KR101383797B1 - 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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감기택
전현민
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강원대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 3차원 디스플레이 장치의 종류 및 검사 거리와 무관하게 해당 검사 거리에 적합한 양안시차를 가진 3차원 입체 영상을 사용자에게 제공하고, 검사 결과 또한 자신의 입체 시력을 상대적인 점수로 제시해 줌으로써 일반인들도 쉽게 자신의 입체 시력을 검사할 수 있는 효과가 있다.

Description

3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR MEASURING USER STEREO ACUITY IN 3-DIMENSIONAL DISPLAY DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 디스플레이 장치의 종류 및 검사 거리와 무관하게 해당 검사 거리에 적합한 양안시차를 가진 3차원 입체 영상을 사용자에게 제공하고, 검사 결과 또한 자신의 입체 시력을 상대적인 점수로 제시해 줌으로써 일반인들도 쉽게 자신의 입체 시력을 검사할 수 있도록 한 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
3차원 입체영상이란 각 눈에 투사되는 영상의 위치 차이인 양안시차(binocular disparity) 정보를 제공하여 2차원 영상과는 달리 영상이 제시되는 화면과는 다른 깊이에 대상이 있는 것으로 지각할 수 있도록 만든 보다 사실적인 영상을 말한다.
일반적으로, 사람의 시기능 즉, 시력(visual acuity)은 얼마나 작은 대상을 지각할 수 있는 지, 혹은 얼마나 작은 차이를 구별할 수 있는 지를 나타낸다. 시기능을 측정하는 도구들을 개발하는 데 있어서 중요한 개념 중의 하나는 자극의 물리적 크기가 아니라 해당 자극이 망막에 투사될 때의 크기이며, 이는 시각도(visual angle)라는 단위로 나타낸다.
도 1은 일반적인 시각도와 관찰거리에 따른 자극의 물리적 크기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 동일한 크기를 가진 자극의 경우 자극까지의 거리가 줄어들면 시각도는 커지게 되고, 망막에 맺힌 자극의 크기도 커지게 된다. 따라서, 시기능을 정확히 측정하기 위해서는 특정 크기의 시자극들은 특정 거리에서 검사되어야 하며, 측정 거리가 바뀌면 자극의 시각도를 동일하도록 유지시키기 위해 물리적 크기는 변화되어야 한다.
도 2는 관찰거리와 자극의 크기를 알 때 시각도를 구하는 공식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 자극의 시각도는 간단한 삼각함수로 계산해 낼 수 있다. 크기가 S인 직선 AB를 관찰거리 D에서 보는 상황을 가정해 보자. 이때, 직선 AB의 시각도(V)는 'V=2arctan(S/2D)'로 계산된다.
또한, 입체 영상의 경우에도 일반적인 시력과 유사하게 양안시차의 크기를 이용하여 입체 시력(stereo acuity)으로 표시할 수 있다. 입체 시력을 검사하는 다양한 입체시 검사들에서는 입체 깊이를 구별할 수 있는 최소한의 깊이에 해당되는 양안시차의 크기를 시각도로 표시하고 그것을 해당 검사자의 입체 시력으로 삼는다.
종래의 Frisby 검사도구, 무선점 E 검사(random-Dot E test) 등 여러 검사 도구들은 다양한 양안시차를 가진 인쇄된 입체 영상들을 검사 자극으로 사용하고 있으며, 대부분의 경우 양안시 연구나 임상 장면에서 주로 사용된다. 그러나, 입체 영상의 사용처가 확산됨에 따라 3D 입체 영상에 대한 일반인들의 경험도 늘어나고 있으며 일반인들도 자신의 입체 시력을 손쉽게 측정하고자 하는 수요도 증가할 것을 예상할 수 있다.
임상장면에서 주로 사용되던 이러한 도구들이 일반인들에게 노출되는 빈도가 늘어나면 정답이 노출될 가능성이 높다. 인쇄된 검사 자극의 경우 정답을 변경할 수 없기 때문에 기존의 검사도구들은 정답이 노출될 경우 검사 도구로서 더 이상 사용하기 어려울 수 있다.
