JP5603370B2 - 視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリント - Google Patents

Description

本発明は、右目用画像及び左目用画像を用いて立体視を行うための視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントに関するものである。

従来より、千鳥配列やストライプ格子配列などの所定の配列によって、表示画面を空間分割して、右目用画像及び左目用画像に基づく視差画像を表示することで、立体視を行う視差画像表示装置や視差画像生成方法が知られている。

特許文献１では、千鳥配列またはストライプ格子配列によって、表示画面を空間分割して、左右の視差画像を表示する装置が開示されている。また、特許文献２では、ストライプ格子配列によって、表示画面を空間分割して、左右の視差画像を表示する装置が開示されている。

特許文献３では、偏光制御板を用いて３次元画像を表示し観察する際、適切に設定した所定方向に長い開口を有する視差バリア又はレンチキュラレンズ等を用いることによってクロストークの少ない立体視の領域を上下方向に拡大できる装置が開示されている。

また、特許文献４では、パララックスバリア方式（視差バリア方式）を用いて、ディスプレイへの画像表示と空間光変調素子への開口パターンの表示を、それぞれ対応する画像ごと、あるいは対応する走査線ごとに同期して切り替えることにより、左右の視差画像のクロストークを低減し、しかもフリッカー及びモアレ縞も低減する装置が開示されている。

一般的な視差画像表示装置は、例えば、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、左目用画像と右目用画像とを同一幅のストライプ格子状に空間分割し、視差画像表示部上において、右目用領域に右目用画像が、左目用領域に左目用画像がそれぞれ表示されるように視差画像を生成し、視差画像表示部において表示する。

視差画像表示部上には、右目用画像（右目用領域）と左目用画像（左目用領域）とにおいて、偏光状態がそれぞれ異なる偏光フィルタが設置されており、偏光メガネを通して、視差画像表示部に表示された視差画像を見ることで、右目用画像が右目によって認識され、左目用画像が左目によって認識されるため、脳が視差のある右目用画像と左目用画像とから立体視表示を認識することができる。

特開平０７−３０７９５９号公報 特開２００５−２１５３２６号公報 特開平１０−２２１６４３号公報 特開平９−２６５０５６号公報

前述の右目用領域と左目用領域とからなるストライプ状格子は、解像度、つまり表現能力の観点から一般的に表示する画素と等ピッチで設計されることがほとんどであるが、ストライプ状格子のストライプ幅と、そこに表現される画素の細かさとは１対１である必要は全く無く、粗めのストライプ状格子の中に更に細かい画素が入っていれば、人間はそれをよりよく認識することができる。

さらに、所定領域における右目用画像と左目用画像と各領域の画像情報の重要度を判断することなく、ストライプ状格子に均等に割り当てるのは、画像の伝達情報量の観点から考えても好ましい方法とはいえない。

特許文献１に記載のように、所定の配列によって、表示画面を空間分割する場合、画像信号に類似の信号成分が含まれると、空間信号同士の干渉が発生し、観察画像には干渉信号（モアレ）が発生するため、画像品質を著しく損なってしまっていた。

また、特許文献２に記載のように、特に、ストライプ格子配列では、画像信号にストライプ格子に類似の信号成分が含まれる場合が多く、観察画像にはモアレが発生することが多々あった。

また、所定の配列によって、表示画面を空間分割し、それに応じた偏光制御板を用いる立体表示装置では、画面の上下方向に立体視に最適な観察高さが生じ、それよりも高い位置又は低い位置から画面を見るにつれて、次第にクロストークが多くなり、ついには、逆立体視の状態となり、立体視表示の性能が著しく劣化してしまっていた。

また、立体視するには観察者が最適な観察高さに目を保持する必要があり、観察者の負担が増大し、疲労の原因になるという欠点があった。

特許文献３の装置では、視差バリアの開口の幅が狭くなり、光量が低下して画像が暗くなる、あるいは、レンチキュラレンズを用いることで表示できる画像の情報量が低下する（レンチキュラレンズによって引きのばすため、レンズパワー方向の画素密度が減る）。また、レンチキュラレンズの分、コストが増大するという問題点がある。
また、特許文献４の装置では、ディスプレイと前記空間光変調素子とを対応させてインターレース走査する手段が必要であり、コストが大きく増大するという問題点がある。

上述のような、偏光制御板を用いて立体視を行う従来型の視差画像表示装置においては、想定された幾何光学的な位置関係が崩れることで、クロストーク信号が観察者に伝達する。
そして、幾何光学的な位置関係の崩れが同程度であっても、空間分割を細かく設定すると、クロストーク信号量は大きく発生する。
すなわち、幾何光学的な位置関係の崩れによるクロストーク信号を抑えるには、無用に空間分割を細かく設定しないことが肝要である。

一方で、空間分割を粗くしてしまうと、立体感を感じるために不可欠な視差画像の情報を十分に観察者に提供できない。

本発明の目的は、所定の配列によって表示画面を空間分割して立体視を行う視差画像表示装置において、右目用画像と左目用画像とがそれぞれ備える画像の情報量を損なうことなく、高品質な視差画像を生成・表示する視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントを提供することにある。
また、表示する画像の局所的な情報量に基づき分割サイズを可変として最適な細かさに設定することで、画像情報の伝達を損なうことなく、更に、クロストーク信号の生じにくい高品質な立体視表示を可能とする視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、立体視可能な視差画像を生成するための右目用画像と左目用画像とを取得する画像取得部と、前記右目用画像の情報量分布と前記左目用画像の情報量分布とをそれぞれ算出する情報量分布算出部と、前記右目用画像の前記情報量分布と前記左目用画像の前記情報量分布とに基づいて、前記右目用画像と前記左目用画像とから前記視差画像を生成する視差画像生成部と、前記右目用画像を表示する右目用領域と前記左目用画像を表示する左目用領域とで構成される視差画像表示領域を有する視差画像表示部を備え、前記視差画像生成部は、視差画像表示領域分類手段と、領域分割手段とを有し、前記視差画像表示領域分類手段は、前記情報量分布に基づいて前記視差画像表示領域を複数の部分表示領域に分類し、前記領域分割手段は、前記部分表示領域を前記分類ごとに大きさの異なる、互いに同形の右目用単位領域及び左目用単位領域からなる単位領域セットに分割し、前記視差画像生成部は、前記右目用単位領域によって構成される前記右目用領域に前記右目用画像を表示し、前記左目用単位領域によって構成される前記左目用領域に前記左目用画像をそれぞれ表示することで前記視差画像を生成することを特徴とする視差画像表示装置を提供する。

また、前記情報量分布の情報量は、前記画像の細かさ（画素値の変化量）、画像の持つ高周波信号成分の量、画像の持つ最大周波数の値、輝度分布の分散値、前記右目用画像と前記左目用画像との画素値の差分量の少なくとも１つであることが好ましい。

また、前記領域分割手段は、前記部分表示領域を、前記情報量が大きければ大きい程小さい単位領域セットで分割し、前記情報量が小さければ小さい程前大きい単位領域セットで分割することが好ましい。

また、前記単位領域セットは、ストライプ格子形状であることが好ましい。

また、前記領域分割手段は、前記部分表示領域の形状に応じて前記部分表示領域の分割方向を決定することが好ましい。

さらに、前記視差画像表示部の前面に設置され、前記視差画像に基づいて、前記左目用領域の偏光状態と前記右目用領域の偏光状態とが異なるように操作可能な偏光フィルタを備えることが好ましい。

さらに、前記視差画像表示部の前面に設置され、前記視差画像表示部から所定間隔離れた観察者に対して、前記視差画像に基づいて、前記観察者の左目方向に前記左目用領域からの光のみを透過させ、前記観察者の右目方向に前記右目用領域からの光のみを透過させるように操作可能な視差バリアを備えることが好ましい。

また、本発明は、立体視可能な視差画像を生成するための右目用画像と左目用画像との情報量分布をそれぞれ算出し、前記情報量分布に基づいて、前記視差画像を表示する視差画像表示領域を複数の部分表示領域に分類し、それぞれの前記部分表示領域を、前記分類ごとに大きさの異なる、互いに同形の右目用単位領域及び左目用単位領域からなる単位領域セットに分割し、前記右目用単位領域及び前記左目用単位領域に前記右目用画像及び前記左目用画像をそれぞれ表示させることで視差画像を生成することを特徴とする視差画像生成方法を提供する。

