(57)【要約】本発明は、処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させる方法及び装置にある。方法は、観察者の処方眼鏡に関する情報を供給するステップと、所与の方向について、供給された情報から、処方眼鏡によって生じる光偏向を表す値を計算するステップと、そのようにして計算された値の関数としてデプス調整値を推定するステップと、そのようにして推定されたデプス調整値に従って３Ｄコンテンツの奥行きを変更するステップとを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させる方法であって、
前記観察者の処方眼鏡に関する情報を供給するステップと、
所与の方向について、前記供給された情報から、前記処方眼鏡によって生じる光偏向を表す値を計算するステップと、
前記計算された値の関数としてデプス調整値を推定するステップと、
前記推定されたデプス調整値に従って前記３Ｄコンテンツの奥行きを変更するステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記光偏向を表す値は、角度において、又は原の角度方向に対する割合において、計算される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記デプス調整値は、前記光偏向を表す前記計算された値を補償するよう推定される、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記デプス調整値は、前記光偏向を表す前記計算された値を補償するよう変換行列によって推定される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記処方眼鏡は、前記観察者の近視を矯正することを目的とする、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記処方眼鏡は、前記観察者の遠視を矯正することを目的とする、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記観察者の処方眼鏡に関する情報は、前記観察者についての顔解析ソフトウェアの出力から推測される、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させる装置であって、
前記観察者の処方眼鏡に関する情報を供給する手段と、
所与の方向について、前記供給された情報から、前記処方眼鏡によって生じる光偏向を表す値を計算する手段と、
前記計算された値の関数としてデプス調整値を推定する手段と、
前記推定されたデプス調整値に従って前記３Ｄコンテンツの奥行きを変更する手段と
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼球疲労に対する処方眼鏡の特性の影響を考慮して、処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させることに係る。
【０００２】
本発明は、３Ｄテレビ及び３Ｄディスプレイにおける３Ｄコンテンツの分野に係る。
【背景技術】
【０００３】
３Ｄエクスペリエンスが個人個人で異なることは、広く認識されている。より具体的には、違いの一部は、例えば、近視又は遠視を矯正するために観察者によって装着されている処方眼鏡の使用に由来する。これは、処方眼鏡が、局所的にプリズム効果を有することで、空間における方向の認知を変えるためである。
【０００４】
アイレンズと組み合わされると、眼鏡レンズは、観察者の視野を、そして、結果として、場面を探る視線軌跡、を変更する分厚い光学系を形成する。
【０００５】
コンタクトレンズを装着することと比較すると、観察者は、同じ場面を探るのに必要とされる目の動きがそれらの振幅において変更される異なった認知状態にある。
【０００６】
今日、多くの場合において、観察者によって装着されている処方眼鏡に応じたコンテンツの調整は存在しない。３Ｄシネマのためのコンテンツショットは、正確に同じピクチャによりＤＶＤ／ＢＤにおいてまさに複製される。
【０００７】
科学的プロジェクトは、表示ジオメトリに応じてコンテンツを変更するための変換を探求しており、幾つかの解決法は、心理視覚的又は統計的なテストに基づき比較されている。平均的な解決法（すなわち、正視眼を有する観察者のための解決法）は、眼間距離、画面までの観察者の距離、及び３Ｄテレビのサイズといったパラメータを考慮しながらそれらの検討から明らかになる。場合によっては、場面において最も近く又は最も遠くに表示されるオブジェクトのようなコンテンツ特性も考慮される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
観察者の特性は、想定されるコンテンツ変換において利用されない。
【０００９】
疲れを減らすよう、３Ｄコンテンツの適応が提案され得る。そのような適応は、ビュー補間方法である。
【００１０】
