KR100358021B1 - 2차원영상을3차원영상으로변환시키는방법및입체영상표시시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 2차원 영상 신호로부터, 상대적으로 시간차 또는 휘도차를 갖는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 생성함으로써, 2차원 영상이 3차원 영상으로 변환된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기존의 2차원 영상 소프트웨어를 의사적으로 3차원 영상 소프트웨어로 변환시켜 입체 영상을 얻을 수 있다.

Description

2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법 및 입체 영상 표시 시스템
본 발명은 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법 및 2차원 영상으로부터 입체 영상을 얻기 위한 입체 영상 표시 시스템에 관한 것이다.
종래, 좌우의 시차를 갖는 3차원 영상을 얻기 위해서는 2대의 카메라를 갖는 전용 입체 촬상 장치로 촬상함으로써 얻어진 좌우 2채널의 3차원 영상 신호를 VTR 등으로 기록하고, 이것을 재생해서 전용 3차원 디스플레이 등으로 표시할 필요가 있었다.
따라서, 이 방법에 따르면 기존의 2차원 영상 소프트웨어로부터 입체 영상을 얻을 수 없기 때문에, 기존의 2차원 영상 소프트웨어와 같은 내용의 입체 영상을 얻기 위해서는 새롭게 3차원 영상 소프트웨어를 제작할 필요가 있었다.
본 발명의 목적은 기존의 2차원 영상 소프트웨어를 의사적으로(pseudo) 3차원 영상 소프트웨어로 변환시킬 수 있는, 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 2차원 영상으로부터 입체 영상을 얻을 수 있는 입체 영상 표시 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 제1 방법은, 2차원 영상 신호로부터 상대적으로 시간차를 갖는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 생성함으로써 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
2차원 영상 신호는, 예를 들면 기록 매체에 기록된 2차원 영상 소프트웨어는 영상 재생 수단에 의해 재생함으로써 얻어진다. 또, 2차원 영상 신호는 예를 들면 촬상 수단, CG(컴퓨터 그래픽) 제작 수단 등에서 리얼 타임으로 출력된다.
2차원 영상 신호에 의해 표시되는 영상은 움직임을 갖는 부분을 포함하고 있고, 이 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 시간차가 제어된다.
본 발명에 의한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 제2 방법은, 2차원 영상 신호로부터 기준이 되는 제1 영상 신호와, 제1 영상 신호에 대해 지연된 제2 영상 신호를 생성하고, 이들 중 한쪽을 좌안용 영상 신호로 하고, 다른쪽을 우안용 영상 신호로 함으로써 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
2차원 영상 신호에 의해 표시되는 영상은 움직임을 갖는 부분을 포함하고 있고, 제1 영상 신호에 대한 제2 영상 신호의 지연량은 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 결정된다. 즉, 움직임을 갖는 부분의 움직임 속도가 빠를수록 지연량은 적어지고, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도가 느릴수록 지연량이 커진다.
제2 영상 신호는, 2차원 영상 신호가 일단 메모리에 격납되고, 메모리에 격납되어 있는 2차원 영상 신호 중에서 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 결정된 지연량에 대응하는 2차원 영상 신호가 판독됨으로써 얻어진다.
제1 영상 신호 및 제2 영상 신호 중 어느 것을 좌안용 영상 신호로 하고, 어느 것을 우안용 영상 신호로 하는가는 움직임을 갖는 부분의 움직임 방향에 기초해서 결정된다. 즉, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 방향이 좌측에서 우측으로 향하는 방향인 경우에는 제1 영상 신호가 좌안용 영상 신호로 되고, 제2 영상 신호가 우안용 영상 신호로 되며, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 방향이 우측에서 좌측으로 향하는 방향인 경우에는 제1 영상 신호가 우안용 영상 신호로 되고, 제2 영상 신호가 좌안용 영상 신호로 된다.
제1 영상 신호와 그에 대응하는 제2 영상 신호의 필드의 종류가 다를 때에는, 즉 한쪽이 우수 필드이고, 다른쪽이 기수 필드일 때에는 양 영상 신호의 필드의 종류를 동일하게 하기 위해 제1 영상 신호 또는 제2 영상 신호 중 어느 한쪽에 대해 필드 내 보간 처리를 행하는 것이 바람직하다.
지연량이 변화한 직후의 필드에서는 움직임이 원활한 신호를 얻기 위해서 상기 제2 영상 신호에 필드 간 보간 처리를 행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 제3 방법은, 2차원 영상 신호로부터 상대적으로 휘도차를 갖는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 생성함으로써 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
2차원 영상 신호에 의해 나타나는 영상은 움직임을 갖는 부분을 포함하고 있고, 이 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 휘도차가 제어된다.
본 발명에 의한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 제4 방법은, 2차원 영상 신호로부터 기준이 되는 제1 영상 신호와, 제1 영상 신호에 대해 휘도가 감쇠된 제2 영상 신호를 생성하고, 이들 중 한쪽을 좌안용 영상 신호로 하고, 다른쪽을 우안용 영상 신호로 함으로써 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
2차원 영상 신호로 나타나는 영상은 움직임을 갖는 부분을 포함하고 있고, 제1 영상 신호에 대한 제2 영상 신호의 휘도 감쇠량은 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 결정된다. 즉, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도가 빠를수록 휘도 감쇠량은 적어지고, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도가 느릴수록 휘도 감쇠량이 많아진다.
제2 영상 신호는, 움직임을 갖는 부분의 움직임의 속도에 기초해서 결정된 휘도 감쇠량에 따라 2차원 영상 신호의 휘도를 감쇠기 등의 가변 휘도 조정 수단에 의해 감쇠시킴으로써 얻어진다.
본 발명에 의한 제1의 입체 영상 표시 시스템은, 2차원 영상 신호로부터 상대적으로 시간차를 갖는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 생성함으로써 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 2D/3D 영상 변환 장치와, 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호에 기초해서 입체 영상을 실현시키기 위한 표시 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 제2의 입체 영상 표시 시스템은, 2차원 영상 신호로부터 상대적으로 휘도차를 갖는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 생성함으로써, 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 2D/3D 영상 변환 장치와, 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호에 기초해서 입체 영상을 실현시키기 위한 표시 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
표시 장치로서는, 예를 들면 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 동시에 표시하는 3차원 영상 표시용 모니터를 구비하고 있는 것을 이용할 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들면 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 소정 필드수마다 또는 소정 프레임수마다 교대로 전환하여 표시하는 2차원 영상 표시용 모니터와, 좌안측 부분과 우안측 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투과 상태로, 다른쪽이 차광 상태로 되도록 전환할 수 있는 입체 관측용 안경을 구비한 것이 이용된다. 이 경우, 입체 관측용 안경의 좌안측 부분과 우안측 부분의 광투과 상태는 상기 우안용 영상 신호와 상기 좌안용 영상 신호의 전환에 동기하여 좌안측 부분과 우안측 부분 중 모니터에 표시되어 있는 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태가 되도록 전환할 수 있다.
표시 장치로서는, 예를 들면 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호를 소정 필드수마다 또는 소정 프레임수마다 교대로 전환하여 표시하는 2차원 영상 표시용 프로젝터와, 좌안측 부분과 우안측 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투광 상태로, 다른쪽이 차광 상태가 되도록 전환할 수 있는 입체 관측용 안경을 구비한 것이 이용된다. 이 경우, 입체 관측용 안경의 좌안측 부분과 우안측 부분의 광투과 상태는 우안용 영상 신호와 좌안용 영상 신호의 전환에 동기하여 좌안측 부분과 우안측 부분 중 프로젝터에 의해 영출되고 있는 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태로 되도록 전환할 수 있다.
