KR100937768B1 - 3차원 영상 재생 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 영상 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속으로 3차원 영상을 복원할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 3차원 영상 재생 장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 장치는 요소 영상이 입력되는 요소 영상 입력부, 상기 입력된 요소 영상이 미리 설정된 기준 신호에 상응하여 정렬되는 FD(Fractional Delay) 필터부, 상기 정렬된 요소 영상들이 중첩되어 3차원 영상을 형성하는 영상 중첩부, 상기 3차원 영상을 확대하는 영상 확대부 및 상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 영상 재생부를 포함할 수 있다.

3차원 영상

Description

3차원 영상 재생 장치 및 방법{Apparatus and method for reconstructing 3D image}

본 발명은 3차원 영상 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속으로 3차원 영상을 복원할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 3차원 영상과 영상 재생 기술에 관한 연구들이 활발히 이뤄지고 전 세계적으로 많은 관심을 얻고 있다. 영상 기술이 첨단화 되고 고도의 기술 집적이 이루어지고 있다. 이에 따라 3차원 영상은 2차원 영상 보다 실감 있고 자연스러우며 보다 인간에 가까워 3차원 영상에 대한 수요가 증가하고 있다.

3차원 영상 재생 기술은 관측자에게 평면 이미지가 아니라 입체감 있고 실감 있는 3차원 입체 영상을 느낄 수 있도록 입체로 표시하는 기술을 말한다.

현재 3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법에는 스테레오스코피(stereoscopy), 홀로그래피 (holography), 집적영상(integral imaging) 기법 등 여러 가지 기술이 연구 개발되고 있다.

스테레오스코피 방식은 인간시각 시스템(human visual system)을 모방한 방 식이다. 스테레오스코피 방식은 좌ㅇ우 양쪽 눈에 대응되는 영상을 구분하여 각각 입력시키는 방식이다. 즉, 스테레오스코피 방식은 영상을 좌안시 영상과 우안시 영상으로 분리한 후 편광 액정판으로 된 안경을 장착한 관측자의 좌안과 우안으로 각각 입사시켜 입체 영상을 느끼게 하는 방식이다. 스테레오스코피 방식은 좌ㅇ우 영상을 이용하여 스테레오 시차(stereo disparity)를 통해 입체감을 느끼게 하는 가장 단순한 구조의 방식이다.

그러나 스테레오스코피 방식은 일반적으로 수평시차로 제한된다. 또한, 양안에 들어오는 두 영상의 시차와 인간의 초점 기능 사이의 차이에 의해 어지러움 및 눈의 피로감을 느끼게 한다. 따라서 스테레오방식은 장시간의 입체 영상 재생 시스템으로써 사용이 크게 제한되고 있다.

홀로그래피 방식은 홀로그래피에 광원을 비추면 관측자는 홀로그래피의 전면으로부터 일정한 거리를 두고 떨어져 홀로그래피를 바라보면서 허상의 입체 영상을 관측하게 된다. 홀로그래피 방식은 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 관측시 특수 안경을 장착하지 않고도 실물과 똑같은 입체 영상을 느낄 수 있는 방식이다. 따라서 홀로그래피 방식은 입체감이 뛰어나며 인간이 피로감이 없이 3차원 영상을 느끼는 가장 이상적인 방식이라고 알려져 있다.

그러나 홀로그래피 방식은 암실에서 레이저를 이용하여 홀로그램을 합성해야 할 뿐만 아니라 사용하는 광원이 제한적이고 먼 거리의 물체를 표현하는데 문제점을 가지고 있다. 또한, 홀로그래피 방식은 기존 방식의 과도한 정보량으로 인하여 실시간적 전송 및 영상 재생이 어려워 실질적인 응용이 크게 제한되고 있다.

집적 영상 방식은 Lippmann에 의해 1908년에 처음 제안되었다. 그 후, 집적 영상 방식은 차세대 3차원 영상 재생 기술로 연구되어 왔다. 그러나 집적 영상 방식은 그 동안 별 주목을 받지 못하였다. 그러나 집적 영상 방식은 최근 액정 표시 장치(Liquid Crystal Digital; LCD)와 같은 평면 재생 장치 및 이미지 센서(Charge Coupled Device; CCD)와 같은 고해상 영상검출 장치의 개발로 다시 큰 주목을 받고 있다.

