鈴木久貴 1)，鈴木百合彩 2)，津田良太郎 2)，Vimuktalo

鈴木久貴 1)，鈴木百合彩 2)，津田良太郎 2)，Vimuktalop Pinyapach3)，Jaruthien Nine3)，白井暁彦 4)
1) 神奈川工科大学 情報工学専攻（〒 243-0292 神奈川県厚木市下荻野 1030, [e-mail]） 2) 神奈川工科大学 情報学部 情報メディア学科 3) Chulalongkorn University, Department of Imaging and Printing Technology（254 Phyathai Road, Patumwan, Bangkok Thailand. 10330） 4) 神奈川工科大学 情報学部 情報メディア学科 准教授




概要: 家庭用ゲーム機など，さまざまな HDMI 入力を多重化できる FPGA ハードウェア化により，よ り幅広い応用の可能性が広がった多重化不可視映像技術「ExPixel」の一般化に向け，普及型表示デバ イスにおける視聴特性とその評価を行った．視聴者のディスプレイとの距離および，ディスプレイに対 する角度によるディスプレイ輝度の変化について，円偏光フィルタを用いた場合で実験を行った．また 各ディスプレイメーカーから発売されている，既存のパッシブ式 3D ディスプレイの映像設定について， デフォルトの設定と γ = 2.2 にキャリブレーションされたときのディスプレイ輝度の変化について実験 を行った結果を報告する． キーワード： 多重化，偏光，3D ディスプレイ




1. はじめに 家庭用の 3D ディスプレイが一般化してきたが，立体感 を上手く表現できているコンテンツの供給はハードウェア の供給に追いついていないのが現状である．歴史を振り返 ると，3D 立体映像は一過性のブームを呼ぶ傾向があり 2～ 4 年で鎮静化する傾向にある [1]．テレビ市場では 3D ディ スプレイに代わって，4K 解像度を売りにする製品が増えた ことを考えると，今回のブームも鎮静化に傾いていると認 めざるを得ない．このような背景から，我々は民生品の 3D ディスプレイに新たな付加価値を与える技術として，多重 化不可視映像技術「ExPixel」を提案している [2]．本技術 は民生品パッシブ式 3D フラットパネルにおいての円偏光と 偶数奇数ピクセル列を利用して，円偏光フィルタ装着者と 裸眼視聴者に対して全く別の映像を提示できる技術である． 研究当初は GPU ベースで動作するシェーダー技術として 多重化不可視映像を実現していたが，近年では FPGA ハー ドウェア化にも成功したことにより [3]，既存のコンシュー マーコンテンツの多重化が可能となった．本報告では民生 品 3D ディスプレイにおいて多重化不可視映像を視聴する 上で適切な視聴領域の調査，多様な 3D ディスプレイにおけ る多重化不可視映像の良好な視聴のために，普及型パッシ ブ式 3D ディスプレイの視聴特性について実験した結果を 報告するものである．
Hisataka SUZUKI, Yuria SUZUKI, Ryotaro TSUDA, Vimuktalop Pinyapach, Jaruthien Nine, and Akihiko SHIRAI




2. 関連研究 多重化映像技術は多くの研究者によって試みられている． Mistry による「ThirdEye」[4] は CRT，LCD プロジェク タといったスクリーンに同期して120Hz以上の速度でシャッ ターの開閉を行うメガネを用いて多重シナリオ上映の提案 を行った．このような高速シャッターを用いた時分割によ る方法は Fakespace Labs 社 McDowall らによる「Snared Illumination」[5]および Multi Use Light Engine (MULE) プロジェクタによって既に提案されている．「ThirdEye」で は裸眼の視聴者に 2 つの映像が重なって見えてしまい隠蔽 が行えていないが，「Snared Illumination」では 2 つの映 像コンテンツの投射回数に十分な差を持たせることで，ア クティブシャッター方式における不可視映像技術を実現し ている．これらと同様のアクティブシャッターを用いたマ ルチプレイヤーゲーム技術が 2012 年米国 Sony Computer Entertainment 社より「SimulView」として特許取得され ているがこちらも両チャネルが多重多重表示される [6]． また，通常の液晶フラットパネルディスプレイの特性調 査は山本らにより 2007 年に報告されている [7]．一方で山 本は薄型ディスプレイの特性・画質評価技術についても報 告している [8]．



3. 実験 まず ExPixel による多重化コンテンツを視聴するための 最適視聴領域の調査，および多様な民生品 3D ディスプレイ において，ExPixel コンテンツの最適な表示を得るために
映像設定評価を行った． 3.1 最適視聴領域の調査 最適視聴領域の調査のために以下にの 3 実験を行った． ExPixel で必要となるパッシブ式 3D ディスプレイデバイス 各種において，フィルタの有無とともに，実験 1) ディスプ レイと観察者の距離 (L)，実験 2) ディスプレイに対する観 察者の水平位置 (角度 θ)，実験 3) ディスプレイに対する観 察者の垂直位置 (角度 θ) の，3 つの実験についてそれぞれ の位置で視聴した際のディスプレイの輝度を測定した．ディ スプレイ上の測定位置は [8] に倣い，画面中央の一定領域 とする．今回の実験ではディスプレイ中央にマスクを施し， 25cm2 内の領域を，デジタル一眼 NikonD750 にて撮影し ディスプレイの輝度の代表値として用いた．位置およびディ スプレイの反射により，自然光による誤差が生じるため実 験環境は暗室とした．ディスプレイに対しカメラを三脚に設 置し，輝度を測りたい各位置にて画像を撮影した．図 1 は 直線距離の測定環境を示しており，ディスプレイ中央の窓に 対して直交するよう 1000mm から 2400mm の間を 200mm 間隔で，全 8 地点で撮影を行った．
図 1: 距離による輝度値の変化の確認
実験 2 について，図 2 は水平方向の視聴位置変化時の輝 度変化を調査したときの測定環境を示している．一般的な ディスプレイの最適視聴距離といわれる 3 ×ディスプレイ の高さ (H) の距離である，1600mm 上で θ = ±60◦ となる ように計 12 点の位置で円偏光フィルタの有無で撮影した．
図 2: 水平角 θ に対する輝度値の変化の実験
垂直方向の調査ではディスプレイを 90◦ 回転させたうえ
で図 2 の方法と同じ位置で θ = ±30◦ がつくように計 6 点 の位置で撮影した．このとき距離および角度を求めるため （株）サムライマーケティング社のレーザー距離計MK-LAK を用いた．角度の算出には本デバイスの機能である，ピタ ゴラスの定理モードを用いた． 輝度値 (luminosity) は，ディスプレイの中央 25cm2 の 領域をカメラで撮影し，その画像の各ピクセルの RGB 各 色の値を加算してそのピクセルの輝度値とした．データに 用いた輝度値は対象の領域全体のピクセル輝度値を加算し て母数で割った平均値を用いた．今回の実験では偏光式 3D ディスプレイである Toshiba Regza42Z8 を用いた． また撮影機材であるカメラは NikonD750 を用いた．予備 実験として，シャッタースピードを｛1/500，1/250，1/125， 1/60，1/30，1/15，1/8，1/4，1/2｝で試し，各シャッター スピード間の差が一定の範囲に収まる 1/30 を基準値とし た．予備実験より，1/250 や 1/8 より外の値では画像が著 しく黒や白になってしまっていた．撮影時の F 値は F/16， ISO は 400 で統一した．カメラとディスプレイの間に円偏 光フィルタを挟まない撮影パターンと，円偏光フィルタを 挟む撮影パターンの 2 パターンを撮影した． 3.2 ディスプレイ特性の評価 現在でもディスプレイ市場では 4K 解像度対応ディスプ レイが普及しており，3D は機能の一部として当たり前のよ うに組み込まれるようになったが，今後もこの勢いは加速 の一途をたどるだろう．本節では現在手に入る民生品の 3D ディスプレイから表 1 に示す機種を使い，明るさおよびコ ントラストの設定を中心として，ExPixel コンテンツの視 聴に適した設定を調査した結果を述べる．
表 1: 対象とした 3D ディスプレイ型名
No. ディスプレイ型名
1 東芝 REGZA42Z8
2 SONY BRAVIA KDL-42W800B
3 LG Smart TV 42LB6700
本調査ではまず表 1 の各製品を工場出荷状態の設定に戻 し，その状態を “キャリブレーション前” 状態とした．まず キャリブレーション前状態の各ディスプレイにおいて “円 偏光フィルタを無使用（フィルタ無し）” の場合，“円偏光 フィルタを使用（フィルタ有り）” の場合の 2 パターンで 調査を行った．その後，各ディスプレイのキャリブレーショ ンを datacolor 社の Spyder4Elite を用いて行い，すべての ディスプレイを “キャリブレーション” 状態とした．同様に 各ディスプレイにおいて “円偏光フィルターを無使用” の’ 場合，“円偏光フィルターを使用” の場合の 2 パターンで調 査を行い，各状態の輝度値を比較した．

4. 結果 4.1 最適視聴領域の特定 4.1.1 距離が輝度値に与える影響の実験 ディスプレイと観察者との間の距離による輝度値の変化 について調査した．通常ディスプレイ輝度は ISO によって 求めるが，本実験においては得られた結果を幅広いディス プレイで利用するため，一眼カメラで撮影した画像から対 象のピクセル値を Luminosity(level) として利用した．図 1 の環境にてディスプレイ視聴者間の距離とディスプレイ輝 度の結果を図 3 に示す．
図 3: 距離-輝度（円偏光フィルタ無し）
図3から，ディスプレイ-カメラ間距離1000mmから2400mm の間において，急激な変化がなくほぼ一直線のグラフになっ ている．これは，通常の輝度と照度の関係では点光源の放 射として考えられるのに対し，普及しているディスプレイ の多くは，バックライトの指向性が制御されており，平行光 源として振る舞う事を示している．(そのためこのような手 法で測定している．) 図 4 は偏光フィルタをカメラのレンズに装着したときの 同条件における輝度と距離の関係を示している．
図 4: 距離-輝度（円偏光フィルタ有り）
フィルタ有りの場合も，全体的な輝度は落ちているが距 離による輝度の極端な低下は見られなかった．全体的に値 が，図 3 の半分に落ちていることから，円偏光フィルタに よって遮断されたピクセル列の光量が落ちたことがわかる． 現象としては輝度は落ちたが，円偏光フィルタに対応する ピクセル列の遮断による撮影画像上の輝度が落ちたため (図 5) であり，多重化不可視映像で広く使われるパッシブ型円
