KR101980275B1 - 다시점 영상 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법 - Google Patents

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Abstract

다시점 영상 디스플레이 장치가 개시된다. 다시점 영상 디스플레이 장치는, 입력 영상의 뎁스를 추정하는 뎁스 추정부, 추정된 뎁스에 기초하여 다시점 영상을 렌더링하는 렌더링부, 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부 및, 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

다시점 영상 디스플레이 장치 및 디스플레이 방법 { MULTI VIEW IMAGE DISPLAY APPARATUS AND DISPLAY METHOD THEREOF}
본 발명은 다시점 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무 안경식 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자기기가 개발 및 보급되고 있다. 특히, 일반 가정에서 가장 많이 사용되고 있는 가전 제품 중 하나인 TV와 같은 디스플레이 장치는 최근 수년간 급속도로 발전하고 있다.
디스플레이 장치의 성능이 고급화되면서, 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 컨텐츠의 종류도 다양하게 증대되었다. 특히, 최근에는 3D 컨텐츠까지 시청할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 개발되어 보급되고 있다.
입체 디스플레이 장치는 일반 가정에서 사용되는 3D 텔레비젼 뿐만 아니라, 각종 모니터, 휴대폰, PDA, PC, 셋탑 PC, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 또한, 3D 디스플레이 기술은, 가정 내 사용 분만 아니라 과학, 의약, 디자인, 교육, 광고, 컴퓨터 게임 등과 같이 3D 이미징이 필요한 다양한 분야에 활용될 수 있다.
입체 디스플레이 시스템은 크게 안경 없이 시청 가능한 무 안경식 시스템과, 안경을 착용하여 시청하여야 하는 안경식 시스템으로 분류할 수 있다.
안경식 시스템은 만족스러운 입체감을 제공할 수 있으나, 시청자가 반드시 안경을 사용하여야만 한다는 불편함이 있었다. 이에 비해, 무 안경식 시스템은 안경 없이도 3D 이미지를 시청할 수 있다는 장점이 있어, 무 안경식 시스템에 대한 개발 논의가 지속적으로 이루어지고 있다.
무 안경식 시스템의 경우 복수 개의 다시점 영상을 이용하여 렌더링 영상을 생성하게 되는데, 렌더링 시점 수가 적은 경우에는 심리스한 뷰 전환이 어려우므로, 어느 정도 개수의 다 시점 수를 이용하여 렌더링을 하게 된다. 하지만, 렌더링 시점 수가 많은 경우에는 심리스한 뷰 전환이 가능하지만 블러링 현상이 심하여 스크린 앞으로 많이 튀어 나오거나 많이 들어간 객체(또는 영역)의 선명도가 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 뎁스 값에 따라 영역 별로 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 자연스러운 시점 변환을 유지하면서 선명한 3D 영상을 제공하는 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 디스플레이 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따르면 다시점 영상 디스플레이 장치는, 입력 영상의 뎁스를 추정하는 뎁스 추정부, 상기 추정된 뎁스에 기초하여 다시점 영상을 렌더링하는 렌더링부, 상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부 및, 상기 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 디스플레이부는, 상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 서로 다른 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
또한, 뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 테이블에 기초하여 상기 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정할 수 있다.
여기서, 상기 제2 뎁스 값은 상기 제1 뎁스 값보다 크고, 상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 작은 것일 수 있다.
또한, 상기 추정된 뎁스 정보 및 상기 렌더링 시점 수는 선형 또는 비선형적으로 반비례할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 방법에 있어서, 입력 영상의 뎁스를 뎁스를 추정하는 단계, 상기 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링하는 단계 및, 상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부는, 상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 서로 다른 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는, 기 저장된 뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블에 기초하여 상기 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 상기 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
여기서, 상기 제2 뎁스 값은 상기 제1 뎁스 값보다 크고, 상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 작을 수 있다.
