KR101343552B1 - 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 영상 표시 장치 및 그 표시 방법 - Google Patents

시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 영상 표시 장치 및 그 표시 방법 Download PDF

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하나의 TV를 시청하는 다수의 시청자에 대하여 위치를 확인하고 확인된 시청자 위치에서 TV 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하여 개인화된 3차원 영상을 각 시청자에게 제공한다. 본 발명에 따른 3차원 영상 표시 장치는, 상기 영상 표시 장치의 시청자 위치를 확인하는 시청자 위치 확인부; 확인된 시청자 위치에서 상기 영상 표시 장치의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 3차원 객체 형태 계산부; 상기 시청자에게 보여질 객체를 합성하는 객체 합성부; 및 합성된 객체를 상기 시청자에게 표시하는 표시부를 포함한다.

Description

시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 영상 표시 장치 및 그 표시 방법{Image display apparatus displaying personalized three-dimensional image based on audience position and displaying method thereof}
본 발명은 영상 표시 장치 및 그 표시 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 및 그 표시 방법에 관한 것이다.
최근 통신 및 정보기술의 발달로 대표적인 가전제품인 TV 또한 스마트 TV로 발전하고 있다. 화면과 스피커를 통해 정보를 전달했던 과거의 TV와는 달리 스마트 TV에는 다양한 형태의 센서들이 내장되어 이에 따라 다양한 형태의 새로운 인터페이스가 가능해진다.
따라서, TV의 기본 기능인 정보 전달 외에도 다양한 기능이 부가되고 있으며, 양방향성을 이용한 다양한 서비스가 개발되고 있다.
또한, 멀티미디어 기술의 발달로 3차원 컨텐츠가 개발 보급되어, 가정에서도 3차원 영상을 시청할 수 있는 3차원 TV가 보급되고 있다.
기본적인 3차원 영상의 구현 원리는 양안에 다른 영상을 보여주고 그에 따른 시각 차이를 뇌에서 합성하는 과정이다. 따라서 일정한 시점을 기준으로 하여 영상을 생성하고 합성하게 되며, 실제의 장면을 볼 때 시청자의 위치나 시청 각도에 따라 다르게 보이는 효과를 제공하지 못하는 등 실감 영상 구현에 한계가 존재한다.
이러한 한계를 극복하고 3차원 영상의 실제감을 향상시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
예를 들어, 특허출원 제10-2011-0026315호는 다층 배리어(multi-layer barrier) 방식을 기반으로 3D 영상을 표시하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 3D 영상을 시청하는 시청자와 표시 화면 간의 시청 거리 및 좌우 위치와, 시청자의 얼굴 기울어짐을 측정하고, 상기 시청 거리 및 좌우 위치와, 시청자의 얼굴 기울어짐에 따라 다층 패럴랙스 배리어(multi=layer Parallax barrier)에서 소정 패럴랙스 배리어를 선택하고, 상기 선택한 소정 패럴랙스 배리어만을 온(ON)시키고 나머지 패럴랙스 배리어를 오프(OFF)시키며, 상기 다층 패럴랙스 배리어의 온/오프에 따라 투과/차단되는 빛을 통해 3D 영상을 표시하는 방법을 개시하고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 두 명 이상의 시청자가 스마트 TV의 3차원 영상을 시청할 때 각 시청자의 위치에 맞도록 개인화된 3차원 영상을 제공할 수 있는 스마트 TV 및 그 표시 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 하나의 TV를 시청하는 다수의 시청자에 대하여 위치를 확인하고 확인된 시청자 위치에서 TV 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하여 개인화된 3차원 영상을 각 시청자에게 제공한다.
즉, 본 발명의 일면에 따른 3차원 영상 표시 장치는, 상기 영상 표시 장치의 시청자 위치를 확인하는 시청자 위치 확인부; 확인된 시청자 위치에서 상기 영상 표시 장치의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 3차원 객체 형태 계산부; 상기 시청자에게 보여질 객체를 합성하는 객체 합성부; 및 합성된 객체를 상기 시청자에게 표시하는 표시부를 포함하여 이루어진다.
상기 영상 표시 장치는 셔터글라스 방식으로 3차원 영상을 표시할 수 있으며, 이때 상기 영상 표시 장치와 연동하는 3차원 안경과 화면을 동기화하는 화면 동기화부를 더 포함할 수 있다.
상기 3차원 안경은 시청자 위치 확인을 위한 센서를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 면에 따른 3차원 영상 표시 방법은, 3차원 영상 표시 장치에서 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 방법으로서, 상기 영상 표시 장치의 시청자 위치를 확인하는 단계; 확인된 시청자 위치에서 상기 영상 표시 장치의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 단계; 상기 시청자에게 보여질 객체를 합성하는 단계; 및 합성된 객체를 상기 시청자에게 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차세대 3D 방송이나 게임에서 같은 TV를 시청하는 시청자들에게 각각의 위치에 맞는 서로 다른 화면 구성을 제공하므로 자유로운 3D 영상 시청 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 전체 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 구성을 좀 더 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 영상 표시 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 및 그 표시 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 전체 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템은 3차원 영상을 표시할 수 있는 TV(100)와 TV(100)에서 표시하는 3차원 영상을 시청하기 위하여 사용자가 착용하는 3차원 안경(200_1, 200_2)으로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템은 두 명 이상의 시청자가 한 대의 TV(100)를 시청하는 상황에서 각 시청자에게 개인화된 3차원 영상을 표시하는 것이므로 도 1에서는 두 명의 시청자에 대응하는 두 개의 3차원 안경(200_1, 200_2)을 도시하고 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템은 반드시 두 명의 시청자만을 대상으로 하는 것은 아니며, 한 명의 시청자가 존재하더라도 그 위치에 따라 최적화된 3차원 영상을 제공할 수 있고, 세 명 이상의 시청자에 대해서도 각각 개인화된 3차원 영상을 제공할 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 구성을 좀 더 자세히 나타낸 블록도이다.
