(57)【要約】  立体画像生成装置（１０）において、輝度勾配算出部（１１）は着目画素と隣接画素との間の輝度変化量を示す輝度勾配を算出し、右目用画像生成部（１２）は当該輝度勾配と同符号の補正量で画素の輝度を補正し、左目用画像生成部（１３）は当該輝度勾配と逆符号の補正量で画素の輝度を補正する。そうすれば左目用画像と右目用画像とで輝度分布に差が生じるため、奥行き情報を算出せずに立体視が可能となり、かつ画素の位置を変化させることがないので、二重に見えないまたは二重に見えにくくなる。
2012029371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の入力画像に基づき立体視可能な画像を生成する立体画像生成方法であって、
立体視を行うべき利用者の一方の目から他方の目への方向に対応する輝度勾配算出方向を定める始点および終点のうち、前記終点を前記入力画像に含まれる着目画素とし、前記始点を前記着目画素に隣接または近接する画素とするときの、前記始点とされる画素から前記着目画素への輝度勾配を算出する輝度勾配算出ステップと、
前記輝度勾配の正負と同符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第１の補正、および前記輝度勾配の正負と逆符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第２の補正のうちの少なくとも一方を行うことにより、前記入力画像に対して１つまたは２つの輝度補正された画像を生成する輝度補正画像生成ステップと
を備え、
輝度補正画像生成ステップでは、前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする、立体画像生成方法。
【請求項２】
前記輝度補正画像生成ステップでは、前記輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、前記補正量の絶対値が大きくなるよう前記補正量を設定することを特徴とする、請求項１に記載の立体画像生成方法。
【請求項３】
前記輝度補正画像生成ステップでは、前記輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記入力画像のエッジ部分に前記着目画素が含まれるものとして、前記補正量をゼロにすることを特徴とする、請求項２に記載の立体画像生成方法。
【請求項４】
１つ以上の入力画像に基づき立体視可能な画像を生成する立体画像生成装置であって、
立体視を行うべき利用者の一方の目から他方の目への方向に対応する輝度勾配算出方向を定める始点および終点のうち、前記終点を前記入力画像に含まれる着目画素とし、前記始点を前記着目画素に隣接または近接する画素とするときの、前記始点とされる画素から前記着目画素への輝度勾配を算出する勾配算出部と、
前記輝度勾配の正負と同符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第１の補正、および前記輝度勾配の正負と逆符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第２の補正のうちの少なくとも一方を行うことにより、前記入力画像に対して１つまたは２つの輝度補正された画像を生成する輝度補正画像生成部と
を備え、
輝度補正画像生成部は、前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする、立体画像生成装置。
【請求項５】
前記輝度補正画像生成部は、前記第１および第２の補正のうちの一方のみを行うことにより、輝度補正された１つの画像を生成することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項６】
前記入力画像は、立体視可能な画像であって、前記利用者の前記他方の目に与えられるべき第１の入力画像と、前記利用者の前記一方の目に与えられるべき第２の入力画像とからなり、
輝度補正画像生成部は、前記入力画像を立体視するときに得られる立体感をより強める場合に、前記第１の入力画像に対して行われる前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第１の入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の入力画像に対して行われる前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第２の入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項７】
輝度補正画像生成部は、前記入力画像を立体視するときに得られる立体感をより弱める場合に、前記第１の入力画像に対して行われる前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第１の入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の入力画像に対して行われる前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第２の入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする、請求項６に記載の立体画像生成装置。
【請求項８】
前記輝度勾配算出部は、前記着目画素および当該着目画素に隣接または近接する画素からなる着目画素群の輝度と、前記始点とされる画素を含む前記始点となるべき画素群である始点画素群の輝度とに基づき、前記輝度勾配を算出することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項９】
前記輝度勾配算出部は、前記着目画素および当該着目画素と前記輝度勾配算出方向に対して垂直方向に隣接または近接する複数の画素からなる着目画素群の輝度を加算した第１の加算値、前記輝度勾配算出方向に隣接または近接するとともに、前記垂直方向に沿って互いに隣接しまたは近接する始点画素群の輝度を加算した第２の加算値との差分値を、前記輝度勾配とすることを特徴とする、請求項８に記載の立体画像生成装置。
【請求項１０】
輝度補正画像生成部は、前記輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、前記補正量の絶対値が大きくなるよう前記補正量を設定することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項１１】
輝度補正画像生成部は、前記補正量の絶対値を所定値以下の大きさに制限することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項１２】
輝度補正画像生成部は、前記入力画像のエッジ部分に前記着目画素が含まれる場合、前記補正量をゼロにすることを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項１３】
輝度補正画像生成部は、前記輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記エッジ部分に前記着目画素が含まれるものとして、前記補正量をゼロにすることを特徴とする、請求項１２に記載の立体画像生成装置。
【請求項１４】
輝度勾配算出部は、外部から与えられる前記利用者の一方の目から他方の目への方向情報に基づき前記輝度勾配算出方向を決定し、決定された当該輝度勾配算出方向へ前記輝度勾配を算出することを特徴とする、請求項４に記載の立体画像生成装置。
【請求項１５】
請求項４に記載の立体画像生成装置と、
前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像と前記他方の目に与えられる画像とを交互に表示する表示部と、
前記表示部において前記一方の目に与えられるべき画像が表示される場合、前記利用者の他方の目により当該画像が見えないように遮断し、前記他方の目に与えられるべき画像が表示される場合、前記利用者の一方の目により当該画像が見えないように遮断するシャッタ部と
を備える、立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像生成方法に関し、特に、平面（二次元）画像から立体視可能な立体画像を生成する方法、その生成装置、およびそれを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄテレビジョン装置などの立体視を可能にする表示装置が多く販売されている。この３Ｄテレビジョン装置は、予め立体表示が可能なように構成された３Ｄ映画などの映像ソースに基づき、立体的な表示を行う。【０００３】
しかし一般的なテレビジョン放送では、立体表示が可能なようには構成されていない二次元画像（平面画像）が提供されるので、この平面画像から立体表示可能な立体画像を生成することが望まれる。【０００４】
平面画像を立体画像に変換する手法は、従来より様々なものがあり、例えば日本特開２００２−２４５４３９号公報には、単眼カメラで取得された１枚の濃淡画像から被写体の立体的形状を高速に求める手法が開示されている。また、日本特開２０１０−９２２８３号公報には、内視鏡で取得された１枚の画像から立体視を可能にするステレオ画像を生成する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２００２−２４５４３９号公報
【特許文献２】日本特開２０１０−９２２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、日本特開２００２−２４５４３９号公報に開示されている手法では、照明光の方向や被写体の反射率などの情報が予め必要であり、また奥行き情報を算出するための演算量が多くなるため処理に時間がかかる。【０００７】
この点、日本特開２０１０−９２２８３号公報に開示されている手法では、照明光の方向や被写体の反射率などの情報は予め必要ではないが、画像における輝度に基づき奥行き情報を算出するため、同様に演算量が多くなって処理に時間がかかる。【０００８】
