KR100728110B1 - 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 방법 - Google Patents

입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 편안하면서 입체감이 뛰어난 영상을 볼 수 있도록 영상깊이를 변경함으로써 입체감을 조정할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르는 입체영상 표시장치에서, 영상신호처리부는 3차원 정보를 포함하는 영상신호를 입력받고 입력된 영상신호를 처리하여 상기 표시패널에 표시될 3차원 입체영상을 생성한다. 이 때, 사용자는 3차원정보조절부의 영상깊이값입력부를 통하여 영상깊이값을 임의로 설정할 수 있다. 3차원정보조절부는 사용자에 의해 설정된 3차원 정보값을 입력받고, 입력된 3차원 정보값에 기초하여 변경된 3차원 정보를 생성하여 영상신호처리부에 전달한다.
이렇게 함으로써, 사용자가 입체영상 표시장치의 입체감을 직접 조정함으로써 입체 영상 관찰 시 발생하는 어지러움 및 눈의 피로감을 확실히 줄일 수 있다. 이에 더하여 표시되는 입체 영상의 특성에 따라 사용자가 입체감을 조정하여 좀 더 사실적인 입체감을 느낄 수 있다.
입체영상, 영상깊이, image depth, 입체감

Description

입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 방법{Three dimensional effect controllable stereoscopy display device and method thereof}
도 1은 영상깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 실사 영상에서 3차원 정보를 추출하는 3차원 정보추출 장치(150)의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 영상깊이조절부(130)의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 순서대로 보여주는 순서도이다.
본 발명은 입체영상표시장치에 관한 것으로, 특히 영상깊이(image depth)를 변경함으로써 입체감을 조절할 수 있는 입체영상표시장치 및 입체영상 표시방법에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 입체영상은 피사체를 바라보는 복수의 시점(view)에 따른 각각의 2차원 영상들이 특정한 규칙에 의해서 합성됨으로써 생성된다. 이렇게 합성된 3차원 입체영상이 입체 영상 장치에 표시되면 단시점 혹은 다시점의 입체 영상을 볼 수 있게 된다. 여기서, 입체영상을 만드는 방법은 입체 카메라로 촬영하는 방법과, 3D 모델링 프로그램을 사용하는 방법 등이 있다.
3차원 입체영상을 구성하는 각 시점의 2차원 영상들 사이에는 영상깊이(depth imange 또는 disparity)가 존재한다. 영상깊이는 피사체를 바라보는 시점들 사이의 각도를 의미한다.
도 1은 영상깊이를 설명하기 위한 도면이다.
지시번호 "1"은 피사체이고, 지시번호 "11" ~ "15"는 카메라이다. 각 카메라에서 촬영하여 생성된 2차원 영상은 지시번호 "21" ~ "25"로 표시한다.
도 1에서, 피사체(1)에 대하여 소정의 각도를 복수의 카메라들(11~15)을 배치하고, 각 카메라들은 피사체를 촬상하여 2차원 영상들(21~25)을 생성한다. 이렇게 생성된 2차원 영상들(21~25)이 합성되어 생성된 3차원 입체영상이 입체영상 표시패널(30)에 표시되면, 카메라들(1~15) 사이의 각도(θ, 이하 영상깊이각도라고 명명함)에 의해 영상깊이가 표현되고, 이 영상깊이에 의해 표시패널(30)에 표시된 영상의 입체감을 느낄 수 있게 되는 것이다.
일반적으로, 입체영상 표시장치의 영상깊이는 이미 결정되어 있으므로, 결정된 영상깊이에 맞추어 영상깊이각도(θ)가 설정된다. 그러나, 시각적으로 영상깊이를 느끼는 것은 사람마다 차이가 있을 수 있으며 표시되는 영상의 성격에 따라 동일한 영상깊에 대하여도 다른 입체감을 느낄 수도 있다.
구체적으로, 영상깊이는 3차원 입체영상의 입체감을 표현하기 위하여 인공적으로 만들어지는 것이기 때문에, 같은 영상깊이라 하더라도 사용자에 따라서 편안하게 입체감을 느끼는가 하면 어지럽고 눈의 피로감을 느끼게 되는 현상이 관찰자에 따라 다르게 나타나게 된다.
따라서 사용자가 입체영상을 관찰할 때, 영상깊이가 사용자와 맞지 않을 경우, 어지럽거나 눈의 피로감을 느끼게 된다.
