KR100708834B1 - Stereoscopic image display system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic image display system.

본 발명의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다초점 프로세서를 이용하여 저장부에서 전송된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하며, 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링한다. 이와 같이 하면, 메모리가 절약되며 영상을 처리하는데 소요되는 시간이 절약되며, 실시간으로 입체 영상을 표시할 수 있다.The stereoscopic image display system of the present invention extracts a plurality of 2D image data by processing image data transmitted from a storage unit using a multifocal processor, and downsamples the extracted 2D image data. In this way, memory is saved, time required for processing an image, and stereoscopic images can be displayed in real time.

입체 영상, 입체 카메라, 입체 모니터Stereoscopic image, stereoscopic camera, stereoscopic monitor

Description

입체 영상 디스플레이 시스템{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY SYSTEM}Stereoscopic Image Display System {STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY SYSTEM}

도 1은 종래기술에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 예를 나타낸 도이다.1 is a view showing an example of a stereoscopic image display system according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 입체 영상을 만들기 위하여 2차원 영상을 다운 샘플링한 예를 나타낸 도이다.3 is a diagram illustrating an example of down-sampling a 2D image in order to make a 3D image in a 3D image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 입체 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic image display system.

일반적으로 입체 영상 디스플레이 시스템은 디스플레이되는 화상을 사용자가 3차원으로 인식하도록 만드는 것으로서, 통상 3차원 입체상의 인식은 인간의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 보는 미소한 영상 차이에 의해서 느껴지게 된다.In general, a stereoscopic image display system allows a user to recognize a displayed image in three dimensions. In general, recognition of a three-dimensional stereoscopic image is felt by a slight image difference seen by a human left eye and a right eye.

이러한 원리에 따라 입체 영상을 구현하는 디스플레이는 데이터의 종류에 따라 크게 스테레오스코픽(Streoscopic) 디스플레이, 발루메트릭(Volumetric) 디스플레이, 홀로그래픽(Holographic) 디스플레이로 구분된다. According to this principle, a display that realizes a stereoscopic image is classified into a stereoscopic display, a volumetric display, and a holographic display according to the type of data.                         

이중 스테레오스코픽 방식의 입체 영상 디스플레이는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 영상이 각각 디스플레이되고 사용자의 눈에는 해당 영상만을 보이게 함으로써 입체 영상으로 인식시키는 방법이며, 이러한 스테레오스코픽 방식의 대표적인 예가 렌티큘러(Lenticular) 렌즈 시스템이다.Dual stereoscopic stereoscopic display is a method of recognizing stereoscopic images by displaying images of the left eye and the right eye, and only the corresponding images are displayed to the user's eyes, and a representative example of such stereoscopic method is a lenticular lens system. to be.

한편, 최근에는 다초점(Multi-view) 오토스테레오스코픽 디스플레이가 개발되고 있는데, 이것은 각 초점(View)의 영상을 렌티큘러 렌즈나 배리어를 이용하여 공간적으로 분리하는 방식을 사용한다. Recently, a multi-view autostereoscopic display has been developed, which uses a method of spatially separating an image of each focus using a lenticular lens or a barrier.

도 1은 이러한 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템의 예를 도시한 것이다.1 shows an example of such a conventional stereoscopic image display system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다수의 입체 카메라(10), 저장부(Recorder, 20), 합성부(Mixer, 30) 및 입체 모니터(40)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional stereoscopic image display system includes a plurality of stereoscopic cameras 10, a recorder 20, a combiner 30, and a stereoscopic monitor 40.

9개의 입체 카메라(10)가 피사체를 촬영하여 영상 데이터를 저장부(20)로 보내면, 저장부(20)는 이 영상 데이터를 저장한 후 합성부(30)로 전송하고, 합성부(30)는 전송된 9개의 영상 데이터를 입체 모니터(40)의 디스플레이 방식에 맞도록 재구성하며, 최종적으로 입체 모니터(40)가 재구성된 영상을 입체 영상으로 표시한다.When nine stereoscopic cameras 10 photograph a subject and send image data to the storage unit 20, the storage unit 20 stores the image data and transmits the image data to the synthesis unit 30, and then combines the synthesis unit 30. Reconstructs the transmitted nine image data to match the display method of the stereoscopic monitor 40, and finally the stereoscopic monitor 40 displays the reconstructed image as a stereoscopic image.