우선, 본 발명의 기본적인 방식에 관해 설명한다. 제1a도에 도시한 바와 같이 배경은 변화시키지 않고, 피사체가 좌측에서 우측으로 이동하는 영상 신(scene)을 상정한다. 제1b도에 도시한 바와 같이 서로 일정 시간차를 둔 우안용 영상과 좌안용 영상을 생성하면, 우안용 영상과 좌안용 영상 사이에는 피사체의 움직임 양만큼 피사체의 위치가 다르다. 따라서, 제1c도에 도시한 바와 같이 우안용 영상과 좌안용 영상 사이의 피사체의 위치 차가 시차로 되어 입체 관측가 가능해진다. 또한, 제1b도 및 제1c도 중의 숫자는 필드 번호를 나타내고 있다.
이와 같이 2차원 영상 소프트웨어로부터 좌안용 영상과 우안용 영상을 재생할 때 한쪽 영상을 다른쪽 영상으로부터 1내지 수필드 지연시켜 재생하면, 원래의 2차원 영상 소프트웨어를 시차를 갖는 우안용 영상과 좌안용 영상으로 구성되는 3차원 영상 소프트웨어로 변환시킬 수 있다.
제2도는 본 발명에 의한 2D/3D 변환 방법을 이용한 3차원 영상 소프트웨어 변환 시스템의 구성을 도시하고 있다.
2D/3D 호환 VTR(11)은 2차원 영상 소프트웨어를 재생하는 기능과, 3차원 영상 소프트웨어를 재생하는 기능을 갖고 있다. 2D/3D 호환 VTR(11)에서 재생된 2차원 영상 소프트웨어는 2D/3D 영상 변환 장치(12)에서 의사적으로 3차원 영상 소프트웨어로 변환된 후에 3D 모니터(13)에 공급된다, 3D 모니터(13)으로서 일본국 특허 공개(평) 3-65943호에 기재된 바와 같은 렌티큘러(lenticular) 방식의 안경이 없는 디스플레이를 이용하면 안경을 사용하지 않고 2차원 영상으로부터 부분적으로 입체감이 있는 3차원 영상을 의사적으로 재현할 수 있다. 2D/3D 호환 VTR(11) 대신 2차원 영상 소프트웨어만을 재생하는 기능을 갖는 VTR을 이용해도 된다.
제3도는 제2도에서의 2D/3D 영상 변환 장치(12)의 개략 구성을 도시하고 있다.
입력 단자(1)에는 2차원 영상 신호 a가 입력된다. 2차원 영상 신호 a는 영상 전환 회로(2)의 제1의 입력 단자, 움직임 벡터 검출 회로(7) 및 필드 메모리군(5)에 전송된다.
필드 메모리군(5)는 2차원 영상 신호 a를 지연시켜 출력시키기 위해 설치된다. 지연량(지연 필드수)은 메모리 제어 회로(6)에 의해 0에서 최대 60필드(NTSC 방식으로 약 1초)까지의 범위에서 필드 단위로 가변 제어된다. 또한, 이 가변 단위는 1필드 이하의 작은 단위로도 된다.
필드 메모리군(5)의 출력(지연된 2차원 영상 신호)은 영상 전환 회로(2)의 제2의 입력 단자에 공급된다. 영상 전환 회로(2)는 2차원 영상 신호 a와 지연된 2차원 영상 신호 b를 피사체의 움직임 방향에 따라 전환하며, 좌안용 영상 신호 L이 출력되는 출력 단자(3)과 우안용 영상 신호 R이 출력되는 출력 단자(4)로 전환에 의해 얻어진 신호를 출력한다. 단, 지연량이 0인 경우에는 양 출력 단자(3, 4)의 양쪽에 2차원 영상 신호 a가 전송된다.
움직임 벡터 검출 회로(7)은 2차원 영상 신호 a에 기초해서 필드 간의 피사체의 움직임에 따른 움직임 벡터를 검출한다. 검출된 움직임 벡터는 CPU(8)에 공급된다.
CPU(8)은 메모리 제어 회로(6) 및 영상 전환 회로(2)를 제어한다. CPU(8)은 움직임 벡터 검출 회로(7)에 의해 검출된 움직임 벡터 중 수평 성분을 추출하고, 이에 대해 지연량을 결정한다. 그리고, 결정된 지연량에 대응하는 2차원 영상 신호가 필드 메모리군(5)에서 판독되도록 CPU(8)은 메모리 제어 회로(6)을 제어한다.
즉, 피사체의 움직임이 크고 움직임 벡터가 큰 경우에는 지연량이 적어지도록 지연량이 결정된다. 또, 피사체의 움직임이 작을 때 또는 슬로우모션 재생시와 같이 움직임 벡터가 작은 경우에는 지연량이 많아지도록 지연량이 결정된다.
상기 예에서는 지연 필드수의 최대값은 60필드로서, 이것은 NTSC 방식의 1초간에 상당하고, 통상의 영상 신에 대부분 대응할 수 있는 시간이다. 그러나, 보다 저속의 슬로우모션 재생이 행해지는 경우에는 지연량의 최대값을 60필드 이상으로 하면 좋다. 또, 초저속의 슬로우모션 재생이 행해지는 경우에는 지연량을 수100필드 정도로 하면 좋다.
CPU(8)은 움직임 벡터의 방향에 기초해서 영상 전환 회로(2)를 제어한다. 결국, 움직임 벡터의 방향이 좌측에서 우측인 경우에 2차원 영상 신호 a는 좌안용 영상 신호가 출력되는 출력 단자(3)에 전송되고, 지연된 2차원 영상 신호 b는 우안용 영상 신호가 출력되는 출력 단자(4)에 전송된다. 움직임 벡터의 방향이 우측에서 좌측인 경우에는 2차원 영상 신호 a는 우안용 영상 신호가 출력되는 출력 단자(4)에 전송되고, 지연된 2차원 영상 신호 b는 좌안용 영상 신호가 출력되는 출력 단자(3)에 전송된다.
이상과 같이, 상기 2D/3D 영상 변환 장치(12)에서는 2차원 영상 신호에서 피사체가 수평 방향으로 이동하는 신에서는 움직임의 속도에 따른 시차를 갖는 2가지 영상 신호가 발생한다.
출력 단자(3, 4)로부터의 좌우의 영상 신호를, 예를 들면 일본국 특허 공개(평) 3-65943호에 기재된 바와 같은 렌티큘러 방식의 안경이 없는 3D 디스플레이에 공급함으로써 부분적으로 입체감이 있는 입체 화상이 의사적으로 재현된다.
제4도는 상기 2D/3D 영상 변환 장치를 LSI화 시킨 경우의 구체예에 관해 설명한다.
2차원 영상 신호 a는 우선, YC분리 회로(30)에 의해 휘도 신호 Y와 색차 신호 R-Y, B-Y로 분리된다. 휘도 신호 Y는 A/D 변환 회로(31)에 의해 디지탈 신호로 변환된다. 각 색차 신호 R-Y, B-Y는 A/D 변환 회로(32)에 의해 디지탈 신호로 변환된다. A/D 변환된 휘도 신호 및 색차 신호는 2D/3D 변환용 LSI(33)에 입력된다.
LSI(33)에 입력된 휘도 신호 Y는 클램프 회로(331)에서 클램프된 후, 제1 셀렉터 S1 및 제2 셀렉터 S2의 제1 입력 단자, 움직임 벡터 검출 회로(7) 및 외부 부착 필드 메모리군(5)에 공급된다.
필드 메모리군(5)는 기수 필드의 데이타가 기입되는 3가지 필드 메모리 MO1 내지 MO3 및 우수 필드의 데이타가 기입되는 3가지 필드 메모리 ME1 내지 ME3으로 구성되어 있다. 이들 6개의 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3은 서로 병렬로 접속되어 있다. 이들 펄드 메모리의 기입 및 판독은 메모리 제어 회로(332)에 의해 제어된다.
움직임 벡터 검출 회로(7)에서 검출된 움직임 벡터는 CPU(8)에 공급된다. CPU(8)은 이 움직임 벡터의 수평 성분에 기초해서 적합한 지연량을 결정하고, 결정된 지연량에 기초해서 메모리 제어 회로(332)를 제어한다.