또한, 상기 추정된 뎁스 정보 및 상기 렌더링 시점 수는 선형 또는 비선형적으로 반비례할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 영상의 선명도를 증가시키고, 시각적 피로도를 감소시킬 수 있는 무 안경식 3D 시스템을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이부의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 뷰 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 뷰 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 뎁스(또는 시차)와 렌더링 수와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 뎁스에 기초하여 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 조정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 무안경 3D 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다시점 영상을 디스플레이하여 무안경 방식으로 입체 영상을 제공하는 장치의 동작 방식을 나타낸다. 여기에서, 다시점 영상은 동일한 오브젝트를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 영상을 포함한다. 즉, 서로 다른 시점에서 촬영한 복수의 영상을 서로 다른 각도로 굴절시키고, 소위 시청 거리라 하는 일정한 거리만큼 떨어진 위치(가령, 약 3m)에 포커스된 영상을 제공한다. 이러한 영상이 형성되는 위치를 시청 영역(또는 광학 뷰)이라 한다. 이에 따라, 사용자의 한 쪽 눈이 하나의 제1 시청 영역에 위치하고, 다른 쪽 눈이 제2 시청 영역에 위치하면 입체감을 느낄 수 있게 된다.
일 예로, 도 1은 총 6 시점의 다시점 영상의 디스플레이 동작을 설명하는 도면이다. 도 1에 따르면, 무안경 3D 디스플레이 장치는 좌안에는 6 시점 중 1 시점 영상에 해당하는 광이, 우안에는 2 시점 영상에 해당하는 광이 투사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 좌안 및 우안에서 서로 다른 시점의 영상을 시청하게 되어 입체감을 느낄 수 있게 된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2a에 따르면, 다시점 영상 디스플레이 장치(100)는 뎁스 추정부(110), 렌더링부(120), 디스플레이부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
다시점 영상 디스플레이 장치(100)는 TV, 모니터, PC, 키오스크, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크, 휴대폰 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
영상 입력부(미도시)는 영상 및 뎁스 정보를 입력받는다. 구체적으로, 영상 입력부(미도시)는 외부의 저장 매체, 방송국, 웹 서버 등과 같은 각종 외부 장치로부터 영상과 영상의 깊이 정보를 수신받을 수 있다. 여기서, 입력되는 영상은 단일 시점 영상, 스테레오(Stereo) 영상, 다시점 영상 중 어느 하나의 영상이다. 단일 시점 영상은 일반적인 촬영 장치에 의해 촬영된 영상이며, 스테레오 영상(Stereoscopic image)은 좌안 영상과 우안 영상만으로 표현된 3차원 비디오 영상으로, 스테레오 촬영 장치에 의해 촬영된 입체 영상이다. 일반적으로 스테레오 촬영 장치는 2개의 렌즈를 구비한 촬영 장치로 입체 영상을 촬영하는데 사용된다. 그리고, 다시점 영상(Multiview image)은 한 대 이상의 촬영 장치를 통해 촬영된 영상들을 기하학적으로 교정하고 공간적인 합성 등을 통하여 여러 방향의 다양한 시점을 사용자에게 제공하는 3차원 비디오 영상을 의미한다.
또한, 영상 입력부(미도시)는 영상의 뎁스(또는 디스패리티) 정보를 수신할 수 있다. 일반적으로 영상의 뎁스(Depth)는 영상의 각각 픽셀별로 부여된 깊이 값으로, 일 예로, 8bit의 뎁스는 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 흑/백을 기준으로 나타낼 때, 검은색(낮은 값)이 시청자로부터 먼 곳을 나타내며, 흰색(높은 값)이 시청자로부터 가까운 곳을 나타낼 수 있다.
뎁스(depth) 정보란 3D 영상의 뎁스를 나타내는 정보로, 3D 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 양안 시차 정도에 대응되는 정보이다. 뎁스 정보에 따라 사람이 느끼는 입체감의 정도가 달라진다. 즉, 뎁스가 큰 경우 좌우 양안 시차가 크게 되므로 입체감이 상대적으로 크게 느껴지고, 뎁스가 작은 경우 좌우 양안 시차가 작게 되므로 입체감이 상대적으로 작게 느껴지게 된다. 뎁스 정보는 일반적으로, 스테레오 정합(Stereo matching) 등과 같이 영상의 2차원적 특성만을 가지고 얻는 수동적인 방법과 깊이 카메라(Depth camera)와 같은 장비를 이용하는 능동적 방법을 통하여 획득될 수 있다. 한편, 뎁스 정보는 뎁스 맵 형태가 될 수 있다.