偏光フィルタはディスプレイ強度を減衰させる要因にはなっ ておらず，距離の影響も受けない．
図 5: 円偏光フィルタに対応した偏光のピクセル列が遮断さ れている
4.1.2 水平角度による輝度値の実験 ディスプレイに対する観察者の水平方向の位置の変化に よる輝度の変化を調査した．一般的なディスプレイの最適 視聴距離といわれる 3 ×ディスプレイの高さ (H) の距離で ある，1600mm 上で角度±60◦ がつくように計 12 点の位置 で撮影した (図 2)． 図 6 からディスプレイに対して真正面から，角度がつい ていくことで輝度が下がっていることが言える．
図 6: 水平角 θ-輝度（円偏光フィルタ無し）
図 7 から円偏光フィルタを通したときも距離の実験と同 様，全体の輝度は落ちているが，グラフの傾向としては円 偏光フィルタを通さないときと同じである．
図 7: 水平角 θ-輝度（円偏光フィルタ有り）
4.1.3 垂直角度による輝度値の実験 ディスプレイに対する観察者の垂直角 θ の変化による輝 度の変化を調査した．この調査ではディスプレイを 90◦ 回 転させたうえで図 2 の方法と同じ位置で θ = ±30◦ となる
よう計 6 点の位置で撮影した．垂直方向に角度がついた場 合においても水平方向同様，角度がつくことによる輝度値 の減少が確認できた（図 8，図 9）．
図 8: 垂直角 θ-輝度（円偏光フィルタ無し）
図 9: 垂直角 θ-輝度（円偏光フィルタ有り）
4.2 ディスプレイ毎の輝度値の比較 既存の普及型パッシブ式 3D フラットパネルについて，デ フォルトの映像の輝度値と，ExPixel においてターゲット としている γ = 2.2 にキャリブレーションした設定の輝度 値の変化を比べた．図 10 はキャリブレーションの前後で円 偏光フィルタを通した際の，輝度値の値を表している．こ の値の算出方法は視聴範囲の実験時に用いた方法と同じく， 各ピクセル輝度の値の平均を取った．
図 10: キャリブレーション前後における輝度値の変化
図 10 から各会社のディスプレイはデフォルト状態では， 高い輝度値に設定されてお

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Suzuki Hisataka 1), Suzuki lily Aya 2), Tsuda Ryotaro 2), Vimuktalop Pinyapach3), Jaruthien Nine3), Shirai Akihiko 4) 1) Kanagawa Institute of Technology and Information Engineering (〒 243-0292 Atsugi, Kanagawa Prefecture Shimoogino 1030, hisataka @ shirai.la) 2 Kanagawa Institute of Technology Information Department of Information and Media Studies 3) Culalngkrn Mhawithyalay Phakh Wicha Phaph Laea Kar Phimph Technology (254 Phyathai Road, Patumwan, Bangkok Thailand. 10330) 4) Kanagawa Institute of Technology School of Information and Media Department of Associate Professor Overview : the viewing characteristics of various HDMI input such as a home-use game machine in the spread-type display device towards the generalization of multiplexing invisible video technology "ExPixel" which likely spread of good Ri wide range of applications by the FPGA hardware implementation that can be multiplexed the distance between the display of the evaluated conducted. viewer and the angular change of the display luminance due to the display, an experiment was conducted in a case of using the circular polarization filter. Also existing are passive, which is released from the display manufacturers We report the results of experiments on variation of display brightness when it is calibrated to a default setting and γ = 2.2 for the video settings of formula 3D display Keywords:. multiplexed polarized 3D display 1. Introduction to 3D display is generalized to have been, but 3D stereoscopic image for the home No supply of content that can well represent the Ali 2 stereoscopic tendency to call transient boom has not caught up with the supply of hardware There is the present situation. tend to be sedated in the four years look back on the history [1]. In television market is considered that the product has increased to sell 4K resolution on behalf of the 3D display and this boom also sedation to admit that tilted to the reduction. Against this backdrop, we have proposed a multi [2] of invisible video technology "ExPixel" as a technology that gives a new added value to the consumer of 3D display . This technique is a technique that can completely present another image for the consumer passive type utilizing a circularly polarized light and the even odd pixel columns of the 3D flat-panel circularly polarizing filter wearer and naked-eye viewer. Research initially Although achieves multiplexing invisible image as shader technology that operates in GPU-based in recent years has become [3] allows multiplexing of existing consumer content by also succeeded in FPGA hardware implementation. consumer in this report multiplexed in goods 3D display for viewing characteristics of the popular passive type 3D display is intended to report for good viewing of multiplexing invisible image in research various 3D display of appropriate viewing area on which to watch the invisible image The results of the experiment Hisataka Susuki Yuria SUZUKI, Ryotaro TSUDA, Vimuktalop Pinyapach, Jaruthien Kea Laea Xa Ki Hi Koa Chi Xoa 2. related research multiplexing the video technology has been attempted by many researchers. by Mistry "ThirdEye" [4 ] The CRT, in synchronization with a screen such as LCD projectors and proposed the multi-scenario screenings using glasses for opening and closing the shutter at 120Hz or faster. Method according to time division using such a high-speed shutter Fakespace "Snared Illumination" by Labs, Inc. McDowall et al. [5] and หลาย ใช้ ไฟ เครื่องยนต์ (ล่อ) has already been proposed by the projector. In "ThirdEye" is hiding would be seen overlap two images to the naked eye of the viewer It can be performed non Although realized invisible video technology in the active shutter method by giving a sufficient