일반적으로 집적 영상 기술은 크게 영상 획득 단계와 영상 재생 단계로 나뉘어 진다.

영상 획득 단계는 이미지 센서와 같은 2차원 감지기와 렌즈 어레이로 구성되며, 이때 3차원 객체는 렌즈 어레이 앞에 위치한다. 그러면 3차원 객체의 다양한 영상정보들이 렌즈 어레이를 통과한 후 2차원 감지기에 저장된다. 이때 저장된 영상은 요소 영상으로서 3차원 재생을 위해 이용된다.

이후 집적 영상 기술의 영상 재생 단계는 영상 획득 단계의 역과정으로, 액정 표시 장치와 같은 영상 재생 장치와 렌즈 배열(영상 획득 단계의 렌즈 어레이와 구분하기 위해 영상 재생 단계는 이하 렌즈 배열이라 함)로 구성된다. 여기서, 영상 획득과정에서 얻은 요소 영상은 영상 재생 장치에 표시되고, 요소 영상의 영상정보는 렌즈 배열을 통과하여 공간상에 3차원 영상으로 재생되게 된다.

집적 영상 방식은 홀로그래피 방식과 같이 완전 시차(Full parallax)와 연속적인 관측시점을 제공하는 장점을 가지고 있다.

집적 영상 방식의 주요한 특징은 입체 영상을 관측하는데 안경이나 기타 도 구가 필요하지 않고, 시점이 아니라 일정한 시야각 내에서 연속적인 수직, 수평 시차를 제공할 수 있다는 것이다.

또한, 집적 영상 방식은 총 천연색 실시간 영상 재생이 가능하며, 기존의 평면 영상 장치와 호환성이 뛰어나다.

하지만, 집적영상 방식은 광학적을 3차원 영상을 디스플레이하게 될 경우에 광학장비의 회절이나 간섭 등에 의하여 재생 영상의 잡음 및 왜곡이 많이 발생하게 되어서 정확한 3차원 영상이 관측하기 힘든 문제점이 있다. 이 문제점을 극복하기 위해서 컴퓨터적 인 기법으로 3차원 영상을 재생하는 기술이 소개되었다. 하지만 컴퓨터적 집적 영상 기술에 경우에 기하광학적 모델에 기초하여 복원하기 때문에 렌즈 배열과 재생 평면 사이의 거리가 점점 더 커지는 것을 요구 받고 있어, 재생되는 데 있어 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고속으로 3차원 영상을 재생할 수 있는 3차원 영상 재생 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 3차원 영상을 재생 또는 패턴 인식 시스템을 구성할 때 보다 계산량을 감소시켜 효율적인 재생 및 인식을 수행하는 3차원 영상 재생 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 3차원 영상 재생 장치를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 장치는 요소 영상이 입력되는 요소 영상 입력부, 상기 입력된 요소 영상이 미리 설정된 기준 신호에 상응하여 정렬되는 FD(Fractional Delay) 필터부, 상기 정렬된 요소 영상들이 중첩되어 3차원 영상을 형성하는 영상 중첩부, 상기 3차원 영상을 확대하는 영상 확대부 및 상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 영상 재생부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 3차원 영상 재생 방법을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 방법은 요소 영상이 입력되는 단계, 상기 입력된 요소 영상이 미리 설정된 기준 신호에 상응하여 정렬되는 단계, 상기 정렬된 요소 영상들이 중첩되어 3차원 영상을 형성하는 단계, 상기 3차원 영상을 확대하는 단계 및 상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 집적 영상을 이용하는 3차원 영상재생 또는 패턴인식 시스템을 구성할 때 보다 빠른 인식을 수행 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 3차원 영상 재생 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법은 집적 영상 방식의 재생 방법으로 3D 영상 재생과 인식을 위한 계산적 집적 영상 방식이다.