한편, 기존 자극들은 특정한 양안시차를 가진 자극으로 특정 거리에서 검사될 때만 의미를 가진다. 따라서, 3D TV 또는 3D 모니터와 같이 다양한 시청 거리에서 검사가 진행될 때 기존의 검사 자극의 결과는 시청 거리를 고려하여 시각도를 보정해주는 복잡한 절차가 필요하게 된다.
즉, 검사 영상을 생성할 수 있는 소프트웨어로서 정답을 매 시행마다 변경함으로써 정답 노출에 대한 우려를 제거할 수 있으며, 관찰거리를 고려하여 양안시차의 크기를 시각도로 변경해 줌으로써, 3D TV 또는 3D 모니터에 제시된 검사자극으로도 기존 검사 자극을 대신할 수 있다.
상기와 같이 입체시 검사 자극을 소프트웨어로 생성하여 제시하는 방법이 입체 시력 측정도구를 대중화하는데 발생될 수 있는 문제들을 줄여주지만, 모든 문제들을 완전히 제거할 수 있는 것은 아니다.
예컨대, 3D TV 또는 3D 모니터 등과 같은 디지털 디바이스의 경우 공간적인 정밀도가 한 픽셀(pixel)이라는 물리적인 한계에 의해 결정된다는 점을 고려하면, 기하하적 도형이나 무선점으로 구성된 입체그림들이 입체 시력을 측정하는 자극으로 적절하지 않을 수 있다.
첫째, 양안시차 조작의 최소 단위가 픽셀이므로 픽셀보다 작은 자극을 제시할 수가 없으며, 다양한 디바이스의 크기와 해당 디바이스의 일반적인 관찰 거리들을 고려하면 적정 크기의 시각도를 가진 검사 자극을 다양한 환경에 제시하는 데 어려움이 있다.
둘째, 픽셀 단위로 조작해야 하기 때문에 가장 작은 깊이는 양안시차가 1픽셀인 경우이다. 이를 시각도로 나타낼 경우 TV와 같은 경우 2m에서 본다면 55인치 TV에서는 1분 5초, 46인치 TV에서는 55초이다. 그러나, 보다 가까이에서 영상을 보는 모니터의 경우는 1픽셀의 시각도는 더욱 커진다. 예를 들어, 50cm거리에서 23인치 모니터를 보는 경우 1픽셀은 1분 50초 정도를 가지게 된다.
이 값들은 일반적으로 정상 입체시를 나누는 기준인 시각도 50초(arc sec)보다 큰 값을 가지게 되어 가장 작은 양안시차를 가진 자극으로도 정상 입체시 여부를 판단할 수 없다. 따라서, 픽셀 단위의 위치이동을 통해 양안시차를 구현하는 방식으로는 적절한 입체 시력을 측정 도구를 만들 수 없다.
한국등록특허 제0993329호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 3차원 디스플레이 장치의 종류 및 검사 거리와 무관하게 해당 검사 거리에 적합한 양안시차를 가진 3차원 입체 영상을 사용자에게 제공하고, 검사 결과 또한 자신의 입체 시력을 상대적인 점수로 제시해 줌으로써 일반인들도 쉽게 자신의 입체 시력을 검사할 수 있도록 한 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 3차원 장면의 3차원 입체 이미지를 디스플레이하는 3차원 디스플레이 장치; 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 거리측정모듈; 상기 거리측정모듈로부터 측정된 검사 거리값과 상기 3차원 디스플레이 장치의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성하여 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 입체 영상생성모듈; 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득하는 반응획득모듈; 및 상기 입체 영상생성모듈로부터 생성된 복수의 3차원 입체 영상들이 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시되도록 제어하며, 상기 반응획득모듈로부터 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정하는 제어장치를 포함하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 거리측정모듈은 상기 3차원 디스플레이 장치에 장착되며, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 입체 영상생성모듈은, 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파 격자와 2차원의 가우시안 곱으로 이루어진 가보 영상(gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체 영상생성모듈은, 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별하고, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현할 수 있다.
바람직하게, 상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 1에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환할 수 있다.
(식 1)
Figure 112013008674520-pat00001
여기서, theta는 시각도이고, D는 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 상기 3차원 디스플레이 장치의 현재 x축 해상도이며, xDim은 상기 3차원 디스플레이 장치의 실제 x축 거리이다.