이러한 문제는 입체 영상 디스플레이의 저변 확대에 지장을 주는 큰 요소이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 편안하면서 입체감이 뛰어난 영상을 볼 수 있도록 영상깊이를 변경함으로써 입체감을 조정할 수 있는 입체영상 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 편안하면서 입체감이 뛰어난 영상을 볼 수 있도록 영상깊이를 변경함으로써 입체감을 조정할 수 있는 입체영상 표시방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 입체영상 표시장치는,
3차원 입체영상을 표시하는 표시패널;
3차원 정보를 포함하는 영상신호를 입력받고 입력된 영상신호를 처리하여 상기 표시패널에 표시될 3차원 입체영상을 생성하는 영상신호처리부; 및
사용자에 의해 설정된 3차원 정보값을 입력받고, 입력된 3차원 정보값에 기초하여 변경된 3차원 정보를 생성하여 상기 영상신호처리부에 전달하는 3차원정보조절부를 포함한다.
상기 3차원정보조절부는, 사용자가 3차원정보값을 입력할 수 있는 3차원정보값입력부; 및 입력된 3차원정보값을 기초하여 변경된 3차원 정보를 생성하는 연산부를 포함할 수 있다.
상기 3차원정보조절부는, 상기 연산부에서 생성된 3차원 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 영상신호는 3D 컴퓨터 그래픽 신호이거나, 다중시점 카메라로 촬영한 실사영상일 수 있다.
또한, 실사영상을 입력받아 상기 실시영상의 영상깊이를 추출하는 3차원정보추출부; 및 상기 추출된 영상깊이에 기초하여 3차원 정보추출하고 상기 영상신호처리부에 입력될 영상신호를 생성하는 입체렌더링부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 3차원 정보는 영상깊이일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 입체영상 표시방법은, 입체영상 표시패널에 3차원 입체영상의 표시하는 입체영상 표시방법으로서,
a) 영상신호를 입력받는 단계;
b) 영상신호의 영상깊이값을 입력받는 단계;
c) 상기 입력된 영상깊이값을 기초로 영상신호의 새로운 영상깊이값을 산출하는 단계; 및
d) 상기 새로운 영상깊이를 토대로 표시패널에 표시될 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 a) 단계 전에,
실사영상을 입력받아 상기 실시영상의 영상깊이를 추출하는 단계;
상기 추출된 영상깊이에 기초하여 3차원 정보추출하고 상기 영상신호처리부에 입력될 영상신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
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.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치에 대하여 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
입체영상 표시장치(100)는 영상신호처리부(110), 표시패널(120) 및 영상깊이조절부(130)를 포함한다.
영상신호처리부(110)는 3차원 정보, 예컨대 거리차, 깊이차, 후면상태 등의 정보를 포함하는 2차원 영상을 입력받아 표시패널(120)의 특성에 따라 입력된 2차 영상을 처리하여 표시패널(120)에 표시될 3차원 입체영상을 생성한다.
표시패널(120)은 영상신호처리부(110)에서 생성된 3차원 입체영상을 표시한다.
영상깊이조절부(130)는, 사용자에 의해 변경된 영상깊이값을 입력받아 입력되는 영상신호의 3차원 정보 중에 영상깊이를 변경하여 영상신호처리부(110)로 전달한다.
다음으로 입체영상 표시장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 영상신호처리부(110)에 영상신호가 입력된다. 입력되는 영상은 3D 컴퓨터 그래픽 또는 다중시점 카메라(multiview camera)로 촬영한 실사 영상이 될 수 있다.
3D 컴퓨터 그래픽은 현재 상용화되어 있는 많은 S/W로서 제작되어지며, 이는 기본적으로 영상 내의 객체들간의 거리 차, 깊이 차, 후면 상태 등의 3차원 정보를 가지고 있다.
그러나, 실사 영상의 경우에는 3차원 정보를 전혀 가지고 있지 않기 때문에 일련의 작업을 통해 3차원 정보를 획득해야 한다.
도 3은 실사 영상에서 3차원 정보를 추출하는 3차원 정보추출 장치(150)의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
3차원 정보추출 장치(150)는 깊이정보추출부(151) 및 입체렌더링부(155)를 포함한다.
깊이정보추출부(151)는 다중시점 카메라에서 촬영한 실사영상을 입력받아 2 차원 영상의 각 픽셀들의 깊이 정보를 추출하는 깊이지도(Depth Map) 제작과정을 수행한다. 깊이지도 작성은 블록 매칭 알고리즘을 사용하거나 방향 벡터를 사용하는 등의 방법에 의해 수행된다.