LSI(33)에 입력된 각 색차 신호 R-Y, B-Y는 클램프 회로(333)에서 클램프됨과 동시에 각 색차 신호 R-Y, B-Y가 도트 주기에 교대로 나타나는 점순차 신호 R-Y/B-Y로 변환된다. 이 점순차 신호(색차 신호) R-Y/B-Y는 제3 셀렉터 S3 및 제 4 셀렉터 S4의 제1 입력 단자 및 필드 메모리군(5)에 공급된다.
각 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3에는 각각 8비트의 휘도 신호 Y와, 4비트의 색차 신호 R-Y/B-Y로 구성되는 계12비트의 데이타가 공급된다.
필드 메모리 MO1 내지 MO3에서 각각 출력되는 휘도 신호 YO는 제1 셀렉터 S1 및 제2 셀렉터 S2의 제3 입력 단자와, 제5 셀렉터 S5의 제1 입력 단자에 입력된다. 필드 메모리 ME1 내지 ME3에서 각각 출력되는 휘도 신호 YE는 제1 셀렉터 S1 및 제2 셀렉터 S2의 제2 입력 단자와, 제5 셀렉터(5)의 제2 입력 단자에 입력된다.
또, 필드 메모리 MO1 내지 MO3에서 각각 출력되는 색차 신호 CO는 제3 셀렉터 S3 및 제4 셀렉터 S4의 제3 입력 단자와, 제8 셀렉터의 제1 입력 단자에 입력된다. 필드 메모리 ME1 내지 ME3에서 각각 출력되는 색차 신호 CE는 통과 셀렉터 S3 및 보간 셀렉터 S4의 제2 입력 단자와, 제8 셀렉터의 제2 입력 단자에 입력된다.
제2 셀렉터 S2에서 출력되는 휘도 신호 Y, YO또는 YE는 라인 메모리 LM1 및보간 회로(334)에 공급된다. 라인 메모리 LM1에서 1수평 주사 기간 지연된 휘도 신호 Y, YO 또는 YE는 제5 셀렉터 S5의 제3 입력 단자에 입력된다. 제5 셀렉터 S5의 출력은 보간 회로(334)에 공급된다.
상기 보간 회로(334)는 제5 셀렉터 S5의 출력이 입력되는 계수기(도시 생략), 제2 셀렉터 S2의 출력이 입력되는 계수기(도시 생략) 및 이들 계수기의 출력을 가산하는 1개의 가산기(도시 생략)으로 구성되어 있다.
제2 셀렉터 S2의 출력이 입력되는 계수기에서는 제2 셀렉터 S2의 출력에 보간 계수 K가 승산된다. 제5 셀렉터 S5의 출력이 입력되는 계수기에서는 제5 셀렉터 S5의 출력에 보간 계수 (1-K)가 승산된다.
보간 회로(334)의 출력은 우안용 제6 셀렉터 S6 및 좌안용 제7 셀렉터 S7에 공급된다. 마찬가지로, 제1 셀렉터 S1의 출력도 우안용 제6 셀렉터 S6 및 좌안용 제7 셀렉터 S7에 공급된다. 제6 셀렉터 S6의 출력은 우안용 제1 시차 조절 메모리 SM1에 공급되고, 제7 셀렉터 S7의 출력은 좌안용 제2 시차 조절 메모리 SM2에 공급된다.
이들 시차 조절 메모리 SM1, SM2는 수평 방향의 판독 위치를 좌우 독립으로 ± 48 화소분의 범위 내에서 조절하는 것이다. 이로써 시차량이 조절되고 거리간이 조정된다.
제3 셀렉터 S3 및 제4 셀렉터 S4보다 후단의 색차 신호의 처리 회로의 구성은 상술한 휘도 신호의 처리 회로의 구성과 같다. 결국, 라인 메모리 LM2, 제8 셀렉터 S8, 보간 회로(335), 제9 셀렉터 S9, 제10 셀렉터 S10, 제3 시차 조절 메모리SM3 및 제4 시차 조절 메모리 SM4는 상기 라인 메모리 LM1, 상기 제5 셀렉터 S5, 상기 보간 회로(334), 상기 제6 셀렉터 S6, 상기 제7 셀렉터 S7, 상기 제1 시차 조절 메모리 SM1 및 상기 제2 시차 조절 메모리 SM2에 각각 대응하고 있다.
제1 시차 조절 메모리 SM1로부터 출력되는 휘도 신호는 동기 신호 부가 회로(336)에 의해 동기 신호가 부가되어 우안용 휘도 신호 YR이 되고, D/A 변환 회로(34)에 전송된다. 또, 제3 시파 조절 메모리 SM3으로부터 출력되는 색차 신호는 동기 신호 부가 회로(336)에서 동기 신호가 부가된 후에 인코더(337)에 의해 우안용 색 신호 CR로 변환된다. 그리고, 상기 우안용 색 신호 CR은 D/A 변환 회로(34)에 전송된다. D/A 변환 회로(34)에 의해 아날로그 신호로 변환된 우안용 휘도 신호 YR과 우안용 색 신호 CR은 YC 합성 회로(35)에 의해 합성되어 우안용 영상 신호 R이 된다.
제2 시차 조절 메모리 SM2로부터 출력되는 휘도 신호는 동기 신호 부가 회로(336)에서 동기 신호가 부가되어 좌안용 휘도 신호 YL이 되고, D/A 변환 회로(36)에 전송된다. 또, 제4 시차 조절 메모리 SM4로부터 출력되는 색차 신호는 동기 신호 부가 회로(336)에서 동기 신호가 부가된 후에 인코더(337)에 의해 왼쪽눈용색 신호 CL로 변환된다. 이 좌안용 색 신호 CL은 D/A 변환 회로(36)에 전송된다. D/A 변환 회로(36)에 의해 아날로그 신호로 변환된 좌안용 휘도 신호 YL과 좌안용 색 신호 CL은 YC 합성 회로(37)에 의해 합성되고 좌안용 영상 신호 L이 된다.
제5도 및 제6도는 제4도의 2D/3D 영상 변환 장치의 각부의 신호(데이타)를 도시하고 있다. 제5도 및 제6도는 휘도 신호 및 색차 신호 중, 휘도 신호만 도시하고 있다.
이하, 이들 도면을 참조해서 2D/3D 영상 변환 장치의 동작에 관해 설명한다. 휘도 신호의 처리 회로의 동작과, 색차 신호의 처리 회로의 동작은 처리되는 신호가 휘도 신호인지 색차 신호인지의 차이를 제외하고는 동일하므로 여기서는 휘도 신호의 처리 회로의 동작에 관해서만 설명한다.
제5도에 도시한 바와 같이 각 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3에는 메모리 제어 회로(332)로부터의 기입 펄스에 의해 MO1, ME1, MO2, ME2, MO3, ME3 순서로 2차원 영상 신호의 휘도 신호 Y가 1필드마다 순차 기입된다. 그리고, 6필드 후에 모든 필드 메모리에 기입이 완료된다. 이 상태에서 각 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3에는 제1 필드에서 제6 필드까지의 데이타가 중복되지 않고 각각 기입되어 있다.
각 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3은 다음으로 기입 펄스가 입력될때까지 데이타 내용을 보유하고 있다. 그리고, 7필드째에 기입 펄스가 필드 메모리 MO1에 공급되면 그 데이타 내용이 제7 필드의 것으로 치환된다. 이와 같이 각 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3의 데이타 내용은 각각 6필드마다 데이타가 치환된다.
이와 같이, 상기 실시예에서는 6개의 필드 메모리가 병렬로 접속되어 있고, 각 필드마다 하나의 필드 메모리에만 데이타가 기입되어 있다. 따라서, 필드 메모리를 직렬로 접속해서 각 필드마다 모든 필드 메모리에 대해 데이타의 기입(필드 메모리 사이에서는 데이타가 순차 전송된다)을 행하는 방법에 비해 소비 전력을 대폭적으로 삭감시킬 수 있다.
