KR101413603B1 - 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법 - Google Patents

시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 기반의 비디오 영상을 이용하여 3차원 영상을 구성하는 경우, 영상을 시청하는 시청자의 시각(Perspective)에 따라 디스플레이되는 영상을 보정하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법{3 dimensional image display system and method using video image with visual correction function}
본 발명은 3차원 영상 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 기반의 비디오 영상을 이용하여 3차원 영상을 구성하는 경우, 영상을 시청하는 시청자의 시각(Perspective)에 따라 디스플레이되는 영상을 보정하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가상현실은 '가상의 현실'을 통하여 학습 경험을 갖게 함으로써 학습한 내용의 실효성을 높이는 데 그 목적이 있다. 그러므로 가상현실의 효과는 가상현실이 실제 상황을 얼마나 잘 표시하고 있느냐와 사용자로 하여금 현실 상황에서의 학습자가 행하게 되는 자연적인 행동과 얼마나 일치하는지와 관련된다.
이러한 가상현실을 제공하는 가상현실 구현 시스템은 가상현실 이용자에게 3차원(Dimension: D)의 영상을 입체적으로 표시하여 가상현실에 있는 것처럼 느끼게 한다. 통상 이러한 가상의 3차원 영상을 이용자에게 제공하기 위한 방법으로는 안경 형태의 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display: HMD)를 통해 3D 영상을 제공하는 3D안경 방식과, 입체적인 공간에 다수의 프로젝터를 이용하여 다수의 3차원 공간의 해당 면에 대응하는 영상을 조사하도록 하여 3차원 영상처럼 보이도록 하는 프로젝터 3D 디스플레이 방식 등이 있다. 통상 3D 영상은 가상 카메라(Virtual Camera)를 이용한 3D 모델링에 의해 생성된다.
그러나 상기 안경 방식 및 3차원 영상에 의한 프로젝터 3D 디스플레이 방식은 디스플레이 되는 영상을 가상 카메라에 의한 3D 모델링에 의해 생성하므로 3D 영상을 생성하는 데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 안경 방식의 3D 영상 디스플레이 시스템은 한 사람만 사용할 수 있으므로 다수의 사용자가 동시에 하나의 3D 영상을 즐길 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 3D 모델링에 의한 시간 및 비용을 줄이고 다수의 사람들이 동시에 하나의 3D 영상을 즐기기 위해 2D 영상을 3D의 공간의 각각의 면에 대응하는 영상을 조사하여 3D 영상처럼 느낄 수 있도록 하는 2D 비디오 영상 기반의 3D 영상 디스플레이 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
그러나 2D 영상은 깊이를 가지지 않으므로 3D 공간에서 면단위로 표시되는 영상의 객체가 임의의 면에서 인접하는 다른 면으로 이동하는 경우, 객체가 일그러지거나 오류가 발생하는 문제점이 있다.
등록특허 제10-0787606호
따라서 본 발명의 목적은 2차원 기반의 비디오 영상을 이용하여 3차원 영상을 구성하는 경우, 영상을 시청하는 시청자의 시각(Perspective)에 따라 디스플레이 되는 영상을 보정하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각 보정 장치는: 다수의 면으로 구성되어 입체 공간을 형성하는 스크린; 상기 면들 각각에 대응하고, 상기 각 면의 크기보다 큰 크기의 해상도를 가지는 비디오 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 비디오 영상들 각각을 상기 스크린의 해당 면의 크기에 대응하는 크기로 해당 면에 조사하는 영상 조사부; 상기 공간에서 상기 스크린에 조사되는 상기 비디오 영상을 보는 시청자의 시각을 검출하여 시각정보를 출력하는 시각 검출부; 및 상기 시각정보를 입력받아 상기 시각정보에 대응하는 스크린의 적어도 하나 이상의 면에 디스플레이 되는 비디오 영상을 상기 시각정보에 따라 보정하여 상기 영상 조사부를 통해 해당 면에 조사하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출부는, 적어도 한 명 이상의 시청자가 탑승하고, 3축 방향으로 움직이고, 임의의 방향으로 기울어지는 라이더; 제어를 받아 상기 라이더를 3축 방향 중 임의의 방향으로 움직이도록 구동하고, 상기 라이더의 기울기를 조절하는 라이더 구동부; 상기 