(57)【要約】  本発明は、２次元イメージ・データ、特にイメージ・シーケンス、ビデオ・フィルム等からのイメージ・データから３次元的イメージ・パターンを生成する方法に関する。この場合、バーチャル３次元イメージの奥行きグラデーションに基づくバーチャル３次元イメージ・フレームワーク（３０７）が、単眼の原イメージ・データから決定されたイメージ表示された対象物（３０３、３０４、３０５、３０６）のイメージ情報を基準として生成される。この場合、原イメージ・データは、バーチャル３次元イメージ・モデルを生成するためにバーチャル３次元イメージ・フレームワーク（３０７）と整合させられ、バーチャル３次元イメージ・モデルをイメージ表示する個々のイメージの領域はバーチャル３次元イメージ・モデルから得られる。個々のバーチャル・イメージは、３次元イメージ・パターンを形成するために、組み合わせステップにおいて組み合わされて付加的な奥行き効果をもったイメージ表示法が実行される。
2007506167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元イメージ・データ、特にイメージ、イメージ・シーケンス、ビデオ・フィルム、およびこの種の形式の２次元の原イメージからのイメージ・データより３次元的奥行き効果を有するイメージ表示法用の３次元イメージ・パターンを生成して表示する方法であって、
単眼の原イメージ・データ（１０）から決定されたイメージ情報に基づいて、仮想に基づく３次元イメージの奥行きグラデーションを基準としてバーチャル３次元イメージ・フレームワーク（３０７）が生成され、
バーチャル３次元イメージ・モデル（１５０）を生成するために前記原イメージ・データが前記バーチャル３次元イメージ・フレームワーク（３０７）に整合され、且つ
前記３次元イメージ・モデルのデータが、３次元イメージ・パターン（２０９、２９０ａ）を生成するためのパターンとして使用されることを特徴とする、３次元的奥行き効果を有するイメージ表示法用の３次元イメージ・パターンを生成して表示する方法。
【請求項２】
端縁指示イメージ（２１０）の生成を伴うイメージ表示された対象物の端縁認識法（８０）が、イメージ情報を決定するために単眼の原イメージ・データ（１０）に関して実行され、各種の原イメージ領域が、決定された端縁の多さを基準として、異なるバーチャル奥行き面、特に背景および／または前景に関連付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
所定の原イメージ領域のカラー情報の決定法が、イメージ情報を決定するために原イメージ・データ（１０）に関して実行され、仮定に基づくイメージ奥行きグラデーションにおいて、少なくとも１つの第１の識別されたカラー情報事項が第１のバーチャル奥行き面に関連付けられ、第２のカラー情報事項が第２のバーチャル奥行き面に関連付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記端縁認識法（８０）およびカラー情報決定法が、個々に且つ互いに独立して、または組み合わせて実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
端縁を多く含む原イメージ領域の拡大と均一化のために前記端縁指示イメージ（２１０）に対してソフト描画法（９０、２２０）が適用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
端縁指示イメージ（２１０）に関して随時に色調値補正（１００）が実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
関連するイメージ部分が、１個のピクセルの色調値に基づいて、ソフト描画されたおよび／またはさらに色調値が補正された端縁指示イメージ（２１０、２２０）を基準とするバーチャル奥行き面（３０３、３０４、３０５、３０６、３０７）に関連付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
カラーおよび／または色調値が所定の値に限定され、バーチャル回転点が、固定点の特定（１１０）のために、後に生成される個々のバーチャル視界に対して特定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
固定された所定の奥行き面（３０３、３０４、３０５、３０６、３０７）が、随時イメージ・ピクセルの所定のカラーおよび／または輝度値に関連付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
固定された所定のバーチャル奥行き面が、特定されたイメージの部分、特にイメージの端縁および／またはイメージの中心に関連付けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
バーチャル３次元イメージ・モデルを生成するために、バーチャル３次元イメージ・フレームワーク（３０７）が、バーチャル奥行き面（３０３、３０４、３０５、３０６、３０７）に従って変形されたバーチャル・ネットワーク構造として生成され、２次元の原イメージがマッピング法を使用して前記変形されたネットワーク構造にテクスチャとして整合させられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
バーチャル３次元イメージ・モデルの視界を再現する個々のバーチャル・イメージ（２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ、３０８）の範囲が、バーチャル３次元イメージ・モデルからのバーチャル観察角度（３５１、３５２）の範囲から生成され、このとき、特定された奥行き面に対応する原イメージ（２００、３０１）のイメージ部分はバーチャル観察角度に従って移動および／または歪まされることを特徴とする請求項１または１１に記載の方法。
【請求項１３】
付加的な３次元効果を有し、且つイメージ表示法に適したアルゴリズムを使用して３次元イメージ・パターン（２０９、２０９ａ）を生成するために、個々のバーチャル・イメージ（２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ、３０８）が組み合わされることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
特にスケーリングおよび／またはローテーションおよび／またはミラーリングを実行することによって、３次元イメージ・パターン（２０９、２０９ａ）を生成するために原イメージの個々のイメージ領域が処理され、このようにして生成された３次元イメージ・パターンが当該３次元イメージ・パターン上に配置された単焦点レンズ・アレーよって表示されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
イメージの処理なしに２次元の原イメージ（２００）が前記単焦点レンズ・アレー（３６０）によって表示され、当該２次元の原イメージ（２００）が単焦点レンズ・アレー（３６０）によって表示するための３次元イメージ・パターンを形成することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
２次元イメージ・パターンとしての２次元の原イメージ（２００）と、イメージ・パターン上方で伸延する単焦点レンズ・アレー（３６０）とが設けられていることを特徴とする３次元イメージ・パターンを表示するための装置
【請求項１７】
２次元イメージ・パターンがレンズ・アレー（３６０）のアレー構造に関連するイメージの部分（３６１、３６１ａ、３６１ｂ）からなるモザイクで形成されており、この場合、本質的に各１つのイメージの部分は本質的に単焦点レンズ・アレー中の１個のレンズ素子（３６５）に対するイメージ表示対象物であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第１の実施形態では、イメージの部分（３６１、３６１ａ、３６１ｂ）が、本質的に２次元イメージ・パターン（２００）の非変更イメージ成分であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
別の実施形態では、イメージの部分（３６１、３６１ａ、３６１ｂ）は、レンズ・アレー（３６０）のイメージ表示効果を補正するためにスケーリングおよび／またはミラーリングおよび／またはローテーションが行われることを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項２０】