계산적 집적 영상 방식은 요소영상을 생성하는 영상 획득(pickup) 과정과 체적형 컴퓨터 재생(VCR) 과정에 의해 3차원 재생이 수행된다.

영상 획득(pickup) 과정은 요소영상 이미지들이 렌즈 어레이(lenslet array)와 이미지 센서를 통하여 저장된다.

체적형 컴퓨터 재생(VCR) 과정은 요소 영상 이미지들이 컴퓨터를 사용하여 디지털로 재생할 때, 광학의 장치 없이 3차원 이미지들이 어떤 출력단계에서도 쉽게 재생된다.

체적형 컴퓨터 재생(VCR) 과정은 도 1(b)에서 보여지는 것과 같이 요소 영상들은 각각의 핀홀 배열(pinhole array)을 통해 이미지 평면에서는 역으로 매핑되고, 재생된 3차원 영상들이 z축을 따라서 나타낼 수 있도록 각각의 요소영상들을 부분적으로 겹쳐 진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 체적형 컴퓨터 재생(VCR) 과정은 요소 영상이 FD 필터를 통하여 정렬되고, 정렬된 요소 영상이 겹쳐진 후, 이미지 평면에서 역으로 매핑되는 것이다.

도 2는 상술한 본 발명의 일 실시예에 의해 3차원 영상 재생 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2(a)를 참조하면, 3차원 영상 재생 방법에 의해 재생된 영상은 M 배의 확대과정과 중첩과정을 통하여 3차원 영상을 재생한다.

또한, 도 2(b)를 참조하면, 3차원 영상 재생 방법은 FD(Fractional Delay)필터를 사용하여 중첩과정을 먼저 수행하며 이를 통해 얻어진 영상을 확대하여 최종 3차원 영상을 재생한다.

따라서 도 2(a)에 도시된 체적형 컴퓨터 재생 방법에 의해 재생된 영상과 도 2(b)에 도시된 방법에 의해 재생된 영상은 시각적으로 품질의 차이가 없다.

반면, 도 2(b)에 도시된 3차원 영상 재생 방법은 인식 과정에 참여하는 픽 셀(pixel)의 수가 도 2(a)에 도시된 재생 방법보다 매우 적기 때문에 재생된 영상이 3차원 영상 재생과 3차원 영상 패턴 인식에 더 유용하게 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면, 3차원 영상 재생 장치(100)는 요소 영상 입력부(110), FD 필터부(120), 영상 중첩부(130), 영상 확대부(140), 영상 재생부(150) 및 저장부(160)를 포함한다. 여기서, 상술한 각 부는 각각 하나의 모듈로 형성될 수 있으며, 둘 이상의 부가 하나의 모듈로 구성될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

요소 영상 입력부(110)는 3차원 영상 획득 장치를 통하여 생성된 요소 영상이 입력된다. 여기서, 3차원 영상 획득 장치는 3차원 영상 재생 장치(100)와 연동될 수 있으며, 저장부(160)에 해당 요소 영상이 저장되어 불러 올 수 있음을 당업자에게 자명하다.

FD 필터부(120)는 입력된 요소 영상을 정렬한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 장치(100)는 가상적으로 축소한 재구성된 이미지를 z(도 1 참조)의 거리에 위치시킨다. 그러나, 3차원 영상 재생 장치(100)는 요소 영상을 재구성된 이미지로 위치하는데 있어 이동된 요소 영상이 겹쳐 질 때 정렬되지 않는 픽셀을 야기시킨다.

FD(Fractional Delay)필터(120)는 요소 영상을 재구성된 이미지로 위치하는데 있어 이동된 요소 영상이 겹쳐 질 때 정렬되지 않는 픽셀을 보정한다.

영상 중첩부(130)는 정렬된 요소 영상을 중첩하여 1차원 모델을 구성한다.

영상 확대부(140)는 중첩되어 구성된 1차원 모델을 확대한다.

3차원 영상 재생부(150)는 확대된 3차원 영상이 디스플레이되어 재생된다.

저장부(150)는 요소 영상 또는 재생된 3차원 영상이 저장된다.