필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3의 판독의 제어는 다음과 같이 행한다. CPU(8)에 의해 움직임 벡터(피사체의 움직임)에 따른 지연량이 결정된다. 메모리 제어 회로(332)는 CPU(8)에 의해 결정된 지연량(지연 필드수)에 대응하는 필드의 데이타가 기억되어 있는 필드 메모리를 선택하고 선택된 필드 메모리에 판독 펄스를 출력한다.
예를 들면, 제5도에 도시한 바와 같이 현재 필드의 데이타가 03이고, 지연 필드수가 2필드인 경우에는 현재 필드에서 2필드 전의 필드의 데이타 02가 기억되어 있는 MO2에 판독 펄스가 공급되고, 데이타 O2가 MO2에서 판독된다.
다음으로, 각 셀렉터의 동작에 관해 상세히 설명한다. 각 셀렉터는 CPU(8)로부터의 제어 신호에 의해 선택 동작을 행한다. 본 실시예에서는 제1 통상 모드와, 제2 통상 모드와, 편집 모드가 있고, 자유롭게 설정할 수 있도록 되어 있다. 우선, 제1 통상 모드가 설정되어 있는 경우의 동작에 관해 설명한다.
(1) 제1 통상 모드
제1 통상 모드가 설정되어 있는 경우에는 2D/3D 영상 변환 장치(12)의 각부의 신호는 제5도에 도시한 바와 같이 된다.
제1 통상 모드가 설정되어 있는 경우에는 (a) 보간이 행해지지 않은 필드와, (b) 필드 내 보간이 행해지는 필드가 존재한다.
그런데, 3D 모니터(13)에 동시에 공급되는 좌안용 영상 신호와 우안용 영상 신호 중, 한쪽이 기수 필드이고, 다른쪽이 우수 필드인 경우에는 좌우의 영상 사이에 수직 방향으로 변동이 생기게 된다.
그래서, 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3으로부터 판독된 휘도 신호 YO 또는 YE(지연 휘도 신호)의 필드와, 클램프 회로(331)로부터 출력된 휘도 신호 Y의 필드와의 조합이 우수 필드와 기수 필드의 조합인 경우에는 지연 휘도 신호에 대해 수직 방향으로 필드 내 보간 처리가 행해진다. 그리고, 필드 내 보간 처리에 의해 얻어진 신호가 한쪽 눈에 제시되는 지연 휘도 신호로서 이용된다.
필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3으로부터 판독된 휘도 신호 YO 또는 YE(지연 휘도 신호)의 필드와, 클램프 회로(331)로부터 출력된 휘도 신호 Y의 필드 와의 조합이 우수 필드끼리의 조합 또는 기수 필드끼리의 조합인 경우에는 필드 메모리로부터 판독된 지연 휘도 신호가 그대로 한쪽 눈에 제시되는 지연 휘도 신호로서 이용된다.
제1 셀렉터 S1은 항상 클램프 회로(331)로부터의 휘도 신호 Y를 선택하고 있고, 우안용 제6 셀렉터 S6 및 좌안용 제7 셀렉터 S7에 지연되지 않은 현재 필드의 휘도 신호 Y를 공급한다.
한편, 제2 셀렉터 S2는 제5도에 도시한 바와 같이 지연 필드수와, 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 우수인지 기수인지에 기초해서 휘도 신호 Y, YO 또는 YE 중 어느 하나를 선택해서 출력한다. 결국, 지연 필드수가 0인 경우에는 휘도 신호 Y가 선택된다. 지연 필드수가 0 이외인 경우에는 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 기수 필드라면 휘도 신호 YO가 선택되고, 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 우수 필드라면 휘도 신호 YE가 선택된다.
제5 셀렉터 S5는 항상 라인 메모리 LM1을 선택하고 있다. 따라서, 보간 회로(334)에는 제2 셀렉터 S2로부터 출력된 휘도 신호 Y, YO 또는 YE와, 이 휘도 신호가 1수평 주사 기간 지연된 신호가 입력된다.
상기 보간 회로(334)의 보간 계수는 CPU(8)에 의해 설정된다. 제1 셀렉터 S1로부터 출력되는 휘도 신호 Y와, 제2 셀렉터 S2로부터 출력되는 휘도 신호 Y, YO 또는 YE가 모두 기수 필드이거나, 모두 우수 필드인 경우에는 K=1로 되고, 필드 내 보간은 행해지지 않는다. 결국, 지연 필드수가 0 또는 우수인 경우에는 필드 내 보간은 행해지지 않는다. 따라서, 이 경우에는 보간 회로(334)로부터는 제2 셀렉터 S2의 출력 Y, YO 또는 YE가 출력된다.
제1 셀렉터 S1로부터 출력되는 휘도 신호 Y의 필드와, 제2 셀렉터 S2로부터 출력되는 휘도 신호 YO 또는 YE의 필드 중 한쪽이 기수 필드이고, 다른쪽이 우수 필드인 경우에는 K=0.5가 되고, 필드 내 보간이 행해진다. 결국, 지연 필드수가 기수인 경우에는 필드 내 보간이 행해진다. 따라서, 이 경우에는 보간 회로(334)로부터는 제2 셀렉터 S2로부터 출력되는 지연 휘도 신호 YO 또는 YE에 대해 필드 내 보간된 신호가 출력된다.
보간 회로(334)로부터 출력되는 휘도 신호 및 제1 셀렉터 S1로부터 출력되는 휘도 신호 Y는 제6 셀렉터 S6 및 제7 셀렉터 S7의 양쪽에 공급된다. 이들 양 셀렉터 S6, S7은 제3도에서의 영상 전환 회로(2)를 구성하고 있고, 움직임 벡터의 방향에 따라 제1 셀렉터 S1의 출력 Y 및 보간 회로(334)의 출력 Y, YO, YE 중, 한쪽을 우안용 시차 조절 메모리 SM1에, 다른쪽을 좌안용 시차 조절 메모리 SM2에 전송한다. 그리고, 이들 시차 조절 메모리 SM1, SM2에서 시차량이 조절된다.
(2) 제2 통상 모드
다음으로, 제2 통상 모드가 설정되어 있는 경우의 각 셀렉터의 동작에 관해 설명한다. 이 경우의 2D/3D 영상 변환 장치(12)의 각부의 신호는 제6도에 도시한 바와 같이 된다.
제2 통상 모드가 설정되어 있는 경우에는 (a) 보간이 행해지지 않은 필드와, (b) 필드 내 보간이 행해지는 필드와, (c) 필드 간 보간이 행해지는 필드가 존재한다.
지연 필드수가 변화했을 때에는 현재 필드의 영상에 비해 지연 영상의 움직임이 원활하지 않게 된다. 그래서, 제2 통상 모드에서는 지연 필드수가 변화한 직후의 필드에서는 지연 필드수에 대응하는 지연 영상에 대해 필드 간 보간 처리를 행함으로써 움직임을 원활하게 하고 있다.
지연 필드수가 변화하지 않은 필드에서는 제1 통상 모드가 설정되어 있는 경우와 같은 동작이 행해진다.
제2 통상 모드에서는 지연 필드수가 n에서 n+1로 변화했을 때에는 지연 필드수 n에 대응하는 지연 필드의 영상과, 지연 필드수 n+1에 대응하는 지연 필드의 영상이 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3에서 각각 판독된다. 제6도에서는 예를 들면 현재 필드의 데이타가 03으로 되었을 때에는 지연 필드수가 1에서 2로 변화하므로 1필드 전의 데이타 E2와 2필드 전의 데이타 02가 필드 메모리로부터 판독된다.
지연 필드수가 n에서 n-1로 변화했을 때에는 지연 필드수 n에 대응하는 지연 필드의 영상과, 지연 필드수 n-1에 대응하는 지연 필드의 영상이 필드 메모리 MO1 내지 MO3, ME1 내지 ME3에서 각각 판독된다 제6도에서는 예를 들면 현재 필드의 데이타가 08로 되었을 때에는 지연 필드수가 3에서 2로 변화하므로 3필드 전의 데이타 E6과 2필드 전의 데이타 07이 필드 메모리로부터 판독된다.
