KR100208476B1 - Method and device of composing three-dimensional images in real time, using digital masking - Google Patents

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KR100208476B1 KR1019960059264A KR19960059264A KR100208476B1 KR 100208476 B1 KR100208476 B1 KR 100208476B1 KR 1019960059264 A KR1019960059264 A KR 1019960059264A KR 19960059264 A KR19960059264 A KR 19960059264A KR 100208476 B1 KR100208476 B1 KR 100208476B1
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Abstract

본 발명은 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성방법 및 장치에 관한 것으로, 종래의 렌티큐라 혹은 패러랙스 배리어 방식에 의한 입체영상 방식에 있어서는 아날로그 방식과 디지탈 방식으로 나눌 수 있는데, 아날로그 방식은 영상합성이 용이한 장점이 있는 반면에 입력이 2채널로 고정되어 시스템의 확장성에 제약을 받고, 이전의 영상처리에 어려움을 갖게 되었으며, 디지탈 방식 역시 시스템의 유연성이 제한되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안하여 디지탈 신호로 변환된 좌, 우 입력영상을 좌, 우 영상의 마스크 패턴영상과 각기 화소별로 논리곱 연산을 수행하여 스트라이프 형태의 영상을 얻고, 상기 2개의 스트라이프 형태의 영상을 화소별로 논리합 연산을 수행하여 입체영상으로 출력하게 함으로써, 컴퓨터와의 접속 및 영상처리기법의 적용 등이 용이하고, 영상데이타의 저장 및 전송이 편리하게 하고, 소프트웨어적인 데이터 처리방식을 통한 패턴의 변화가 용이하여 카메라 채널 수를 유연하게 확장할 수 있고, 실험에 쉽게 적용할 수 있게 한다.The present invention relates to a method and apparatus for real-time stereoscopic image synthesis using a digital masking technique. In the conventional lenticular or parallax barrier system, a stereoscopic image method can be divided into an analog method and a digital method. On the other hand, the input is fixed to two channels, which limits the scalability of the system and makes it difficult to process the previous image. The digital method also has the problem of limiting the flexibility of the system. In view of these problems, the left and right input images converted into digital signals are obtained by performing a logical AND operation on the mask pattern image of each of the left and right images and the respective pixels to obtain a stripe-shaped image, and the two stripe-shaped images are pixels. By performing a logical sum operation to output a stereoscopic image, it is easy to connect to a computer and apply an image processing technique, to easily store and transmit image data, and to change patterns through a software data processing method. It is easy to flexibly expand the number of camera channels, making it easy to apply to experiments.

Description

디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성방법 및 장치Real time stereoscopic image synthesis method and device using digital masking

제1도는 양안시차의 원리도.1 is a principle diagram of binocular disparity.

제2도는 렌티큐라 렌즈판의 모양도.2 is a view of the lenticular lens plate.

제3도는 패러랙스 배리어 방식의 판의 모양도.3 is a diagram of a parallax barrier type plate.

제4도는 렌티큐라 방식의 입체영상 표시원리도.4 is a three-dimensional image display principle of the lenticular method.

제5도는 패러랙스 배리어 방식의 입체영상 표시원리도.5 is a three-dimensional image display principle of the parallax barrier method.

제6도는 전용 하드웨어 보드를 사용한 입체영상 합성원리도.Figure 6 is a three-dimensional image synthesis principle using a dedicated hardware board.

제7도는 디지탈 멀티플렉싱의 원리도.7 is a principle diagram of digital multiplexing.

제8도의 (a), (b)는 본 발명에 따른 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상예시도.Figure 8 (a), (b) is an exemplary mask pattern image of the left and right image according to the present invention.

제9도의 (a), (b)는 본 발명에 따른 논리곱 연산과정 설명도.Figure 9 (a), (b) is an explanatory diagram of the logical product operation process according to the present invention.

제10도는 본 발명에 따른 논리합 연산과정 설명도.10 is an explanatory view of the OR operation process according to the present invention.

제11도는 본 발명의 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상합성장치블럭도.11 is a real-time stereoscopic image synthesis device block diagram using the digital masking technique of the present invention.