뎁스 맵(Depth map)이란 영상의 각 영역 별 뎁스 정보를 포함하고 있는 테이블을 의미한다. 영역은 픽셀 단위로 구분될 수도 있고, 픽셀 단위보다 큰 기설정된 영역으로 정의될 수도 있다. 일 예에 따라 뎁스 맵은 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값 중 127 또는 128을 기준 값 즉, 0(또는 포컬 플레인)으로 하여 127 또는 128 보다 작은 값을 - 값으로 나타내고, 큰 값을 + 값으로 나타내는 형태가 될 수 있다. 포컬 플레인의 기준값은 0~255 사이에서 임의로 선택할 수 있다. 값은 침강을 의미하며, +값은 돌출을 의미한다.
뎁스 추정부(110)는 뎁스 정보에 기초하여 입력된 영상의 뎁스(또는 디스패리티)를 추정한다. 구체적으로, 뎁스 추정부(110)는 수신된 뎁스 정보에 기초하여 입력된 영상을 구성하는 각 오브젝트 영역의 뎁스를 추정할 수 있다.
렌더링부(120)는 뎁스 추정부(110)에서 추정된 뎁스에 기초하여 다시점 영상을 렌더링한다.
구체적으로, 렌더링부(120)는 2D 영상의 경우, 2D/3D 변환에 의해 추출된 뎁스 정보를 기초로 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 또는 렌더링부(120)는 멀티 뷰 즉, N 개의 뷰 및 대응되는 N 개의 뎁스 정보가 입력되는 경우 입력된 N 개의 뷰 및 뎁스 정보 중 적어도 하나의 뷰 및 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 또는 렌더링부(120)는 N 개의 뷰 만 입력되는 경우, N 개의 뷰로부터 뎁스 정보 추출 후, 추출된 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
일 예로, 렌더링부(120)는 3D 영상, 즉 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나를 기준 뷰(또는 센터 뷰)로 선택하여 다시점 영상의 기초가 되는 최좌측 뷰 및 최우측 뷰를 생성할 수 있다. 이 경우, 렌더링부(130)는 기준 뷰로 선택된 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나에 대응되는 보정된 뎁스 정보를 기초로 최좌측 뷰 및 최우측 뷰를 생성할 수 있다.
렌더링부(120)는 최좌측 뷰 및 최우측 뷰가 생성되면, 센터 뷰와 최좌측 뷰 사이에서 복수개의 보간 뷰를 생성하고, 센터 뷰와 최우측 뷰 사이에서 복수 개의 보간 뷰를 생성함으로써 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 보외 기법에 의해 생성되는 보외 뷰(Extrapolation View)를 생성하는 것도 가능하다. 한편, 2D 영상 및 뎁스 정보를 기초로 다시점 영상을 렌더링하는 경우 2D 영상을 센터 뷰로 선택할 수 있음을 물론이다.
다만, 상술한 렌더링부(120)의 상세 동작은 일 예를 든 것이며, 렌더링부(120)는 상술한 동작 외에 다양한 방법에 의해 다시점 영상을 렌더링할 수 있음은 물론이다.
디스플레이부(130)는, 멀티 뷰(또는 멀티 광학 뷰)를 제공하는 기능을 한다. 이를 위해, 디스플레이부(130)는 멀티 뷰 제공을 위한 디스플레이 패널(131) 및 시역 분리부(132)를 포함한다.
디스플레이 패널(131)은 복수의 서브 픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함한다. 여기에서, 서브 픽셀은 R(Red), G(Green), B(Blue)로 구성될 수 있다. 즉, R, G, B의 서브 픽셀로 구성된 픽셀이 복수의 행 및 열 방향으로 배열되어 디스플레이 패널(141)을 구성할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(141)는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel: LCD Panel), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), ELD(Electro Luminescence Display) 등과 같은 다양한 디스플레이 유닛으로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(131)은 렌더링된 다시점 영상 프레임을 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(131)은 서로 다른 시점의 복수의 이미지가 순차적으로 반복 배치된 영상 프레임을 디스플레이할 수 있다.
