KR101296902B1 - 영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치, 및 영상처리방법 - Google Patents

영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치, 및 영상처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치, 및 영상처리방법에 관한 것이다. 본 발명의 영상처리부는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 데이터 변조부; 및 상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 3D 포맷터를 포함한다.

Description

영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치, 및 영상처리방법{IMAGE PROCESSING UNIT AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME, AND IMAGE PROCESSING METHOD}
본 발명은 영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치, 및 영상처리방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광을 바꿔서 또는 시분할방식으로 표시한다. 안경방식은 편광안경 또는 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현한다. 무안경방식은 일반적으로 패럴렉스 배리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
도 1은 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(DIS) 상에 배치된 패턴 리타더(Patterned Retarder)(PR)의 편광특성과, 사용자가 착용한 편광 안경(PG)의 편광특성을 이용하여 입체영상을 구현한다. 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 표시패널(DIS)의 기수(홀수) 라인들에는 좌안 영상을 표시하고, 우수(짝수) 라인들에는 우안 영상을 표시한다. 표시패널(DIS)의 좌안 영상은 패턴 리타더(PR)를 통과하면 좌안 편광으로 변환되고, 우안 영상은 패턴 리타더(PR)를 통과하면 우안 편광으로 변환된다. 편광 안경(PG)의 좌안 편광필터는 좌안 편광만을 통과시키고, 우안 편광필터는 우안 편광만을 통과시킨다. 따라서, 사용자는 좌안을 통하여 좌안 영상만을 보게 되고, 우안을 통하여 우안 영상만을 보게 된다.
패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치는 기수 라인들에는 좌안 영상을 표시하고, 우수 라인들에는 우안 영상을 표시한다. 이 경우, 좌안 영상은 원본 영상의 우수 라인에 해당하는 영상이 없고, 우안 영상은 원본 영상의 기수 라인에 해당하는 영상이 없으므로, 영상의 경계부가 매끄럽지 않고 계단처럼 보이는 현상이 나타나는 문제가 발생한다. 이러한 계단 현상은 재깅(jagging), 재그니스(jagness), 혹은 지그재그 아티팩트(zigzag artifact) 등으로 알려져 있다. 이하에서, 계단 현상을 "재깅"으로 칭하기로 한다.
본 발명은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 경우에도 재깅을 개선할 수 있는 영상처리부와 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공한다.
본 발명의 영상처리부는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 데이터 변조부; 및 상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 3D 포맷터를 포함한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 데이터라인들과 스캔라인들이 교차되는 표시패널; 입력되는 RGB 데이터의 재깅 가능 영역을 검출하고, 상기 재깅 가능 영역의 재깅을 개선하는 영상처리부; 상기 영상처리부로부터 출력된 RGB 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 데이터 구동회로; 및 상기 데이터전압에 동기되는 스캔펄스를 상기 스캔라인들로 순차적으로 출력하는 스캔 구동회로를 구비하고, 상기 영상처리부는, 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 데이터 변조부; 및 상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 3D 포맷터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 영상처리방법은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 단계; 및 상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 입력되는 3D 영상 데이터의 재깅 가능 영역을 예측하고, 예측된 재깅 가능 영역의 픽셀 데이터들을 변조한다. 그 결과, 본 발명은 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 경우에도 재깅을 개선할 수 있다.
도 1은 패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 영상처리부를 상세히 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 데이터 변조부의 데이터 변조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 입력되는 3D 영상 데이터를 보여주는 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 각각의 마스크 내 픽셀 데이터들을 보여주는 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 제1 계수군과 제2 계수군을 보여주는 도면들이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 연산 순서를 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3은 표시패널, 패턴 리타더, 및 편광 안경을 보여주는 분해 사시도이다. 본 발명의 입체영상 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예에서 액정표시소자를 중심으로 예시하였지만, 액정표시소자에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 편광 안경(20), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 타이밍 콘트롤러(130), 영상처리부(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 포함한다. 표시패널(10)은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, "TFT"라 함) 기판과 컬러필터 기판을 포함한다. TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에는 액정층이 형성된다.