difference in the projected number of two video content in "Snared Illumination". multiplayer game using the same active shutter with these technology 2012 คอมพิวเตอร์ Sony years has the United States but here also both channels are patented as "SimulView" than the company to be multiplexed multiple display บันเทิง [6]. The characteristics investigation of ordinary liquid crystal flat panel display 2007 by Yamamoto et al. [ 7] it has been reported each year. Meanwhile Yamamoto is also reported characteristics and image quality evaluation technique of thin display [8] 3. Experiment First ExPixel investigate the optimum viewing area for viewing the multiplexed content with and In order to obtain an optimal display of the ExPixel content in a variety of consumer products 3D displayVideo set evaluate went. 3.1 optimal viewing for the investigation of the investigation optimal viewing area of the region was carried out for 3 experiments below. Experiment with the presence or absence of a filter in a passive-type 3D display device various required in ExPixel 1) display We watched and the observer distance of (L), the horizontal position of the observer to the experimental 2 display (angle θ), Experiment 3) observer of the vertical position with respect to the display (about 3 to profiling One of the experiments of angle θ) at each position measurement position of. on the display that the brightness was measured in the display when you and [8] the center of the screen of a certain area. The mask applied 25 ซม to display center in this experiment. filming the area in the two-in digital single-lens NikonD750 is to location shows the. location and experimental environment for errors caused by natural light by the reflection of the display was a dark room.設直line distance measurement environment the camera on a tripod to display using as a representative value of the brightness of the display, Images were taken at each position for which you want to measure the brightness. Figure 1 was taken in all 8 points at 200 mm spacing between 1000 ม ม. from ม ม. 2400 so that it is perpendicular to the center of the display window Figure 1: confirmation of the change in the luminance value by a distance 3 which is 2 2 Experimental is said horizontal direction indicates a measurement environment when investigated the change in luminance during the viewing position changes in the common display optimal viewing distance. × is the distance of the height of the display (H) 1600 ม ม meter 12 so as to be ± 60◦ taken in the presence of a circularly polarizing filter at the position of θ = the point on. Figure 2: the luminance value for the horizontal angle Θ of the experiment of the change in the investigation of the vertical upward direction rotates the display 90◦ was photographed at the position of a total of six points so take the same position at θ = ± 30◦ and method of FIG. 2 in. the distance and angle this time To determine (Ltd.) หลัก Samurai Marketing, Inc. The calculation of. angles using a laser rangefinder MK of the function of the device, using the Pythagorean theorem mode. brightness value (ความ สว่าง) is the center of the display 25 ซม . photographed two areas in the camera adds the RGB color values ​​of each pixel of the image to obtain a luminance value of the pixel in. intensity value used for the data by adding the pixel intensity value of the entire region of interest was using the average value divided by the mother number. In this experiment using a Toshiba Regza42Z8 is Henhikari-shiki 3D display. The camera is filming equipment was used NikonD750 to. the trial shutter speed than as a preliminary experiment {1 / 500,1 / a 250, / 125, 1 / 60,1 / 30,1 / 15,1 / 8,1 / 4,1 / 2} 1/30 the difference between each shutter speed falls within a certain range is taken as a reference value. from preliminary experiments,. F value at the time of shooting an image has been turned into extremely black or white outside than 1/250 or 1/8 F / 16, ISO was unified 400 . camera and display, such sandwiched between the circularly polarizing filter between were taken two patterns of shooting pattern sandwiching the shooting pattern and circularly polarized light filter has. 3.2 has been spread 4K resolution corresponding display in the evaluation even now display market of the display characteristics 3D is will in the future also this momentum to use the models that have but the show came to be incorporated in as commonplace as part of the function ever-accelerating. In this section table from consumer products of 3D display that enters the hand is now 1 describe the results of the investigation the appropriate settings for the viewing of brightness and ExPixel content around the contrast setting of Table 1: 3D display type name was targeted 555 