한편, 도 2a에 도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(131)이 LCD 패널로 구현되는 경우, 디스플레이 장치(200)는 디스플레이 패널(131)에 백라이트를 공급하는 백라이트부(미도시) 및 영상 프레임을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀 값에 따라 디스플레이 패널(131)의 픽셀들을 구동하는 패널 구동부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
시역 분리부(132)는 디스플레이 패널(131)의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 상이한 시점 즉, 멀티 뷰를 제공할 수 있다. 이 경우, 시역 분리부(132)는 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens) 또는, 패러랙스 배리어(Parallax Barrier)로 구현될 수 있다.
예를 들어, 시역 분리부(132)는 복수의 렌즈 영역을 포함하는 렌티큘러 렌즈로 구현될 수 있다. 이에 따라, 렌티큘러 렌즈는 복수의 렌즈 영역을 통해 디스플레이 패널(131)에서 디스플레이되는 영상을 굴절시킬 수 있다. 각 렌즈 영역은 적어도 하나의 픽셀에 대응되는 크기로 형성되어, 각 픽셀을 투과하는 광을 시청 영역별로 상이하게 분산시킬 수 있다.
다른 예로, 시역 분리부(132)는 패러랙스 배리어로 구현될 수 있다. 패러랙스 배리어는 복수의 배리어 영역을 포함하는 투명 슬릿 어레이로 구현된다. 이에 따라, 배리어 영역 간의 슬릿(slit)을 통해 광을 차단하여 시청 영역별로 상이한 시점의 영상이 출사되도록 할 수 있다.
한편, 시역 분리부(132)는 화질 개선을 위하여 일정한 각도로 기울어져서 동작할 수 있다. 제어부(140)는 다시점 영상 각각을 시역 분리부(132)가 기울어진 각도에 기초하여 분할하고, 이들을 조합하여 영상 프레임을 생성할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널(131)의 서브 픽셀에 수직 방향 또는 수평 방향으로 디스플레이된 영상을 시청하는 것이 아니라, 서브 픽셀에 일정한 기울기를 갖도록 디스플레이된 영상을 시청하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이부(320)의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 따르면, 디스플레이부(130)는 디스플레이 패널(131), 시역 분리부(132) 및 백라이트 유닛(10)을 포함한다.
도 3에서는 시역 분리부(322)가 렌티큘러 렌즈 어레이로 구현된 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
도 3에 따르면, 디스플레이 패널(131)은 복수의 열(column)로 구분되는 복수의 픽셀을 포함한다. 각 열 별로 상이한 시점의 이미지가 배치된다. 도 3에 따르면, 서로 다른 시점의 복수의 이미지 1, 2, 3, 4가 순차적으로 반복 배치되는 형태를 나타낸다. 즉, 각 픽셀 열은 1, 2, 3, 4로 넘버링된 그룹으로 배열된다. 패널로 인가되는 그래픽 신호는 픽셀열 1이 첫 번째 이미지를 디스플레이하고, 픽셀열 2가 두 번째 이미지를 디스플레이하도록 배열된다.
백라이트 유닛(10)은 디스플레이 패널(131)로 광을 제공한다. 백라이트 유닛(10)으로부터 제공되는 광에 의해, 디스플레이 패널(131)에 형성되는 각 이미지 1, 2, 3, 4는 시역 분리부(132)로 투사되고, 시역 분리부(132)는 투사되는 각 이미지 1, 2, 3, 4의 광을 분산시켜 시청자 방향으로 전달한다. 즉, 시역 분리부(132)는 시청자의 위치, 즉, 시청 거리에 출구 동공(exit pupils)을 생성한다. 도시된 바와 같이 렌티큘러 렌즈 어레이로 구현되었을 경우 렌티큘러 렌즈의 두께 및 직경, 패러랙스 배리어로 구현되었을 경우 슬릿의 간격 등은 각 열에 의해 생성되는 출구 동공이 65mm 미만의 평균 양안 중심 거리로 분리되도록 설계될 수 있다. 분리된 이미지 광들은 각각 시청 영역을 형성한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 뷰가 형성되고 사용자의 좌안 및 우안이 각각 제2 뷰 및 제3 뷰에 위치하게 되는 경우, 3D 영상을 시청할 수 있게 된다.