また、前記情報量分布の情報量は、前記画像の細かさ（画素値の変化量）、画像の持つ高周波信号成分の量、画像の持つ最大周波数の値、輝度分布の分散値、前記右目用画像と前記左目用画像との画素値の差分量の少なくとも１つであることが好ましい。

また、前記部分表示領域は、前記情報量が大きければ大きい程小さい単位領域セットで分割され、前記情報量が小さければ小さい程前大きい単位領域セットで分割されることが好ましい。

前記単位領域セットは、ストライプ格子形状であることが好ましい。

前記部分表示領域の形状に応じて前記部分表示領域の分割方向を決定することが好ましい。

また、本発明は、上述の視差画像生成方法によって生成された視差画像が印刷されたことを特徴とする視差画像プリントを提供する。

さらに、前記右目用領域と前記左目用領域とに偏光状態のそれぞれ異なる偏光フィルムを貼り付けたことが好ましい。

さらに、前記視差画像プリントの前面に設置され、前記視差画像プリントから所定間隔離れた観察者に対して、前記視差画像に基づいて、前記観察者の左目方向に前記左目用領域からの光のみを透過させ、前記観察者の右目方向に前記右目用領域からの光のみを透過させる視差バリアフィルムを設けたことが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、右目用画像と左目用画像との伝達情報量を最大とした高品質な視差画像を生成・表示する視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントを提供することができる。
また、本発明の第２の態様によれば、クロストークによる画質の劣化を感じることの少ない高品質な視差画像を提供することができ、また、本視差画像は、電気的な駆動が不要であるため、印刷や写真プリントのような視差画像表示手段にも適用することができる。

本発明第１の態様に係る視差画像表示装置の一実施例を示す外観図である。 図１の視差画像表示装置の一実施例の詳細構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、右目用画像及び左目用画像の一例であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す点線位置を横軸とし、右目用画像及び左目用画像の情報量を縦軸とした場合のグラフである。 図３に示す右目用画像及び左目用画像からなる空間分割型視差画像表示の説明図である。 本発明の第１の態様に係る視差画像の生成方法の説明図である。 本発明の第１の態様に係る情報量分布の比較結果と視差画像表示の基準領域との対応関係の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の態様に係る視差画像表示の基準領域の一例を示す詳細説明図である。 本発明の第１の態様に係る視差画像生成のフローを示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、一般的な視差画像の説明図である。 （Ａ）は、従来の視差バリアの説明図であり、（Ｂ）は、左目用画像と右目用画像との表示面積に差を設けるためにその厚み及び形状を変えた視差バリアの説明図であり、（Ｃ）は、本発明に係る２層式視差バリアの説明図である。 図１に示す視差画像表示装置において、視差バリア方式を用いた場合の第１の視差画像表示部の一実施例を示す外観図である。 図４に示す右目用画像及び左目用画像からなる空間分割型視差画像表示において、ストライプの方向を縦方向とした場合の説明図である。 基準領域を縦方向に分割する場合の情報量分布の比較結果と基準領域との対応関係の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図７に示す基準領域を縦方向に分割した場合の一例を示す詳細説明図である。 本発明の第２の態様に係る視差画像表示装置の一実施例を示す外観図である。 図１５の視差画像表示装置の一実施例の詳細構成を示すブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、視差画像表示のための右目用画像及び左目用画像の一例である。 図１７の右目用画像及び左目用画像から生成される視差画像の一例である。 図１８の視差画像を部分表示領域に分類した場合の説明図である。 図１９の部分表示領域を分類に応じて大きさの異なる単位領域セット（幅の異なる水平ストライプ格子）に分割した場合の説明図である。 本発明の第２の態様に係る視差画像生成のフローを示すフローチャートである。 視差バリア方式における本発明の視差画像表示装置の一実施例を示す外観図である。 視差バリア方式において、図１９の部分表示領域を分類に応じて大きさの異なる単位領域セット（幅の異なる鉛直ストライプ格子）に分割した場合の説明図である。

本発明に係る視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントを、添付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。

第１の態様
＜視差画像表示装置＞
図１は、本発明の第１の態様の視差画像表示装置の構成を表す一実施形態の外観図である。図１に示すとおり、本発明の視差画像表示装置１０は、第１の視差画像表示部１２と、偏光メガネ１４と、操作入力部１６と、コンソール２０と、画像サーバ３２とを備える。

図１に示すように、空間分割型の視差画像を表示する第１の視差画像表示部１２は、正方の基準領域１８Ｕによって構成される視差画像表示領域１８を有する。また、基準領域１８Ｕは、右目用画像を表示する右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用画像を表示する左目用単位領域１８ＵＬの少なくとも一方を有する。
よって、第１の視差画像表示部１２は、右目用単位領域１８ＵＲによって構成される右目用領域（右目用画像表示領域）１８Ｒと左目用単位領域１８ＵＬによって構成される左目用領域（左目用画像表示領域）１８Ｌとからなる視差画像表示領域１８、つまり、基準領域１８Ｕによって構成される、視差画像表示領域１８を有する。

また、第１の視差画像表示部１２は、任意の領域の偏光状態を操作可能な偏光フィルタ４８を備え、第１の視差画像表示部１２の視差画像表示領域１８において、右目用画像が表示されている部分（右目用領域１８Ｒ）と左目用画像が表示されている部分（左目用領域１８Ｌ）との偏光状態が異なるように、偏光フィルタ４８を操作する。

前述の偏光フィルタ４８の具体例としては、視差画像表示用の液晶ディスプレイとは別の、視差画像の偏光状態を独立して操作する液晶パネルなどが考えられる。
液晶パネルを利用した偏光フィルタは、視差画像を表示する液晶ディスプレイの前面に設置され、視差画像の情報を用いて、視差画像の左目用領域１８Ｌと右目用領域１８Ｒとの偏光状態をそれぞれ操作することができる。

観察者は、第１の視差画像表示部１２に表示された視差画像を、偏光メガネ１４を用いて見ることで、左目では、偏光レンズ１４Ｌを通して左目用画像のみを認識し、右目では、偏光レンズ１４Ｒを通して右目用画像のみを認識する。
これにより、観察者の脳は、左目によって認識した左目用画像と、右目によって認識した右目用画像とに基づいて立体視を行うことが可能となる。

操作入力部１６は、コンソール２０の後述する制御部２６に各種指示を出す。例えば、画像サーバ３２からの右目用画像及び左目用画像の取得の指示、第１の視差画像表示部１２における立体視表示及び平面表示の切替、生成した視差画像の画像サーバ３２への保存などの指示が挙げられる。

＜コンソール＞
また、図２は、本発明の視差画像表示装置の詳細構成を示すブロック図であり、特にコンソール２０の詳細構成を示す。
図２に示すとおり、前述のコンソール２０は、画像取得部２２と、視差画像生成部２４と、制御部２６と、表示制御部２８と、偏光フィルタ制御部３０と、記憶部３４と、情報量分布算出部３６と、を備え、前述の視差画像生成部２４は、情報量比較手段３７と、基準領域割当手段３８と、輝度値調整手段４０と、画像反映手段４６とを有する。
なお、コンソール２０は、具体的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（主記憶装置）、ハードディスク等で構成されるコンピュータによって構成され、実際には、上述のＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（主記憶装置）、ハードディスク等が連動して、コンソール２０内の上述の各部及び各手段を構成する。

画像取得部２２は、指示入力部１６からの指示により、制御部２６を通じて制御され、画像サーバ３２に保存された立体視可能な右目用画像と左目用画像とを取得する。

情報量分布算出部３６は、画像取得部２２が取得した右目用画像と左目用画像とにおいて、それぞれの画像の情報量分布を算出し、算出された右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布を視差画像生成部２４へ出力する。
ここで情報量とは、例えば、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などが挙げられる。

