(57)【要約】【課題】簡易な演算により物体の立体感を向上させて画面上に表示させることが可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算部と、前記描画位置計算部が計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画部と、を備える、画像処理装置が提供される。【選択図】図１
2012053741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算部と、
前記描画位置計算部が計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画部と、
を備える、画像処理装置。
【請求項２】
画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割して、２以上の画像からなる画像の組を生成する画像分割部をさらに備え、
前記描画位置計算部は、前記画像分割部が生成した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像分割部は、前記画像の組を生成する際に、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれを算出する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像分割部が生成した２以上の画像からなる画像の組を保存する画像保存部をさらに備え、
前記描画位置計算部は、前記画像保存部に保存された２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像分割部は、生成した画像を前記画像保存部へ保存する際に、画面に立体画像として表示しようとする形状を識別する情報と紐付けて保存する、請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像分割部は、前記画像の組を生成する際に、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれを算出し、算出した結果を前記画像保存部へ保存する、請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記描画位置計算部は、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれから、３番目以降に奥にある画像の描画位置を計算する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記描画位置のずれについての情報は、予め前記画像の組に付加されている、請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記描画位置計算部が実行する、立体画像として表示させるための各画像の描画位置の計算は、所定の視差が付いた右目用画像及び左目用画像の描画位置の計算である、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算ステップと、
前記描画位置計算ステップが計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画ステップと、
を備える、画像処理方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算ステップと、
前記描画位置計算ステップが計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画ステップと、
を実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
時分割駆動方式による映像表示装置は、複数の映像ストリームを時分割的に順次切り換えて出力する映像表示装置である。このような時分割駆動方式を用いた映像表示装置として、いわゆるシャッタ眼鏡を用いた時分割立体映像表示システム（例えば、特許文献１〜３参照）や、シャッタ眼鏡を用いて複数の観察者が画面を分割することなく異なる映像を観察するマルチ映像表示システム等が挙げられる。
【０００３】
人間は、右眼と左眼とで捉えた２次元網膜映像の違い（両眼視差）から、複数の奥行き手掛かりを抽出・統合することにより、３次元情報を知覚し、物体を３次元的な立体映像として認識している。眼球の回転運動は、視線の交差角である輻輳角を変化させ、人間はこれを基に物体までの距離を判断し空間を３次元的に認識している。この原理を利用して画像を立体的に見せることを立体視と言い、左右眼用画像を一枚ずつ使って表示したものを立体画像、左右目用画像を複数枚ずつ用意し、それらを連続的に変化させたものを立体映像と呼ぶ。また、それらを表示できる装置が立体映像表示装置である。
【０００４】
時分割立体映像表示システムは、左眼用映像及び右眼用映像を非常に短い周期で画面全体に交互に表示すると同時に、左眼用映像及び右眼用映像の表示周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する立体映像表示装置を用いた映像表示システムである。例えば、シャッタ眼鏡方式は、左眼用映像が表示される間はシャッタ眼鏡の左眼部が光を透過させ、右眼部が遮光する。また、右眼用映像が表示される間はシャッタ眼鏡の右眼部が光を透過させ、左眼部が遮光する。
【０００５】
任意の物体を立体表示するためには、その物体を右眼の位置から見た画像と左眼の位置から見た画像の２種類の画像の生成が必要となる。このような左右眼用画像の生成は、従来２種類の対応が行われている。
【０００６】