２次元イメージ・パターン（２００）はディスプレイ（３７０）上に生成されるイメージであり、レンズ・アレー（３６０）は表示面（３７５）上に設置されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
レンズ・アレー（３６０）は格子状であり且つ表示面上に固着されるフレネル・レンズ配列の形式のものであることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
レンズ・アレー（３６０）は格子状であり且つ表示面上に固着されるゾーン・プレート配列の形式のものであることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
レンズ・アレー（３６０）は格子状でありかつ表示面上に固着される通常の凸レンズ配列の形式のものであることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前提部分の記載に係る３次元イメージ・パターンの生成方法、および請求項１６の前提部分の記載に係る３次元イメージ・パターンを表示する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元対象物（Dreidimensionale Objekte）は、単眼記録装置（monokularen Aufnahmeeinrichtungen）によって２次元的にのみイメージ表示される（映し出される）。これは、これらの３次元対象物は１つの観察位置から１の観察角度によってのみ記録されることによる。このような記録方法では、３次元対象物はフィルム、光発電受像部（photovoltaischen Empfaenger）、特にＣＣＤアレー、またはその他の幾つかの光感知面上に投影される。イメージ表示された対象物の３次元的効果（３次元的印象）は、対象物が少なくとも２つの異なる観察位置から少なくとも２つの異なる観察角度で記録されたときのみ得られ、２個の２次元単眼イメージが２つの目によって別々に感知され、目の生理学的知覚器官（physiologischen Wahrnehmungsappart）中で互いに組み合わされるような態様で観察者（見る人）に与えられる。この目的のために個々の単眼イメージが３次元イメージを形成するために組み合わされ、この目的に適したイメージ表示法を使用して観察者に３次元的イメージの印象を与える。このような方法は“立体写真技法（Anaglyphentechnik）”と称されることもある。
【０００３】
このような方法を実施するために使用することができる３次元イメージ・パターンを色々な方法で提供または生成することができる。ここでは、最も簡単な例として周知のステレオ・スライド・ビュアー（Stereo-Diabetrachter）について説明する必要がある。この場合、観察者（見る人）は異なる観察角度から記録された各１個のイメージ画像を見るためにそれぞれの目を使用している。第２の実現可能な方法は、第１の観察角度から生成されたイメージに対しては第１の色で彩色し、第２の観察角度から写真撮影されたイメージに対しては第２の色で彩色するものである。２つのイメージは互いに重ね合わせて印刷され、または互いに重ね合わせて投影（project）されて、人間の目の間の通常の観察角度（視角）の差またはカメラ・システムにおける観察角度の差に相当するオフセット（ずれ）をもった３次元のイメージ・パターンを生成する。観察者は２色に彩色された眼鏡を使用してそのイメージ・パターンを観察する（見る）。この場合、他の観察角度成分は眼鏡の対応する彩色レンズによって濾波されて取り除かれる。このようにして観察者に対して異なる観察角度に従って異なるイメージが与えられ、観察者に３次元的印象（３次元的効果）をもったイメージ・パターンが与えられる。このような方法は、ステレオカム（ステレオカメラ：Stereokamera）からのデータを複雑なハードウエアを殆ど使用することなく即時（リアルタイム）に転送し且つ表示するときに効果がある。さらに、３次元イメージ・パターンを発生させるためのこのような方法によれば、シミュレーション（模擬）３次元イメージ・パターンを発生させることもでき、観察者は、例えば複雑なシミュレーション化された分子構造等の複雑な３次元構造についてより優れた印象（効果）を得ることができる。
【０００４】
さらに、３次元的イメージ・パターンを生成するために、繊細な効果をもった生理学的知覚器官のメカニズムを利用することができる。例えば、反応時間内に次々と短時間で感知される２つのイメージを組み合わせることで主観的な全体の印象が形成できることは周知の事実である。従って、それぞれが第１および第２の観察角度から作られた記録情報からなる２つのイメージ情報事項（情報アイテム）が、合成された３次元イメージ・パターンとなるように互いに短時間だけ遅れて伝送されると、シャッター付き眼鏡を使用することにより、これらのイメージ情報事項は観察者の知覚内で互いに組み合わされて全体として主観的な３次元印象（効果）を形成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した方法はすべて３次元イメージ画像についての少なくとも１個の２眼（binokulare）記録情報を予め準備（入手）しておく必要があるという共通の欠点がある。このことは、異なる観察角度から作られた少なくとも２つの記録情報が開始時から利用できる状態になければならず、または開始時において生成されていなければならない（例えば描写の場合）。開始時から単眼形式で発生されたイメージまたはフィルム、これらのビデオ・シーケンスまたはイメージ、従って単眼イメージ情報のみを含むものは、対象物の３次元表示用として使用することができない。一例として、単眼写真撮影装置を用いて記録された写真は３次元的奥行きを全くもたない２次元的投影である。３次元的奥行きに関する情報は単眼イメージ表示によって回復不可能な状態に失われており、イメージ中で経験的な値に基づいて観察者（見る人）が解釈しなければならない。しかしながら、これは当然のことながら奥行き効果をもった真の３次元イメージとはならない。
【０００６】
このことは、このような２次元記録の全シリーズが単眼形式でつくられた場合に、元の効果（原効果）およびイメージ画像中の情報のかなりの部分が失われるという点で極めて不利である。観察者は情報に関する前記効果を想像する必要があり、またこの効果を他の観察者に説明しなければならない。この場合、当然ながら前述の例による３次元イメージ表示法のいずれによっても３次元的特性についての元の視覚的印象（効果）を回復することはできない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、２次元イメージ・データ、特にイメージ・シーケンス（一連のイメージ）、ビデオフィルムおよびこのような情報のイメージ・データから３次元的パターンを生成する方法を提供することにある。この場合、３次元的奥行き効果を有するイメージ表示法のために３次元イメージ・パターンが２次元記録情報から生成される。
【０００８】
このような本発明の目的は、請求項１および本発明の少なくとも細かく限定された特徴を含む従属請求項に係る方法によって実現される。
【０００９】
以下の説明において、“原イメージ（Urbildes）”の表現は単眼形式で生成された最初に与えられる２次元イメージを意味する。以下、本明細書中で説明する本発明に係る方法は、このような連続して生じる原イメージにも適用することができ、また一連の連続するイメージからなるもの、またはこのような一連のイメージに変化可能なものであれば、動画、特にビデオやフィルム記録情報に対しても何の問題もなく使用することができるのは明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、仮定に基づくイメージ奥行きグラデーションを基礎としたバーチャル３次元イメージ・フレームワーク（virtuelles dreidimensionales Bildgruest）が、単眼の原イメージ・データから決定されたイメージ表示された対象物のイメージ情報に基づいて発生される。原イメージ・データはバーチャル３次元イメージ・フレームワークと整合されて、バーチャル３次元イメージ・モデルが発生される。この３次元イメージ・モデルのデータは、３次元的奥行き効果を有するイメージ表示法用の３次元イメージ・パターンを発生させるためのパターンとして使用される。