display type name Toshiba 1 REGZA42Z8 2 SONY BRAVIA KDL-42W800B 3 Xae L Ci ส มา ร์ ท ทีวี 42 ปอนด์ 6700 in this survey was first and its state "before calibration" state back to the setting of each product factory state of Table 1. First calibration "circularly polarized light filter in each display of the previous state "For," to non-use (no filter) was investigated in two patterns in the case of yen using a polarizing filter (filter present) ". Then, all performed using datacolor's Spyder4Elite calibration for each display of the display was a "calibration" state. Compare the luminance value of each state conducted in the same manner as in investigation "to circularly polarized light filter non-use" in each display in 2 pattern in the case of "if" yen using a polarizing filter "of The was 4. Results 4.1 specific 4.1.1 distance optimum viewing region is examined for changes in luminance value by the distance between the experimental display and observer's influence on the luminance value. normal display brightness is determined by ISO but this experiment distance and display bright between display viewer in Figure 3 of the environment results obtained results a broad from images taken by the single-lens camera for use in a display of time indicates the pixel value of the target Luminosity (level) in was utilized as Figure 1. Figure 3: Distance - luminance (circularly without polarizing filter) . From Figure 3 the display - it is almost a straight line in the graph no abrupt changes between the inter-camera distance 1000mm of 2400mm which is usually Many of the display in the luminance and illuminance of the relationships are popular While considered as emission of the point light source and has been shown to behave as a parallel light source is controlled directivity backlight. (In such therefor . and it is measured by the method) Figure 4 shows the relationship between the intensity and the distance in the same condition when it is fitted with a polarizing filter to the camera lens Figure 4: Distance - luminance (with circularly polarized light filter) If the there is a filter Although the overall brightness fall was also observed extreme reduction in luminance due to the distance. light intensity of the pixel rows that are blocked by the circularly polarized light filter from the overall value has fallen to half of FIG. 3 The fallen can be seen. passive circle that is used widely in a multiplexed invisible image is the brightness of the captured image has fallen (Fig. 5) by blocking of pixel columns but brightness fell corresponding to the circular polarization filter is as a phenomenon polarizing filter unaffected distance and not become a factor to attenuate the display intensity Figure 5: circularly polarized light pixel column of the corresponding to the polarization filter is blocked experimental display luminance value by 4.1.2 horizontal angle observer to get the position of the photographed regard is the distance of the height of the horizontal due to the change in the direction of the location examined the change in brightness. 3 × display called the typical display of the optimal viewing distance (H) with respect to .. on a total of 12 angle ± 60◦ 1600 ม ม (FIG. 2) can be said to have lowered brightness by squarely from FIG. 6 with respect to the display keep up with the angle Figure 6: horizontal angle Θ- brightness ( circularly polarized light without filter) is the same as when not passing through the circularly polarizing filter as trend has also fallen distance experiments and figure 7 the overall luminance graph when passed through a circularly polarized light filter from Mr.รูปที่ 7: แนวนอนมุมθ-ความสว่าง (มีตัวกรองแสงโพลาไรซ์แบบหมุนเวียน) ฉันตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในความสว่างจาก 4.1.3 เปลี่ยนของตัวแสดงแนวตั้งมุมθแสดงการทดลองค่าความสว่างตามมุมแนวตั้ง จะเป็นตำแหน่งเดียวที่θ =± 30◦ รูปที่ 2 ในแง่ของวิธีการ 90◦ หมุนการแสดงผลอยู่ในการศึกษานี้ที่ถ่ายที่ตำแหน่งเป็น 6 จุด ในทำนองเดียวกันทิศทางแนวนอนในทิศทางแนวตั้งถ้าการต้าน ลดค่าความส่องสว่างเนื่องจากมุม รับยืนยัน (Fig. 8, Fig. 9) .รูปที่ 8: (ไม่มีโพลาไรซ์แบบหมุนเวียนแสงกรอง) แนวมุมθ-สว่าง รูปที่ 9: แนวตั้งมุมθ-ความสว่าง (มีตัวกรองแสงโพลาไรซ์แบบหมุนเวียน) สำหรับ 4.2 เปรียบเทียบกับที่มีอยู่ยอดนิยมแฝงชนิดแบน 3D ค่าความส่องสว่างของแต่ละจอ เริ่มต้นค่าความส่องสว่างของวิดีโอ การเปลี่ยนแปลงค่าความส่องสว่างของการตั้งค่าปรับเทียบที่γ = 2.2 ได้รับการกำหนดเป้าหมายที่ ExPixel ได้เปรียบเทียบกัน 10 เมื่อผ่านฟิลเตอร์โพลาไรซ์แบบวงกลมก่อน และ หลังการปรับ เทียบ แสดงถึงมูลค่าของค่าความสว่าง เป็นวิธีการคำนวณจำนวนค่าเดียวกันเป็นวิธีการที่ใช้ในการทดลองในช่วงดู คิดเป็นค่าเฉลี่ยของค่าความเข้มของแต่ละพิกเซลรูปที่ 10: การเปลี่ยนแปลงค่าความสว่างก่อน และ หลังการปรับเทียบ แสดงของแต่ละบริษัทจาก 10 รูปโดยสถานะเริ่มต้น มันสามารถตั้งค่าความสว่างสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Suzuki Hisataka 1), Ryotaro Aya 2) Tsuda lily Suzuki 2) Vimuktalop Pinyapach3) Jaruthien Nine3) Shirai Akihiko 4)