이하에서는 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, S410 단계에서 3차원 영상 재생 장치(100)는 요소 영상들을 입력한다.

요소 영상은 다차원 시스템들에서 직접 대응 영상(counterpart)을 가지며, 따라서 그 모델은 쉽게 체적형 컴퓨터 재생(VCR)이 적용될 수 있다.

요소 영상은 3차원 영상 획득 장치에 의해 획득되어 저장부(160)에 저장되어 있을 수 있다.

S420 단계에서 3차원 영상 재생 장치(100)는 FD 필터부(120)를 통하여 입력된 요소 영상을 정렬한다.

도 5를 참조하면, 체적형 컴퓨터 재생 방법은 가상의 핀홀 배열(pinhole array)로부터 거리 z에 위치하는 재생된 이미지 평면으로 신호 Rz(x)를 재생하기 위해 요소 영상들은 역으로 매핑되고, M=z/g의 확대인자에 의해 확대된다. 그리고, 이 확대된 요소영상들은 재생된 영상의 평면에 서로 겹치게 된다.

확대된 요소 영상(signal)의 크기 L은 w가 요소 영상(signal) 사이의 폭이며, 재생된 이미지 평면에서 이동 인자(shifting factor)로 정의할 때, L= w z/g 이다.

여기서, 값 w는 이산 영역(discrete domain)에서 많은 픽셀(pixel)들의 형태로 표현된다.

본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법은 계산되는 픽셀 수를 줄이기 위하여 가상적으로 축소한 재구성된 이미지를 z의 거리에 위치시키는 것이다. 그러면, 요소영상의 크기는 더 이상 필요가 없게 된다. 왜냐하면 L의 크기는 M의 요인에 의해 축소된 w와 같다.

본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법은 재구성된 이미지에서의 이동 인자(shifting factor) w은 M의 요인에 의해서 축소하는 것이 필요하게 된다. 즉, 이동 인자(shifting factor)는 정수가 아닌 w/M을 가진다. 이 정수가 아닌 이동 인자(shifting factor)는 이동된 요소 영상이 겹쳐 질 때 정렬되지 않는 픽셀을 야기 시킨다.

FD 필터부(120)는 정수가 아닌 이동 인자(shifting factor)로 인하여 정렬되지 않은 픽셀을 보정한다.

도 6은 요소 영상 신호의 정렬되지 않은 픽셀과 FD필터를 도식화한 것이다.

도 6(a)는 요소 영상 신호 ej(x)가 기준 신호 T(x)로 겹쳐질 때 정렬되지 않는 문제를 보여주고 있다. 여기서, 기준 신호 T(x)는 사용자 또는 운용자에 의해 미리 설정될 수 있으며, 핀홀 배열(pinhole array) 위치에 정렬된 요소 영상 신호 일 수 있다.

만약 신호 ej(x)가 FD 필터에 의해 늦어진다면(delayed), 늦추어진 ej(x) 신호는 기준 신호 T(x)와 서로 겹쳐 질 수 있다.

FD 필터부(120)는 0차원(zero-order) 보간 필터 또는 싱크(sinc)보간 필터 일수 있으며, 바람직하게는 계산 비용이 가능한 한 낮게 되도록 계수가 {1-Fd, Fd}인 투 탭(two-tap) 필터가 이용될 수 있다.

여기서, 투 탭(two-tap) 필터는 선형 보간(Linear interpolation)이며 계수들은 fractional delay Fd에 의존한다. 투 탭(two-tap) 필터는 길이가 1인 가장 단순한 FD 필터는 성능이 좋지 않기 때문에 사용하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 FD 필터는 도 6(b)에 기반하여, 부분적으로 지연된 신호는 다음 수학식 (1)에 의해 계산된다.

[수학식 1]

여기서, e'j(n)은 정렬된 요소 영상, Fd는 부분적 지연 계수 및 ej(n)은 입력된 요소 영상을 나타내며, n은 요소 영상의 수로 자연수임.

