JP7115475B2 - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents
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Description
投影画像を示す無偏光光に対して、重畳画像に基づく偏光状態の設定を行い投影光を生成する空間光変調部
を備える画像投影装置にある。
投影画像を示す無偏光光を生成することと、
前記無偏光光に対して、重畳画像に基づく偏光状態の設定を行い投影光を生成することを含む画像投影方法にある。
少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出する偏光法億算出部と、
前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して復元画像を生成する変換処理部と
を備える画像処理装置にある。
少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出することと、
前記算出された偏光方向を画素値に変換して画像信号を生成すること
を含む画像処理方法にある。
画像投影装置と画像処理装置とを有し、
前記画像投影装置は、
投影画像を示す無偏光光に対して、重畳画像に基づく偏光状態の設定を行い投影光を生成する空間光変調部を備え、
前記画像処理装置は、
前記画像投影装置で生成された前記投影光の投影面を撮像して取得した少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出する偏光方向算出部と、
前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して前記重畳画像を示す画像信号を生成する変換処理部とを備える画像投影システムにある。
1.画像投影システムの構成
2.画像投影装置の構成と動作
3.画像処理装置の構成と動作
4.画像投影システムの第1応用例
5.画像投影システムの第2応用例
6.画像投影システムの第3応用例
図1は、画像投影システムの構成を例示している。画像投影システム10は、画像投影装置20と画像処理装置40を有している。画像投影装置20は、投影画像を示す無偏光光に対して、重畳画像に基づく偏光状態の設定を行い投影光を生成して、投影面(例えばスクリーン等)50に投影する。画像処理装置40は、投影面50を撮像して取得された少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて偏光方向を画素単位で算出する。さらに、画像処理装置は、算出された偏光方向を画素値に変換して復元画像を復元する。ここで、画像投影装置20と画像処理装置40における輝度と偏光方向の関係を等しくすることで、画像処理装置40で生成される復元画像は、画像投影装置20で用いた重畳画像と等しくなる。すなわち、画像投影システム10は、投影画像を投影面に表示したとき、肉眼では投影画像のみ可視状態で重畳画像は不可視状態である投影光を生成して投影面に投射して、投影光が投射されている投影面の撮像画から不可視状態で重畳されている重畳画像を可視状態で復元できるようにする。
図2は、画像投影装置の構成を例示している。画像投影装置20は、投影画像光生成部21、偏光解消部22、空間光変調部23、重畳画像入力部24、偏光制御部25、投影レンズ26を備えている。
θ=(AGL/256)×Vb ・・・(1)
図6は画像処理装置の構成を例示している。画像処理装置40は、偏光方向算出部41と変換処理部42を備えている。
VRb=(256/AGL)×θ ・・・(3)
次に、画像投影システムの第1応用例について説明する。図12は、画像投影システムの第1応用例を示している.画像投影装置20には、2つの異なる任意の映像ソースが供給されている。第1映像ソースは、投影画像を示しており、投影画像光生成部21に入力される。また、第2映像ソースは、重畳画像を示しており、重畳画像入力部24に入力される。したがって、人PS1は、投影面50に投影された画像によって第1映像ソースの画像のみを肉眼で視認できる。
図13は、画像投影システムの第2応用例を示している。画像投影装置20の投影画像光生成部21には任意の投影画像が入力されて、重畳画像入力部24には任意のパターン画像が入力される。このとき、投影面50では投影画像が可視状態であり、パターン画像が不可視状態である。
図14は、画像投影システムの第3応用例を示している。画像投影装置20の投影画像光生成部21には任意の投影画像が入力されて、重畳画像入力部24には所定パターン画像が入力される。このとき、投影面50では投影画像が可視状態であり、所定パターン画像が不可視状態である。
(1) 投影画像を示す無偏光光に対して、重畳画像に基づく偏光状態の設定を行い投影光を生成する空間光変調部
を備える画像投影装置。
(2) 前記重畳画像の画素毎に、画素値に基づいて偏光方向を算出する偏光制御部をさらに備え、
前記空間光変調部は、前記偏光状態を前記偏光制御部で算出した偏光方向とする(1)に記載の画像投影装置。
(3) 前記偏光制御部は、前記偏光方向を180度未満の範囲内で、画素値毎に異なる偏光方向とする(2)に記載の画像投影装置。
(4) 前記投影画像を示す画像光を無偏光光とする偏光解消部をさらに備える(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像投影装置。
(5) 前記重畳画像は、前記投影画像に関連した情報を示す画像である(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像投影装置。
(6) 前記重畳画像は、前記投影画像に関連していないパターン画像である(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像投影装置。
(1) 少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出する偏光方向算出部と、
前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して復元画像を生成する変換処理部と
を備える画像処理装置。
(2) 投影面情報生成部をさらに備え、
前記偏光方向算出部は、投影面を撮像して得られた前記偏光画像を用いて前記偏光方向の算出を行い、
前記投影面情報生成部は、前記変換処理部で生成された復元画像を用いて前記投影面に関する投影面情報を生成する(1)に記載の画像処理装置。