1) Kanagawa Institute of Technology and Information Engineering (〒 243-0292 Atsugi, Kanagawa Prefecture Shimoogino 1030 hisataka @ shirai.la) 2) Kanagawa Institute of Technology School of Information and Media Department 3) Culalngkrn Mhawithyalay Phakh Wicha Thekhnoloyi Kar Thay Phaph Laea Kar Phimph (254 Phyathi Khaewng Pthumwan Khet Pthumwan Krungtheph‡ 10330) 4) Kanagawa Institute of Technology ใบ แจ้ง undergraduate ใบ แจ้ง media อา Department Associate Professor Summary: such as home-use game machine, by the FPGA hardware implementation that can multiplex a variety of HDMI input, good has been released from the display manufacturers, for the video settings of an existing passive-type 3D display, calibrated to the default setting and the γ = 2.2 The tion has been when to report the results of the experiments were carried out for changes in display brightness of the keyword: multiplexing, polarization, 3D display 1 , but 3D display for home use in the beginning has been generalized, it is able to well represent the three-dimensional feeling content supply of the current situation is not caught up with the supply of hardware. Looking back on history, 3D stereoscopic image tends to be sedated in there is a tendency to call a transient boom 2-4 years [1] . In the television market in place of the 3D display, it is considered that the increase in products to sell 4K resolution, even this boom is to admit and is inclined subsided. From this background, we As a technology that gives a new added value to the consumer of 3D display, it has proposed a multiplexing invisible video technology "ExPixel" [2]. This technology is circularly polarized light and even odd pixels in consumer products passive type 3D flat panel using the column, it is a technique that can completely present another image against the circularly polarizing filter wearer and naked-eye viewer initially study it had been realized multiplexing invisible image as shader technology that operates in GPU-based, [3] By also succeeded in FPGA hardware implementation in recent years, appropriate viewing area in the existing multiplex consumer content is made ​​possible. In this report in order to view multiplexed invisible images in consumer 3D display investigation of, for good viewing of multiplexing invisible image in a variety of 3D display, is intended to report the results of experiments on the viewing characteristics of the popular passive-type 3D display. Hisataka SUZUKI, Yuria SUZUKI, Ryotaro Tsuda, Vimuktalop Pinyapach, Jaruthien Kea Laea Xa Ki Hi Koa Shirai 2 related research multiplexing the video technology is attempted to have by many researchers by มิส ท รี "ThirdEye" [4] CRT, 120Hz or more in sync with the screen such as LCD projector glasses for performing speed opening and closing of the shutter is proposed the multi-scenario screenings using. Method according to time division using such a high-speed shutter with Fakespace Labs Inc. McDowall et al., "snared สว่าง" [5] and ใช้ งาน ได้ หลากหลาย แสง เครื่องยนต์ (MULE) it has already been proposed by the projector. "ThirdEye" The projection of the naked eye of the viewer to the two are of the video is overlap is not done it will conceal visible but two of the video content in the "snared สว่าง" number of times it is possible to provide sufficient difference, has achieved an invisible video technology in the active shutter system. as "SimulView" multi-player game technology than 2012 US Sony Computer Entertainment, Inc., using the same active shutter and these Although the patented We both channels are multiplexed multiplexed display [6]. In addition, the characteristic investigation of conventional LCD flat panel display has been reported in 2007 by Yamamoto et al. [7]. While in Yamamoto It has also reported characteristics and image quality evaluation technology of flat-panel display [8]. 3 experiment first ExPixel optimum viewing area survey for viewing the multiplexing content by, and in a variety of consumer products 3D display, of ExPixel รหัส content optimum display in order to obtain the was the video setting evaluation was performed three experiments of the following for investigation of research optimum viewing area of 3.1 optimal viewing area in needed in ExPixel passive-type 3D display device variety, of filter together with the presence, Experiment 1) display and the viewer distance (L), Experiment 2) the horizontal position of the viewer relative to the display (the angle θ) Experiment 3) for each of the three experiments of the observer's vertical position relative to the display (the angle θ) The brightness of the display