[发明专利]用于三维图像处理的装置、方法和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及用于三维图像处理的一种装置、方法和计算机程序产品，其中所述三维图像处理对立体图像执行图像处理。

背景技术

双目系统和多目系统是已知的用于为裸眼显示三维图像的系统。这两种系统都包括布置在显示屏表面上的光线控制元件，例如透镜片(仅在水平方向上具有透镜特征的凹槽型透镜(troffer lens)阵列)或者视差栅栏。这两种系统通过为左右眼分别呈现具有双目视差的二维图像来使观察者能够感知立体图像(该图像仅能够从一个方向上感知为立体的)。双目系统使用仅来自单个视点方向的两个二维图像使观察者感知到立体图像。作为对比，多目系统能够例如使用来自三个视点方向的四个二维图像使观察者感知到立体图像。换而言之，多目系统能够提供不连续的运动视差(观察在与观察者物理运动相反的方向上进行运动的对象的现象)。

根据M.G.Lippmann，“La Photographie Integrale”，comptes RendusAcademie des Sciences，Vol 146，pp.446-451(1908)，积分图片成像(IntegralPhoto Imaging，IP)系统已知是一种能够用进一步改进的运动视差来显示立体图像的技术。根据该技术，首先准备等同于立体图片中的像素的透镜阵列。将胶片放置在与物体之间的距离为透镜阵列的焦距的位置上，然后拍摄该物体。将用于拍摄的透镜阵列放置在该胶片上，以再生该物体的图像。如果该胶片具有足够的分辨率，则该IP系统就是理想系统，理想系统能够产生完全浮动的图像而不会类似全息摄影那样限制观察点。

此外，最近使用的是积分成像(II)系统，其使用诸如液晶显示器(LCD)之类的平板显示器来替代胶片。根据II系统，需要从多个视点(数量等于希望实现的视差)来拍摄期望形成立体图像的物体图像，并且使用这些图像来创建用于实现立体图像的图像(以下称为“多视点图像”)。以下，将由多个相机(例如平行布置的数量等于期望实现的视差的相机构成的相机阵列)中每一个相机以各自的不同视点(视差)所拍摄的每个图像以及从多个视点中每一个所绘制的每一个计算机图形(CG)图像称为“视点图像”。通过使用多个这种视点图像(以下称为“视点图像组”)并且基于某种规则将在视点图像中包含的每个像素的位置(以下称为“像素位置”)映射到一个图像上，来创建多视点图像。

为了从视点图像组创建多视点图像，必须根据三维图像显示设备的特性，逐个子像素地将每个视点图像中包含的每个像素的位置重新布置为特定排列。其原因是，由于根据II系统，与IP系统类似，通过透镜阵列(例如透镜片)来再生多视点图像的光，从而根据透镜阵列的光学特性来确定用于显示立体图像的像素位置。另外，为了在平板显示器上实现多个视差，能够使用与普通滤色器结构不同的一种滤色器结构，例如根据JP-A2006-98779(KOKAI)。在此情况下，根据滤色器的特性，逐个子像素地确定在多视点图像中的每个像素位置。

在一些情况中，能够对所显示的立体图像执行图像处理，例如噪声降低以及混合。在这种图像处理中，根据特定的图像处理来处理与立体图像相关的每一个视点图像。

然而，为了创建如上所述的多视点图像，必须基于透镜阵列的特性和与三维显示设备相关的滤色器的特性来重新排列包含在每个视点图像中的像素。根据如上所述的常规技术，像素的重新排列未被考虑，而简单地对每个视点图像执行处理，该处理并不表示适合的图像处理，因此有可能会造成所显示的立体图像质量下降。

以下参考一个将会降低帧效应的图像处理示例来解释图像处理造成立体图像质量下降的情况。在此，“帧效应”表示以下现象。当立体图像被呈现在三维显示设备的显示表面的外边缘之外时，尤其是当立体图像被呈现为跨越在显示设备的显示区域的内部和外部之间时，在显示区域的外边缘上立体图像发生不连续的消失，并由此使观察者产生不适的感觉。在此情况中，为了降低这种不适的感觉，执行处理以便使所显示的立体图像随着逐渐靠近显示区域的外边缘而逐渐变得透明，并且当到达显示区域的外边缘时最终变为完全透明的。