이러한 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다수의 입체 카메라를 사용하므로 시스템이 복잡하고, 영상 데이터의 용량이 커서 저장 및 데이터를 처리하는 데 많은 시간이 소요되기 때문에 실시간으로 입체 영상을 표현하기 어렵다. 또한, 카메라의 개수에 따라 초점 수가 정해지므로 초점 수를 자유롭게 늘리거나 줄이는 것이 어렵다.Since the conventional stereoscopic image display system uses a plurality of stereoscopic cameras, the system is complicated, and since the capacity of the image data is large, it takes a long time to store and process the data, and thus it is difficult to express the stereoscopic image in real time. In addition, since the number of focus is determined according to the number of cameras, it is difficult to freely increase or decrease the number of focus.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다초점 오토마이크로스코픽 디스플레이 방식으로 입체 영상을 구현할 때 초점 수보다 적은 카메라를 사용하여 적은 용량의 메모리로 실시간 입체 영상을 재구성할 수 있는 입체 영상 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a stereoscopic image display system capable of reconstructing a stereoscopic image in real time with a small amount of memory using a camera less than a focal number when implementing a stereoscopic image using a multifocal automicroscopic display method. .

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은, The stereoscopic image display system according to a feature of the present invention for solving this problem,

동일 피사체를 상이한 각도에서 촬영하는 2개 이상의 입체 카메라; 상기 입체 카메라로부터 전송된 영상 데이터를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하는 영상 처리부와 상기 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링하는 샘플링부를 포함하는 다초점 프로세서; 상기 다초점 프로세서에서 추출된 다수의 2차원 영상 데이터를 합성하는 합성부; 및 상기 합성부에서 합성된 영상 데이터를 재구성하여 입체 영상으로 표시하는 입체 모니터를 포함한다.Two or more stereoscopic cameras for photographing the same subject at different angles; A storage unit for storing image data transmitted from the stereoscopic camera; A multifocal processor including an image processor configured to process image data stored in the storage to extract a plurality of 2D image data, and a sampling unit to downsample the extracted 2D image data; A synthesizer configured to synthesize a plurality of 2D image data extracted by the multifocal processor; And a stereoscopic monitor configured to reconstruct the image data synthesized by the synthesis unit and display the stereoscopic image.

상기 영상 처리부는 3차원 볼륨 렌더링 기법을 통하여 상기 입체 모니터의 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하거나, 중간 영상 생성 기법을 통하여 다수의 2차원 영상을 추출한다.The image processor extracts two-dimensional images as many as the focal number of the stereoscopic monitor through a three-dimensional volume rendering technique or extracts a plurality of two-dimensional images through an intermediate image generating technique.

또한, 상기 샘플링부는 상기 2차원 영상 데이터를 수직 방향으로 다운 샘플 링한다.The sampling unit down-samples the 2D image data in a vertical direction.

또한, 본 발명의 특징에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 상기 입체 카메라 수는 상기 입체 모니터의 초점 수보다 작은 것이 바람직하다.In the stereoscopic image display system according to an aspect of the present invention, it is preferable that the number of stereoscopic cameras is smaller than the number of focal points of the stereoscopic monitor.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에 대하여 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.First, a stereoscopic image display system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 것이다. 2 illustrates a configuration of a stereoscopic image display system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은 피사체를 촬영하기 위한 다수의 입체 카메라(100), 저장부(Recorder, 200), 다초점 프로세서(Multi-view Processor, 300), 합성부(Mixer, 400) 및 입체 모니터(500)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the stereoscopic image display system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of stereoscopic cameras 100, a recorder 200, and a multi-view processor 300 for capturing a subject. ), A synthesis unit (Mixer, 400) and a stereo monitor (500).

다수의 입체 카메라(100)가 피사체를 촬영하여(도 2에서는 2안 입체 카메라를 사용하여 피사체를 촬영함) 영상 데이터를 Recorder(200)로 보내면, Recorder(200)는 이 영상 데이터를 저장한 후 다초점 프로세서(300)로 전송한다. When a plurality of stereoscopic cameras 100 photographs a subject (in FIG. 2, a subject is photographed using a binocular stereoscopic camera) and sends image data to the recorder 200, the recorder 200 stores the image data. The multi-focus processor 300 transmits.