when it is viewed at the position of the measured. measurement position on the display follows the [8], the center of the screen constant region. masked in the display center in this experiment, an area in 25cm2 , by the reflection of. position and display that was used as the representative value of the brightness of the captured display by a digital single-lens NikonD750, set up a camera on a tripod for. display the experimental environment for error occurs you have a dark room with natural light, the brightness Images were taken at each location where it is desired to measure. Figure 1 shows a measurement environment of the linear distance, in 200mm intervals between 2400mm from 1000mm to perpendicular to the center of the display window, the shot in all eight locations The went. Figure ที่ 1: Distance confirm the change in the luminance value due . For Experiment 2, Figure 2 shows a measurement environment when investigated the brightness changes during horizontal viewing position changes in the typical display optimal is the distance of 3 × display height is said viewing distance (H), taken with the presence of circular polarization filter at the position of the total of 12 points so as to be θ = ± 60◦ on 1600mm. Figure 2: Horizontal angle experiment of change of θ in pairs ต์ Ru brightness value after that was 90◦ rotate the display in the vertical direction of the investigation was photographed at the position of a total of six points so take the same position at θ = ± 30◦ and the method of FIG. 2 . The calculation of. angles using a laser rangefinder MK-LAK this time to obtain the distance and angle Co. Samurai Marketing, Inc. is a function of the device, using the Pythagorean theorem mode intensity value (สว่าง) is to shoot an area of central 25cm2 of the display in the camera, the luminance value of the region of interest across the pixel intensity used for. data obtained by the luminance value of the pixel by adding the RGB color values ​​of each pixel of the image adds the value of using the average value divided by the mother number in. This time the experiment was using a certain โต ชิ บา Regza42Z8 in Henhikari-shiki 3D display as is also photographic equipment camera. preliminary experiments using NikonD750, shutter the speed to try by {1/500, / 250, / 125, 1 / 60,1 / 30,1 / 15,1 / 8,1 / 4,1 / 2}, the difference between each shutter speed is constant of was 1/30 reference value that fits in the range. from preliminary experiments, F value at the time. shooting image had turned into remarkably black and white outside of than 1/250 or 1/8 F / 16, ISO was unified at 400. camera and the shooting pattern that does not pinch the circular polarization filter between the display, were taken two patterns of shooting pattern sandwiching the circular polarization filter 4K resolution in the evaluation even now display market of 3.2 display characteristics corresponding display has been widely, 3D is now incorporated as commonplace as part of the function, the future will also ever-this momentum is accelerating. In this section of consumer products currently entering the hand 3D Use the model shown from the display in Table 1, as the center of the setting of brightness and contrast, describe the results of the investigation the appropriate settings for the viewing of ExPixel content Table ที่ 1: 3D display type name that was targeted ฉบับ ที่display type name 1 Toshiba REGZA42Z8 2 SONY BRAVIA KDL-42W800B 3 Ma R Th Thiwi LG 42LB6700 in this survey first returns each product in Table 1 of the setting of the factory state, it was the state the "calibration before" state. First, before calibration "non-use of circularly polarized light filter (no filter)" in each display of state was investigated in 2 pattern in the case of the "Use circular polarization filter (filter there)" In the case of. After that, the Datacolor calibration of each display is performed using the company's Spyder4Elite, all of the display was a "calibration" state. Similarly, research in two of the pattern if the case "yen polarizing filter non-use" of '"yen using a polarizing filter" in each display was carried out, each state comparing the brightness values ​​of. 4 were investigated for changes in the luminance value due to the distance between the results 4.1 specific 4.1.1 distance optimum viewing area and experiment display influence on the luminance value observer. Normally the display luminance determined by ISO, in order to utilize the results obtained in this experiment with a wide display and use the subject of the pixel values ​​from the image photographed by the single-lens camera as สว่าง (ระดับ). in the environment of FIG 1 the distance between the display viewer Te and display brightness 3 in the figure of the results shows