[发明专利]立体图像数据结构、立体图像数据记录方法、再生方法、记录程序以及再生程序

说明书

对相关申请的交叉参考

本申请是基于2005年8月31日在日本申请的先前日本专利申请No.2005-251412的优先权权益，在此引入该申请的整体内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种立体图像数据结构、一种立体图像数据记录方法、一种再生方法、一种记录程序以及一种再生程序。

背景技术

已经存在能够显示运动立体图像的各种类型的立体显示装置或三维显示装置。近几年，对于不需要专用玻璃等等的平板型立体显示装置的需求日益增长。在直接观看型或投影型平板显示装置(诸如液晶显示装置或等离子显示装置)中，显示面板中的像素位置是固定的，并且在显示面板的前面直接提供了控制从显示面板到观看者的光线的视差栅栏。因此能够相对容易地生产立体显示装置。

通过视差栅栏，以这样的方式控制光线：即使是在观看视差栅栏上的同一位置时，也能够从不同的角度看到不同的图像。更具体而言，在仅给出左右视差(水平视差)的情况下，使用了狭缝片(slit sheet)或者透镜片(柱面透镜阵列)。在还提供了垂直视差的情况下，使用针孔阵列(pinhole array)或者透镜阵列。具有视差栅栏的结构还可以分类为：双目型(binocular)、多视点型(multi-view)、超多视点型(super multi-view)(在超多视点情况下的多视点类型)、以及全景摄影型(integral photography，IP)。这些结构的原理基本上与几乎100年前发明的立体摄影原理相同。

通常，在IP型或多视点型的结构中，观看距离受到限制，因此，显示图像被创建为使得能够在观看距离处实际观看到透视投影图像。在仅具有水平视差的IP型(一维IP型，例如见“SID04Digest 1438”(2004))的结构中，在将视差栅栏的水平间距设定为像素水平间距的整数倍(n)的情况下，形成多组平行光线(该IP类型在以下也称为“平行光线一维IP类型”)。从而，在其中形成多组平行光线的像素列被累积的视差成分图像(parallax component image)在垂直方向上是具有预定观看距离的透视投影图像，而在水平方向上是正交投影图像(orthographically projected image)。将在垂直方向上为透视投影图像而在水平方向上为正交投影图像的每个视差成分图像分割为多个像素列，并且以交错方式重新排列这些像素列，以便形成视差交错图像(parallax interleaved image)(要素图像阵列)。在显示面板上显示该视差交错图像，并且通过视差栅栏进行观看。采用这种方式，通过正常投影获得了立体图像，所述正常投影是在水平方向和垂直方向两个方向上的透视投影。在“SID04Digest 1438”(2004)中更为详细地描述了这种方法。在多视点型的结构中，将通过简单的透视投影而形成的图像分割为多个像素列，并以交错方式进行重新排列，以便以正常投影形成立体图像。

基于方向(垂直或者水平方向)而使用不同投影方法和不同投影中心距离的图像拍摄装置是较难制造的，因为需要具有与每个物体相同尺寸的相机或透镜来进行正交投影。因此，为了通过图像拍摄获得正交投影数据，在实践中，选择使用将透视投影数据转换为正交投影数据的方法。作为这种方法的实例，已知有“光线空间方法”，其包含使用“EPI(荧光板)”的内插。

平行光线一维IP在观看能力上比双目型方法更具有优势。然而，在平行光线一维IP型的结构中，图像格式在投影和分割分配方面较为复杂。在作为最简单的立体显示结构之一的双目型或多视点型结构中，图像格式也简单，并且以相同数量的水平方向像素和垂直方向像素形成来自所有视点的图像。将在双目型的情况下的两个视差成分图像或者在九透镜型的情况下的九个视差成分图像分割为多个像素列，并将这些像素列重新排列为要在显示面板上显示的视差交错图像。

与具有类似分辨率的多视点型相比，在平行光线一维IP型的结构中，视差成分图像的数量较大，并且视差成分图像的水平像素数量(或者待使用的水平范围)随着视差方向而变化。由此，图像格式较为复杂。考虑到这些事实，本发明人提出了一种具有高压缩率以及细微的图像质量下降的、有效率地记录立体图像的方法(日本专利申请No.2004-285246)。

透镜片的柱面透镜可以对角延伸而不是垂直延伸(见JP-AKOKAI No.2001-501073)。本发明人还发现平行光线一维IP型能够应用于斜透镜(slanted lens)类型的结构中(日本专利申请No.2004-32973)。