다초점 프로세서(300)는 입체 카메라(100)로부터 얻어진 영상을 처리하여 합성부(400)로 전송하며, 합성부(400)는 전송된 영상 데이터를 입체 모니터(500)의 디스플레이 방식에 맞도록 재구성하며, 최종적으로 입체 모니터(500)가 재구성된 영상을 입체 영상으로 표시한다.The multifocal processor 300 processes an image obtained from the stereoscopic camera 100 and transmits the image to the synthesizing unit 400, and the synthesizing unit 400 reconstructs the transmitted image data to match the display method of the stereoscopic monitor 500. Finally, the stereoscopic monitor 500 displays the reconstructed image as a stereoscopic image.

한편, 다초점 프로세서(300)는 영상 처리부(310)와 샘플링부(320)를 포함한다. 영상 처리부(310)는 입체 카메라(100)로부터 얻어진 영상을 통하여 깊이맵(Depth Map)을 구성한 후 3차원 볼륨 렌더링(3D Volume Rendering) 기법을 이용하여 입체 모델을 만들고 입체 모니터(500)로 표시하고자 하는 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하거나, 중간 영상 생성 기법을 이용하여 여러 장의 2차원 영상을 추출한다. 볼륨 렌더링은 평평한 화면에 표현되는 2차원 영상을 색과 음영, 투시, 투사, 빛과 그림자 등의 기법으로 유도되는 눈의 착각을 이용하여 3차원으로 인식하도록 하는 것이며, 중간 영상 생성 기법은 좌우의 원(Original) 영상을 참조하여 중간 영상을 합성하여 복원해내는 기술이다. The multifocal processor 300 includes an image processor 310 and a sampling unit 320. The image processor 310 constructs a depth map using the image obtained from the stereoscopic camera 100, and then creates a stereoscopic model by using a 3D volume rendering technique and displays it on the stereoscopic monitor 500. Extract two-dimensional images as many as the number of foci, or extract two or more two-dimensional images using an intermediate image generation technique. Volume rendering is to recognize the two-dimensional image represented on a flat screen in three dimensions by using the illusion of the eye, which is derived from techniques such as color, shadow, perspective, projection, light and shadow. It is a technology that reconstructs the intermediate image by referring to the original image.

또한, 샘플링부(320)는 영상 처리 속도의 향상을 위하여 3차원 볼륨 렌더링이나 중간 영상 생성 기법으로 생성된 여러 장의 영상들을 다운 샘플링(Down-sampling)한다. 다운 샘플링이란 하나의 영상을 더 작은 샘플로 표현하는 과정으로서, 일반적으로 다운 샘플링을 하는 방법은 영상의 일정 간격 픽셀만을 취하는 방식으로 행해진다. 즉, N 초점인 경우에는 N장의 2차원 영상을 이용하여 입체 영상을 만들기 때문에 이러한 방법을 사용하면 각 영상을 1/N로 다운 샘플링하게 된다. In addition, the sampling unit 320 down-samples a plurality of images generated by 3D volume rendering or an intermediate image generating technique to improve image processing speed. Downsampling is a process of representing a single image as smaller samples. In general, downsampling is performed by taking only a predetermined interval of pixels of an image. That is, in the case of N focus, since a stereoscopic image is made using N 2D images, each method downsamples each image to 1 / N.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 입체 영 상을 만들기 위하여 2차원 영상을 다운 샘플링한 예를 나타낸 것이다.3 illustrates an example of down-sampling a two-dimensional image to create a stereoscopic image in the stereoscopic image display system according to an exemplary embodiment of the present invention.

