KR100818155B1 - 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각조절방법 - Google Patents

모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스테레오 입체카메라를 핸드폰, PDA 등의 모바일 기기에 적용하여 입체영상을 모바일 기기에서도 구현할 수 있도록 하기 위한 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각 조절방법에 관한 것으로서, 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 있어서, 사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드; 초소형 스테레오 입체카메라; 상기 초소형 스테레오 입체카메라로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리; 외부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모리에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling하는 영상처리부; 상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부; 상기 키패드로부터 촬영신호에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
모바일용, 핸드폰용, 스테레오 입체 카메라, 영상처리, 주시각 조절

Description

모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각 조절방법{STEREO CAMERA SYSTEM FOR MOBILE DEVICE AND THE METHOD FOR CONTROLLING CONVERGENCE}
도 1은 본 발명에 따른 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 좌, 우 영상으로부터 입체 영상으로 합성하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 전체 흐름도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
10 : 스테레오 입체 카메라 12 : 좌측 이미지 센서
14 : 우측 이미지 센서 20 : 프레임 메모리
30 : 영상처리부 40 : 입체영상 합성부
50 : 제어부 60 : 키패드
70 : 입체 디스플레이부
본 발명은 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 스테레오 입체카메라를 핸드폰, PDA 등의 모바일 기기에 적용하여 입체영상을 모바일 기기에서도 구현할 수 있도록 하기 위한 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 관한 것이다.
기존의 스테레오 입체카메라는 일반인이 쉽게 사용하기에는 그 조작법이 매우 어려우며 입체카메라의 크기도 소형화하는 데에도 한계가 있었다.
그러나 최근의 모바일 기기에 적용되고 있는 영상센서는 그 크기가 초소형화 되어가면서도 화질이 놀라울 정도로 향상되고 있는 추세이다. 상기와 같은 추세에 발맞추어 배리어 방식의 무안경식 입체 LCD 디스플레이가 개발이 완료되어 시중에 시판까지도 앞두고 있고, 관련 입체 영상 콘텐츠 분야의 산업이 크게 발달할 것으로 예측되고 있다.
이에 따라 앞으로의 모바일 기기에는 입체 디스플레이에 대응하는 콘텐츠뿐만 아니라, 사용자가 직접 입체영상을 촬영하고 이를 저장, 전송하고자 하는 욕구가 점차 커질 것이라 예측된다.
본 발명은 상기와 같은 일반 사용자들의 입체영상을 직접 촬영하고 전송하고 자 하는 욕구에 부응하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스테레오 입체카메라를 핸드폰, PDA 등의 모바일 기기에 적용하여 입체영상을 모바일 기기에서도 구현할 수 있도록 하기 위한 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각 조절방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 배리어 방식의 입체 LCD 디스플레이에 입체영상을 전송할 수 있도록 영상을 처리하기 위한 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각 조절방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 수평축 방식으로 이루어진 스테레오 입체카메라에서 발생하는 좌, 우영상의 시차를 주시각을 조절하여 제거하여 장시간 관측하는 경우에도 눈에 피로감을 주지 않도록 하기 위한 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템 및 주시각 조절방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 일 실시예는, 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 있어서, 사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드; 초소형 스테레오 입체카메라; 상기 초소형 스테레오 입체카메라로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리; 외부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모 리에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling하는 영상처리부; 상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부; 상기 키패드로부터 촬영신호에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드와, 초소형 스테레오 입체카메라와, 상기 초소형 스테레오 입체카메라로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리와, 외부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모리에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling하는 영상처리부와, 상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부와, 상기 키패드로부터 촬영신호에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부로 구성되는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 주시각 조절 방법에 있어서, (1) 상기 제어부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 하나의 영상을 기준 으로 나머지 하나의 영상을 좌 또는 우로 이동시켜 시차를 조절하는 단계; (2) 상기 시차가 조절된 영상 데이터인 유효 영상 데이터에 이미지의 상, 하, 좌, 우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하는 단계; (3) 상기 이미지 비율이 보정된 영상데이터에 대해 Re-Sampling이 수행되도록 하는 단계; 및 (4) 상기 Re-Sampling 영상 데이터를 사이드 바이 사이드(side by side)방식으로 합성시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 좌, 우 영상으로부터 입체 영상으로 합성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드(60)와, 초소형 스테레오 입체카메라(10)와, 상기 초소형 스테레오 입체카메라(10)로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리(20)와, 후술하는 제어부(50)로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모리(20)에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling하는 영상처리부(30)와, 상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부(40)와, 상기 키패드(60)로부터 촬영신호 에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드(60)로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부(30)로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부(50)와, 상기 제어부(50)의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부(70)로 구성된다.