(3) 前記偏光方向算出部は、複数視点で投影面を撮像して得られた前記偏光画像を用いて、前記偏光方向の算出を視点毎に行い、
前記変換処理部は前記復元画像の生成を視点毎に行い、
前記投影面情報生成部は、前記変換処理部で生成された視点毎の復元画像を用いて前記投影面情報を生成する(2)に記載の画像処理装置。
(4) 前記投影面には、無偏光光に対して所定パターン画像に基づく偏光状態の設定を行い生成された投影光が投影されており、
前記変換処理部は、前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して復元パターン画像を生成して、
前記投影面情報生成部は、前記所定パターン画像と前記変換処理部で生成された復元パターン画像を用いて前記投影面情報を生成する(2)に記載の画像処理装置。
(5) 前記投影面情報は前記投影面のデプス情報である(2)乃至(4)のいずれかに記載の画像処理装置。
(6) 前記偏光画像を取得する撮像部をさらに備える(1)乃至(5)のいずれかに記載の画像処理装置。
(7) 前記撮像部は、被写体光入射面に回転可能に偏光板を設けた(6)に記載の画像処理装置。
(8) 前記撮像部は、撮像素子の入射面に少なくとも3方向以上の偏光方向の偏光画素を含む画素配列とする偏光フィルタを設けた(6)に記載の画像処理装置。
(9) 前記撮像部を少なくとも3以上設けて、各撮像部の被写体光入射面に、互いに偏光方向が異なる偏光板を設けた(6)に記載の画像処理装置。
20・・・画像投影装置
21・・・投影画像光生成部
22・・・偏光解消部
23・・・空間光変調部
24・・・重畳画像入力部
25・・・偏光制御部
26・・・投影レンズ
30,30-1~30-3,30-41~30-44,30a,30b・・・撮像部
31・・・撮像素子
32・・・偏光板
33・・・偏光フィルタ
34・・・カラーモザイクフィルタ
40,40-2,40-3・・・画像処理装置
41・・・偏光方向算出部
42・・・変換処理部
43,44・・・投影面情報生成部
50・・・投影面
60・・・表示装置
Claims (15)
- 投影画像を示す無偏光光に対して重畳画像に基づく偏光状態の設定を行うことにより生成された投影光の投影面を撮像して取得した少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出する偏光方向算出部と、
前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して前記重畳画像を示す画像信号を生成する変換処理部と、
を備える画像処理装置。 - 前記重畳画像に基づく偏光状態は、前記重畳画像の画素毎に画素値に基づいて算出された偏光方向である、
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記偏光方向は180度未満の範囲内で、画素値毎に異なる偏光方向とする、
請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記重畳画像は、前記投影画像に関連した情報を示す画像である
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記重畳画像は、前記投影画像に関連していないパターン画像である
請求項1に記載の画像処理装置。 - 投影面情報生成部をさらに備え、
前記偏光方向算出部は、投影面を撮像して得られた前記偏光画像を用いて前記偏光方向の算出を行い、
前記投影面情報生成部は、前記変換処理部で生成された復元画像を用いて前記投影面に関する投影面情報を生成する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記偏光方向算出部は、複数視点で投影面を撮像して得られた前記偏光画像を用いて、前記偏光方向の算出を視点毎に行い、
前記変換処理部は前記復元画像の生成を視点毎に行い、
前記投影面情報生成部は、前記変換処理部で生成された視点毎の復元画像を用いて前記投影面情報を生成する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記投影面には、無偏光光に対してパターン画像に基づく偏光状態の設定を行い生成された投影光が投影されており、
前記変換処理部は、前記偏光方向算出部で算出された偏光方向を画素値に変換して復元パターン画像を生成して、
前記投影面情報生成部は、前記パターン画像と前記変換処理部で生成された復元パターン画像を用いて前記投影面情報を生成する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記投影面情報は前記投影面のデプス情報である
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記偏光画像を取得する撮像部をさらに備える
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部は、被写体光入射面に回転可能に偏光板を設けた
請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部は、撮像素子の入射面に少なくとも3方向以上の偏光方向の偏光画素を含む画素配列とする偏光フィルタを設けた
請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記撮像部を少なくとも3以上設けて、各撮像部における被写体光入射面に、互いに偏光方向が異なる偏光板を設けた
請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記投影面を撮像したときに偏光方向の算出が可能な最小単位領域の画素で撮像される撮像領域が、前記投影面における最小変調領域の領域サイズ以下となるように、前記投影面の撮像時における画角設定を行う
請求項1に記載の画像処理装置。 - 投影画像を示す無偏光光に対して重畳画像に基づく偏光状態の設定を行うことにより生成された投影光の投影面を撮像して取得した少なくとも3偏光方向以上の偏光画像を用いて、偏光方向を画素単位で算出する偏光方向算出部ステップ、
前記偏光方向算出ステップで算出された偏光方向を画素値に変換して前記重畳画像を示す画像信号を生成する変換処理ステップと、
を有する画像処理方法。
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