ต์. Figure 3: . in between, is almost a straight line of the graph there is no rapid change this, the relationship of normal brightness and illuminance In contrast considered as emission of the point light source, the number of displays are popular, is controlled directivity backlight, it shows that it behaves as a parallel light source. (measured at Therefore this method . you are) Figure 4 shows the relationship between the intensity and the distance in the same condition when it is fitted with a polarizing filter to the camera lens. Figure 4: . extreme decrease in brightness due to the release was not observed overall value for that, since it has fallen to half of Figure 3, the light amount of the pixel rows that are blocked by the circularly polarizing filter is seen that fell but as a phenomenon intensity fell, corresponding to circular polarization filter pixels Since the brightness of the image photographed by the blocking of the column is dropped (Fig. 5) are not without the influence of the distance does not receive even. Figure ที่ 5: circular pixel columns of polarization corresponding to the polarization filter is blocked 4.1.2 horizontal It is the distance angle by the investigated the change in luminance due to the change in the horizontal position of the experiments of the viewer relative to the display luminance value. typical display of the optimal viewing distance of 3 × display height called (H), 1600mm was shot in the upper position of a total of 12 points to take the angle ± 60◦ (Fig. 2) . squarely to the display from FIG. 6, it can be said to have lowered brightness by going angled Figure 6: Horizontal angle θ- luminance (circularly without polarizing filter) in the case same as the distance experiments when passed through a circularly polarized light filter from FIG. 7, the overall brightness is fallen, that does not pass through the circularly polarizing filter as trend graphs . is the same Figure 7: horizontal angle θ- brightness (¥ There polarization filter) . investigated the change in brightness due to the change in the vertical angle θ of 4.1 3 observation on experimental display of brightness value by the vertical angle person to the display in this study The 90◦ rotating method is Figure 2 on the allowed and it becomes θ = ± 30◦ at the same position taken at the position of the six points as. similar horizontal direction even if with the vertical direction angle, the angle is attached that reduction of brightness value by was confirmed (Figure 8 Figure 9). Figure 8: vertical angle θ--brightness (¥ without polarizing filter) Figure 9: vertical angle θ--brightness (with circularly polarized light filter) 4.2 for each display Comparison existing popular passive type 3D flat-panel intensity values, and the luminance value of the default image, comparing the variation of the calibrated luminance values ​​of the set to γ = 2.2 has been targeted in ExPixel. 10 Calibration .. taking the average of the methods and also the value of each pixel intensity calculation method used in the experiment of the viewing range of the values ​​of, represents the value of the brightness values ​​when passing through a circularly polarizing filter before and after drawing 10: Carry ผับ Les ต์ tion change of บิ๊ Keru brightness values ​​before and after the display from Figure 10 of each company in the default state, it can be set to high brightness value

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

鈴木久貴 1 ) , 2 ) , 鈴木百合彩津田良太郎 2 ) vimuktalop pinyapach3 ) jaruthien nine3 ) 白井暁彦 4 )
1 ) 神奈川工科大学情報工学専攻 ( 〒 243-0292 神奈川県厚木市下荻野 1030 [e-mail] , ) 2 ) 神奈川工科大学情報学部情報メディア学科 3 ) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย , ภาควิชาการถ่ายภาพและการพิมพ์ เทคโนโลยี ( 254 ถนนพญาไท ปทุมวัน กรุงเทพฯ10330 ) 4 ) 神奈川工科大学情報学部情報メディア学科准教授




概要 : 家庭用ゲーム機などさまざまな入力を多重化できる FPGA ハードウェア化により , HDMI , り幅広い応用の可能性が広がった多重化不可視映像技術「よ expixel 」の一般化に向け普及型表示デバ , イスにおける視聴特性とその評価を行った . 視聴者のディスプレイとの距離およびディスプレイに対する角度によるディスプレイ輝度の変化について , ,円偏光フィルタを用いた場合で実験を行った . また各ディスプレイメーカーから発売されている既存のパッシブ式ディスプレイの映像設定についてデフォルトの設定と , 3D , γ = 2.2 にキャリブレーションされたときのディスプレイ輝度の変化について実験を行った結果を報告する . キーワード : 多重化偏光 , 3D , ディスプレイ




1 はじめに家庭用のディスプレイが一般化してきたが 3D ,立体感を上手く表現できているコンテンツの供給はハードウェアの供給に追いついていないのが現状である . 歴史を振り返ると , 3D 立体映像は一過性のブームを呼ぶ傾向があり 2 ～ 4 年で鎮静化する傾向にある [ 1 ] テレビ市場ではディスプレイに代わって 4K 3D , 解像度を売りにする製品が増えたことを考えると今回のブームも鎮静化に傾いていると認めざるを得ないこのような背景から , , .我々は民生品の 3D ディスプレイに新たな付加価値を与える技術として多重化不可視映像技術「 , expixel 」を提案している [ 2 ] 本技術は民生品パッシブ式 3D フラットパネルにおいての円偏光と偶数奇数ピクセル列を利用して円偏光フィルタ装着者と , 裸眼視聴者に対して全く別の映像を提示できる技術である . 研究当初はベースで動作するシェーダー技術として多重化不可視映像を実現していたが GPU ,近年では FPGA ハードウェア化にも成功したことにより [ 3 ] , 既存のコンシューマーコンテンツの多重化が可能となった . 本報告では民生品ディスプレイにおいて多重化不可視映像を視聴する上で適切な視聴領域の調査多様な 3D , 3D ディスプレイにおける多重化不可視映像の良好な視聴のために普及型パッシブ式 3D , ディスプレイの視聴特性について実験した結果を報告するものである .