제12도는 본 발명의 4대의 카메라를 사용한 경우의 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치 블럭도.12 is a block diagram of a real-time stereoscopic image synthesizing apparatus using a digital masking technique using four cameras of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11a - 11d : 카메라 12a - 12d : 아날로그 / 디지탈 변환기11a-11d: Camera 12a-12d: Analog / Digital Converter

13a - 13d : 입체영상 저장메모리 14a - 14d : 마스크 저장 메모리13a-13d: 3D image storage memory 14a-14d: Mask storage memory

15a - 15d : 연산기 16 : 교번 영상 저장 메모리15a-15d: Calculator 16: Alternating Video Storage Memory

17 : 출력 제어기 18 : 영상 매체17: output controller 18: video medium

본 발명은 3차원 영상 표시기술의 일환인 입체영상 합성방법에 관한 것으로, 특히 인간이 현실세계에서 느끼는 자연스럽고 사실적인 감각을 티브이(TV)등과 같은 평면 매개체를 통해서도 그대로 느낄 수 있도록 한 다지탈 마스킹(masking)기법을 이용한 실시간 입체영상 합성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing three-dimensional images, which is part of three-dimensional image display technology. In particular, digital masking allows a human to feel a natural and realistic sense in a real world through a flat medium such as a TV. A method and apparatus for real-time stereoscopic image synthesis using a masking technique are provided.

인간의 입체감을 느끼는 요인은 생리적인 요인과 심리적인 요인이 있는데, 3차원 영상표시 기술에서는 일반적으로 근거리 (보통 10m이내)에서 입체감을 발생시키는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 나타낸다. 제1도는 양안시차의 원리도로서, 이 제1도로부터 알 수 있는 바와 같이 양안시차는 양안의 간격(약 65mm)으로 인해 우안 및 좌안에서 동일한 대상물을 보았을 때 발생하는 시 각도차를 의미한다. 이러한 양안의 시차에 의해 동일대상물의 입체감을 느낄 수 있게 된다.There are two physiological and psychological factors in humans, and in three-dimensional image display technology, the object is created by using the binocular parallax, which is the biggest factor that generates three-dimensional effect at a short distance (usually within 10m). Represents a three-dimensional appearance. FIG. 1 is a principle diagram of binocular disparity. As can be seen from FIG. 1, binocular disparity refers to a visual angle difference that occurs when the same object is seen in the right eye and the left eye due to the distance between the two eyes (about 65 mm). The parallax between both eyes makes it possible to feel the three-dimensional effect of the same object.

이러한 양안의 시각차를 이용하여 입체효과를 나타내는 입체영상 표시방법은 통상적인 티브이 기술과 접목이 가능하여 여러분야에서 사람들이 쉽게 이용할 수 있다. 입체영상 표시방식으로서는 크게 안경 착용 방식과 안경 미착용 방식으로 나눌 수 있다.The stereoscopic image display method of displaying stereoscopic effect using the binocular vision difference can be easily combined with general TV technology so that people can easily use it. The three-dimensional image display method can be largely divided into a wearing method and a non-wearing method.

상기 안경 착용 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 아나그라프(Anaglyph) 방식, 각각 편광이 다른 안경을 쓰는 편광식, 그리고 시간 분할된 편광을 주기적으로 반복시키고, 이 주기에 동기시킨 편광셔터가 설치된 안경을 쓰고 보는 시분할 방식 등이 있다.The spectacle wearing method is an anaglyph method using blue and red sunglasses on both eyes, a polarization type using glasses with different polarizations, and a polarization shutter synchronized with this period by periodically repeating polarization. There is a time-sharing method of wearing glasses installed.

특히 시분할 방식은 다른 방식에 비해 손쉽게 입체효과를 얻을 수 있는 장점이 있어 일찍부터 실용화된 반면, 시력 교정용 안경 이외의 또 다른 안경을 써야하는 불편함 및 안경을 쓴 상태로 화상 이외의 또 다른 사물을 관찰하는데 지장을 받는 문제점이 있고, 또한 다시점(multi- View)영상표시가 불가능하게 되는 문제점을 갖고 있다.In particular, the time-division method has an advantage that it can be easily obtained three-dimensional effect compared to other methods, while being practical from the early days, the inconvenience of having to wear other glasses other than vision correction glasses and other objects other than the image while wearing glasses There is a problem in that it is difficult to observe and also a problem that multi-view image display becomes impossible.

따라서 안경을 사용하지 않고서도 입체영상을 볼 수 있는 안경 미착용 방식에 관한 연구가 지속되어 왔다.Therefore, a study on the non-wearing method for viewing a stereoscopic image without using glasses has been continued.

현재까지 제안된 여러 방식중 가장 실용적인 방식으로는 원통형의 렌즈를 수직으로 배열한 렌티큐라(lenticular)렌즈판을 티브이 앞에 설치하는 렌티큐라 방식과, 특수하게 설계된 판을 사용하여 화면에 비추어지는 빛을 조절함으로써 입체감을 얻는 패러랙스 배리어(parallax barier) 방식을 들 수 있다.The most practical method proposed so far is the lenticular method in which a lenticular lens plate in which cylindrical lenses are arranged vertically is installed in front of the TV, and the light that is shined on the screen using a specially designed plate is used. The parallax barier system which obtains a three-dimensional effect by adjustment is mentioned.