라이더 구동부를 제어하는 시각 제어부; 및 상기 라이더가 움직이는 방향 및 기울기에 따른 라이더의 수평 축을 기준으로 라이더의 전방이 향하는 방향을 시청자들의 평균적인 시각으로 검출하여 상기 시각정보를 출력하는 라이더 움직임 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 라이더 움직임 검출부는, 상기 라이더의 적어도 3군데 설치되어 3축 이동 방향을 측정하여 출력하는 센서부; 및 상기 각 센서부로부터 입력되는 센서정보들을 분석하여 상기 라이더의 이동 방향 및 기울기를 계산하고, 계산된 이동 방향 및 기울기에 의해 시각정보를 계산하여 출력하는 라이더 시각 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부는, 자이로센서, 카메라 적외선 센서, 모션 감지 센서 및 초음파 센서 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 라이더 움직임 검출부는, 상기 라이더의 적어도 한 군데 이상 설치되어 3축 방향으로 상기 면들 중 임의의 면의 방향을 향해 시각 탐색 신호를 송신하는 송신부; 상기 면들에 다수개가 배열되어 상기 송신부에서 송신한 시각 탐색 신호를 수신받는 수신부를 구비하는 수신 어레이부; 및 상기 라이더 및 송신부의 설치 위치정보를 가지고, 상기 수신 어레이부의 각 수신의 위치를 알고 있으며, 상기 송신부의 위치 및 수신부의 위치에 의해 상기 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향을 라이더에 탑승한 탑승자의 평균적 시각정보로서 출력하는 라이더 시각 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 제어부는, 라이더에 구성되어 라이더에 탑승한 시청자의 조작에 따라 상기 라이더 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 저장부는, 라이더의 동작을 제어하기 위한 라이더 제어 정보를 미리 저장하고 있는 라이더 제어 정보 저장부를 더 포함하고, 상기 시각 제어부는, 상기 제어부에 구성되어 상기 라이더 제어 정보 저장부에 저장된 라이더 제어 정보에 따라 상기 라이더 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출부는, 서로 다른 위치에 설치되는 적어도 셋 이상의 카메라; 상기 각 카메라를 통해 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 영상획득부에서 획득된 각 카메라에 대한 영상에서 시청자의 얼굴을 검출하고, 검출된 얼굴의 얼굴 특성을 검출하여 출력하는 얼굴 특성 검출부; 및 상기 각 카메라에 대해 검출된 얼굴 특성 정보들을 통합 분석하여 시청자가 바라보는 시각을 결정하는 시각 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 면 각각에 대응하는 영상을 상기 영상 저장부로부터 로딩하여 출력하는 영상 정보 로딩부; 상기 시각 검출부로부터 시각정보를 획득하여 출력하는 시각정보 획득부; 및 상기 시각정보에 따라 해당 면의 영상을 보정하여 상기 영상 조사부를 통해 조사하는 영상 시각 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각 보정 방법은: 제어부가 다수의 면으로 구성되어 입체 공간을 형성하는 스크린의 각 면에 대응하는 비디오 영상을 조사하는 영상 디스플레이 개시 과정; 상기 공간에서 상기 스크린에 조사되는 상기 영상을 보는 시청자의 시각을 검출하여 시각정보를 출력하는 시각 검출 과정; 및 상기 시각정보를 입력받아 상기 시각정보에 대응하는 스크린의 적어도 하나 이상의 면에 디스플레이 되는 비디오 영상을 상기 시각정보에 따라 보정하여 상기 영상 조사부를 통해 해당 면에 조사하는 비디오 영상 보정 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출 과정은, 제어를 받아 시청자가 탑승한 라이더를 3축 방향으로 이동시키고 상기 라이더의 기울기를 조절하는 라이더 구동 단계; 및 상기 라이더의 이동 및 기울기에 따른 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전방이 향하는 방향을 시청자들의 평균적인 시각으로 검출하여 상기 시각정보를 출력하는 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출 단계는, 상기 라이더의 적어도 3군데에 설치되어 있는 자이로센서에 의해 라이더의 움직임 및 기울기를 측정하는 라이더 움직임 검출 단계; 및 상기 라이더의 이동 방향 및 기울기에 의해 시각정보를 계산하는 라이더 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출 단계는, 상기 라이더의 적어도 한 군데 이상 설치되어 3축 방향으로 상기 면들 중 임의의 