JPH10143058A

JPH10143058A - 画像データ生成装置および方法

Info

Publication number: JPH10143058A
Application number: JP30269196A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Baba; 茂幸馬場; Akira Shirokura; 明白倉; Nobuhiro Kihara; 信宏木原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: JP3891226B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画角の小さいレンズを用いて、画像を取り込
むことができるようにする。【解決手段】ＣＣＤビデオカメラ６１を視点パス１１
１に沿って直線的に移動しながら、被写体１１２を撮影
する。このときＣＣＤビデオカメラ６１は、その光軸６
１ａが、常に被写体１１２を指向するようにする。ＣＣ
Ｄビデオカメラ６１で取り込んだ画像を、キーストン歪
み補正処理し、さらに視点変換処理した後、ＬＣＤに表
示する。ＬＣＤに表示した画像からの光を物体光とし
て、ホログラム用記録媒体に照射するとともに、このホ
ログラム用記録媒体に参照光を照射して、ホログラフィ
ックステレオグラムを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データ生成装置
および方法に関し、特に、比較的小さい画角のレンズを
用いて、より効率的に画像を取り込むことができるよう
にした、画像データ生成装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラフィックステレオグラムプリン
タにおいて、ビデオカメラにより被写体を撮影し、ホロ
グラフィックステレオグラムを作成する場合、被写体の
視差画像を短時間で多数取り込むことが望まれる。図１
４は、このような場合において、視差画像を入力する方
法を示している。

【０００３】同図に示すように、ビデオカメラ２は、そ
の光軸２ａが視点パス３に対して垂直になるように配置
されている。そして、ビデオカメラ２は、光軸２ａを視
点パス３に対して垂直に保持したまま、視点パス３に沿
って直線的に移動される。ビデオカメラ２が、視点パス
３に沿って移動する際、ビデオカメラ２が被写体１を撮
像して得られる画像が視差画像として取り込まれる。

【０００４】このようにして取り込まれた画像は、再生
画像をホログラム面近傍に定位させるための視点変換処
理を施した後、ＬＣＤなどに表示される。そして、この
表示画像から物体光を生成し、これを利用してホログラ
フィックステレオグラムが作成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の画像取り込み方法においては、ビデオカメラ２
を、その光軸２ａが視点パス３に対して、常に垂直にな
るように保持しながら移動するようにしているため、ビ
デオカメラ２が、被写体１の中心から左または右方向に
移動した場合においても、ビデオカメラ２が被写体１を
撮像することができるように、比較的広角の撮影レンズ
を必要としていた。その結果、画像に歪みが発生し易い
ばかりでなく、視差方向に高解像度の画像を取り込むこ
とが困難となる課題があった。また、被写体１が撮影さ
れていない範囲の画像は必要ないため、無駄な画像デー
タが多くなってしまう課題があった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、画角が比較的小さい標準的なレンズを用い
たビデオカメラを利用して、画像を取り込むことができ
るようにし、画像の歪みを抑制し、視差方向により高解
像度の画像を効率的に取り込むことができるようにする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像デ
ータ生成装置は、直線上を移動しつつ、光軸が常に被写
体に向くように回転して、被写体の視差画像を取り込む
取込手段と、被写体の視差画像のキーストン歪みを補正
する処理を行う補正手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】請求項６に記載の画像データ生成方法は、
直線上を移動しつつ、光軸が常に被写体に向くように回
転して、被写体の視差画像を取り込む取込ステップと、
被写体の視差画像のキーストン歪みを補正する処理を行
う補正ステップとを備えることを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の画像データ生成装置およ
び請求項６に記載の画像データ生成方法においては、被
写体の視差画像を取り込む際、光軸が常に被写体を指向
するようになされ、取り込まれた視差画像のキーストン
歪みが補正される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００１１】請求項１に記載の画像データ生成装置は、
直線上を移動しつつ、光軸が常に被写体に向くように回
転して、被写体の視差画像を取り込む取込手段（例え
ば、図３のＣＣＤビデオカメラ６１）と、被写体の視差
画像のキーストン歪みを補正する処理を行う補正手段
（例えば、図９のフローチャートの処理を行う、図３の
視点変換処理ＣＰＵ７２）とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】請求項２に記載の画像データ生成装置は、
キーストン歪みの補正処理が行われた画像を表示する表
示手段（例えば、図３のＬＣＤ３０）と、表示手段に表
示された画像からの光を物体光として、ホログラフィッ
クステレオグラムを作成する作成手段（例えば、図３の
露光ヘッド制御ＣＰＵ８１、露光ヘッド８２）とをさら
に備えることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の画像データ生成装置は、
再生像をホログラム面に定位させるための視点変換処理
を行う変換手段（例えば、図１３のフローチャートの処
理を行う図３の視点変換処理ＣＰＵ７２）をさらに備え
ることを特徴とする。