제2도는 상기 렌티큐라 렌즈판의 모양도로서, 이에 표시된 바와 같이 소정 피치(pitch)의 원통형 렌즈(Lens)를 수직으로 배열하여 렌티큐라 렌즈판을 구성하고, 제3도는 패러랙스 배리어 방식의 판의 모양으로서, 이에 도시된 바와 같이 유리판에 불투명 막대를 일정간격을 두고 수직으로 배열하여 구성한다.FIG. 2 is a shape of the lenticular lens plate. As shown therein, a cylindrical lens lens having a predetermined pitch is vertically arranged to form a lenticular lens plate, and FIG. 3 is a parallax barrier type plate. As shown in the figure, the opaque rods on the glass plate are arranged vertically at regular intervals as shown.

상기에서 설명한 여러 가지 입체영상 표시기법들은 각기 독특한 형태의 영상구조를 필요로 하는데, 예를 들어 안경착용 방식중 아나그라프 방식을 위해서는 좌영상이 적색(혹은 청색), 우영상이 청색(혹은 적색)으로 표시되어야 하며, 시분할 방식에서는 좌/우 영상이 티브이 인터레이스 신호에 동기되어 각각 반복적으로 표시되어야 하고, 렌티큐라 방식과 패러랙스 배리어 방식에서는 좌/우 영상이 화소단위로 규칙적으로 교번되는 영상구조로 되어야 한다.Each of the three-dimensional image display techniques described above requires an image structure having a unique shape. For example, for the anagraph method of wearing glasses, the left image is red (or blue) and the right image is blue (or red). In the time division method, the left and right images are repeatedly displayed in synchronization with the TV interlaced signal. In the lenticular and parallax barrier methods, the left and right images are alternately arranged pixel by pixel. Should be.

제4도는 렌티큐라 방식의 입체영상 표시원리도로서, 이에 도시된 바와 같이 좌, 우 카메라에 의한 좌, 우 영상(Image)이 영상 프로세서(Image Processor)에 입력되어, 그 영상 프로세서로부터 엘씨디 패널(LCD Panel)위에 좌/우 영상의 화소순서로 교대로 배열된 입체영상이 출력되면, 렌티큐라판(Lenticular Sheet)의 지향 특성에 따라 그 렌티큐라판의 초점면에서 좌/우 영상 화소가 교차되고, 이에 따라 관찰자(observer)의 좌안에는 좌영상 화소, 우영상 화소만이 투영되어 그 두 영상이 각기 분리되어 보임으로써 입체감을 느낄 수 있게 된다.4 is a 3D image display principle of a lenticular method. As shown in FIG. 4, left and right images of the left and right cameras are input to an image processor, and an LCD panel (from the image processor) is input. When the stereoscopic images are arranged alternately in the order of the left and right images on the LCD panel, the left and right image pixels intersect on the focal plane of the lenticular plate according to the directivity characteristic of the lenticular sheet. Therefore, only the left image pixel and the right image pixel are projected on the left eye of the observer, so that the two images can be seen separately, so that a stereoscopic feeling can be felt.

제 5 도는 패러랙스 배리어 방식의 입체영상 표시 원리도로서, 이에 도시된 바와 같이 엘씨(LC)판에는 관찰자의 좌안에서 보는 영상과 우안에서 보는 영상이 각각 수직방향으로 한줄씩 결합되어 출력되고 있다. 엘씨판의 뒤에는 유리판과 수직방향으로 놓인 막대기 모양의 칸막이인 불투명 막대(이를 합쳐 영상 스플리터라고 한다.)가 놓여 있다. 이 영상 스플리터가 패러랙스 배리어 방식의 가장 핵심적인 요소로서, 영상 스플리터의 영향으로 뒤에 놓인 백라이트의 빛이 일종의 간섭을 받게 된다. 즉, 관찰자의 좌측 눈에는 빛이 투사되는 좌영상의 화소로 보이는 반면에, 우영상의 화소는 영상 스플리터의 수직 칸막이 때문에 빛이 반사되지 못하므로 보이지 않게 된다. 마찬가지 방식으로 우측눈에는 우영상의 화소만 보이고 좌영상의 화소는 보이지 않게 된다. 결과적으로 관찰자의 좌측눈과 우측눈에는 각각 다른 영상이 보이게 되므로 입체감을 느끼게 되는 것이다. 여기서 관찰자와 영상이 출력되는 엘씨(LC) 패널 사이의 거리는 영상 스플리터의 유리판의 두께를 이용하여 조절할 수 있다.5 is a diagram illustrating a three-dimensional image display of a parallax barrier method. As shown therein, an image viewed from the left eye of the observer and an image viewed from the right eye are combined and output in a vertical direction on the LC plate. Behind the LCD panel is an opaque rod (called a video splitter), a bar-shaped partition placed perpendicular to the glass plate. This video splitter is the most essential element of the parallax barrier method, and the light of the backlight behind it is affected by the video splitter. That is, while the viewer's left eye is seen as a pixel of the left image from which light is projected, the pixel of the right image is not visible because the light is not reflected due to the vertical partition of the image splitter. In the same way, only the pixels of the right image are visible to the right eye, and the pixels of the left image are not visible. As a result, the viewer's left and right eyes will see different images, so they will feel three-dimensional. Here, the distance between the viewer and the LC panel to which the image is output may be adjusted using the thickness of the glass plate of the image splitter.