TFT 기판 상에는 하부 유리기판 상에 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들(또는 스캔라인들)이 상호 교차되도록 형성되고, 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들에 의해 정의된 셀영역들에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 데이터라인(D)들과 게이트라인(G)들의 교차부에 형성된 TFT는 게이트라인(G)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인(D)들을 경유하여 공급되는 데이터전압을 액정셀의 화소전극에 전달하게 된다. 이를 위하여, TFT의 게이트전극은 게이트라인(G)에 접속되며, 소스전극은 데이터라인에 접속된다. TFT의 드레인전극은 액정셀의 화소전극 및 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor)에 접속된다. 스토리지 캐패시터는 화소전극에 전달된 데이터 전압을 다음 데이터 전압이 들어올 때까지 일정시간 동안 유지해주는 기능을 한다. 화소전극과 대향하는 공통전극에는 공통전압이 공급된다.
컬러필터 기판은 상부 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스, 컬러필터를 포함한다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다.
표시패널(10)의 상부 유리기판에는 상부 편광판(11a)이 부착되고, 하부 유리기판에는 하부 편광판(11b)이 부착된다. 상부 편광판(11a)의 광투과축(r1)과 하부 편광판(11b)의 광투과축(r2)은 도 3과 같이 직교된다. 또한, 상부 유리기판과 하부 유리기판에는 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다. 표시패널(10)의 액정모드는 전술한 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다.
표시패널(10)은 2D 모드에서 기수 라인들과 우수 라인들에 2D 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 3D 모드에서 기수 라인들에 좌안 영상(또는 우안 영상)을 표시하고 우수 라인들에 우안 영상(또는 좌안 영상)을 표시한다. 표시패널(10)에 표시된 영상의 빛은 상부 편광필름을 통해 표시패널(10) 상에 배치된 패턴 리타더(Patterned Retarder)(30)에 입사된다.
패턴 리타더(30)의 기수 라인들에는 제1 리타더(31)가 형성되고, 우수 라인들에는 제2 리타더(32)가 형성된다. 제1 리타더(31)는 표시패널(10)로부터의 빛의 위상값을 +λ(λ는 빛의 파장)/4 만큼 지연시킨다. 제2 리타더(32)는 표시패널(10)로부터의 빛의 위상값을 -λ/4 만큼 지연시킨다. 제1 리타더(31)의 광축(optic axis)(r3)과 제2 리타더(32)의 광축(r4)은 서로 직교된다. 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)는 제1 원편광(좌원편광)만을 통과시키도록 구현될 수 있다. 제2 리타더(32)는 제2 원편광(우원편광)만을 통과시키도록 구현될 수 있다. 또한, 패턴 리타더(30)는 상하 시야각을 넓히기 위한 블랙 스트라이프(Black Stripe)를 포함할 수 있다.
삭제
편광 안경(20)의 좌안 편광필터는 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)와 동일한 광축을 가진다. 편광 안경(20)의 우안 편광필터는 패턴 리타더(30)의 제2 리타더(32)와 동일한 광축을 가진다. 예를 들어, 편광 안경(20)의 좌안 편광필터는 좌원편광 필터로 선택될 수 있고, 편광 안경(20)의 우안 편광필터는 우원편광 필터로 선택될 수 있다. 사용자는 3D 영상을 감상할 때 편광 안경을 쓰고, 2D 영상을 감상할 때 편광 안경을 벗어야 한다.
데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(10)의 데이터라인(D)들에 공급된다.
게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들을 구비한다. 게이트 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 데이터전압에 동기되는 게이트펄스를 표시패널(10)의 게이트라인(G)들에 순차적으로 공급한다.
표시패널(10)은 백라이트 유닛을 필요로 하는 홀드 타입 표시소자로 선택될 수 있다. 홀드 타입 표시소자는 대표적으로 백라이트 유닛으로부터의 빛을 변조하는 투과형 액정표시패널이 선택될 수 있다. 백라이트 유닛은 백라이트 유닛 구동부로부터 공급되는 구동전류에 따라 점등하는 광원, 도광판(또는 확산판), 다수의 광학시트 등을 포함한다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛, 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원들은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나의 광원 또는 두 종류 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛 구동부는 백라이트 유닛의 광원들을 점등시키기 위한 구동전류를 발생한다. 백라이트 유닛 구동부는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 광원들에 공급되는 구동전류를 온/오프(ON/OFF)한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템(150)으로부터 입력되는 글로벌/로컬 디밍신호(DIM)에 따라 백라이트 휘도와 점등 타이밍을 조정한 백라이트 제어 데이터(CBL)를 SPI 데이터 포맷으로 백라이트 유닛 구동부에 출력한다.