FD 필터부(120)는 FD 필터를 사용하기 위해서, 부분적 지연 과정은 모든 요소 영상에 적용되어 계산되어야 한다.

S430 단계에서 3차원 영상 재생 장치(100)는 기준 신호에 정렬된 요소 영상을 중첩한다(supermposing).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 요소 영상이 겹쳐지는 과정을 FD 필터와 함께 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, w 샘플을 가진 각 요소 영상 ej (x)는 중첩되기(Supermposing) 전에 인자 jw/M에 의해 이동된다. 이것은 요소 영상들의 이동된 샘플들이 서로 정렬되지 않는다는 것을 보인다. 이 미정렬(misalignment) 문제는 FD(fractional delay) 필터를 사용하는 것에 의해 쉽게 극복된다.

도 7에서 요구된 지연 인자 Fd는 다음 수학식 (2)에서 구할 수 있다.

[수학식 2]

S440 단계에서 3차원 영상 재생 장치(100)는 중첩된 요소 영상을 확대한다.

S450 단계에서 3차원 영상 재생 장치(100)는 확대된 모델에 의해 3차원 영상이 재생된다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 3차원 영상 재생 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 방법을 평가하기 위하여 영상을 재생한다.

예를 들면, 재생된 3차원 영상의 요소영상의 세트는 도 8(a)이며, 32ㅧ32 개의 작은 영상들로 구성되어 있으며, 각각의 작은 영상은 32ㅧ32의 픽셀 수를 가지므로 전체 픽셀수는 1024ㅧ1024이다.

도 8(b)및 도 8(c)는 체적형 컴퓨터 재생 방법과 본 발명에 따른 방법에 의해 얻게 되는 z=4g에서 재생된 이미지들을 보여준다. 시각적인 품질 면에서 재생된 두 영상 사이에 차이가 없다는 것을 볼 수 있다.

본 발명의 일 실시에에 따른 3차원 영상 재생 방법에 대하여 복잡성을 평가하기 위해, 재생된 영상의 픽셀들의 수와 가상의 핀홀 배열(pinhole array)로부터의 거리의 관계를 공식화한다.

체적형 컴퓨터 재생(VCR)에 의해 재생된 영상의 가로 크기 Sx는 수학식(3)의 형태로 나타낼 수 있다.

[수학식 3]

여기서 Nx는 x축에 따라 요소 영상의 수를 보여주고, Wx는 요소 영상의 수평 샘플들의 수를 나타낸다.

이에 반해 본 발명의 3차원 영상 재생 방법에 의한 재생된 영상의 가로 크기 Sx는 수학식 (4)의 형태로 나타나진다.

[수학식 4]

수학식 (3)과 (4)를 참조하여, 두 개의 수평 크기에 대한 그래프들은 도 9에 도시된다.

도 9에서 수직 축은 재생되는 3차원 영상의 수평 크기이고 수평 축은 핀홀 배열과

재생 영상 사이의 거리이다.

도 9는 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법(도 9의 (b))에 의해 재생된 영상의 크기가 체적형 컴퓨터 재생 방법(도 9의 (a))에 의해 재생된 영상의 크기보다 더 작다는 것을 나타낸다. 이는 수평 축은 핀홀 배열과 재생 영상 사이의 거리가 증가함에 따라 더욱 더 눈에 띄게 두드러진다.

따라서, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법(도 9의 (b))에 의해 재생된 영상들의 픽셀 수들의 수가 체적형 컴퓨터 재생 방법(도 9의 (a))의 영상들의 픽셀의 수보다 작아 처리 속도가 상대적으로 빠르다.

또한, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법과 체적형 컴퓨터 재생 방법을 더욱 상세히 비교하면, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법의 중첩(superposition)과 평준화(normalization) 처리에 관계하는 픽셀들의 수가 더 작아 처리 시간이 M²시간만큼 더 빠르다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법은 FD 필터링(filtering)보다 더 높은 비용과 메모리들을 요구 하는 어떠한 확대도 필요로 하지 않는다.

