(57)【要約】【課題】ユーザ以外に表示画像が推測されるのを防ぐことができる画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、本体１とメガネ２とから構成されている。本体１は、画像入力部１０、時分割部１１、打消画像生成部１２、画像出力部１３、同期制御部１４の同期信号送信部３を有し、メガネ２は、同期制御部１４の同期信号受信部４、偏光切替部１５、偏光フィルタ１６を有し、１フレームの表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成し、１フレームの表示画像を複数のサブフィールドの表示画像に時分割し、１フレームの反対色画像を複数のサブフィールドの反対色画像に時分割し、１サブフィールドの表示画像の表示時間の前後に、１サブフィールドの反対色画像をそれぞれ配置して時分割画像を生成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム期間のうちの第１の期間に入力画像の反対色画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第１の期間に続く第２の期間に前記入力画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第２の期間に続く第３の期間に前記反対色画像を表示する表示部と、
前記第１の期間及び第３の期間に光を遮断して、前記第２の期間に光を透過させる閲覧部と、
を有する画像表示システム。
【請求項２】
１フレーム期間のうちの第１の期間に入力画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第１の期間に続く第２の期間に前記入力画像の反対色画像と１フレーム前の入力画像の反対色画像との重み付き和に相当する打消画像を表示する表示部と、
前記第１の期間に光を透過して、前記第２の期間に光を遮断する閲覧部と、
を有する画像表示システム。
【請求項３】
時系列の表示画像が入力する入力部と、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成部と、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割し、１フレームの前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する時分割部と、
１サブフィールドの前記表示画像の表示時間の前後に、１サブフィールドの前記反対色画像をそれぞれ配置して時分割画像を生成する第２生成部と、
前記時分割画像を表示する出力部と、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え部と、
を有する画像表示装置。
【請求項４】
時系列の表示画像が入力する入力部と、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成部と、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割する第１時分割部と、
複数のフレームの前記反対色画像の輝度値を重み付き和で求め、この重み付き和の輝度値の前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する第２時分割部と、
１サブフィールドの前記表示画像と、前記第２時分割部で生成された１サブフィールドの前記反対色画像とを交互に配置して時分割画像を生成する第２生成部と、
前記時分割画像を表示する出力部と、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え部と、
を有する画像表示装置。
【請求項５】
前記反対色画像の輝度値と前記表示画像の輝度値の和が一定である、
請求項３または４記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記切り替え部は、
前記時分割画像の偏光方向を、前記表示タイミングに合わせて変化させる偏光切替部と、
前記表示タイミングに合わせて光の透過と遮断を切り替える偏光フィルタと、
を有する請求項３または４記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記切り替え部が、光シャッタである、
請求項３または４記載の画像表示装置。
【請求項８】
時系列の表示画像が入力する入力ステップと、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成ステップと、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割し、１フレームの前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する時分割ステップと、