제어부(140)는 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 뎁스 추정부(110)에서 추정된 뎁스 정보에 기초하여 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 기준을 만족하는 경우, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수를 조정하도록 렌더링부(120)를 제어할 수 있다.
특히, 제어부(140)는, 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 총 렌더링 시점 수가 35 개인 경우, 기설정된 뎁스 값 이상인 오브젝트 영역에 대해 7 개의 다시점 영상을 이용하여 렌더링을 수행하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 입력 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 해당 오브젝트 영역에 1 내지 9 시점의 영상이 포함되어 있는 경우, 1, 3 시점 영상을 2 시점 영상으로 대체하고, 나머지 영상들에 대해서도 유사한 방식으로 영상을 대체하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 1, 2, 3 시점 영상이 제1 광학 뷰를 제공하는 경우 2 시점 영상을 1 시점 또는 3 시점 영상을 대체하거나, 1, 3 시점 영상을 2 시점 영상으로 대체할 수 있다.
또한, 제어부(140)는, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정할 수 있다. 여기서, 제2 뎁스 값은 제1 뎁스 값보다 크고, 제2 개수는 제1 개수보다 작을 수 있다. 즉, 제어부(140)는 뎁스 값이 클수록 렌더링 시점 수를 감소되도록 조정하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2b에 따르면 다시점 영상 디스플레이 장치(200)는 뎁스 조정부(110), 렌더링부(120), 디스플레이부(130), 제어부(140) 및 저장부(150)를 포함한다. 도 2b에 도시된 구성 중 뎁스 조정부(110), 렌더링부(120), 디스플레이부(130)의 구성은 도 2a에 도시된 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
저장부(150)는 뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블을 저장한다. 여기서, 다시점 영상 테이블은 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 조정하기 위한 다시점 영상 대체 방식을 정의한 테이블이 될 수 있다.
예를 들어, 0~4 구간 사이의 뎁스 값에 대해서는 렌더링 시점 수를 20% 감소시키고, 5~8 구간 사이의 뎁스 값에 대해서는 렌더링 시점 수가 30% 감소시키도록 정의된 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 형태와 같은 테이블이 될 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 저장부(150)에 저장된 테이블에 기초하여 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 다시점 영상을 렌더링하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 뷰 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(100)가 7개의 광학 뷰(411 내지 417)를 제공하고, 각 뷰는 5개의 다시점 영상(또는 서브 뷰)으로 이루어질 수 있다. 즉, 총 35 개(1 내지 35)의 다시점 영상(420)을 이용하여 7 개의 광학 뷰(411 내지 417)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 뷰(411)는 1 내지 5의 다시점 영상 을 합성하여 생성될 수 있다. 다만, 이는 일 실시 예에 불과하며, 광학 뷰의 개수 및 이를 구성하는 다시점 영상의 개수는 구현 예에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 이러한 멀티 뷰 구성 방법에 기초하여 렌더링 시점 수를 조정하고자 하는 경우 동일한 광학 뷰를 구성하는 다시점 영상 내에서 영상을 대체하여 렌더링 시점 수를 조정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 뷰 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 9개의 다시점 영상으로 3 개의 광학 뷰를 구성하는 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 입력된 영상에 배경 영역(510), 제1 오브젝트 영역(520) 및 제2 오브젝트 영역(530)이 포함되어 있으며, 배경 영역(510)이 뎁스 값 0인 포컬 플레인 영역에 해당하고, 제1 오브젝트 영역(520)이 뎁스 값 3, 제2 오브젝트 영역(530)이 뎁스 값 5를 갖는 것으로 가정하도록 한다.