바람직하게, 상기 제어장치는, 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어장치는, 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해줄 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 3차원 디스플레이 장치, 거리측정모듈, 입체 영상생성모듈, 반응획득모듈 및 제어장치를 포함하는 시스템을 이용하여 3차원 디스플레이 장치에서 피검자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법으로서, (a) 상기 거리측정모듈을 통해 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 단계; (b) 상기 입체 영상생성모듈을 통해 상기 단계(a)에서 측정된 검사 거리값과 상기 3차원 디스플레이 장치의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성하는 단계; (c) 상기 제어장치의 제어를 통해 상기 단계(b)에서 생성된 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계; (d) 상기 반응획득모듈을 통해 상기 단계(c)에서 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득하는 단계; 및 (e) 상기 제어장치를 통해 상기 단계(d)에서 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정하는 단계를 포함하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
바람직하게, 상기 단계(a)에서, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 입체 영상생성모듈에서는, 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파 격자와 2차원의 가우시안 곱으로 이루어진 가보 영상(gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용할 수 있다.
바람직하게, 상기 입체 영상생성모듈에서는, 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별한 후, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현할 수 있다.
바람직하게, 상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 2에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환할 수 있다.
(식 2)
Figure 112013008674520-pat00002
여기서, theta는 시각도이고, D는 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 상기 3차원 디스플레이 장치의 현재 x축 해상도이며, xDim은 상기 3차원 디스플레이 장치의 실제 x축 거리이다.
바람직하게, 상기 단계(e)에서, 상기 제어장치에서는, 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(e)에서, 상기 제어장치에서는, 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해줄 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 따르면, 3차원 디스플레이 장치의 종류 및 검사 거리와 무관하게 해당 검사 거리에 적합한 양안시차를 가진 3차원 입체 영상을 사용자에게 제공하고, 검사 결과 또한 자신의 입체 시력을 상대적인 점수로 제시해 줌으로써 일반인들도 쉽게 자신의 입체 시력을 검사할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존의 입체시력 측정도구에서 입체시력의 단위를 시각도로 표시하는 것과는 달리 일반인 인구 분포에서 자신의 입체시력이 어디에 속하는 지에 대한 상대적인 값을 제공해 줌으로써, 일반인들도 자신의 입체 시력 검사 결과를 보다 손쉽게 이해할 수 있도록 하는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 시각도와 관찰거리에 따른 자극의 물리적 크기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 관찰거리와 자극의 크기를 알 때 시각도를 구하는 공식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템을 개략적으로 나타낸 전체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법을 나타낸 전체적인 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 3차원 입체 영상을 사인파 격자와 2차원의 가우시안의 곱으로 이루어진 가보 영상으로 이용하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 각 가보 영상의 실제 위치와 위상 결정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
먼저, 본 발명은 예컨대, 3D TV 또는 3D 모니터 등과 같은 3차원 디스플레이 장치에서 인간의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 인간의 입체 시력을 측정하기 위한 기존 도구들은 주로 안과와 같은 임상장면에 사용되어 왔는데, 이 도구들은 대부분 무선점이나 기하학적 도형, 혹은 동물들의 이미지들에 양안시차를 부여한 채 편광 인쇄물로 만들어서 입체시 깊이를 가지도록 하였다.
이와 같이 시각 기능을 측정하는 도구들에서 중요한 요인은 자극의 크기가 아니라 망막에 투사된 영상의 크기이며 이는 시각도(visual angle)로 표시하고 있다. 다양한 양안시차를 가진 입체 영상들로 구성된 입체시 검사도구들도 일반적인 시각검사 도구들과 마찬가지로 관찰거리가 고정되어 있어 각 입체 영상의 양안시차의 정도도 고정되어 있다. 이 크기는 시각도로 표시하는데, 관찰자가 볼 수 있는 최소한의 양안시차의 크기를 당사자의 입체 시력으로 결정한다.
최근 일반인이 접할 수 있는 3차원 디스플레이 장치의 종류도 3D TV에서부터 3D 모니터와 모바일 디바이스에 이르기까지 점차 다양해지고 있으며, 3차원 디스플레이 장치에서 손쉽게 평가하고 측정할 수 있는 입체시력 평가도구의 필요성이 점진적으로 증가하고 있다. 다양한 3차원 디스플레이 장치로부터 입체 시력을 측정하는 방법은 기존의 입체시력 검사 도구와는 구별되어야 한다.