１サブフィールドの前記表示画像の表示時間の前後に、１サブフィールドの前記反対色画像をそれぞれ配置して時分割画像を生成する第２生成ステップと、
前記時分割画像を表示する出力ステップと、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替えステップと、
を有する画像表示方法。
【請求項９】
時系列の表示画像が入力する入力ステップと、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成ステップと、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割する第１時分割ステップと、
複数のフレームの前記反対色画像の輝度値を重み付き和で求め、この重み付き和の輝度値の前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する第２時分割ステップと、
１サブフィールドの前記表示画像と、１サブフィールドの前記反対色画像とを交互に配置して時分割画像を生成する第２生成ステップと、
前記時分割画像を表示する出力ステップと、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替えステップと、
を有する画像表示方法。
【請求項１０】
時系列の表示画像が入力する入力機能と、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成機能と、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割し、１フレームの前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する時分割機能と、
１サブフィールドの前記表示画像の表示時間の前後に、１サブフィールドの前記反対色画像をそれぞれ配置して時分割画像を生成する第２生成機能と、
前記時分割画像を表示する出力機能と、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え機能と、
をコンピュータによって実現する画像表示プログラム。
【請求項１１】
時系列の表示画像が入力する入力機能と、
１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成機能と、
１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割する第１時分割機能と、
複数のフレームの前記反対色画像の輝度値を重み付き和で求め、この重み付き和の輝度値の前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する第２時分割機能と、
１サブフィールドの前記表示画像と、１サブフィールドの前記反対色画像とを交互に配置して時分割画像を生成する第２生成機能と、
前記時分割画像を表示する出力機能と、
前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え機能と、
をコンピュータによって実現する画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の人以外に表示情報を知られないようにする画像を表示する画像表示システム、画像表示装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンや携帯電話や携帯動画プレーヤーなどモバイル機器の普及により、公共の場でそれらの画面を閲覧する頻度が増大しているが、画面に表示した映像は誰でものぞき込むことが出来るため、セキュリティやプライバシーの観点で問題がある。
【０００３】
そのため、視覚情報の秘匿に関して特許文献１の技術に提案されている。この特許文献１の技術では、秘匿したい画像（以下、表示画像）とその反対色からなる画像（以下、反対色画像）を画面に時分割で交互に表示し、残像により表示画像を反対色画像で打ち消すことで表示画像を秘匿する。一方、ユーザは時分割のタイミングと同期して偏光方向を切り替える偏光切替機と偏光フィルタの組み合わせにより光の透過性を変化させることで、時分割表示される画面から表示画像だけを抽出して閲覧する。
【特許文献１】特開平６−１１８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この特許文献１の画像表示装置で動画を閲覧すると、例えば動物体の輪郭付近など、時間経過に伴い輝度が大きく変化する部分が画面中で明るく（または暗く）点滅したように知覚されてしまうため、この点滅から表示画像を推測される恐れという問題点がある。
【０００５】