【００１４】図１と図２は、本発明の画像データ生成装
置を適用した、ホログラフィックステレオグラムプリン
タの光学系の平面から見た構成と、側面から見た構成を
それぞれ表している。

【００１５】光源２１は、光Ｌ１を発生する。シャッタ
２２は、光源２１より出射された光Ｌ１を、通過または
遮断するように制御される。シャッタ２２を通過した光
Ｌ２は、ハーフミラー２３に入射され、反射光と透過光
に分離される。反射光Ｌ３は、参照光として、シリンド
リカルレンズ２４に入射される。シリンドリカルレンズ
２４は、入射された光を発散光に変換する。コリメータ
レンズ２５は、シリンドリカルレンズ２４より入射され
た発散光を平行光に変換して、全反射ミラー２６に出射
する。全反射ミラー２６により反射された光は、参照光
として、ホログラム用記録媒体３２に斜め方向から入射
されるようになされている。

【００１６】一方、ハーフミラー２３を透過した物体光
としての光Ｌ４は、全反射ミラー２７により反射され、
スペーシャルフィルタ２８に入射されている。スペーシ
ャルフィルタ２８は、対物レンズとピンホールとにより
構成されており、入射された光を発散光に変換して、コ
リメータレンズ２９に出射する。コリメータレンズ２９
は、入射された発散光を平行光に変換して、ＬＣＤ３０
に出射する。

【００１７】ＬＣＤ３０を透過した光は、シリンドリカ
ルレンズ３１により、横方向に収束され、ホログラム用
記録媒体３２に露光角θｅで入射されるようになされて
いる。記録媒体送り機構３３は、ホログラム用記録媒体
３２を所定のタイミングで移送する。

【００１８】図３は、ホログラフィックステレオグラム
プリンタの電気系の構成例を示している。同図に示すよ
うに、この電気系は、基本的に、視差画像入力部５１、
視点変換処理部５２、およびホログラム露光部５３によ
り構成されている。視差画像入力部５１は、被写体を撮
像し、ＮＴＳＣ方式で視差画像を取り込むＣＣＤビデオ
カメラ６１を有している。

【００１９】視点変換処理部５２は、ＣＣＤビデオカメ
ラ６１より供給された画像信号をＪＰＥＧ方式で圧縮、
伸長する処理を行うＪＰＥＧ圧縮ボード７１、キースト
ン(Keystone)歪みの補正処理と視点変換処理を行う視点
変換処理ＣＰＵ７２、および画像データを一時的に記憶
するＲＡＭ７３を有している。

【００２０】ホログラム露光部５３は、ＪＰＥＧ圧縮ボ
ード７１より、キーストン歪みの補正処理と視点変換処
理が行われた後の画像データが供給されるＬＣＤドライ
バ８３と、このＬＣＤドライバ８３により駆動され、画
像を表示するＬＣＤ３０を有している。ホログラム露光
部５３はまた、視点変換処理部５２の視点変換処理ＣＰ
Ｕ７２より、タイミング信号が供給される露光ヘッド制
御ＣＰＵ８１と、この露光ヘッド制御ＣＰＵ８１により
制御される露光ヘッド８２とを有している。露光ヘッド
８２は、図１に示した、光源２１とシャッタ２２を有し
ている。

【００２１】次に、その基本的な動作について説明す
る。ホログラフィックステレオグラムを作成する際、Ｃ
ＣＤビデオカメラ６１により被写体が撮像され、その画
像信号（ＮＴＳＣ方式の画像信号）が、視差画像信号と
して、ＪＰＥＧ圧縮ボード７１に入力される。ＪＰＥＧ
圧縮ボード７１は、入力された画像信号を２値化した
後、ＪＰＥＧ方式で圧縮し、さらに、ＶＧＡ(Video Gra
phics Array（商標）)方式のフォーマットのデータに変
換する。そして、このデータは、視点変換処理ＣＰＵ７
２を介してＲＡＭ７３に記憶される。後述するように、
ＣＣＤビデオカメラ６１は、視点パス１１１（図５）に
沿って、一定の速度で移動される。これにより、ＲＡＭ
７３には、１枚が横４８０画素、縦６４０画素で構成さ
れる複数枚の画像が圧縮されて、記憶される。