예를 들어, Nx=Nw=32, Wx=Ww=32, M=z/g=10에 대해서, 체적형 컴퓨터 재생 방법에 의해 획득된 재생된 영상의 크기는 1312×1312 픽셀인데 반하여, 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법에 의해 재생된 영상의 크기는 132×132 픽셀이다. 이 예로부터, 거리 z=10g에서 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법이 체적형 컴퓨터 재생 방법보다 100배 더 빠르다고 추론할 수 있다.

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 3차원 영상 재생 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 재생 장치를 설명하기 위한 블록 구성도.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 3차원 영상 재생 방법을 설명하기 위한 도면들.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 3차원 영상 재생 방법의 효과를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 3차원 영상 재생 장치 110: 요소영상 입력부

120: FD 필터부 130: 영상 중첩부

140: 영상 확대부 150: 영상 재생부

160: 저장부

Claims (9)

1. 3차원 영상 재생 장치에 있어서,

   요소 영상이 입력되는 요소 영상 입력부;

   미리 설정된 기준 신호에 요소 영상 신호가 겹쳐지도록 상기 요소 영상 신호를 딜레이(delay)시켜 상기 입력된 요소 영상을 정렬하는 FD(Fractional Delay) 필터부;

   상기 정렬된 요소 영상들이 중첩되어 3차원 영상을 형성하는 영상 중첩부;

   상기 3차원 영상을 확대하는 영상 확대부; 및

   상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 영상 재생부를 포함하는 3차원 영상 재생 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 요소 영상 입력부에 입력되는 요소 영상은

   대상 물체와 이미지 센서 사이에 렌즈 어레이(lenslet array)를 통하여 생성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 FD 필터부는

   0차원(zero-order) 보간 필터, 싱크(sinc)보간 필터 또는 투 탭(two-tap) 필터인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 FD 필터부는 다음 수학식 1에 의해 요소 영상을 정렬하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 장치.

   [수학식 1]

   

   여기서, e'j(n)은 정렬된 요소 영상, Fd는 부분적 지연 계수 및 ej(n)은 입력된 요소 영상을 나타내며, n은 요소 영상의 수로 자연수임.
5. 제1항에 있어서,

   상기 영상 재생부는 다음 수학식 4에 의해 재생된 영상의 가로 크기가 산출되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 장치.

   [수학식 4]

   

   여기서, Sx 는 재생된 영상의 가로 크기, M은 확대인자, Nx는 x축에 따라 요소 영상의 수 및 Wx는 요소 영상의 수평 샘플들의 수를 나타냄.
6. 3차원 영상 재생 방법에 있어서,

   요소 영상이 입력되는 단계;

   미리 설정된 기준 신호에 요소 영상 신호가 겹쳐지도록 상기 요소 영상 신호를 딜레이(delay)시켜 상기 입력된 요소 영상을 정렬하는 단계;

   상기 정렬된 요소 영상들이 중첩되어 3차원 영상을 형성하는 단계;

   상기 3차원 영상을 확대하는 단계; 및

   상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 단계를 포함하는 3차원 영상 재생 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 요소 영상이 입력되는 단계 이전에

   대상 물체와 이미지 센서 사이에 렌즈 어레이(lenslet array)를 통하여 상기 요소 영상이 생성되는 단계를 더 포함하는 3차원 영상 재생 방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 입력된 요소 영상이 미리 설정된 기준 신호에 상응하여 정렬되는 단계는

   다음 수학식 1에 의해 요소 영상을 정렬하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 방법.

   [수학식 1]

   

   여기서, e'j(n)은 정렬된 요소 영상, Fd는 부분적 지연 계수 및 ej(n)은 입력된 요소 영상을 나타내며, n은 요소 영상의 수로 자연수임.
9. 제6항에 있어서,

   상기 확대된 3차원 영상이 표시되는 단계는

   다음 수학식 4에 의해 재생된 영상의 가로 크기가 산출되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 재생 방법.

   [수학식 4]

   

   여기서, Sx 는 재생된 영상의 가로 크기, M은 확대인자, Nx는 x축에 따라 요소 영상의 수 및 Wx는 요소 영상의 수평 샘플들의 수를 나타냄.

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