視差画像生成部２４は、前述のとおり、右目用領域１８Ｒ及び左目用領域１８Ｌに右目用画像及び左目用画像を反映させて、前述の視差画像を生成する。

まず、視差画像生成部２４は、情報量比較手段３７によって、視差画像表示領域１８を構成する基準領域１８Ｕごとに、対応する右目用画像の情報量と左目用画像の情報量とを比較する。
基準領域１８Ｕは、例えば、４×４の１６画素から構成されてもよく、６×６の３６画素から構成されてもよい。また、基準領域の大きさは、表示画像の大きさ（ピクセル数）や、視差画像表示領域１８を有する（視差画像表示領域１８と１対１に対応する）第１の視差画像表示部１２の大きさ（解像度）に応じて変更されてもよい。

視差画像表示領域１８を構成する正方の基準領域１８Ｕにおいて、情報量分布算出部３６において算出された右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とに基づいて、基準領域１８Ｕにおける情報量の大小を比較する。

基準領域割当手段３８は、情報量の大小に基づいて、基準領域１８に右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬとを割り当てる。
割り当ては、例えば、情報量の大きい右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬのいずれか一方を割り当ててもよく、情報量が同じぐらいの場合は、右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬの両方を半分ずつ割り当ててもよい。また、情報量の大小に応じて右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬの領域面積を変えて割り当ててもよい。

例えば、基準領域１８Ｕが４×４の１６ピクセルである場合、情報量の大小に応じて、右目用単位領域１８ＵＲ４×３の１２ピクセル、左目用領域１８ＵＲ４×１の４ピクセルとして割り当ててもよい。

上述のように、基準領域１８Ｕにおいて、右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬとの領域面積が異なる場合、領域面積に応じて輝度値を調整してもよい。
領域面積が小さくなればなるほど、輝度値を変えないと、その領域は暗く見えるため、輝度値を上げる必要がある。また、逆の理由で、領域面積が大きくなればなるほど、輝度値を下げる必要がある。

画像反映手段４６は、基準領域１８Ｕごとに、右目用単位領域１８ＵＲに右目用画像が表示され、左目用単位領域１８ＵＬに左目用画像が表示されるように、右目用画像と左目用画像とを反映させることで視差画像を生成する。

制御部２６は、指示入力部１６からの指示を受け、視差画像表示装置１０の各部の動作を制御する。上述のように、画像取得部２２に左目用画像及び右目用画像を取得させ、視差画像生成部２４に視差画像を生成させ、後述する表示制御部２８を通じて、第１の視差画像表示部１２に視差画像を表示させ、後述する偏光フィルタ制御部３０に視差画像に合わせて図示しない第１の視差画像表示部１２上に設置された偏光フィルタ４８の偏光状態を制御する。また、後述する記憶部３４に生成した視差画像を記憶させ、また、記憶部３４を通じて、画像サーバに生成した視差画像を保存してもよい。

表示制御部２８は、上述のとおり第１の視差画像表示部１２において視差画像を表示する他、指示入力部１６からの指示により、第１の視差画像表示部１２上で、左目用画像及び右目用画像を平面表示する。

偏光フィルタ制御部３０は、視差画像生成部２４からの視差画像の情報に基づいて、左目用領域１８Ｌと右目用領域１８Ｒとにそれぞれ異なる偏光状態のフィルタが掛かるにように、偏光フィルタ４８を制御する。

記憶部３４は、視差画像生成部２４によって生成された視差画像を左目用画像及び右目用画像と共に一時的に記憶し、指示入力部１６からの指示により、これら画像の画像データを画像サーバ３２に保存する。

コンソール２０は、上述のとおり立体視可能な左目用画像と右目用画像とに基づいて視差画像を生成する。生成された視差画像は、左目用領域１８Ｌと右目用領域１８Ｒとからなる視差画像表示領域１８を有する第１の視差画像表示部１２において表示され、また、必要に応じて画像サーバ３２に記憶される。

また、画像サーバ３２は、立体視可能な左目用画像及び右目用画像を画像データとして記憶できるものであればよく、画像サーバに限らずその代わりとして、左目用画像及び右目用画像の画像データが記憶された各種記録媒体及び記録媒体読み取り手段を用いることができる。

以上が、本発明の第１の態様に係る視差画像表示装置１０の構成の説明である。
次に本発明の第１の態様に係る視差画像表示装置１０の動作について簡単に説明する。

指示入力部１６からの指示を受け、画像取得部２２は、図３（Ａ）に示すような、立体視可能な右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを取得する。取得された右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとは、情報量分布算出部３６へ出力され、右目用画像Ｒの情報量分布と左目用画像Ｌの情報量分布とが算出される。情報量としては、例えば、上述の（１）画像の持つ高調波信号成分の量が用いられる。

情報量分布算出部３６で算出された、右目用画像Ｒの情報量分布と左目用画像Ｌの情報量分布とは、視差画像生成部２４の情報量比較手段３７において、図４に示すように、対応する基準領域１８Ｕごとにその情報量が比較され、比較結果が出力される。
比較結果としては、対応する基準領域１８Ｕにおいて、右目用画像Ｒの情報量と左目用画像Ｌの情報量とどちらが大きいか、また、どの程度大きいか等が出力される。

基準領域割当手段３８は、上述の比較結果に基づいて、上述の図５に示すように、基準領域１８Ｕに右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬと割り当てる。
右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬの割り当ては、図６（ａ）のように、右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬのどちらか一方を割り当ててもよく、また、情報量が同じぐらいである場合には、半分ずつ割り当ててもよい。
また、図６（ｂ）のように情報量に応じて右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用単位領域１８ＵＬの領域面積を変えて割り当ててもよい。

また、図６（ｃ）に示すように、輝度値調整手段４０を用いて、割り当てられた領域面積に応じて、輝度値を調整してもよい。領域面積が小さければ、輝度値を大きく（明るく）し、領域面積が大きければ、輝度値を小さく（暗く）する。

画像反映手段４６において、右目用単位領域１８ＵＲに、右目用画像Ｒを反映させ、左目用単位領域１８ＵＬに、左目用画像Ｌを反映させて、視差画像を生成する。
上述のとおり、視差画像生成部２４で生成された視差画像は、表示制御部２８を通して、第１の視差画像表示部１２に表示され、また、記憶部３４に一時記憶され、指示入力部１６からの指示により、画像サーバ３２に記憶されてもよい。

また、偏光フィルタ制御部３０は、右目用単位領域１８ＵＲ及び左目用領域１８ＵＬが基準領域ごとに割り当てられ、輝度値を調整された視差画像表示領域１８の情報を得て、偏光フィルタ４８を制御する。

偏光フィルタ４８は、視差画像表示領域１８の右目用領域１８Ｒと左目用領域１８Ｌとにおいて、それぞれ偏光状態が異なるように制御され、右目用領域１８Ｒに対応するフィルタ部分と左目用領域１８Ｌに対応するフィルタ部分とからそれぞれ偏光状態の異なる光を透過させる。

こうして、観察者は、本発明の視差画像表示装置１０により、偏光メガネ１４を通して第１の視差画像表示部１２に表示された視差画像を観察することで、立体視を行うことができる。
以上が、本発明の第１の態様に係る視差画像表示装置１０の動作である。

＜視差画像生成方法＞
次に、本発明の第１の態様に係る視差画像生成方法について説明する。本発明の視差画像表示装置１０は、視差画像生成部２４において、本発明の視差画像生成方法を用いて視差画像を生成し、第１の視差画像表示部１２に視差画像を表示する。

図３（Ａ）に示すように、立体視可能なように、視点をずらして撮影された右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとにおいて、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの点線部分の画素値（情報量）を測定したグラフを、図３（Ｂ）に示す。

図３（Ａ）及び（Ｂ）より、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとで表される円形の点線上のエッジ部分は、Ｒ１及びＲ２と、Ｌ１及びＬ２と、であることがわかる。

本発明の第１の態様に係る視差画像生成方法では、なるべく右目用画像と左目用画像との画像情報を損なわないように視差画像を生成するため、図３（Ａ）の右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの点線部分で視差画像を考えた場合、それらのエッジ部分、つまり、図３（Ｂ）のＲ１、Ｒ２、及び、Ｌ１、Ｌ２の部分について、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとが、それぞれ強調されていればよい。