두 명 이상의 시청자가 각자 3차원 안경을 착용하게 되더라도 각 3차원 안경의 구성은 동일하므로 도 2에서는 하나의 3차원 안경만을 도시하고 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 스마트 TV(100)는 각 시청자의 위치를 확인하는 시청자 위치 확인부(110), 확인된 시청자 위치에서 스마트 TV의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 3차원 객체 형태 계산부(120), 각 시청자에게 보여질 객체를 합성하는 객체 합성부(130), 각 시청자가 착용하는 3차원 안경과의 동기화를 위한 화면 동기화부(140) 및 합성된 객체를 시청자에게 표시하는 표시부(150)를 포함한다.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 3차원 안경(200)은 시청자의 위치를 확인하기 위한 센서(210)와 스마트 TV(100)에서 표시하는 영상과의 화면 동기화를 위한 화면 동기화부(220)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템에서는 3차원 영상을 구현하기 위하여 셔터글래스 방식을 사용할 수 있다.
셔터글래스 방식은 좌안 영상과 우안 영상을 TV에서 고속으로 스위칭하고 이와 동기를 맞추어 셔터글래스의 좌안/우안 글래스가 빠르게 개폐됨으로써 시청자가 양안 시차를 통해 입체감을 느끼도록 하는 방식이다. 사람이 입체감을 느끼는 원리가 좌, 우 눈이 떨어져서 서로 다른 각도에서 사물을 보기 때문인데, 이를 인위적으로 셔터를 이용해 만들어 주는 원리이다.
따라서, 3차원 안경(200)은 좌, 우 눈 중 한쪽을 가리는 시점을 결정하기 위하여 스마트 TV(100)와의 화면 동기화가 필요하며, 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템에서는 각 시청자별로 3차원 안경(200)과 스마트 TV(100)의 영상을 다중 동기화함으로써 동시에 시청하는 두 명 이상의 시청자에게 개인화된 화면을 제공한다.
각 시청자에게 맞는 화면을 생성하여 표시하기 위해서는 시청자의 위치를 측정하여야 하므로, 이를 위하여 스마트 TV(100)는 시청자 위치 확인부(110)를 포함한다. 시청자 위치 확인부(110)는 다양한 센서 등을 이용하여 구현될 수 있다.
하나의 실시예로는, 3차원 안경(200)의 센서(210)로 발광 센서를 사용하고, 스마트 TV(100)에 시청자 위치 확인부(110)로 발광 인식 센서를 장착하여, 3차원 안경(200)의 발광 센서(210)에서 나오는 빛을 스마트 TV(100)의 발광 인식 센서(110)가 인식하여 안경 및 사용자 위치를 확인할 수 있다.
한편, 도 2에서는 스마트 TV(110) 상에 시청자 위치 확인부(110)가 포함되고, 3차원 안경(200)에 시청자 위치를 확인하기 위한 센서(210)가 포함된 것으로 도시하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 스마트 TV(100) 상에 센서를 부착하여 시청자의 위치를 확인할 수 있다면, 3차원 안경(200)에 포함된 센서를 생략할 수 있다.
하나의 실시예로서 스마트 TV(100)에 카메라를 장착하여 이를 이용하여 사용자의 얼굴을 인식함으로써 시청자의 위치를 확인할 수 있다. 즉, 카메라에 캡쳐된 이미지 데이터를 얼굴인식 알고리즘을 통해 처리하여 얼굴의 위치를 확인한다. 얼굴인식 알고리즘에는 특별한 제한이 없으며 다양한 알고리즘을 사용할 수 있다.
3차원 객체 형태 계산부(120)는 예를 들어, 콜라광고의 경우 TV 화면의 오른쪽에서 시청자가 시청을 하면 콜라캔의 오른쪽을 보여주고, 왼쪽에서 시청하면 콜라캔의 왼쪽을 보여주는, 즉 시청자 시각에서 3차원 객체를 봤을 때 어떤 부분을 보여주어야 하는지를 계산하는 모듈이다. 따라서, 3차원 객체 형태 계산부(120)는 시청자 위치 확인부(110)에 의해 확인된 시청자 위치를 기반으로, 시청자의 현재 위치에서 보았을 경우 그 시각에 맞는 3차원 객체의 보여져야 하는 모양을 계산한다.
객체 합성부(130)는 3차원 객체 형태 계산부(120)에 의해 계산된 3차원 객체를 배경화면과 합성한다. 즉, 2차원이나 3차원으로 촬영된 화면(예: 일반 거리 화면)에 광고 객체 (예를 들면 콜라캔)를 합성하여 시청자에게 보여주기 위한 영상으로 합성하게 된다. 따라서, 객체 합성부(130)는 3차원 객체 형태 계산부(120)에 의해 계산된 3차원 객체를, 수신하거나 저장된 배경화면과 합성하는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 영상 표시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 스마트 TV(100)에서는 먼저 TV(100)를 시청하는 각 사용자의 위치를 확인한다(S310).
각 사용자의 위치가 확인되면, 시청자의 위치에 따른 3차원 객체 형태를 계산한다(S320). 3차원 객체 형태의 계산은 좌우 스테레오 영상을 이용하는 방식 등을 사용할 수 있다.
3차원 객체 형태가 계산되면, 계산된 객체를 시청자별로 합성하고(S330), 시청자별 화면을 표시한다(S340).
이에 따라 각 시청자는 자신의 위치에 맞도록 계산된 3차원 영상을 각각 스마트 TV(100)와 동기화하여 시청할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 스마트 TV 시스템의 영상 표시 방법을 이용하면 차세대 3D 방송이나 게임에서 같은 TV를 시청하는 시청자들에게 각각의 위치에 맞는 서로 다른 화면 구성을 제공하므로 자유로운 3D 영상 시청 환경을 제공할 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (5)