상기에서 언급한 렌티큐라 혹은 패러랙스 배리어 방식에 대한 영상구조 처리를 위하여 기존에 사용되고 있는 기법은 대부분 아날로그 방식과 디지탈 방식을 나눌 수 있다.Most of the existing techniques for image structure processing for the lenticular or parallax barrier methods mentioned above can be divided into analog and digital methods.

상기 아날로그 방식은 엔티에스씨(NTSC)의 인터레이스 방식에 바탕을 두었는데, 인터레이스 방식이 프레임단위가 아닌 필드 단위로 영상을 입력하는 점에 착안하여, 두 카메라와 티브이를 모두 90°회전시킨 후 좌영상을 짝수 필드 (혹은 홀수 필드), 우영상을 홀수 필드 (혹은 짝수 필드)로 각각 입력시킴으로써 자연스러운 좌/우 합성 영상을 구현하게 된다.The analog method is based on NTSC's interlacing method, which focuses on inputting images in field units instead of frame units, and rotates both cameras and TVs by 90 °. A natural left / right composite image is realized by inputting an image into an even field (or odd field) and a right image into an odd field (or even field), respectively.

이 방법은 일본 엔티티(NTT)에서 개발한 3차원 화상 전화기 시스템에서 사용되었다. 그러나 이 방법은 영상 합성이 용이한 장점이 있는 반면, 입력이 2채널로 고정되어 시스템의 확장성에 제약을 받고, 합성 이전의 영상 처리에 어려움을 갖는 아날로그 방식 고유의 단점을 갖고 있다.This method has been used in three-dimensional video telephone systems developed by the Japanese entity (NTT). However, this method has the advantage of easy image synthesis, while the input is fixed to two channels, which limits the scalability of the system, and has the inherent disadvantages of analog methods that have difficulty in image processing before synthesis.

한편, 일본 엔에이치케이(NHK)에서는 렌티큐라 방식의 디지탈 3차원 티브이 기술을 개발하였는데, 입력영상 합성을 위한 전용 하드웨어 보드를 사용하여 디지탈 변환된 입력 영상 멀티플렉싱 방식을 통해 합성하는 방식을 채택하였다.On the other hand, NHK has developed a lenticular digital 3D TV technology, which uses a dedicated hardware board for synthesizing the input image and synthesizes it through the digitally converted input image multiplexing method.

제6도는 전용 하드웨어 보드를 사용한 입체영상 합성원리도로서, 이에 도시된 바와 같이 카메라 (A - D)에 의해 입력된 아날로그 영상 신호는 컨버터(1)에 의해 디지탈화 되어, 각각 알지비(RGB)신호(R(A)-R(D), G(A)-G(D), B(A)-B(D))로 분리된다. 이와 같이 분리된 알지비 신호는 디지탈 멀티플렉서(2)를 통하여 화소단위로 교번된 스트라이프 형태의 영상으로 만들어져 디스플레이부(3)에 표시된다.FIG. 6 is a stereoscopic composite principle using a dedicated hardware board. As shown therein, analog video signals input by the cameras A to D are digitalized by the converter 1, respectively, to determine the RGB signals. (R (A) -R (D), G (A) -G (D), B (A) -B (D)). The separated Algivy signal is made into a stripe-shaped image alternately pixel-by-pixel via the digital multiplexer 2 and displayed on the display unit 3.