이 경우, 배경 영역(510)은 일반적인 다시점 영상 생성 방법에 따라 렌더링될 수 있다. 즉, 총 9 개의 다시점 영상이 순차적으로 배치되는 형태로 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 이에 따라 예를 들어, 배경 영역(510)은 총 9개의 다시점 영상을 모두 포함하는 그룹 1의 다시점 영상들로 구성될 수 있게 된다.
또한, 제1 오브젝트 영역(520)은 총 6개의 시점 영상 만이 배치되는 형태로 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 즉 도시된 바와 같이 2 시점 영상을 1 시점으로 대체하고, 5 시점 영상을 4 시점으로 대체하며, 8 시점 영상을 7 시점 영상으로 대체할 수 있다. 이에 따라 예를 들어, 제1 오브젝트 영역(520)은 총 6개의 다시점 영상을 모두 포함하는 그룹 x의 다시점 영상들로 구성될 수 있게 된다.
또한, 제2 오브젝트 영역(530)은 총 3개의 시점 영상 만이 배치되는 형태로 렌더링할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 1, 3 시점 영상을 2 시점 영상으로 대체하고, 4, 6 시점 영상을 5 시점 영상으로 대체하고, 7, 9 시점 영상을 8 시점 영상으로 대체할 수 있다. 이에 따라 예를 들어, 제2 오브젝트 영역(530)은 총 6개의 다시점 영상을 모두 포함하는 그룹 y의 다시점 영상들로 구성될 수 있게 된다.
한편 상술한 바와 같이 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 조정하기 위한 다시점 영상 그룹들의 구성은 뎁스 값에 대응되는 테이블 형태로 기저장되어 있을 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 뎁스(또는 시차)와 렌더링 수와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 렌더링 수는 뎁스(또는 시차)의 크기와 선형 반비례(도 6a) 또는 비선형 반비례(도 6b) 관계에 있을 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 뎁스의 크기가 클수록 렌더링 수는 감소될 수 있다. 예를 들어, 크로스 토크(Crosstalk)가 적도록 설계된 3D 디스플레이인 경우, 크로스 토크에 의한 흐려짐 현상보다는 렌더링 시점 수가 많아져서 흐려짐 현상이 발생한다. 이러한 경우, 뎁스의 크기가 클수록 렌더링 수를 감소시키면 선명한 3D 영상을 재현할 수 있다.
또는, 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이 경우에 따라 렌더링 수는 뎁스(또는 시차)의 크기와 선형 비례(도 6c) 또는 비선형 비례(도 6d) 관계에 있을 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 뎁스의 크기가 클수록 렌더링 수는 증가될 수 있다. 예를 들어, 크로스 토크 (Crosstalk)이 많게 설계된 3D 디스플레이인 경우, 렌더링 시점 수에 의한 흐려짐 현상보다는 크로스토크에 의한 흐려짐 현상이 발생한다. 이는 크로스 토크가 클수록 에일리어징(Aliasing)이 심해져 영상 왜곡이 발생하기 때문이다. 이러한 경우, 뎁스의 크기가 클수록 렌더링 수를 증가시켜 왜곡 없는 3D 영상을 재현할 수 있다.
또는 도 6e에 도시된 바와 같이 렌더링 수는 뎁스(또는 시차)의 크기와 기설정된 비례 또는 반비례 있는 것이 아니라, 임의의 관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 크로스 토크와 렌더링 수의 의한 흐려짐 함수 관계가 비례하거나 반비례하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 뎁스에 따라 적응적으로 렌더링 수를 증가시키거나 감소시켜 자연스러운 3D 영상을 재현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 뎁스에 기초하여 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 조정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 3D 영상에 포함된 각 오브젝트 영역의 뎁스(또는 시차)에 따라 각 오브젝트 영역의 다시점 렌더링 수가 상이할 수 있다. 예를 들어 도시된 바와 같이 뎁스가 가장 큰 오브젝트 영역(710)은 총 35 개의 다시점 영상 중 7개의 다시점 영상으로 렌더링되고, 그 다음으로 뎁스가 큰 오브젝트 영역(720)은 14 개의 다시점 영상으로 렌더링되고, 그 다음으로 뎁스가 큰 오브젝트 영역(730)은 21 개의 다시점 영상으로 렌더링될 수 있다. 또한, 뎁스를 갖지 않는 배경 영역(740)은 전체 다시점 영상 수 즉, 35 개의 다시점 영상으로 렌더링될 수 있다. 이에 따라 자연스러운 시점 변환을 유지하면서 선명한 3D 영상을 제공할 수 잇게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8에 도시된 다시점 영상 디스플레이 방법에 따르면, 우선 입력 영상의 뎁스를 뎁스를 추정한다(S810).
