圖像處理裝置、圖像處理方法和程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了圖像處理裝置、圖像處理方法和程序，該圖像處理裝置包括：相位計(jì)算單元，被配置成計(jì)算投影到光屏蔽單元上的三維圖像的像素的相位，該光屏蔽單元限定在顯示單元上顯示的三維圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域；以及混合處理單元，被配置成基于相位計(jì)算單元計(jì)算的相位而針對(duì)每個(gè)像素對(duì)左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合，左眼圖像和右眼圖像被包括在三維圖像中。
【專利說明】圖像處理裝置、圖像處理方法和程序
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]該申請(qǐng)要求2012年12月3日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2012-264772的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本技術(shù)涉及一種圖像處理裝置、圖像處理方法和程序，并且具體涉及使得能夠容易地顯示具有高圖像質(zhì)量的不包括顯著串?dāng)_的3D (三維)圖像的圖像處理裝置、圖像處理方法和程序。
【背景技術(shù)】
[0004]存在通過如下方式為沒有佩戴3D眼鏡的觀看者提供3D圖像的顯示裝置(下文中稱為“無眼鏡顯示裝置”):在顯示在顯示器上的3D圖像當(dāng)中，向觀看者的左眼顯示左眼圖像以及向觀看者的右眼顯示右眼圖像。作為無眼鏡3D顯示裝置，存在透鏡型顯示裝置以及屏障型顯示裝置，各透鏡型顯示裝置均包括附接有片狀雙凸透鏡的顯示器，各屏障型顯示裝置均包括表面上設(shè)置有光屏蔽屏障的顯示器。
[0005]圖1是示出透鏡型顯示裝置的顯示器的配置示例的圖。
[0006]如圖1所示，在透鏡型顯示裝置10中，片狀雙凸透鏡12附接到顯示器11的表面。在圖1的示例中，雙凸透鏡12以傾斜方向附接到顯示器11。
[0007]圖2是用于描述從適當(dāng)觀看位置觀看顯示在顯示器11上的圖像的方式的圖。
[0008]如圖2所示，在透鏡型顯示裝置10中，雙凸透鏡12限定觀看者的左眼看到的顯示器11上的區(qū)域和觀看者的右眼看到的顯示器11上的另一區(qū)域。具體地，當(dāng)觀看者從適當(dāng)觀看位置觀看顯示在顯示器11上的圖像時(shí)，左眼看到的顯示器11上的區(qū)域和右眼看到的顯示器11上的區(qū)域沒有重合而是以交替方式呈現(xiàn)。
[0009]圖3是用于描述從適當(dāng)觀看位置觀看顯示在屏障型顯示裝置的顯示器上的圖像的方式的圖。
[0010]如圖3所示，在屏障型顯示裝置中，光屏蔽屏障21限定觀看者的左眼所見區(qū)域和觀看者的右眼所見區(qū)域。更具體地，如在透鏡型顯示裝置10的情況下一樣，當(dāng)觀看者從適當(dāng)觀看位置觀看顯示在顯示器上的圖像時(shí)，顯示器上的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域沒有重合而是以交替方式呈現(xiàn)。
[0011]如上所述，在無眼鏡3D顯示裝置中，當(dāng)觀看者從適當(dāng)觀看位置觀看顯示在顯示器上的圖像時(shí)，顯示器上的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域沒有重合而是以交替方式呈現(xiàn)。
[0012]因此，如圖4所示，無眼鏡3D顯示裝置的顯示器交替顯示與右眼所見區(qū)域和左眼所見區(qū)域?qū)?yīng)的右眼圖像31和左眼圖像32。因此，觀看者僅可以用他的或她的左眼看到左眼圖像以及用他的或她的右眼看到右眼圖像。結(jié)果，可以看到3D圖像。注意，在圖4的示例中，右眼圖像31是白色的，而左眼圖像32是黑色的。
[0013]然而，當(dāng)觀看者從除適當(dāng)觀看位置之外的位置觀看圖像時(shí)，存在發(fā)生串?dāng)_或反向視圖的情況。
[0014]因此，如圖5所示，提出了用于根據(jù)觀看位置的改變而物理上控制雙凸透鏡或光屏蔽屏障的位置的方法(例如，參考日本未審查專利申請(qǐng)公布第2003-107392號(hào))。
[0015]具體地，當(dāng)觀看者面對(duì)屏幕從適當(dāng)觀看位置向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，例如，左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域在如圖5所示的圖中的X軸的正方向上移動(dòng)。因此，在這樣的情況下，無眼鏡3D顯示裝置通過在X軸的負(fù)方向上移動(dòng)光屏蔽屏障21而在X軸的負(fù)方向上返回左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域。注意，在本說明書中，以屏幕的掃描方向作為正方向的軸被設(shè)置為X軸，除非另外指定。
