】
また、立体画像出力装置は、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）プレーヤ７１０として実現されてもよい。この場合、画像取得部１０２は、挿入されたＢｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）ディスクから画像を取得する。なお、画像の取得先はＢｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）ディスクに限定されず、ＤＶＤ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）等のあらゆる記録媒体から取得することができる。
【０１４１】
さらに、立体画像出力装置は、セットトップボックス７２０として実現されてもよい。この場合、画像取得部１０２は、画像をケーブルテレビ放送等から取得する。
【０１４２】
なお、本発明は、立体画像出力方法としても実現可能である。
【０１４３】
なお、本発明は、これらの実施の形態またはその変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態またはその変形例に施したもの、あるいは異なる実施の形態またはその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明によれば、立体画像の視差の正規分布曲線を求めることで、立体画像及び立体映像の安全性を正確に判断することが可能である。したがって、本発明は、デジタルテレビやデジタルカメラ等に用いられる立体画像出力装置として有用である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００  立体画像出力装置
１０１  立体画像生成部
１０２  画像取得部
１０３  安全性判断部
１０４  通知部
１０６  表示部
１０７  入力部
１２０  第１の画像  
１３０  第２の画像  
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆ  特徴点
１４０ａ´、１４０ｂ´、１４０ｃ´、１４０ｄ´、１４０ｅ´、１４０ｆ´  特徴点
１４０ｃ´´、１４０ｄ´´  特徴点
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ａ´、１５０ｂ´  輝度ベクトル
１６０  左目用画像
１７０  右目用画像
７００  テレビ
７１０  Ｂｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）プレーヤ
７２０  セットトップボックス
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を出力する出力部と、
前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差から求められる正規分布曲線と、前記立体画像が視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断部と、
前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知部とを備える
立体画像出力装置。
【請求項２】
前記安全性判断部は、前記立体画像に含まれる被写体の形状を特定するための複数の特徴点を前記左目用画像及び前記右目用画像それぞれから抽出し、前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する前記特徴点ごとの視差を算出し、算出した視差の度数の分布を近似して正規分布曲線を算出する
請求項１に記載の立体画像出力装置。
【請求項３】
前記安全性判断部は、前記正規分布曲線で囲まれる領域の面積のうち、前記安全視差範囲に含まれる領域の面積の占める割合が所定の閾値以上である場合に、前記立体画像を安全な画像であると判断する
請求項１または請求項２に記載の立体画像出力装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する表示部であり、
前記通知部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記表示部に前記立体画像が安全な画像でない旨を表示する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記安全性判断部が前記立体画像を安全な画像であると判断した場合のみ、前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に表示する
請求項４に記載の立体画像出力装置。
【請求項６】
前記立体画像出力装置は、さらに、被写体を異なる位置から撮影した第１及び第２の画像を取得し、前記第１及び前記第２の画像の互いに対応する点同士の垂直方向の視差が最小となるように前記２の画像を回転または移動させることによって、第３の画像を生成する立体画像生成部を備え、
前記画像取得部は、前記第１の画像及び前記第３の画像のうち一方の画像を前記左目用画像として取得し、他方の画像を前記右目用画像として取得する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項７】
前記画像取得部は、立体映像を構成する複数の前記左目用画像及び複数の前記右目用画像を、前記立体映像の再生順に取得する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項８】
前記安全視差範囲は、生体安全ガイドラインで定められた視差範囲である
請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体画像出力装置。
【請求項９】
立体画像を構成する左目用画像及び右目用画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得部で取得された前記左目用画像及び前記右目用画像を交互に出力する出力ステップと、
前記左目用画像及び前記右目用画像の互いに対応する点ごとの視差の正規分布曲線と、前記立体画像が前記視聴者にとって安全な画像であると認められる視差の範囲を示す安全視差範囲とを比較して、前記立体画像が安全な画像であるか否かを判断する安全性判断ステップと、
前記安全性判断ステップにおいて前記立体画像を安全な画像でないと判断した場合に、前記視聴者に前記立体画像が安全な画像でないことを通知する通知ステップとを含む
立体画像出力方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012120880.tif 000018
【図２】
2012120880.tif 000019
【図３】
2012120880.tif 000020
【図４】
2012120880.tif 000021
【図５】
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【図６】
2012120880.tif 000023
【図７】
2012120880.tif 000024
【図８】
2012120880.tif 000025
【図９】
2012120880.tif 000026
【図１０】
2012120880.tif 000027
【図１１】
2012120880.tif 000028
【図１２】
2012120880.tif 000029
【図１３】
2012120880.tif 000030
【国際調査報告】
2012120880.tif 000031
2012120880.tif 000032
2012120880.tif 000033
2012120880.tif 000034