면을 향해 시각 탐색 신호를 송신하는 시각 탐색 신호 송신 단계; 상기 시각 탐색 신호를 상기 각 면들에 다수개가 배열되는 수신부를 통해 수신하는 시각 탐색 신호 수신 단계; 및 상기 송신부의 위치 및 수신부의 위치에 의해 상기 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향을 라이더에 탑승한 탑승자의 평균적 시각정보로서 출력하는 라이더 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시각 검출 과정은, 상기 공간에 위치한 시청자를 서로 다른 위치에 설치된 적어도 셋 이상의 카메라를 통해 촬영하는 시청자 촬영 단계; 상기 각 카메라를 통해 촬영된 영상으로부터 시청자의 얼굴을 검출하는 얼굴 검출 단계; 상기 검출된 각 얼굴의 얼굴 특성 정보를 검출하는 얼굴 특정 검출 단계; 및 상기 얼굴 특성 정보를 통합 분석하여 시청자의 시각을 결정하여 상기 시각정보를 출력하는 시각 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 비디오 영상을 이용한 3차원 영상의 시청 시 시청자가 바라보는 시각을 반영하여 영상을 보정하여 조사함으로써 사용자의 시각에 따라 비디오 영상을 이용한 3D 영상 구현 시 발생되는 일그러짐 및 오류를 시청자의 착시현상에 의해 최소화시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 시청자들이 라이더를 타고 영상을 시청하는 경우, 라이더를 기준으로 영상을 보는 시각을 결정하고, 결정된 시각을 다수의 사용자의 평균적 시각으로써 반영하여 영상을 보정한 후 조사함으로써 다수의 시청자에 대해 비디오 영상을 이용한 3D 영상 구현 시 발생되는 일그러짐 및 오류를 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 라이더 기반의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 시청자 기반의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각 검출부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 적용 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각에 따른 영상 보정 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 라이더 기반의 시작 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각 보정 장치의 구성 및 동작을 설명하고, 그 장치에서의 영상 디스플레이 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각에 따른 영상 보정 개념을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 1 및 도 6을 참조하여 설명한다.
시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템은 스크린(1), 제어부(10), 저장부(20), 영상 처리부(30), 영상 조사부(40) 및 시각 검출부(50)를 포함한다.
스크린(1)은 다수의 면으로 구성되어 입체 공간을 형성한다. 다시 말하면, 스크린(1)은 다수의 면을 구비하는 입체 공간의 벽면에 구성된다. 상기 스크린(1)은 육각형 형태로 구성될 수도 있고, 팔육면체 등과 같이 다양하게 형성될 수 있을 것이다.
저장부(20)는 상기 스크린(1)의 각 면에 디스플레이할 비디오 영상들을 하나의 3D 영상으로 저장하고 있는 영상 저장부(21)를 포함한다. 상기 영상 저장부(21)에는 하나 이상의 3D 영상이 저장되어 있을 수도 있을 것이다. 상기 영상 저장부(21)에 저장되어 있는 상기 각 면들에 대한 영상의 크기는 상기 영상이 조사될 스크린(1)의 해당 면의 크기, 즉 상기 면에 표시될 수 있는 영상의 크기(해상도)보다 더 큰 해상도를 갖는다. 예를 들어, 상기 스크린(1)의 임의의 면에 표시될 수 있는 영상의 해상도가 1920*1080이라 가정하면, 상기 면에 표시될 영상은 2880*1620 등의 해상도를 가져야 할 것이다.
영상 처리부(30)는 제어부(10)로부터 스크린(1)의 면단위 비디오 영상을 입력받아 미리 설정된 비디오 영상 처리를 수행한 후 영상 조사부(40)로 출력한다.
영상 조사부(40)는 상기 스크린(1)의 면에 대응하는 수의 프로젝터(41)들을 구비한다. 상기 각 프로젝터(41)는 상기 영상 처리부(30)에서 자신이 조사할 면에 대응하는 영상 처리된 면단위 비디오 영상을 입력받고, 해당 면에 영상을 조사한다. 예를 들어 프로젝터(41-1)는 스크린(1)의 A면에 영상을 조사하고, 프로젝터(41-2)는 B면에, 프로젝터(41-3)는 C면에, 프로젝터(41-4)는 바닥면인 D면에 영상을 조사하도록 구성될 수 있을 것이다.