つまり、図４に示すように、右目用画像Ｒのエッジ部分Ｒ１、Ｒ２を表示する領域においては、右目用画像Ｒの情報が優先され、基準領域１８Ｕにおいて、右目用画像Ｒが優先的に表示されることが好ましい。また、視差画像において、左目用画像Ｌのエッジ部分Ｌ１、Ｌ２を表示する領域においては、左目用画像Ｌの情報が優先され、基準領域１８Ｕにおいて、左目用画像Ｌが優先的に表示されることが好ましい。

より具体的には、情報量分布算出手段３６により、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌと画像の情報量分布を算出し、図５に示すように、算出された情報量分布から、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの同一領域（同一基準領域１８Ｕ）における情報量を算出し、情報量比較手段３７により比較することで、視差画像において、情報量が多い方の画像を優先的に表示させる。

ここで情報量とは、例えば、上述のとおり、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などが挙げられる。

また、情報量の比較結果の使い方としては、例えば、図６（ａ）に示すように、同一基準領域１８Ｕにおいて、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを比較してより情報量が多い方を採用し、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌのいずれか一方を基準領域１８Ｕにおける視差画像として表示してもよく、また、略同一であれば、基準領域１８Ｕにおいて、両画像を同一面積だけ並べて表示してもよい。

また、図６（ａ）のように単純に表示すると、所定の領域において、片方の画像情報が全く表示されず、都合が悪い場合も考えられる。
そこで、情報量の比較結果の使い方として、図６（ｂ）のように、基準領域１８Ｕにおいて、基準領域割当手段３８により、情報量の大きい方の画像の割り当て面積を大きくし、情報量の小さい方の画像の割り当て面積を小さくしてもよい。例えば、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとで、右目用画像Ｒの情報量が大きければ、その分だけ左目用画像Ｌの割り当て面積を大きくするなどである。

図６（ｂ）の場合、図６（ａ）のように視差画像に全く画像情報が反映されないという場合は無くなるが、片方の画像の割り当て面積が小さくなるため、偏光メガネを通して片方の画像を見た場合、画像が暗く表示される部分ができてしまう。
よって、たとえ割り当て面積が小さくなったとしても、そのために画像が暗くなるようなことの無いように視差画像を調整する必要がある。

そこで、情報量の比較結果の使い方として、図６（ｃ）に示すとおり、情報量の比較結果からから、視差画像の基準領域１８Ｕにおいて、輝度値調整手段４０により、割り当て面積が小さくなった場合には、その分明るさ（輝度値）を上げ、割り当て面積が大きくなった場合には、明るさを下げればよい。

情報量の比較結果を使って、図６（ｃ）に示すとおり基準領域１８Ｕに対して右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを割り当てることで、右目用画像及び左目用画像の基準領域１８Ｕごとの光量（基準領域１８Ｕにおける右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬの光量）を揃えることができ、なおかつ右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌ全体で見た場合にもそれらの光量を一定に揃えることができる。

よって、基準領域１８Ｕにおいて割り当て面積と明るさとを関連づけて視差画像を生成することで、局所的にも、また全体的にも、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとのどちらか一方が必要以上に暗くなったりすることがなく、バランスのとれた立体視表示を行うことができる。

＜基準領域の具体例＞
情報量の比較結果の使い方として、図６（ｃ）の方法を用いた場合、図５のＡに示す基準領域１８Ｕは、情報量比較手段３７により右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの情報量の比較した場合、基準領域１８Ｕに円形の図形のエッジ部分が入る右目用画像Ｒが優先される。

よって、図６（ｃ）のＲ＞Ｌの場合に該当し、例えば、図７（Ａ）に示すように、基準領域１８Ｕが４×４の１６マスの場合、基準領域割当手段３８により情報量の大きい右目用画像Ｒを表示するために、右目用単位領域１８ＵＲが１２マス割り当てられ、情報量の小さい左目用画像Ｌを表示するために、左目用単位領域１８ＵＬが４マス割り当てられる。
そして、右目用単位領域１８ＵＲには、輝度値調整手段４０により右目用画像Ｒである円形の図形のエッジ部分が若干輝度値を下げて表示され、左目用単位領域１８ＵＬには、左目用画像Ｌが輝度値を上げて表示される。

また、図６（ｃ）の方法を用いた場合、図５のＢに示す基準領域１８Ｕは、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの情報量の比較した場合、両画像とも何も表示されていないため、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとが均等に割り当てられる。

よって、図６（ｃ）のＲ≒Ｌの場合に該当し、例えば、図７（Ｂ）に示すように、基準領域１８Ｕが４×４の１６マスの場合、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとにおいて情報量が略等しいため、右目用単位領域１８ＵＲに８マス、左目用単位領域１８ＵＬに８マス、均等に割り当てられる。
そして、画像反映手段４６により、右目用単位領域１８ＵＲには右目用画像Ｒが、左目用単位領域１８ＵＬには左目用画像Ｌが、それぞれそのまま反映され、視差画像が生成される。生成された視差画像は、第１の視差画像表示部１２に表示される。

＜視差画像生成のフロー＞
次に、視差画像生成部２４における視差画像生成の方法について、図８のフローチャートに基づいて簡単に説明する。

視差画像表示装置１０は、視差画像生成部２４を通じて立体視表示のために撮影された右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを図示しない画像サーバ等から取得する（ステップＳ１）。

視差画像生成部２４は、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌのそれぞれにおいて、情報量分布の算出を行う（ステップＳ３）。
例えば、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などの少なくとも１つを情報量として、情報量分布を算出する。

また、視差画像生成部２４は、例えば、視差画像表示領域を正方の局所領域に分割し、それら局所領域内で（１）〜（４）のいずれかの情報量について比較を行う。
そして、図６（ｃ）に示すように、比較結果に基づいて、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとの基準領域１８Ｕの表示割合を決定する（ステップＳ５）。

例えば、図７（Ａ）に示すように、４×４の１６画素からなる局所領域の場合であって、右目用画像Ｒの情報量が多い場合には、例えば、局所領域の上から３／４において右目用画像Ｒを表示し、下から１／４において左目用画像Ｌを表示してもよい。この場合、下から１／４の左目用画像Ｌは輝度値を上げて表示され、上から３／４の右目用画像Ｒは輝度値を下げて表示される。

視差画像表示領域１８上の全ての基準領域１８Ｕに対して、情報量の比較がなされ、視差画像が生成される（ステップＳ７）。表示される空間分割型の視差画像は、右目用画像及び左目用画像のそれぞれの情報量を最大限保った視差画像といえる。

視差画像生成部２４において、生成された視差画像は、視差画像表示領域１８を有する（視差画像表示領域１８と表示画面が１対１に対応する）第１の視差画像表示部１２において表示される（ステップＳ９）。
なお、これら視差画像は第１の視差画像表示部１２において、表示されるだけでなく、プリンタ等の出力装置によって出力されてもよい。本発明は空間分割型の立体視表示であり、電気的駆動を必要としないからである。

＜視差画像プリント＞
上述のとおり、視差画像生成方法で生成された視差画像は、前述の視差画像表示装置１０の第１の視差画像表示部１２で表示するだけでなく、図示しないプリンタ等によって紙面に印刷することで、視差画像プリントとすることもできる。

この場合、視差画像を視差画像プリントとして紙面に印刷した後、更に、視差画像の左目用領域１８Ｌと右目用領域１８Ｒとに対応する偏光フィルムを視差画像上に貼り付ける。

この場合、視差画像を視差画像プリントとして紙面に印刷した後、更に、視差画像の左目用領域１８Ｌと右目用領域１８Ｒとに対応する偏光フィルムを視差画像上に貼り付ける。

偏光フィルムとしては、例えば、特開２００９−１９３０１４号公報に記載の楕円偏光板を用いることができる。
上述の楕円偏光板は、偏光パターンを任意に変更して製造することができるため、偏光パターンが左目用領域１８Ｌ及び右目用領域１８Ｒに対応する上述の楕円偏光板を製造し、偏光フィルムとして視差画像上に張り付ければよい。