첫째, 대중화된 장비에 의해 입체 시력을 측정하는 것이므로 전문가뿐만 아니라 일반 개인들이 자신의 입체 시력을 확인하기 위한 목적으로 입체 시력을 측정하려고 시도할 수 있기 때문에 이 같은 수요에 맞게 입체 시력을 쉽게 측정할 수 있는 절차가 필요하다.
또한, 입체 시력을 단지 입체 깊이를 판단할 수 있는 최소한의 양안시차로 표시하는 기존 입체시 측정도구와는 달리 일반인이 입체시력 측정 결과를 쉽게 이해할 수 있게 하기 위해서는 인구 분포 내에서 자신의 입체 시력의 상대 점수를 제공해 주어야 한다.
둘째, 검사 거리가 가변적일 수 있으며 이에 따라 검사하려는 자극의 양안시차를 물리적 크기로 변화시킴으로써, 입체 자극이 갖고 있는 시각도를 검사조건과 무관하게 항상 일정하게 유지시켜줄 필요가 있다.
본 발명은 3차원 입체 영상을 제시하는 TV, 모니터, 그리고 모바일 디바이스 등과 같은 3차원 디스플레이 장치에서 가변적인 검사 거리에서도 입체 검사 자극의 시각도를 동일하게 유지한 채로 검사할 수 있도록 하는 시스템 및 그 방법, 그리고 일반인들을 대상으로 한 입체 시력 데이터베이스(DB)를 기반으로 하여 한 개인이 볼 수 있는 최소 양안시차 정도를 시각도로 결정하고 이 값이 일반인의 입체 시력 데이터베이스(DB)에서의 상대적인 값을 도출하여 제시해주는 기술을 제시하고 있다.
즉, 본 발명은 관찰거리나 영상 제시 디바이스와 무관하게 실시할 수 있으며, 입체 시력도 다른 사람들의 입체 시력을 고려한 상대적인 값을 제공해주는 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 검사 거리나 영상을 제시하는 디바이스 즉, 3차원 디스플레이 장치의 종류와 무관하게 입체 시력을 측정할 수 있으며, 각 개인의 상대적인 입체 시력 정도를 구하는 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
이하에는 본 발명인 검사 거리나 3차원 디스플레이 장치의 종류와 무관하게 입체 시력을 측정하는 시스템 및 그 방법을 참조 도면을 통해 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템을 개략적으로 나타낸 전체적인 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템은, 크게 3차원 디스플레이 장치(100), 거리측정모듈(200), 입체 영상생성모듈(300), 반응획득모듈(400) 및 제어장치(500) 등을 포함하여 이루어진다.
여기서, 3차원 디스플레이 장치(100)는 3차원 장면의 3차원 입체 이미지를 디스플레이하는 기능을 수행하는 장치로서, 예컨대, 3차원 입체 영상을 제시하는 TV, 모니터, 또는 모바일 디바이스 등으로 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 3차원 입체 영상을 제시하는 모든 종류의 디바이스면 모두 구현 가능하다.
거리측정모듈(200)은 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자(또는 사용자)사이의 거리를 측정하는 기능을 수행하는 것으로, 3차원 디스플레이 장치(100)에 장착됨이 바람직하며, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리를 측정함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 예컨대, 통상의 초음파 센서 등을 이용하여 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리를 측정할 수도 있다.
입체 영상생성모듈(300)은 거리측정모듈(200)로부터 측정된 검사 거리값과 3차원 디스플레이 장치(100)의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성하여 해당 3차원 디스플레이 장치(100)의 화면에 표시하는 기능을 수행한다.
또한, 입체 영상생성모듈(300)은 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차(예컨대, 시각도 6.67, 3.33, 2.33, 1.67, 1.17, 0.83, 0.67, 0.5, 0.42, 0.33분) 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파(Sine wave) 격자와 2차원의 가우시안(gaussian) 곱으로 이루어진 가보 영상(Gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용함이 바람직하다.
또한, 입체 영상생성모듈(300)은 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별하고, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현함이 바람직하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현함이 바람직하다.
이때, 상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 1에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환할 수 있다.