시각 검출부(50)는 상기 스크린(1)으로 둘러싸이는 공간에 있는 시청자가 바라보는 시각을 검출하여 제어부(10)로 제공한다.
제어부(10)는 본 발명에 따른 상기 시각 검출부(50)를 통한 시각 검출, 시각에 따른 영상 보정 및 영상 디스플레이와 관련된 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로, 제어부(10)는 상기 영상 저장부(21)로부터 상기 스크린(1)의 각 면들에 대응하는 영상들을 로딩하는 영상정보 로딩부(11)와, 상기 시각 검출부(50)의 동작을 제어하는 시각 제어부(12)와, 상기 시각 검출부(50)를 통해 시각정보를 획득하는 시각정보 획득부(14)와, 상기 로딩된 영상을 상기 시각정보에 따라 보정하여 영상처리부(30)로 출력하는 영상 시각 보정부(13)를 포함한다.
상기 영상 시각 보정부(13)는 최초 도 6의 (가)와 같이 영상(201)을 스크린(1)의 A면에 디스플레이할 것이다. 시청자가 도 6의 (나)의 식별번호 202와 같이 시각을 좌측 아래로 이동시키는 경우 시각 보정부(13)는 시청자의 시각에 따라 영상(201)을 우측 상부로 이동시키는 보정을 수행한 후 스크린(1)의 A면에 표시할 것이다.
그리고 영상 시각 보정부(13)는 도 6의 (다)의 식별번호 202와 같이 시청자의 시각을 좌측으로 이동하는 경우, 영상(201)을 우측으로 이동시켜 도 6의 (가)의 영상의 객체(자전거)가 좌측에서 우측으로 이동시키는 보정을 수행하여 스크린(1)의 A면에 표시한다.
그리고 시청자가 스크린(1)의 A면으로 이동하여 A면과 가까워진 경우, 영상 시각 보정부(13)는 (라)와 같이 영상(201)을 확대하는 보정을 수행한 후 스크린(1)의 A면에 표시한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 라이더 기반의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 적용 예를 나타낸 도면으로, 시청자가 입체 스크린(1)에 의해 형성되는 공간에 놓이는 라이더(61)를 탑승한 상태에서 영상을 시청하는 경우의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
시각 검출부(50)가 라이더(61) 형태로 구성되는 경우, 시각 제어부(12)는 도면에 참조된 부호 12와 같이 제어부(10)에 구성될 수도 있고, 도면에 참조된 부호 64와 같이 시각 검출부(50)에 구성될 수도 있을 것이다.
시각 검출부(50)는 라이더(61), 라이더 구동부(62) 및 라이더 움직임 검출부(63)를 포함한다.
라이더(61)는 도 4에서 보이는 바와 같이 적어도 한 명 이상의 시청자가 탑승할 수 있고, 전후좌우 및 상하 방향으로 이동하며, 4방향 및 8방향 등으로 기울어지도록 구성될 수 있을 것이다.
라이더 구동부(62)는 상기 라이더(61)를 상기 전후좌우 및 상하 방향으로 이동시키고 4방향 또는 8방향 등으로 기울어지도록 구동한다.
라이더 움직임 검출부(63)는 상기 라이더(61)의 이동 방향 및 기울어지는 방향을 검출하고, 상기 이동 방향 및 기울어지는 방향에 의한 라이더(61) 관점에서의 시각을 결정하고, 결정된 시각에 대한 시각정보를 제어부(10)로 제공한다. 상기 라이더(61)의 시각은 라이더(61)의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향이 될 수 있을 것이다.
상기 라이더 움직임 검출부(63)는, 상기 라이더의 적어도 3군데 설치되어 3축 이동 방향을 측정하여 출력하는 센서부(미도시)와 상기 각 센서부로부터 입력되는 센서정보들을 분석하여 상기 라이더의 이동 방향 및 기울기를 계산하고, 계산된 이동 방향 및 기울기에 의해 시각정보를 계산하여 출력하는 라이더 시각 검출부(미도시)로 구성될 수 있을 것이다. 상기 센서부는 자이로센서, 카메라 적외선(동작감지) 센서, 모션감지센서, 초음파 센서 중 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있을 것이다.