第１の手法は、物体の三次元形状データや視聴者の左右の視点位置を用意し、それらの位置関係に基づいた計算により厳密な両眼視差を持つ左右眼用画像を描画する手法である。この手法では、厳密な視差計算により画像が生成されているため自然な立体感を持った左右眼用画像を作成することが可能となる。
【０００７】
第２の手法は、左右眼用の画像を別々に用意するのではなく、同一の画像を右眼用、左眼用にずらして表示することで画像に立体感を付加する手法である。この手法は通常の二次元画像の描画方法をそのまま使うことができるため、高い計算コストを必要とせず多くの機器上で実現が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３８３８４号公報
【特許文献２】特開２０００−３６９６９号公報
【特許文献３】特開２００３−４５３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記第１の手法は、厳密な視差計算により画像が生成されているため自然な立体感を持った左右眼用画像を作成することが可能になる一方で、視差を求めるために三次元の計算・描画処理を行っており、高い計算コストや描画のための専用のハードウェア等が必要となってしまう。そのため、テレビなどの限られた処理能力しかもたない電気機器では実現が難しく、この手法の適応範囲は、高性能のＣＰＵやグラフィックボードを備えるＰＣ等の高い処理能力を持った機器に限定されてしまう。
【００１０】
また、上記第２の手法は、高い計算コストを必要とせず多くの機器上で実現が可能となる一方で、左右の眼に写す画像がまったく同じものになるため、厳密な立体像ではなく、平面的な画像が空間上に浮かび上がっているように見えてしまうという問題点がある。
【００１１】
従って、立体映像を表示できる立体映像表示装置において、高い計算コストを必要とせず、より立体感を向上させる手法が求められている。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡易な演算により物体の立体感を向上させて画面上に表示させることが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算部と、前記描画位置計算部が計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画部と、を備える、画像処理装置が提供される。
【００１４】
上記画像処理装置は、画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割して、２以上の画像からなる画像の組を生成する画像分割部をさらに備え、前記描画位置計算部は、前記画像分割部が生成した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算するようにしてもよい。
【００１５】
前記画像分割部は、前記画像の組を生成する際に、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれを算出するようにしてもよい。
【００１６】
上記画像処理装置は、前記画像分割部が生成した２以上の画像からなる画像の組を保存する画像保存部をさらに備え、前記描画位置計算部は、前記画像保存部に保存された２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算するようにしてもよい。
【００１７】
前記画像分割部は、生成した画像を前記画像保存部へ保存する際に、画面に立体画像として表示しようとする形状を識別する情報と紐付けて保存するようにしてもよい。
【００１８】
前記画像分割部は、前記画像の組を生成する際に、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれを算出し、算出した結果を前記画像保存部へ保存するようにしてもよい。
【００１９】
前記描画位置計算部は、前記画像の組における奥行き方向の間隔と、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれから、３番目以降に奥にある画像の描画位置を計算するようにしてもよい。
【００２０】
前記描画位置のずれについての情報は、予め前記画像の組に付加されているようにしてもよい。
【００２１】
前記描画位置計算部が実行する、立体画像として表示させるための各画像の描画位置の計算は、所定の視差が付いた右目用画像及び左目用画像の描画位置の計算であってもよい。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算ステップと、前記描画位置計算ステップが計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画ステップと、を備える、画像処理方法が提供される。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、画面に立体画像として表示しようとする形状を奥行き方向に所定の間隔で分割した２以上の画像からなる画像の組に対して、画面に立体画像として表示させるために各画像の描画位置を計算する描画位置計算ステップと、前記描画位置計算ステップが計算した描画位置に、前記画像の組の各画像を描画する画像描画ステップと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、簡易な演算により物体の立体感を向上させて画面上に表示させることが可能な、新規かつ改良された画像処理装置、画像処理方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】立体表示装置による立体視の原理を示す説明図である。