観察者は、偏光メガネ１４を用いて、上述の偏光フィルムが貼り付けられた視差画像プリントを見ることで、右目では、偏光レンズ１４Ｒを通して右目用画像のみを認識し、左目では、偏光レンズ１４Ｌを通して左目用画像のみを認識するため、前述と同様、これらに基づいて立体視を行うことが可能となる。

なお、上述のとおり、偏光を用いて視差画像を観察する場合には、視差画像のストライプ状格子の分割方向を図１、図４、図６及び図７に示す横（水平）方向のみならず、縦（鉛直）方向及び斜め方向等、いずれの方向としても、観察者の左目によって左目用画像が認識され、観察者右目によって右目用画像が認識されるため、観察者は立体視表示をすることができる。

＜視差バリア（パララックスバリア）方式＞
また、本発明の第１の態様に係る視差画像表示装置１０において、第１の視差画像表示部１２は、偏光フィルタ４８の代わりに後述する２層式視差バリア４９を備えても良い。なお、この場合、視差画像は、図９（Ｂ）に示す鉛直方向（観察者の目の並ぶに対して垂直な方向）にストライプ格子状に分割された視差画像に限られ、コンソール２０は、偏光フィルタ制御部３０の代わりに、視差画像生成部２４によって生成された視差画像（視差画像表示領域１８）に合わせて２層式視差バリア４９を制御する視差バリア制御部３１を備える。
また、偏光メガネ１４は不要となり、裸眼で立体視を行うことができる。

視差バリアとしては、画素単位で任意の領域における光の透過の有無を電気的に切り替えることができるスイッチ液晶等が考えられ、２層式視差バリア４９も、スイッチ液晶を２層重ねることで構成される。
また、視差バリア制御部３１は、２層のスイッチ液晶をそれぞれ電気的に制御することで、２層式視差バリア４９を制御する。

従来の視差バリア５０は、第１の視差画像表示部１２の前面に一定間隔距離を開けて配置されることで、図１０（Ａ）に示すように、右目によって右目用画像が観察され、左目によって左目用画像が観察されるため、観察者は右目用画像と左目用画像とによって立体視をすることが可能となる。
この場合、図１０（Ａ）に示すとおり、右目用画像の表示面積（情報量）と左目用画像の表示面積とは略同じとなる。

また、観察される右目用画像の表示面積と左目用画像の表示面積とに差を設ける場合、所定領域ごとに視差画像の空間分割の間隔を変更する場合、観察される右目用領域１８Ｒの形状と左目用領域１８Ｌの形状とを異ならせる場合などは、視差バリアの厚みや形状を図１０（Ｂ）に示すとおり変更する必要がある。

本発明に係る２層式視差バリア４９は、図１０（Ｃ）に示すとおり、図１０（Ａ）に示す従来型の視差バリア５０を２層組み合わせることで、図１０（Ｂ）に示す厚みや形状が複雑な視差バリアと同様の効果を奏することができ、また、視差画像（視差画像表示領域１８）に応じて任意の形状の視差バリアを形成することができる。

図１０（Ｃ）に示すとおり、２層式視差バリア４９は、第１層４９Ａと第２層４９Ｂとからなる。例えば、右目用画像の一部Ｒ１〜Ｒ５（右目用単位領域１８ＵＲ）からの光を、第１層４９Ａと第２層４９Ｂとによって、制限することで、本発明の基準領域１８Ｕにおける右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬとの表示面積（観察者によって観察される面積）を任意に変更することができる。

図１１に示すように、本発明の視差画像表示装置１０は、第１の視差画像表示部１２の前面に、上述の２層式視差バリア４９を備え、視差画像生成部２４によって鉛直方向にストライプ格子状に分割された視差画像が生成されると、第１の視差画像表示部１２から所定間隔離れた観察者に対して、観察者の右目によって視差画像の右目用画像が観察され、観察者の左目によって視差画像の左目用画像が観察されるように、２層式視差バリア４９が操作される。
よって、観察者は、右目によって右目用画像を認識し、左目によって左目用画像を認識することで、左目用画像と右目用画像とに基づいて、裸眼立体視を行うことが可能となる。

なお、視差バリア方式の立体視表示装置においては、上述のとおり視差画像は鉛直方向のストライプ格子に限られるため、上述の図４に示す水平方向のストライプ格子に分割された視差画像ではなく、図１２のように鉛直方向のストライプ格子に分割された視差画像が生成される。なお、視差画像は、情報量の比較によって、基準領域は図６に対応して図１３のように分類され、具体的には図７（Ａ）及び（Ｂ）に対応して図１４（Ａ）及び（Ｂ）のように表示される。
なお、図１４（Ａ）の基準領域１８Ｕにおける右目用単位領域１８ＵＲと左目用単位領域１８ＵＬとの表示面積の差は、上述の２層式視差バリア４９によってつくられる。

また、前述の視差画像プリントにおいても、偏光フィルムの代わりに、２層式視差バリアフィルムを用いることができる。前述の２層式視差バリアと同様、２層式視差バリアフィルムは、視差バリアフィルムを２層重ねることで構成される。この場合も、前述と同様、偏光メガネ１４は不要となり、裸眼で立体視を行うことができる。
なお、視差バリアフィルムとしては、例えば、電気的駆動を必要とせず、光を通さない光不透過性のフィルムと光を通す光透過性フィルムとの組合せが考えられる。

視差画像プリントの前面に、視差画像に応じて構成された２層式視差バリアフィルムを設置する（貼り付ける）ことで（つまり、視差画像に応じて構成された２枚の視差バリアフィルムを所定間隔で設置することで）、視差画像プリントから所定間隔離れた観察者に対して、観察者の右目によって右目用画像が観察され、観察者の左目によって左目用画像が観察されるため、観察者は、これら右目用画像と左目用画像とに基づいて裸眼立体視を行うことができる。

第２の態様
図１５は、本発明の第２の態様に係る視差画像表示装置の構成を表す一実施形態の外観図である。図１５に示すとおり、本発明の視差画像表示装置１１０は、第２の視差画像表示部１１２と、偏光メガネ１４と、操作入力部１６と、コンソール１２０と、画像サーバ３２とを備える。なお、上述の偏光メガネ１４、操作入力部１６、および画像サーバ３２は、第１の態様と同様の構成であるため説明を省略する。

図１５に示すように、空間分割型の視差画像を表示する第２の視差画像表示部１１２は、右目用画像を表示する右目用領域（右目用画像表示領域）１１８Ｒ及び左目用画像を表示する左目用領域（左目用画像表示領域）１１８Ｌとからなる。
右目用領域１１８Ｒは、右目用単位領域１１８ＵＲによって構成され、また、左目用領域１１８Ｌは、左目用単位領域１１８ＵＬによって構成される。また、一対の右目用単位領域１１８ＵＲ及び左目用単位領域１１８ＵＬは、単位領域セット１１８Ｕを構成する。
単位領域セット１１８Ｕとしては、例えば、図１５に示すとおり、ストライプ格子の形状が考えられる。もちろん、千鳥格子や、正方格子などの種々の形状が用いられてもよい。

また、第２の視差画像表示部１１２は、第１の態様と同様に任意の領域の偏光状態を操作可能な偏光フィルタ４８を備え、視差画像において、第１の態様と同様に、右目用画像が表示されている部分（右目用領域１１８Ｒ）と左目用画像が表示されている部分（左目用領域１１８Ｌ）との偏光状態が異なるように、偏光フィルタ４８が操作される。

＜コンソール＞
また、図１６は、本発明の第２の態様に係る視差画像表示装置の詳細構成を示すブロック図であり、特にコンソール１２０の詳細構成を示す。
図１６に示すとおり、前述のコンソール１２０は、画像取得部２２と、視差画像生成部１２４と、制御部２６と、表示制御部２８と、偏光フィルタ制御部３０と、記憶部３４と、情報量分布算出部１３６と、を備え、前述の視差画像生成部１２４は、視差画像表示領域分類手段１４２と、領域分割手段１４４と、画像反映手段４６とを有する。なお、上述の画像取得部２２、制御部２６、表示制御部２８、偏光フィルタ制御部３０、記憶部３４、および画像反映手段４６は、第１の態様と同様の構成であるため説明を省略する。
なお、コンソール１２０は、第１の態様と同様に、具体的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（主記憶装置）、ハードディスク等で構成されるコンピュータによって構成され、実際には、上述のＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（主記憶装置）、ハードディスク等が連動して、コンソール１２０内の上述の各部及び各手段を構成する。