【００２２】ここで、縦方向に６４０［pixel］、横方
向に４８０［pixel］を設定した理由は、水平視差のみ
のホログラフィックステレオグラムにおいて、視差方向
に較べて情報量が少なくなる傾向にある非視差方向にで
きるだけの情報を付加することと、コンピュータのＲＡ
Ｍ上における画像データの扱いが画像の左上を原点とし
て走査方向に順次にpixelが配置されているため、視点
変換処理を行うときに画像の横ラインを単位として連続
したデータを視差画像間で入れ替えることにより処理の
高速化を図れる点にある。

【００２３】視点変換処理ＣＰＵ７２は、ＲＡＭ７３に
記憶された画像データを読み出し、ＪＰＥＧ圧縮ボード
７１に供給し、伸長させる。そして、この伸長された画
像データを、再びＲＡＭ７３に記憶させる。そして、伸
長された画像データを再び読み出して、キーストン歪み
補正処理と視点変換処理（その詳細については後述す
る）を行う。視点変換処理後の画像は、ＪＰＥＧ圧縮ボ
ード７１からホログラム露光部５３のＬＣＤドライバ８
３を介してＬＣＤ３０に出力され、表示される。

【００２４】視点変換処理ＣＰＵ７２は、ＬＣＤ３０に
表示する画像に同期したタイミング信号を発生し、ＲＳ
−２３２Ｃ、またはEthernetなどを介してホログラム露
光部５３の露光ヘッド制御ＣＰＵ８１に供給する。露光
ヘッドＣＰＵ８１は、このタイミング信号に同期して、
露光ヘッド８２を制御し、露光動作を実行させる。

【００２５】露光ヘッド８２の光源２１の発生する光Ｌ
１は、露光期間開放されるシャッタ２２を介してハーフ
ミラー２３に入射される。ハーフミラー２３で反射され
た参照光としての光Ｌ３は、シリンドリカルレンズ２４
に入射され、発散光に変換された後、コリメータレンズ
２５に入射され、平行光に変換される。コリメータレン
ズ２５より出射された光は、全反射ミラー２６で反射さ
れ、ホログラム用記録媒体３２の一方の面に入射され
る。

【００２６】一方、ハーフミラー２３を透過した物体光
としての光Ｌ４は、全反射ミラー２７で反射された後、
スペーシャルフィルタ２８に入射され、発散光に変換さ
れる。この発散光は、コリメータレンズ２９に入射さ
れ、平行光に変換された後、ＬＣＤ３０に照射される。
上述したように、ＬＣＤ３０には、ＣＣＤビデオカメラ
６１で取り込み、キーストン歪み補正処理と視点変換処
理を施した画像が表示されている。従って、ＬＣＤ３０
に表示された画像に対応する光が、シリンドリカルレン
ズ３１を介して、露光角θｅでホログラム用記録媒体３
２の他方の面に、ほぼ垂直に入射される。その結果、参
照光と物体光とがホログラム用記録媒体３２上において
干渉し、この干渉によって生じる干渉縞がホログラム用
記録媒体３２上に、屈折率の変化として記録される。

【００２７】記録媒体送り機構３３は、露光ヘッド制御
ＣＰＵ８１により制御され、１枚の画像に対応する短冊
状の１つの要素ホログラム（図４）が形成される毎に、
ホログラム用記録媒体３２を所定の方向に、順次移送す
る。これにより、ホログラム用記録媒体３２が、３次元
ホログラムを再生可能なホログラフィックステレオグラ
ムとして形成される。

【００２８】図４は、このようにして形成されたホログ
ラフィックステレオグラム１０１の模式的な構成を表し
ている。同図に示すように、ホログラフィックステレオ
グラム１０１には、短冊状の要素ホログラム１０２が多
数（ｍ個）形成されている。各要素ホログラム１０２に
は、横４８０画素、縦６４０画素の画像に対応するホロ
グラムが形成されている。

【００２９】図５に示すように、ＣＣＤビデオカメラ６
１は、視点パス１１１に沿って直線的に移動される。こ
のとき、ＣＣＤビデオカメラ６１は、その光軸６１ａ
が、常に被写体１１２を指向するように、視点パス１１
１上の位置に対応して、光軸６１ａが角度θだけ回転さ
れる。なお、ＣＣＤビデオカメラ６１が、被写体１１２
を撮影する場合のカメラの画角θｖは、図２に示した露
光角θｅに対応させる必要はない。