즉, 제7도는 디지탈 멀티플렉싱의 원리도로서, 이에 도시된 바와 같이 제1 카메라(A)의 알지비 콤포넌트(RGB Component)는 하나의 화소를 구성하여 (0,0)번째 위치에 놓이고, 제2 카메라(B)의 알지비 콤퍼넌트는 (0,1)번째 화소가 된다. 이러한 형태로 입력된 영상들이 교번된 모양의 영상을 만들 수 있게 된다. 일반적으로 멀티플렉싱의 하드웨어적 처리속도가 매우 빠르므로 실시간 (보통 초당 30프레임을 의미함)으로 입체영상을 만들 수 있는 장점이 있으나, 멀티플렉서의 입력이 고정되기 때문에 입력영상의 수에 변화를 주기가 어려워 가변적인 실험환경에서 최적의 입체영상 제작을 위한 다양한 시도에 제약이 따른다는 단점이 있다.That is, FIG. 7 is a principle diagram of digital multiplexing. As shown therein, an RGB component of the first camera A forms one pixel and is positioned at the (0,0) th position. The Algivy components of the two cameras B become the (0,1) th pixel. The images input in this form can produce an alternating image. In general, since the hardware processing speed of multiplexing is very fast, it has the advantage of making stereoscopic images in real time (usually 30 frames per second), but since the input of the multiplexer is fixed, it is difficult to change the number of input images. There are disadvantages in that various attempts to produce optimal stereoscopic images in a variable experimental environment are restricted.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 단점을 해결하여 실시간적으로 입체영상을 합성할 수 있는 디지탈 마스킹 기법을 이용한 입체영상 합성방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for synthesizing a stereoscopic image using a digital masking technique capable of synthesizing a stereoscopic image in real time by solving the above disadvantages.

또한, 본 발명의 다른 목적은 디지탈 방식의 고유의 장점인 컴퓨터와의 접속 및 영상처리기법 적용의 용이함과, 영상 데이터의 저장 및 전송의 편리성을 제공하고, 또한 전용 하드웨어를 통한 디지탈 멀티플렉싱 방식의 구조적인 제약에 따른 문제점을 극복하기 위하여 소프트웨어적인 데이터 처리방식을 통하여 각종 실험에 쉽게 적용이 가능한 사용자 중심의 입체영상 제작환경을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide the convenience of connecting to a computer and applying image processing techniques, the convenience of storing and transmitting image data, and the digital multiplexing method through dedicated hardware. In order to overcome the problems caused by structural constraints, it is to provide a user-oriented stereoscopic image production environment that can be easily applied to various experiments through software data processing.

이와 같은 본 발명의 목적은 입력되는 영상을 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상과 각기 앤드(AND)연산을 수행하여 스트라이프 형태의 영상을 얻고, 그 2개의 스트라이프 형태의 영상을 오아(OR)연산을 수행하여 입체영상으로 출력함으로써 달성되는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The object of the present invention is to perform an AND operation on a mask pattern image of left and right images and to perform an AND operation, respectively, to obtain an image of a stripe shape, and to perform OR operation on the two stripe images. This is achieved by outputting a stereoscopic image, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제8도의 (a), (b)는 본 발명에 따른 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상 예시도로서, 좌영상의 마스크 패턴 영상은 제8도의 (a)에 도시한 바와 같이 검은 부분과 하얀부분이 교대로 반복되고, 우영상의 마스크 패턴 영상은 제8도의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 좌영상의 마스크 패턴 영상과는 반대로 하얀부분과 검은부분이 교대로 반복된다. 상기 마스크 패턴 영상에서 검은부분은 논리회로에서 0을 의미하는 부분으로서 스위치로 보면 오프(off)인 것이고, 반대로 하얀부분은 논리회로에서 1을 의미라고 스위치로 보면 온(on)상태인 것이다.(A) and (b) of FIG. 8 are exemplary mask pattern images of the left and right images according to the present invention. The mask pattern images of the left image are black and white portions as shown in (a) of FIG. This alternately repeated, as shown in (b) of FIG. 8, the mask pattern image of the right image alternately repeats the white and black portions as opposed to the mask pattern image of the left image. In the mask pattern image, the black part means 0 in the logic circuit, which is off when viewed by a switch, and the white part means 1 in the logic circuit, which is on, when viewed by a switch.

이와같은 2개의 마스크 패턴 영상은 2안식 즉, 입력영상이 2개일 경우 사용되는 것이다.Such two mask pattern images are used when two eyes, that is, two input images.