本発明の方法の目標は、平均的な観察者に関して彼らの潜在的な眼球疲労のより良い推定とともに、矯正用眼鏡を身につけている観察者のためのエクスペリエンスの品質を改善することである。改善された３Ｄコンテンツ適応プロセスは、観察者の視力矯正特性を考慮する。そのような特性は、観察者の処方眼鏡の処方から推定可能であり、観察者ごとに固有のデータである。観察者ごとのデータは、個人パラメータとして、対応する３ＤＴＶのメモリ、又は関連する装置において記憶され得る。観察者は、自動的又はインタラクティブな手段によって識別され得る。
【００１１】
本発明の目的は、処方眼鏡を装着した観察者のための３Ｄ強さの不足した減衰又は過度の減衰を回避することである。注意のために、３Ｄ強さは、左右の画像視差に関連した基準である。実際に、３Ｄ強さは、観察者によって認知される奥行き効果の強さに対応する。従って、観察者が左右視差なしで２Ｄコンテンツを表示される場合に、それは、３Ｄ強さが零であることを意味し、観察者が３Ｄコンテンツを見る場合に、場面が深く見えれば見えるほど、３Ｄ強さの値はますます大きくなる。観察者のカテゴリに関し、３Ｄ強さ適応の不足した減衰は、依然として過度の輻輳又は開散刺激による不快感及び疲労の原因を残す。観察者の他のカテゴリに関し、３Ｄ強さ適応の過度の減衰は、３Ｄ映画を見る場合に観察者のエクスペリエンスの品質を過剰におとしめる（過度に平板化された場面）。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させる方法にある。本発明の方法は、前記観察者の処方眼鏡に関する情報を供給するステップと、該供給された情報に対応する刺激振幅を評価するステップと、該評価された刺激振幅の関数として前記３Ｄコンテンツの３Ｄ強さの変化を決定するステップと、該決定された３Ｄ強さの変化に従って前記３Ｄコンテンツの奥行きを変更するステップとを有する。
【００１３】
処方眼鏡の特性に応じて３Ｄコンテンツを適応させることは、１つの場合では、疲労又は不快感の理由を減らし、他の場合では、３Ｄ場面の認知される品質を改善する。
【００１４】
本発明の態様に従って、過度の又は不足した刺激の刺激振幅は、眼鏡によって生じる光偏向に起因しており、眼鏡の光軸に対する所与の主光線方向について、角度において計算され、又は光偏向に対する割合において計算される。
【００１５】
本発明の態様に従って、３Ｄ強さの変化は、前記計算された刺激振幅を補償するよう予測され、又は前記計算された刺激振幅を補償するよう変換行列によって決定される。
【００１６】
本発明の態様に従って、処方眼鏡は、近視を矯正すること又は遠視を矯正することを目的とする。本発明はまた、屈折左右不同症によって影響を及ぼされている人々にとっても有用であり得る。
【００１７】
本発明の態様に従って、観察者の処方眼鏡に関する情報は、観察者の視力矯正のパラメータを決定するための顔解析モジュールの出力から推測される。よって、本発明は、観察者についての余分のパラメータを入力する必要がない。観察者は、自身が装着している処方眼鏡に関するパラメータを知っている必要がない。これは、この情報が顔解析モジュールから推測されるためである。
【００１８】
本発明の上記及び他の態様は、添付の図面を参照して、それらの実例となる実施形態の下記の詳細な説明によってより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】被観測点の認知方向に対する収束眼鏡レンズの影響を示すスキーマを表す。
【図２】矯正用眼鏡のデータに応じた３Ｄビデオ調整の本発明の方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
慣行に従って、３Ｄ投影ジオメトリは、裸眼の観察者、及び網膜の輪郭を表す面上の３Ｄ構造の中心射影（ピンホールモデル）を想定する。
【００２１】
しかしながら、いずれ分かるように、視覚経路上に処方眼鏡を挿入することは、光線のルートを変更し、単純な中心射影の前提を無効にする。単純な中心射影はもはや、人間の視覚のための正確なモデルではない。
【００２２】
本発明は、３Ｄ強さ適応を調整するために、処方眼鏡による光路変更の影響を考慮するよう意図する。観察者の自然の３Ｄ認知との表示３Ｄビデオのより良い対応、場面を理解するためのより少ない努力又は疲労、及び最終的により良い満足が期待される。
【００２３】
本発明を使用する製品は、観察者の処方眼鏡に関する情報を入力として必要とする。これは、例えば、ユーザインターフェースを介して問い合わせられ、又はユーザプロファイルによって提供される。それはまた、顔解析ソフトウェアの出力であることができる。
【００２４】
本発明の３Ｄ強さ調整画像プロセッシングの振幅は、処方眼鏡の情報として提供されるデータに依存する。
【００２５】
眼球疲労に対する矯正用眼鏡の影響に関する更なる詳細は、この段落において、ａ＋４Ｄ（ジオプトリ（diopter））遠視を矯正する眼鏡を例として与えられる。異なる矯正力による又は近視矯正用眼鏡による同様の例が使用されてよい。
【００２６】
図１は、被観測点の認知方向に対する収束眼鏡レンズの影響を示すスキーマを表す。収束眼鏡レンズは、観察者の目によって見られる画像の角度視差値に直接提供を与える。
【００２７】