【図２】立体表示装置による立体視の原理を示す説明図である。
【図３】立体表示装置による立体視の原理を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる映像表示システム１０の構成を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成を示す説明図である。
【図７Ａ】画像表示部１１０に立体画像として表示したい形状の例を示す説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示したポットの画像１６０を、奥行き方向に所定の間隔で分割した画像の様子を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作を示す流れ図である。
【図９】描画位置計算部１２１による画像の描画位置の計算処理について説明する説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．立体視の原理＞
＜２．本発明の一実施形態＞
［２−１．本発明の一実施形態にかかる映像表示システムの構成］
［２−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
［２−３．本発明の一実施形態にかかる表示装置の動作］
＜３．まとめ＞
【００２８】
＜１．立体視の原理＞
まず、図面を参照しながら立体表示装置による立体視の原理について説明する。人間は、図１のように右眼と左眼でとらえた２次元網膜映像の違い（両眼視差）から、複数の奥行き手掛かりを抽出・統合することにより３次元情報を知覚し、物体を３次元的な立体映像として認識している。
【００２９】
眼球の回転運動は図１に示した輻輳角を変化させ、人間はこれをもとに物体までの距離を判断し空間を３次元的に認識している。輻湊角とは、図１に示すように、視線の交差角である。この人間の特性を利用して、図２のように左右眼用に視差をつけた二つの二次元画像用意し、それぞれを右眼、左眼に別々に映すと、その輻湊角から図３のように物体までの距離を錯覚し画像を立体的に認識することができる。視差とは、図２で示すように左右眼用画像のずれ量である。この原理を利用して画像を立体的に見せることができる。
【００３０】
＜２．本発明の一実施形態＞
［２−１．本発明の一実施形態にかかる映像表示システムの構成］
以下において、本発明の一実施形態にかかる映像表示システムについて説明する。まず、本発明の一実施形態にかかる映像表示システムの構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態にかかる映像表示システム１０の構成を示す説明図である。また、図４には、表示装置１００と、表示装置１００が表示する画像を観察者が立体的な画像として知覚するために用いるシャッタ眼鏡２００も併せて示している。表示装置１００とシャッタ眼鏡２００とで、映像表示システム１０を構成する。
【００３１】
図４に示した表示装置１００は、画像の表示が行われる画像表示部１１０を備えている。表示装置１００は、通常の画像を画像表示部１１０に表示するだけではなく、観察者に立体的な画像として知覚させる三次元画像を画像表示部１１０に表示することが可能な装置である。
【００３２】
画像表示部１１０の構成については詳述するが、ここで簡単に説明すると、画像表示部１１０は、光源、液晶パネル、及び液晶パネルを挟んで設けられる一対の偏光板を含んで構成される。光源からの光は液晶パネル及び偏光板を透過することで所定の方向に偏光された光となる。
【００３３】
シャッタ眼鏡２００は、例えば液晶シャッタからなる右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を含んで構成されている。シャッタ眼鏡２００は、表示装置１００から送出される信号に応じて、それぞれ液晶シャッタからなる右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４の開閉動作を実行する。右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４の開閉動作はシャッタ制御部１３０が実行する。観察者は、シャッタ眼鏡２００の右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を通して、画像表示部１１０から発する光を見ることで、画像表示部１１０に表示される画像を立体的な画像として知覚することが出来る。
【００３４】
一方、通常の画像が画像表示部１１０に表示されている場合は、観察者はそのまま画像表示部１１０から出射される光を見ることで、通常の画像として知覚することができる。
【００３５】
なお、図４では、表示装置１００をテレビ受像機として図示していたが、本発明においては、表示装置の形状はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、本発明の表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータその他の電子機器と接続して用いられるモニタであってもよく、携帯型のゲーム機であってもよく、携帯電話や携帯型の音楽再生装置であってもよい。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態にかかる映像表示システム１０の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。
【００３７】
［２−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