【００３０】このように、ＣＣＤビデオカメラ６１は、
視点パス１１１上の位置に拘らず、その光軸６１ａが、
常に被写体１１２を指向するように制御されるので、Ｃ
ＣＤビデオカメラ６１の撮影レンズを広角にする必要が
なく、比較的小さな画角で、常に、被写体の視差画像を
撮影することができる。その結果、ＣＣＤビデオカメラ
６１として、家庭用のビデオカメラなど、汎用のものを
用いることが可能となる。比較的小さな画角のレンズを
用いることができるので、画像歪みも抑制され、広角レ
ンズを用いる場合に較べて、視差方向の解像度も向上さ
せることができる。

【００３１】ＣＣＤビデオカメラ６１の移動距離ｄ
_Cは、次式により表される。ｄ_C＝２ｄ_V・tan（θｅ／２）＋Ｗ_H ・・・（１）

【００３２】ここで、ｄ_Vは、ＣＣＤビデオカメラ６１
と被写体１１２の撮影距離（最短距離）を表し、この距
離は、ホログラム観察時における視点距離に対応してい
る。すなわち、被写体１１２の位置にホログラム面１１
３を配置したとき、ホログラム面１１３上の画像を観察
する視点が、ＣＣＤビデオカメラ６１を配置している位
置（視点位置）となる。従って、ＣＣＤビデオカメラ６
１が移動する直線（視点パス１１１）上に視点が位置す
ることになる。

【００３３】また、上記（１）式におけるＷ_Hは、作成
するホログラフィックステレオグラムの横方向の長さを
表す。

【００３４】ＣＣＤビデオカメラ６１の画角θｖは次式
で表される。 θｖ＝θｃ−θｅ・・・（２）

【００３５】ここで、θｅはホログラムの露光角を示
し、θｃは、カメラ移動距離ｄ_Cを被写体１１２から見
た場合の角度、すなわち、図５において、点Ｐ₁と点Ｐ₃
を結ぶ直線と、点Ｐ₂と点₃を結ぶ直線とのなす角度であ
り、次式で表される。 θｃ＝２tan^-1（tan（θｅ／２）＋Ｗ_H／２）・・・（３）

【００３６】これらの式によって決定される画角を用い
て撮影を行うことにより、最小の画角で視差画像を撮影
することができ、撮影された視差画像から視点変換によ
り露光用の画像を再構成することが補償される。

【００３７】ところで、図５に示したように、ＣＣＤビ
デオカメラ６１の光軸６１ａを、常に被写体１１２の方
向に指向させると、キーストン歪みが発生する。なお、
簡単のため、ここでは、奥行き方向に厚みのない直方形
の被写体を考える。すなわち、図６（Ａ）に示すよう
に、ＣＣＤビデオカメラ６１（そのＣＣＤ６１Ａ）と、
被写体１１２が平行である場合、図６（Ｂ）に示すよう
に、被写体１１２の左側と右側の対応する垂直方向の長
さは、同一の長さで表される。しかしながら、図７
（Ａ）に示すように、ＣＣＤビデオカメラ６１（そのＣ
ＣＤ６１Ａ）と、被写体１１２が平行でない場合、図７
（Ｂ）に示すように、被写体１１２の左側と右側の対応
する縦方向の長さは一致しないことになる。そこで、露
光用の画像を再構成する前に（ＣＣＤビデオカメラ６１
で取り込んだ画像をＬＣＤ３０に表示する前に）、この
キーストン歪みを補正する処理が必要となる。

【００３８】図８は、このキーストン歪みを補正する原
理を表している。同図に示すように、いま、ＣＣＤビデ
オカメラ６１が、点Ｐ₂上に位置し、その回転角（点Ｐ₄
と点Ｐ₃を結んだ直線と、点Ｐ₂と点Ｐ₃を結んだ直線と
のなす角度）θは次式で表される。 θ＝tan^-1（Δｄ_C／ｄ_V）・・・（４）

【００３９】ここで、Δｄ_Cは、カメラ移動距離ｄ_C上の
中央の点Ｐ₄と、ＣＣＤビデオカメラ６１がそのとき位
置する点Ｐ₂との距離を表している。

【００４０】そして、点Ｐ₂上に位置するＣＣＤビデオ
カメラ６１により取り込まれる画像の水平方向の画素の
位置を表す光軸６１ａからの角度をαとすると、キース
トン歪み補正のための拡大縮小率ratioは次式により表
される。 ratio＝１＋tanα・tanθ ・・・（５）但し、−θｖ／２≦α≦θｖ／２（θｖ：カメラの画
角）