また、これらの手法を含む従来の手法では、立体視を可能にするための左目用画像と右目用画像とに含まれる被写体の位置を、視差を生じさせるために左右にずらすことが一般的である。そのため、例えば３Ｄテレビジョン装置などであって、左目用画像および右目用画像を交互に表示し、利用者である視聴者の一方の目の視界を妨げるアクティブシャッタ装置により上記画像を対応する目に与える構成の表示装置では、上記のような左目用画像と右目用画像とを高速で切り替えて交互に表示するため、アクティブシャッタ装置を使用しない（利用者でない）視聴者には二重に（ずれて）見えることになる。なお、このことは左目用画像および右目用画像を同時に表示し立体視を得る手法（例えば交差法など）においてもほぼ同様である。【０００９】
さらに、上記従来の手法では、アクティブシャッタ装置を使用する視聴者自身も二重に（ずれて）見えることが多い。もちろん平面画像から立体画像への理想的な変換が行われる限り二重には見えないはずであるが、平面画像で隠れている部分を立体画像において見えるように補完することはほとんど不可能であり、また実際に、左右にずらされた画像が立体的に見えず、単純に二重に見えるという現象が多く発生する。【００１０】
したがって本発明は、奥行き情報を算出するための演算を要せず、左目用画像と右目用画像とを表示しても二重に見えないまたは二重に見えにくい立体画像の生成方法、立体画像生成装置、およびそれを備える表示装置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】
【００１１】
本発明の第１の局面は、１つ以上の入力画像に基づき立体視可能な画像を生成する立体画像生成方法であって、
立体視を行うべき利用者の一方の目から他方の目への方向に対応する輝度勾配算出方向を定める始点および終点のうち、前記終点を前記入力画像に含まれる着目画素とし、前記始点を前記着目画素に隣接または近接する画素とするときの、前記始点とされる画素から前記着目画素への輝度勾配を算出する輝度勾配算出ステップと、
前記輝度勾配の正負と同符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第１の補正、および前記輝度勾配の正負と逆符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第２の補正のうちの少なくとも一方を行うことにより、前記入力画像に対して１つまたは２つの輝度補正された画像を生成する輝度補正画像生成ステップと
を備え、
輝度補正画像生成ステップでは、前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする。【００１２】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記輝度補正画像生成ステップでは、前記輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、前記補正量の絶対値が大きくなるよう前記補正量を設定することを特徴とする。【００１３】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記輝度補正画像生成ステップでは、前記輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記入力画像のエッジ部分に前記着目画素が含まれるものとして、前記補正量をゼロにすることを特徴とする。【００１４】
本発明の第４の局面は、１つ以上の入力画像に基づき立体視可能な画像を生成する立体画像生成装置であって、
立体視を行うべき利用者の一方の目から他方の目への方向に対応する輝度勾配算出方向を定める始点および終点のうち、前記終点を前記入力画像に含まれる着目画素とし、前記始点を前記着目画素に隣接または近接する画素とするときの、前記始点とされる画素から前記着目画素への輝度勾配を算出する勾配算出部と、
前記輝度勾配の正負と同符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第１の補正、および前記輝度勾配の正負と逆符号の補正量を前記着目画素の輝度に加える第２の補正のうちの少なくとも一方を行うことにより、前記入力画像に対して１つまたは２つの輝度補正された画像を生成する輝度補正画像生成部と
を備え、
輝度補正画像生成部は、前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする。【００１５】
本発明の第５の局面は、本発明の第４の局面において、
前記輝度補正画像生成部は、前記第１および第２の補正のうちの一方のみを行うことにより、輝度補正された１つの画像を生成することを特徴とする。【００１６】
本発明の第６の局面は、本発明の第４の局面において、
前記入力画像は、立体視可能な画像であって、前記利用者の前記他方の目に与えられるべき第１の入力画像と、前記利用者の前記一方の目に与えられるべき第２の入力画像とからなり、
輝度補正画像生成部は、前記入力画像を立体視するときに得られる立体感をより強める場合に、前記第１の入力画像に対して行われる前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第１の入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の入力画像に対して行われる前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第２の入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする。【００１７】
本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
輝度補正画像生成部は、前記入力画像を立体視するときに得られる立体感をより弱める場合に、前記第１の入力画像に対して行われる前記第２の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第１の入力画像のいずれかを前記利用者の前記他方の目に与えられるべき画像として出力するとともに、前記第２の入力画像に対して行われる前記第１の補正により得られる輝度補正された画像、または当該画像が生成されない場合には前記第２の入力画像のいずれかを前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像として出力することを特徴とする。【００１８】
本発明の第８の局面は、本発明の第４の局面において、
前記輝度勾配算出部は、前記着目画素および当該着目画素に隣接または近接する画素からなる着目画素群の輝度と、前記始点とされる画素を含む前記始点となるべき画素群である始点画素群の輝度とに基づき、前記輝度勾配を算出することを特徴とする。【００１９】
本発明の第９の局面は、本発明の第８の局面において、
前記輝度勾配算出部は、前記着目画素および当該着目画素と前記輝度勾配算出方向に対して垂直方向に隣接または近接する複数の画素からなる着目画素群の輝度を加算した第１の加算値、前記輝度勾配算出方向に隣接または近接するとともに、前記垂直方向に沿って互いに隣接しまたは近接する始点画素群の輝度を加算した第２の加算値との差分値を、前記輝度勾配とすることを特徴とする。【００２０】
本発明の第１０の局面は、本発明の第４の局面において、
輝度補正画像生成部は、前記輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、前記補正量の絶対値が大きくなるよう前記補正量を設定することを特徴とする。【００２１】
本発明の第１１の局面は、本発明の第４の局面において、
輝度補正画像生成部は、前記補正量の絶対値を所定値以下の大きさに制限することを特徴とする。【００２２】
本発明の第１２の局面は、本発明の第４の局面において、
輝度補正画像生成部は、前記入力画像のエッジ部分に前記着目画素が含まれる場合、前記補正量をゼロにすることを特徴とする。【００２３】
本発明の第１３の局面は、本発明の第１２の局面において、
輝度補正画像生成部は、前記輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記エッジ部分に前記着目画素が含まれるものとして、前記補正量をゼロにすることを特徴とする。【００２４】
本発明の第１４の局面は、本発明の第４の局面において、
輝度勾配算出部は、外部から与えられる前記利用者の一方の目から他方の目への方向情報に基づき前記輝度勾配算出方向を決定し、決定された当該輝度勾配算出方向へ前記輝度勾配を算出することを特徴とする。【００２５】
本発明の第１５の局面は、本発明の第４の局面に記載の立体画像生成装置と、
前記利用者の前記一方の目に与えられるべき画像と前記他方の目に与えられる画像とを交互に表示する表示部と、
前記表示部において前記一方の目に与えられるべき画像が表示される場合、前記利用者の他方の目により当該画像が見えないように遮断し、前記他方の目に与えられるべき画像が表示される場合、前記利用者の一方の目により当該画像が見えないように遮断するシャッタ部と
を備える、立体画像表示装置である。
【発明の効果】
【００２６】
上記第１の局面によれば、着目画素と始点画素との間の輝度勾配を算出する簡単な演算だけで、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、十分な立体感を得られる立体画像を生成することができる。また輝度補正を行うだけで画素の位置を変化させることがないので、出力画像（典型的には左目用画像と右目用画像と）を（例えば交互に）表示しても二重に見えないまたは二重に見えにくくすることができる。さらにこのことから、例えばフレームシーケンシャル型の３Ｄテレビジョン装置等において、アクティブシャッタ装置を装着しない者（利用者でない視聴者）にも画像の内容を簡単に認識させることができ不快感を与えないようにすることができる。【００２７】
上記第２の局面によれば、輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、補正量の絶対値が大きくなるよう補正量が設定されるので、輝度が大きく変化する部分の立体感を結果的に強めることができる。【００２８】
上記第３の局面によれば、輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、エッジ部分に着目画素が含まれるものとして補正量をゼロにするので、エッジ付近での輝度変化が異常に大きくなることを回避することができ、またエッジ付近において２つの出力画像（典型的には右目用画像および左目用画像）の（輝度の）違いを抑制ないし解消することができる。そのため、利用者が立体画像を見たときに画像が二重に見えることを確実に防止することができる。さらに補正量の算出のために予め算出される輝度勾配をエッジ検出に使用することができる点で、上記エッジ検出を正確かつ簡単な演算で行うことができる。【００２９】