図５は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。以下、図５を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。
【００３８】
図５に示したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、画像表示部１１０と、映像信号制御部１２０と、シャッタ制御部１３０と、タイミング制御部１４０と、メモリ１５０と、バックライト制御部１５５と、を含んで構成される。
【００３９】
画像表示部１１０は、上述したように画像の表示が行われるものであり、外部から信号が印加されると、印加された信号に応じた画像の表示が行われる。画像表示部１１０は、表示パネル１１２と、ゲートドライバ１１３と、データドライバ１１４と、バックライト１１５と、を含んで構成される。
【００４０】
表示パネル１１２は、外部からの信号の印加に応じて画像を表示するものである。表示パネル１１２は、複数の走査線に対する順次走査により画像を表示する。表示パネル１１２は、ガラス等の透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されている。表示パネル１１２の駆動方式は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であってもよく、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式であってもよく、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であってもよい。以下の説明では、表示パネル１１２の駆動方式は、特に断りが無ければＶＡ方式であるとして説明するが、本発明においてはかかる例に限られないことはいうまでも無い。なお、本実施形態にかかる表示パネル１１２は、高速なフレームレート（例えば１２０Ｈｚや２４０Ｈｚ）で画面の書き換えが可能な表示パネルである。そして、本実施形態では、右目用の画像と左目用の画像を、表示パネル１１２に所定のタイミングで交互に表示させることで、観察者に立体的な画像として知覚させることができる。
【００４１】
ゲートドライバ１１３は、表示パネル１１２のゲートバスライン（図示せず）を駆動するためのドライバである。ゲートドライバ１１３にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、ゲートドライバ１１３はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてゲートバスラインへ信号を出力する。
【００４２】
データドライバ１１４は、表示パネル１１２のデータ線（図示せず）に印加するための信号を生成するためのドライバである。データドライバ１１４にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、データドライバ１１４はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてデータ線へ印加する信号を生成して出力する。
【００４３】
バックライト１１５は、観察者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられるものである。画像表示部１１０に画像を表示する際には、バックライト１１５からは偏光されていない（無偏光の）白色光が観察者側に位置する表示パネル１１２に出射される。バックライト１１５としては、例えば発光ダイオードを用いても良く、冷陰極管を用いてもよい。なお、図２では、バックライト１１５として面光源を示しているが、本発明においては光源の形態はかかる例に限定されない。例えば、表示パネル１１２の周辺部に光源を配置し、当該光源からの光を拡散板等で拡散することで表示パネル１１２に光を出射してもよい。また例えば、面光源の替わりに点光源と集光レンズを組み合わせてもよい。
【００４４】
映像信号制御部１２０は、映像信号制御部１２０の外部からの映像信号の伝送を受けると、受け取った映像信号を、画像表示部１１０における三次元画像の表示に適したものとなるように各種信号処理を実行して出力するものである。映像信号制御部１２０で信号処理が施された映像信号はタイミング制御部１４０に伝送される。また、映像信号制御部１２０で信号処理が実行されると、信号処理に応じてシャッタ制御部１３０に所定の信号を伝送する。映像信号制御部１２０における信号処理としては、例えば以下のようなものがある。
【００４５】
映像信号制御部１２０に、右目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（右目用映像信号）と、左目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（左目用映像信号）が伝送されると、映像信号制御部１２０は２つの映像信号から三次元画像のための映像信号を生成する。本実施形態においては、映像信号制御部１２０は、入力される右目用映像信号及び左目用映像信号から、表示パネル１１２に右目用画像→左目用画像→右目用画像→左目用画像→・・・の順で時分割に表示させるための映像信号を生成する。ここで、左目用画像と右目用画像をそれぞれ複数フレームずつ繰り返して表示させる場合もあり、この場合においては、映像信号制御部１２０は、例えば右目用画像→右目用画像→左目用画像→左目用画像→右目用画像→右目用画像→・・・の順に表示させるための映像信号を生成する。
【００４６】