hisataka ยูเรีย ซูซูกิ , ซูซูกิเรียวทาโร่ ซึดะ vimuktalop pinyapach jaruthien , เก้า , และอากิฮิโกะชิรา




2 関連研究多重化映像技術は多くの研究者によって試みられている . Mistry による「 thirdeye 」 [ 4 ] は CRT ,จอ LCD プロジェクタといったスクリーンに同期して 120 Hz 以上の速度でシャッターの開閉を行うメガネを用いて多重シナリオ上映の提案を行った . このような高速シャッターを用いた時分割による方法は fakespace Labs 社 mcdowall らによる「 snared รัศมี」 [ 5 ] およびหลายใช้เครื่องยนต์เบา ( ล่อ ) プロジェクタによって既に提案されている . 「 thirdeye 」では裸眼の視聴者に 2 つの映像が重なって見えてしまい隠蔽「 snared รัศมี」では 2 つの映像コンテンツの投射回数に十分な差を持たせることでアクティブシャッター方式における不可視映像技術を実現し , ている . これらと同様のアクティブシャッターを用いたマルチプレイヤーゲーム技術が 2012 年米国 Sony Computer Entertainment 社より「 simulview 」として特許取得されているがこちらも両チャネルが多重多重表示される [ 6 ] また ,通常の液晶フラットパネルディスプレイの特性調査は山本らにより 2007 年に報告されている [ 7 ] 一方で山本は薄型ディスプレイの特性・画質評価技術についても報告している [ 8 ] .



3 実験まず expixel による多重化コンテンツを視聴するための最適視聴領域の調査および多様な民生品ディスプレイにおいて expixel , 3D , コンテンツの最適な表示を得るために
映像設定評価を行った 3 .1 最適視聴領域の調査最適視聴領域の調査のために以下にの 3 実験を行った . expixel で必要となるパッシブ式 3D ディスプレイデバイス各種においてフィルタの有無とともに実験 , , 1 ) ディスプレイと観察者の距離 ( L ) , 実験 2 ) ディスプレイに対する観察者の水平位置 ( 角度θ ) 実験 3 ) ディスプレイに対する観察者の垂直位置 ( 角度のθ ) ,3 つの実験についてそれぞれの位置で視聴した際のディスプレイの輝度を測定した . ディスプレイ上の測定位置は [ 8 ] に倣い画面中央の一定領域 , とする . 今回の実験ではディスプレイ中央にマスクを施し 25cm2 内の領域をデジタル一眼 , , nikond750 にて撮影しディスプレイの輝度の代表値として用いたスプレイの反射により位置およびディ , .自然光による誤差が生じるため実験環境は暗室とした . ディスプレイに対しカメラを三脚に設置し輝度を測りたい各位置にて画像を撮影した , . 図 1 は直線距離の測定環境を示しておりディスプレイ中央の窓に対して直交するよう 1000mm , から 2400mm の間を 200mm 間隔で全 8 , 地点で撮影を行った .
図 1 : 距離による輝度値の変化の確認
2 について実験 ,図 2 は水平方向の視聴位置変化時の輝度変化を調査したときの測定環境を示している . 一般的なディスプレイの最適視聴距離といわれる 3 ×ディスプレイの高さ ( H ) の距離である 1600mm 上で , θ = ± 60 ◦となるように計 12 点の位置で円偏光フィルタの有無で撮影した .
図 2 : 水平角θに対する輝度値の変化の実験 90 ◦回転させたうえ

垂直方向の調査ではディスプレイをで図 2 の方法と同じ位置でθ = 30 ±◦がつくように計 6 点の位置で撮影した . このとき距離および角度を求めるため ( 株 ) サムライマーケティング社のレーザー距離計 mk-lak を用いた . 角度の算出には本デバイスの機能であるピタ , ゴラスの定理モードを用いた . 輝度値 ( ความสว่าง ) はディスプレイの中央 25cm2 の領域をカメラで撮影し , ,その画像の各ピクセルの RGB 各色の値を加算してそのピクセルの輝度値とした . データに用いた輝度値は対象の領域全体のピクセル輝度値を加算して母数で割った平均値を用いた . 今回の実験では偏光式 3D ディスプレイであるโตชิบา regza42z8 を用いた . また撮影機材であるカメラは nikond750 を用いた . 予備実験としてシャッタースピードを｛ , 1 / 500,1 / 250,1 / 125 1 / 60,1 / 30,1 / 15,1 / / 4 , 1 / 2 ｝で試し 8,1 ,各シャッタースピード間の差が一定の範囲に収まる 1 / 30 を基準値とした . 予備実験より 1 / 250 や 1 / 8 より外の値では画像が著しく黒や白になってしまっていた . 撮影時の F 値は f / 16 は ISO 400 で統一した . カメラとディスプレイの間に円偏光フィルタを挟まない撮影パターンと円偏光フィルタを , 挟む撮影パターンの 2 パターンを撮影した 3 .2 ディスプレイ特性の評価現在でもディスプレイ市場では 4K 解像度対応ディスプレイが普及しておりは機能の一部として当たり前のように組み込まれるようになったが , 3D , 3D 今後もこの勢いは加速の一途をたどるだろう . 本節では現在手に入る民生品のディスプレイから表 1 に示す機種を使い明るさおよびコントラストの設定を中心として expixel , , コンテンツの視聴に適した設定を調査した結果を述べる .
表 1