情報量分布算出部１３６は、画像取得部２２が取得した右目用画像と左目用画像とにおいて、それぞれの画像の情報量分布を算出し、算出された右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布を視差画像生成部１２４へ出力する。
ここで情報量とは、例えば、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などが挙げられる。

例えば、図１７（Ａ）の右目用画像と図１７（Ｂ）の左目用画像とにおいて、情報量分布算出部１３６により情報量分布を算出する。情報量としては、例えば、上述の（１）画像の持つ高調波信号成分の量を基準に情報量分布を算出する。
図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、右目用画像及び左目用画像は、例えば、（ａ）空、（ｂ）雲、（ｃ）山、（ｄ）木などから構成される。

視差画像生成部１２４は、前述のとおり、右目用領域１１８Ｒ及び左目用領域１１８Ｌに右目用画像及び左目用画像を反映させて、前述の視差画像を生成する。

まず、視差画像生成部１２４は、前述の情報量分布算出部１３６で算出された右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とに基づいて、視差画像表示領域分類手段１４２において、視差画像を複数の部分表示領域１１８Ｄに分類する。

図１８に示すように、視差画像は右目用画像と左目用画像とが重なって表示されたもの（互いに空間分割されて表示されたもの）であるため、右目用画像と左目用画像とで画像が大きく異なる部分と、略同様の部分とがある。
特に、右目用画像と左目用画像とにおいて、（ａ）〜（ｄ）のエッジ部分の情報は、精度の高い立体視を行うために重要である。

視差画像表示領域分類手段１４２は、上述のとおり、右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とに基づいて、視差画像を複数の部分表示領域１１８Ｄに分類する。
視差画像表示領域分類手段１４２は、例えば、図１９に示すように、（ａ）〜（ｄ）のエッジ部分周辺を（Ｎ）、（ｂ）雲及び（ｄ）木の部分を（Ｍ）、（ａ）空及び（ｃ）山を（Ｗ）の３つの部分表示領域１１８Ｄ（１１８ＤＮ、１１８ＤＭ、１１８ＤＷ）に分類する。
なお、エッジ部分周辺とは、例えば、エッジを構成する画素から、一定画素分（例えば、半径１０画素分）だけ離れた領域をいう。

次に、領域分割手段１４４は、上述のとおり分類された（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）の部分表示領域１１８Ｄを、右目用単位領域１１８ＵＲと左目用単位領域１１８ＵＬとからなる単位領域セット１１８Ｕに分割する。
単位領域セット１１８Ｕの大きさは、上述の情報量分布算出部１４２が算出した視差画像の部分表示領域１１８Ｄごとの情報量、及び情報量差（右目用画像の情報量と左目用画像の情報量との差）によって異なる。

例えば、図１９の部分表示領域１１８ＤＮのように、左目用画像及び右目用画像のエッジ部分の情報が載るような場合には、これら部分表示領域１１８ＤＮをなるべく細かい単位領域セット１１８ＵＮに分割する必要がある。
また、図１９に示す部分表示領域１１８ＤＷは、（ａ）空や、（ｃ）山など、それ程大きな変化の無い画像部分であり、これら部分表示領域１１８ＤＷは、大きな（粗い）単位領域セット１１８ＵＷに分割してもよい。
また、部分表示領域１１８ＤＭの（ｂ）雲や、（ｄ）木などのように、部分表示領域１１８ＤＭの画像自体がある程度細かい場合には、これらの中間の大きさの単位領域セット１１８ＵＭに分割してもよい。

領域分割手段１４４は、表示領域分類手段１４２によって図１９のように分類した視差画像表示領域１１８を、部分表示領域１１８Ｄごとに大きさの異なる単位領域セット１１８Ｕに分割する。
ここでは、図２０に示すように、単位領域セット１１８Ｕを上述のストライプ格子の形状とし、幅の大きいものを単位領域セット１１８ＵＷ、幅の小さいものを単位領域セット１１８ＵＮ、その中間の大きさのものを単位領域セット１１８ＵＭとしている。

画像反映手段１４６は、単位領域セット１１８Ｕ（１１８ＵＮ、１１８ＵＭ、１１８ＵＷ）ごとに、右目用単位領域１１８ＵＲに右目用画像が表示され、左目用単位領域１１８ＵＬに左目用画像が表示されるように、右目用画像と左目用画像とを反映させる。
以上のように、視差画像生成部１２４は、右目用画像及び左目用画像に基づいて、視差画像を生成する。

以上が、本発明の第２実施形態に係る視差画像表示装置１１０の構成の説明である。
次に、本発明の第２実施形態に係る視差画像表示装置１１０の動作について簡単に説明する。

指示入力部１６からの指示を受け、画像取得部２２は、図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すような、立体視可能な右目用画像と左目用画像とを取得する。取得された右目用画像と左目用画像とは、情報量分布算出部１３６へ出力され、右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とが算出され、視差画像生成部１２４へ出力される。

視差画像生成部１２４の視差画像表示領域分類手段１４２は、情報量分布算出部１３６で算出された右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とに基づいて、例えば、視差画像表示領域を、図１９に示すように（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）の３つの部分表示領域１１８Ｄに分類する。

領域分割手段１４４は、上述のように分類された部分表示領域１１８Ｄを分類ごとに大きさの異なる単位領域セット１１８Ｕに分割する。
例えば、図１９に示すように、情報量が多いと考えられる部分表示領域１１８ＤＮは、なるべく小さな単位領域セット１１８ＵＮに分割され、情報量が少ないと考えられる部分表示領域１１８ＤＷは、なるべく大きな単位領域セット１１８ＵＷに分割され、その中間の部分表示領域１１８ＤＭは、それらの中間の大きさの単位領域セット１１８ＵＭに分割される。

そして、画像反映手段１４６において、単位領域セット１１８Ｕ（１１８ＵＮ、１１８ＵＭ、１１８ＵＷ）の右目用単位領域１１８ＵＲに、右目用画像を反映させ、左目用単位領域１１８ＵＬに、左目用画像を反映させて、視差画像を生成する。
これ以降の動作は第１の態様と同様である。
以上が、本発明の第２の態様に係る視差画像表示装置１１０の動作である。

＜視差画像生成方法＞
次に、本発明の第２の態様に係る視差画像生成方法について説明する。本発明の視差画像表示装置１１０は、視差画像生成部１２４において、本発明の視差画像生成方法を用いて視差画像を生成し、第２の視差画像表示部１１２に視差画像を表示する。

本発明の視差画像生成部１２４は、右目用画像と左目用画像とのそれぞれの情報量分布を算出する情報量分布算出部１３６を備える。

ここで情報量とは、例えば、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などが挙げられる。

＜視差画像表示領域の分類＞
図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示す右目用画像と左目用画像とにおいて、それぞれの画像の情報量分布を算出し、算出された情報量分布から、視差画像表示領域１１８を、複数の部分表示領域１１８Ｄに分類する。

右目用画像及び左目用画像は、視点をずらして撮影された画像であるため、右目用画像及び左目用画像の情報量分布は、例えば、前述の情報量のうち、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、つまり画像の細かさを基準とする。
図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、右目用画像及び左目用画像は、例えば、（ａ）空、（ｂ）雲、（ｃ）山、（ｄ）木などから構成される。

図１８に示すように、視差画像は右目用画像と左目用画像とが重なって表示されたもの（互いに空間分割されて表示されたもの）であり、（ａ）〜（ｄ）のエッジ部分の情報は、精度の高い立体視を行うために重要である。

算出された左目用画像及び右目用画像の情報量分布から、視差画像表示領域１１８は、視差画像表示領域分類手段１４２により、例えば、図１９に示すように、（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）の３つの部分表示領域１１８Ｄ（１１８ＤＮ、１１８ＤＭ、１１８ＤＷ）に分類される。