シャッタ制御部１３０は、映像信号制御部１２０における信号処理に基づいて生成される所定の信号の伝送を受け、当該信号に応じてシャッタ眼鏡２００のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号を生成するものである。シャッタ眼鏡２００では、シャッタ制御部１３０で生成され、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく無線によって発せされるシャッタ制御信号に基づいて、右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４の開閉動作が実行される。バックライト制御部１５５は、映像信号制御部１２０における信号処理に基づいて生成される所定の信号の伝送を受け、当該信号に応じてバックライトの点灯動作を制御するバックライト制御信号を生成するものである。
【００４７】
タイミング制御部１４０は、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じて、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４の動作に用いられるパルス信号を生成するものである。タイミング制御部１４０でパルス信号を生成して、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４がタイミング制御部１４０で生成されたパルス信号を受けることで、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じた画像が表示パネル１１２に画像が表示される。
【００４８】
メモリ１５０は、表示装置１００を動作させるためのコンピュータプログラムや、表示装置１００の各種設定等が格納されるものである。そして、本実施形態では、画像表示部１１０に立体画像として表示させようとする画像（例えばアイコン画像等）のデータが格納されている。映像信号制御部１２０は、メモリ１５０に格納されている画像を用いて、画像表示部１１０に立体画像として表示させるための画像描画処理を実行する。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成について説明する。
【００５０】
図６は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成を示す説明図である。以下、図６を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成について説明する。
【００５１】
図６に示したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０は、描画位置計算部１２１と、画像描画部１２２と、を含んで構成される。
【００５２】
描画位置計算部１２１は、映像信号制御部１２０の外部から供給される物体データの情報を用いて、当該物体を画像表示部１１０に立体画像として表示させるための描画位置を計算するものである。この描画位置計算部１２１が実行する描画位置の計算は、例えば、右目用画像と左目用画像とを所定の視差を持って画像表示部１１０に表示するための、右目用画像及び左目用画像に対する描画位置の計算処理である。描画位置計算部１２１は、画像の描画位置を計算すると、その描画位置の情報を画像描画部１２２に送る。
【００５３】
画像描画部１２２は、描画位置計算部１２１が計算した、物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置の情報に基づいて、画像を描画する処理を実行するものである。画像描画部１２２が、画像の描画位置の情報に基づいて、画像を描画する処理を実行すると、その画像は立体画像として画像表示部１１０に表示されることになる。
【００５４】
本実施形態では、画像表示部１１０に立体画像として表示したい形状を奥行き毎に分割した複数の画像の組は用意される。そして、画面上の位置に応じて、この画像の組の各画像を、画像描画部１２２が適切にずらして描画することで、高速に違和感のない視差画像を作成する。
【００５５】
図７Ａは、画像表示部１１０に立体画像として表示したい形状の例を示す説明図であり、ポットの画像１６０が図示されている。この画像１６０の三次元形状データ（ＸＹＺ空間のデータ）を用意し、また、視聴者の左右の視点位置を用意し、それらの位置関係に基づいた計算を行うことで、厳密な両眼視差を持つ左右眼用画像を描画ことができる。しかし、上述したように、三次元形状データに対する厳密な計算を実行することは、非常に高い計算コストや描画のための専用のハードウェア等を必要とするものである。
【００５６】
そこで本実施形態では、上述したように、画像表示部１１０に立体画像として表示したい形状を奥行き毎に分割した複数の画像の組を予め用意し、その画像に対して、三次元画像として表示させるための描画位置を、画像描画部１２２が計算する。
【００５７】
図７Ｂは、図７Ａに示したポットの画像１６０を、奥行き方向に所定の間隔、例えば等間隔で分割した画像の様子を模式的に示す説明図である。図７Ｂには、図７Ａに示したポットの画像１６０を奥行き方向に４等分した、それぞれ断面の画像１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄが図示されている。
【００５８】
物体データは、物体の奥行き毎の形状を表す複数の画像と対応する奥行きの値の組と、物体自体の立体映像の中での仮想的な三次元座標（立体映像で表現されている空間内で物体がどこに配置されているか）で構成される。物体データの画像は、あらかじめ手作業で作成しておくか、物体の三次元データに基づいて計算で作成する。
【００５９】