또한, 상기 라이더 움직임 검출부(63)는, 상기 라이더의 적어도 한 군데 이상 설치되어 3축 방향으로 상기 면들 중 임의의 면의 방향을 향해 시각 탐색 신호를 송신하는 송신부(미도시)와, 상기 면들에 다수개가 배열되어 상기 송신부에서 송신한 시각 탐색 신호를 수신받는 수신부를 구비하는 수신 어레이부(미도시)와, 상기 라이더(61) 및 송신부의 설치 위치정보를 가지고 상기 수신 어레이부의 각 수신의 위치를 알고 있으며, 상기 송신부의 위치 및 수신부의 위치에 의해 상기 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향을 라이더에 탑승한 탑승자의 평균적 시각정보로서 출력하는 라이더 시각 검출부(미도시)로 구성될 수도 있을 것이다. 상기 시각 탐색 신호는, 광 신호 또는 적외선 신호 등이 될 수 있을 것이다.
시각 제어부가 시각 검출부(50)에 구성되는 경우, 시각 제어부(64)는 라이더(61)에 구성되어 라이더(61)에 탑승한 시청자의 조작에 따라 라이더 구동부(62)를 제어한다.
반면, 시각 제어부가 제어부(10)에 구성되는 경우, 저장부(20)는 시간에 따른 라이더(61)의 이동 방향 및 기울어지는 방향 정보들을 저장하는 라이더 제어 정보 저장부(22)를 더 포함하고, 시각 제어부(12)는 상기 라이더 제어 정보 저장부(22)에 저장된 라이더 제어 정보에 따라 라이더 구동부(62)를 구동하여 라이더(61)를 제어한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 시청자 기반의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 시각 검출부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템의 적용 예를 나타낸 도면으로, 시청자가 라이더에 탑승하지 않고 스크린(1)에 의해 형성되는 공간에서 영상을 시청하는 경우의 시청자의 시각을 검출하기 위한 시각 검출부의 구성을 나타낸 것이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 시각 검출부(50)는 카메라부(51), 카메라 구동부(53), 영상 획득부(54), 얼굴 특성 검출부(55) 및 시각 결정부(56)를 포함한다.
카메라부(51)는 도 5에서 보이는 바와 같이 시청자가 바라보는 방향에서 시청자를 촬영하는 적어도 셋 이상의 카메라(52)를 포함한다. 즉 도 5에서와 같이 카메라(52)는 스크린(1)의 A면의 정면, 및 양 측면에 설치될 수 있을 것이다. 그러나 정확성을 높이기 위해 스크린(1)의 B면 및 C면에도 공유되는 측면을 제외한 정면 및 측면에 각각 2개의 카메라를 더 포함할 수도 있을 것이다. 상기 카메라(52)는 팬/틸트/줌 기능을 구비하여 카메라 구동부(53)의 제어를 받아 촬영방향을 상하좌우로 이동시킬 수 있으며, 확대 및 축소 촬영을 할 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다.
카메라 구동부(53)는 상기 카메라(52)가 고정되는 경우 구성되지 않을 수도 있을 것이다. 카메라 구동부(52)는 시각 제어부(12)의 제어에 의해 카메라(52)를 온/오프하고 촬영 방향 및 확대/축소 등의 동작을 제어할 것이다. 이때, 시각 제어부(12)는 관리자에 의한 조작에 의해 카메라 구동부(53)를 제어하도록 구성될 수도 있고, 시각 정보 획득부(14)에서 입력되는 시각정보에 의해 카메라 구동부(53)를 제어하도록 구성될 수도 있을 것이다.
영상 획득부(54)는 다수의 카메라(52)로부터 촬영되는 영상을 입력받고 얼굴 특성 검출부(55)로 제공한다.
얼굴 특성 검출부(55)는 상기 각 카메라(52)에서 촬영된 영상으로부터 시청자를 검출하고, 검출된 시청자의 얼굴을 검출한다. 얼굴 검출 방법으로는 얼굴 특성 패턴, 예를 들면, 눈, 코, 입, 귀 및 광대뼈 등과 같은 특징들에 의해 얼굴을 인식하고, 그 얼굴 특성 정보를 시각 결정부(56)로 제공한다.