(식 1)
Figure 112013008674520-pat00003
여기서, theta는 시각도이고, D는 상기 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 3차원 디스플레이 장치(100)의 현재 x축 해상도이며, xDim은 3차원 디스플레이 장치(100)의 실제 x축 거리이다.
반응획득모듈(400)은 3차원 디스플레이 장치(100)의 화면에 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득하는 기능을 수행하는 모듈로서, 3차원 디스플레이 장치(100)에 장착됨이 바람직하며, 예컨대, 터치 스크린의 경우 터치 입력 값을 획득할 수 있으며, 키 버튼이 구비된 경우 키 입력 값을 획득할 수도 있다.
그리고, 제어장치(500)는 입체 영상생성모듈(300)로부터 생성된 복수의 3차원 입체 영상들이 3차원 디스플레이 장치(100)의 화면에 표시되도록 제어하며, 반응획득모듈(400)로부터 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정하는 기능을 수행한다.
또한, 제어장치(500)는 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정함이 바람직하다.
또한, 제어장치(500)는 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해줄 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법을 나타낸 전체적인 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 3차원 입체 영상을 사인파 격자와 2차원의 가우시안의 곱으로 이루어진 가보 영상으로 이용하는 예를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 각 가보 영상의 실제 위치와 위상 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 먼저, 거리측정모듈(200)을 통해 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리를 실시간으로 측정한다(S100). 이때, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리를 측정함이 바람직하다.
이후에, 입체 영상생성모듈(300)을 통해 상기 단계S100에서 측정된 검사 거리값과 해당 3차원 디스플레이 장치(100)의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성한다(S200).
이때, 상기 단계S100에서 측정된 검사 거리값과 3차원 디스플레이 장치(100)의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보는 이후 시각도로 정해져 있는 10개의 양안시차(시각도 6.67, 3.33, 2.33, 1.67, 1.17, 0.83, 0.67, 0.5, 0.42, 0.33분) 조건에서 시각도로 표시되어 있는 양안시차 값을 물리적인 픽셀 값으로 변환시키는 수식의 매개변수로 사용된다.
또한, 입체 영상생성모듈(300)에서는 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파 격자와 2차원의 가우시안 곱으로 이루어진 가보 영상(Gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용함이 바람직하다.
또한, 입체 영상생성모듈(300)에서는 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별한 후, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현할 수 있다.
그리고, 상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 2에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환할 수 있다.
(식 2)
Figure 112013008674520-pat00004
여기서, theta는 시각도이고, D는 관찰거리(cm) 즉, 3차원 디스플레이 장치(100)와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 3차원 디스플레이 장치(100)의 현재 x축 해상도(예컨대, 3D TV의 경우 1920 픽셀)이며, xDim은 3차원 디스플레이 장치(100)의 실제 x축 거리(cm)(예컨대, 55인치 TV의 경우 121.5cm)이다.
이를 좀더 구체적으로 설명하면, 파라미터의 체계적 변화에 의해 입체 시력을 측정할 입체 영상생성모듈(300)에서는 3D TV 또는 3D 모니터 등의 3차원 디스플레이 장치(100)는 픽셀로 이루어져 있기 때문에 기존 무선점 자극이나 기하학적 도형으로 만들어진 입체 영상들은 양안시차를 각 픽셀단위로 밖에 할 수 없다.
이러한 단점을 극복하기 위해 즉, 픽셀보다 더 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위해 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파(Sine Wave) 격자와 2차원의 가우시안(gaussian)의 곱으로 이루어진 가보 영상(Gabor image)을 입체 영상으로 이용한다.
이러한 가보 영상의 크기가 151픽셀이며, 3사이클(cycle)의 사인파 격자로 구성되어 있다. 이 가보 영상의 위치는 픽셀단위로 이동할 수 있을 뿐만 아니라 영상의 위치 변화 없이 사인파의 위상(phase)을 변화시켜 사인파의 피크(peak)의 위치를 변화시킬 수 있으며, 이때 픽셀 단위보다 작은 값들의 변화도 구현할 수 있다. 그 구체적인 예는 도 6에 도시된 바와 같다.