입체 렌더링부(155)는 깊이정보추출부(151)에서 추출한 깊이 정보를 통해 3차원 정보를 생성하여 3차원 정보를 포함하는 2차원 영상신호를 생성한다. 입체 렌더링부(155)는 볼륨렌더링(volume rendering) 등의 기술을 이용하여 3D 컴퓨터 그래픽 영상에 버금가는 사실적인 3차원 정보를 생성한다.
다시, 도 2를 참조하여, 이와 같이 3차원 정보를 가지고 있는 영상신호들이 영상신호처리부(110)로 입력된다.
영상신호처리부(110)는 표시패널(120)의 특성에 따라 입력된 영상신호들을 조합하여 표시패널(120)에 표시하는 장치이다.
표시패널(120)에 표시된 입체영상의 입체감이 감소되거나 눈에 피로감을 느끼는 등의 문제가 있는 경우, 영상깊이조절부(130)는 사용자의 입력에 따라 영상깊이를 조절한다.
도 4는 영상깊이조절부(130)의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
영상깊이조절부(130)는 연산부(131), 영상깊이값입력부(133) 및 메모리(135)를 포함한다.
영상깊이값입력부(133)는 사용자가 원하는 영상깊이값을 입력할 수 있는 수단이다. 즉, 사용자는 예컨대 리모콘(remote controller) 등을 이용하여 원하는 영상깊이값을 입력할 수 있다. 여기서, 영상깊이값입력부(133)는 사용자가 보다 편리 하게 영상갚이값을 입력할 수 있도록 특정 단계별로 영상깊이값을 표시하고, 사용자는 이렇게 표시된 영상깊이값들 중 임의의 원하는 값을 선택할 수 있다.
연산부(131)는 표시패널(120)에 표시된 영상신호의 영상깊이 정보 및 영상깊이값입력부(133)로부터 전달받은 영상깊이값(영상깊이각도)도 수신하여 표시된 영상신호의 영상깊이가 입력받은 영상깊이값을 갖도록 연산 처리한다. 즉, 연산부(131)는 사용자의 요구에 따라 입체감을 유발시키는 영상깊이각도를 연산한다.
구체적으로, 입력되는 영상깊이값에 따른 영상깊이 각도의 변환 정도는 영상깊이조절부(130)의 특성에 따라 임의로 정해진 단계에 의해 결정된다. 2차원 영상들이 0°의 각도를 갖는 경우, 이는 입체감이 전혀 느껴지지 않는 2차원 영상을 보는 것과 똑같기 때문에 입체감도 0으로 정한다. 사용자가 입체감도를 1 변환할 때 계산되어지는 2차원 영상 추출을 위한 (가상)카메라들 간의 각도 변화 △θ는 다음과 같이 정해진다.
△θ = M/(N-1)°
여기서, 'M'은 최대 영상깊이각도이고, 'N'은 변환단계 개수이다.
예를 들어 최대 각도가 10°이고 총 변환단계가 11단계인 경우, 한 단계 변화에 대하여 카메라간 각도(영상깊이각도)는 1° 변하게 된다.
한편, 사용자가 아무것도 입력하지 않으면, 이전에 입력되어 있던 값이 디폴트값으로 출력되며, 사용자가 영상깊이조절부(130)에 설정된 단계별로 입체감 증 가, 감소 입력을 하는 경우에는 위에서 정해진 단계만큼의 각도를 출력한다.
연산부(131)에서 연산된 영상깊이값은 메모리(135)에 저장된다.
구체적으로, 사용자가 영상깊이값입력부(133)에서 제시하는 단계별 영상깊이값들 중 어느 하나를 선택하는 것이 아니라, 임의의 값을 직접 입력하는 경우에는 일정 연산을 통해 얻어진 영상깊이각도가 메모리(135)에 저장되는 것이다. 이렇게 메모리(135)에 저장된 값들을 참조하여 사용자는 초기값과 사용자가 자신이 이전에 선택했던 값들을 보다 편리하게 찾을 수 있다.
이렇게 산출된 영상깊이각도는 영상신호처리부(110)에 영상신호의 변화된 3차원 정보로서 입력된다.