【００１１】
従って、本発明によれば、先ず始めに２次元イメージについてイメージ表示される対象物が決定される。次にこれらの３次元的奥行きに関する仮定が前記の各対象物に関連付けられる。これによってバーチャル３次元モデルが生成される。この場合、２次元イメージからの原イメージ・データは前記バーチャル３次元モデルと整合（調和）される。次に、このバーチャル３次元モデルはバーチャル対象物を形成し、そのデータは３次元イメージ・パターンを発生させるための原点を表わす。
【００１２】
端縁指示イメージの発生を伴う、イメージ表示された対象物の端縁認識法が、イメージ情報を決定するために単眼の原イメージ・データに基づいて実行される。仮定に基づくイメージの奥行きグラデーションの場合には、この処理期間中、原イメージ領域は決定された端縁の多さを基準として異なるバーチャル奥行き面、特に背景および／または前景に関連付けられる。
【００１３】
このことは、多数の細部を有し、従って多くの端縁を有する対象物は、細部が殆どなく、従って端縁が殆どない対象物に比べて一般に異なるイメージの奥行き、即ち異なる奥行き面が関係しているという事実の発見を利用している。従って、端縁認識ステップでは、イメージの背景中にあると仮定される原イメージの成分を選り抜き、それらを前景、またはさらに深い奥行き面中にあると仮定することができる成分から分離する。
【００１４】
イメージ情報を決定するためのさらに他の処理では、与えられた原イメージ領域の色情報を決定するための方法が実行される。この場合、仮定に基づくイメージの奥行きグラデーションの場合には、第１のバーチャル奥行き面に少なくとも１色の第１の決定された色情報事項が関係付けられ、第２のバーチャル奥行き面に第２の色情報事項が関係付けられる。
【００１５】
この場合、あるイメージ画像における特定の色または色の組み合わせは、他の色または色の組み合わせとは異なる奥行き面で生じるという経験的事実を利用している。この例として、風景の場合、体表的な背景色は青であるのに対し、イメージ表示された画像の代表的な前景色は赤または緑である。
【００１６】
端縁認識法と色情報の決定法は個々に使用することもできるし、互いに組み合わせて使用することもできる。この場合、特に端縁認識と色情報の決定を組み合わせて適用するときは、原イメージ・データ、特に他の奥行き面についてよりきめ細かく特定するための一層の識別（区分）が可能になる。
【００１７】
１つの好ましい緻密化（精密化）においては、端縁を多く含む原イメージを拡大し、均一化するために端縁指示イメージに対してソフト描画法が適用される。従って、このことによって一方においては端縁認識中の可能性のあるエラーを補償し、他方においては互いに並んで配置され、ランダムに予め決定されない構成要素を拡大する。端縁指示イメージの値は随時さらに色調値について補正される。
【００１８】
１つのピクセルの色調値に基づいて、関連するイメージの部分はソフト描画および／またはさらに色調値補正された端縁指示イメージを基準として奥行き面と関係付けられる。これによって、ソフト描画され、随時色調値補正された端縁指示イメージの構成要素は、それらの色調値に基づいて個々に指定された奥行き面と関連付けられる。従って、端縁が指示され、ソフト描画され、随時色調補正されたイメージは、奥行き面、例えば指定されたバーチャル背景、バーチャル・イメージ面またはバーチャル前景に対して個々のイメージ構成要素を明確に割り当てるための基準を形成する。
【００１９】
色および／または色調値は、ここで実行される固定点の特定プロセスに対する所定の値に限定される。このことによって、バーチャル回転点（virtueller Drehpunkt）は引き続いて発生される個々の視界について特定（定義）される。この場合、選択された色および／または色調値は、バーチャル・イメージ面に関連する基準値を形成し、従って１つのバーチャル奥行き背景をそのイメージ面からバーチャルに投影する前景から分離する。
【００２０】
バーチャル奥行き面の割り当ては各種の方法で実行される。既に述べた方法によるステップは、奥行き面とイメージ・ピクセルのそれぞれ所定の色および／または輝度値との関係を便宜的に表わしている。従って、同じ色および／または輝度値を有するイメージ・ピクセルを有する対象物は１つの奥行き面に関連付けられる。
【００２１】
これに代わる方法として、任意に特定（定義）されたイメージの部分を特にイメージ端縁および／またはイメージの中心を１つのバーチャル奥行き面と関連付けることも可能である。これによって特にバーチャル“湾曲”、“ねじれ”、“傾き”および他の同様な３次元的イメージ効果を作り出すことができる。
【００２２】
バーチャル３次元イメージ・モデルを発生させるために、バーチャル３次元イメージ・フレームワークがバーチャル奥行き面に従って変形されたバーチャル・ネットワーク構成要素としてつくられ、また、２次元の原イメージは、テクスチャ（Textur）として、マッピング法を使用して変形されたネットワーク構成要素と整合される。このときのネットワーク構成要素はバーチャル３次元イメージ“マトリックス”または“輪郭形状（プロフィール形状）”の形式を構成し、一方、２次元の原イメージはマトリックス上に引き伸ばされ、またバーチャルな“熱成形処理（Tiefziehverfahren）”の形で前記マトリックスの形にプレスされる“弾力性のある布（elastisches Tuch）”の形式を表わす。その結果、２次元の原イメージと“バーチャル熱成形構成要素”とのイメージ情報を有するバーチャル３次元イメージ・モデルが生成される。バーチャル３次元マトリックスの前記“バーチャル熱成形構成要素”はさらに原イメージに与えられる。
【００２３】
バーチャル２眼視界、さもなければ多眼視界をこの３次元イメージ・モデルから引き出すことができる。これは、バーチャル３次元イメージ・モデルの視界を再現する個々のバーチャル・イメージの領域を発生させることによって行われる。この場合、指定された奥行き面に対応する原イメージのイメージ部分が、バーチャル３次元イメージ・モデルからのバーチャル観察角度の範囲からバーチャル観察角度に従ってシフトされおよび／または歪まされる。従って、バーチャル３次元イメージ・モデルは、観察角度により異なるバーチャル視界でもって、２眼または多眼形式でバーチャルに見ることができるバーチャル３次元対象物として使用することができる。
【００２４】
これらの個々のバーチャル・イメージは、映像表示法に適しており且つ付加的３次元効果を具えたアルゴリズムを使用して、３次元イメージ・パターンを発生させるために組み合わされる。この場合、個々のバーチャル・イメージは、２眼または多眼形式で実際に記録された個々のイメージと同じ態様で処理され、３次元表示法のために適当に処理され、組み合わされる。
【００２５】
このようにして所望の３次元イメージ表示法のために使用することができる、バーチャルに得られた２眼または多眼イメージ情報を得ることができる。
【００２６】
この方法の一実施の形態では、原イメージの個々のイメージ領域は、３次元イメージ・パターンを生成するために、特にスケーリング（拡大・縮小）および／またはローテーション（回転）および／またはミラーリング（反映）をもって処理され、このようにして生成された３次元イメージ・パターンがその上に配置された単焦点レンズ・アレーによって表示される。
【００２７】
この場合、バーチャル３次元イメージ・モデル中の特定の奥行き面に関連するイメージ構成要素は、このようにして発生された３次元イメージ・パターンが表示されるときに見ている人間の目に対して充分に適応する刺激を与えるように変化させられる。このようにして強調されたイメージ構成要素は、レンズ・アレーを通して光学的イメージ表示（イメージング）によって所定のイメージ面の前または背後のいずれかにあるものとして感知される。この方法は、３次元的奥行き効果を有するイメージ表示法の簡単な実施の形態と共同して比較的簡単な３次元イメージ・パターンを必要とするに過ぎない。
【００２８】