즉, 검사 자극의 구성을 구체적으로 살펴보면, 가보 영상 4개가 윗줄 2개 아랫줄 2개로 제시되는데, 그 중 세 개의 가보 자극의 깊이는 같고 목표 자극인 나머지 하나의 가보 자극의 깊이는 달라진다. 이때, 어떤 자극이 목표자극이 될 지는 무선적(또는 임의적(random))으로 결정된다.
첫째, 10개의 깊이 차 조건(시각도로 표시되어 있음)은 3개의 가보 영상과 나머지 하나의 가보 영상의 양안시차의 차이 조건(시각도 6.67, 3.33, 2.33, 1.67, 1.17, 0.83, 0.67, 0.5, 0.42, 0.33분)이다.
둘째, 깊이 차 조건에 따라 각 가보 영상의 양안시차 픽셀 값을 계산한다. 예를 들면, 세 개의 가보 영상의 양안시차는 기본 시차(예컨대, 2분)로 이루어질 수 있으며, 목표 가보 영상의 양안시차는 기본 시차와 해당 양안시차 조건의 합으로 이루어질 수 있다.
이때, 시각도로 표시되어 있는 각 가보 영상의 양안시차를 상기의 식 2를 이용하여 픽셀 값으로 변환할 수 있다. 이때, 상기 픽셀 값(nPixels)은 해당 관찰 조건하에서 도(degree)로 표시된 시각도를 픽셀 값으로 바꾼 값이다.
셋째, 각 가보 영상의 실제 위치와 위상을 결정한다. 즉, 4개 가보 영상의 기본 위치는 왼쪽 영상과 오른쪽 영상 모두 공통적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 화면 중앙에서 동일한 거리에 좌상, 좌하, 우상, 우하로 결정되어 있다.
그리고, 수직 정렬에 의한 편파를 제거하기 위해 각 가보 영상의 x값을 -4∼5 픽셀 값 중에서 무선적으로 선정된 값으로 수평이동시킨다.
양안시차는 좌우 영상을 수평 이동시키는 정도에서 차이가 발생하므로 깊이가 다른 한 가보 영상은 깊이가 아니라 수직 정렬에 의해서도 구별되어진다. 이런 편파를 제거하기 위해 각 가보 영상의 위치를 무선적으로 좌/우로 조금씩 변화시킨다. 이 위치는 왼쪽 영상과 오른쪽 영상에 삽입될 가보 영상의 위치에 동일하게 적용한다.
그리고, 각 가보 영상에 정수값 양안시차를 부과한다. 즉, 픽셀 값의 정수 부분(nInt)과 나머지 소수 부분(nFloat)을 구별하는데, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮김으로써 구현할 수 있다.
만약, 정수 부분이 짝수이면, 왼쪽 영상에 제시될 가보 영상(또는 자극)은 nInt/2 픽셀만큼 오른쪽으로, 오른쪽 영상에 제시될 가보 영상은 nInt/2 픽셀만큼 왼쪽으로 이동시킴으로써 양안시차 부과 즉, 좌영상과 우영상 각각에서 양안시차를 부여함으로써 자극이 제시될 위치에서 변화가 일어난다.
그렇지 않고, 정수 부분이 홀수이면 왼쪽 영상에 제시될 가보 영상은 nInt/2을 반올림 한 픽셀 값만큼 오른쪽으로, 오른쪽 영상에 제시될 가보 영상은 nInt/2 픽셀만큼 왼쪽으로 이동시킴으로써 양안시차 부과 즉, 좌영상과 우영상 각각에서 양안시차를 부여함으로써 자극이 제시될 위치에서 변화가 일어난다.
예를 들어, 양안시차의 정수값이 3인 경우 왼쪽 영상에 제시될 가보 영상은 오른쪽으로 2픽셀 옮기고, 오른쪽 영상은 왼쪽으로 1픽셀 옮겨서 3인 양안시차를 부여한다.
한편, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화를 통해 구현할 수 있다. 즉, 1픽셀보다 작은 양안시차는 자극의 위치가 아니라 가보 영상의 위상값을 바꿈으로써 구현할 수 있다.
먼저, 한 픽셀에 해당하는 위상값 결정한다. 예컨대, 가보 이미지 크기가 151픽셀(pixels)이고, 빈도가 3사이클(cycles)이면, 1cycle(phase 360도) : 151/3 pixels = x phase : 1 pixel, 1pixel = = 360 * 3/151 = 7.15 phase 이다.