제9도의 (a), (b)는 본 발명에 따른 논리곱(logical AND) 연산과정 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 두 입력영상을 상기 제8도 (a), (b)의 좌, 우 영상의 마스크 패턴영상과 각기 논리곱(logical AND) 연산을 수행시켜서 스트라이프 형태의 영상을 얻는다. 먼저, 입력 영상중 좌영상의 화소값을 A, 그리고 우영상의 화소값을 B라고 가정한다. 좌영상의 경우 (0,0)번째 화소가 입력되어, 좌영상에 대한 마스크 패턴 영상의 (0,0)번째 화소(검은 부분이므로 논리 0을 의미)와 논리곱 연산을 취하게 된다. 이때 논리회로에서 A ∩ O = O 이므로 좌영상의 마스크 패턴영상의 검은 부분이 출력영상의 (0,0)번째 화소에 위치하게 된다. 다음 (0,1)번째 화소의 경우 좌영상의 마스크 패턴 영상의 (0,1)번째 화소가 하얀 부분이므로 논리적으로 1이 된다. 따라서 A ∩ 1 = A가 되므로, 입력영상의 (0,1)번째 화소가 출력영상의 (0,1)번째 화소위치에 놓이게 된다.(A) and (b) of FIG. 9 are explanatory diagrams of a logical AND operation process according to the present invention. As shown in FIG. A stripe-shaped image is obtained by performing a logical AND operation on the mask pattern image of the right image. First, it is assumed that the pixel value of the left image of the input image is A and the pixel value of the right image is B. In the case of the left image, the (0,0) th pixel is input, and a logical AND operation is performed with the (0,0) th pixel (meaning logical 0 as the black portion) of the mask pattern image for the left image. At this time, since A ∩ O = O in the logic circuit, the black part of the mask pattern image of the left image is positioned at the (0,0) th pixel of the output image. The next (0,1) pixel is logically 1 since the (0,1) pixel of the mask pattern image of the left image is a white portion. Therefore, since A ∩ 1 = A, the (0,1) th pixel of the input image is placed at the (0,1) th pixel position of the output image.

우영상의 경우도 상기에서 설명한 좌영상의 경우와 동일방식으로 논리곱연산을 수행함으로써 좌, 우영상에 대한 스트라이프 형태의 출력영상을 얻을 수 있게 된다.In the case of the right image, a logical output operation is performed in the same manner as in the case of the left image described above, so that an output image having a stripe shape for the left and right images can be obtained.

제10도는 본 발명에 따른 논리합(logical OR) 연산과정 설명도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 제9도의 (a), (b)와 같이 얻은 좌, 우 영상에 대한 스트라이프 형태의 출력영상을 논리합(logical OR) 연산을 수행함으로써 최종적으로 합성된 입체영상을 얻을 수 있게 된다. 즉, 상기 스프라이트 형태의 좌영상의 (0,0)번째 화소는 검은 부분이므로 논리 0이고, 우영상의 (0,0)번째 화소는 입력영상이므로 B이다. 따라서 이 좌, 우 영상의 (0,0)번째 화소들에 대한 논리합의 결과는 O ∪ B = B 가 되어 최종출력영상의 (0,0)번째 화소값은 B가 된다. 좌, 우 영상의 (0,1)번째 화소의 경우도 상기와 같은 방식으로 논리합을 취하면 A ∪ O = A 가 되어, 최종출력영상의 (0,1)번째 화소값은 A가 된다. 결국, 최종적으로 좌, 우영상의 화소 B,A,B,A가 반복되는 형태의 입체영상이 만들어지게 된다.FIG. 10 is an explanatory diagram of a logical OR operation process according to the present invention. As shown in FIG. 9, logical outputs of stripe-shaped output images of left and right images obtained as shown in (a) and (b) of FIG. By performing a (logical OR) operation, the final synthesized stereoscopic image can be obtained. That is, since the (0,0) th pixel of the sprite-type left image is a black portion, it is logical 0, and the (0,0) th pixel of the right image is B because it is an input image. Therefore, the result of the logical sum of the (0,0) th pixels of the left and right images is O ∪ B = B, and the (0,0) th pixel value of the final output image is B. In the case of the (0,1) -th pixel of the left and right images, A ∪ O = A, and the (0,1) -th pixel value of the final output image is A when the logical sum is performed in the same manner as described above. As a result, a stereoscopic image of a form in which pixels B, A, B, and A of the left and right images are repeated is finally made.