타이밍 콘트롤러(130)는 영상처리부(140)로부터 출력된 영상 데이터(RGB/RGB')와 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)과 모드신호(MODE)에 기초하여 게이트 구동부 제어신호를 게이트 구동부(110)로 출력하고, 데이터 구동부 제어신호를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 게이트 구동부 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 및 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트 펄스의 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동부(110)의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 구동부 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(120)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(120)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다. 데이터 구동부(120)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동부(120)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 L(L은 자연수) 수평기간 주기로 반전시킨다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동부(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터(RGB)를 영상처리부(140)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(150)은 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)과 모드신호(MODE) 등을 영상처리부(140)에 공급한다.
영상처리부(140)는 2D 모드와 3D 모드에 따라 발생되는 모드 신호(MODE)를 입력받는다. 모드 신호(MODE)는 2D 모드에서 로우 로직 레벨로 발생할 수 있고, 3D 모드에서 하이 로직 레벨로 발생할 수 있다. 영상처리부(140)는 2D 모드에서 호스트 시스템(150)으로부터 입력된 영상 데이터(RGB)를 그대로 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 영상처리부(140)는 3D 모드에서 호스트 시스템(150)으로부터 입력된 영상 데이터(RGB)의 재깅 가능 영역(Jagging Probable Region)을 예측하고, 예측된 재깅 가능 영역의 픽셀 데이터들을 변조한 후에, 3D 포맷으로 변환하여 출력한다. 호스트 시스템(150)으로부터 입력된 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)은 영상처리부(140)로부터 출력된 영상 데이터(RGB/RGB')의 타이밍에 맞게 변환된다. 영상처리부(140)로부터 출력된 영상 데이터(RGB/RGB')와 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)은 타이밍 콘트롤러(130)에 입력된다. 영상처리부(140)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
도 4는 도 2의 영상처리부를 상세히 나타내는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리부(140)는 데이터 변조부(141), 및 3D 포맷터(142)를 포함한다.
데이터 변조부(141)는 호스트 시스템(150)으로부터 영상 데이터(RGB), 및 모드 신호(MODE)를 입력받는다. 데이터 변조부(141)는 2D 모드에서, 입력된 2D 영상 데이터를 변조하지 않고 그대로 3D 포맷터(142)로 출력한다. 데이터 변조부(141)는 3D 모드에서, 입력된 3D 영상 데이터의 재깅 가능 영역(Jagging Probable Region)을 예측하고, 예측된 재깅 가능 영역의 픽셀 데이터들을 변조하여 출력한다.
데이터 변조부(141)는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터가 입력되면, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 비교하여, 동일 좌표의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출한다. 데이터 변조부(141)는 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 마스크의 제1 계수군을 이용하여 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한다. 데이터 변조부(141)는 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수보다 작으면 마스크의 제2 계수군을 이용하여 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한다. 데이터 변조부(141)는 3D 모드에서 변조된 3D 영상 데이터를 3D 포맷터(142)로 출력한다. 데이터 변조부(141)의 데이터 변조방법에 대한 자세한 설명은 도 5를 결부하여 상세히 설명한다.
3D 포맷터(142)는 호스트 시스템(150)으로부터 모드 신호(MODE)를 입력받고, 데이터 변조부(141)로부터 영상 데이터를 입력받는다. 3D 포맷터(142)는 2D 모드에서, 입력된 2D 영상 데이터를 그대로 출력한다. 3D 포맷터(142)는 3D 모드에서, 입력된 3D 영상 데이터를 3D 포맷에 맞게 변환하여 출력한다.
패턴 리타더 방식의 입체영상 표시장치에서, 3D 포맷터(142)는 3D 영상 데이터에서 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 분리하고, 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 라인별로 재배열한다. 3D 포맷터(142)는 기수 라인들에 좌안 영상 데이터(RGBL)를 배열하고, 우수 라인들에 우안 영상 데이터(RGBR)를 배열한다. 기수 라인들은 패턴 리타더(30)의 제1 리타더(31)와 대향되고, 우수 라인들은 패턴 리타더(30)의 제2 리타더(32)와 대향된다. 3D 포맷터(142)는 재배열된 3D 영상 데이터를 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다.