그리고, 소수 부분 위상(phase)값(즉, xPhase = 소수 부분값 x 7.15 phase)을 결정하며, 위상(phase)에 해당하는 양안시차를 부과한다. 즉, 정수 부분의 양안시차 부과와 유사하게 xPhase/2를 왼쪽 영상의 가보 이미지의 위상값으로, -xPhase/2의 값을 오른쪽 영상의 가보 이미지에 부과하여 가보 이미지의 위상값으로 결정하여 하기의 식 3으로 좌, 우안에 투사될 가보 영상을 생성한다.
(식 3)
Figure 112013008674520-pat00005
여기서, I(x,y)는 가보 영상의 특정 픽셀위치에서의 픽셀(밝기)값이고, MeanL은 가보 영상의 평균 밝기 값 127로 고정하며, Contrast는 가보 영상의 대비값 0∼1 사이값을 가질 수 있지만 1.0으로 고정하며, f는 사인파 형의 프리퀀시로서 3사이클(cycle)로 고정하며, Otheta는 가보 영상의 방위 0도로 고정 즉, 수직 가보 영상(또는 자극)만 사용한다.
이후에, 상기의 생성된 가보 영상(또는 자극)을 배경 영상(또는 자극) 위에 삽입한다. 즉, 각 조건에 해당하는 위상 정보를 가진 각 가보 영상을 위에서 계산된 픽셀 위치에 삽입한다. 배경 영상은 각 디바이스 즉, 3차원 디스플레이 장치(100)의 평균 밝기 수준(128 픽셀값)의 회색 위에 5％ 밀도를 가지는 흰색 점(220 픽셀값)을 무선적으로 찍는다. 왼쪽, 오른쪽 영상 모두 같은 위치에 점을 찍음으로써 0 양안시차 즉, 디바이스 표면에 점들이 있는 것으로 지각된다.
이 자극을 3차원 디스플레이 장치(100)를 통해서 보면 3개의 가보 영상의 깊이는 동일하고 나머지 하나의 깊이가 다른 것으로 보이게 된다. 가보 영상들 간의 양안시차의 차이가 커서 깊이 차가 크게 나는 조건에서는 이러한 깊이 차이를 쉽게 판단할 수 있지만, 양안시차의 차이가 작은 조건에서는 깊이 차이를 판단하기가 어려워진다. 한 개인의 입체 시력은 얼마나 작은 깊이 차이를 판단할 수 있는지에 의해서 결정된다.
그런 다음, 제어장치(500)의 제어를 통해 상기 단계S200에서 생성된 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 3차원 디스플레이 장치(100)의 화면에 표시한다(S300).
이후에, 반응획득모듈(400)을 통해 상기 단계S300에서 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득한다(S400).
다음으로, 제어장치(500)를 통해 상기 단계S400에서 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단 즉, 주어진 3차원 입체 영상들에서 피검자에 의한 정/오답 입력여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정한다(S500).
이때, 제어장치(500)에서는, 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정함이 바람직하다.
또한, 제어장치(500)에서는, 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해줄 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 3차원 디스플레이 장치,
200 : 거리측정모듈,
300 : 입체 영상생성모듈,
400 : 반응획득모듈,
500 : 제어장치

Claims (14)

  1. 3차원 장면의 3차원 입체 이미지를 디스플레이하는 3차원 디스플레이 장치;
    상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 거리측정모듈;
    상기 거리측정모듈로부터 측정된 검사 거리값과 상기 3차원 디스플레이 장치의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성하여 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 입체 영상생성모듈;
    상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득하는 반응획득모듈; 및
    상기 입체 영상생성모듈로부터 생성된 복수의 3차원 입체 영상들이 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시되도록 제어하며, 상기 반응획득모듈로부터 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정하는 제어장치를 포함하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 거리측정모듈은 상기 3차원 디스플레이 장치에 장착되며, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 입체 영상생성모듈은, 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파 격자와 2차원의 가우시안 곱으로 이루어진 가보 영상(gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 입체 영상생성모듈은, 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별하고, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 1에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
    (식 1)
    Figure 112013008674520-pat00006

    여기서, theta는 시각도이고, D는 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 상기 3차원 디스플레이 장치의 현재 x축 해상도이며, xDim은 상기 3차원 디스플레이 장치의 실제 x축 거리이다.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해주는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템.