제1 셀렉터 S1은 항상 클램프 회로(331)로부터의 휘도 신호 Y를 선택하고 있고, 좌안용 제6 셀렉터 S6 및 우안용 제7 셀렉터 S7에 지연되지 않은 현재 필드의 휘도 신호 Y를 공급한다.
한편, 제2 셀렉터 S2는 제6도에 도시한 바와 같이 휘도 신호 Y, YO 또는 YE 중 어느 하나를 선택해서 출력한다. 결국, 지연 필드수가 0에서 1로 변화한 필드에서는 휘도 신호 Y가 선택된다. 지연 필드수가 0에서 1로 변화한 필드를 제외하고는 제1 통상 모드와 마찬가지로, 지연 필드수가 0인 경우에는 휘도 신호 Y가 선택된다. 또, 지연 필드수가 0 이외인 경우에는 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 기수 필드라면 휘도 신호 YO가 선택되고, 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 우수 필드라면 휘도 신호 YE가 선택된다.
제5 셀렉터 S5는 필드 간 보간을 행하는 필드에서는, 즉 지연 필드수가 변화한 필드에서는 다음과 같은 규칙에 의해 휘도 신호 YO 또는 YE를 선택해서 출력한다. 결국, 지연 필드수가 0에서 1로 변환한 필드에서는 1필드 전의 필드가 기수 필드라면 휘도 신호 YO가 선택되고, 1필드 전의 필드가 우수 필드라면 휘도 신호 YE가 선택된다.
지연 필드수가 O에서 1 이외의 변화를 한 필드에서는 현재 필드를 기준으로 해서 변화 전의 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 기수 필드라면 휘도 신호 YO가 선택된다. 또, 현재 필드를 기준으로 해서 지연 필드수에 대응하는 지연 필드가 우수 필드라면 휘도 신호 YE가 선택된다.
필드 간 보간을 행하는 필드 이외의 필드에 있어서, 제1 셀렉터 S1에서 출력되는 휘도 신호 Y의 필드와, 제2 셀렉터 S2에서 출력되는 지연 휘도 신호 YO 또는 YE의 필드 중, 한쪽이 기수 필드이고, 다른쪽이 우수 필드인 경우에는 제5 셀렉터 S5에 의해 라인 메모리 LM1의 출력이 선택된다.
보간 회로(334)의 보간 계수 K는 지연 필드수가 변화한 직후의 필드라면 필드 간 보간을 행하기 때문에 K=0.5로 된다. 이 경우에는 현재 필드의 지연 필드수에 대응하는 지연 필드와, 하나 전의 필드에서 선택된 지연 필드와의 데이타가 보간 회로(334)에 공급된다. 제6도에서 현재 필드가 03인 경우에는 데이타 02와 E2가 보간 회로(334)에 공급된다. 그리고, 보간 회로(334)에서는 이들 인접하는 2개의 필드 데이타의 산술 평균이 구해지므로 화상의 움직임이 평활화된다.
필드 간 보간이 행해지는 필드 이외의 필드에서, 제1 셀렉터 S1로부터 출력되는 휘도 신호 Y의 필드와, 제2 셀렉터 S2로부터 출력되는 지연 휘도 신호 YO 또는 YE의 필드 중, 한쪽이 기수 필드이고, 다른쪽이 우수 필드인 경우에는 필드 내 보간을 행하기 위해 K=0.5로 된다.
이들 이외의 필드에서는 K=1로 되어 필드 간 보간 및 필드 내 보간 어느쪽도 행할 수 없다.
제6도의 예에서는 현재 필드 Y가 02, 03, 04, 05, 07, 08, 09인 필드에서는 필드 간 보간이 행해진다. 또, 현재 필드 Y가 E2, E4, E7, E9인 필드에서는 필드 내 보간이 행해진다.
또한, 제2 통상 모드에서의 제6 셀렉터 S6 및 제7 셀렉터 S7의 동작은 제1 통상 모드에서의 동작과 같다.
(3) 편집 모드
다음으로, 편집 모드에 관해 설명한다.
상기 2개의 통상 모드에서는 우안용 제6 셀렉터 S6 및 좌안용 제7 셀렉터 S7의 출력은 각각 움직임 벡터의 방향에 의해 상보적으로 현재 휘도 신호와 지연 휘도 신호가 불규칙적으로 교체된다. 따라서, 지연 휘도 신호는 좌안용 영상 신호로서 출력되는 경우와, 우안용 영상 신호로서 출력되는 경우가 있다.
또, 현재 휘도 신호와 지연 휘도 신호[예를 들면, 제5도의 현재 필드 Y와 보간 회로(334)의 출력]를 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이 지연 휘도 신호는 시간축 방향에서 필드 순서의 규칙성이 깨진다. 특히, 지연 필드수가 감소하는 과정에서는 솎아내어 버리는 필드가 존재한다. 이 때문에, 지연 휘도 신호는 원래의 화상의 재현성이 손상되게 된다.
따라서, 좌안용 영상 신호 또는 우안용 영상 신호 중 어느 하나를 선택해도 현재 지연 휘도 신호와 지연 휘도 신호가 혼재하기 때문에, 이 출력을 사용해서 편집을 행하는 것은 바람직하지 않다. 즉, 편집시에는 좌안용 영상 신호 또는 우안용 영상 신호 중, 적어도 한쪽에는 원래의 화상과 필드 순서가 일치하는 신호를 얻어야만 한다.
본 실시예의 LSI(33)을 상기 편집 모드에서 동작시키는 경우에는 필드 메모리의 출력 단자와, 필드 메모리의 출력이 입력되는 LSI(33)의 입력 단자의 사이에 외부 셀렉터를 설치할 필요가 있다. 또, 필드 메모리의 수를 13개 정도로 증가시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 편집 모드에서는 우안용 제6 셀렉터 S6은 제1 셀렉터 S1의 출력을 우안용 시차 조절 메모리 SM1에 항상 공급하도록 설정된다. 따라서, 제1 셀렉터 S1의 출력이 항상 우안용 출력이 되도록 선택된다. 또, 좌안용 제7 셀렉터 S7은 보간 회로(334)의 출력을 파안용 시차 조절 메모리 SM2에 항상 공급하도록 설정된다. 따라서, 보간 회로(334)의 출력이 항상 좌안용 출력이 되도록 선택된다.
또, 제1 셀렉터 S1은 항상 제3 입력 단자를 선택하도록 설정되고, 제2 셀렉터 S2는 항상 제2 입력 단자를 선택하도록 설정된다. 상기 외부 셀렉터는 제1 셀렉터 S1에 대해서는 현재 필드에 대해 지연량이 일정한 필드의 데이타(메모리 출력)을 선택해서 제1 셀렉터 S1의 제3 입력 단자에 공급한다. 또, 상기 외부 셀렉터는 제1 셀렉터 S1에 공급되는 지연량 일정의 필드의 데이타를 기준으로 해서 움직임 벡터에 따른 가변 지연량에 대응하는 필드의 데이타(메모리 출력)을 선택해서 제2 셀렉터 S2의 제2 입력 단자에 공급한다.
이와 같이 함으로써, 편집시에는 항상 한쪽의 출력 단자에는 원래의 화상과 필드 순서가 동일한 신호를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시예에서의 2D/3D 영상 변환 장치는 좌안용 영상과 우안용 영상 사이에 시차를 발생시키는 방법으로서 2차원 영상 신호로부터 시간차를 갖는 2개의 신호를 발생시키도록 하고 있으나, 휘도차를 갖는 2개의 신호를 발생시키고, 펄프리취 효과(Pulfrich effect)에 의해 입체 관측를 실현해도 된다.
제7도는 휘도차를 갖는 2개의 신호를 발생시키는 2D/3D 영상 변환 장치의 실시예를 도시하고 있다. 제7도에서 제3도와 같은 것에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 2D/3D 영상 변환 장치에서는 제3도의 필드 메모리군(5) 및 메모리 제어회로(6) 대신 휘도 레벨을 0db 내지 -10db 사이에 감쇠하는 감쇠기(9) 및 게인 제어 회로(10)을 사용하고 있다.