제11도는 본 발명의 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치 블럭도로서, 이에 도시한 바와 같이 좌, 우 카메라(11a),(11b)의 출력영상 신호를 입력받아 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈(A/D) 변환기(12a),(12b)와, 상기 아날로그/디지탈 변환기(12a),(12b)의 출력영상신호를 입력받아 저장하는 입력영상 저장메모리(13a),(13b)와, 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상을 저장한 마스크 저장메모리(14a),(14b)와, 상기 입력영상 저장메모리(13a),(13b)에 저장되어 출력되는 입력영상신호를 상기 마스크 저장메모리(14a),(14b)의 마스크 패턴 영상신호와 논리곱 연산을 수행한 후 그 입력 영상신호에 따른 영상신호를 교번으로 출력하는 연산기(15a),(15b)와, 상기 연산기(15a),(15b)에서 교번으로 출력되는 교번 영상신호를 저장하는 교번영상 저장 메모리(16)와, 상기 교번영상 저장 메모리(16)에 저장된 교번영상을 입력받아 영상매체(18)에 표시하는 출력제어기(17)로 구성한 것으로, 이의 동작과정을 설명한다.FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for synthesizing a real-time stereoscopic image using the digital masking method of the present invention.As shown in FIG. 11, an analog / digital signal for converting an output image signal from left and right cameras 11a and 11b into a digital signal is shown. An input image storage memory (13a) and (13b) for receiving and storing the output image signals of the digital (A / D) converters 12a and 12b and the analog / digital converters 12a and 12b; Mask storage memories 14a and 14b for storing mask pattern images of left and right images, and input image signals stored and output in the input image storage memories 13a and 13b. Arithmetic operations of the mask pattern image signals of Figs. 14b and 14b and then outputting the image signals according to the input image signals alternately, and the arithmetic units 15a and 15b. Alternate image storage memory 16 for storing an alternating image signal output alternately from That receives the alternating images stored in the image storage alternate memory 16 constituted by the output controller 17 to display the video medium 18 will be described its operation process.

좌, 우 카메라(11a),(11b)에서 촬상되어 출력되는 좌, 우 영상신호는 아날로그/디지탈 변환기(12a),(12b)에서 디지탈 영상신호로 변환되어 입력영상 저장메모리(13a),(13b)에 저장되어 출력되는 입력 영상 및 마스크 저장메모리(14a),(14b)에 저장되어 출력되는 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상을 연산기(15a),(15b)에서 입력받아 각기 화소별로 논리곱(logical AND) 연산하게 되면, 상기 제9도의 (a),(b)에서 설명한 바와 같은 스트라이프 형태의 영상으로 되고, 이 스트라이프 형태의 영상중 좌, 우 입력영상의 출력에 따른 영상 즉, 검은 부분이 아닌 하얀 부분의 영상을 그 연산기(15a),(15b)에서 교번으로 출력함으로써 좌, 우 입력영상의 교번 영상으로 된다. 이와 같이 연산기(15a),(15b)에서 출력되는 좌, 우 입력영상의 교번영상은 교번영상 저장 메모리(16)에 저장되고, 이 교번영상 저장 메모리(16)에서 출력되는 영상을 출력제어기(17)에서 입력받아 영상매체(18)에 표시함에 따라 그 표시영상은 입체영상으로 된다.Left and right video signals captured and output by the left and right cameras 11a and 11b are converted into digital video signals by the analog / digital converters 12a and 12b to be input image storage memories 13a and 13b. ) And the mask pattern image of the left and right images stored and output in the mask storage memories 14a and 14b are inputted from the calculators 15a and 15b and logically multiplied by each pixel. logical AND) results in a stripe-shaped image as described in (a) and (b) of FIG. 9, and an image according to the output of the left and right input images, that is, a black portion, is The white portion of the image is alternately outputted by the calculators 15a and 15b to form an alternating image of the left and right input images. In this way, the alternating images of the left and right input images output from the calculators 15a and 15b are stored in the alternating image storage memory 16, and the output controller 17 outputs the image output from the alternating image storage memory 16. The display image is a stereoscopic image as it is received from the display medium and displayed on the image medium 18.