実際に、図１は、遠視（又は遠眼）矯正に対応し、眼の観察方向を変更する収束眼鏡レンズの例を表す。固定された頭部位置、よって、眼鏡レンズの光軸についての固定された方向を考えると、眼球は、被観測点の原のθＡ角度方向よりも大きい角度θＡ’を回転しなければならない。
【００２８】
矯正眼鏡レンズの焦点長さｆ’＝バーＯＦ’を考えると、眼球の半径ｒ及び眼球表面（角膜）から眼鏡レンズの光心までの距離ｅは、次のようにθＡから計算され得る。
【００２９】
Ａ’が眼球の回転中心であり、Ａが眼鏡レンズを通るその共役であると考えると、よって；
【００３０】
【数１】
2015529029.tif 000003
そのとき、次が得られる：
【００３１】
【数２】
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レンズ眼鏡主平面と被観測点の方向との間の交点としてＩを導入することは、次のものとして読者に役立つ：
【００３２】
【数３】
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この導出は近軸の場合（ガウス近似）において行われるが、それは、視角が矯正用眼鏡の装着時に変更され得る大きさの程度を表す。実際の眼鏡は、それらの厚さ、屈折率、及び湾曲の表面半径により、わずかに異なる空間のひずみを導入する。
【００３３】
ａ＋４Ｄの観察者が装着している眼鏡に対応する同じ計算条件において、表１は、焦点長さｆ’＝バーＯＦ’＝２５０ｍｍによる且つ典型的な眼球半径ｒ＝９ｍｍ及びレンズ−角膜間距離ｅ＝１４ｍｍについてのａ＋４Ｄ矯正のための被観測点の角度方向の変化を表す。
【００３４】
【表１】
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この表からは、そのような遠視の観察者の眼運動系は、眼鏡をかけない観察者又はコンタクトレンズを装着した同じ観察者よりも刺激されることが評価され得る。最後の２つの列は、角度（最大２．４５°）及び割合（８乃至１０％）において、過度の刺激の振幅を与える。この過度の刺激は、場合により、眼鏡を装着している遠視の人にとって過度に眼筋疲労を生じるよう２つの眼に影響を与える。
【００３５】
効果の有意性を評価するよう、表２は、典型的な３Ｄビューイング設定におけるディスプレイ上の点の最大角度位置を示す。
【００３６】
【表２】
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観察者から３ｍ離れた１ｍ幅のテレビに関し、点の最大角度位置は９．５°である。ａ＋４Ｄ被矯正観察者について表１によって与えられる対応する角度変化は約９．９％である。観察者から１５ｍ離れた１０ｍ幅の映画に関し、点の最大角度位置は１８．４°である。ａ＋４Ｄ被矯正観察者について表１によって与えられる対応する角度変化は約９．２％である。
【００３７】
よって、角度又は割合におけるこのような評価される過度刺激情報は、３Ｄビデオ信号に作用する３Ｄ強さ調整モジュールを適応させるために使用され得る（図２参照）。
【００３８】
・第１のモジュールは、観察者によって与えられるデータから上記のように角度又は割合においてΔθＡを評価する。
【００３９】
・次いで、心理視覚テストのおかげで、眼球疲労における過度の眼筋刺激のモデルが、眼鏡レンズによる効果を補償するのに必要な３Ｄ強さ変更を予測するよう生成され得る。割合ｄＺ％におけるこの３Ｄ強さ変更は、ΔθＡの関数として生成される。代替的に、変換行列が、同じ目的により形成され得る。
【００４０】
・最後に、３Ｄ強さ調整処理は、計算された推定デプス調整ｄＺ％に従って３Ｄビデオコンテンツを変更する。当業者は、調整された奥行きを持った３Ｄコンテンツを取得するために、例えば、国際公開第２０１２／１５６４８９号パンフレットにおいて又は欧州特許出願公開第２５４７１０９号において又はSMPTE（Society  of  Motion  Picture  and  Television  Engineers）  2011  conferenceの会報において公開されているD.  Doyan等による“The  Use  of  a  Dense  Disparity  Map  to  Enhance  Quality  of  Experience  in  Stereoscopic  3D  Content”において記載されている技術を使用してよい。
【００４１】
近視（近眼）の場合に関し、眼運動系は、観察者がコンタクトレンズを装着している状況と比較して不十分に刺激される。この場合に、３Ｄ強さ調整は、同じ疲労推定のために更なる奥行き提供するように駆動され得る。そうするためのプロセスは、遠視について上述されたのと同じである。
【００４２】
最適化は、単身観察者の状況に最適に適用する。複数人の観察者の場合に、取得された３Ｄ強さ調整の結合が実行され得る。結合は、例えば、平均若しくは平方平均、又は筋肉刺激の減退を潜在的に特別扱いする更に複雑な式であることができる。
【００４３】
表３は、ｅ＝１４ｍｍ、ｒ＝９ｍｍ及びバーＯＡ’＝２３ｍｍにより、強い遠視乃至強い近視に対応する＋５Ｄ乃至−５Ｄの範囲にある異なる矯正レベルについて、眼鏡レンズ光軸のθＡ＝２０°での被観測点の角度方向の変化を表す。被観測点の２０°のこの方向についての変化（例えば、矢状面を基準とする。）は、コンタクトレンズを装着した観察者と比較して更なる努力が必要とされる＋１１．８％の角度差から、それほど努力が必要とされない−９．６％の角度差までの範囲に及ぶ。