２次元の原イメージもイメージ処理なしに単焦点レンズ・アレーによって直接表示させることもできる。従って、この２次元の原イメージは、単焦点レンズ・アレーによって表示するための３次元イメージ・パターンとして直ちに使用することができる。このような処理は、単純なイメージ構成要素を、一様に構成された背景の前面に表示する必要のあるとき、特に一様なテキスト背景の前面にキャラクタ（文字、記号）を奥行き効果をもって表示させる必要のあるときに特に適している。従って、単焦点レンズ・アレーのイメージ表示効果によって達成される適応する刺激は、見る目に対して奥行き効果を生じさせる。この場合、原イメージ自体はこのような表示を行うために前もって処理する必要はない。
【００２９】
３次元イメージ・パターンを表示する装置は、３次元イメージ・パターンと該３次元イメージ・パターン上に配列された単焦点レンズ・アレーとによって特徴付けられる。この場合の単焦点レンズ・アレーは３次元イメージ・パターンの領域を表示して、見る目に対して適切な適応する刺激を生じさせる。
【００３０】
この目的のために、２次元イメージ・パターンは、便宜上レンズ・アレーのアレー構成要素に関連するイメージ部分からなるモザイクから形成される。この場合、１個のイメージ部分は本質的に単焦点レンズ・アレー中の１個の関連する各レンズ素子に対するイメージ表示対象物である。従って、２次元イメージ・パターンは、それぞれが１個のレンズ素子によって表示される個々のイメージ領域全体に再分割される。
【００３１】
原則としてイメージ・パターン、特にイメージ領域の２つの実施の形態がこの装置で可能である。第１の実施の形態では、イメージの部分は原イメージの２次元パターンの本質的に変化のないイメージ成分である。このことは、この実施の形態の場合、本質的に変化のない２次元イメージがレンズ・アレーに対する３次元イメージ・パターンを形成する。従って、全イメージに対するサイズの変更や全イメージのスケーリングは別として、この実施の形態では個々のイメージ領域のイメージ処理を必要としない。
【００３２】
他の実施の形態では、レンズ・アレーのイメージ表示効果を補償するために、イメージの部分はスケーリング（縮小拡大）されおよび／またはミラーリング（反映）され、および／または回転される。このことは３次元イメージ・パターンを生成するために必要とする労力は増大するが、より優れた品質のイメージを得ることができる。
【００３３】
２次元イメージ・パターンは、特にディスプレイ上に発生されるイメージであり、当該ディスプレイの表面上にレンズ・アレーが配置されている。このため、レンズ・アレーは予め与えられたディスプレイ、例えば陰極線管または平板スクリーンに対して適正な場所（地点）に適合され、ディスプレイ上に生成されたイメージ上に配置される。この配置は極めて簡単な方法で実現することができる。
【００３４】
第１の実施の形態では、レンズ・アレーは格子（グリッド）のようなフレネル・レンズ・アレー形式であり、ディスプレイの表面上に貼り付けられる。フレネル・レンズを使用すると、レンズ・アレーが平坦で単純な形式になる。この場合、フレネル・レンズ特有の溝構造は、従来技術による周知の態様で透明なプラスチック材料、特にプラスチック・フィルムにおいて実現することができる。
【００３５】
第２の実施の形態では、レンズ・アレーは特に格子（グリッド）状のゾーン・プレート（Zonenplatten）形式のもので、ディスプレイの表面上に貼り付けられる。ゾーン・プレートは、それを通過する光を光の干渉によって集束収束させてイメージ表示効果を生じさせる明暗のリングが同心状に配列された形式のものである。このような実施の形態は透明な可撓性のフィルムにすることによって簡単且つコスト的に有利に製造することができる。
【００３６】
第３の実施の形態として、通常の形状の凸レンズを配列した形式のレンズ・アレーも可能である。しかしながら、この場合は配列された装置全体の厚みが増し、それに使用される材料の量も増えることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の方法および装置を例示の実施の形態を参照してさらに詳しく説明する。添付の図面は説明のために使用するものである。同じ参照符号が同じ方法のステップおよび同じ方法における構成要素、または同じ効果を有するものに対して使用されている。
【００３８】
図１および図３は、本発明の方法の２つの部分におけるフローチャートの例を概略的に示す。図２はより詳細なフローチャートを使用した端縁認識法を示している。図４〜図１１ｂは得られた結果およびフローチャートに示されているような本発明による方法をさらに詳しく説明している。
【００３９】
本発明の方法は、所定の２次元の便宜上ディジタル化された原イメージの１組の原イメージ・データ１０から開始される。原イメージがイメージ・シーケンスまたはディジタル化フィルムの構成要素のような個々のイメージであれば、次の説明は、イメージ・シーケンス中の他の個々のすべてのイメージがその個々のイメージに対応する態様で処理され得るという仮定に基づいている。以下、本明細書において実施例を参照して説明する方法は、イメージ・シーケンス、フィルムまたは同等品に対しても適用される。
【００４０】
便宜的に原イメージ・データ１０はイメージ・ファイル、ディジタル・メモリ装置または同等のメモリ・ユニットの形式のものであると仮定する。このデータはディジタル化されたイメージ・データを発生するための通常の手段、特に周知の走査プロセス、ディジタル写真、ディジタル化ビデオ情報、および同様な他の周知のイメージ生成方法によって発生させることができる。特にこれは、いわゆるフレーム・グラバー（フレームつかみとり器）によってビデオまたはフィルム・シーケンスから得られるイメージ・データを含んでいる。原則としてすべての周知のフレーム・フォーマット、特にＢＭＰ−、ＪＰＥＧ−、ＰＮＧ−、ＴＧＡ−、ＴＩＦＦ−またはＥＰＳ−フォーマットのすべての各バージョンをデータ・フォーマットとして使用することができる。以下に説明する実施の形態は、表示（図示）上の理由から白黒イメージの形式、またはグレー・スケール値の形式の図面を参照するが、原イメージ・データはカラー情報を含んでいてもよい。
【００４１】
本発明の方法を実行するために、読取りステップ２０において原イメージ・データ１０は主メモリにローディング（装填）される。適応（アダプテーション）３０の方法ステップでは、原イメージ・データは先ず始めにこの方法を最高の状態で実行できるように適応化される。イメージ特性の適応３０は、少なくともイメージ・サイズおよびイメージのカラー・モデルの変更を含んでいる。この方法を実行するための計算時間を最少にする必要のあるときは、一般に、より小さいイメージが好ましい。しかしながらイメージ・サイズの変更は本発明の方法に対してエラーの原因となる可能性がある。原則として、適応されるべきカラー・モデルは現在利用できるすべてのカラー・モデル、特に必要に応じてＲＧＢおよびＣＭＹＫもしくはグレー・スケール・モデル、またはその他のｌａｂ（ラブ）、ｉｎｄｅｘ（インデックス）もしくはｄｕｐｌｅｘ（デュプレックス）モデルを基準とすることができる。
【００４２】
適応化されたイメージ・データは繰返しアクセスのためにステップ４０においてさらに処理するために一時的に記憶される。一時的に記憶されたデータは、本質的にすべての後続するデータ・オペレーションのベースを形成する。
【００４３】
次に、随時、一時的に記憶されたイメージ・データ５０は、カラー・チャンネル／カラー分布６０を変化させるために、または仮定された３次元イメージ構成要素の関数として、換言すると、原イメージ中の奥行き面の仮定されたグラデーションの関数として、グレー・スケール・グラデーション７０によってイメージ・データをグレー・スケール・グラデーション化イメージに変換するためにアクセスされる。グレー・スケール・グラデーション７０は、奥行き情報をイメージ上に表わされた対象物の輪郭と特に強く関係付けることができると仮定できるときに特に有効である。この場合、イメージ中のすべての他のカラー情報は原イメージの奥行き解釈に対して同じ関係にあり、従って、同様にグレー・スケール値に変化させることができる。色チャンネルが本質的に解釈された奥行き情報のキャリア（担体）であると仮定できるときは、イメージ・データ中の色チャンネルまたは色分布を変更することが好ましく、従って、後続する処理のために特別な形で強調または考慮されなければならない。本明細書で提供される方法による処理についての例示の説明では、特に図面に関して表示を改善するために、一時的に記憶されたイメージ・データ５０はその色の値には関係なくグレー・スケール値に変換され、色情報は変化されないままである。
【００４４】