[0016]另外，如圖6所示，提出了用于根據(jù)觀看位置的改變而改變左眼圖像和右眼圖像的顯示位置的方法(例如，參考日本未審查專利申請(qǐng)公布第2003-107392號(hào)和第H03-040692 號(hào))。
[0017]具體地，當(dāng)觀看者面對(duì)屏幕從適當(dāng)觀看位置向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，例如，左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域移動(dòng)到如圖6所示的圖中的X軸的正方向。因此，在這樣的情況下，無眼鏡3D顯示裝置將左眼圖像和右眼圖像的顯示位置移動(dòng)到X軸的正方向。
[0018]例如，假設(shè)當(dāng)觀看者位于適當(dāng)觀看位置，左眼圖像、右眼圖像、左眼圖像和右眼圖像被分配給四個(gè)像素71至74，四個(gè)像素71至74中的每個(gè)均包括在X軸的正方向上按該順序的三個(gè)子像素，如圖6所示。在該情況下，當(dāng)觀看者面對(duì)屏幕從適當(dāng)觀看位置向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，無眼鏡3D顯示裝置將左眼圖像和右眼圖像的顯示位置向左側(cè)移動(dòng)例如一個(gè)子像素。
[0019]另外，當(dāng)觀看者面對(duì)屏幕從適當(dāng)觀看位置進(jìn)一步向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，無眼鏡3D顯示裝置進(jìn)一步將左眼圖像和右眼圖像的顯示位置向左側(cè)移動(dòng)例如一個(gè)子像素。然后，當(dāng)觀看者面對(duì)屏幕從適當(dāng)觀看位置進(jìn)一步向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，無眼鏡3D顯示裝置進(jìn)一步將左眼圖像和右眼圖像的顯示位置向左側(cè)移動(dòng)例如一個(gè)子像素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]然而，在用于根據(jù)觀看位置的改變而物理上控制雙凸透鏡或光屏蔽屏障的位置的方法中，需要特殊控制裝置。
[0021]另外，在用于根據(jù)觀看位置的改變而改變左眼圖像和右眼圖像的顯示位置的方法中，可能發(fā)生串?dāng)_。
[0022]換言之，由于子像素的大小有限，因此存在根據(jù)觀看位置左眼和右眼看到一個(gè)子像素的情況。具體地，如圖7的A所示，當(dāng)子像素的邊界與左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域的邊界匹配時(shí)，不發(fā)生串?dāng)_。
[0023]然而，當(dāng)雙凸透鏡12以與其垂直的方向附接到顯示器11并且左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域的邊界存在于如圖7的B所示的子像素內(nèi)時(shí)，生成左眼和右眼都看到的子像素(下文中稱為重疊像素)，因此發(fā)生串?dāng)_。另外，當(dāng)雙凸透鏡12如圖1所示以傾斜方向附接到顯示器11時(shí)，在雙凸透鏡12的邊界上生成重疊像素，因此發(fā)生串?dāng)_。
[0024]另外，當(dāng)適當(dāng)觀看位置和觀看位置在深度方向上彼此不同時(shí)，生成重疊像素。具體地，當(dāng)如圖8所示觀看位置被設(shè)置為在深度方向上比適當(dāng)觀看位置距屏幕更遠(yuǎn)時(shí)，在X軸的正方向上右眼所見區(qū)域的端部和在X軸的負(fù)方向上左眼所見區(qū)域的端部重疊。另一方面，當(dāng)觀看位置被設(shè)置為在深度方向上比適當(dāng)觀看位置更靠近屏幕時(shí)，在X軸的負(fù)方向上右眼所見區(qū)域的端部和在X軸的正方向上左眼所見區(qū)域的端部重疊。
[0025]因此，當(dāng)觀看者如圖9的A所示位于適當(dāng)觀看位置時(shí)，沒有生成重疊像素，而當(dāng)觀看位置被設(shè)置為在深度方向上比適當(dāng)觀看位置距屏幕更遠(yuǎn)時(shí)，例如，在分配右眼圖像的區(qū)域在X軸的正方向上的端部處的子像素和在分配左眼像素的區(qū)域在X軸的負(fù)方向上的端部處的子像素變?yōu)橹丿B像素，如圖9的B所示。
[0026]另外，當(dāng)觀看位置被設(shè)置為在深度方向上比適當(dāng)觀看位置更靠近屏幕時(shí)，例如，在分配左眼圖像的區(qū)域在X軸的正方向上的端部處的子像素和在分配右眼圖像的區(qū)域在X軸的負(fù)方向上的端部處的子像素變?yōu)橹丿B像素，如圖9的C所示。
[0027]因此，容易地顯示具有高圖像質(zhì)量的不包括顯著串?dāng)_的3D圖像變得困難。
[0028]期望實(shí)現(xiàn)容易地顯示具有高圖像質(zhì)量的不包括顯著串?dāng)_的3D圖像。