上記第４の局面によれば、上記本発明の第１の局面の効果と同様の効果を立体画像生成装置において奏することができる。【００３０】
上記第５の局面によれば、第１および第２の補正のうちの一方のみが行われるので、両方を行う場合よりもさらに簡単な演算で、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、十分な立体感を得られる立体画像を生成することができる。【００３１】
上記第６の局面によれば、簡単な演算で、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、第１および第２の入力画像（典型的には右目用画像および左目用画像）からさらに立体感を強調した立体画像を生成することができる。また補正量の絶対値を大きくすることにより立体感を強めることができるので、立体感を強める程度を任意に設定することができる。【００３２】
上記第７の局面によれば、簡単な演算で、第１および第２の入力画像（典型的には右目用画像および左目用画像）からさらに立体感を強調した立体画像、または逆に立体感を弱めた立体画像を生成することができる。また補正量の絶対値を大きくすることにより立体感を強めることができ、補正量の絶対値を小さくすることにより立体感を弱めることができるので、立体感を強める程度または弱める程度を任意に設定することができる。【００３３】
上記第８の局面によれば、着目画素群の輝度と始点画素群の輝度とに基づき輝度勾配が算出されるので、１つの着目画素を終点とし、１つの始点画素を始点とする場合に比べて画素値が異常である場合すなわちノイズの影響がある場合にその影響を小さくすることができる。【００３４】
上記第９の局面によれば、着目画素群の輝度を加算した第１の加算値と始点画素群の輝度を加算した第２の加算値との差分値が輝度勾配として算出されるので、ノイズの影響が平均化されることによりノイズの影響を小さくすることができ、また輝度勾配の算出を簡単な演算で行うことができる。【００３５】
上記第１０の局面によれば、輝度勾配の絶対値が大きくなるほど、補正量の絶対値が大きくなるよう補正量が設定されるので、上記第２の局面における効果と同様、輝度が大きく変化する部分の立体感を結果的に強めることができる。【００３６】
上記第１１の局面によれば、補正量の絶対値を所定値以下の大きさに制限されるので、補正量の絶対値が大きくなりすぎることによる異常な（出力画像となる）輝度補正を防止し、適正な輝度補正を行うことができる。【００３７】
上記第１２の局面によれば、入力画像のエッジ部分に着目画素が含まれる場合、補正量がゼロにされるので、エッジ付近での輝度変化が異常に大きくなることを回避することができ、またエッジ付近において２つの出力画像（典型的には右目用画像および左目用画像）の（輝度の）違いを抑制ないし解消することができる。そのため、利用者が立体画像を見たときに画像が二重に見えることを確実に防止することができる。【００３８】
上記第１３の局面によれば、輝度勾配の絶対値が所定の閾値以上である場合、エッジ部分に着目画素が含まれるものとして補正量をゼロにするので、補正量の算出のために予め算出される輝度勾配をエッジ検出に使用することができ、エッジ検出を正確かつ簡単な演算で行うことができる。【００３９】
上記第１４の局面によれば、外部から与えられる利用者の一方の目から他方の目への方向情報に基づき輝度勾配算出方向が決定されるので、典型的には利用者の顔の傾きに応じた、立体画像に対する実際の視差方向に適した（立体感を有する）立体画像を生成することができる。【００４０】
上記第１５の局面によれば、上記本発明の第４の局面の効果と同様の効果を立体画像表示装置において奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態において、外部からの平面画像を構成する画素のうち左右方向に隣接する画素の一部の位置と輝度との関係を示す図である。
【図３】図２に示す画素における位置と輝度勾配との関係を示す図である。
【図４】図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる右目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。
【図５】図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる左目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態において、着目画素の周囲の画素と映像信号に含まれる画素データとの対応関係を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態において、図２に示される着目画素群の輝度を補正することにより得られる右目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。
【図１０】上記実施形態において得られる左目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】上記実施形態における輝度勾配算出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００４３】
＜１．  第１の実施形態＞
＜１．１  全体的構成および動作＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、この立体画像生成装置１０は、外部から平面画像（二次元画像）を含む映像信号Ｄｐを受け取り当該平面画像における隣接画素の輝度勾配を算出する輝度勾配算出部１１と、上記平面画像および輝度勾配に基づき右目用画像ＤＲを生成する右目用画像生成部１２および左目用画像ＤＬを生成する左目用画像生成部１３と、右目用画像ＤＲおよび左目用画像ＤＬから立体画像信号Ｄａを生成する立体画像信号生成部１５とを備える。なお、以下に説明するように本発明において画像の時間的変化は立体画像の生成と無関係であるので、上記映像信号Ｄｐはここでは１フレーム期間毎に変化する動画像であるが、静止画像であってもよい。上記立体画像信号生成部１５により生成される立体画像信号Ｄａは、３Ｄテレビジョン装置２０に与えられる。なお、この立体画像生成装置１０は、３Ｄテレビジョン装置２０とは異なる装置として説明するが、３Ｄテレビジョン装置２０に内蔵されてもよい。
【００４４】
３Ｄテレビジョン装置２０は、上記立体画像信号Ｄａに基づき、右目用画像ＤＲおよび左目用画像ＤＬを所定時間（典型的には１／２フレーム期間）ずつ交互に表示する液晶表示装置２１と、利用者（視聴者）Ｕの対応する目に右目用画像ＤＲまたは左目用画像ＤＬが交互に与えられるよう、利用者Ｕの右目または左目の視野を遮断する眼鏡型のアクティブシャッタ装置２２とを備える。図１では、液晶表示装置２１は右目用画像ＤＲを表示し、アクティブシャッタ装置２２は利用者Ｕの左目の視野を遮断することにより利用者の右目に右目用画像ＤＲを与える例が示されている。なお、このようなアクティブシャッタ装置を使用した３Ｄテレビジョン装置の構成は周知であるので、詳しい説明を省略する。
【００４５】
また、立体表示が可能な表示装置であれば、アクティブシャッタ装置を使用する上記方式（フレームシーケンシャル方式とも呼ばれる）以外の方式、例えばレンチキュラーレンズ方式やパララックスバリア方式など周知の立体表示方式を採用することもできる。これらの方式を採用した場合には、右目用画像ＤＲおよび左目用画像ＤＬは同時に表示される。次に、立体画像信号生成部１５の構成および動作について詳しく説明する。
【００４６】
図１に示す輝度勾配算出部１１は、外部から受け取った映像信号Ｄｐに含まれる（１フレーム分の）平面画像（二次元画像）を構成する隣接または近接する画素間の輝度勾配、すなわち或る画素（以下「着目画素」という）の輝度が、その画素の（ここでは）左に隣接する画素（以下「左画素」という）の輝度からどれだけ変化したかを算出する。なお、この輝度勾配とは、厳密には画素間の距離に対する輝度の変化量を示すいわゆる輝度関数の微分値であるが、ここでは左右に隣接する２画素間の距離を１としてこれに対する輝度の変化割合を示す値を意味するものとする。またここでは左から右への方向を輝度勾配算出方向と呼ぶ。
【００４７】
具体的には、輝度勾配算出部１１は、外部から受け取った映像信号Ｄｐ（の輝度値）を１画素分記憶する左画素輝度記憶部を含み、受け取った着目画素の輝度値から左画素輝度記憶部に記憶される輝度値を差し引いた値を輝度勾配として算出する。なおこの値は、厳密には輝度関数の微分値である輝度勾配の比例値であるため、この値を左画素と着目画素との実際の距離でさらに除算する必要があるが、ここでは前述したように隣接する２画素間の距離を１とし、上記値を輝度勾配として説明する。なお、後述するように実際の計算では、２画素間の距離を１とする必要はない。
【００４８】
右目用画像生成部１２は、輝度勾配算出部１１から受け取った輝度勾配が正である場合には、着目画素の輝度を増加させ、輝度勾配が負である場合には、着目画素の輝度を減少させる輝度補正を行い、右目用画像ＤＲ（の画素値）として出力する。この輝度の増加量および減少量は一定であってもよい。もっとも、この輝度の増加量および減少量は、輝度勾配の絶対値が大きくなるほどその絶対値が大きくなるよう変化することが好ましい。後述するように自然な立体感が得られるからである。したがって、上記増加量および減少量は、例えば輝度勾配に対してそれぞれ所定の定数を乗算した値としてもよいし、予め定められた数式または値の対応関係を定めたテーブルに基づき得られる値であってもよい。これらの増加量および減少量は、共通の補正量として、後述するように輝度勾配に対して定数を乗算することにより求めることもできる。この構成では、上記増加量は、輝度勾配が正のときの補正量に、上記減少量は輝度勾配が負のときの補正量にそれぞれ相当する。
【００４９】
また、左目用画像生成部１３は、輝度勾配算出部１１から受け取った輝度勾配が正である場合には、着目画素の輝度を減少させ、輝度勾配が負である場合には、着目画素の輝度を増加させる輝度補正を行い、左目用画像ＤＬ（の画素値）として出力する。ここで、この輝度の増加量および減少量の絶対値（補正量）は、説明の便宜上右目用画像生成部１２における上記増加量および減少量の絶対値（補正量）と同一値であるものとする。
【００５０】