상기 감쇠기(9) 및 게인 제어 회로(10)은 제3도의 2D/3D 영상 변환 장치와 같이 움직임 벡터의 크기에 기초해서 제어된다. 결국, 피사체의 움직임이 크고 움직임 벡터가 큰 경우에는 감쇠기(9)의 휘도 감쇠량이 적어지도록 제어된다. 피사체의 움직임이 작거나 또는 슬로우모션 재생시와 같이 움직임 벡터가 작은 경우에는 휘도 감쇠량이 많아지도록 제어된다.
또한, 감쇠기의 감쇠량은 0 내지 -10db에 한정되지 않고, 보다 저속의 슬로우모션 재생에 사용되는 경우에는 -수10db의 감쇠량을 부여하도록 하면 된다. 또, 감쇠기 대신에 이득 가변 앰프를 사용해도 된다.
또, 본 발명은 상기 실시예와 같이 기존의 2차원 영상 소프트웨어를 3차원 영상 소프트웨어로 변환시키는 경우뿐만 아니라 예를 들면 비디오 카메라 또는 CG 제작 장치로부터의 리얼 타임으로 출력되는 2차원 영상 신호를 리얼 타임으로 3차원 영상 신호로 변환시키는 경우에도 적용할 수 있다.
제8도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 다른 예를 도시한다.
상기 2D/3D 영상 변환 시스템에서는 입력 신호가 2차원 영상 신호 또는 3차원 영상 신호 중 어느 것에나 대응할 수 있는 구성으로 되어 있다.
3차원 영상 신호가 입력되는 3D용 입력 단자(14, 15) 및 2차원 영상 신호가 입력되는 2D용 입력 단자(16)이 설치되어 있다. 그리고, 2차원 영상 신호 또는 3차원 영상 신호 중 어느 한쪽이 입력된다.
전환 스위치 S는 입력 신호의 종류에 따라 자동적으로 전환된다. 3D용 입력 단자(14, 15)로부터 입력되는 3차원 영상 신호는 각각 제1 영상 검출 회로(17)에 입력된다. 제1 영상 검출 회로(17)에서는 각 3차원 영상 신호의 유무가 검출된 후에 그 검출 신호의 논리곱 출력이 제어 회로(19)에 공급된다.
2D용 입력 단자(16)으로부터 입력되는 2차원 영상 신호는 제2 영상 검출 회로(18)에 입력되어 영상 신호의 유무가 검출되고, 그 검출 신호가 제어 회로(19)에 공급된다.
제어 회로(19)는 제1 영상 검출 회로(17)의 출력이 "유"이고, 제2 영상 검출회로(18)의 출력이 "무"일 때에는 전환 스위치 S를 a측으로 전환한다.
제1 영상 검출 회로(17)의 출력이 "무"이고, 제2 영상 검출 회로(18)의 출력이 "유"일 때에는 제어 회로(19)는 전환 스위치 S를 b측으로 전환한다.
결국, 상기 2D/3D 영상 변환 시스템에서는 2차원 영상 신호가 입력되어 있는지 3차원 영상 신호가 입력되어 있는지가 자동적으로 판별된다. 3차원 영상 신호가입력되어 있을 때에는 그 3차원 영상 신호가 전환 스위치 S를 통해 3D 모니터(13)에 공급된다. 2차원 영상 신호가 입력되어 있을 때에는 그 2차원 영상 신호는 2D/3D 영상 변환 장치(12)에 의해 3차원 영상 신호로 변환되고, 얻어진 3차원 영상 신호가 전환 스위치 S를 통해 3D모니터(13)에 공급된다.
2D/3D 영상 변환 장치(12) 및 전환 스위치 S는 3D 모니터(13)에 내장되어 있어도 된다.
제9도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시하고 있다.
2D/3D호환 VTR(11)에는 출력 단자(20, 21) 및 판별 출력 단자(22)가 설치되어 있다. 3D 모드시에는 출력 단자(20)에 L채널의 신호가 출력되고, 출력 단자(21)에 R채널의 신호가 출력된다. 2D모드시에는 출력 단자(20)에 2차원 영상 신호가 출력된다.
또, 판별 출력 단자(22)에는 3D모드시에 "H", 2D모드시에는 "L"의 판별 신호가 출력된다. 이 판별 신호는 2D/3D 호환 VTR(11) 내의 시스템 콘트롤러(도시생략)에 의해 설정 모드에 따라 생성되고, 2D/3D 영상 변환 장치(12) 및 전환 스위치 S에 공급된다.
2D/3D 호환 VTR(11)의 출력 단자(20)은 2D/3D 영상 변환 장치(12)의 입력 단자에 접속되어 있다.
3D 모드시에는 "H"의 판별 신호에 의해 전환 스위치 S가 a측으로 전환된다. 따라서, 2D/3D 호환 VTR(11)의 출력 단자(20, 21)로부터의 L채널과 R채널 신호는 전환 스위치 S를 통해 출력된다.
2D 모드시에는 "L"의 판별 신호에 의해 2D/3D 영상 변환 장치(12)의 전원이 투입됨과 동시에 전환 스위치 S가 b측으로 전환된다. 이 경우에는 2D/3D 호환 VTR(11)의 출력 단자(20)으로부터의 2차원 영상 신호는 2D/3D 영상 변환 장치(12)에 의해 3차원 영상 신호로 변환되고, 얻어진 3차원 영상 신호가 전환 스위치 S를 통해 출력된다.
2D/3D 영상 변환 장치(12) 및 전환 스위치 S는 2D/3D호환 VTR(11)에 내장되어 있어도 된다.
제10도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시한다.
2D모드시에는 2D비디오 카메라(23)의 출력이 그대로 2D/3D호환 VTR(11)의 2D 입력 단자(24)에 공급된다. 또, 3D 모드시에는 2D 비디오 카메라(23)의 출력은 2D/3D 영상 변환 장치(12)에서 3차원 영상 신호로 변환되고, 얻어진 2채널의 신호가 각각 입력 단자(25) 및 입력 단자(26)에 공급된다.
2D/3D 호환 VTR(11)은 2D 모드시에는 입력 단자(24)로부터 입력되는 신호를 기록 매체에 기록한다. 3D 모드시에는 입력 단자(25, 26)으로부터 입력되는 2채널 신호를 각각 기록 매체에 기록한다.
2D/3D 영상 변환 장치(12)는 2D 비디오 카메라(23)에 내장되어 있어도 된다.
제11도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시한다.
2D 영상 재생 장치(101)에는 통상의 비디오 테이프 레코더, 비디오 디스플레이어 등을 포함한다. TV 방송 수신 장치(102)에는 안테나나 케이블을 통해 전송된 2차원의 텔레비전 신호를 수신하는 텔레비전 튜너나 CATV튜너 등이 포함된다.
2D 영상 재생 장치(101)에 의해 재생된 2차원 영상 신호 및 TV 방송 수신 장치(102)에 의해 수신되어 복조된 2차원 영상 신호 중, 사용자에 의해 전환되는 스위치(103)에 의해 선택된 2차원 영상 신호(104)는 2D/3D 영상 변환 장치(12)에 공급된다.
2D/3D 영상 변환 장치(12)에서는 이미 설명한 바와 같이, 입력된 2차원 영상 신호가 서로 시차를 갖는 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L로 구성된 3차원 영상 신호로 변환된다. 2D/3D 영상 변환 장치(12)로부터 출력되는 우안용 영상 신호 R 및 좌안용 영상 신호 L은 동시/순차 신호 변환 장치(105)에 공급된다.
동시/순차 신호 변환 장치(105)는 병렬로 동시에 입력되는 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L을 일정 시간마다 교대로 전환해서 직렬로 출력한다. 변환 장치(105)에 의해 순차화된 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L은 영상 표시 장치에 공급된다.