＜部分表示領域の分割＞
本発明の視差画像生成部１２４は、領域分割手段１４４により、（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）の３つの異なる部分表示領域１１８Ｄを、分類ごとに大きさの異なる単位領域セット１１８Ｕによって分割する。
なお、図１９に示す３つの異なる部分表示領域１１８Ｄの情報量の大きさは、（Ｎ）＞（Ｍ）＞（Ｗ）の順であるとすると、部分表示領域１１８Ｄの分割の大きさ（つまり、粗さ）は、（Ｎ）＜（Ｍ）＜（Ｗ）の順となる。

単位領域セット１１８Ｕを右目用単位領域１１８ＵＲ及び左目用単位領域１１８ＵＬからなるストライプ格子とし、分類（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）において、そのストライプ幅が異なる（分類（Ｎ）は細かく、分類（Ｍ）は中間、分類（Ｗ）は粗く）とすると、部分表示領域１１８Ｄを領域分割手段で単位領域セット１１８Ｕに分割した視差表示領域１１８は、図２０に示す表示となる。

情報量が大きい視差画像のエッジ部分１１８ＤＮ、元の画像の情報量が大きい雲や木の部分１１８ＤＭ、情報量の小さい、空や山の部分１１８ＤＷに対して、それぞれストライプ幅の異なる単位領域セット１１８Ｕが割りつけられる。
単位領域セット１１８Ｕのストライプ幅は、例えば、情報量が小さい分類（つまり、ストライプ幅が大きい分類）Ｗのストライプ幅を１６ピクセル、中間の分類Ｍのストライプ幅を８ピクセル、情報量が大きい分類（つまり、ストライプ幅が小さい分類）Ｎのストライプ幅を４ピクセルとしてもよい。また、もちろん、視差画像のピクセルサイズに応じてストライプ幅を変更してもよく、部分表示領域１１８Ｄの大きさや形状に応じて変更してもよい。

また、本発明の領域分割手段１４４は、分類された部分表示領域１１８Ｄの形状ごとに、その分割方向、つまりストライプの方向を変更してもよい。
例えば、部分表示領域１１８Ｄが横方向に長い場合には、領域分割手段１４４は、その部分表示領域１１８Ｄを縦方向のストライプ格子（単位領域セット１１８Ｕ）に分割してもよい。
分割の方向、つまりストライプ格子のストライプ方向と、画像の空間周波数との間で干渉（モアレ）が発生するのを防止するためである。

視差画像生成部１２４は、視差画像表示領域１１８において、右目用画像を右目用領域１１８Ｒに、左目用画像を左目用領域１１８Ｌに、それぞれ反映させることで視差画像を生成し、生成された視差画像は、視差画像表示領域１１８を有する（視差画像表領域１１８と１対１に対応する）第２の視差画像表示部１１２において表示される。

＜視差画像生成のフロー＞
次に、視差画像生成部１２４における視差画像生成の方法について、図２１のフローチャートに基づいて簡単に説明する。

視差画像表示装置１１０は、視差画像生成部１２４を通じて立体視表示のために撮影された右目用画像と左目用画像とを図示しない画像サーバ等から取得する（ステップＳ１０１）。

視差画像生成部１２４は、右目用画像及び左目用画像のそれぞれにおいて、情報量分布の算出を行う（ステップＳ１０３）。
上述のとおり、例えば、（１）画像の持つ高調波信号成分の量、（２）画像の最大周波数の値、（３）局所領域内での画像の輝度分布の分散値、（４）左右の原画像の画素値の差分量などの少なくとも１つを情報量として、情報量分布を算出する。

また、視差画像生成部１２４は、右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布とから、視差画像表示領域１１８を複数の部分表示領域１１８Ｄに分類する。
視差画像表示領域１１８の分類は、視差画像生成部１２４の視差画像表示領域分類手段によって、例えば、右目用画像の情報量分布と左目用画像の情報量分布との差分量から、画像の変化や画像のエッジ情報等に基づいて行う（ステップＳ１０５）。

視差画像表示領域１１８は、例えば、図１９に示すように（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）の３つの部分表示領域１１８Ｄに分類される。エッジ周辺部分（Ｎ）、元の画像の情報量が大きい雲や木の部分（Ｍ）、情報量の小さい、空や山の部分（Ｗ）の３つの部分である。

次に、視差画像生成部１２４は、領域分割手段によって、部分表示領域１１８Ｄをその分類に応じて大きさの異なる、単位領域セット１１８Ｕ（右目用単位領域１１８ＵＲ及び左目用単位領域１１８ＵＬ）に分割する（ステップＳ１０７）。
例えば、右目用単位領域１１８ＵＲ及び左目用単位領域１１８ＵＬがストライプ格子であるとすると、上述の部分表示領域１１８Ｄの分類（Ｎ）、（Ｍ）、（Ｗ）において、そのストライプ幅を小、中、大と分ける。

視差画像表示領域１１８は、ストライプ格子である右目用単位領域１１８ＵＲ及び左目用単位領域１１８ＵＬによって、図２１に示すように表示される。
また、部分表示領域１１８Ｄ（１１８ＤＮ、１１８ＤＭ、１１８ＤＷ）の形状に応じて、ストライプ格子の方向を、縦、横、斜め等、モアレが起きにくい方向に変更してもよい。

視差画像生成部１２４において、視差画像表示領域１１８上の全ての右目用領域１１８Ｒ及び左目用領域１１８Ｌに対して、左目用画像及び右目用画像を反映させることで、視差画像が生成される（ステップＳ１０９）。表示される空間分割型の視差画像は、クロストークが生じにくく、かつ画像情報の伝達を損なうことのない視差画像である。

視差画像生成部１２４において、生成された視差画像は、視差画像表示領域１１８と表示画面が１対１に対応する第２の視差画像表示部１１２において表示される（ステップＳ１１１）。
なお、これら視差画像は第２の視差画像表示部１１２において、表示されるだけでなく、プリンタ等の出力装置によって出力されてもよい。本発明は空間分割型の立体視表示であり、電気的駆動を必要としないためである。

＜視差画像プリント＞
上述のとおり、視差画像生成方法で生成された視差画像は、第１の態様と同様に、前述の視差画像表示装置１１０の第２の視差画像表示部１１２で表示するだけでなく、図示しないプリンタ等によって紙面に印刷することで、視差画像プリントとすることもできる。

この場合、視差画像を視差画像プリントとして紙面に印刷した後、更に、視差画像の左目用領域１１８Ｌと右目用領域１１８Ｒとに対応する偏光フィルムを視差画像上に貼り付ける。

なお、上述のとおり、偏光を用いて視差画像を観察する場合には、視差画像のストライプ状格子の分割方向を図１５及び図２０に示す横（水平）方向のみならず、縦（鉛直）方向及び斜め方向等、いずれの方向としても、観察者の左目によって左目用画像が認識され、観察者右目によって右目用画像が認識されるため、観察者は立体視表示をすることができる。

＜視差バリア（パララックスバリア）方式＞
また、本発明の第２の態様に係る視差画像表示装置１１０において、第２の視差画像表示部１１２は、偏光フィルタ４８の代わりに後述する視差バリア５０を備えても良い。なお、この場合、視差画像は、図９（Ｂ）に示す鉛直方向（観察者の目の並ぶ方向に対して垂直な方向）にストライプ格子状に分割された視差画像に限られ、コンソール１２０は、偏光フィルタ制御部３０の代わりに、視差画像生成部１２４によって生成された視差画像（視差画像表示領域１１８）に合わせて視差バリアを制御する視差バリア制御部３１を備える。
また、偏光メガネ１４は不要となり、裸眼で立体視を行うことができる。

視差バリア５０としては、画素単位で任意の領域における光の透過の有無を電気的に切り替えることができるスイッチ液晶等によって構成される。
また、視差バリア制御部３１は、スイッチ液晶をそれぞれ電気的に制御することで、視差バリア５０を制御する。

視差バリア５０は、第２の視差画像表示部１１２の前面に一定間隔距離を空けて配置されることで、図１０（Ａ）に示すように、右目によって右目用画像が観察され、左目によって左目用画像が観察されるため、観察者は右目用画像と左目用画像とによって立体視をすることが可能となる。
この場合、図１０（Ａ）に示すとおり、右目用画像の表示面積（情報量）と左目用画像の表示面積とは略同じとなる。