[0029]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，提供了一種圖像處理裝置，其包括:相位計(jì)算單元，被配置成計(jì)算投影到光屏蔽單元上的3D圖像的像素的相位，該光屏蔽單元限定顯示在顯示單元上的3D圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域；以及混合處理單元，被配置成基于相位計(jì)算單元計(jì)算的相位而針對(duì)每個(gè)像素對(duì)左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合，左眼圖像和右眼圖像被包括在3D圖像中。
[0030]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的圖像處理方法和程序?qū)?yīng)于根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的圖像
處理裝置。
[0031]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，計(jì)算投影到光屏蔽單元上的3D圖像的每個(gè)像素的相位，該光屏蔽單元限定顯示在顯示單元上的3D圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域，基于相位針對(duì)每個(gè)像素計(jì)算在3D圖像中包括的左眼圖像和右眼圖像的混合比率，并且基于該混合比率針對(duì)每個(gè)像素對(duì)左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合。
[0032]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，可以容易地顯示具有高圖像質(zhì)量的不包括顯著串?dāng)_的3D圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是示出透鏡型顯示裝置的顯示器的配置示例的圖；
[0034]圖2是用于描述從透鏡型顯示裝置的適當(dāng)觀看位置進(jìn)行觀看的方式的圖；
[0035]圖3是用于描述從屏障型顯示裝置的適當(dāng)觀看位置進(jìn)行觀看的方式的圖；
[0036]圖4是示出3D圖像的顯示示例的圖；
[0037]圖5是用于描述用于控制雙凸透鏡或光屏蔽屏障的位置的方法示例的圖；
[0038]圖6是用于描述用于改變左眼圖像和右眼圖像的顯示位置的方法示例的圖；
[0039]圖7的A至圖7的C是用于描述串?dāng)_的圖；
[0040]圖8是用于描述根據(jù)觀看位置的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域的改變的圖；
[0041]圖9的A至圖9的C是用于描述根據(jù)觀看位置而發(fā)生的串?dāng)_的圖；
[0042]圖10是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第一實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0043]圖11是繪出計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第一不例的圖；
[0044]圖12是繪出計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第二示例的圖；[0045]圖13是繪出計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第三示例的圖；
[0046]圖14的A和圖14的B是繪出雙凸透鏡的z坐標(biāo)L_z的圖；
[0047]圖15是用于描述由圖10的相位計(jì)算單元計(jì)算相位的示例的圖；
[0048]圖16是示出相位phase。與左眼圖像和右眼圖像的混合比率之間的關(guān)系示例的圖；
[0049]圖17是用于描述基于圖16的混合比率的組合圖像的圖；
[0050]圖18是用于描述觀看顯示在顯示單元上的圖像的方式的圖；
[0051]圖19是用于描述X’軸的圖；
[0052]圖20是示出當(dāng)觀看位置的X’坐標(biāo)與雙凸透鏡的中心的X’坐標(biāo)相同時(shí)坐標(biāo)x0’與坐標(biāo)xl’之間的關(guān)系的圖；
[0053]圖21是示出當(dāng)觀看位置的X’坐標(biāo)小于雙凸透鏡的中心的X’坐標(biāo)時(shí)坐標(biāo)xO’與坐標(biāo)xl’之間的關(guān)系的圖；
[0054]圖22是示出當(dāng)觀看位置的X’坐標(biāo)大于雙凸透鏡的中心的X’坐標(biāo)時(shí)坐標(biāo)xO’與坐標(biāo)xl’之間的關(guān)系的圖；
[0055]圖23是示出當(dāng)觀看位置的X’坐標(biāo)大于雙凸透鏡的中心的X’坐標(biāo)時(shí)坐標(biāo)xO’與坐標(biāo)xl’之間的關(guān)系的圖；
[0056]圖24是示出當(dāng)觀看位置的X’坐標(biāo)大于雙凸透鏡的中心的X’坐標(biāo)時(shí)坐標(biāo)xO’與坐標(biāo)xl’之間的關(guān)系的圖；
[0057]圖25是用于描述透鏡單元(lenticular cell)寬度L_w’的計(jì)算的圖；