【００４１】従って、この角度αで規定される画素列の
画素を縦方向（画素列の方向）に拡大縮小（スケーリン
グ）処理することで、ＣＣＤビデオカメラ６１が、点Ｐ
₄から右方向に移動した場合、または左方向に移動した
場合に発生する画像の左と右の対応する縦方向の長さの
差を補正することができる。

【００４２】また、キーストン歪みを補正するには、回
転角θにおいて、ＣＣＤビデオカメラ６１の投影面（Ｃ
ＣＤ６１Ａの面）と、被写体１１２（ホログラム面１１
３）の方向が平行ではないので、これを平行にするため
のマッピング処理が必要となる。このため、図８に示す
ように、ホログラム面１１３と平行な方向にｘ軸をと
り、ｘ軸と点Ｐ₃で交差するように、ＣＣＤビデオカメ
ラ６１の投影面と平行な方向にｘ’軸をとり、ｘ’軸座
標で表されているＣＣＤビデオカメラ６１の画素列のデ
ータをｘ軸座標に変換するように、画素列データをマッ
ピングする。この場合におけるｘ，ｘ’，α，θの関係
は、次のようになる。 α＝tan^-1［ｘ／｛ｄ_V（sinθ・tanθ＋cosθ）−ｘ・tanθ｝］・・・（６）ｘ’＝ｄ_V・tanα ・・・（７）

【００４３】すなわち、上記（６）式と（７）式を利用
して、座標変換処理を行うことができる。

【００４４】以上の原理に従って、視点変換処理ＣＰＵ
７２が実行するキーストン歪みの補正処理を、図９のフ
ローチャートを参照して説明する。最初にステップＳ１
において、処理対象とされる画素列に対応する角度αが
求められる。次に、ステップＳ２において、上記した式
（５）に示す拡大縮小率ratioが演算される。

【００４５】次にステップＳ３に進み、ステップＳ２で
求めた拡大縮小率ratioを用いて、処理対象画素列のス
ケーリング処理が実行される。

【００４６】さらにステップＳ４に進み、上記した式
（６）と式（７）を利用して、ｘ’座標で表されている
画素列データをｘ座標で表される座標に変換する処理
（マッピング処理）が行われる。

【００４７】次にステップＳ５において、すべての画素
列についての処理を終了したか否かが判定される。まだ
処理していない画素列が存在する場合においては、ステ
ップＳ１に戻り、同様の処理が繰り返し実行される。

【００４８】ステップＳ５において、すべての画素率に
ついての処理が終了したと判定された場合、ステップＳ
６に進み、すべての入力画像についての処理が終了した
か否かが判定される。まだ処理していない入力画像が存
在する場合には、ステップＳ１に戻り、同様の処理が繰
り返し実行される。すべての入力画像についての処理が
終了したとき、キーストン歪みの補正処理が完了したこ
とになる。

【００４９】以上の処理を行うことで、平面のホログラ
フィックステレオグラムを作成でき、かつ、観察時の視
点もホログラム面と平行にとることが可能となる。

【００５０】ところで、図１の光源２１として白色光を
用いる場合、ホログラム面近傍から再生像が遠ざかるほ
ど、再生像がぼける性質がある。そこで、再生像が、ホ
ログラム面近傍に定位するような視点変換処理を施す必
要がある。撮影時のカメラの視点と被写体との位置関係
は、露光後の再生像に対しても保存されるので、視点変
換処理が行われない状態においては、観察時に観察者の
目をホログラム面に置かない限り、歪みのない再生像を
得ることはできない。また、理論的に、ビデオカメラと
被写体の距離に対応する距離だけ、再生像はホログラム
面より奥に結像することになるため、上述した性質に基
づき、再生像がぼやけた像となってしまう。そこで、再
生像をホログラム面近傍に定位させ、ホログラム観察時
の視点を、ホログラム面よりも手前に設定するような視
点変換処理が必要となる。次に、この視点変換処理につ
いて説明する。

【００５１】図１０は、入力画像とホログラム露光用画
像（視点変換により再構成する画像）の位置関係を表し
ている。ホログラム露光用画像１３１は、その画角をホ
ログラム露光角θｅに一致させる必要がある。視点変換
処理は、複数枚の入力画像から、新たに１枚のホログラ
ム露光用画像１３１を生成する（再構成する）ことによ
り実現される。