すなわち前述したように右目用画像生成部１２において輝度を増加させる補正が行われる場合には、左目用画像生成部１３において輝度を減少させる補正が行われるが、その増加量の絶対値（右目用画像生成部１２における補正量）と減少量の絶対値（左目用画像生成部１３における補正量）とは、右方向への視差量（ずれ量）と左方向への視差量（ずれ量）とに対して一意の対応関係にあるわけではない。そこで、最も立体感が得られよう、上記補正量は所定の計算または経験則から求めることが好ましいが、ここでは説明の便宜のため同一値であるものとする。このように、左目用画像生成部１３は、右目用画像生成部１２の輝度補正動作に対して、増加と減少とが入れ替わった輝度補正動作を行う。
【００５１】
立体画像信号生成部１５は、右目用画像生成部１２から出力される右目用画像ＤＲと、左目用画像生成部１３から出力される左目用画像ＤＬとを、所定時間（典型的には１／２フレーム期間）毎に交互に含むように構成される立体画像信号Ｄａを生成する。この立体画像信号Ｄａは、前述したように３Ｄテレビジョン装置２０により再生され、利用者Ｕにより立体画像として認識される（立体視がなされる）。
【００５２】
なお、以上のような立体画像生成装置１０の機能は、上記各構成要素に対応する所定の論理回路を含むハードウェアにより実現されるが、その機能の一部または全部は、ソフトウェアにより実現されてもよい。すなわちＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリ、ハードディスクなどの記憶部を備える一般的なパーソナルコンピュータに、オペレーティングシステムや所定のアプリケーション・ソフトウェアなどインストールすることによって、上記各構成要素に対応する機能がソフトウェアにより実現されてもよい。次に、立体画像生成装置１０の上記輝度補正動作について、図２から図５までを参照して具体的に説明する。
【００５３】
＜１．２  立体画像生成装置の輝度補正動作＞
図２は、外部からの平面画像を構成する画素のうち左右に隣接する画素の一部の位置と輝度との関係を示す図である。また図３は、図２に示す画素における位置と輝度勾配との関係を示す図である。なお、以下ではこれらの図に示される画素を「一連の着目画素」と呼び、一連の着目画素に含まれる各画素は左右に隣接するためそのＹ座標は同一であり、Ｘ座標は図に示される画素位置に一致するものとする。
【００５４】
図２および図３に示されるように、一連の着目画素のうちの位置ｘ１までの画素の輝度は一定である（輝度勾配は０である）。その後、位置ｘ１からの画素の輝度は急激に低下しすぐに上昇する。そして位置ｘ２において画素の輝度は上昇から（一定になった後）下降に転じる（すなわち輝度勾配はプラスの値から０を経てマイナスの値に転じる）。その後、画素の輝度が下降を続けた後、急激に上昇して、位置ｘ３からの画素の輝度は一定となる（輝度勾配は０となる）。
【００５５】
輝度勾配算出部１１は、このように一連の着目画素のうち、左から右へ１つずつｘ座標を変化させることにより１つずつ着目画素を選択し、選択された着目画素の輝度勾配を算出する。算出された輝度勾配は、前述したように右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３に与えられ、当該着目画素の輝度が補正される。具体的には、図２および図３に示される一連の着目画素の輝度は、図４または図５に示されるように補正される。
【００５６】
図４は、図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる右目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。なお図中の点線は、図２に示す一連の着目画素である。図４を図２と比較すれば分かるように、輝度が変化しない（輝度勾配が０である）位置ｘ１までの着目画素の輝度は、補正されずに変化していない。その後、輝度が増加している位置ｘ２までの着目画素の輝度は、増加するように補正されており、位置ｘ２から輝度が減少している着目画素の輝度は減少するように補正されている。また輝度が変化しない（輝度勾配が０である）位置ｘ３からの着目画素の輝度は、補正されずに変化していない。
【００５７】
図５は、図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる左目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。なお図中の点線は、図２に示す一連の着目画素である。図５を図２と比較すれば分かるように、輝度が変化しない（輝度勾配が０である）位置ｘ１までの着目画素の輝度は、補正されずに変化していない。その後、輝度が増加している位置ｘ２までの着目画素の輝度は、減少するように補正されており、位置ｘ２から輝度が減少している着目画素の輝度は増加するように補正されている。また輝度が変化しない（輝度勾配が０である）位置ｘ３からの着目画素の輝度は、補正されずに変化していない。
【００５８】
なお、図４および図５に示される補正後の着目画素の輝度値は、実際には所定の最大値を上回りまたは所定の最小値を下回らないよう、いわゆるクリッピング補正されており、さらに輝度勾配の絶対値が所定のエッジ検出閾値を上回る場合には補正が行われていない。このような輝度補正動作は、後述する第６の実施形態において詳しく説明するが、ここでは説明の便宜上、説明を省略する。
【００５９】
以上のように、図４に示される補正後の右目用画像ＤＲに含まれる一連の着目画素の輝度は、図２に示される補正前の一連の着目画素の輝度に比べて全体的に左側に偏るように分布が変化しており、図５に示される補正後の左目用画像ＤＬに含まれる一連の着目画素の輝度は、図２に示される補正前の一連の着目画素の輝度に比べて全体的に右側に偏るように分布が変化している。したがって、右目用画像ＤＲと左目用画像ＤＬで対応する画素の位置が変化しなくても、画素の全体的な輝度分布が変化することにより、利用者Ｕの両眼における視差または視差に相当する差が生じ、そのことにより立体視が可能となる。また、右目用画像ＤＲと左目用画像ＤＬで対応する画素の位置が変化しないため、液晶表示装置２１に（短時間に）交互に表示されることによっても、アクティブシャッタ装置２２を装着していない者にとって二重に見えないまたは（輝度分布の差はあっても）二重に見えにくい。
【００６０】
また、従来の構成のように、画素の位置を左右で変化させることにより視差を生じさせるわけではないため、本実施形態の構成では、アクティブシャッタ装置２２を装着している者にとっても、二重に見えないか、または（輝度分布の差はあっても）二重に見えにくくなる。
【００６１】
ここで、上記のように右目用画像ＤＲと左目用画像ＤＬとにおいて輝度の分布に視差（またはそれに相当する差）が生じていれば立体視は可能となるが、例えば平面画像における輝度分布を左右方向にそれぞれ所定距離だけ移動させることにより、右目用画像ＤＲと左目用画像ＤＬを生成する構成では、必ずしも十分な立体感が得られるとは言えない。この構成で十分な立体感が得られないのは、輝度の分布に差が生じていることに基づき感じられる物体の立体感が、特に球面などの丸みを帯びた凸曲面における場合に強く感じられることに関連すると考えられる。例えば半球状の凸曲面に対して、左側方向、典型的には左上方向（の光源）から光が当たると、一般的には当該曲面の左上に強く光を反射（具体的には鏡面反射および拡散反射）する部分、すなわち高輝度部分を生じる。この高輝度部分を含む上記曲面を左右の目から見るとき、左右方向に高輝度部分の位置（輝度分布）がずれているだけではなく、左目からは高輝度部分が広く、右目からは高輝度部分が狭く見えることになる。立体画像生成装置１０は、上記のような（仮想的な）照明環境下の曲面を左右の目で見たときの輝度分布の状態を簡単な演算により（仮想的に）実現することができるため、丸みを帯びた凸曲面において感じられる強い立体感が得られる。
【００６２】
また本実施形態の構成では、高輝度部分のうちのピーク輝度付近の部分は、輝度勾配の符号がプラスからマイナスに転じる部分、すなわち輝度勾配が０近傍の部分であるので、この部分は輝度の補正がされない、または輝度の補正量が極めて小さくなる。よって、当該ピーク輝度部分が左右にずらされることがないため、この点からもアクティブシャッタ装置２２を装着している者にとって二重に見えにくくなると言える。
【００６３】
＜１．３  第１の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置１０は、隣接する画素間での輝度勾配を算出する簡単な演算だけで、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、一枚の平面画像から十分な立体感を得られる立体画像を生成することができる。また画素の位置を変化させることがないので、左目用画像と右目用画像とを（典型的には交互に）表示しても二重に見えないまたは二重に見えにくくすることができる。さらにこのことから、典型的にはフレームシーケンシャル型の３Ｄテレビジョン装置等において、アクティブシャッタ装置２２を装着しない者（利用者でない視聴者）にも画像の内容を簡単に認識させることができ不快感を与えないようにすることができる。
【００６４】
＜１．４  第１の実施形態における変形例＞
本実施形態における輝度勾配算出部１１は、左画素から着目画素への方向、すなわち輝度勾配算出方向へその輝度の変化割合を示す輝度勾配を算出するが、右画素から着目画素への方向を輝度勾配算出方向としてその輝度の変化割合を示す輝度勾配を算出してもよい。この構成では、輝度勾配算出部１１は、外部から受け取った映像信号Ｄｐ（の輝度値）を１画素分記憶する右画素輝度記憶部を含むことになる。
【００６５】
またこの構成では、輝度勾配算出方向が第１の実施形態における場合と逆になるため、右目用画像生成部１２と左目用画像生成部１３とを入れ替えて構成する。すなわち、右目用画像生成部１２は、輝度勾配が正である場合には、着目画素の輝度を減少させ、輝度勾配が負である場合には、着目画素の輝度を増加させる輝度補正を行い、右目用画像ＤＲ（の画素値）として出力する。逆に、左目用画像生成部１３は、輝度勾配が正である場合には、着目画素の輝度を増加させ、輝度勾配が負である場合には、着目画素の輝度を減少させる輝度補正を行い、左目用画像ＤＬ（の画素値）として出力する。このようにすれば、前述した曲面を見たときに左目からは高輝度部分が狭く、右目からは高輝度部分が広く見えることになり、第１の実施形態の場合とは逆に、実際の光源が右上にある場合と同様の立体感が得られる。