이어서, 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링한다(S820).
이 후, 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이한다(S830).
이 경우, 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부는, 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 서로 다른 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
또한, 다시점 영상을 렌더링하는 S820 단계는, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 이 경우, 추정된 뎁스 정보 및 렌더링 시점 수는 선형 또는 비선형적으로 반비례 관계에 있을 수 있다.
이 경우, 다시점 영상을 렌더링하는 S820 단계는, 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
구체적으로, 다시점 영상을 렌더링하는 S820 단계는, 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 다시점 영상을 렌더링하는 S820 단계는, 기 저장된 뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블에 기초하여 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
또한, 다시점 영상을 렌더링하는 S820 단계는, 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고,적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
여기서, 제2 뎁스 값은 제1 뎁스 값보다 크고, 제2 개수는 제1 개수보다 작을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 영상의 선명도를 증가시키고, 시각적 피로도를 감소시킬 수 있는 무 안경식 3D 시스템을 제공할 수 있게 된다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.
일 예로, 입력 영상의 뎁스를 뎁스를 추정하는 단계 및, 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 디스플레이 장치
110 : 뎁스 추정부 120 : 렌더링부
130 : 디스플레이부 140: 제어부
150: 저장부

Claims (18)

  1. 다시점 영상 디스플레이 장치에 있어서,
    입력 영상의 뎁스를 추정하는 뎁스 추정부;
    상기 추정된 뎁스에 기초하여 다시점 영상을 렌더링하는 렌더링부;
    상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 서로 다른 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블을 저장하는 저장부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 저장부에 저장된 테이블에 기초하여 상기 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 상기 다시점 영상을 렌더링하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 뎁스 값은 상기 제1 뎁스 값보다 크고, 상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 작은 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 추정된 뎁스 정보 및 상기 렌더링 시점 수는 선형 또는 비선형적으로 반비례하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  10. 다시점 영상 디스플레이 방법에 있어서,
    입력 영상의 뎁스를 뎁스를 추정하는 단계;
    상기 입력된 영상에 포함된 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스 값에 따라 렌더링 시점 수를 상이하게 조정하여 다시점 영상을 렌더링하는 단계; 및
    상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 단계;를 포함하며,
    상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 뎁스 값 이상인 경우, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 나머지 영역의 렌더링 시점 수보다 감소되도록 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링하는 디스플레이 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부는,
    상기 렌더링된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 서로 다른 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 적어도 일부 시점 영상이 중복되도록 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역을 구성하는 다시점 영상 중 상기 적어도 일부 시점 영상을 동일한 광학 뷰를 제공하는 인접한 시점의 영상으로 대체하여 상기 다시점 영상을 렌더링하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는,
    기 저장된 뎁스 정보에 따른 다시점 영상 테이블에 기초하여 상기 추정된 뎁스 정보에 대응되는 다시점 영상 테이블을 이용하여 상기 다시점 영상을 렌더링하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제1 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제1 개수 이하로 감소되도록 조정하고, 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 뎁스가 기설정된 제2 뎁스 값 이상인 경우 상기 적어도 하나의 오브젝트 영역의 렌더링 시점 수가 기설정된 제2 개수 이하로 감소되도록 조정하여 상기 다시점 영상을 렌더링하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 뎁스 값은 상기 제1 뎁스 값보다 크고, 상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 작은 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 추정된 뎁스 정보 및 상기 렌더링 시점 수는 선형 또는 비선형적으로 반비례하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 방법.
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