NTT、裸眼視聴時には“クリアな2D映像”に見える3D映像生成技術

3Dメガネをかけずに見たときの画質比較

　日本電信電話株式会社(以下NTT)は、裸眼で2D映像がクリアに見える3D映像生成技術を開発したと発表した。

　一般的なステレオ画像では、視差を再現し撮影した2つの画像を左右の眼に別々に表示することで、視聴者に画像内の奥行き(3D情報)を知覚させる。しかし、ステレオ画像は2D表示との互換性がなく、3Dメガネをかけずに見ると、左右の画像同士が重なり合ってボケてしまうため、画質が大きく低下してしまう問題がある。

　そのため、視聴者は2D映像を楽しむか3D映像を楽しむかによって、表示方法を選択する必要があり、複数人で同時視聴する場合など、3D映像視聴中に疲れてしまったときに自分だけ2D表示に切り替えるといったことができなかった。

　今回、NTTコミュニケーション科学基礎研究所では、人間が奥行きを知覚するさいに働く視覚メカニズムの科学的知見を応用し、2D表示との完全な互換性を持ったステレオ画像生成技術を開発した。

　同技術では、両眼の中間の視点から見たときの2D画像に対し、人間に奥行き情報を与える働きをする「視差誘導パターン」を加算/減算することで左目用/右目用画像を生成。左右の画像を足し算すると、視差誘導パターンが打ち消されて元の画像に戻るため、3Dメガネをかけない視聴者はクリアな2D画像を見ることができるという。一方、メガネをかけた視聴者には、視差誘導パターンの効果で、その画像に奥行きがあるように見えるとする。

　具体的には、元画像の明暗の空間的な変化をずらした左右別方向のパターン(90度位相シフトパターン)のそれぞれに加算することで生成し、画像を足し合わせて合成すると、位相シフトパターンのみが相殺されるため、元画像に戻るという。

　方式上、左右の眼に表示する2枚の画像は厳密にはそれぞれの眼から見た画像とは異なるが、人の視覚系は左右画像間の位相差を両眼視差として検出するメカニズムを備えているため、再現できる視差の制限内であれば、人間に従来技術とほぼ区別できない3D画像として知覚されるという。

　また、この方法で生成されるステレオ画像は、既存の3D提示装置を使って表示できるのが特徴で、2D表示互換性を持った3D表示技術はすでにいくつか例があるものの、メガネをかけず見た場合に画像劣化がなく、一般的な3Dメガネ以外の特別な装置を用いずに表示できる手法は、本件が世界初としている。

視差を生み出す仕組み

従来手法との比較

ステレオ画像生成の流れ

　実用化に向け、従来のステレオ画像に比べて視差に制限があり、大きな奥行きを再現しようとすると、再現性の低下や画質の低下(ギラつき)が生じるほか、画像変換アルゴリズムのハードウェア化、画像圧縮技術への応用などが今後の課題として残るが、本技術を使えば、映画館などで大人数が同時に2Dと3Dの映像を楽しむことができ、既存の3Dコンテンツを本技術の方式に変換することも可能だという。

　また、PC画面などに利用すれば、普段はメガネなしで2D映像として作業し、2Dだけでは見分けにくい部分を見るさいに老眼鏡を使う感覚で3Dメガネを使うといった使い方や、美術館などでオリジナルの2D作品と奥行きを与えた改変版を同時に展示するようなことも可能としている。