本発明の方法による処理が続けられるときは、次に端縁認識（Kantenerkennung）ステップ８０が実行される。これは、２次元の原イメージについて解釈された奥行き面が、主としてイメージ画像中に存在する対象物によって特定（定義）されるという仮定に基づいている。例えば、特に輪郭、従って端縁状構成要素が顕著に現われる高度に構成要素に富む対象物がイメージの前景に際立って生じ、端縁が少ない低輪郭で、にじんだ対象物がイメージの背景を形成していると仮定する。異なる奥行きレベルに位置するイメージの構成要素を基礎として原イメージの異なる領域をはっきりと識別し、従って前記の異なる領域を互いに可能な限り明確に区別するために端縁認識法８０が実行される。
【００４５】
図２は端縁認識のためのフローチャートの一例を概略的に示す。図２に関連して図４は、中心ピクセル（画素）およびあるピクセルの周囲の特定された領域の輝度値に対して実行されるべき、変化を明確にするための入力メニュー８９の例を示す。グレー・スケールによって特定されたイメージ・ピクセル８１はループ処理で連続的に処理される。先ず始めに、ステップ８２で１個のピクセルが選択され、ステップ８３でその輝度値が読み取られる。この輝度値はできるだけ大きい正の値（任意の値、ここで説明する例では＋１０）で逓倍され、その結果、非常に明るいピクセル８５が生成される。いずれの場合も、ステップ８６においてこの右側に配置されたピクセルの輝度値はできるだけ大きい負の値（ここで説明する例では−１０）によって反対方向に逓倍される。その結果非常に暗いピクセル８７が生成される。次にステップ８８において次のピクセルが読み取られる。端縁認識処理によって端縁指示イメージが生成される。原イメージが多数の構成要素を表わす、従って多数の端縁を表わす場合には、ここで生成される端縁指示イメージ・データは非常に明るいピクセルと非常に暗いピクセルからなる構成要素を含み、一方、構成要素が少なく、従って輪郭および端縁が殆どないイメージ領域は一様で暗い色彩である。非常に明るいピクセルと非常に暗いピクセルが交互に現われ、従って明暗が際立った対象物の構成要素は、一様に暗いピクセルの領域よりも平均してより高い輝度値をもっている。
【００４６】
互いに並んで配置された構成要素は、“ソフト描画”と示された方法ステップ９０によって増幅される。この処理期間中、端縁指示イメージ中の特定の選択されたピクセルの組の輝度値は特定のアルゴリズムを使用して平均され、選択された組中のピクセルに割り当てられる。ガウスソフト描画法がときにこの目的のために実施された。対象物の構成要素は、ピクセルの組がより明るくなるに従って、ソフト描画された、端縁指示イメージ中の残りのイメージの部分と対照をなして強調され、１個の（単位）対象物の識別を可能にする。
【００４７】
次に、必要があればステップ１００において端縁指示された、ソフト描画イメージの色調値補正を実行することができる。この処理期間中に、対象物の構成要素とイメージの背景として定義される残りの部分との間ができるだけ明確になるべくコントラストを付けるように好ましくはピクセルの色調値が補正される。
【００４８】
この方法の次のステップはステップ１１０における固定点の特定である。このステップで端縁指示されたソフト描画イメージの色の値（色価）および／またはグレー・スケールは、発生された個々のバーチャル視界のバーチャル回転点が実質上特定されるように具体的な特定の値に限定される。換言すれば、ステップ１１０における固定点の特定は、イメージ面の前面または背後にバーチャル形式で配置されると仮定されることを意図した対象物または構成要素を特定し、従って、その奥行き効果が後程イメージ表示されることを意図している。
【００４９】
さらに方法ステップ１２０において、随時、固定点の選択について考慮することができる。例として、先ず始めに比較的大きな青の領域が主として背景（青い空、水等）を形成し、これに対して、際立った色彩を有する、小さく且つ鋭い輪郭が描かれた対象物がイメージの前景を形成するという第１の仮定を適用する。同様の方法で最初から特定のバーチャル奥行き面に特定の具体的な色の値を関連付けることができる。例えば、顔の色に相当する色の値をイメージの中間の奥行きに相当するバーチャル奥行き面に関連付けることができる。同じようにして、イメージの端縁またはイメージの中心部のような特定されたイメージの部分を特定の奥行き面、例えば前景または背景に関連付けてもよい。この処理期間中、後に処理される３次元イメージの“ねじれ”または“湾曲”を発生させることが可能である。
【００５０】
このような方法で発生されたバーチャル奥行き面のグラデーションは、歪みマスクまたは“移動マップ（Displacement-Map）”として使用されるバーチャル３次元イメージ・フレームワークを生じさせ、グレー・スケール・マスクの形式で視覚化される。このバーチャル３次元イメージ・フレームワークはさらに使用するためにステップ１３０で記憶される。
【００５１】
バーチャル３次元イメージ・フレームワークは、バーチャル３次元イメージ・モデルを発生させるための歪みマスクおよびバーチャル形状として使用される。この場合、図３に“移動”と示された方法ステップ１５０において、原イメージはバーチャル・イメージ・フレームワーク上にテクスチャとして配置され、対応する原イメージの部分がバーチャル奥行き面上に“熱成形”されるように、換言すれば対応する原イメージの部分が奥行き面に関連付けられるように歪まされる。そして、このバーチャル３次元イメージ・モデル、一連の異なるバーチャル観察角度、およびバーチャル３次元イメージ・モデルの個々のバーチャル・イメージ１６０から、バーチャル３次元イメージ・モデルのイメージ・データのバーチャル投影によって、公知の遠近イメージ表示基準が生成される。
【００５２】
組み合わせステップ１７０において、個々のバーチャル・イメージはイメージ表示（イメージング）法用に限定されたアルゴリズムを使用して付加的な奥行き効果と組み合わされて、最終的に最初の原イメージを３次元的にイメージ表示（イメージング）するためのイメージ・データ１８０が生成される。
【００５３】
以下、例を参照しつつ多くのイメージ処理作業について詳細に説明する。図５ａは２次元の原イメージ２００を一般的な色で示している。このイメージから判るように、植物の並びは明らかにイメージ画像の前景に配置されており、一方、不明確な港の設備、建物、およびほとんど定まった形のない海岸地帯は明らかに背景に見える。さらに、原イメージ２００中でバーチャルに無限に延びる背景は軟らかい輪郭（ソフト・プロフィール）をもった空で形成されている。図５ａから判るように、明らかに前景に配列された植物は背景と比較して極めて多数の細部を有することによって識別される。このことは、とりわけ例えば葉または花の領域にある多くの“端縁”から明らかである。前景に比して背景は端縁が殆どないかまたは全くない。従って、原イメージ２００中の端縁の密度を、表示された対象物の３次元位置の指標として使用できることは明らかである。
【００５４】
図５ｂはグレー・スケール変換および随時のサイズ補正をした後の原イメージ２００から得られた端縁指示イメージ２００を示す。構成要素が豊富な植物が図５ａに示すように原イメージ２００中に配置されているときは、端縁指示イメージ２１０は明るいピクセルによって表示される多数の端縁を有し、特にイメージ領域の右側部分においてイメージの平均輝度が高くなっている。これに対して原イメージ２００中の空および海岸領域は共に殆ど端縁をもたず、このため端縁指示イメージ２１０中では著しく暗くなり、一方、原イメージ２００中で見える建物は個々の明るいピクセルの形の多数の小さな端縁構成要素を作り出している。
【００５５】
図６ａおよび６ｂは、ソフト描画された端縁指示イメージ２２０と、さらに色調値が補正された端縁指示イメージ２３０を示す。ソフト描画されたイメージ２２０から明らかなように、右側のイメージ部分はより高いイメージ輝度値をもっていることにより左側のイメージ部分とは異なっている。この違いは、図６ｂの色調値補正を施したイメージ２３０で一層明確に表わされている。原イメージ中の植物の領域、換言すれば前に仮定した構成要素の多い領域にある多数の端縁はイメージ２２０および２３０では明るい領域として明確に示されている。色調値補正を施したイメージ２３０は左半分のイメージ中に、植物のあるイメージ領域よりもかなり暗いが、多少明るい細長い帯域を有している。この細長い帯域は図５ａに示す原イメージ２００からのイメージ表示された建物に相当する。明らかにより暗い輝度値は映し出された建物の構成要素が殆ど端縁をもたず、従って、それらは仮定されたイメージの背景中に配列されることを示している。