[0058]圖26是用于描述另一透鏡單元寬度L_w’ ’的計(jì)算的圖；
[0059]圖27是用于描述坐標(biāo)xl’的計(jì)算的圖；
[0060]圖28是用于描述X軸上的差dx和y軸上的差dy的計(jì)算的圖；
[0061]圖29是用于描述生成投影轉(zhuǎn)換之后的圖像的方法的圖；
[0062]圖30是示出圖10的L投影轉(zhuǎn)換單元和R投影轉(zhuǎn)換單元的配置示例的框圖；
[0063]圖31是用于描述圖10的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0064]圖32是用于描述圖31的投影轉(zhuǎn)換處理的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0065]圖33是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第二實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0066]圖34是用于描述根據(jù)觀看位置的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域的改變的表；
[0067]圖35是示出相位phase。與屏幕上的雙凸透鏡的單元寬度L_w’之間的關(guān)系的圖；
[0068]圖36是示出當(dāng)右眼的位置被設(shè)置為觀看位置時(shí)右眼所見區(qū)域的圖；
[0069]圖37是示出當(dāng)左眼的位置被設(shè)置為觀看位置時(shí)左眼所見區(qū)域的圖；
[0070]圖38的A至圖38的E是用于描述用于定義當(dāng)滿足tan (L_th) X Ih’ /2 ( W /2時(shí)面積比率與相位phaseK之間的關(guān)系的劃分條件的圖；
[0071]圖39是示出在圖38的第一條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0072]圖40是示出在圖38的第二條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0073]圖41是示出在圖38的第三條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0074]圖42是示出在圖38的第四條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0075]圖43是示出在圖38的第五條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；[0076]圖44的A至圖44的E是用于描述用于定義當(dāng)滿足tan (L_th) X Ih’/2>Iw’/2時(shí)面積比率與相位phaseK之間的關(guān)系的劃分條件的圖；
[0077]圖45是示出在圖44的第一條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0078]圖46是示出在圖44的第二條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0079]圖47是示出在圖44的第三條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0080]圖48是示出在圖44的第四條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0081]圖49是示出在圖44的第五條件下在子像素中右眼所見區(qū)域的面積比率的圖；
[0082]圖50是示出相位phase。與左眼所見區(qū)域的面積比率和右眼所見區(qū)域的面積比率之間的關(guān)系的圖；
[0083]圖51的A和圖51的B是示出面積比率area_l與左眼圖像的混合比率以及面積比率area_r與右眼圖像的混合比率之間的關(guān)系的示例的圖；
[0084]圖52是用于描述基于圖51的混合比率的組合圖像的圖；
[0085]圖53是示出圖33的L投影轉(zhuǎn)換單元和R投影轉(zhuǎn)換單元的配置示例的框圖；
[0086]圖54是用于描述圖33的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0087]圖55是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第三實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0088]圖56是用于描述顯示單元的特性的圖；
[0089]圖57的A至圖57的D是示出3D圖像的主觀量的示例的圖；
[0090]圖58的A和圖58的B是用于描述組合圖像的圖；
[0091]圖59是用于描述圖55的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0092]圖60是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第四實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0093]圖61是示出相位phase。與黑色插入比率之間的關(guān)系的示例的圖；