상기 영상 표시 장치로서는 수상기를 이용한 통상의 텔레비전 수상기(106), 프로젝터(107), 소형 액정 텔레비전(108) 등이 이용된다.
동시/순차 신호 변환 장치(105)의 동작에 관해 더욱 상세히 설명한다.
입력된 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 모두 2:1의 인터레이스 형식으로 되어 있는 경우에는 제12a도 및 제12b도에 도시한 바와 같이 변환 장치(105)로부터 기수 필드를 출력하는 타이밍에는 우안용 영상 신호 R만이 출력되고, 변환 장치(105)로부터 우수 필드를 출력하는 타이밍에는 좌안용 영상 신호 L만이 출력된다. 따라서, 텔레비전 수상기 등의 영상 표시 장치에는 1필드마다 우안용영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 교대로 입력되게 된다.
또, 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 모두 2:1의 인터레이스 형식인 경우에도 신호 변환 장치(105)는 1프레임(2필드)마다 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L을 교대로 출력하도록 해도 된다. 이 경우에는 텔레비전 수상기 등의 영상 표시 장치에는 기숙 필드와 우수 필드로 구성되는 우안용 영상 신호 R과, 기수 필드와 우수 필드로 구성되는 좌안용 영상 신호 L이 1프레임마다 교대로 공급된다.
우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 모두 인터레이스 형식인 경우에는 영상 표시 장치에는 1프레임마다 그 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 영상 표시 장치에 공급된다.
입력된 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 모두 2:1의 인터레이스 형식으로 되어 있는 경우나, 모두 논인터레이스 형식인 경우라도 복수 필드 또는 복수 프레임마다 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 교대로 영상 표시 장치에 공급되도록 해도 된다.
텔레비전수상기 등의 영상 표시 장치로부터의 영상을 입체 관측하는 경우에는 입체 관측용 안경(109)가 이용된다. 안경(109)의 우안측 부분과 좌안측 부분은 한쪽이 투광 상태로 다른쪽이 차광 상태로 되도록 전환되도록 되어 있다. 상기 전환은 우안용 영상 R과 좌안용 영상 L의 전환에 동기하여 행해진다.
결국, 영상 표시 장치가 우안용 영상 R을 표시 또는 영출하고 있을 때에는 안경(109)의 우안측 부분이 투광 상태로 되고, 안경(109)의 좌안측 부분이 차광 상태로 된다. 역으로, 좌안용 영상 L이 표시 또는 영출되고 있을 때에는 안경(109)의 좌안측 부분이 투광 상태로 되고, 안경(109)의 우안측 부분이 차광 상태로 된다.
안경(109)는 광 투과 상태를 전기적으로 전환하도록 하기 때문에 통상은 편광판이나 액정 패널에 의해 제작된다. 그러나, 편광판이나 액정 패널을 이용하지 않고 셔터 기구에 의해 광 투과 상태를 기계적으로 전환하도록 해도 된다. 또, 안경(109)의 투과 상태의 전환은 동시/순차 신호 변환 장치(105)로부터 케이블(110) 또는 전파를 통해 부여되는 전환 신호에 의해 행해진다.
또한, 영상 표시 장치로서 프로젝터(107)을 이용한 경우에는 프로젝터(107)로부터의 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L이 스크린(111)에 투영된다. 이 경우에 관찰자는 입체 관측용 안경(109)를 쓰고 상기 스크린(111)에 사출된 영상을 본다.
제2도의 실시예에서 이미 서술한 바와 같이 2D/3D 영상 변환 장치(12)로부터의 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L을 입체 관측용 안경을 사용하지 않는 소위 안경이 없는 3D 디스플레이에 직접 공급해서 입체 영상을 볼 수도 있다.
상기 안경이 없는 3D 디스플레이는 우안용 영상 신호 R과 좌안용 영상 신호 L을 화소마다 인터리브해서 영출하는 액정 표시 장치(또는 액정 프로젝터)와, 그 표시 화면(또는 투사 스크린 화면)에 배치한 렌티큘러 렌즈 시트 또는 패럴렉스 배리어 시트의 조합 등에 의해 실현할 수 있다.
또한, 영상 재생 장치(101) 또는 TV 방송 수신 장치(102)로부터 얻어지는 2차원 영상의 모든 신을 3차원 영상으로 변환시켜도 된다. 2차원 영상 중 예를 들면일정 방향으로 움직이는 피사체가 존재하는 신 등과 같이 3차원 영상에 적합한 신만을 3차원 영상으로 변환시키도록 해도 된다.
2차원 영상의 특정 신을 3차원 영상으로 변환시키는 경우에는 2차원 영상의 특정 신을 자동적으로 검출하고, 검출된 신을 3차원 영상으로 변환시킨다. 2차원 영상이 텔레비전 방송 등에 의한 것인 경우, 2차원 영상의 특정 신을 다음과 같이 해서 자동적으로 검출하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 제13도에 도시한 바와 같이 상기 특정 신의 텔레비전 영상 신호 직전의 수직 블랭킹 기간 내의 적당한 수평 기간에 2D/3D 영상 변환해야 할 신인 것을 나타내는 데이타(3D 변환 데이타)를 미리 텔레비전 방송국이나 CATV 중계국측에서 삽입해서 송출한다. 그리고, 상기 3D 변환 데이타를 제13도의 2D/3D 영상 변환 장치(12)가 검출했을 때, 그 후에 나타나는 상기 특정 신을 자동적으로 2D/3D 영상 변환시킨다.
3D 변환 데이타는, 예를 들면 제14도에 도시한 바와 같이 특정 신에 관해 2D/3D 영상 변환을 행하는지의 여부를 나타내는 데이타(온/오프), 특정 신의 피사체의 움직임 방향을 나타내는 데이타(좌/우) 및 지연량을 나타내는 데이타로 구성된다.
또한, 제11도에서는 2차원 영상 신으로서는 영상 재생 장치(101) 및 TV 방송 수신 장치(102)밖에 도시하지 않았지만, 2차원 영상 신호를 출력하는 것이라면 이이외에 통상의 비디오 카메라나 2차원 CG 제작 장치에 의해 얻어지는 2차원 영상 신호라도 된다.
제1도는 본 발명에 의한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법의 기본적인 방식을 도시한 모식도.
제2도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 전체적인 구성을 도시한 블럭도.
제3도는 2D/3D 영상 변환 장치의 구성을 도시한 개략 블럭도.
제4도는 2D/3D 영상 변환 장치의 상세한 구성을 도시한 블럭도.
제5도는 제1 통상 모드에서의 2D/3D 영상 변환 장치의 각부의 신호를 도시한 타임차트.
제6도는 제2 통상 모드에서의 2D/3D 영상 변환 장치의 각부의 신호를 도시한 타임차트.
제7도는 2D/3D 영상 변환 장치의 다른 예를 도시한 블럭도.
제8도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 다른 예를 도시한 블럭도.
제9도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시한 블럭도.
제10도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시한 블럭도.
제11도는 2D/3D 영상 변환 시스템의 또 다른 예를 도시한 블럭도.
제12도는 우안용 영상 R과 좌안용 영상 L을 도시한 모식도.
제13도는 3D 변환 데이타의 삽입 위치를 도시한 타임차트.