【００５２】ここで、簡単のために、図１０に示す視点
パス１１１を軸にして、入力画像を回転すると、入力画
像とホログラム露光用画像は、図１１に示すような位置
関係となる。

【００５３】図１１に示すように、ホログラム面１１３
上には、ｎ個の要素ホログラム１０２に対応して、露光
点ｅｐ₁乃至ｅｐ_nが存在する。各露光点ｅｐ_iのホログ
ラム露光用画像１３１−ｉは、それぞれ４８０本の画素
列（視差情報）１３１−ｉ−１乃至１３１−ｉ−４８０
により構成される。各画素列（視差情報）は、横１画
素、縦６４０画素により構成される。

【００５４】このうちの、例えば露光点ｅｐ₁について
注目してみると、図１２に示すように、この露光点ｅｐ
₁の画像は、ホログラム露光用画像の画素列１３１−１
−１乃至１３１−１−４８０の合計４８０本の画素列に
より構成される。

【００５５】このうち、例えばホログラム露光用画像の
画素列１３１−１−１には、視点パス１１１上の、図
中、最も左側の視点ｖＰ₁において取り込まれた入力画
像１４１−１の４８０個の画素列の中から１つの画素列
が選択され、対応される。但し、上述したように、入力
画像１４１−１は、キーストン歪みを補正する処理が行
われ、ホログラム面１１３と平行にマッピングされてい
るため、歪み補正後の入力画像１４１Ａ−１を構成する
Ｎ₁本（この実施の形態の場合、Ｎ₁＝４８０）の中か
ら、１つの画素列（図１２の例の場合、図中、最も右側
の画素列ＰＣ₁）が選択され、対応される。

【００５６】ホログラム露光用画像の画素列１３１−１
−２は、視点ｖＰ₂において取り込まれた入力画像１４
１−２の画素列データであって、歪み補正後のＮ₂（こ
の実施の形態の場合、Ｎ₂＝４８０）本の画素列の中か
ら、所定の１つの画素列（この実施の形態の場合、左側
からＮ₂₁個目の画素列ＰＣ₂₁）が選択され、対応され
る。

【００５７】以上のようにして、露光点ｅｐ₁の４８０
本のホログラム露光用画像の画素列１３１−１−１乃至
１３１−１−４８０が求められる処理が行われる。

【００５８】次に、図１３のフローチャートを参照し
て、視点変換処理ＣＰＵ７２が行う、視点変換処理の詳
細について、さらに説明する。

【００５９】最初にステップＳ２１とＳ２２において、
変数ｊとｉに１が初期設定され、ステップＳ２３で、ホ
ログラム面１１３上のｎ個の露光点ｅｐ₁乃至ｅｐ_nのう
ち、１つの露光点が選択される。例えば、露光点ｅｐ_j
（ｊ＝１乃至ｎ）のうち、露光点ｅｐ₁が選択される。
そして、この露光点ｅｐ₁を構成する４８０本のホログ
ラム露光用画像の画素列１３１−１−１乃至１３１−１
−４８０のうち、１つの画素列がサンプリング点ｒ
_i（ｉ＝１乃至４８０）として選択される。例えば、画
素列１３１−１−１が、サンプリング点ｒ₁として選択
される。

【００６０】このように選択された露光点ｅｐ₁とサン
プリング点ｒ₁（画素列１３１−１−１）とを結ぶ仮想
線ＬＮ１が定義される。以下、同様にして、サンプリン
グ点ｒ₂乃至ｒ₄₈₀として、画素列１３１−１−２乃至１
３１−１−４８０が選択され、これらのサンプリング点
ｒ_iと、露光点ｅｐ₁とを結ぶ仮想線ＬＮ１が定義され
る。これにより、合計４８０本の仮想線ＬＮ１が定義さ
れることになる。

【００６１】次に、ステップＳ２４に進み、ステップＳ
２３で定義した仮想線ＬＮ１と、視点パス１１１の交点
が算出される。これにより、視点パス１１１上にｎ個の
交点が求められることになる。

【００６２】さらに、ステップＳ２５に進み、視点パス
１１１上のｍ個の視点ｖＰ₁乃至ｖＰ_m（ＣＣＤビデオカ
メラ６１で被写体１１２を撮影した点）の中から、ステ
ップＳ２４で求めた交点に最も近い視点ｖＰ_kが探索さ
れる。これにより、ｍ個の視点ｖＰ₁乃至ｖＰ_mの中か
ら、最大ｎ個の視点が探索される。２以上の視点が重複
して、異なるサンプリング点に対応して探索された場合
においては、視点の数はｎ個以下となる。