【００５６】
原イメージ２００からの空および海岸領域は、色調値補正を施したソフト描画イメージ中では一様な暗い領域を形成する。海岸領域は実際には空によって形成される背景よりもむしろイメージの中央部の前景に関連付けられるべきであるが、その中央の前景の位置は、色調値補正が施され、端縁指示され、且つソフト描画されたイメージのみで明確に決定することはできない。この場合、海岸領域は、この例では青空の色値とは明らかに異なる黄色または茶色の色値を基準としてバーチャルな中心奥行き面と関連付けることができる。
【００５７】
これは前述した固定点の特定ステップ１１０によって行われる。図７ａはこれに関係するメニュー２３９の例を示し、図７ｂはそのメニューに対応するイメージ２４０を示している。一連の色チャンネルがヒストグラム２４１に示されており、図７ａに例示した実施の形態では一連のグレー・スケール値を含んでいる。対応するグレー・スケール値はグレー・スケール値のストリップ２４２に表示される。暗い輝度値はヒストグラム２４１とグレー・スケール値のストリップ２４２の左側部分に配置され、明るい輝度部分は右側部分に配置される。ヒストグラムのバーの長さは対応するグレー・スケール値の確率分布を表わす。これから判るように、色調値の補正が施されたソフト描画イメージ２２０または２３０の明るい領域はヒストグラム２４１中で広い範囲で最大値をもっているが、イメージ２２０および２３０の暗い領域は暗い輝度値のヒストグラム２４１の左側部分で最大値に達している。インジケータ・ポインタ２４３によって特定の輝度値を選択することができる。選択されたピクセルの輝度値はイメージ２４１から直接読みとってキー２４５によってヒストグラム２４０に転送することができる。
【００５８】
ここで説明した例では、原イメージ２００からの海岸地帯に対応する領域は、原イメージ２１０からの空に対応するイメージ区域の輝度値と異なる輝度値を有していることは明らかである。これは選択インジケータ２４４によってバーチャル・イメージ面として選択することができ、後程生成する予定のバーチャル３次元イメージ・モデルの個々のバーチャル視界に対する可能な固定点を形成する。
【００５９】
図８ａおよび８ｂは極めて概略化して示された例を使用して、奥行き面の関連とバーチャル３次元イメージ・フレームワークの設計を示している。図８ａは単眼形式で生成された概略化して示された２次元の原イメージ３０１を示し、その個々の対象物はまさに前述の輪郭認識法でイメージ中のそれらの３次元位置に基づいて識別されるものと仮定している。図８ａに例示されている概略化された原イメージ３０１は、第１の対象物３０３、第２の対象物３０４、および第３の対象物３０５を有し、これらは背景として認識された表面３０６の前面に配列され、この背景から浮き上がっている。
【００６０】
輪郭形成、固定点の特定、さらにイメージの奥行きに関する仮定についての前述の方法は、第１の対象物３０３を前景中の奥行き面に配列し、一方、対象物３０４および３０５をイメージの背景中の仮定された奥行き面に関連させるべきであるという図８ａに示す概略化された原イメージ３０１についての例示の方法において有効であるということを明らかにしている。領域３０６は実質的に無限遠に配置されるイメージの背景を形成する。図８ｂは図８ａのＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面における対応する奥行き面をもった図８ａの対象物の関係からつくられたバーチャル・イメージ・フレームワーク３０７を示す。従って、Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面はバーチャル・イメージ・フレームワークのバーチャル“高さプロフィール”を生成する。図８ｂから明らかなように、対象物３０３はバーチャル“高さプロフィール”の最も上の奥行き面に配置されており、一方、対象物３０４はその下に配置された奥行き面に関連付けられている。対象物３０５は図８ｂにおけるバーチャル・イメージ・フレームワークのさらに別の奥行き面を形成している。図８ｂでは図示上の理由からイメージの背景面３０６のバーチャル奥行き面は、他の対象物３０３、３０４、および３０５の奥行き面に比較的接近して配置されている。適切なバーチャル・イメージ・フレームワークは、便宜上、対象物の仮定された実際の３次元位置に対応する奥行き面グラデーションをもっていなければならない。従って、イメージの背景のバーチャル奥行き面は、便宜上、バーチャル・イメージ・フレームワーク中の他の特定された奥行き面からの距離が他の各奥行き面間の距離の倍数に相当するように配列されている。例えば、対象物３０３と３０４との間のバーチャル奥行き面間の距離、対象物３０４と３０５との間のバーチャル奥行き面間の距離が数メートルの範囲内にあると定められると、経験的に背景にある対象物は、観察角度の差が小さい場合はバーチャル的に（仮想的に）変化なしにイメージ表示されるので、実際のイメージ・フレームワークに対する対象物３０５の奥行き面と背景３０６の奥行き面との間の適切なバーチャル距離は便宜上キロメートルの範囲にある大きさであると想定しなければならない。
【００６１】
２次元の原イメージはバーチャル・イメージ・フレームワークに整合されている。図８ａおよび８ｂに概略的に示した例では、原イメージ３０１のイメージ・データ、特に個々のピクセル中のイメージ情報はバーチャル・イメージ・フレームワーク中の個々の奥行き面にバーチャルに割り当てられるように前記の整合が行われる。これによって、ここに示した例では“劇場舞台面”の配列に対応するバーチャル３次元イメージ・モデルが生成される。この場合、対象物３０３は前景から第１のバーチャル奥行き面と同じ高さにバーチャルに配置され、他の奥行き面に対応するレベルに配置された対象物３０４および３０５の別の“劇場舞台面”を“覆い隠す”。
【００６２】
一方では、個々の奥行き面間のバーチャル距離に関するグラデーションのグリッドを細かくすることによって、また個々の奥行き面に対してさらにグラデーションを導入することによって、個々のバーチャル奥行き面間の遷移を滑らかにすることができる。他方では、奥行き面および／またはその奥行き面上に配置された対象物の端縁を、それらが互いに滑らかに結合するように適当にバーチャルに変形させることも可能である。図８ａに概略的に例示した対象物３０３の場合、この対象物３０３にバーチャルな球形の湾曲を与えるようにその奥行き面の端縁をバーチャルに変形させることができる。これに対応する方法では、バーチャル・イメージ・フレームワークの奥行き面を、その奥行き面上に投影された２次元の原イメージのイメージ情報を原則として所望の形状または歪みをもつことができるように変形させることが可能であり、そのことによって実際の３次元的な物体形状にほぼ相当するか、さもなければ所望の人為的効果を強調することができる好都合なまたは所望のバーチャル３次元イメージ・モデルを実現するという目的を達成することができる。
【００６３】
図９ａおよび９ｂは、図８ａからＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う断面の形式で示された図８ｂに示すバーチャル・イメージ・フレームワークから生成されたバーチャル３次元イメージ・モデル８０８と、2つの観察角度３５１および３５２からのそれらのバーチャル記録を示す。図９ａおよび９ｂに示す構成は、本発明の方法の範囲内のバーチャル形式で実行される３次元対象物の２眼観察に相当する。遠近法の法則に従って、バーチャル３次元対象物３０３、３０４、３０５、および３０６は、関係するバーチャル観察角度３５１および３５２から互いに異なるようにシフトしているように見える。この遠近法のシフトは３次元対象物の２眼または多眼観察の基礎となるもので、本発明の方法の目的のためにバーチャル・モデル形式で使用される。
【００６４】