描画位置計算部１２１は、画像１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄのそれぞれに対して、画像表示部１１０に立体画像として表示させるための描画位置を計算する。これにより、画像１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄのそれぞれが、所定の視差を持って画像表示部１１０に表示されることになり、ユーザは、シャッタ眼鏡２００を通して、所定の視差を持って画像表示部１１０に表示された画像１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄを見ることで、図７Ａに示したポットの画像１６０を立体画像として認識することができる。
【００６０】
以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作について説明する。
【００６１】
［２−３．本発明の一実施形態にかかる表示装置の動作］
図８は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作を示す流れ図である。図８に示した流れ図は、映像信号制御部１２０による、画像表示部１１０に立体画像として表示させたい画像に対する画像処理を示したものである。以下、図８を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作について説明する。
【００６２】
まず、映像信号制御部１２０に、立体画像として表示させたい物体の三次元モデルを、奥行き方向に分割した画像の組が入力される（ステップＳ１０１）。この画像の組は、例えばメモリ１５０に格納されていてもよく、放送局から放送されてくる映像信号に含まれているような形態であってもよい。
【００６３】
立体画像として表示させたい物体の三次元モデルを奥行き方向に分割した画像の組が映像信号制御部１２０に入力されると、描画位置計算部１２１は、映像信号制御部１２０に入力された画像のそれぞれに対して描画位置を計算する（ステップＳ１０２）。
【００６４】
図９は、描画位置計算部１２１による画像の描画位置の計算処理について説明する説明図である。本実施形態では、視点位置の座標を原点（０，０，０）として、物体の三次元位置を（Ｘ３ｄ，Ｙ３ｄ，Ｚ３ｄ）、物体の画像表示部１１０における描画位置を（Ｘ２ｄ，Ｙ２ｄ）とする。
【００６５】
描画位置計算部１２１は、物体データに含まれる三次元座標を仮想的に定義された右眼、左眼位置からの相対座標に変換したものと個々の画像の奥行き情報から、以下の式に基づいて、各画像の左右眼用画像の二次元座標を計算する。
Ｘ２ｄ＝Ｘ３ｄ／（Ｚ３ｄ＋奥行き）＊係数ｘ
Ｙ２ｄ＝Ｙ３ｄ／（Ｚ３ｄ＋奥行き）＊係数ｙ
【００６６】
係数ｘ、係数ｙは変換におけるパースのかかり具合を調整する係数で、０より大きければ任意の値を使用して構わない。また、奥行きの値は図９に示した０，Ｄ，２Ｄに該当する。
【００６７】
なお、相対化された三次元座標は、仮想の視点位置を原点とし、画面奥方向を＋Ｚ、画面上方向を＋Ｙ、画面右方向を＋Ｘとしてある。二次元座標も、画面中央を原点として、右方向を＋Ｘ、上方向を＋Ｙとしてある。
【００６８】
なお、図９のように分割された画像の各画像間の距離（Ｄ）が等しい場合、描画位置計算部１２１は、以下に示す手順により描画位置計算を簡略化し、近似的な描画位置を求めてもよい。
【００６９】
まず描画位置計算部１２１は、上記数式により、奥行き＝０の画像の描画位置を求める。同様に、描画位置計算部１２１は、奥行き＝Ｄの画像の描画位置を求める。そして描画位置計算部１２１は、奥行き＝０の画像と奥行き＝Ｄの画像の描画位置のずれから、奥行きがＤだけ変化したときの描画位置のずれ（ｄｘとする）を求める。
【００７０】
以降の奥行き２Ｄ、奥行き３Ｄ等の描画位置計算は、上述のように求めた奥行きＤに対する描画位置のずれｄｘを用いて描画位置を計算する。例えば、奥行き２Ｄの描画位置のずれは２ｄｘであり、奥行き＝３Ｄの描画位置のずれ３ｄｘである。
【００７１】
また、上記のような簡略化した計算を用いる場合には、奥行きＤが変化したときの描画位置のずれｄｘをあらかじめ近似的な固定値として求めておき、画像と組みとなった物体データとして提供されるようにしてもよい。これにより、描画位置計算部１２１による描画位置計算にかかるコストをさらに少なくすることができる。
【００７２】
上記ステップＳ１０２で、描画位置計算部１２１が、映像信号制御部１２０に入力された画像のそれぞれに対して描画位置を計算すると、続いて、画像描画部１２２が、描画位置計算部１２１が計算した、物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置の情報に基づいて、画像を描画する処理を実行する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３で、画像描画部１２２が画像を描画する処理を実行することで、映像信号制御部１２０に入力された画像を、立体画像として画像表示部１１０に表示させることができる。
【００７３】
以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の変形例について説明する。
【００７４】
物体のデータ形式によっては、物体が奥行き方向に所定の間隔毎に分割された画像ではなく、物体の三次元形状データ（三次元モデル）として情報が与えられることも考えられる。このような場合、上記の描画位置計算、画像描画等の処理に入る前の前処理として、三次元モデルの立体的な形状の断面図を作成することにより、本実施形態にかかる画像処理が適用可能となり、以降の描画にかかる計算コストを軽減させるようにしてもよい。分割画像には、三次元モデルをＺ方向に所定の間隔（例えば等間隔）で分断した時の断面図が用いられる。このとき、Ｚ方向の分断間隔を狭くすればより三次元モデルに近い立体画像を生成でき、分断間隔を広くすればより高速な描画が可能となる。