図２２に示すように、本発明の視差画像表示装置１１０は、第２の視差画像表示部１１２の前面に、上述の視差バリア５０を備え、視差画像生成部１２４によって鉛直方向にストライプ格子状に分割された視差画像が生成されると、第２の視差画像表示部１１２から所定間隔離れた観察者に対して、観察者の右目によって視差画像の右目用画像が観察され、観察者の左目によって視差画像の左目用画像が観察されるように、視差バリア５０が操作される。

なお、視差バリア方式の立体視表示装置１１０においては、上述のとおり視差画像は鉛直方向のストライプ格子に限られるため、情報量の比較によって、図１９のとおり分類された部分表示領域１１８Ｄは、図２０に示す水平方向のストライプ格子ではなく、図２３に示す鉛直方向のストライプ格子に分割され、視差画像が生成される。
以上より、視差バリア５０を通して上述のように生成された視差画像を観察することで、観察者は、右目によって右目用画像を認識し、左目によって左目用画像を認識することで、左目用画像と右目用画像とに基づいて、裸眼立体視を行うことが可能となる。

また、前述の視差画像プリントにおいても、偏光フィルムの代わりに、視差バリアフィルムを用いることができる。この場合も、前述と同様、偏光メガネ１４は不要となり、裸眼で立体視を行うことができる。
なお、視差バリアフィルムとしては、例えば、電気的駆動を必要とせず、光を通さない光不透過性のフィルムと光を通す光透過性フィルムとの組合せが考えられる。

視差画像プリントの前面に、視差画像に応じて構成された視差バリアフィルムを、一定間隔距離を空けて設置する（貼り付ける）ことで、視差画像プリントから所定間隔離れた観察者に対して、観察者の右目によって右目用画像が観察され、観察者の左目によって左目用画像が観察されるため、観察者は、これら右目用画像と左目用画像とに基づいて裸眼立体視を行うことができる。

以上、本発明の視差画像表示装置、視差画像生成方法、及び視差画像プリントについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施の態様に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

１０、１１０ 視差画像表示装置
１２ 第１の視差画像表示部（視差画像表示手段）
１１２ 第２の視差画像表示部（視差画像表示手段）
１４ 偏光メガネ
１６ 操作入力部
１８、１１８ 視差画像表示領域
１８Ｒ、１１８Ｒ 右目用領域（右目用画像表示領域）
１８Ｌ、１１８Ｌ 左目用領域（左目用画像表示領域）
１１８Ｄ 部分表示領域
１８Ｕ 基準領域
１１８Ｕ 単位領域セット
１８ＵＲ、１１８ＵＲ 右目用単位領域
１８ＵＬ、１１８ＵＬ 左目用単位領域
２０、１２０ コンソール
２２ 画像取得部
２４、１２４ 視差画像生成部
２６ 制御部
２８ 表示制御部
３０ 偏光フィルタ制御部
３１、１３１ 視差バリア制御部
３４ 記憶部
３６、１３６ 情報量分布算出部
３７ 情報量比較手段
３８ 基準領域割当手段
４０ 輝度値調整手段
１４２ 視差画像表示領域分類手段
１４４ 領域分割手段
４６、１４６ 画像反映手段
４８ 偏光フィルタ
４９ ２層式視差バリア
５０ 視差バリア

Claims (15)

1. 立体視可能な視差画像を生成するための右目用画像と左目用画像とを取得する画像取得部と、
   前記右目用画像の情報量分布と前記左目用画像の情報量分布とをそれぞれ算出する情報量分布算出部と、
   前記右目用画像の前記情報量分布と前記左目用画像の前記情報量分布とに基づいて、前記右目用画像と前記左目用画像とから前記視差画像を生成する視差画像生成部と、
   前記右目用画像を表示する右目用領域と前記左目用画像を表示する左目用領域とで構成される視差画像表示領域を有する視差画像表示部を備え、
   前記視差画像生成部は、視差画像表示領域分類手段と、領域分割手段とを有し、
   前記視差画像表示領域分類手段は、前記情報量分布に基づいて前記視差画像表示領域を複数の部分表示領域に分類し、
   前記領域分割手段は、前記部分表示領域を前記分類ごとに大きさの異なる、互いに同形の右目用単位領域及び左目用単位領域からなる単位領域セットに分割し、
   前記視差画像生成部は、前記右目用単位領域によって構成される前記右目用領域に前記右目用画像を表示し、前記左目用単位領域によって構成される前記左目用領域に前記左目用画像をそれぞれ表示することで前記視差画像を生成することを特徴とする視差画像表示装置。
2. 前記情報量分布の情報量は、前記画像の細かさ（画素値の変化量）、画像の持つ高周波信号成分の量、画像の持つ最大周波数の値、輝度分布の分散値、前記右目用画像と前記左目用画像との画素値の差分量の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の視差画像表示装置。
3. 前記領域分割手段は、前記部分表示領域を、前記情報量が大きければ大きい程小さい単位領域セットで分割し、前記情報量が小さければ小さい程前大きい単位領域セットで分割することを特徴とする請求項１又は２に記載の視差画像表示装置。
4. 前記単位領域セットは、ストライプ格子形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の視差画像表示装置。
5. 前記領域分割手段は、前記部分表示領域の形状に応じて前記部分表示領域の分割方向を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の視差画像表示装置。
6. さらに、前記視差画像表示部の前面に設置され、前記視差画像に基づいて、前記左目用領域の偏光状態と前記右目用領域の偏光状態とが異なるように操作可能な偏光フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の視差画像表示装置。
7. さらに、前記視差画像表示部の前面に設置され、前記視差画像表示部から所定間隔離れた観察者に対して、前記視差画像に基づいて、前記観察者の左目方向に前記左目用領域からの光のみを透過させ、前記観察者の右目方向に前記右目用領域からの光のみを透過させるように操作可能な視差バリアを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の視差画像表示装置。
8. 立体視可能な視差画像を生成するための右目用画像と左目用画像との情報量分布をそれぞれ算出し、
   前記情報量分布に基づいて、前記視差画像を表示する視差画像表示領域を複数の部分表示領域に分類し、
   それぞれの前記部分表示領域を、前記分類ごとに大きさの異なる、互いに同形の右目用単位領域及び左目用単位領域からなる単位領域セットに分割し、
   前記右目用単位領域及び前記左目用単位領域に前記右目用画像及び前記左目用画像をそれぞれ表示させることで視差画像を生成することを特徴とする視差画像生成方法。
9. 前記情報量分布の情報量は、前記画像の細かさ（画素値の変化量）、画像の持つ高周波信号成分の量、画像の持つ最大周波数の値、輝度分布の分散値、前記右目用画像と前記左目用画像との画素値の差分量の少なくとも１つであることを特徴とする請求項８に記載の視差画像生成方法。
10. 前記部分表示領域は、前記情報量が大きければ大きい程小さい単位領域セットで分割され、前記情報量が小さければ小さい程前大きい単位領域セットで分割されることを特徴とする請求項８又は９に記載の視差画像生成方法。
11. 前記単位領域セットは、ストライプ格子形状であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の視差画像生成方法。
12. 前記部分表示領域の形状に応じて前記部分表示領域の分割方向を決定することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の視差画像生成方法。
13. 請求項８〜１２のいずれかに記載の視差画像生成方法によって生成された視差画像が印刷されたことを特徴とする視差画像プリント。
14. さらに、前記右目用領域と前記左目用領域とに偏光状態のそれぞれ異なる偏光フィルムを貼り付けたことを特徴とする請求項１３に記載の視差画像プリント。
15. さらに、前記視差画像プリントの前面に設置され、前記視差画像プリントから所定間隔離れた観察者に対して、前記視差画像に基づいて、前記観察者の左目方向に前記左目用領域からの光のみを透過させ、前記観察者の右目方向に前記右目用領域からの光のみを透過させる視差バリアフィルムを設けたことを特徴とする請求項１３に記載の視差画像プリント。