  1. 3차원 영상을 표시할 수 있는 영상 표시 장치로서,
    상기 영상 표시 장치의 시청자 위치를 확인하는 시청자 위치 확인부;
    확인된 시청자 위치에서 상기 영상 표시 장치의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 3차원 객체 형태 계산부;
    상기 3차원 객체 형태 계산부에 의하여 형태가 계산된 3차원 객체를 수신 또는 저장된 배경화면과 합성하여 상기 확인된 위치의 시청자에게 보여질 객체를 생성하는 객체 합성부; 및
    상기 객체 합성부가 생성한 객체를 상기 시청자에게 표시하는 표시부를 포함하는 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상 표시 장치는,
    셔터글라스 방식으로 3차원 영상을 표시하는 영상 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영상 표시 장치와 연동하는 3차원 안경과 화면을 동기화하는 화면 동기화부를 더 포함하는 영상 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 3차원 안경은,
    시청자 위치 확인을 위한 센서를 포함하는 영상 표시 장치.
  5. 3차원 영상 표시 장치에서 시청자 위치에 따른 개인화 3차원 영상을 표시하는 방법으로서,
    상기 영상 표시 장치의 시청자 위치를 확인하는 단계;
    확인된 시청자 위치에서 상기 영상 표시 장치의 화면을 볼 때의 3차원 객체의 형태를 계산하는 단계;
    형태가 계산된 상기 3차원 객체를 수신 또는 저장된 배경화면과 합성하여 상기 확인된 시청자 위치의 시청자에게 보여질 객체를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 객체를 상기 시청자에게 표시하는 단계를 포함하는 3차원 영상 표시 방법.
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