【００６６】
なお、この変形例により得られる立体感の程度は、第１の実施形態の構成により得られる立体感の程度と全く同一である。ただし、一般的に撮影画像における照明光源は左上に置かれることが多いので、第１の実施形態における構成の方が元の平面画像における実際の照明光源位置と一致する可能性が高いとも言え、その点では上記変形例の構成よりも好適であるとも言える。また、画像内容や利用者の操作入力等に基づき、第１の実施形態の構成とその変形例の構成とを切り替えることにより、（仮想的な）照明光源の位置を左上である場合と右上である場合とを切り替え可能な構成も考えられる。
【００６７】
＜２．  第２の実施形態＞
＜２．１  全体的構成および動作＞
図６は、本発明の第２の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。図６に示されるように、この立体画像生成装置３０は、外部から平面画像（二次元画像）Ｄｐを受け取り輝度勾配を算出する、第１の実施形態における輝度勾配算出部１１と同様の動作を行う輝度勾配算出部３１と、上記平面画像Ｄｐおよび輝度勾配に基づき右目用画像ＤＲを生成する、第１の実施形態における右目用画像生成部１２と同様の動作を行う右目用画像生成部３２と、右目用画像ＤＲおよび上記平面画像から立体画像信号Ｄａを生成する立体画像信号生成部３５とを備えており、第１の実施形態における左目用画像ＤＬを生成する左目用画像生成部１３が省略されている。なお図６に示される３Ｄテレビジョン装置２０は、図１に示される第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
＜２．２  立体画像生成装置の輝度補正動作＞
上記のように、本実施形態では左目用画像ＤＬが生成されず、これに代えて元の平面画像が使用される。このように左目に元の平面画像を与える構成であっても、右目に与えられる右目用画像ＤＲは、平面画像に含まれる高輝度部分がより狭くかつ右側に偏った輝度分布となるよう、右目用画像生成部３２により輝度補正がなされる。そのため、第１の実施形態の場合に類する立体感が得られる。
【００６９】
ここで第１の実施形態では、平面画像に対して左右方向に等しく輝度補正を行うため、本実施形態の場合よりも左右方向への補正量が多くなる（典型的には２倍となる）。よって、本実施形態において第１の実施形態の場合と同様の距離感（視差量）となるよう輝度補正を行うためには、右目用画像生成部３２の補正量を多く（典型的には２倍に）する必要がある。
【００７０】
この点上記補正量の絶対値を大きくするほど強い立体感（近い距離感）が得られる反面、元の平面画像からの乖離が大きくなる（輝度分布のずれが大きくなる）ので、そのことから見る者に違和感を生じさせる可能性が高くなる場合がある。この点では第１の実施形態の構成がより好適であるとも言える。しかし、第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成よりも簡易であるため、装置の製造コストを下げることができ、また演算量を少なくすることができる点で好適である。
【００７１】
なお、本実施形態では、左目用画像生成部１３が省略されているが、右目用画像生成部３２を省略する構成であっても同様である。また、第１の実施形態の変形例と同様、輝度勾配算出部１１は、右画素から着目画素への方向を輝度勾配算出方向としてその輝度の変化割合を示す輝度勾配を算出してもよいし、前述したように（仮想的な）照明光源の位置を左上である場合と右上である場合とを切り替え可能な構成も考えられる。
【００７２】
＜２．３  第２の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置３０は、第１の実施形態よりもさらに簡単な演算で、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、一枚の平面画像から十分な立体感を得られる立体画像を生成することができる。また画素の位置を変化させることがないので、左目用画像と右目用画像とを（典型的には交互に）表示しても二重に見えないまたは二重に見えにくくすることができる。さらにこのことから、典型的にはフレームシーケンシャル型の３Ｄテレビジョン装置等において、アクティブシャッタ装置２２を装着しない者にも画像の内容を簡単に認識させることができ不快感を与えないようにすることができる。
【００７３】
＜３．  第３の実施形態＞
＜３．１  全体的構成および動作＞
図７は、本発明の第３の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。図７に示されるように、この立体画像生成装置４０は、外部から立体画像を含む立体画像信号ＤｐＬＲを受け取り、外部右目用画像ＤｐＲと外部左目用画像ＤｐＬとに分離し出力する立体画像信号分離部４４と、この立体画像信号分離部４４から外部右目用画像ＤｐＲを受け取り右目用輝度勾配を算出する右目用輝度勾配算出部４６と、上記外部右目用画像ＤｐＲおよび上記右目用輝度勾配に基づき右目用画像ＤＲを生成する右目用画像生成部４２と、立体画像信号分離部４４から外部左目用画像ＤｐＬを受け取り左目用輝度勾配を算出する左目用輝度勾配算出部４７と、上記外部左目用画像ＤｐＬおよび上記左目用輝度勾配に基づき左目用画像ＤＬを生成する左目用画像生成部４３と、右目用画像ＤＲおよび左目用画像ＤＬから立体画像信号Ｄａを生成する立体画像信号生成部４５とを備えている。
【００７４】
なお図７に示される３Ｄテレビジョン装置２０は、図１に示される第１の実施形態と同様の構成であるので、説明を省略する。また外部から受け取る立体画像信号ＤｐＬＲは、３Ｄテレビジョン装置２０に与えられる立体画像信号Ｄａと同様のフレームシーケンシャル方式を採用した信号であってもよいし、１フレームに与えられる（一枚の）画像の右半部分に外部右目用画像ＤｐＲを含み、左半部分に外部左目用画像ＤｐＬを含むいわゆるサイドバイサイド方式や、それらを上半部分または下半部分に含むいわゆるトップアンドボトム方式などを採用した信号であってもよい。
【００７５】
このように本実施形態では、外部から平面画像を受け取るのではなく、立体画像を受け取るため、全く輝度補正を行わない場合であっても十分に立体感を得られる立体画像を生成することができる。しかし、外部から得られる立体画像では、立体感が強すぎる（距離感が近すぎる）場合や、立体感が弱すぎる（距離感が遠すぎる）場合がある。例えば、立体画像を取得することができるステレオカメラ装置やステレオビデオ装置などにより比較的遠くの人物を撮影する場合、背景よりも手前に人物が存在するという距離感（立体感）は正しく得られるが、人物が平板に見え（例えば板に描いた人物画のように見え）、丸みを有する人物としての立体感が得られないことがある。また、立体感が強すぎる場合には目が疲れるなどの問題点を生じることがある。このような場合に、本実施形態における立体画像生成装置４０は、外部からの立体画像における立体感（距離感）を好適に補正することができる。以下、その輝度補正動作について説明する。
【００７６】
＜３．２  立体画像生成装置の輝度補正動作＞
まず右目用輝度勾配算出部４６は、第１の実施形態の場合と同様、外部右目用画像ＤｐＲ（の輝度値）を１画素分記憶する左画素輝度記憶部を含み、受け取った着目画素の輝度値から左画素輝度記憶部に記憶される輝度値を差し引いた値を右目用輝度勾配として算出する。また、左目用輝度勾配算出部４７も同様にして左目用輝度勾配を算出する。
【００７７】
次に前述したように遠くの人物像に丸みを有する立体感が得られないなどの理由により立体感を強調したい場合、右目用画像生成部４２は、上記右目用輝度勾配が正である場合には、上記外部右目用画像ＤｐＲにおける着目画素の輝度を増加させ、輝度勾配が負である場合には、上記着目画素の輝度を減少させる輝度補正を行い、右目用画像ＤＲ（の画素値）として出力する。また左目用画像生成部４３は、上記左目用輝度勾配が正である場合には、上記外部左目用画像ＤｐＬにおける着目画素の輝度を減少させ、輝度勾配が負である場合には、上記着目画素の輝度を増加させる輝度補正を行い、左目用画像ＤＬ（の画素値）として出力する。
【００７８】
そうすれば、上記外部右目用画像ＤｐＲに対してはさらに右方向へ、上記外部左目用画像ＤｐＬに対してはさらに左方向へ輝度分布がずらされるように輝度補正が行われるため、立体画像に対してさらに第１の実施形態と同様の輝度分布状態が実現される。よって、外部から立体画像を含む立体画像信号ＤｐＬＲにより実現されるべき立体感からさらに立体感（距離感）が増強されることになる。なお、上記補正量（増加量または減少量）の絶対値をさらに大きくすればより立体感が強調されるので、外部から入力される画像の種類（立体画像信号ＤｐＬＲの内容）により、または利用者の選択操作等によって上記補正量の大きさが決定される構成であってもよい。
【００７９】
また逆に目が疲れないようにするなどの理由により立体感を弱めたい（打ち消したい）場合には、左目用画像生成部４３と右目用画像生成部４２との輝度補正動作を逆にすればよい。そうすれば、上記外部右目用画像ＤｐＲに対しては左方向へ、上記外部左目用画像ＤｐＬに対しては右方向へ輝度分布がずらされるように輝度補正が行われるため、立体画像に対して第１の実施形態とは逆（向きの）の輝度分布状態が実現される。よって、外部から立体画像を含む立体画像信号ＤｐＬＲにより実現されるべき立体感から立体感（距離感）が減弱されることになる。なお、この場合にも補正量の大きさが任意に決定される構成であってもよい。
【００８０】
このように、左目用画像生成部４３と右目用画像生成部４２とは、第１の実施形態の場合と同様に、互いに増加と減少とが入れ替わった輝度補正動作を行うが、上記構成に代えて第２の実施形態と同様に、右目用輝度勾配算出部４６および右目用画像生成部４２を省略して右目用画像についての輝度補正動作を行わないか、または左目用輝度勾配算出部４７および左目用画像生成部４３を省略して左目用画像についての輝度補正動作を行わない構成であってもよい。
【００８１】
また、第１の実施形態の変形例と同様、右目用輝度勾配算出部４６および左目用輝度勾配算出部４７は、右画素から着目画素への方向を輝度勾配算出方向としてその変化割合を示す輝度勾配を算出してもよいし、前述したように（仮想的な）照明光源の位置を左上である場合と右上である場合とを切り替え可能な構成であってもよい。
【００８２】