도 5는 도 4의 데이터 변조부의 데이터 변조방법을 보여주는 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변조부(141)의 데이터 변조방법에 대하여는 도 4를 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 데이터 변조방법은 입력된 3D 영상 데이터의 재깅 가능 영역을 예측하고, 예측된 재깅 가능 영역의 픽셀 데이터들을 변조하여 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변조방법은 4×3 마스크인 것을 중심으로 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 변조방법은 4×3 마스크에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
영상처리부(140)의 데이터 변조부(141)는 3D 모드에서, 도 6a 내지 도 6c와 같이 좌안 영상 데이터(RGBL)와 우안 영상 데이터(RGBR)를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받는다. 도 6a와 같이 3D 영상 데이터의 좌반부에는 좌안 영상 데이터(RGBL)가 입력되고, 우반부에는 우안 영상 데이터(RGBR)가 입력될 수 있다. 또는, 도 6b와 같이 3D 영상 데이터의 상반부에는 좌안 영상 데이터(RGBL)가 입력되고, 하반부에는 우안 영상 데이터(RGBR)가 입력될 수 있다. 도 6c와 같이 3D 영상 데이터는 제n(n은 자연수) 프레임에 좌안 영상 데이터(RGBL)가 입력되고, 제n+1 프레임에 우안 영상 데이터(RGBR)가 입력될 수 있다. 데이터 변조부(141)는 도 6a 내지 도 6c와 같이 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 각각의 동일 좌표에 대하여 마스크(M)를 설정한다.
데이터 변조부(141)는 미리 설정된 마스크(M)의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 비교한다. 본 발명의 실시예에 따른 4×3 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들은 도 7a와 같이 제1 내지 제12 픽셀 데이터(L1~L12)로 설정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 4×3 마스크(M) 내의 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들은 도 7b와 같이 제1 내지 제12 픽셀 데이터(R1~R12)로 설정될 수 있다. 데이터 변조부(141)는 마스크(M) 내의 제n(n은 1≤n≤12를 만족하는 자연수) 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)를 비교한다. (S101)
데이터 변조부(141)는 마스크(M) 내의 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 차이가 소정의 문턱값(TH) 이상인지 여부를 판단한다. 데이터 변조부(141)는 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 차이가 소정의 문턱값(TH) 이상인 경우, 카운트(count)를 증가시킨다. 데이터 변조부(141)는 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 차이가 소정의 문턱값(TH) 미만인 경우, 카운트(count)를 증가시키지 않는다. 소정의 문턱값(TH)은 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)가 충분히 차이가 있다고 판단할 수 있는 값으로, 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다. 카운트(count)는 마스크(M) 내에서 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 차이가 소정의 문턱값(TH) 이상인 경우의 수를 의미한다. (S102, S103)
데이터 변조부(141)는 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들이 모두 비교되었는지를 판단한다. 본 발명의 실시예에 따른 4×3 마스크(M) 내에는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 각각 12개가 존재하므로, 데이터 변조부(141)는 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 n이 12인지를 판단한다. 데이터 변조부(141)는 n이 12인 경우, 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들이 모두 비교되었다고 판단한다. 데이터 변조부(141)는 n이 12가 아닌 경우, n을 '1' 증가하고, n이 12가 될 때까지 마스크(M) 내의 제n 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Ln)와 제n 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터(Rn)의 차이가 소정의 문턱값(TH) 이상인지 여부를 반복해서 판단한다. (S104, S105)
데이터 변조부(141)는 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들이 모두 비교되었다고 판단된 경우, 카운트(count)가 소정의 문턱 개수(LIMIT) 이상인지를 판단한다. 소정의 문턱 개수(LIMIT)는 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들이 차이가 있다고 판단할 수 있는 값으로, 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다. (S106)
데이터 변조부(141)는 카운트(count)가 소정의 문턱 개수(LIMIT) 이상인 경우 재깅 가능 영역에 해당하므로, 마스크(M)의 제1 계수군을 이용하여 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한다. 제1 계수군의 계수들 각각은 0 보다 크고 1 보다 작은 계수값들을 포함하고, 계수값들은 서로 다른 2개 이상의 값들을 포함한다. 예를 들어, 마스크(M)의 제1 계수군은 도 8a와 같이 제p-1(p는 2 이상의 자연수) 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 및 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수의 합이 1이 되도록 설정될 수 있다. 도 7a의 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 도 8a의 마스크(M)의 제1 계수군의 연산 방법은 수학식 1과 같다.