시각 결정부(56)는 다수의 얼굴 특성 정보들을 통합적으로 분석하여, 얼굴이 향하고 있는 방향 및 얼굴 방향을 고려한 눈의 방향, 즉 시각을 결정하고 그 시각 정보를 시각 정보 획득부(14)로 제공한다.
도 7은 본 발명에 따른 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 도 7을 참조하면, 제어부(10)는 영상 디스플레이 명령이 발생되는지를 검사하고(S111), 영상 디스플레이 명령이 발생되면 영상 저장부(21)로부터 비디오 영상을 로드하여 영상 처리부(30) 및 영상 조사부(40)를 통해 비디오 영상을 스크린(1)의 각 면에 디스플레이하기 시작한다(S113).
영상이 디스플레이 되기 시작하면, 제어부(10)는 시각 검출부(50)를 통해 시청자의 시각을 검출하기 시작하고(S115), 검출된 시각에 대응하는 스크린 영상을 판단한다(S117).
대응 스크린 영상이 판단되면 제어부(10)는 대응 영상을 상기 시각에 따라 보정한(S119) 후, 해당 스크린(1)의 면에 조사한다(S121).
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 라이더 기반의 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(10)는 영상 디스플레이 명령이 입력되면(S211), 스크린(1)의 각 면에 조사될 영상들을 로드하여 해당 면에 디스플레이하기 시작한다(S213).
영상이 디스플레이되기 시작하면, 제어부(10)는 시각 검출부(50)의 라이더 움직임 검출부(63)를 통해 라이더 움직임 정보를 수집하기 시작하고(S215), 상기 수집되는 라이더 움직임 정보를 분석하여 라이더(61)의 움직임이 발생되는지를 판단한다(S217).
라이더(61)의 움직임이 발생되면 제어부(10)는 라이더 움직임 검출부(63)로부터 입력되는 라이더 움직임 정보에 의해 움직임 방향을 판단하고(S219), 라이더 움직임 방향에 대응하는 시각을 결정한다(S221).
시각이 결정되면 제어부(10)는 라이더 움직임 방향, 즉 상기 결정된 시각에 대응하는 적어도 하나 이상의 스크린(1) 면에 조사될 영상을 판단한다(S223).
영상이 판단되면 제어부(10)는 해당 영상을 라이더 움직임 검출부(63)로부터 입력되는 움직임 정보인 시각 정보에 따라 보정을 수행하고(S225), 보정된 영상을 해당 스크린 면에 조사한다(S227).
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 입체 공간 스크린 10: 제어부
11: 영상 정보 로딩부 12, 64: 시각 제어부
13: 영상 시각 보정부 14: 시각 정보 획득부
20: 저장부 21: 영상 저장부
22: 라이더 제어 정보 저장부 30: 영상 처리부
40: 영상 조사부 41: 프로젝터
50: 시각 검출부 51: 카메라부
52: 카메라 53: 카메라 구동부
54: 영상 획득부 55: 얼굴 특성 검출부
56: 시각 결정부 61: 라이더
62: 라이더 구동부 63: 라이더 움직임 검출부

Claims (14)

  1. 다수의 면으로 구성되어 입체 공간을 형성하는 스크린;
    상기 면들 각각에 대응하고, 상기 각 면의 크기보다 큰 크기의 해상도를 가지는 비디오 영상을 저장하는 영상 저장부;
    상기 비디오 영상들 각각을 상기 스크린의 해당 면의 크기에 대응하는 크기로 해당 면에 조사하는 영상 조사부;
    상기 공간에서 상기 스크린에 조사되는 상기 비디오 영상을 보는 시청자의 시각을 검출하여 시각정보를 출력하는 시각 검출부; 및
    상기 시각정보를 입력받아 상기 시각정보에 대응하는 스크린의 적어도 하나 이상의 면에 디스플레이 되는 비디오 영상을 상기 시각정보에 따라 보정하여 상기 영상 조사부를 통해 해당 면에 조사하는 제어부를 포함하되,
    상기 시각 검출부는,
    적어도 한 명 이상의 시청자가 탑승하고, 3축 방향으로 움직이고, 임의의 방향으로 기울어지는 라이더;
    제어를 받아 상기 라이더를 3축 방향 중 임의의 방향으로 움직이도록 구동하고, 상기 라이더의 기울기를 조절하는 라이더 구동부;
    상기 라이더 구동부를 제어하는 시각 제어부; 및
    상기 라이더가 움직이는 방향 및 기울기에 따른 라이더의 수평 축을 기준으로 라이더의 전방이 향하는 방향을 시청자들의 평균적인 시각으로 검출하여 상기 시각정보를 출력하는 라이더 움직임 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라이더 움직임 검출부는,