[0094]圖62是用于描述基于圖61的黑色插入比率來與黑色圖像組合的圖像的圖；
[0095]圖63是用于描述圖60的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0096]圖64是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第五實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0097]圖65是示出面積比率area_l、面積比率area_r和黑色插入比率black_rate之間的關(guān)系的示例的圖；
[0098]圖66是示出僅當(dāng)相位大約為O時(shí)生成的重疊像素的圖；
[0099]圖67是用于描述圖64的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0100]圖68是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第六實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0101]圖69是用于描述圖68的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0102]圖70是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第七實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0103]圖71是用于描述圖70的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；
[0104]圖72是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第八實(shí)施例的配置示例的框圖；
[0105]圖73是用于描述圖72的圖像處理裝置的顯示控制處理的流程圖；以及
[0106]圖74是示出計(jì)算機(jī)的硬件的配置示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0107]在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本公開的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在該說明書和附圖中，具有基本上相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件以相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說明。
[0108]〈第一實(shí)施例〉
[0109]<圖像處理裝置的第一實(shí)施例的配置示例>
[0110]圖10是示出應(yīng)用本技術(shù)的圖像處理裝置的第一實(shí)施例的配置示例的框圖。
[0111]圖10的圖像處理裝置100被配置成具有面部檢測(cè)單元101、坐標(biāo)計(jì)算單元102、相位計(jì)算單元103、混合比率計(jì)算單元104、L投影轉(zhuǎn)換單元105、R投影轉(zhuǎn)換單元106、混合處理單元107和附接有雙凸透鏡109的顯示單元108。圖像處理裝置100基于觀看者的觀看位置以混合方式顯示左眼圖像和右眼圖像。
[0112]具體地，圖像處理裝置100的面部檢測(cè)單元101對(duì)觀看者進(jìn)行成像從而獲取觀看者的圖像。面部檢測(cè)單元101從觀看者的圖像中檢測(cè)面部圖像，并且從面部圖像中檢測(cè)眉毛的中間位置。面部檢測(cè)單元101將眉毛的中間位置提供到坐標(biāo)計(jì)算單元102、L投影轉(zhuǎn)換單元105和R投影轉(zhuǎn)換單元106。
[0113]注意，面部檢測(cè)單元101可獲得面部圖像的平衡中心的位置作為眉毛的中間位置。另外，面部檢測(cè)單元101可從面部圖像中檢測(cè)左眼和右眼的位置，然后將位置的中心識(shí)別為眉毛的中間位置。
[0114]坐標(biāo)計(jì)算單元102基于從面部檢測(cè)單元101提供的眉毛的中間位置和從外部輸入的屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)而計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)，并且將所計(jì)算的坐標(biāo)提供到相位計(jì)算單元103。
[0115]相位計(jì)算單元103基于從坐標(biāo)計(jì)算單元102提供的每個(gè)子像素的坐標(biāo)而計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的相位，然后將該相位提供到混合比率計(jì)算單元104。
[0116]混合比率計(jì)算單元104基于從相位計(jì)算單元103提供的每個(gè)子像素的相位而確定每個(gè)子像素的左眼圖像和右眼圖像的混合比率，并且將該比率提供到混合處理單元107。