Figure 112010080858880-pat00001
Figure 112010080858880-pat00002
Figure 112010080858880-pat00003
Figure 112010080858880-pat00004
데이터 변조부(141)는 수학식 1과 같이 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 마스크(M)의 제1 계수군을 연산함으로써, 제5 내지 제8 픽셀 데이터들(L5, L6, L7, L8)만을 변조한다. 데이터 변조부(141)는 제p-1 라인에 위치하는 제1 픽셀 데이터(L1), 제p 라인에 제5 픽셀 데이터(L5), 및 제p+1 라인에 위치하는 제9 픽셀 데이터(L9) 각각을 제1 픽셀 데이터(L1), 제5 픽셀 데이터(L5), 및 제9 픽셀 데이터(L9) 각각에 대응하는 마스크(M)의 제1 계수군의 계수들 각각과 연산하여, 변조된 제5 픽셀 데이터(L5')를 산출한다. 데이터 변조부(141)는 변조된 제6 내지 제8 픽셀 데이터들(L6', L7', L8')을 변조된 제5 픽셀 데이터(L5')와 같은 연산 방법으로 산출한다. 또한, 데이터 변조부(141)의 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 마스크(M)의 제1 계수군의 연산 방법은 수학식 1과 같다. (S107)
데이터 변조부(141)는 카운트(count)가 소정의 문턱 개수(LIMIT) 이하인 경우, 마스크(M)의 제2 계수군을 이용하여 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 픽셀 데이터들을 변조한다. 예를 들어, 마스크(M)의 제2 계수군은 도 8b와 같이 제p-1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 및 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수의 합이 1이 되도록 설정될 수 있다. 도 8b에서, 제2 계수군의 계수들 각각은 제5 내지 제8 픽셀 데이터들을 그대로 출력하도록 설정된다. 즉, 제5 내지 제8 픽셀 데이터들에 대응되는 제2 계수군의 계수들 각각은 '1'로 설정되고, 나머지 픽셀 데이터들에 대응되는 제2 계수군의 계수들 각각은 '0'으로 설정된다. 도 7a의 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 도 8b의 마스크(M)의 제2 계수군의 연산 방법은 수학식 2와 같다.
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Figure 112010080858880-pat00006
Figure 112010080858880-pat00007
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데이터 변조부(141)는 수학식 2와 같이 마스크(M) 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 마스크(M)의 제2 계수군을 연산함으로써, 제5 내지 제8 픽셀 데이터들(L5, L6, L7, L8)을 그대로 출력한다. 데이터 변조부(141)는 제p-1 라인에 위치하는 제1 픽셀 데이터(L1), 제p 라인에 제5 픽셀 데이터(L5), 및 제p+1 라인에 위치하는 제9 픽셀 데이터(L9) 각각을 제1 픽셀 데이터(L1), 제5 픽셀 데이터(L5), 및 제9 픽셀 데이터(L9) 각각에 대응하는 마스크(M)의 제2 계수군의 계수들 각각과 연산하여, 제5 픽셀 데이터(L5)를 변조된 제5 픽셀 데이터(L5')로 그대로 산출한다. 데이터 변조부(141)는 변조된 제6 내지 제8 픽셀 데이터들(L6', L7', L8')을 변조된 제5 픽셀 데이터(L5')와 같은 연산 방법으로 산출한다. 또한, 데이터 변조부(141)의 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 마스크(M)의 제2 계수군의 연산 방법도 수학식 2와 같다. (S108)
데이터 변조부(141)는 좌안 영상 데이터의 마스크(M) 내 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 각각 변조한 경우, 도 9a와 같이 마스크(M)의 가로 크기만큼 오른쪽 방향으로 마스크(M)를 쉬프트한다. 데이터 변조부(141)는 도 9b와 같이 오른쪽 방향으로 마스크(M)를 더 이상 쉬프트할 수 없는 경우, 도 9c와 같이 한 라인 아래의 좌측 끝단으로 마스크(M)를 쉬프트하여 S101 내지 S108 단계를 반복한다. (S109)
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 입력되는 3D 영상 데이터의 재깅 가능 영역을 예측하고, 예측된 재깅 개선 영역의 픽셀 데이터들을 변조함으로써, 패턴 리타더 방식으로 입체영상을 구현하는 경우에도 재깅을 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 11a: 상부 편광판
11b: 하부 편광판 20: 편광안경
30: 패턴 리타더 31: 제1 리타더
32: 제2 리타더 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 타이밍 콘트롤러
140: 영상처리부 141: 데이터 변조부
142: 3D 포맷터 150: 호스트 시스템

Claims (18)

  1. 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 데이터 변조부; 및
    상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 3D 포맷터를 포함하는 영상처리부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 계수군의 계수들 각각은 0 보다 크고 1 보다 작은 계수값들을 포함하고, 상기 계수값들은 서로 다른 2개 이상의 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리부.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수보다 작으면 상기 마스크의 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 것을 특징으로 하는 영상처리부.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 계수군과 상기 제2 계수군 각각은,
    제p-1(p는 2 이상의 자연수) 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 및 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수의 합이 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상처리부.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 계수군은,
