KR101996657B1

KR101996657B1 - 글로벌 뎁스 맵 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치

Info

Publication number: KR101996657B1
Application number: KR1020120136164A
Authority: KR
Inventors: 전호민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2019-10-02
Also published as: KR20140070856A

Abstract

본 발명은 글로벌 뎁스 맵 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 뎁스 맵 생성방법은 2D 영상 데이터를 에지 데이터로 변환하는 제1 단계; 상기 에지 데이터를 분석하여 에지의 방향을 판단하는 제2 단계; 및 상기 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 맵을 생성하고, 상기 에지의 방향이 수평 방향인 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 맵을 생성하는 제3 단계를 포함한다.

Description

글로벌 뎁스 맵 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치{GLOBAL DEPTH MAP GENERATION METHOD AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 글로벌 뎁스 맵 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치에 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 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더 방식이 있다. 또한, 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.

일반적으로 입체영상 표시장치는 입체영상을 구현하기 위해 외부로부터 3D 영상 데이터를 입력받는다. 이 경우, 입영상 표시장치는 3D 영상 데이터를 위에서 설명한 입체영상 방식에 해당하는 3D 포맷으로 변환함으로써 입체영상을 표시한다. 하지만, 입체영상 표시장치는 외부로부터 2D 영상 데이터를 입력받은 경우에도 입체영상을 구현할 수 있다. 이 경우, 입체영상 표시장치는 입력받은 2D 영상 데이터로부터 3D 영상 데이터를 생성하고, 3D 영상 데이터를 입체영상 방식에 해당하는 3D 포맷으로 변환함으로써 입체영상을 표시한다.

구체적으로, 입체영상 표시장치는 2D 영상 데이터와 2D 영상 데이터로부터 산출된 뎁스 맵(depth map)을 이용하여 3D 영상 데이터를 생성할 수 있다. 뎁스 맵은 1 프레임 기간의 2D 영상 데이터를 분석하여 산출된 1 프레임 기간의 뎁스 데이터로 작성된 맵을 의미한다. 뎁스 데이터는 2D 영상 데이터의 깊이 정보를 나타내는 값이다. 2D 영상 데이터의 깊이가 깊을수록 뎁스 데이터는 작아지고, 2D 영상 데이터의 깊이가 얕을수록 뎁스 데이터는 커진다. 뎁스 맵은 글로벌 뎁스 맵(global depth map)과 로컬 뎁스 맵(local depth map)을 이용하여 산출될 수 있다. 글로벌 뎁스 맵은 2D 영상 데이터의 에지(edge)를 분석하여 산출되는 뎁스 맵이고, 로컬 뎁스 맵은 2D 영상 데이터의 휘도 및 컬러를 분석하여 산출되는 뎁스 맵이다. 에지는 2D 영상의 객체들 각각의 윤곽을 의미한다.

한편, 일반적으로 2D 영상의 상단 영역은 깊이가 깊은 배경 영역이고, 하단 영역은 깊이가 얕은 객체들이 표시되는 영역이다. 즉, 2D 영상의 원근감은 수직 방향으로 나타나는 것이 일반적이기 때문에, 글로벌 뎁스 맵은 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 생성된다. 하지만, 2D 영상의 원근감은 도 1과 같이 수평 방향(x축 방향)으로 나타날 수 있다. 도 1에서 2D 영상의 왼쪽 영역은 깊이가 얕은 영역이고, 오른쪽 영역은 깊이가 깊은 영역이다. 하지만, 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 생성된 글로벌 뎁스 맵은 수직 방향의 원근감만 반영할 수 있을 뿐이며, 수평 방향의 원근감을 반영할 수 없는 문제가 있다. 즉, 2D 영상의 원근감이 도 1과 같이 수평 방향(x축 방향)으로 발생하는 경우, 글로벌 뎁스 맵이 오작성되는 문제가 발생한다. 글로벌 뎁스 맵의 오작성으로 인해, 사용자가 느끼는 3D 영상의 입체감은 저하되게 된다.