【００６３】ステップＳ２６では、ステップＳ２５で探
索された視点ｖＰ_kで取り込まれた入力画像１４１−ｋ
が選択される。これにより、最大ｎ個の入力画像１４１
が選択されることになる。

【００６４】次に、ステップＳ２７に進み、ステップＳ
２６で求められた視点ｖＰ_kと露光点ｅｐ₁とを結ぶ仮想
線ＬＮ２が定義される。これにより、最大ｎ本の仮想線
ＬＮ２が定義される。

【００６５】さらにステップＳ２８においては、ステッ
プＳ２７で求めた仮想線ＬＮ２とキーストン歪みの補正
後の入力画像との交点が求められる。そしてステップＳ
２９において、ステップＳ２８で求めた交点に位置する
入力画像の画素列を、対応するサンプリング点のホログ
ラム露光用画像の画素列としてマッピングする。

【００６６】例えば、図１２に示すように、露光点ｅｐ
₁のサンプリング点ｒ₁としてのホログラム露光用画像の
画素列１３１−１−１に対応して、視点ｖＰ₁と露光点
ｅｐ₁を通る直線が、仮想線ＬＮ２のうちの１本とされ
たとき、この直線上に位置する歪み補正後の入力画像１
４１Ａ−１の画素列ＰＣ₁が選択され、これが画素列１
３１−１−１に対応しする画素列として、ＲＡＭ７３上
でマッピングされる。

【００６７】また、ホログラム露光用画像の画素列１３
１−１−２に対応する視点として、視点ｖＰ₂が選択さ
れ、視点ｖＰ₂と露光点ｅｐ₁とを結ぶ仮想線ＬＮ２が定
義される。そして、この仮想線ＬＮ２上に位置する画素
列として、歪み補正後の入力画像１４１Ａ−２の左端か
らＮ₂₁番目の画素列ＰＣ₂が求められる。そして、この
画素列ＰＣ₂が、ホログラム用画像の画素列１３１−１
−２の画素列としてマッピングされる。

【００６８】以上のようにして、露光点ｅｐ₁のホログ
ラム露光用画像の画素列１３１−１−１乃至１３１−１
−４８０の画素列がマッピングされる。

【００６９】次にステップＳ３０に進み、露光用画像の
すべてのサンプリング点におけるマッピングが完了した
か否か（ｉ＝４８０であるか否か）が判定される。いま
の場合、露光点ｅｐ₁のマッピングが完了しただけであ
る。そこで、ステップＳ３１に進み、ｉが１だけインク
リメントされ、ステップＳ２３に戻る。そして、露光点
ｅｐ₁の次の露光点ｅｐ₂について、同様の処理が実行さ
れる。以上のような処理が、露光点ｅｐ₁乃至ｅｐ_nにつ
いて行われると、ステップＳ３０において、露光用画像
のすべてのサンプリング点におけるマッピングが完了し
たと判定され、ステップＳ３２に進む。

【００７０】ステップＳ３２では、すべての露光点にお
けるマッピングが終了したか否か（ｊ＝ｎであるか否
か）が判定され、ＮＯであれば、ステップＳ３３に進
み、ｊが１だけインクリメントされた後、ステップＳ２
２に戻り、それ以降の処理が実行される。ステップＳ３
２でＹＥＳの判定が行われたとき、処理は終了する。

【００７１】視点変換処理を行う上において必要な被写
体の位置、画角、視点の位置などの各種のパラメータ
は、１度設定すれば、変更する必要性は殆どない。視点
変換処理は、処理する視差画像が水平視差のみの画像の
ため、対応する視差情報（横１画素、縦６４０画素によ
り構成されるスリット状の画像）が計算できれば、最終
的には、このスリット状の画像の入れ替えによって実行
することができる。従って、初回の計算時に、すべての
露光用画像のスリット状画像と、もとの視差画像のスリ
ット状画像との対応関係をテーブルにして、ハードディ
スク等の記憶媒体に、予め記憶しておくようにすれば、
次回からの視点変換処理は、このテーブルを参照して、
高速に行うことが可能となる。

【００７２】なお、上記実施の形態においては、ＣＣＤ
ビデオカメラ６１として、ＮＴＳＣ方式のものを用いる
ようにしたが、ＰＡＬ方式、その他の方式のものを用い
ることも可能である。また、視点変換処理ＣＰＵ７２に
おいて処理するフォーマットは、ＶＧＡに限らず、その
他のフォーマットの画像とすることも可能である。さら
に光源として、白色光源ではなく、レーザ光源を用いる
ことも可能である。