[0117]L投影轉(zhuǎn)換單元105獲取從外部輸入的左眼圖像。L投影轉(zhuǎn)換單元105基于從面部檢測(cè)單元101提供的眉毛的中間位置和從外部輸入的屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)而對(duì)左眼圖像執(zhí)行投影轉(zhuǎn)換。L投影轉(zhuǎn)換單元105將經(jīng)受了投影轉(zhuǎn)換的左眼圖像提供到混合處理單元107。
[0118]R投影轉(zhuǎn)換單元106獲取從外部輸入的右眼圖像。R投影轉(zhuǎn)換單元106基于從面部檢測(cè)單元101提供的眉毛的中間位置和從外部輸入的屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)而對(duì)右眼圖像執(zhí)行投影轉(zhuǎn)換。R投影轉(zhuǎn)換單元106將經(jīng)受了投影轉(zhuǎn)換的右眼圖像提供到混合處理單元107。
[0119]混合處理單元107基于從混合比率計(jì)算單元104提供的每個(gè)子像素的混合比率，針對(duì)每個(gè)子像素對(duì)來自L投影轉(zhuǎn)換單元105的左眼圖像和來自R投影轉(zhuǎn)換單元106的右眼圖像進(jìn)行組合。混合處理單元107將每個(gè)子像素的組合圖像作為3D圖像提供到顯示單元108，從而顯示該3D圖像。
[0120]顯示單元108顯示從混合處理單元107提供的3D圖像。另外，雙凸透鏡109相對(duì)于顯示單元108以傾斜方向附接到顯示單元108。雙凸透鏡109用作光屏蔽單元，該光屏蔽單元限定顯示在顯示單元108上的3D圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域。觀看者可以通過經(jīng)由雙凸透鏡109進(jìn)行觀看而觀看以立體方式在顯示單元108上顯示的3D圖像。[0121]<以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算的第一示例>
[0122]圖11是繪出坐標(biāo)計(jì)算單元102計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第一示例的圖。
[0123]注意，在該說明書中，屏幕上垂直于的X軸的軸被設(shè)置為y軸，并且在與顯示單元108的顯示平面正交的方向上的軸被設(shè)置為z軸，除非另外指定。顯示單元108的顯示平面(圖像平面)在z軸上的坐標(biāo)被設(shè)置為O。
[0124]在圖11中，執(zhí)行以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算，而不考慮雙凸透鏡109對(duì)來自顯示單元108的光的折射。具體地，如圖11所示，當(dāng)觀看位置的X坐標(biāo)、y坐標(biāo)和z坐標(biāo)分別被設(shè)置為E_x、E_y和E_z并且雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的X坐標(biāo)和I坐標(biāo)以及顯示單元108的顯示平面上的玻璃的厚度分別被設(shè)置為L(zhǎng)_x、L_y和L_z時(shí)，由以下表達(dá)式(I)來定義子像素的X坐標(biāo)I_x和y坐標(biāo)I_y。
[0125]I_x-E_x = (L_x_E_x)*E_z/(E_z_L_z)
[0126]I_y-E_y = (L_y_E_y) *E_z/(E_z_L_z)…(I)[0127]因此，坐標(biāo)計(jì)算單元102通過將用于代入眉毛的中間位置的觀看位置的X坐標(biāo)E_x、y坐標(biāo)E_y和z坐標(biāo)E_z以及用于代入屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的子像素的X坐標(biāo)1_X和I坐標(biāo)I_y應(yīng)用于表達(dá)式(I)以及將厚度L_Z應(yīng)用于表達(dá)式(I)，來計(jì)算表達(dá)式(I)。然后，坐標(biāo)計(jì)算單元102將從計(jì)算結(jié)果獲得的雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的X坐標(biāo)L_x和Y坐標(biāo)L_y設(shè)置為以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)。
[0128]<以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算的第二示例>
[0129]圖12是繪出坐標(biāo)計(jì)算單元102計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第二示例的圖。