＜３．３  第３の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置４０は、簡単な演算で、奥行き情報を算出するための複雑な演算を要せず、立体画像（を実現する右目用画像および左目用画像）からさらに立体感を強調した立体画像、または逆に立体感を弱めた立体画像を生成することができる。また補正量の絶対値を大きくすることにより立体感を強めることができ、補正量の絶対値を小さくすることにより立体感を弱めることができるので、立体感を強める程度または弱める程度を任意に設定することができる。さらに第１の実施形態の場合と同様、画素の位置を変化させることがないので、左目用画像と右目用画像とを（典型的には交互に）表示しても二重に見えないまたは二重に見えにくくすることができる。
【００８３】
＜４．  第４の実施形態＞
＜４．１  全体的構成および動作＞
本実施形態に係る立体画像生成装置の全体的な構成は、図１に示す第１の実施形態に係る立体画像生成装置の構成と同様であり、その動作も輝度勾配算出部１１の動作を除いて同様であるので、第１の実施形態と同一の符号を付して、輝度勾配算出部１１以外の各構成要素の説明を省略する。以下、輝度勾配算出部１１の輝度勾配算出動作について説明する。
【００８４】
＜４．２  輝度勾配算出部の輝度勾配算出動作＞
本実施形態における輝度勾配算出部１１は、第１の実施形態の場合とは異なり、着目画素の上下の画素を含む３つの画素（以下「着目画素群」とも呼ぶ）と、これら３つの画素へそれぞれ向かう輝度勾配を算出するための始点となる左側の３つの画素（以下「始点画素群」とも呼ぶ）との間の３つの輝度勾配の平均値に相当する値を算出する。
【００８５】
なお、着目画素群は、着目画素の上下のいずれかの画素を含む２つの画素であってもよいし、着目画素に対して（ここでは上下に）隣接または近接する複数の画素であってもよい。同様に始点画素群も（ここでは上下に）隣接または近接する複数の画素であればよい。以下、図８を参照して具体的に説明する。
【００８６】
図８は、着目画素の周囲の画素と映像信号に含まれる画素データとの対応関係を示す図である。図８に示される画素データＤ００〜Ｄ２２は、映像信号Ｄｐの所定位置に所定順で配置されており、液晶表示装置２１の表示画面における対応する画素Ｐ（０，０）〜Ｐ（２，２）の輝度値（階調値）を示すものである。
【００８７】
なお、実際の映像信号はＤｐは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）についての輝度値を含み、画素ＰはＲＧＢ各色をそれぞれ表示する３つのサブ画素からなるが、ここでは説明の便宜のため、上記色については考慮せず、ここでの輝度値は、当該３色の平均値またはモノクロ表示における輝度値であるものとする。なお、ＲＧＢの輝度の平均値は明度に等しいので、本明細書における輝度値を３つのサブ画素からなるカラー画素における明度値に置き換えても同様の構成で同様の効果が得られる。よって、サブ画素単位で輝度補正をするのではなく、カラー画素単位で明度補正を行う構成であってもよい。たとえば、明度の補正量が大きくなるほど白色に近づくよう、ＲＧＢの各輝度をそれぞれ関連させて適宜に補正する構成などが考えられる。このような補正態様であっても、カラー画素単位での輝度補正と同視することができる。
【００８８】
ここで着目画素を画素Ｐ（１，１）とすると、対応する画素データＤ１１により示される輝度値（以下その値もＤ１１と表し、その他の輝度値も同様に表す）およびその上下の輝度値Ｄ０１，Ｄ２１と、これら着目画素群の左隣に位置する始点画素群に対応する画素データＤ００，Ｄ１０，Ｄ２０と、輝度勾配算出部１１により算出される輝度勾配ＬＧとは、次式（１）のような関係となる。
ＬＧ＝（Ｄ０１＋Ｄ１１＋Ｄ２１）−（Ｄ００＋Ｄ１０＋Ｄ２０）  …（１）
【００８９】
上式（１）に基づいて輝度勾配ＬＧを求めれば、着目画素群およびその左隣の３つの画素からなる始点画素群との輝度勾配の平均値に相当する値（平均値の３倍の値）が得られるので、第１の実施形態の場合のように、例えばＬＧ＝Ｄ２１−Ｄ２０、というように算出する構成よりも、（伝送時や演算時などにおける）ノイズの影響を受けにくくなる。すなわち、着目画素またはその左隣の画素がノイズの影響により本来の値とは異なる異常な輝度値となっている場合、その輝度勾配も異常な値となるため、輝度補正後の画像にも影響を生じる。しかし、その上下の画素とその左隣の画素とが共に同じくノイズの影響を受けている可能性は小さいので、上記平均値に相当する値を求めることによりノイズの影響を小さくすることができる。
【００９０】
また、画像データの伝送の際または上記演算の際に異常が生じる場合、画素データのうちの１行分のデータまたはその演算に異常が生じることが多いので、異なる（上下の）行のデータを参照にする、すなわち上記平均値に相当する値を用いることによりノイズの影響を小さくすることができる。
【００９１】
なお、輝度勾配の平均値そのものは、上記輝度勾配ＬＧの１／３の値であるが、前述したようにここでの輝度勾配は厳密には輝度勾配の比例値であり、また前述したように輝度補正における輝度の増加量および減少量は、（一定である場合は当然問題ないが）例えば輝度勾配に対して所定の定数を乗算した値とするなど、輝度勾配と一意に対応する量となるので、輝度勾配ＬＧは平均値の３倍の値のままでもよい。また着目画素に例えば大きな重み付けを行うような加重平均値の３倍の値や代表値など、およそノイズの影響が小さくなる周知の演算により得られる値を使用することができる。
【００９２】
また、第１の実施形態の変形例と同様に輝度勾配算出方向を逆方向に設定してもよい。すなわち輝度勾配算出部１１は、右画素およびその上下の画素の輝度から着目画素およびその上下の画素の輝度への変化割合の平均値に相当する輝度勾配を算出してもよい。また、前述したように（仮想的な）照明光源の位置を左上である場合と右上である場合とを切り替え可能な構成であってもよい。
【００９３】
＜４．３  第４の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置１０は、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、上下方向の輝度勾配の平均値に相当する値を使用することにより（特に左右方向の）ノイズの影響を小さくし、異常な輝度補正動作により生じるべき立体画像の異常を低減することができる。
【００９４】
また、本実施形態の構成を第２または第３の実施形態（またはその変形例）の構成に適用することもできる。そうすれば、上記効果に対してさらに第２または第３の実施形態における固有の効果を併せて奏することができる。
【００９５】
＜５．  第５の実施形態＞
＜５．１  全体的構成および動作＞
本実施形態に係る立体画像生成装置の全体的な構成は、図１に示す第１の実施形態に係る立体画像生成装置の構成と同様であり、その動作も右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３における輝度補正の増加量および減少量の算出方法が異なるほか、同様の動作を行うので、第１の実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。以下、第１の実施形態と異なる、右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３における輝度補正の増加量および減少量の算出方法について説明する。
【００９６】
＜５．２  輝度補正の増加量および減少量の算出動作＞
本実施形態における右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３は、輝度勾配ＬＧに応じた輝度補正の増加量および減少量（以下、これらを補正量という）に基づく輝度補正を行う点と、予め定められた最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎによるクリッピング補正を行う点とに特徴を有する。なお、ここでは正の値である最大値Ｍａｘの絶対値と負の値である最小値Ｍｉｎの絶対値とは等しいので、ここでのクリッピング補正は補正量の絶対値を所定値以下に制限することを意味する。
【００９７】
まず、右目用画像生成部１２における着目画素の補正前の輝度値をＤＲｐ１、輝度補正後の輝度値をＤＲ１、定数をｃ（ｃ＞０）とするとき、クリッピング補正前であって輝度勾配ＬＧに応じた輝度補正後の輝度値ＤＲ１は、次式（２）のように求められる。
ＤＲ１＝ＤＲｐ１×（１＋ＬＧ×ｃ）  …（２）
【００９８】
このように輝度値ＤＲ１を輝度勾配ＬＧに応じて、ここでは輝度勾配ＬＧに定数ｃを乗算した値を加算することにより求める。このように輝度勾配ＬＧが大きくなるほど補正量が大きくなるように補正すれば、輝度が大きく変化する部分（例えば高輝度部分の境界付近）において輝度がさらに変化するため、高輝度部分を示す領域がより広くまたはより狭くなり、典型的には凸曲面において得られるような立体感を結果的により強めることができる。また輝度変化の小さいまたは無い部分（例えば高輝度部分のうちのピーク輝度部分近傍や輝度分布状態が一様であるなど立体感が得られない領域）には結果的に小さい視差（または視差に相当する差）しか生じないか、または当該視差が生じないため、全体として立体画像が二重に見えにくくなる。
【００９９】
次に、上記のように求められた輝度値ＤＲ１は、輝度勾配の符号が正であって輝度勾配の値が非常に大きい場合には表示可能な値を上回る場合があり、また上回らない場合であっても補正量（増加量）が大きすぎる場合がある。同様に輝度勾配の符号が負であって輝度勾配の値が非常に小さい場合（すなわち上記と同様に輝度勾配の絶対値が非常に大きい場合）には表示可能な値を下回る場合があり、また下回らない場合であっても補正量（減少量）の絶対値が大きすぎる場合がある。そこで、次式（３ａ）（３ｂ）のように最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎによるクリッピング補正を行う。
ＤＲ１＝Ｍｉｎ  （ＤＲ１＜Ｍｉｎ）  …（３ａ）
ＤＲ１＝Ｍａｘ  （ＤＲ１＞Ｍａｘ）  …（３ｂ）
なお、Ｍｉｎ≦ＤＲ１≦Ｍａｘの場合、輝度値ＤＲ１はクリッピング補正によって変更されない。
【０１００】
このように輝度値ＤＲ１をクリッピング補正すれば、輝度値ＤＲ１が最大値Ｍａｘを上回りまたは最小値Ｍｉｎを下回ることがないので、最終的に適切な輝度補正が行われる。
【０１０１】