본 발명은 글로벌 뎁스 맵의 오작성을 방지할 수 있는 글로벌 뎁스 맵 산출방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 뎁스 맵 생성방법은 2D 영상 데이터를 에지 데이터로 변환하는 제1 단계; 상기 에지 데이터를 분석하여 에지의 방향을 판단하는 제2 단계; 및 상기 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 맵을 생성하고, 상기 에지의 방향이 수평 방향인 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 맵을 생성하는 제3 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들을 포함하는 표시패널; 입력되는 2D 영상 데이터로부터 글로벌 뎁스 맵과 로컬 뎁스 맵을 생성하고, 글로벌 뎁스 맵과 로컬 뎁스 맵을 이용해 뎁스 맵을 생성하고, 2D 영상 데이터와 상기 뎁스 맵을 이용하여 3D 영상 데이터를 생성하는 3D 영상 데이터 생성부; 상기 3D 영상 데이터를 데이터 전압들로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 데이터 구동회로; 및 상기 데이터 전압들에 동기되는 게이트 펄스를 상기 게이트 라인들로 순차적으로 출력하는 게이트 구동회로를 구비하고, 상기 3D 영상 데이터 생성부는, 2D 영상 데이터를 에지 데이터로 변환하는 에지 데이터 변환부, 상기 에지 데이터를 분석하여 에지의 방향을 판단하는 에지 방향 판단부, 및 상기 에지의 방향이 수직 방향인 경우 상기 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 맵을 생성하고, 상기 에지의 방향이 수평 방향인 경우 상기 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 글로벌 뎁스 데이터 산출부를 포함하는 글로벌 뎁스 맵 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 에지의 방향을 판단함으로써 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 검출할 수 있으며, 에지의 방향에 따라 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지, 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지를 결정한다. 즉, 본 발명은 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 고려하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출하므로, 글로벌 뎁스 맵의 오작성을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 3D 영상의 입체감의 품질을 높게 유지할 수 있다.

도 1은 수평 방향으로 원근감이 나타난 2D 영상의 일 예를 보여주는 이미지.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 도 2의 영상처리회로를 상세히 보여주는 블록도.
도 4는 영상처리회로의 영상처리방법을 상세히 보여주는 흐름도.
도 5는 도 3의 글로벌 뎁스 맵 생성부를 상세히 보여주는 블록도.
도 6은 글로벌 뎁스 맵 생성부의 글로벌 뎁스 맵 생성방법을 상세히 보여주는 흐름도.
도 7a 및 도 7b는 에지 영상과 압축 영상을 보여주는 이미지들.
도 8은 에지 방향 판단부의 에지 방향 판단방법을 상세히 보여주는 흐름도.
도 9는 에지 방향 벡터의 히스토그램을 보여주는 일 예시도면.
도 10은 글로벌 뎁스 맵 산출부의 글로벌 뎁스 맵 산출방법을 상세히 보여주는 흐름도.
도 11a는 제1 내지 제n 수평 가중치들의 일 예를 보여주는 예시도면.
도 11b는 제1 내지 제n 수직 가중치들의 일 예를 보여주는 예시도면.
도 11c는 제1 내지 제n 수직 가중치들의 또 다른 예를 보여주는 예시도면.
도 12a는 에지의 방향이 수직 방향인 경우 산출된 글로벌 뎁스 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 12b는 에지의 방향이 수평 방향인 경우 산출된 글로벌 뎁스 맵을 보여주는 일 예시도면.

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 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 영상처리회로(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 구비한다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 표시패널(10)은 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 실시 예에서 표시패널(10)이 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 입체영상 표시장치는 셔터안경(Shutter Glass) 방식, 패턴 리타더(Pattern Retarder) 방식, 액티브 리타더(Active Retarder) 방식 등의 양안시차에 의해 입체영상을 구현하는 안경방식이나, 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 양안시차에 의해 입체영상을 구현하는 무안경 방식으로 구현될 수 있다.

표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부기판과 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이가 형성된다. 픽셀 어레이의 픽셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다. 표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부기판상에 형성될 수 있다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.

표시패널(10)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 'IC'라 칭함)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.

게이트 구동회로(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 데이터 전압들과 동기되도록 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 게이트 펄스들(또는 스캔 펄스들)을 순차적으로 공급한다. 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 집적회로들로 구성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(130)는 영상처리회로(140)로부터 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)와 타이밍 신호들과 모드 신호(MODE) 등을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 클럭 신호(clock signal) 등을 포함할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(130)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동회로(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급하고, 3D 모드에서 3D 영상 데이터(RGB3D)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급한다.

