(57)【要約】【課題】  ３次元画像表示においては、３次元画像を構成するための複数のコマ映像が必要であり、映像を高精細化するためには、各ミラーに投影する投影画像の撮影画素数を増やさなければならないため、３次元表示を行うために保持する映像データのデータ量が膨大になってしまう。【解決手段】  上記課題を解決するため、本発明は、複数視点からの画像を用いて、同一対象物のわずかに異なる方向からの撮影画像を用いて、隣接する複数の視点の撮影画像を用いて高解像度化処理を行う超解像処理手段を設け、高解像度化処理を行った後に投影画像として、複数視点の画像を投影し３次元画像表示を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる視点の複数の映像データに基づき、３次元映像表示を行う３次元映像表示装置において、
複数の異なる視点の複数の映像データは、表示物体の異なる側面の映像データであり、
前記視点の異なる複数の映像データを合成することにより、水平方向、又は垂直方向、又は両方向に対して画素数を増加する画像信号処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段からの異なる複数の映像データを合成して解像度を増加させる手段と、
解像度を増加した画像を表示する手段とを有することを特徴とする３次元映像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の３次元映像表示装置であって、
視野角制御手段と、
回転可能なスクリーンと、
該スクリーンの回転軸を中心軸とする円錐面に沿ってリング状に配列された複数のミラーを備え、該スクリーンの回転軸を中心として同心状に配置されたミラー群と、
該ミラー群を構成する該ミラーのミラー面に対向し、かつ物体の異なる側面を表わす異なるコマ映像からなるコマ映像群をミラーのミラー面に投影する位置に配置された投影機とを有し、
該投影機は、該ミラー群各々で各々のミラーに該コマ映像を投影するように配置され、
該ミラー群のミラーは各々、該投影機から投影された該コマ映像群が該ミラーのミラー面で反射されて該スクリーンに投影される光学系の光路上に配置されることを特徴とする３次元映像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の３次元映像表示装置であって、
前記複数の異なる視点の複数の映像データは、表示画素とのサンプリング位相が互いに異なった位相の映像データであることを特徴とする３次元映像表示装置。
【請求項４】
複数の異なる視点の複数の映像データに基づき、３次元映像表示を行う３次元映像表示方法において、
複数の異なる視点の複数の映像データは、表示物体の異なる側面の映像データであり、
前記視点の異なる複数の映像データを合成することにより、水平方向、又は垂直方向、又は両方向に対して画素数を増加する画像信号処理を行い、
前記画像処理手段により各々の映像データは、異なる複数の映像データを合成して解像度を増加させ、
解像度を増加した画像を表示することを特徴とする３次元映像表示方法。
【請求項５】
請求項４記載の３次元映像表示方法であって、
前記複数の異なる視点の複数の映像データは、表示画素とのサンプリング位相はが互いに異なった位相の映像データであることを特徴とする３次元映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元表示画像の高解像度化において、複数の画像データを合成することにより表示画像の高解像度化、画像データの削減を可能とする立体表示装置、画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の３次元表示技術として、特許文献１に記載されているように、スクリーンの回転軸を中心としてリング状に配列された多角形ミラーに、投影装置からリング状のコマ映像を出射し、回転するスクリーンに投影することで、複数人が任意の方向から同時に立体映像を見る技術が記載されている。
また、非特許文献1に記載されているように、複数の画像フレームを合成して1枚のフレームとすることにより、高解像度化しながら画素数を増やす技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平2006−84571号公報
【非特許文献１】青木伸  “複数のデジタル画像データによる超解像処理”, Ricoh Technical Report pp.19-25, No.24, NOVEMBER, 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の３次元画像表示においては、３次元画像を構成するための複数のコマ映像が必要であり、映像を高精細化するためには、各ミラーに投影する投影画像の撮影画素数を増やさなければならないため、３次元表示を行うために保持する映像データのデータ量が膨大になってしまう。本発明の目的は、上記のように複数視点からの画像を用いて３次元画像表示を行う３次元画像表示方法において、画像撮影手段の高解像度化に依らず３次元画像の高解像度化を実現し、撮影画像データの増大を抑制しつつ高精細３次元画像表示を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、複数視点からの画像を用いて、同一対象物のわずかに異なる方向からの撮影画像を用いて、隣接する複数の視点の撮影画像を用いて高解像度化処理を行う超解像処理手段を設け、高解像度化処理を行った後に投影画像として、複数視点の画像を投影し３次元画像表示を行う。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、複数視点からの画像を用いて３次元画像表示を行う３次元画像表示方法において、画像撮影手段の高解像度化に依らず３次元画像の高解像度化を実現できるため、高精細化による撮影画像データの増大が抑制可能となる。また、高解像度化に伴う画像データ量増大が抑制可能なため、高精細３次元画像のリアルタイム処理が容易に実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施例を説明する。