図１０は、図９ａのバーチャル３次元イメージ・モデルの細部の例を使用してバーチャル観察角３５２からバーチャルに観察された投影の影響を受けてバーチャルに生成されたシフトの一例を示す。バーチャル３次元イメージ・モデル中でバーチャル対象物のバーチャル遠近法のシフトを計算するために各種の方法を使用することができる。図１０に例示される方法では、観察角３５２からバーチャルに観察される対象物３０３、３０４、および３０６がバーチャル投影面３０８上に投影され、その処理過程においてそれらの寸法が変更される、中心引き伸ばし（zentrischen Streckung）の原理が使用される。投影面はバーチャル３次元イメージ・モデルの前および３次元イメージ・モデルの背後の両方にバーチャル形式で配置することができる。バーチャル３次元イメージ・モデル内、例えば固定点の特定で特定されたスクリーン面上にバーチャル投影面を配置することも同様に可能であり且つ極めて好都合でもある。これは、このような投影は２眼観察状態を表わすのに最良の方法であることによる。図１０に示す投影では、観察角３５２は同時に投影中心を形成しており、バーチャル３次元イメージ・モデルはいわばバーチャル“反射光プロセス、uflichtverfahren）”を用いて観察され、ビーム源はカメラとバーチャルに一致している。
【００６５】
他のバーチャル投影技法も同様に使用可能であり、好都合な場合もある。例えば投影中心をバーチャル３次元イメージ・モデルの背景の後にバーチャルに配置することができ、バーチャル奥行き面内の対応する対象物は、観察角から観察される便宜的に配置された投影面上に“陰影輪郭（schattenriss）”として投影される。このようなバーチャル投影ではバーチャル前景内に配置されたこれらの対象物は、それらの背後にバーチャルに配置された対象物に比して拡大され、それによって付加的３次元効果を作り出すことができる。
【００６６】
所望の好都合な組み合わせで、複数のバーチャル投影面と関連して複数のバーチャル投影中心を設けることもできる。例えば、バーチャル背景をバーチャル３次元イメージ・モデルの背後に非常に長い距離をとってバーチャルに配置された投影中心から第１の投影面上に投影することができ、一方、互いに非常に接近して段階的に配列された（grduated）多数の対象物を、これらの対象物に対して何らの拡大も生じさせず、単にこれらの対象物に対してバーチャル・シフトのみを生じさせる第２の投影中心によってバーチャル前景中に投影される。
【００６７】
バーチャル投影のメカニズムおよび観察角の数は、個々の特定の事例、特に、２次元の原イメージ中のイメージ画像、原イメージ中で解釈（分析）された奥行きの関係、所望のイメージ効果および／または抑制されるべきイメージ効果、さらに、少なからず、適切であると考えられる計算の複雑さ、３次元イメージ・パターンを生成することを意図した最新に使用された３次元イメージ表示法、に基づいて選択される。しかしながら、原則としては、バーチャル３次元イメージ・モデルは、必要に応じて配列された、所望の数のバーチャル投影中心、バーチャル投影面、バーチャル角度等を備えた所望の数の個々の遠近イメージを生成するために使用することができる。図１０に示された極めて単純な例示の実施の形態は、単なる例として非制限的な単なる一実施の形態のオプションを表わしている。
【００６８】
図１１ａは、図５ａに例示した原イメージ２００のバーチャル３次元イメージ・モデルから、前述の投影法のうちの１つを使用してバーチャル形式で生成された一連の個別イメージ２０８ａ乃至２０８ｄを示す。個々のバーチャル・イメージ２０８ａ乃至２０８ｄは、本実施の形態では白黒で表わされているが、これらは一般には着色されている。個々のイメージ２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ中に、特にこれらのイメージの上側部分に表わされている花の構成要素を比較することによって、このイメージの部分に種々の変形があることを見ることができる。これは、本実施の形態では４個存在する各バーチャル観察角に対するバーチャル３次元イメージ・モデルのバーチャル投影の結果である。
【００６９】
図１１は、３次元イメージ・パターン２０９から上部中央のイメージの部分の拡大されたイメージの細部２１１と共同して３次元的印象（効果）をもたせるイメージ表示法を実行するためのもので、個々のバーチャル・イメージ２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄを組み合わせて生成された３次元イメージ・パターンを示す。３次元イメージ・パターン２０９は、それぞれについて使用された奥行きをもたせるイメージ表示法を使用して、個々のイメージ２０８ａ〜２０８ｄを組み合わせて生成される。
【００７０】
２次元イメージ・パターンおよび単焦点レンズ・アレーによってそれらのイメージを表示する例を図１２ａおよび１２ｂ、図１３ａ乃至１３ｃを参照して以下で説明する。
【００７１】
図１２ａは、一連のイメージの部分３６１に再分割された２次元の原イメージの例を示す。個々のイメージの部分の大きさは、本質的に制限されず、最も小さい接近したイメージの対象物の平均寸法および個々のピクセルの平均寸法によって支配される。明確に認識することができるイメージ構成要素がイメージの前景に位置していると仮定すると、それらが他の構成要素と識別することができ且つ見ている目に対して充分な適応性をもった刺激を与えることができるようにするために、かかるイメージ構成要素は本質的にイメージの部分毎の単位として記録される。このことは、個々のピクセルすなわちイメージ・ピクセルがこの処理過程において強調されなければ、グラデーションが段階的に小さくなるときに、視聴者に対して奥行き効果を与えるために適応性のある刺激を作り出すことができるということを意味する。
【００７２】
図１２ａは本質的に正方形のイメージの部分からなるマトリックス形式のグリッド（格子）を示す。しかしながら、２次元の原イメージ２００は他の方法で容易に再分割することもできる。とりわけ、ここには示されていない６角形に配列された円形のイメージ部分が好適である。円形イメージの部分を６角形に配列することにより、マトリックス形式のイメージの再分割に比べて６個の隣接部分を有しており、それによって最初のイメージの部分からそのイメージに接近して取り囲む領域に目を適応させるときにより一様な遷移性を与えるという利点がある。
【００７３】
イメージの部分３６１は予め処理されたイメージ・データ、特に縮小・拡大（スケーリング）された、複数の軸を中心として回転（ローテーション）または写しだされたイメージ・データ、特にレンズ・アレーのイメージ表示効果に対する補正に関して予め処理されたイメージ・データを含んでいてもよい。この場合、イメージの部分は２次元イメージ・パターン上に実際に存在するモザイクを形成する。図１２ａから分かるように、イメージの部分３６１ａの幾つかは全体的に殆ど構成要素をもたないイメージ情報を含み、他のイメージの部分３６１ｂは特に多くの構成要素を含んでいる。
【００７４】
図１２ａに示す例では、イメージの部分の格子は、最初は実際にはイメージ・パターンそのものの中に配置されておらず、その上に配置されたレンズ・アレーによってのみ識別できるものである。このための配列例が図１２ｂに側面図の形式で示されている。２次元イメージはディスプレイ３７０上、例えば陰極線管の蛍光面または平板スクリーンの液晶マトリックス上に現われ、表示面３７５を通して観察される。単焦点レンズ・アレー３６０が表示面３７５上に配置されており、これは一連のフレネル・レンズまたは６角形またはマトリックス状に配列されたゾーン・プレートを含む透明シートの形式のものでよい。透明なシート自体は接着力によって、静電力によって、または透明な接着性フィルムによって表示面状にしっかりと固着される。レンズ・アレーの各レンズ素子３６５は、その下に配置されたイメージの部分３６１を、当該イメージの部分３６１がこの処理方法で拡大されてディスプレイ３７０の前面または背面に現われるような態様で写し出される。従って、レンズ素子３６５は、表示面がレンズ・アレーの個々の焦点の僅かに前または僅かに後に配置されるように設計されている。
【００７５】
このことは図１３ａ乃至１３ｃにさらに詳細に示されている。これらの図は図１２ａに示されている２次元の原イメージ２００から取り出されたイメージの細部２００ａを示す。このイメージの細部２００ａの変形はレンズ・アレー３６０および局部レンズ素子によって生成されたものである。
【００７６】
イメージの細部２００ａは、ディスプレイ３７０上に表示された図１２ａの２次元の原イメージ２００の非変形部分によって形成されている。図１３ｂでは、イメージの細部２００ａは例えばイメージの４個の部分３６１よりなる配列に再分割されている。この場合、左側の２個のイメージの部分３６１ａはそれぞれ相対的に構成要素を殆ど含まない広々としたイメージの背景情報を含んでおり、一方、右側のイメージの部分３６１は多くの構成要素を含み、明らかにイメージの前景に配置された内容を示している。