【００７３】また、上記実施の形態においては、平面の
ホログラフィックステレオグラムを作成するホログラフ
ィックステレオグラムプリンタを、基本的に視差画像入
力部５１、視点変換処理部５２、ホログラム露光部５３
の３つにより、一体的に形成するようにしたが、これら
を適宜、分離して、別体の構成とすることも可能であ
る。

【００７４】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に記載の画像デ
ータ生成装置および請求項６に記載の画像データ生成方
法によれば、光軸が、常に被写体に向くようにしなが
ら、直線的に移動しつつ、取り込んだ被写体の視差画像
のキーストン歪みを補正するようにしたので、撮影時に
おける画角を、比較的小さくすることができ、家庭用ビ
デオカメラなどを利用することが可能となる。また、画
角を小さくすることで、広角レンズを用いる場合に較
べ、画像の歪みを抑制し、解像度を向上させることがで
きる。さらに、常に被写体の視差画像を得ることができ
るので、無駄な画像を取り込むことが抑制される。ま
た、平面ホログラム面と平行な観察視点を有する平面ホ
ログラフィックステレオグラムを作成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データ生成装置を適用したホログ
ラフィックステレオグラムプリンタの光学系の平面の構
成を示す図である。

【図２】図１に示す光学系の一部の側面の構成を示す図
である。

【図３】本発明の画像データ生成装置を適用したホログ
ラフィックステレオグラムプリンタの電気系の構成例を
示すブロック図である。

【図４】ホログラフィックステレオグラムを説明する斜
視図である。

【図５】視差画像入力方法を説明する図である。

【図６】キーストン歪みを説明する図である。

【図７】キーストン歪みを補正する図である。

【図８】キーストン歪み補正の処理を説明する図であ
る。

【図９】キーストン歪みの補正処理を説明するフローチ
ャートである。

【図１０】入力画像とホログラム露光用画像の位置関係
を説明する図である。

【図１１】視点変換処理を説明する図である。

【図１２】視点変換処理を説明する他の図である。

【図１３】視点変換処理を説明するフローチャートであ
る。

【図１４】従来の視差画像入力方法を説明する図であ
る。

【符号の説明】

２１光源，２２シャッタ，３０ＬＣＤ，２
４，３１シリンドリカルレンズ，３２ホログラム
用記録媒体，３３記録媒体送り機構，５１視差
画像入力部，５２視点変換処理部，５３ホログ
ラム露光部，６１ＣＣＤビデオカメラ，７１ＪＰ
ＥＧ圧縮ボード，７２視点変換処理ＣＰＵ，７３
ＲＡＭ，８１露光ヘッド制御ＣＰＵ，８２露
光ヘッド，８３ＬＣＤドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面のホログラフィックステレオグラム
を作成するための画像データを生成する画像データ生成
装置において、直線上を移動しつつ、光軸が常に被写体に向くように回
転して、前記被写体の視差画像を取り込む取込手段と、前記被写体の視差画像のキーストン歪みを補正する処理
を行う補正手段とを備えることを特徴とする画像データ
生成装置。
【請求項２】前記キーストン歪みの補正処理が行われ
た画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示され
た画像からの光を物体光として、ホログラフィックステ
レオグラムを作成する作成手段とをさらに備えることを
特徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項３】前記キーストン歪みの補正は、取り込ん
だ視差画像を、その画素列毎に、前記取込手段の回転角
と前記光軸からの角度とに対応して、画素列方向にスケ
ーリングするとともに、前記被写体と平行な方向の面に
マッピングすることにより行われることを特徴とする請
求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項４】再生像をホログラム面に定位させるため
の視点変換処理を行う変換手段をさらに備えることを特
徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項５】前記視点変換処理は、取り込まれた複数
の視差画像の画素列から新たな画像を生成することで行
われることを特徴とする請求項４に記載の画像データ生
成装置。
【請求項６】平面のホログラフィックステレオグラム
を作成するための画像データを生成する画像データ生成
方法において、直線上を移動しつつ、光軸が常に被写体に向くように回
転して、前記被写体の視差画像を取り込む取込ステップ
と、前記被写体の視差画像のキーストン歪みを補正する処理
を行う補正ステップとを備えることを特徴とする画像デ
ータ生成方法。
【請求項７】ホログラム面近傍に前記被写体を定位さ
せる視点変換処理を行う変換ステップをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項６に記載の画像データ生成方法。