【００７５】
図１０は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の変形例の構成を示す説明図である。以下、図１０を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の変形例の構成について説明する。
【００７６】
図１０に示したように、図１０を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の変形例は、描画位置計算部１２１と、画像描画部１２２と、画像分割部１２３と、画像保存部１２４と、を含んで構成される。
【００７７】
図１０に示した映像信号制御部１２０は、奥行き毎に分割された画像ではなく、物体の三次元形状データの供給を受けて、その三次元形状データから三次元モデルの立体的な形状の断面図を作成するものである。そのため、図６に示した映像信号制御部１２０と比較して、三次元形状データから三次元モデルの立体的な形状の断面図を作成する画像分割部１２３と、画像分割部１２３が生成した画像を保存する画像保存部１２４とが追加された構成を有している。
【００７８】
画像分割部１２３は、映像信号制御部１２０に入力されてきた三次元形状データを用いて、図７Ｂのように奥行き方向（Ｚ方向）に所定の間隔で分割した画像を生成するものである。画像分割部１２３は、奥行き方向（Ｚ方向）に所定の間隔で分割した画像を生成すると、生成した画像の組を描画位置計算部１２１に送るとともに、生成した画像の組を画像保存部１２４へ保存する。
【００７９】
描画位置計算部１２１は、画像分割部１２３が生成した、または画像分割部１２３が生成して画像保存部１２４へ保存した画像に対して、画像表示部１１０に立体画像として表示させるための描画位置を計算する。これにより、画像分割部１２３が生成した複数の画像のそれぞれが、所定の視差を持って画像表示部１１０に表示されることになり、ユーザは、画像分割部１２３が生成した複数の画像を、シャッタ眼鏡２００を通して見ることで、映像信号制御部１２０に入力されてきた物体の三次元形状データを立体画像として認識することができる。
【００８０】
なお、図１０では、映像信号制御部１２０の中に、画像分割部１２３が生成した三次元モデルの立体的な形状の断面の画像を保存する画像保存部１２４を備える構成を示しているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、画像分割部１２３が生成した三次元モデルの立体的な形状の断面の画像は、メモリ１５０に保存される形態であってもよい。
【００８１】
次に、図１０に示した映像信号制御部１２０の動作について説明する。図１１は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作を示す流れ図である。図１１に示した流れ図は、図１０に示した映像信号制御部１２０による、画像表示部１１０に立体画像として表示させようとする画像に対する画像処理を示したものである。以下、図１１を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作について説明する。
【００８２】
映像信号制御部１２０に三次元形状データが入力されると（ステップＳ１１１）、画像分割部１２３が、入力された三次元データから、奥行き方向に所定の間隔で分割した画像を生成する（ステップＳ１１２）。例えば、映像信号制御部１２０に図７Ａの符号１６０で示したような三次元データが入力されると、画像分割部１２３は、図７Ｂに示したように、奥行き方向に所定の間隔で分割した画像を生成する。
【００８３】
上記ステップＳ１１２で、画像分割部１２３が、入力された三次元データから、奥行き方向に所定の間隔で分割した画像を生成すると、続いて、描画位置計算部１２１は、画像分割部１２３が生成した画像のそれぞれに対して描画位置を計算する（ステップＳ１１３）。
【００８４】
上記ステップＳ１１３で、描画位置計算部１２１が、画像分割部１２３が生成した画像のそれぞれに対して描画位置を計算すると、続いて、画像描画部１２２が、描画位置計算部１２１が計算した、物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置の情報に基づいて、画像を描画する処理を実行する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４で、画像描画部１２２が画像を描画する処理を実行することで、映像信号制御部１２０に入力された入力された三次元データを、立体画像として画像表示部１１０に表示させることができる。
【００８５】
このように映像信号制御部１２０は、映像信号制御部１２０に入力されてきた三次元形状データを用いて、図７Ｂのように奥行き方向（Ｚ方向）に所定の間隔で分割した画像を生成し、その画像のそれぞれに対して物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置を算出する。これにより、映像信号制御部１２０に三次元形状データが入力されてきた場合であっても、三次元画像として表示させる際の画像の描画にかかる計算コストを軽減させることができる。
【００８６】
以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００に含まれる映像信号制御部１２０の変形例について説明した。
【００８７】
＜３．まとめ＞