また、静止画を閲覧する場合にも、例えば別の画像に切り替えるときや、スクロールさせるときなどに同様の現象が発生するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて発明されてものであり、ユーザ以外に表示画像が推測されるのを防ぐことができる画像表示システム、画像表示装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１フレーム期間のうちの第１の期間に入力画像の反対色画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第１の期間に続く第２の期間に前記入力画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第２の期間に続く第３の期間に前記反対色画像を表示する表示部と、前記第１の期間及び第３の期間に光を遮断して、前記第２の期間に光を透過させる閲覧部と、を有する画像表示システムである。
【０００８】
また、本発明は、１フレーム期間のうちの第１の期間に入力画像を表示し、前記１フレーム期間のうちの前記第１の期間に続く第２の期間に前記入力画像の反対色画像と１フレーム前の入力画像の反対色画像との重み付き和に相当する打消画像を表示する表示部と、前記第１の期間に光を透過して、前記第２の期間に光を遮断する閲覧部と、を有する画像表示システムである。
【０００９】
また、本発明は、時系列の表示画像が入力する入力部と、１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成部と、１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割し、１フレームの前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する時分割部と、１サブフィールドの前記表示画像の表示時間の前後に、１サブフィールドの前記反対色画像をそれぞれ配置して時分割画像を生成する第２生成部と、前記時分割画像を表示する出力部と、前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え部と、を有する画像表示装置である。
【００１０】
また、時系列の表示画像が入力する入力部と、１フレームの前記表示画像を打ち消す反対色画像を１フレーム毎に生成する第１生成部と、１フレームの前記表示画像を複数のサブフィールドの前記表示画像に時分割する第１時分割部と、複数のフレームの前記反対色画像の輝度値を重み付き和で求め、この重み付き和の輝度値の前記反対色画像を複数のサブフィールドの前記反対色画像に時分割する第２時分割部と、１サブフィールドの前記表示画像と、１サブフィールドの前記反対色画像とを交互に配置して時分割画像を生成する第２生成部と、前記時分割画像を表示する出力部と、前記時分割画像の中で前記表示画像の表示タイミングに合わせて光を透過させ、前記反対色画像の表示タイミングに合わせて光を遮断する切り替え部と、を有する画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、近い輝度のサブフィールドの画像が連続して表示されることによる画面の点滅を抑えることにより、前記表示画像を効率的に打ち消すことで、動画像を表示する場合でも視覚情報を秘匿できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の画像表示装置について図１〜図５に基づいて説明する。
【００１３】
（１）画像表示装置の構成
本実施形態の画像表示装置の構成について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、画像表示装置の外観の例であり、図２は、画像表示装置のブロック図である。
【００１４】
画像表示装置１０は、本体１とメガネ２とから構成されている。本体１は、画像入力部１０、時分割部１１、打消画像生成部１２、画像出力部１３、同期制御部１４の同期信号送信部３を有し、メガネ２は、同期制御部１４の同期信号受信部４、偏光切替部１５、偏光フィルタ１６を有している。
【００１５】
なお、本体１の画像入力部１０、時分割部１１、打消画像生成部１２は、コンピュータに格納されたプログラムによっても実現可能である。
【００１６】
（２）画像入力部１０
画像入力部１０には、１フレーム毎の表示画像が外部から入力される。この表示画像が、第三者に情報を秘匿したい画像である。
【００１７】
（３）打消画像生成部１２
打消画像生成部１２は、画像入力部１０から入力された表示画像からそれを打ち消すための打消画像を１フレーム毎に生成する。
【００１８】
打消画像には、表示画像の反対色画像を用いる。「反対色画像」とは、表示画像のある画素の輝度値Ｉと、反対色画像の同じ位置の画素の輝度値Ｖの間にＩ＋Ｖ＝１という関係が全ての画素について成り立つ画像である。但し、輝度値は最も暗い画素を０、最も明るい画素を１として表わしている。
【００１９】
なお、表示画像がＲＧＢカラーの場合は、ＲＧＢそれぞれの要素を独立に計算すれば同様のことが成り立つので、以降の説明は簡単のためモノクロの場合でのみ行う。
【００２０】