またここで左目用画像生成部１３における着目画素の補正前の輝度値をＤＬｐ１、輝度補正後の輝度値をＤＬ１、定数をｃとするとき、クリッピング補正前であって輝度補正後の輝度値ＤＬ１は、次式（４）のように求められる。
ＤＬ１＝ＤＬｐ１×（１−ＬＧ×ｃ）  …（４）
【０１０２】
その後上式（３ａ）（３ｂ）を用いる場合と同様に、次式（５ａ）（５ｂ）のように最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎによるクリッピング補正を行う。
ＤＬ１＝Ｍｉｎ  （ＤＬ１＜Ｍｉｎ）  …（５ａ）
ＤＬ１＝Ｍａｘ  （ＤＬ１＞Ｍａｘ）  …（５ｂ）
なお、Ｍｉｎ≦ＤＬ１≦Ｍａｘの場合、輝度値ＤＬ１は変更されない。
【０１０３】
ここで、上式（２）および上式（４）における定数ｃは固定値であってもよいが、第３の実施形態におけると同様、立体感を強めたい場合には定数ｃを小さくし、立体感を弱めたい場合には定数ｃを大きくする構成であってもよい。例えば、この定数ｃは、外部から入力される画像の種類（映像信号Ｄｐの内容）により、または利用者の選択操作等によって決定される構成であってもよい。
【０１０４】
また、第１の実施形態の変形例と同様、輝度勾配算出部１１は、右画素から着目画素への方向を輝度勾配算出方向としてその輝度への変化割合を示す輝度勾配を算出してもよいし、前述したように（仮想的な）照明光源の位置を左上である場合と右上である場合とを切り替え可能な構成であってもよい。
【０１０５】
なお、輝度勾配算出部１１は、上記輝度勾配に応じた輝度補正量の決定、およびクリッピング補正のうち、一方を省略することも可能である。例えばクリッピング補正を行わない場合であっても、輝度勾配に応じて、具体的には輝度勾配の絶対値が大きくなるほど輝度補正量の絶対値が大きくなるように補正量を設定すれば、輝度が大きく変化する部分の立体感を強めることができ、輝度勾配とは無関係に輝度補正量を設定する場合よりも、全体としてより好適な立体感を得ることができる。
【０１０６】
＜５．３  第５の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置１０は、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、輝度勾配の絶対値が大きくなるほどその絶対値が大きくなるように輝度補正量を決定することにより、輝度が大きく変化する部分の立体感を結果的に強めることができ、かつ最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎによるクリッピング補正を行うことにより、補正量の絶対値が大きくなりすぎないよう制限して適正な輝度補正を行うことができる。
【０１０７】
また、本実施形態の構成を第２から第４までのいずれかの実施形態（またはその変形例）の構成に適用することもできる。そうすれば、上記効果に対してさらに第２から第４までのいずれかの実施形態における固有の効果を併せて奏することができる。
【０１０８】
＜６．  第６の実施形態＞
＜６．１  全体的構成および動作＞
本実施形態に係る立体画像生成装置の全体的な構成は、図１に示す第１の実施形態に係る立体画像生成装置の構成と同様であり、その動作も右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３における輝度補正の増加量および減少量の算出方法が異なるほか、同様の動作を行うので、第１の実施形態と同一の符号を付して、上記算出方法以外の各構成要素の説明を省略する。また、本実施形態では、第５の実施形態におけるクリッピング補正を行うとともに、さらに画像のエッジ検出による輝度補正動作の停止（すなわち補正量をゼロにする動作）を併せて行う。以下、右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３における輝度補正動作について説明する。
【０１０９】
＜６．２  輝度補正の補正量の算出動作＞
本実施形態における右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３は、クリッピング補正を含む第５の実施形態における輝度補正動作に加えて、さらに輝度勾配ＬＧの絶対値｜ＬＧ｜がエッジ検出閾値Ｅｔｈを超える場合に補正量をゼロにして輝度補正を停止する（省略する）動作を行う。このように輝度補正を停止する動作が行われるのは、輝度補正動作をそのまま行うと、エッジ付近での輝度変化が異常に大きくなり、生成されるべき立体画像に異常が生じる、という問題点を回避するためである。この問題点について、図９および図１０を参照して説明する。
【０１１０】
図９は、上記エッジ検出に基づく停止動作を行わない場合において、図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる右目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。また図１０は、同様の輝度補正により得られる左目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係を示す図である。なお図中の点線は、図２に示す一連の着目画素である。この図９に示される領域ＡＲ１、ＡＲ２において、停止動作が行われないでそのまま輝度補正が行われることにより、輝度変化が異常に大きくなっている。このような異常は以下の理由により生じる。すなわち、画像のエッジ付近での輝度勾配は非常に大きくなることが知られている。この輝度勾配が非常に大きいと、上式（２）を参照すればわかるように、補正量が大きくなって補正後の輝度値が大きく（厳密には最大値を上回らずかつ最小値を下回らない限度で）変化するからである。
【０１１１】
また、輝度変化の異常は左目用画像においても同様に生じており、しかも図１０に示されるように反対方向への変化となっている。図１０では、上記エッジ検出に基づく停止動作を行わない場合において、図２に示される一連の着目画素の輝度を補正することにより得られる左目用画像の対応する画素群の位置と輝度との関係が示されている。この図１０に示される領域ＡＬ１、ＡＬ２において、停止動作が行われないでそのまま輝度補正が行われることにより、上記の理由により輝度変化が異常に大きくなっている。さらに、図９と図１０とを比較すれば分かるように、異常部分の輝度の変化方向は左右で輝度差が開くような逆方向となっている。したがって、利用者Ｕがアクティブシャッタ装置２２により立体画像として上記２つの画像を見ると、上記領域に対応する画像部分の輝度差が非常に目立つことになり、その結果、画像の異常がより目立つことになる。
【０１１２】
そこで、右目用画像生成部１２は、上記のように輝度変化が異常に大きい場合、具体的には輝度勾配ＬＧの絶対値｜ＬＧ｜がエッジ検出閾値Ｅｔｈを超える場合に輝度補正を停止する動作を行う（補正量をゼロにする）。したがって、上式（２）に基づく輝度補正および上式（４）に基づくクリッピング補正の結果にかかわらず、｜ＬＧ｜＞Ｅｔｈの場合には、ＤＲ１＝ＤＲｐ１とする。また、左目用画像生成部１３においても同様に、｜ＬＧ｜＞Ｅｔｈの場合には、ＤＬ１＝ＤＬｐ１とする。このようにエッジ部分での補正量をゼロにして輝度補正を停止すれば、図４および図５に示されるように輝度補正による異常な変化を防止することができるので、画像に異常が生じることを抑制することができる。
【０１１３】
なお、便宜上第１の実施形態における図４および図５を参照して説明したが、実際には第１の実施形態の構成に加えて、上記クリッピング補正がなされており、さらに輝度勾配の絶対値が所定のエッジ検出閾値を上回る場合には補正が行われていない場合の例であることは前述したとおりである。
【０１１４】
また、本実施形態の構成では、エッジ付近での輝度変化が異常に大きくなることを回避することができるほか、エッジ付近において右目用画像と左目用画像との（輝度の）違いを抑制ないし解消することができる。そのため、利用者が立体画像を見たときに画像が二重に見えることを確実に防止することができる。すなわちエッジ付近が二重に見えると、画像全体としても二重に見えることが多くなるため、エッジ付近の（左右画像における）輝度の違いを抑制または解消することで、より二重に見えにくいまたは二重に見えない立体画像を生成することができる。
【０１１５】
さらにこのことから、本実施形態では画像のエッジを検出することができればよいので、上記のように輝度勾配に基づいてエッジ検出を行うのではなく、例えばパターン認識による手法など周知のエッジ検出手法に基づいて行ってもよい。もっとも、輝度勾配に基づくエッジ検出手法は、キャニー法などの周知の優れたエッジ検出手法に採用されるものであり、本実施形態において輝度勾配は補正量を算出するために必要であることから、ここでは上記エッジ検出に輝度勾配を使用することが特に適している。
【０１１６】
＜６．３  第６の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置１０は、第５の実施形態と同様の効果を奏するとともに、エッジ付近で輝度変化が異常に大きくなる場合に当該付近での補正量をゼロにして輝度補正を停止することにより、立体画像に異常が生じないようにすることができる。
【０１１７】
また、本実施形態の構成を第２から第４までのいずれかの実施形態（またはその変形例）の構成に適用することもできる。そうすれば、上記効果に対してさらに第２から第４までのいずれかの実施形態における固有の効果を併せて奏することができる。
【０１１８】
＜７．  第７の実施形態＞
＜７．１  全体的構成および動作＞
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。図１１に示されるように、この立体画像生成装置５０は、外部から平面画像（二次元画像）を受け取るとともに３Ｄテレビジョン装置２０からアクティブシャッタ装置２３の傾きＳａを受け取って傾きＳａに応じた輝度勾配を算出する輝度勾配算出部５１と、第１の実施形態と同様の動作を行う右目用画像生成部１２、左目用画像生成部１３、および立体画像信号生成部１５とを備えている。なお、右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３に与えられる映像信号Ｄｐは、具体的には着目画素に対応する画素データＤ１１であるので、後述するように輝度勾配算出部５１から得られる画素データＤ１１を映像信号Ｄｐとして右目用画像生成部１２および左目用画像生成部１３に与える構成となっている点は、第１の実施形態の構成とは異なる。もっともこの構成を第１の実施形態に適用することが可能であるが詳しくは後述する。