【０００８】
本発明の第１の実施例に関し、図１から図７を用いて説明する。図１は、第１の実施形態のシステム構成を概略的に示す図であり、１は投影機、２は視野角制御付きスクリーン、３は多角形ミラー（ミラー群）、４は回転機構部、５は駆動回路、６は制御部、７は超解像処理部、８は記憶部、９は投影画像である。図２は、図１に示す実施形態での図３に示すコマ映像群９の投影状態を示す図である。図３は、投影機１が投影する映像の具体例を示す図で、リング状に配列された多角形ミラー３に表示される複数視点のコマ映像９ａから９ｐを示している。図４は視野角制限手段付きスクリーン２の一具体例を示す断面図で、２ａはスクリーン板状部材、２ｂは視野角制限フィルタとするための遮光性のフィンである。図５は、投影機１から投影する複数視点のコマ映像の内の１コマ映像を示し、映像の領域分割を示す図である。図６は、蓄積画像データから超解像処理を行い超解像画像データを生成する処理フローを説明する図である。図７は、複数視点のコマ映像の撮影時のサンプリング位相の関係を示す図である。
【０００９】
本実施例の高精細な３次元画像表示動作について、説明する。図１に示すように、投影機１から複数視点のコマ映像９を投影し、多角形ミラー３で複数視点のコマ映像９を反射し視野角制御手段付きスクリーン２に投影する。視野角制限手段付きスクリーン２は、回転機構部４により、多角形ミラー３と共通の中心軸を回転軸として連続的に、またはステップ的に回転駆動される。多角形ミラー３は、視野角制限手段付きスクリーン２の中心軸を中心軸とする円錐面のこの中心軸から同じ半径の円軌道上にリング状に配置された複数のミラーから構成された円錐面状をなすミラー群で、投影機１から複数視点のコマ映像を同時に視野角制限手段付きスクリーン２に投影する。図２のように、図３に示すコマ映像群９ａから９ｐは、中心部にある視野角制限手段付きスクリーン２に向かったそれぞれの投影方向ａからｐで示した方向に投影することで視野角制限手段付きスクリーン２に投影される。視野角制限手段付きスクリーン２は図４に示すように、スクリーン板状部材２ａの両面に遮光性フィン２ｂが設けており、可視範囲を制限する視野角制御を行い、図３に示すコマ映像群９が投写されたとき、いずれの方向からこの視野角制限手段付きスクリーン２を見ても、多角形ミラー３の各々隣りのミラーで投影されるコマ映像（隣りのコマ映像）が遮光されて、その方向毎に該当するミラーで投影されたコマ映像だけが見えるようにするものである。また、視野角制御手段としては、これ以外にも同様な機能を有するものであれば良く、視野角制限方向に集光させるシリンドリカルレンズを配置した構成としてもよい。図１に再び戻り、制御部６では、超過遺贈処理部７で超解像処理された高解像度なコマ映像群データ１０を投影機１へ転送し、駆動回路５を回転制御信号１１により制御する。
【００１０】
次に、超解像処理の動作について説明する。図１に示す記憶部８に記憶された低解像度な複数視点のコマ映像をコマ映像群データ１３として超解像処理部７へ転送する。超階調処理部７では、従来技術で説明したように、複数の画像フレームを合成して1枚のフレームとすることにより、高解像度化しながら画素数を増やす処理を行う。本実施例では、１枚の画像フレームを１コマのコマ映像として、複数のコマ映像から高精細化しながら画素数を増やしたコマ映像を生成する処理を行う。図５は、１コマのコマ映像の例を示しており、図３のコマ映像群９の内の９ｅに該当する。コマ映像９ｅを図５に示すように、７個の領域に分割して、超解像処理を行う。図６にコマ映像９ｅを記憶部８に蓄積した複数の隣接した視点のコマ映像から生成する制御の流れを示している。例えば、図５に示したコマ映像９ｅの領域９ｅ−４は、隣接する視点の蓄積画像データｓ９ｄ、ｓ９ｅ、ｓ９ｆから高解像度データを生成し、領域９ｅ−１は、隣接する視点の蓄積画像データｓ９ｃ、ｓ９ｄ、ｓ９ｅから高解像度データを生成し、領域９ｅ−７は、隣接する視点の蓄積画像データｓ９ｅ、ｓ９ｆ、ｓ９ｇから高解像度データを生成しする。ここで、隣接したコマ映像は複数視点コマ映像において共通の映像領域が含まれるように撮影を行い、隣接したコマ映像の共通の映像該当部分のデータを用いることで高解像度処理を実現している。また、隣接する撮影画像のコマ映像のサンプリング位相は、整数画素でなく小数点画素づれるように撮影を行う。これにより、低解像度のコマ映像から高解像度なコマ映像を生成する超解像処理を容易に実現できる。
【００１１】
以上述べた本実施例では、蓄積した隣接する複数視点の撮影コマ映像データを超解像処理することで高解像度画像データを生成し、高精細表示を実現できる。従って、複数視点の蓄積データは低解像度で良いため、撮影画像データの増大を抑制しつつ、３次元画像の高解像度化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例のシステム構成の概略図、
【図２】実施例のコマ映像群の投影状態を示す図、
【図３】実施例の投影機が投影する映像の具体例を示す図、
【図４】実施例の視野角制限手段付きスクリーンの一具体例を示す断面図、
【図５】実施例のコマ映像の示す図、
【図６】実施例の蓄積画像データから超解像処理を行う処理フローを説明する図、
【図７】実施例の複数視点のコマ映像の撮影時のサンプリング位相の関係を示す図、
【符号の説明】
【００１３】
１  投影機、２  視野角制御付きスクリーン、３  多角形ミラー、４  回転機構部、
５  駆動回路、６  制御部、７  超解像処理部、８  記憶部、９  投影画像。
【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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