    상기 라이더의 적어도 3군데 설치되어 3축 이동 방향을 측정하여 출력하는 센서부; 및
    상기 각 센서부로부터 입력되는 센서정보들을 분석하여 상기 라이더의 이동 방향 및 기울기를 계산하고, 계산된 이동 방향 및 기울기에 의해 시각정보를 계산하여 출력하는 라이더 시각 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서부는, 자이로센서, 카메라 적외선 센서, 모션 감지 센서 및 초음파 센서 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라이더 움직임 검출부는,
    상기 라이더의 적어도 한 군데 이상 설치되어 3축 방향으로 상기 면들 중 임의의 면의 방향을 향해 시각 탐색 신호를 송신하는 송신부;
    상기 면들에 다수개가 배열되어 상기 송신부에서 송신한 시각 탐색 신호를 수신받는 수신부를 구비하는 수신 어레이부; 및
    상기 라이더 및 송신부의 설치 위치정보를 가지고, 상기 수신 어레이부의 각 수신의 위치를 알고 있으며, 상기 송신부의 위치 및 수신부의 위치에 의해 상기 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향을 라이더에 탑승한 탑승자의 평균적 시각정보로서 출력하는 라이더 시각 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시각 제어부는,
    라이더에 구성되어 라이더에 탑승한 시청자의 조작에 따라 상기 라이더 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    라이더의 동작을 제어하기 위한 라이더 제어 정보를 미리 저장하고 있는 라이더 제어 정보 저장부를 더 포함하고,
    상기 시각 제어부는,
    상기 제어부에 구성되어 상기 라이더 제어 정보 저장부에 저장된 라이더 제어 정보에 따라 상기 라이더 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제어부가 다수의 면으로 구성되어 입체 공간을 형성하는 스크린의 각 면에 대응하는 비디오 영상을 조사하는 영상 디스플레이 개시 과정;
    상기 공간에서 상기 스크린에 조사되는 상기 영상을 보는 시청자의 시각을 검출하여 시각정보를 출력하는 시각 검출 과정; 및
    상기 시각정보를 입력받아 상기 시각정보에 대응하는 스크린의 적어도 하나 이상의 면에 디스플레이 되는 비디오 영상을 상기 시각정보에 따라 보정하여 영상 조사부를 통해 해당 면에 조사하는 비디오 영상 보정 과정을 포함하되,
    상기 시각 검출 과정은,
    제어를 받아 시청자가 탑승한 라이더를 3축 방향으로 이동시키고 상기 라이더의 기울기를 조절하는 라이더 구동 단계; 및
    상기 라이더의 이동 및 기울기에 따른 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전방이 향하는 방향을 시청자들의 평균적인 시각으로 검출하여 상기 시각정보를 출력하는 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 시각 검출 단계는,
    상기 라이더의 적어도 3군데에 설치되어 있는 자이로센서에 의해 라이더의 움직임 및 기울기를 측정하는 라이더 움직임 검출 단계; 및
    상기 라이더의 이동 방향 및 기울기에 의해 시각정보를 계산하는 라이더 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 시각 검출 단계는,
    상기 라이더의 적어도 한 군데 이상 설치되어 3축 방향으로 상기 면들 중 임의의 면을 향해 시각 탐색 신호를 송신하는 시각 탐색 신호 송신 단계;
    상기 시각 탐색 신호를 상기 각 면들에 다수개가 배열되는 수신부를 통해 수신하는 시각 탐색 신호 수신 단계; 및
    송신부의 위치 및 수신부의 위치에 의해 상기 라이더의 수평축을 기준으로 라이더의 전면이 향하는 방향을 라이더에 탑승한 탑승자의 평균적 시각정보로서 출력하는 라이더 시각 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 보정 기능을 가지는 비디오 영상을 이용한 3차원 영상 디스플레이 방법.
  14. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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