상기 초소형 스테레오 입체카메라(10)는 좌, 우로 분리된 모바일용 초소형 렌즈(12)(14)와, 영상센서(16)(18)로 구성되며, 상기 좌우 초소형 영상센서(16)(18)는 최소 입체 영상 관측 거리를 가지도록 일정간격의 이격거리(d)를 갖는 수평축 방식으로 이루어진다. 여기서 "초소형"이란 표현은 인간 시각구조에 충실하면서도 주시각제어가 가능한 입체카메라 방식에 국한된 내용으로서, 본 발명을 이용하면 휴대폰이나 또는 내시경과 같은 응용에 사용이 가능한 센서간격이 수mm 간격(10mm 이내)의 좌우 영상 센서의 배치가 가능하다는 의미이다. 주시각제어가 가능한 입체카메라 방식으로는 일반적으로 폭주식이 있는데, 이 방식은 주시각 제어를 하기 위해 회전 메카니즘을 사용하기 때문에 영상센서가 관측물체의 거리에 따라 또는 주시각제어의 양에 따라 카메라의 센서 간격과 광축이 변형되기 때문에 영상 센서간 거리를 10mm 간격으로 유지하는 것이 어렵다.
상기 영상처리부(30)는 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어부(50)로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌 또는 우로 이동시켜 시차를 조절하고, 시차가 조절된 영상 데이터인 유효 영상 데이터에 이미지의 상, 하, 좌, 우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하며, 이미지 비율이 보정된 영상데이터에 대해 Re-Sampling이 수행되도록 한다.
그리고, 상기 입체영상 합성부(40)의 상기 좌우포맷 방식은 상기 좌 초소형 영상센서(16)에 의해 생성된 영상신호를 좌측에 출력, 표시되도록 하고, 상기 우 초소형 영상센서(18)에 의해 생성된 영상신호를 우측에 출력, 표시되도록 하는 사이드 바이 사이드(side by side)방식이다.
그리고, 상기 입체 디스플레이부(70)는 전면부에 투명라인과 불투명라인이 반복적으로 배열되어 형성되는 배리어 방식으로 이루어진다.
이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 주시각 조절방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 전체 흐름도이다.
첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 제어부(50)는 사용자가 키패드에 구비된 소정 버튼을 이용하여 촬영요청신호를 입력하는지를 판단한다(S100). 판단 결과 촬용요청신호가 입력되면, 제어부(50)는 현재모드를 카메라모드로 전환시키고 좌우측에 구비된 렌즈(12)(14) 및 이미지 센서(16)(18)를 통해 영상신호를 입력받는다(S110).
그리고, 상기 이미지 센서(16)(18)로부터 출력되는 영상신호는 영상처리부(30)에 의해 할당된 메모리 주소를 가지고 프레임 메모리(20)에 저장된다(S120).
그리고, 제어부(50)는 사용자가 키패드(60)를 통해 시차보정 요청신호를 입력하는지를 판단한다(S130). 판단 결과 사용자에 의해 시차보정 요청신호가 입력되면 제어부(50)는 영상처리부(30)로 시차보정 제어신호를 출력한다(S140).
그러면 영상처리부(30)는 제어부(50)의 시차보정 제어신호에 응하여 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌 또는 우로 이동시켜 시차를 조절하고(S150), 상기 시차가 조절된 영상 데이터인 유효 영상 데이터에 이미지의 상, 하, 좌, 우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하며(S160), 상기 이미지 비율이 보정된 영상데이터에 대해 Re- Sampling이 수행되도록 하여 합성전의 영상 데이터를 생성시켜 입체영상 합성부(40)로 출력한다(S170). 이때, Re-Sampling 된 영상 데이터의 이미지 크기는 가로 n/2 픽셀, 세로 m 픽셀이다.