また、一般的なディスプレイでは、ガンマ変換によりデータとして内部的に保持している輝度情報ｉと画面上に表示される輝度ＩはＩ＝ｉγで表わされる非線形な関係にある。そのため、画面上に補色を表示するためには、ガンマ変換を行った後に補色の計算を行い、さらに逆ガンマ変換を行った画像を生成する必要がある。但し、説明が煩雑となるため、以下の説明では、画面上での実輝度を輝度値と呼び、以降ではガンマ変換についての説明は省略する。
【００２１】
（４）時分割部１１
時分割部１１は、１フレームの表示画像を複数のサブフィールドの表示画像に時分割し、１フレームの反対色画像を複数のサブフィールドの反対色画像に時分割し、１サブフィールドの表示画像に、１サブフィールドの反対色画像を並べ替えて割り当て、時分割画像を出力する。この時分割画像は画像出力部１３により表示される。
【００２２】
このときの表示方法について静止画像と動画像に分けて説明する。
【００２３】
（４−１）静止画像
まず、静止画像について図３に基づいて説明する。
【００２４】
図３は、画像中の任意の座標の画素について、表示画像及び反対色画像の時刻による輝度変化と、それらから生成される時分割画像の輝度変化を表している。
【００２５】
サブフィールドの表示時間が短ければ、時分割画像を見たときにそれぞれのサブフィールドを個別に知覚することができず、残像によって複数のサブフィールドが足し合わされた画像として知覚される。その結果、全ての画素の輝度値が０．５に見えることになり、第三者６は表示画像の内容を知ることができない。
【００２６】
なお、サブフィールドの表示時間は１／１２０秒より短くすることが望ましく、時間が短いほどサブフィールドが知覚されにくくなる。
【００２７】
一方、偏光切替部１５の切り替えタイミングをサブフィールドの切り替えタイミングと同期させることで、ユーザ５は反対色画像が目に入らなくなるため、表示画像だけを見ることができる。
【００２８】
しかし、動画像においては、静止画像とは異なる問題点が発生するので、以下で説明する。
【００２９】
（４−２）動画像
次に、入力画像の輝度が時刻によって変化する動画像の場合について図４に基づいて説明する。ここでは説明のために、Ｎ番目からＮ＋１番目のフレームで大きく輝度変化するとする。
【００３０】
（４−２−１）従来の場合
それぞれのフレームは２つのサブフィールドの表示画像と反対色画像に時分割されているとし、Ｎ番目のフレームの先頭のサブフィールドから順に＃Ｎ−Ａの表示画像、＃Ｎ−Ｂの反対色画像、＃Ｎ＋１−Ａの表示画像、＃Ｎ＋１−Ｂの反対色画像と呼ぶ。＃Ｎ−Ａの表示画像が明るかったとすると、その反対色である＃Ｎ−Ｂは暗くなる。また、＃Ｎ＋１−Ａの表示画像は、＃Ｎ−Ａの表示画像と輝度が大きく異なるので＃Ｎ−１−Ａの表示画像は暗く、＃Ｎ＋１−Ｂの反対色画像は明るくなる。
【００３１】
つまり、「明・暗・暗・明」という順にサブフィールドの画像が表示されることになる。同じような輝度のサブフィールドの画像が連続して表示されると、そのサブフィールドの画像の輝度で一瞬点滅したように知覚されてしまう場合があるため、この点滅から表示画像を推測される恐れがある。
【００３２】
（４−２−２）解決方法
この従来の点滅を抑制するための、本実施形態における解決方法について図５に基づいて説明する。
【００３３】
この点滅を抑制するためには、同じような輝度のサブフィールドの画像を連続して表示させなければよい。そのため、例えば、図５に示すように、＃Ｎ−Ｂの反対色画像と＃Ｎ＋１−Ｂの反対色画像の表示時間をそれぞれ時分割して、＃Ｎ−Ａの表示画像と＃Ｎ＋１−Ａの表示画像の前後にそれぞれ表示すると、＃Ｎ−Ｂの反対色画像と＃Ｎ＋１−Ａの表示画像の連続した表示が避けられる。
【００３４】
つまり、表示時間を時分割したサブフィールドの画像を、それぞれ＃Ｎ−Ｂ’の反対色画像、＃Ｎ＋１−Ｂ’の反対色画像と表すと、図５に示すように、「＃Ｎ−Ｂ’・＃Ｎ−Ａ・＃Ｎ−Ｂ’・＃ｎ＋１−Ｂ’・＃Ｎ＋１−Ａ・＃ｎ＋１−Ｂ’」の順に表示することになる。
【００３５】
なお、表示時間の分割は必ずしも１／２でなくてもよい。また、分割するサブフィールドは反対色画像を割り当てたサブフィールドの画像でなくてもよい。
【００３６】
（５）メガネ２
メガネ２の構成について図１に基づいて説明する。
【００３７】
メガネ２のレンズ部分は、偏光切替部１５と偏光フィルタ１６を重ね合わせ、偏光切替部１５の偏光方向を切り替えることで光の透過と遮断を制御している。
【００３８】
また、偏光切替部１５は、画像出力部１３に表示されるサブフィールドの切り替えタイミングに同期している。同期の方法は、同期制御部１４の同期信号送信部３から遠赤外線や電波などを発信して同期信号受信部４でそれを受信したり、双方をケーブルで直接接続する。
【００３９】
ユーザ５は、メガネ２をかけて本体１の画像出力部１３のディスプレイを見ることで、表示画像を見ることができる。一方、第三者６はディスプレイを見ても表示画像の内容を知ることができない。
【００４０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の画像表示装置について図６と図７に基づいて説明する。