以上説明したように本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、映像信号制御部１２０に入力された、立体画像として表示させたい物体の三次元モデルを奥行き方向に分割した画像の組を、画像表示部１１０へ立体画像として表示させるために、描画位置を算出する。そして映像信号制御部１２０は、算出した画像表示部１１０の描画位置へその画像の組を表示させる。
【００８８】
これにより、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、簡易な演算により、立体画像として表示させたい物体を、画像表示部１１０へ表示させることが可能となる。
【００８９】
本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、立体画像として表示させたい物体の三次元モデルから、その三次元モデルを奥行き方向に分割した画像の組を生成し、その画像の組に対して、画像表示部１１０へ立体画像として表示させるために、描画位置を算出することができる。これにより、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、立体画像として表示させたい物体の三次元モデルを、簡易な演算により二次元画像に変換し、画像表示部１１０へ表示させることが可能となる。
【００９０】
なお、上述した本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作は、ハードウェアによって行われるようにしてもよく、ソフトウェアによって行われるようにしてもよい。上述した本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作をソフトウェアによって実行する場合には、表示装置１００の内部にコンピュータプログラムが記録された媒体を備え、当該媒体からＣＰＵその他の制御装置が、そのコンピュータプログラムを読み出して順次実行することによって上述した動作が行われるようにしてもよい。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、表示装置１００が表示する画像をユーザがシャッタ眼鏡２００を通して見ることで、ユーザが三次元画像として認識することができる表示装置１００を例に挙げて説明したが、本発明はかかる例に限定されない。表示装置１００が表示する画像をユーザが直接見ることで、ユーザが三次元画像として認識することができる映像表示装置であっても、同様に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【００９３】
また例えば、上記実施形態では、映像信号制御部１２０に三次元形状データが入力されてきた場合に、奥行き方向（Ｚ方向）に所定の間隔で分割した画像を生成し、その画像のそれぞれに対して物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置を算出していたが、三次元形状データから既に奥行き方向に所定の間隔で分割した画像を生成していれば、改めて分割画像を生成する必要はないので、画像保存部１２４から画像を読みこめばよい。その際に、映像信号制御部１２０に入力されてくる三次元形状データを識別するための情報を生成するか、または予め当該三次元形状データにその三次元形状データを識別するための情報を付加して映像信号制御部１２０に供給してもよい。そして、映像信号制御部１２０は、分割画像を画像保存部１２４に保存する際に、三次元形状データを識別するための情報と紐付けて分割画像を画像保存部１２４に保存してもよい。
【００９４】
また例えば、上記実施形態では、映像信号制御部１２０に三次元形状データが入力されてきた場合に、奥行き方向（Ｚ方向）に所定の間隔で分割した画像を生成し、その画像のそれぞれに対して物体を立体画像として表示させるための画像の描画位置を算出していたが、分割画像の生成の際に、最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれについて算出していてもよい。そして、分割画像の生成の際に算出した最も奥にある画像と２番目に奥にある画像との描画位置のずれの情報を、画像保存部１２４に保存するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０    映像表示システム
１００    表示装置
１１２    表示パネル
１１３    ゲートドライバ
１１４    データドライバ
１１５    バックライト
１２０    映像信号制御部
１２１    描画位置計算部
１２２    画像描画部
１２３    画像分割部
１２４    画像保存部
１３０    シャッタ制御部
１４０    タイミング制御部
１５０    メモリ
１５５    バックライト制御部
２００    シャッタ眼鏡
【図１】
2012053741.tif 000003
【図２】
2012053741.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012053741.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012053741.tif 000008
【図７Ａ】
2012053741.tif 000009
【図７Ｂ】
2012053741.tif 000010
【図８】
2012053741.tif 000011
【図９】
2012053741.tif 000012
【図１０】
2012053741.tif 000013
【図１１】
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