제12도는 본 발명의 4대의 카메라를 사용한 경우의 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치 블럭도로서 이에 도시한 바와 같이 마스크 패턴의 수를 4개로 증가시켜 상기에서 설명한 제11도의 기술적 구성과 동일하게 구성한다. 즉, 카메라(11c),(11d)의 출력영상신호를 입력받아 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(12c),(12d)와, 상기 아날로그/디지탈 변환기(12c),(12d)의 출력 영상신호를 입력받아 저장하는 입력영상 저장 메모리(13c),(13d)와, 마스크 패턴 영상을 저장한 마스크 저장메모리(14c),(14d)와, 상기 입력영상 저장메모리(13c),(13d)에 저장되어 출력되는 입력영상신호를 상기 마스크 저장메모리(14c),(14d)의 마스크 패턴 영상신호와 논리곱 연산을 수행한 후 그 입력 영상신호에 따른 영상신호를 교번으로 출력하는 연산기(15c),(15d)를 상기 제11도의 기술적 구성에 추가하여 구성한 것으로, 이 제 12 도의 동작과정도 상기 제 11 도에서 설명한 동작과 동일하게 이루어진다.FIG. 12 is a block diagram of an apparatus for synthesizing a real-time stereoscopic image using a digital masking technique using four cameras of the present invention. As shown in FIG. 12, the number of mask patterns is increased to four, which is the same as the technical configuration of FIG. To configure. That is, the analog / digital converters 12c and 12d that receive the output video signals of the cameras 11c and 11d and convert them into digital signals, and the output images of the analog / digital converters 12c and 12d. Input image storage memories 13c and 13d for receiving and storing signals, mask storage memories 14c and 14d for storing mask pattern images, and input image storage memories 13c and 13d. An operator 15c for performing an AND operation on the mask pattern image signal of the mask storage memories 14c and 14d and then outputting the image signal according to the input image signal alternately. 15d is added to the technical configuration of FIG. 11, and the operation of FIG. 12 is performed in the same manner as the operation described with reference to FIG.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 처리방식이나 요구되는 사양이 단순하므로 일반적인 개인용 컴퓨터나, 전용 하드웨어 시스템 혹은 범용 하드웨어 시스템 등에서 모두 쉽게 적용될 수 있고, 사용자의 소프트웨어 구현에 따라 다양한 형태의 입체영상 구현실험이 가능하며, 연산속도가 빠른 범용영상처리 하드웨어 시스템에 응용한 경우 실시간 처리로 좌/우 영상의 합성을 이룰 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention can be easily applied to a general personal computer, a dedicated hardware system or a general-purpose hardware system because the processing method and the required specifications are simple, and various forms of stereoscopic image implementation experiments according to the user's software implementation. This is possible, and when applied to a general-purpose image processing hardware system that has a high computational speed, there is an effect of synthesizing left and right images by real-time processing.

Claims (4)

디지탈 신호로 변환된 좌, 우 입력영상을 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상과 각기 화소별로 논리곱(logical AND)연산을 수행하여 스트라이프 형태의 영상을 얻는 단계와, 상기 2개의 스트라이프 형태의 영상을 화소별로 논리합(logical OR)연산을 수행하여 입체영상으로 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성방법.Obtaining a stripe-shaped image by performing a logical AND operation on the left and right input image converted into a digital signal, and a mask pattern image of each of the left and right images, and for each pixel; A real-time stereoscopic image synthesis method using a digital masking technique comprising the step of performing a logical OR operation for each pixel to output a stereoscopic image. 좌, 우 카메라의 출력영상 신호를 입력받아 디지탈 신호로 변환하는 제1, 제2 아날로그/디지탈변환수단과 , 상기 제1, 제2 아날로그/디지탈 변환수단의 출력영상신호를 입력받아 저장하는 제1, 제2 입력영상 저장수단과, 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상을 저장한 제1, 제2 마스크 저장수단과, 상기 제1, 제2 입력영상 저장수단에서 출력되는 입력영상신호를 상기 제1, 제2 마스크 저장수단의 마스크 패턴 영상신호와 논리곱 연산을 수행한 후 그 입력 영상신호에 따른 영상신호를 교번으로 출력하는 제1, 제2 연산수단과, 상기 제1, 제2 연산수단으로부터 교번으로 출력되는 교번 영상신호를 저장하는 교번영상 저장수단과, 상기 교번영상 저장수단에 저장된 교번영상을 입력받아 영상매체에 표시하는 출력제어수단으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치.First and second analog / digital conversion means for receiving output video signals from left and right cameras and converting them into digital signals, and first and second output signals for first and second analog / digital conversion means. A second input image storage means, first and second mask storage means for storing a mask pattern image of left and right images, and an input image signal output from the first and second input image storage means. First and second calculation means for performing an AND operation on the mask pattern video signal of the second mask storage means and alternately outputting the video signal according to the input video signal, and from the first and second calculation means. A digital image comprising alternating image storing means for storing an alternating image signal outputted alternately and an output control means for receiving an alternating image stored in the alternating image storing means and displaying the alternating image on the image medium; Real-time stereoscopic image synthesis device using masking technique. 제2항에 있어서, 제1, 제2 마스크 저장수단에 저장된 좌, 우 영상의 마스크 패턴 영상은 논리 0 부분 및 논리 1 부분이 서로 반대로 배열되어 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치.3. The real-time stereoscopic image of claim 2, wherein the mask pattern images of the left and right images stored in the first and second mask storage units are arranged by arranging logic 0 parts and logic 1 parts opposite to each other. 4. Synthesis device. 제2항에 있어서, 카메라 4대를 사용하게 마스크 패턴의 수를 4개로 증가시켜 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 마스킹 기법을 이용한 실시간 입체영상 합성장치.The apparatus of claim 2, wherein the number of mask patterns is increased to four using four cameras.
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