제14도는 3D 변환 데이타의 포맷을 도시한 모식도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 2D/3D 호환 VTR
12 : 2D/3D 영상 변환 장치
13 : 3D 모니터

Claims (16)

  1. 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법에 있어서,
    2차원 영상 신호로부터 제1 영상 신호와, 상기 제1 영상 신호로부터 지연된 제2 영상 신호를 생성하고, 이들 신호중 하나를 좌안 영상 신호로 하고 다른 신호를 우안 영상 신호로 하는 단계를 포함하며,
    상기 2차원 영상 신호에 의해 표현되는 영상은 움직임부를 포함하고,
    상기 움직임부에서의 움직임의 속도에 관한, 상기 제1 영상 신호에 대응하는 필드에서 상기 제2 영상 신호에 대응하는 필드에 존재하는 필드수로 지연이 표시되며, 상기 속도는 상기 제1 영상 신호로부터 검출된 움직임 벡터의 수평 성분에 기초하여 결정되고,
    상기 움직임부에서의 움직임의 속도가 빠를수록 상기 지연은 적어지며, 상기 움직부에서의 움직임의 속도가 느릴수록 지연이 커지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 영상 신호는, 상기 2차원 영상 신호가 일단 메모리에 격납되고, 상기 메모리에 격납되어 있는 2차원 영상 신호 중에서 상기 움직임부의 움직임의 속도에 기초해서 결정된 지연에 대응하는 2차원 영상 신호가 판독됨으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호 중, 어느 하나를 상기 좌안 영상 신호로 하고, 어느 하나를 우안 영상 신호로 하는가는 상기 움직임부의 움직임 방향에 기초해서 결정되는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 움직임부의 움직임의 방향이 좌에서 우로 향하는 방향인 경우에는 상기 제1 영상 신호가 좌안 영상 신호로 되고, 상기 제2 영상 신호가 우안 영상 신호로 되며, 상기 움직임부의 움직임의 방향이 우측에서 좌측으로 향하는 방향인 경우에는 상기 제1 영상 신호가 우안 영상 신호로 되고, 상기 제2 영상 신호가 좌안 영상 신호로 되는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 영상 신호와 이에 대응하는 상기 제2 영상 신호의 필드의 종류가 다를 때에는 상기 제1 영상 신호 또는 상기 제2 영상 신호 중 어느 한쪽에 대해 필드 내 보간 처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 지연이 변화한 직후의 필드에서는 상기 제2 영상 신호에 필드 간 보간 처리가 행해지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  7. 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법에 있어서,
    2차원 영상 신호로부터, 제1 영상 신호와, 상기 제1 영상 신호에 대해 휘도가 감쇠된 제2 영상 신호를 생성하고, 이들 신호중 하나를 좌안 영상 신호로 하고, 다른 하나를 우안 영상 신호로 하는 단계를 포함하고,
    상기 2차원 영상 신호로 표현되는 영상은 움직임부를 포함하고,
    상기 제1 영상 신호에 대한 상기 제2 영상 신호의 휘도 감쇠량은 상기 움직임부에서의 움직임의 속도에 기초하여 결정되며, 상기 속도는 상기 제1 영상 신호로부터 검출된 움직임 벡터의 수평 성분에 기초하여 결정되며,
    상기 움직임의 속도가 빠를수록 상기 휘도의 감쇠량은 적어지고, 상기 움직임부에서의 움직임의 속도가 느를수록 상기 휘도의 감쇠량은 커지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 영상 신호는, 상기 움직임부의 움직임의 속도에 기초해서 결정되는 상기 휘도 감쇠량에 따라 상기 2차원 영상 신호의 휘도를 가변 휘도 조정 수단에 의해 감쇠시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 방법.
  9. 3D 영상 표시 시스템에 있어서,
    2차원 영상 신호로부터, 제1 영상 신호와, 이로부터 지연된 제2 영상 신호를 생성하며 상기 신호들중 어느 하나를 우안 영상 신호로 하고 다른 하나를 좌안 영상 신호로 함으로써, 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 2D/3D 영상 변환 장치-상기 2차원 영상 신호에 의해 표현되는 영상은 움직임부를 포함함 -; 및
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어지는 우안 영상 신호와 좌안 영상 신호에 기초해서 3차원 영상을 실현시키기 위한 표시 장치
    를 포함하며,
    상기 움직임부에서의 움직임의 속도에 관한, 상기 제1 영상 신호에 대응하는 필드에서 상기 제2 영상 신호에 대응하는 필드에 존재하는 필드수로 지연이 표시되며, 상기 속도는 상기 제1 영상 신호로부터 검출된 움직임 벡터의 수평 성분에 기초하여 결정되고,
    상기 움직임부에서의 움직임의 속도가 빠를수록 상기 지연은 적어지며, 상기 움직부에서의 움직임의 속도가 느릴수록 지연이 커지는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 표시 장치는, 상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 동시에 표시하는 3차원 영상 표시용 모니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 소정 필드 수마다 또는 소정 프레임 수마다 교대로 전환하여, 상기 전환에 의해 얻어진 신호를 표시하는 2차원 영상 표시용 모니터; 및
    좌안 부분과 우안 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투광 상태로, 다른쪽이 차광 상태로 되도록 전환할 수 있는 3차원 영상 관측용 안경을 포함하고,
    상기 3차원 영상 관측용 안경의 좌안 부분과 우안 부분은, 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호와의 전환에 동기하여 상기 좌안 부분과 상기 우안측 부분 중 상기 모니터에 표시되어 있는 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태가 되도록 전환되는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 소정 필드 수마다 또는 소정 프레임 수마다 교대로 전환하여 상기 전환에 의해 얻어진 신호를 투사하는 2차원 영상 표시용 프로젝터; 및
    좌안 부분과 우안 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투광 상태로 다른쪽이 차광 상태로 되도록 전환할 수 있는 입체 관측용 안경을 포함하고,
    상기 입체 관측용 안경의 좌안 부분과 우안 부분은, 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호의 전환에 동기하여 상기 좌안 부분과 우안 부분 중 상기 프로젝터에 의해 투사된 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태가 되도록 전환되는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  13. 3D 영상 표시 시스템에 있어서,
    2차원 영상 신호로부터, 제1 영상 신호와, 이에 대해 감쇠된 휘도를 갖는 제 2 영상 신호를 생성하고, 상기 신호들 중 하나를 우안 영상 신호로 하고 다른 하나를 좌안 영상 신호로 함으로써, 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환시키는 2D/3D 영상 변환 장치- 상기 2차원 영상 신호에 의해 표현되는 영상은 움직임부를 포함함-; 및
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호에 기초해서 3차원 영상을 실현시키기 위한 표시 장치를 포함하며,
    상기 제1 영상 신호에 대한 상기 제2 영상 신호의 휘도 감쇠량은 상기 움직임부에서의 움직임의 속도에 기초하여 결정되고, 상기 속도는 상기 제1 영상 신호로부터 검출된 움직임 벡터의 수평 성분에 기초하여 결정되고,
    상기 움직임부에서의 움직임의 속도가 빠를수록 상기 휘도 감쇠량은 적어지며, 상기 움직임부에서의 움직임의 속도가 느릴수록 상기 휘도 감쇠량은 커지는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 표시 장치는, 상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 동시에 표시하는 3차원 영상 표시용 모니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 소정 필드 수마다 또는 소정 프레임 수마다 교대로 전환하여, 상기 전환에 의해 얻어진 신호를 표시하는 2차원 영상 표시용 모니터; 및
    좌안 부분과 우안 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투광 상태로 다른쪽이 차광 상태가 되도록 전환할 수 있는 3차원 관측용 안경을 포함하고,
    상기 입체 관측용 안경의 좌안측 부분과 우안측 부분은, 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호의 전환에 동기하여 상기 좌안 부분과 상기 우안 부분 중 상기 모니터에 표시되어 있는 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태가 되도록 전환되는 것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    상기 2D/3D 영상 변환 장치에 의해 얻어진 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호를 소정 필드 수마다 또는 소정 프레임 수마다 교대로 전환하여, 상기 전환에 의해 얻어진 신호를 투사하는 2차원 영상 표시용 프로젝터; 및
    좌안 부분과 우안 부분의 광투과 상태를 한쪽이 투광 상태로, 다른쪽이 차광 상태가 되도록 전환할 수 있는 입체 관측용 안경을 포함하고,
    상기 입체 관측용 안경의 좌안 부분과 우안 부분은, 상기 우안 영상 신호와 상기 좌안 영상 신호의 전환에 동기하여 상기 좌안측 부분과 상기 우안측 부분 중 상기 프로젝터에 의해 투사된 영상에 대응하는 쪽이 투광 상태가 되도록 전환되는것을 특징으로 하는 3D 영상 표시 시스템.
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