【００７７】
図１３ｃに例示されているように、これらの各イメージの部分はレンズ素子３６５によって拡大されたイメージである。図１３ｃに例として示された図では集束作用を有するレンズ素子３６５を使用したときの拡大率は約１：２である。広々としたイメージの背景を含み、構成要素を殆ど含まないイメージの左側部分３６１ａは、たとえレンズ・アレーによって拡大されていても構成要素がないために適応性のある刺激を殆ど生じさせない。一方、図１３ｃの右側部分２つのイメージの部分３６１ｂは表示されたイメージの内容に対して目を適応させる構成要素を含んでいる。このことにより、図１３ｃからは観察者にとって左側のイメージの部分３６１ａの内容よりもはるかにきめ細かく見える右側のイメージの部分の内容３６１ｂを生じさせることができる。適宜好都合な大きさをもった個々のイメージの部分３６１を用いることにより、イメージの処理期間中にレンズ・アレーによって発生するギャップは、生理学的な視覚的認知器官の働きによって補正され、平均化される。
【００７８】
図１３ａ〜１３ｃに示す典型的な実施の形態では、イメージの部分３６１のイメージ表示（イメージング）は水平方向および垂直方向にミラー表示されるようにする。原則として、この効果に対応する２つの可能な方法がある。第１の方法では、２次元の原イメージ・パターンの個々のイメージの部分は、前述のイメージ処理法、特にスケーリング（拡大・縮小）され、また水平方向および垂直方向にミラー処理されて、それらのイメージ表示は再度最初の原イメージに戻る。予備的なスケーリングおよびミラーリング処理の強さは、レンズ・アレーの拡大率を基にして、またバーチャル３次元イメージ・モデルから引き出された表示される対象物の位置を基にして導き出され、これは予めイメージの部分に与えられる。
【００７９】
例えば一様なイメージの背景上の文字・記号（キャラクタ）や単純な幾何学的構造物のような、特に単純なイメージ画像用として使用することができる第２の選択肢では、レンズ・アレー中のレンズ素子の数、配列および大きさは、イメージ表示係数が全イメージに対して重要でないように選択される。特この実施の形態では、ある場合には計算による集中的なイメージ準備作業を必要とせず、レンズ・アレーなしに何の問題もなく３次元イメージ・パターンを認識することができるという効果を奏することができる。イメージ２００は単焦点レンズ・アレーなしに通常の２次元イメージとして作用し、一方レンズ・アレーを使用すると、千鳥状の奥行き効果をもっているように見えるイメージを生成することができる。この場合、奥行き効果は単にレンズ・アレーを適合させることによって、すなわち非常に簡単な手段によって生成される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の方法のプログラムを概略的に示したフローチャートの一例の第１の部分を示す図である。
【図２】端縁（エッジ）認識用のフローチャートの一例を示す図である。
【図３】本発明の方法のプログラムを概略的に示したフローチャートの一例の第２の部分を示す図である。
【図４】端縁認識を実行するための選択メニューの一例を示す図である。
【図５ａ】原イメージ（映像）の一例を示す図である。
【図５ｂ】図５ａに示す原イメージの例について実行された端縁認識の結果としての端縁指示イメージの一例を示す図である。
【図６ａ】図５ｂに示す端縁指示イメージについて実行されたソフト描画の結果の一例を示す図である。
【図６ｂ】図６ａに示す端縁指示イメージについて実行された色調値補正の結果の一例を示す図である。
【図７ａ】固定点特定用の選択メニューの一例を示す図である。
【図７ｂ】固定点が特定されたイメージの一例を示す図である。
【図８ａ】概略的な２次元の原イメージにおける図式対象物用の一例を概略的に示す図である。
【図８ｂ】図８ａに示す図式対象物に対する奥行き面の関係の一例、および図８ａのＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面に沿ったバーチャル３次元イメージ・モデルの発生を概略的に示した図である。
【図９ａ】図８ａおよび８ｂのＡ−Ａ線に沿ったバーチャル３次元イメージ・モデルのバーチャル２眼視界および投影を概略的に示した図である。
【図９ｂ】図８ａおよび８ｂのＢ−Ｂ線に沿ったバーチャル３次元イメージ・モデルのバーチャル２眼視界および投影を概略的に示した図である。
【図１０】図９ａに示すＡ−Ａ線に沿う観察角度の例からのバーチャル単一イメージの発生の一例を概略的に示した図である。
【図１１ａ】図５ａに示す原イメージを使用した観察角度の異なる個々のバーチャルイメージの一連の例を示す図である。
【図１１ｂ】付加の奥行き効果を有するイメージ表示（イメージング）法で使用される３次元イメージ・パターンの例において、図１１ａに示す個々のバーチャルイメージの組み合わせの一例を示す図である。
【図１２ａ−１２ｂ】２次元イメージ・パターンを説明するための例および２次元イメージ・パターン上に配置された単焦点レンズ・アレーの一例を示す図である。
【図１３ａ−１３ｃ】先の図面における単焦点レンズ・アレーによる２次元イメージの部分のイメージの例を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  原イメージ・データ
２０  原イメージ・データの読取り
３０  原イメージ・データの適応
４０  適応された原イメージ・データを一時的に記憶
５０  一時的に記憶されたデータ
６０  随時のカラー・チャンネル／カラー分布の変更
７０  グレー・スケールに変換
８０  端縁認識法
８１  イメージ・ピクセルのデータ
８２  イメージ・ピクセルの選択
８３  イメージ・ピクセルの輝度値読取り
８４  輝度値を増大させる
８５  輝度値が増大したイメージ・ピクセル
８６  輝度値を減少させる
８７  輝度値が減少したイメージ・ピクセル
８８  次のピクセルに進む
８９  端縁認識用イメージ・メニュー
９０  ソフト描画処理
１００  随時の色調値補正
１１０  固定点の特定
１２０  随時に別の固定点を設定
１３０  グレー・スケール・マスクを記憶
１４０  生成されたグレー・スケール・マスク
１５０  原イメージ・テクスチャを歪ませて、バーチャル３次元イメージ・モデルを生成し、個々のバーチャル・イメージを生成する
１６０  個々のバーチャル・イメージ
１７０  個々のバーチャル・イメージの組み合わせ
１８０  ３次元イメージ表示（イメージング）法用のイメージ・データ
２００  ２次元の原イメージの例
２００ａ  イメージの細部
２０８ａ  第１の個々のバーチャル・イメージ
２０８ｂ  第２の個々のバーチャル・イメージ
２０８ｃ  第３の個々のバーチャル・イメージ
２０８ｄ  第４の個々のバーチャル・イメージ
２０９  組み合わされた３次元イメージ・パターン
２０９ａ  組み合わされた３次元イメージ・パターンの拡大された細部
２１０  端縁指示イメージの例
２２０  端縁指示され、ソフト描画されたイメージの例
２３０  色調値補正され、ソフト描画されたイメージの例
２３９  固定点の特定メニュー
２４０  固定点が特定されたイメージ
２４１  ヒストグラム
２４２  グレー・スケール・ストリップ
２４３  インジケータ・ポインタ
２４４  選択インジケータ
２４５  輝度値の方向選択
３０１  原イメージ、概略化
３０３  第１の対象物
３０４  第２の対象物
３０５  第３の対象物
３０６  仮定された背景
３０７  バーチャル奥行き面を有するバーチャル・イメージ・フレームワーク
３０８  個々のバーチャル・イメージ
３５１  第１の観察角度をもった第１のバーチャル観察点
３５２  第２の観察角度をもった第２のバーチャル観察点
３６０  単焦点レンズ・アレー
３６１  イメージの部分
３６１ａ  イメージの部分
３６１ａ  構成要素が殆どないイメージの部分
３６１ｂ  構成要素の多いイメージの部分
３６５  レンズ素子
３７０  ディスプレイ
３７５  表示面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【国際調査報告】
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