【０１１９】
またこの図７に示される３Ｄテレビジョン装置２０は、図１に示される第１の実施形態と同様の液晶表示装置２１と、第１の実施形態と同一の機能のほか、傾きを検出する機能を有するアクティブシャッタ装置２３と備える。この傾きを検出する機能は、周知の傾きセンサ、例えば利用者の右目と左目とを結ぶ線分に略平行に延びる（眼鏡型の）フレームに内蔵される（上記線分に平行に設置される）加速度センサにより実現される。
【０１２０】
例えば、加速度センサが重力加速度に一致する値を検出する場合は、例えば利用者が地面に対して垂直に（体を傾けずに）座っているときなど、利用者の左右の目が地面に平行となっている状態であると言える。この場合には、アクティブシャッタ装置２３からは傾きＳａ＝０°が出力される。
【０１２１】
また、加速度センサが重力加速度の√２／２に一致する値を検出する場合は、例えば利用者の左右の目が地面に対し右または左に４５°傾いている状態であると言える。この場合には、アクティブシャッタ装置２３からは傾きＳａ＝４５またはＳａ＝−４５°が出力される。なお、これらのうちいずれの値が出力されるべきであるかは直前の傾きの値に基づき判断されるが、加速度センサを垂直方向（または４５度方向）にもう１つ設け、その出力値を併せて参照することにより判断してもよい。
【０１２２】
さらに加速度センサが重力加速度を検出しない場合は、例えば、真横に寝転んでいるときなど、利用者の左右の目が地面に垂直となっている状態であると言える。この場合には、アクティブシャッタ装置２３からは傾きＳａ＝９０°または−９０°が出力される。なお、これらのうちいずれの値が出力されるかは、前述したとおりである。
【０１２３】
＜７．２  輝度勾配算出部の輝度勾配算出動作＞
輝度勾配算出部５１は、上記傾きＳａを示す信号（この信号も”Ｓａ”と表記する）を受け取り、この傾きに対応する輝度勾配を算出する。すなわち、傾きＳａ＝０である場合、輝度勾配算出部５１は、第４の実施形態と同様、例えば上式（１）に基づき画像の左から右の方向への輝度勾配を算出する動作を行う。
【０１２４】
また、傾きＳａ＝９０°である場合、輝度勾配算出部５１は、次式（６）に基づき上から下への方向を輝度勾配算出方向として輝度勾配を算出する動作を行う。すなわち、前述したように図８において着目画素を画素Ｐ（１，１）とすると、対応する画素データＤ１１により示される画素データＤ１１および輝度勾配算出方向（上から下への方向）に対して垂直方向に並ぶその左右の画素データＤ１０，Ｄ１２（すなわち着目画素群に対応する画素データ）と、これらの着目画素群の上隣の画素に対応する画素データＤ００，Ｄ０１，Ｄ０２（すなわち始点画素群に対応する画素データ）と、輝度勾配算出部５１により算出される輝度勾配ＬＧとは、次式（６）のような関係となる。
ＬＧ＝（Ｄ１０＋Ｄ１１＋Ｄ１２）−（Ｄ００＋Ｄ０１＋Ｄ０２）  …（６）
【０１２５】
次に、傾きＳａ＝４５°の場合、輝度勾配算出部５１は、次式（７）に基づき左上から右下の方向を輝度勾配算出方向として輝度勾配を算出する動作を行う。すなわち、着目画素を画素Ｐ（１，１）とすると、対応する画素データＤ１１およびその右上および左下の画素の輝度値Ｄ０２，Ｄ２０と、これらの着目画素群の左上近傍の始点画素群に対応する画素データＤ００，Ｄ０１，Ｄ１０と、輝度勾配算出部５１により算出される輝度勾配ＬＧとは、次式（７）のような関係となる。
ＬＧ＝（Ｄ０２＋Ｄ１１＋Ｄ２０）−（Ｄ００＋Ｄ０１＋Ｄ１０）  …（７）
【０１２６】
なお、上記画素データＤ０１，Ｄ１０に対応する２つの画素は着目画素および画素データＤ０２，Ｄ２０に対応する画素に左上に近接するのみであって隣接していないが、計算を簡単にするため、左上近傍の画素であるこれらの画素をここでは計算対象としている。
【０１２７】
また、傾きＳａ＝−４５°の場合、輝度勾配算出部５１は、次式（８）に基づき左下から右上の方向を輝度勾配算出方向として輝度勾配を算出する動作を行う。すなわち、着目画素を画素Ｐ（１，１）とすると、その輝度値Ｄ１１およびその左上および右下の画素の輝度値Ｄ００，Ｄ２２と、これらの着目画素群の左下近傍の始点画素群に対応する画素データＤ２０，Ｄ１０，Ｄ２１と、輝度勾配算出部５１により算出される輝度勾配ＬＧとは、次式（８）のような関係となる。
ＬＧ＝（Ｄ００＋Ｄ１１＋Ｄ２２）−（Ｄ１０＋Ｄ２０＋Ｄ２１）  …（８）
【０１２８】
なお、傾きＳａ＝−９０°、Ｓａ＝−１３５°、またはＳａ＝−２２５°の場合には、上式（６）〜（８）のいずれかにおいて、右目用と左目用を入れ替えて対応する画素データに基づき計算することにより、同様に輝度勾配を検出することができる。
【０１２９】
このように利用者の顔の傾き（左右の目を結ぶ線分の傾き）を検出することにより、立体画像に対する視差方向を検出し、この視差方向に応じた輝度勾配算出方向に輝度勾配を算出すれば、視差方向に輝度勾配が大きくなるほど、輝度補正量が大きくなるため、結果的に視差方向に立体感が強められることになる。したがって、実際の視差方向に適した（立体感を有する）立体画像を生成することができる。
【０１３０】
なお、既に作成された立体画像では視差方向が予め（左右方向に）定められているため、利用者が顔を傾けることなどにより実際の視差方向が上記予定された視差方向（左右方向）と異なる場合には立体感が損なわれる（表示が異常となる）。しかしこのような場合であっても、立体画像のうちの一方を平面画像として使用したり、立体画像から一旦平面画像を生成した後、生成された平面画像に対して本実施形態の構成を適用することにより立体画像を生成すれば、利用者の顔の傾きにより視差方向が変化しても正常な画像表示を行い、しかも立体感が得られる表示を行うことができる。
【０１３１】
ここで、以上のように利用者の顔の傾きに応じて、輝度勾配の算出方法を変更するためには、図８に示す９つの画素データＤ００〜Ｄ２２を映像信号Ｄｐから順次抽出し演算することが必要となる。そこで図１２を参照してその詳しい構成について説明する。なお、映像信号Ｄｐは、１行に最左列から最右列まで順に配列された画素データを最上行から最下行まで連続して１つずつ順に含んでいるものとする。また、以下の構成は前述したように第１の実施形態の構成を含むので、第１の実施形態にも容易に適用が可能であり、他の実施形態にも同様に適用することができる。
【０１３２】
＜７．３  輝度勾配算出部の詳細な構成および動作＞
図１２は、輝度勾配算出部５１の詳細な構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、輝度勾配算出部５１は、ＦＦ（フリップフロップ回路）５１１〜５１７と、ＬＢ（ラインバッファ回路）５２１，５２２と、選択回路５３１と、加算回路５４１，５４２と、減算回路５５１とを含む。
【０１３３】
フリップフロップ回路５１１〜５１７は、入力される画素データを１画素分だけ記憶し、次の入力データを受け取るときに記憶された画素データを出力する。なお、このフリップフロップ回路は、ラッチ回路などのその他の周知の記憶回路であってもよい。
【０１３４】
ラインバッファ回路５２１，５２２は、入力される画素データを１行分だけ記憶し、次の入力データを受け取る毎に、最初に記憶された画素データを１画素分ずつ順に出力する。なお、このラインバッファ回路は、その他の周知の記憶回路であってもよい。
【０１３５】
図８に示されるような映像信号Ｄｐに含まれる画素データＤ００〜Ｄ２２は、上記フリップフロップ回路５１１〜５１７およびラインバッファ回路５２１，５２２によって選択回路５３１に同時に与えられる。また、選択回路５３１には、前述した傾きＳａが与えられる。
【０１３６】
選択回路５３１は、画素データＤ００〜Ｄ２２のうち、前述したように傾きＳａに応じた着目画素群に対応する３つの画素データを選択し、データＢ１〜Ｂ３として加算回路５４１に出力し、同様に始点画素群に対応する３つの画素データを選択し、データＡ１〜Ａ３として加算回路５４２に出力する。例えばアクティブシャッタ装置２３から傾きＳａ＝９０°を受け取る場合、上式（６）に示されるように、画素データＤ１０、Ｄ１１、Ｄ１２を選択してデータＡ１〜Ａ３として出力し、また、画素データＤ００、Ｄ０１、Ｄ０２を選択してデータＢ１〜Ｂ３として出力する。
【０１３７】
加算回路５４１は、データＢ１〜Ｂ３を加算してデータＢとして減算回路５５１に出力し、加算回路５４２は、データＡ１〜Ａ３を加算してデータＡとして減算回路５５１に出力する。減算回路５５１は、出力された上記データＡから上記データＢを減算することにより輝度勾配ＬＧを算出する。このようにして例えば上式（６）〜（８）のような計算が実現される。
【０１３８】
＜７．４  第７の実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態における立体画像生成装置５０は、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、利用者の顔の傾きを検出することにより、立体画像に対する実際の視差方向を検出することができるので、この視差方向に応じた輝度勾配算出方向に輝度勾配を算出することにより、実際の視差方向に適した（立体感を有する）立体画像を生成することができる。
【０１３９】
また、本実施形態の構成を第２から第６までのいずれかの実施形態（またはその変形例）の構成に適用することもできる。そうすれば、上記効果に対してさらに第２から第６までのいずれかの実施形態における固有の効果を併せて奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、立体画像の生成方法、生成装置、およびそれを備える表示装置に関するものであり、特に、平面（二次元）画像から立体視可能な立体画像を生成する装置を備える３Ｄテレビジョンなどの表示装置に適している。
【符号の説明】
【０１４１】
１０  …立体画像生成装置
１１、３１、５１  …輝度勾配算出部
１２、３２、４２…右目用画像生成部
１３、４３  …左目用画像生成部
１５、３５、４５  …立体画像信号生成部
２０  …３Ｄテレビジョン装置
２１  …液晶表示装置
２２、２３  …アクティブシャッタ装置
４４  …立体画像信号分離部
４６  …右目用輝度勾配算出部
４７  …左目用輝度勾配算出部
Ｕ    …利用者
【図１】
2012029371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2012029371.tif 000016