【００４１】
図６は、本実施形態における、打消画像を反対色画像の重み付き和とした場合の輝度値変化を示す図である。図７は、打消画像生成部１２のブロック図である。
【００４２】
図７に示すように、打消画像生成部１２は、反対色演算部２０、重み付き和演算部２１、記憶部２２を有している。
【００４３】
本実施形態では、点滅を抑制するには、打消画像を１フレームの表示画像の反対色画像ではなく、複数フレームの表示画像から生成した反対色画像の重み付き和によって生成される画像とする。
【００４４】
複数の反対色画像の重み付き和を取ることによって、反対色画像が複数重なった不自然な画像が生成される。しかし、本実施形態による画像表示装置では、打消画像はユーザ５の目には届かない仕組みになっているため、ユーザ５が見る画像が劣化することはない。
【００４５】
一方、重み付き和の重みを適正に設定することによって、第三者６が残像によって見える画像の輝度値は一定に保ちつつ、同じような輝度のサブフィールドが連続して表示されることを防ぐことができる。
【００４６】
図６に示すように、重み付き和に使用するフレームの数や重みは任意であるが、例えば、反対色画像に対応付けられたサブフィールドの前後に隣接する２つのサブフィールドに対応付けられた表示画像から生成した反対色画像をそれぞれ１／２の割合で足し合わせる方法などがある。
【００４７】
視覚情報の秘匿度を高めるためにフレームやサブフィールドの表示時間をランダムに変更する場合や、使用用途により画面の一部だけ視覚情報を秘匿する場合などが考えられるが、いずれの場合でも重み付き和を用いることで秘匿度を低下させる原因となる点滅を抑制できる。
【００４８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の画像表示装置について説明する。
【００４９】
打消画像を反対色画像とした場合、第三者６には画面の全体が白色に見えるため、ユーザ５が画面出力部１３のディスプレイを見つめていることが不自然にみえてしまう。
【００５０】
そこで、本実施形態では、反対色画像として輝度値Ｈが表示画像の輝度値ＩとＨ＋Ｉ＝Ｐの関係になる画像を用いることで、第三者６からは画面に輝度値Ｐの画像が表示されているように見える。画素毎にＰの値を変えることで任意の画像を画面に表示できる。
【００５１】
また、第２の実施形態で説明した打消画像を反対色画像の重み付き和で生成する場合は、Ｐ＝１の特殊な場合である。しかし、Ｐが任意の値の場合においても同様である。
【００５２】
（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００５３】
（１）変更例１
本体１は、図１に示した形状以外でもよい。例えば、パソコンや携帯電話やゲーム機やＡＴＭや街頭ディスプレイなど、ディスプレイを有している全ての機器に適用可能である。
【００５４】
（２）変更例２
メガネ２はメガネの形状である必要はない。例えばゴーグルやモノクルやコンタクトレンズや板状などの他の形状であっても構わない。
【００５５】
（３）変更例３
偏光切替部１５と偏光フィルタ１６の位置は、メガネ２のレンズの位置にある必要はなく、画像出力部１３とユーザ５の間であればどこにあってもよい。
【００５６】
例えば、偏光切替部１５と偏光フィルタ１６のどちらかが画像出力部１３と一体になっていてもよい。偏光切替部１５が画像表示部１３と一体になっている場合は、同期信号を外部と通信しないので、同期信号送信部３と同期信号受信部４は必要ない。
【００５７】
（４）変更例４
偏光フィルタ１６の代わりに偏光切替部１５をもう１つ用意して、それぞれの偏光方向を制御してもよい。
【００５８】
（５）変更例５
偏光切替部１５と偏光フィルタ１６を用いる代わりに、例えば、光シャッタなどの光を遮断と透過を制御できる別の装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像表示装置の外観の一例である。
【図２】画像表示装置のブロック図である。
【図３】静止画を表示する場合の画面における輝度値の図である。
【図４】動画像を表示する場合の画面における輝度値の図である。
【図５】時分割タイミングを変更した場合の輝度値変化の図である。
【図６】第２の実施形態における打消画像を反対色画像の重み付き和とした場合の輝度値変化の図である。
【図７】２枚の表示画像から打消画像を生成する過程を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  本体
２  メガネ
３  同期信号送信部
４  同期信号受信部
１０  画像入力部
１１  時分割部
１２  打消画像生成部
１３  画像出力部
１４  同期制御部
１５  偏光切替部
１６  偏光フィルタ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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