그러면, 상기 입체영상 합성부(40)는 상기 Re-Sampling된 영상 데이터를 사이드 바이 사이드(side by side)방식으로 합성(S180)시켜 입체 디스플레이부(70)로 출력하여 사용자가 모바일기기의 화면을 통해 입체영상을 볼 수 있도록 한다. 이때, 합성된 영상 데이터의 이미지 크기는 n x m 픽셀이다.
상기 사이드 바이 사이드 방식은 현재 개발된 모바일용 입체 영상 디스플레이 방식인 배리어 방식의 LCD에 가장 적합한 방식이며, Top and Bottom 등과 같은 기존의 다른 포맷에 비하여 영상 손실이 2배 이상 적다는 장점을 가진다.
이상의 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명은 주시각의 조절 기능을 포함하는 스테레오 입체카메라 시스템을 핸드폰, PDA등의 모바일용 기기에 적용할 수 있도록 하여, 일반 사용자들이 모바일 기기에서도 손쉽게 양질의 입체 영상을 획득하고, 획득된 입체영상을 전용 입체 디스플레이에서 관측할 수 있도록 할 뿐만 아니라 획득된 입체 영상을 저장할 수 있도록 하는 한편 전송할 수도 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수평축 방식으로 이루어진 스테레오 입체카메라에서 발생하는 좌, 우영상의 시차를 주시각을 조절하여 제거하여 장시간 관측하는 경우에도 눈에 피로감을 주지 않도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드;
    스테레오 입체카메라;
    상기 스테레오 입체카메라로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리;
    외부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모리에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling이 수행되도록 하는 영상처리부;
    상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부;
    상기 키패드로부터 촬영신호에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스테레오 입체카메라는,
    좌, 우로 분리된 모바일용 영상센서와 렌즈로 구성되며,
    상기 좌우 영상센서는 최소 입체 영상 관측 거리를 가지도록 일정간격의 이격거리를 갖는 수평축 방식으로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상처리부는,
    상기 제어부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌 또는 우로 이동시켜 시차를 조절하고, 시차가 조절된 영상 데이터인 유효 영상 데이터에 이미지의 상, 하, 좌, 우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하며, 이미지 비율이 보정된 영상데이터에 대해 Re-Sampling이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 좌우포맷 방식은,
    상기 좌 영상센서에 의해 생성된 영상신호를 좌측에 출력, 표시되도록 하고, 상기 우 영상센서에 의해 생성된 영상신호를 우측에 출력, 표시되도록 하는 사이드 바이 사이드(side by side)방식인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템.
  5. 사용자의 조작에 따라 촬영신호 또는 시차보정 요청신호를 출력하는 키패드와, 스테레오 입체카메라와, 상기 스테레오 입체카메라로부터 출력되는 좌, 우 영상 이미지를 저장하는 프레임 메모리와, 외부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 상기 프레임 메모리에 저장된 이미지를 좌우로 이동시켜 시차를 제거하여 주시각을 조절하고 이미지 비율에 맞게 잘라내어 Re-Sampling하는 영상처리부와, 상기 Re-Sampling된 영상을 좌우 포맷으로 합성하는 입체영상 합성부와, 상기 키패드로부터 촬영신호에 응하여 현재모드가 카메라모드로 전환되도록 하고, 상기 키패드로부터 시차보정 요청신호가 입력되면 상기 영상처리부로 시차보정 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 합성된 이미지를 화면상에 출력하는 입체 디스플레이부로 구성되는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 주시각 조절 방법에 있어서,
    (1) 상기 제어부로부터 입력되는 시차보정 제어신호에 응하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌 또는 우로 이동시켜 시차를 조절하는 단계;
    (2) 상기 시차가 조절된 영상 데이터인 유효 영상 데이터에 이미지의 상, 하, 좌, 우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하는 단계;
    (3) 상기 이미지 비율이 보정된 영상데이터에 대해 Re-Sampling이 수행되도록 하는 단계; 및
    (4) 상기 Re-Sampling 영상 데이터를 사이드 바이 사이드(side by side)방식으로 합성시키는 단계
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 주시각 조절방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (3) 단계에서 Re-Sampling 된 영상 데이터의 이미지 크기는 가로 n/2 픽셀, 세로 m 픽셀이며,
    상기 (4) 단계에서 합성된 영상 데이터의 이미지 크기는 n x m 픽셀인 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 스테레오 입체카메라 시스템의 주시각 조절방법.
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