[0130]在圖12中，嚴(yán)格考慮雙凸透鏡109對(duì)來自顯示單元108的光的折射來執(zhí)行以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算。具體地，如圖12所示，由雙凸透鏡109和觀看位置形成的發(fā)射角由使用觀看位置的z坐標(biāo)E_z、雙凸透鏡109上的X坐標(biāo)L_x和顯示單元108的顯示平面上的玻璃的厚度L_z的以下表達(dá)式(2)來定義。
[0131]th = atan (L_x/ (E_z_L_z))...(2)
[0132]另外，當(dāng)顯示單元108的顯示平面上的玻璃的折射率被設(shè)置為N時(shí)，雙凸透鏡109上以發(fā)射角th發(fā)射的光的入射角th’由以下表達(dá)式(3)來定義。
[0133]sin (th) /N = sin (th')...(3)
[0134]因此，入射角th’由以下表達(dá)式(4)來表示。
[0135]th' =asin(sin(th)/N)...(4)
[0136]另外，子像素的X坐標(biāo)I_x’由以下表達(dá)式(5)來定義。
[0137]I_x' -L_x = tan(th’)* L_z
[0138]...1_x’ = L_x+tan (th，)*L_z...(5)
[0139]因此，子像素的X坐標(biāo)I_x’由使用表達(dá)式(2)、(4)和(5)的以下表達(dá)式(6)來表
/Jn ο
[0140]I—X，=L_x+tan (asin (sin (atan (L_x/ (E_z~L_z))) /N)) *L—z[0141]...(6)
[0142]以相同方式，子像素的y坐標(biāo)I_y’由以下表達(dá)式(7)來表示。
[0143]I_y，=L_y+tan(asin(sin(atanL_y/E_z_L_z)))/N))*L_z
[0144]…(7)
[0145]因此，坐標(biāo)計(jì)算單元102將用于代入眉毛的中間位置的觀看位置的X坐標(biāo)E_x、y坐標(biāo)E_y和z坐標(biāo)E_z以及用于代入屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的子像素的X坐標(biāo)I_x’和y坐標(biāo)I_y’應(yīng)用到表達(dá)式(6)和(7)中，以及將厚度L_z和折射率N應(yīng)用到表達(dá)式(6)和(7 )中。然后，坐標(biāo)計(jì)算單元102基于表或迭代、使用所應(yīng)用的表達(dá)式(6 )和(7 )而計(jì)算雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的X坐標(biāo)L_x和J坐標(biāo)L_y。然后，坐標(biāo)計(jì)算單元102將從計(jì)算結(jié)果獲得的雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的X坐標(biāo)L_x和y坐標(biāo)L_y設(shè)置為以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)。
[0146]<以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算的第三示例>
[0147]圖13是繪出由坐標(biāo)計(jì)算單元102計(jì)算以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的第三示例的圖。
[0148]在圖13中，通過近似雙凸透鏡109對(duì)來自顯示單元108的光的折射來執(zhí)行以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的計(jì)算。具體地，如圖13所示，當(dāng)不存在折射并且通過將顯示單元108的顯示平面上的玻璃的實(shí)際厚度L_z除以折射率N而獲得的值L_z/N被假設(shè)為顯示單元108的顯示平面上的玻璃的厚度時(shí)進(jìn)行近似，并且在與被發(fā)射到屏幕上的觀看位置的光的位置相同的位置的光被折射并被發(fā)射到觀看位置。
[0149]在該情況下，使用觀看位置的z坐標(biāo)E_z和雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的x坐標(biāo)L_x和y坐標(biāo)L_y，子像素的x坐標(biāo)I_x’ ’和y坐標(biāo)I_y’ ’均由以下表達(dá)式(8)來定義。
[0150]I_x"=L_x*(E_z_L_z*(N-1)/N))/(E_z_L_z)
[0151]I_y"=L_y*(E_z_L_z*(N-1)/N)/(E_z_L_z)...(8)
[0152]因此，坐標(biāo)計(jì)算單元102通過將用于代入眉毛的中間位置的觀看位置的X坐標(biāo)E_x、y坐標(biāo)E_y和z坐標(biāo)E_z以及用于代入屏幕上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)的子像素的X坐標(biāo)1_X’’和y坐標(biāo)I_y’’應(yīng)用到表達(dá)式(8)中以及將厚度L_z和折射率N應(yīng)用到表達(dá)式(8)來計(jì)算表達(dá)式(8)。然后，坐標(biāo)計(jì)算單元102將從計(jì)算結(jié)果獲得的雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的X坐標(biāo)L_x和y坐標(biāo)L_y設(shè)置為以眉毛的中間位置為基準(zhǔn)的、雙凸透鏡109上的每個(gè)子像素的坐標(biāo)。