  8. 3차원 디스플레이 장치, 거리측정모듈, 입체 영상생성모듈, 반응획득모듈 및 제어장치를 포함하는 시스템을 이용하여 3차원 디스플레이 장치에서 피검자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법으로서,
    (a) 상기 거리측정모듈을 통해 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 단계;
    (b) 상기 입체 영상생성모듈을 통해 상기 단계(a)에서 측정된 검사 거리값과 상기 3차원 디스플레이 장치의 크기 및 해상도에 대한 파라미터 정보를 바탕으로 기설정된 양안시차 조건에 따라 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 생성하는 단계;
    (c) 상기 제어장치의 제어를 통해 상기 단계(b)에서 생성된 입체 시력을 측정할 양안시차를 가진 복수의 3차원 입체 영상들을 상기 3차원 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계;
    (d) 상기 반응획득모듈을 통해 상기 단계(c)에서 표시된 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 해당 피검자에 의해 선택된 어느 하나의 3차원 입체 영상에 대한 피검자의 반응 신호값을 획득하는 단계; 및
    (e) 상기 제어장치를 통해 상기 단계(d)에서 획득된 피검자의 반응 신호값을 제공받아 피검자의 반응 신호값에 해당하는 3차원 입체 영상이 입체 시력을 측정할 복수의 3차원 입체 영상들 중 기설정된 기준 양안시차와 다른 3차원 입체 영상인지를 비교 판단하고, 그 판단 결과에 따라 해당 양안시차에 해당하는 입체 시력을 판정하거나 기설정된 양안시차의 조건을 조정하여 입체 시력의 재측정 여부를 결정하는 단계를 포함하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 피검자의 동공추적 또는 안면추적을 통한 위치 추적 방식을 이용하여 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 입체 영상생성모듈에서는, 시각도로 미리 정해진 기설정된 양안시차 조건에서 시각도로 표시된 양안시차를 물리적인 픽셀 값으로 변환시키며, 1픽셀보다 작은 값으로 양안시차를 조작하기 위하여 밝기 변화가 사인 함수로 변화되는 사인파 격자와 2차원의 가우시안 곱으로 이루어진 가보 영상(gabor image)을 3차원 입체 영상으로 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 입체 영상생성모듈에서는, 픽셀 값으로 계산된 양안시차에서 픽셀 값의 정수 부분과 나머지 소수 부분을 구별한 후, 정수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위치를 픽셀단위로 옮겨주어 양안시차를 구현하며, 소수 부분의 양안시차는 가보 영상의 위상을 변화하여 양안시차를 구현하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 시각도로 표시된 양안시차는 하기의 식 2에 의해 픽셀 값(nPixels)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
    (식 2)
    Figure 112013008674520-pat00007

    여기서, theta는 시각도이고, D는 상기 3차원 디스플레이 장치와 피검자사이의 거리이며, xResolution은 상기 3차원 디스플레이 장치의 현재 x축 해상도이며, xDim은 상기 3차원 디스플레이 장치의 실제 x축 거리이다.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(e)에서, 상기 제어장치에서는, 기설정된 양안시차 조건에서 양안시차가 가장 큰 조건부터 시작하여 정답을 맞추면 양안시차의 크기를 한 단계 내려 입체 시력의 측정을 계속 수행하도록 제어하거나, 피검자가 오반응을 하는 경우 양안시차를 한 단계 크게 한 후 정답을 맞출 때까지 계속 입체 시력의 측정을 수행하도록 제어하며, 피검자가 정답을 맞추는 경우 해당 조건의 양안시차를 피검자의 입체 시력 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 단계(e)에서, 상기 제어장치에서는, 기설정된 인구집단내 입체 시력 분포를 기준으로 해당 피검자의 측정된 입체 시력을 4등급(상, 중, 하, 입체시 이상자)으로 구분하여 상대적인 점수로 제시해주는 것을 특징으로 하는 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 방법.
KR1020130009983A 2013-01-29 2013-01-29 3차원 디스플레이 장치에서 사용자의 입체 시력을 측정하기 위한 시스템 및 그 방법 KR101383797B1 (ko)

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