【００４４】
【表３】
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潜在的な用途は、眼球疲労がより少なく且つ３Ｄコンテンツの視覚化においてより高い品質を伴う３ＤＴＶ又は３Ｄディスプレイに対する３Ｄ画像認知の改善の分野にある。
【００４５】
図２は、本発明に対応する、収束眼鏡のデータに応じた３Ｄビデオ調整の方法を説明するためのブロック図である。
【００４６】
方法のステップ１は、ｅ，ｒ及びｆ’である観察者の矯正用眼鏡のデータを取得することにある。ｅは角膜から眼鏡レンズの間の距離であり、ｒは眼球半径であり、ｆ’は矯正用眼鏡の焦点長さである。それらの観察者の矯正用眼鏡のデータは、観察者の処方眼鏡に関する情報に対応する。それらは、明示的に決定されるか、あるいは、単に、そのような方法を実行する装置へ提供され得る。第２のステップは、眼球運動の過度の又は不足した刺激効果を評価することにある。特別の刺激（過度又は不足）のこの評価は、眼鏡によって生じる変更に対応する眼鏡レンズの光軸に対する観察者の視軸の方向によって形成される角度の変化に対応する割合において行われる。なお、観察者は、この過度の又は不足した刺激による眼球疲労に苦しむ。従って、そのような第２のステップは、所与の方向について、供給された情報から、眼鏡によって生じる光偏向を表す値を計算するステップと見なされ得る。
【００４７】
ステップ３において、この過度の又は不足した刺激が評価されると、眼球疲労に対応するこの評価された特別の刺激と、レンダリングされるべき３Ｄコンテンツの３Ｄ強さとの間の変換行列が作られる。そのようなステップ３は、（ステップ２で）計算された値を考慮することによってデプス調整値を推定するステップと見なされ得る。結果として、ステップ４において、３Ｄ強さ調整は、原の奥行きのうちの割合における変化に対応して原の３Ｄビデオコンテンツに適用され、よって、眼球疲労を軽減するために３Ｄ場面の認知される品質を改善するよう補正された３Ｄビデオコンテンツを定義する。よって、そのようなステップ４は、推定されたデプス調整値に従って３Ｄコンテンツの奥行きを変更するステップと見なされ得る。
【００４８】
本発明の他の実施形態では、処方眼鏡を装着している観察者に３Ｄコンテンツを適応させる装置が提案される。そのような装置は、該装置が、
・前記観察者の処方眼鏡に関する情報を供給する手段と、
・所与の方向について、前記供給された情報から、前記処方眼鏡によって生じる光偏向を表す値を計算する手段と、
・前記計算された値の関数としてデプス調整値を推定する手段と、
・前記推定されたデプス調整値に従って前記３Ｄコンテンツの奥行きを変更する手段と
を有する点で、注目すべきである。
【００４９】
本発明の一実施形態において、３Ｄコンテンツを適応させるそのような装置は、３ＤＴＶセット又は３Ｄディスプレイに含まれてよい。上述されたように、そのような３Ｄテレビセット又は３Ｄディスプレイは、夫々の観察者に関連するデータ（特に、ユーザの処方眼鏡に関する情報）を記憶することができるメモリを更に有することができる。
【００５０】
代替の実施形態では、３Ｄコンテンツを適応されるそのような装置は、メモリユニット（例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）ブロック及び／又はＲＯＭ（Read  Only  Memory）ブロック）と、計算ユニット（例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）ブロック）とを有することができる。電源投入後、計算ユニットは、ＲＯＭブロックにおいて（又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically-Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）ブロック又はフラッシュブロックのような他の永続的なメモリにおいて）記憶されている命令を実行することができる。実際に、それらの命令は、ＲＯＭ又は外部メモリからロードされて、計算ユニットによって実行される。
【００５１】
代替の実施形態では、上記の、３Ｄコンテンツを適応させる方法のステップの幾つか又は全ては、プログラム可能なＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）コンポーネント又はＡＳＩＣ（Application-Specific  Integrated  Circuit）コンポーネントにおいてハードウェアで実施され得る。
【００５２】
代替の実施形態では、上記の、３Ｄコンテンツを適応させる方法のステップの幾つか又は全ては、メモリユニット及び処理ユニットを有する電子装置で実行され得る。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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