영상신호처리부(110)는 입력된 영상깊이각도를 기초로 하여 영상신호를 다시 처리하여 표시패널(120)에 표시한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 사용자가 입체감을 직접 조정함으로써 입체 영상 관찰 시 발생하는 어지러움 및 눈의 피로감을 확실히 줄일 수 있다. 또한 표시되는 입체 영상의 특성에 따라 사용자가 입체감을 조정하여 좀 더 사실적인 입체감을 느낄 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 입체영상을 표시하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 순서대로 보여주는 순서도이다.
영상신호처리부(110)는 영상신호를 입력받아(S100), 이를 처리하여 표시패널(120)에 3차원 입체영상을 표시한다(S200).
여기서, 영상신호처리부(110)에 입려되는 영상신호는 3D 컴퓨터그래픽 신호 또는 3차원 정보가 추출되고 렌더링처리된 실사영상이다.
표시패널(120)에 표시된 3차원 입체영상의 입체감을 변경하고자 하는 경우, 사용자는 영상깊이조절부(130)의 영상깊이값입력부(133)를 이용하여 영상깊이값을 입력한다(S300).
영상깊이조절부(130)의 연산부(131)는 입력된 영상깊이값을 이용하여 영상신호의 영상깊이각도를 산출하여 영상신호처리부(110)로 전달한다(S400).
영상신호처리부(110)는 3차원 정보, 예컨대 거리차, 깊이차, 후면상태 등의 정보를 포함하는 2차원 영상을 입력받아 표시패널(120)의 특성에 따라 입력된 2차 영상을 처리하여 표시패널(120)에 표시될 3차원 입체영상을 생성한다(S500).
이렇게 처리된 입체영상이 표시패널에 표시된다(S600).
이와 같이 본 발명에 따른 입체감 조절방법은 영상신호의 영상깊이를 변경함으로써 표시되는 입체영상의 입체감을 조절할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
본 발명에 따르면, 사용자가 입체영상 표시장치의 입체감을 직접 조정함으로써 입체 영상 관찰 시 발생하는 어지러움 및 눈의 피로감을 확실히 줄일 수 있다.
표시되는 입체 영상의 특성에 따라 사용자가 입체감을 조정하여 좀 더 사실 적인 입체감을 느낄 수 있다.

Claims (9)

  1. 입체영상 표시장치에 있어서,
    3차원 입체영상을 표시하는 표시패널;
    3차원 정보를 포함하는 영상신호를 입력받고 입력된 영상신호를 처리하여 상기 표시패널에 표시될 3차원 입체영상을 생성하는 영상신호처리부; 및
    사용자에 의해 설정된 3차원 정보값을 입력받고, 입력된 3차원 정보값에 기초하여 변경된 3차원 정보를 생성하여 상기 영상신호처리부에 전달하는 3차원정보조절부
    를 포함하는 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3차원정보조절부는,
    사용자가 3차원정보값을 입력할 수 있는 3차원정보값입력부; 및
    입력된 3차원정보값을 기초하여 변경된 3차원 정보를 생성하는 연산부
    를 포함하는 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 3차원정보조절부는,
    상기 연산부에서 생성된 3차원 정보를 저장하는 메모리
    를 더 포함하는 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호는 3D 컴퓨터 그래픽 신호인 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호는 다중시점 카메라로 촬영한 실사영상인 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    실사영상을 입력받아 상기 실시영상의 영상깊이를 추출하는 3차원정보추출부; 및
    상기 추출된 영상깊이에 기초하여 3차원 정보추출하고 상기 영상신호처리부에 입력될 영상신호를 생성하는 입체렌더링부
    를 더 포함하는 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3차원 정보는 영상깊이인 입체감을 조절할 수 있는 입체영상 표시장치.
  8. 입체영상 표시패널에 3차원 입체영상의 표시하는 입체영상 표시방법에 있어서,
    a) 영상신호를 입력받는 단계;
    b) 영상신호의 영상깊이값을 입력받는 단계;
    c) 상기 입력된 영상깊이값을 기초로 영상신호의 새로운 영상깊이값을 산출하는 단계; 및
    d) 상기 새로운 영상깊이를 토대로 표시패널에 표시될 3차원 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 입체영상 표시방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 a) 단계 전에,
    실사영상을 입력받아 상기 실시영상의 영상깊이를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 영상깊이에 기초하여 3차원 정보추출하고 상기 영상신호처리부에 입력될 영상신호를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 입체영상 표시방법.
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