    상기 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '1'이고,
    상기 제p-1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수와 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '0'인 것을 특징으로 하는 영상처리부.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 변조부는,
    상기 마스크의 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한 후에 상기 마스크를 쉬프트하고, 쉬프트한 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 변조하는 것을 특징으로 하는 영상처리부.
  7. 데이터라인들과 스캔라인들이 교차되는 표시패널;
    입력되는 RGB 데이터의 재깅 가능 영역을 검출하고, 상기 재깅 가능 영역의 재깅을 개선하는 영상처리부;
    상기 영상처리부로부터 출력된 RGB 데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력하는 데이터 구동회로; 및
    상기 데이터전압에 동기되는 스캔펄스를 상기 스캔라인들로 순차적으로 출력하는 스캔 구동회로를 구비하고,
    상기 영상처리부는,
    좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 데이터 변조부; 및
    상기 데이터 변조부로부터 변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 3D 포맷터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 계수군의 계수들 각각은 0 보다 크고 1 보다 작은 계수값들을 포함하고, 상기 계수값들은 서로 다른 2개 이상의 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 변조부는,
    상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수보다 작으면 상기 마스크의 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 계수군과 상기 제2 계수군 각각은,
    제p-1(p는 2 이상의 자연수) 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 및 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수의 합이 1이 되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 계수군은,
    상기 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '1'이고,
    상기 제p-1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수와 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '0'인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 변조부는,
    상기 마스크의 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한 후에 상기 마스크를 쉬프트하고, 쉬프트한 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 변조하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  13. 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 미리 설정된 마스크의 동일 좌표에 해당하는 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터 간의 차이가 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수를 산출하고, 상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수 이상이면 상기 마스크의 제1 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 단계; 및
    변조된 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터와 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터를 3D 포맷에 맞게 재배열하여 출력하는 단계를 포함하는 영상처리방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 계수군의 계수들 각각은 0 보다 크고 1 보다 작은 계수값들을 포함하고, 상기 계수값들은 서로 다른 2개 이상의 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 소정의 문턱값 이상인 경우의 개수가 소정의 문턱 개수보다 작으면 상기 마스크의 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조하는 단계를 더 포함하는 영상처리방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 계수군과 상기 제2 계수군 각각은,
    제p-1(p는 2 이상의 자연수) 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수, 및 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수의 합이 1이 되는 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 계수군은,
    상기 제p 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '1'이고,
    상기 제p-1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수와 제p+1 라인의 픽셀 데이터에 대응하는 계수는 '0'인 것을 특징으로 하는 영상처리방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 상기 마스크 내의 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 변조한 후에 상기 마스크를 쉬프트하고, 쉬프트한 마스크 내의 상기 좌안 영상 데이터의 픽셀 데이터들과 상기 우안 영상 데이터의 픽셀 데이터들을 상기 제1 계수군 또는 상기 제2 계수군을 이용하여 변조하는 단계를 더 포함하는 영상처리방법.
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