그런데 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 입체 영상을 만들기 위해서 사용되는 2차원 영상은 수평 방향으로 불균형하기 때문에, 수평방향으로 다운 샘플링을 하게 되면 원 영상과 다운 샘플링한 영상이 차이가 나게 되어 입체 영상의 모서리(Edge) 부분이 크게 손상될 뿐만 아니라 사용자가 느끼는 입체감도 현저하게 저하된다. 따라서, 본 발명에서는 수평 방향으로는 다운 샘플링하지 않고 수직 방향으로만 다운 샘플링을 한다. However, as shown in FIG. 3, in general, a two-dimensional image used to make a stereoscopic image is unbalanced in the horizontal direction. When downsampling in the horizontal direction, the original image and the downsampled image are different. Not only the edge portion of the image is greatly damaged, but also the stereoscopic feeling felt by the user is significantly reduced. Therefore, in the present invention, downsampling is performed only in the vertical direction without downsampling in the horizontal direction.

실제로 9초점 편향 렌티큘러 방식의 입체 모니터에 본 발명의 실시예에 따른 다운 샘플링 기법을 적용한 결과를 종래 기술과 비교하면, 메모리의 용량은 1/3로 감소하고 영상 처리속도는 약 3배 향상되는 것을 확인할 수 있다.In fact, the result of applying the down-sampling technique according to the embodiment of the present invention to a 9-focus deflection lenticular stereoscopic monitor compared with the prior art shows that the memory capacity is reduced to 1/3 and the image processing speed is improved by about 3 times. You can check it.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은 액정 디스플레이(Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이(Plasma display panel), 유기 EL(Electro luminescence) 등의 평판 플레이에 다양하게 적용될 수 있다.In addition, the stereoscopic image display system according to an exemplary embodiment of the present invention may be variously applied to flat panel displays such as a liquid crystal display, a plasma display panel, and an organic electroluminescence (EL).

이와 같이 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템을 이용하면, 종래의 입체 영상과 같은 크기의 2차원 영상을 이용하여 입체 영상을 표시하는 것에 비하여 메모리가 절약되며 영상을 처리하는데 소요되는 시간이 절약되며, 실시간으로 입체 영상을 표시할 수 있다.As described above, when the stereoscopic image display system according to the present invention is used, memory is saved and time required for processing an image is reduced as compared with displaying a stereoscopic image using a two-dimensional image having the same size as a conventional stereoscopic image. Stereoscopic images can be displayed in real time.

Claims (5)

동일 피사체를 상이한 각도에서 촬영하는 2개 이상의 입체 카메라; Two or more stereoscopic cameras for photographing the same subject at different angles; 상기 입체 카메라로부터 전송된 영상 데이터를 저장하는 저장부; A storage unit for storing image data transmitted from the stereoscopic camera; 상기 저장부에 저장된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하는 영상 처리부와 상기 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링하는 샘플링부를 포함하는 다초점 프로세서; A multifocal processor including an image processor configured to process image data stored in the storage to extract a plurality of 2D image data, and a sampling unit to downsample the extracted 2D image data; 상기 다초점 프로세서에서 추출된 다수의 2차원 영상 데이터를 합성하는 합성부; 및 A synthesizer configured to synthesize a plurality of 2D image data extracted by the multifocal processor; And 상기 합성부에서 합성된 영상 데이터를 재구성하여 입체 영상으로 표시하는 입체 모니터Stereo monitor for reconstructing the image data synthesized by the synthesis unit to display a stereoscopic image 를 포함하는 입체 영상 디스플레이 시스템.Stereoscopic image display system comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 영상 처리부는 3차원 볼륨 렌더링 기법을 통하여 상기 입체 모니터의 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하는 The image processor extracts two-dimensional images corresponding to the focal number of the stereoscopic monitor through a three-dimensional volume rendering technique. 입체 영상 디스플레이 시스템.Stereoscopic image display system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 영상 처리부는 중간 영상 생성 기법을 통하여 다수의 2차원 영상을 추 출하는 The image processor extracts a plurality of 2D images through an intermediate image generation technique. 입체 영상 디스플레이 시스템.Stereoscopic image display system. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 샘플링부는 상기 2차원 영상 데이터를 수직 방향으로 다운 샘플링하는 The sampling unit down-samples the 2D image data in a vertical direction 입체 영상 디스플레이 시스템.Stereoscopic image display system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 입체 카메라 수가 상기 입체 모니터의 초점 수보다 작은 것을 특징으로 하는 Wherein the number of stereoscopic cameras is smaller than the number of focal points of the stereoscopic monitor. 입체 영상 디스플레이 시스템.Stereoscopic image display system.
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