[0153]注意，當(dāng)發(fā)射角th在上述表達(dá)式(6)和(7)中被設(shè)置為充分小時(shí)，建立以下表達(dá)式(9)。 [0154]sin (th) =tan (th) =asin (th) =atan (th) = th...(9)
[0155]因此，在該情況下，如以下表達(dá)式(10)所示，利用表達(dá)式(6)計(jì)算的子像素的X坐標(biāo)I_x’與利用表達(dá)式(8)計(jì)算的子像素的X坐標(biāo)I_x’’ 一致。
[0156]
【權(quán)利要求】
1.一種圖像處理裝置，包括: 相位計(jì)算單元，被配置成計(jì)算投影到光屏蔽單元上的三維圖像的像素的相位，所述光屏蔽單元限定顯示單元上顯示的所述三維圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域；以及 混合處理單元，被配置成基于所述相位計(jì)算單元計(jì)算的相位而針對(duì)每個(gè)像素對(duì)左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合，所述左眼圖像和所述右眼圖像被包括在所述三維圖像中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，還包括: 面積比率計(jì)算單元，被配置成基于所述相位計(jì)算單元計(jì)算的相位，計(jì)算所述三維圖像的每個(gè)像素中所述左眼所見區(qū)域和所述右眼所見區(qū)域的面積比率， 其中，所述混合處理單元基于所述面積比率計(jì)算單元計(jì)算的面積比率，針對(duì)每個(gè)像素對(duì)所述左眼圖像和所述右眼圖像進(jìn)行組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其中，所述混合處理單元使用考慮到視覺特性的表達(dá)式，基于所述面積比率計(jì)算單元計(jì)算的面積比率，針對(duì)每個(gè)像素對(duì)所述左眼圖像和所述右眼圖像進(jìn)行組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述相位計(jì)算單元基于觀看位置來計(jì)算所述相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理裝置，其中，所述相位計(jì)算單元使用下述表達(dá)式基于所述觀看位置來計(jì)算所述相位:所述表達(dá)式考慮到所述光屏蔽單元在垂直于所述顯示單元的屏幕的方向上的位置依照所述光屏蔽單元在平行于所述顯示單元的屏幕的方向上的位置而不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理裝置，其中，所述相位計(jì)算單元使用考慮到從所述顯示單元發(fā)出的光被所述光屏蔽單元折射的表達(dá)式，基于所述觀看位置來計(jì)算所述相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，還包括: 投影轉(zhuǎn)換單元，被配置成基于觀看位置對(duì)所述左眼圖像和所述右眼圖像執(zhí)行投影轉(zhuǎn)換， 其中，所述混合處理單元對(duì)所述左眼圖像和所述右眼圖像進(jìn)行組合，其中所述左眼圖像和所述右眼圖像經(jīng)過了所述投影轉(zhuǎn)換單元的投影轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，還包括: 黑色插入處理單元，被配置成基于所述相位計(jì)算單元計(jì)算的相位，對(duì)黑色圖像和通過所述混合處理單元的組合獲得的圖像進(jìn)行組合。
9.一種圖像處理方法，包括: 由圖像處理裝置計(jì)算投影到光屏蔽單元上三維圖像的像素的相位，所述光屏蔽單元限定顯示單元上顯示的所述三維圖像的左眼所見的區(qū)域和右眼所見區(qū)域；以及 由所述圖像處理裝置基于在計(jì)算相位的步驟中計(jì)算的相位，針對(duì)每個(gè)像素對(duì)所述三維圖像中包括的左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合。
10.一種使得計(jì)算機(jī)用作以下單元的程序: 相位計(jì)算單元，被配置成計(jì)算投影到光屏蔽單元上的三維圖像的像素的相位，所述光屏蔽單元限定顯示在顯示單元上的所述三維圖像的左眼所見區(qū)域和右眼所見區(qū)域；以及 混合處理單元，被配置成基于所述相位計(jì)算單元計(jì)算的相位而針對(duì)每個(gè)像素對(duì)左眼圖像和右眼圖像進(jìn)行組合，所述左眼圖像和所述右眼圖像被包括在所述三維圖像中。
【文檔編號(hào)】H04N13/00GK103856769SQ201310608509
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】青木卓 申請(qǐng)人:索尼公司