호스트 시스템(150)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력되는 2D 영상 데이터(RGB2D)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 해상도의 데이터 포맷으로 변환하기 위해 스케일러(scaler)가 내장된 시스템 온 칩(System on Chip)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 영상 데이터(RGB2D)와 타이밍 신호들을 영상처리회로(140)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(150)은 2D 모드와 3D 모드를 구별할 수 있는 모드 신호(MODE)를 영상처리회로(140)에 공급한다.

영상처리회로(140)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)를 변환하지 않고 그대로 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 영상처리회로(140)는 3D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)로부터 3D 영상 데이터(RGB3D)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 3D 영상 데이터(RGB3D)는 적어도 2 개의 뷰 영상 데이터를 포함하는 멀티뷰 영상 데이터일 수 있다. 결국, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 2D 영상 데이터(RGB2D)가 입력되더라도, 영상처리회로(140)를 이용하여 3D 영상 데이터(RGB3D)를 생성함으로써 입체영상을 구현할 수 있다.

도 3은 도 2의 영상처리회로를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 4는 영상처리회로의 영상처리방법을 상세히 보여주는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 영상처리회로(140)는 글로벌 뎁스 맵 생성부(200), 로컬 뎁스 맵 생성부(300), 뎁스 맵 생성부(400), 및 3D 영상 데이터 생성부(500)를 포함한다. 이하에서, 도 3 및 도 4를 결부하여 영상처리회로(140)의 영상처리방법에 대하여 상세히 설명한다.

첫 번째로, 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)는 호스트 시스템(150)으로부터 2D 영상 데이터(RGB2D)를 입력받는다. 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)는 1 프레임 기간의 2D 영상 데이터(RGB2D)로부터 1 프레임 기간의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)를 산출한다. 글로벌 뎁스 맵(global depth map)은 1 프레임 기간의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)로 작성된 맵을 의미한다. 표시패널(10)의 해상도가 p×q(p, q는 자연수)인 경우, 1 프레임 기간의 2D 영상 데이터(RGB2D)는 p×q 개의 2D 영상 데이터(RGB2D)를 포함하고, 1 프레임 기간의 글로벌 뎁스 맵 데이터(GDD)는 p×q 개의 글로벌 뎁스 맵 데이터(GDD)를 포함한다. 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)의 글로벌 뎁스 맵 생성방법에 대한 자세한 설명은 도 5 및 도 6을 결부하여 상세히 설명한다. (S101)

두 번째로, 로컬 뎁스 맵 생성부(300)는 호스트 시스템(150)으로부터 2D 영상 데이터(RGB2D)를 입력받는다. 로컬 뎁스 맵 생성부(300)는 1 프레임 기간의 2D 영상 데이터(RGB2D)의 휘도 및 컬러를 분석하여 1 프레임 기간의 로컬 뎁스 데이터(LDD)를 산출한다. 로컬 뎁스 맵(local depth map)은 1 프레임 기간의 로컬 뎁스 데이터(LDD)로 작성된 맵을 의미한다. 표시패널(10)의 해상도가 p×q(p, q는 자연수)인 경우, 1 프레임 기간의 2D 영상 데이터(RGB2D)는 p×q 개의 2D 영상 데이터(RGB2D)를 포함하고, 1 프레임 기간의 로컬 뎁스 맵 데이터(LDD)는 p×q 개의 로컬 뎁스 맵 데이터(LDD)를 포함한다. 예를 들어, 로컬 뎁스 맵 생성부(300)는 2D 영상의 객체(object)의 휘도가 높을수록 로컬 뎁스 데이터(LDD)를 더 크게 산출하고, 2D 영상의 객체(object)의 휘도가 낮을수록 로컬 뎁스 데이터(LDD)는 더 작게 산출할 수 있다. 또한, 로컬 뎁스 맵 생성부(300)는 2D 영상 데이터(RGB2D)가 적색에 가까울수록 로컬 뎁스 데이터(LDD)를 더 크게 산출하고, 2D 영상 데이터(RGB2D)가 청색에 가까울수록 로컬 뎁스 데이터(LDD)는 더 작게 산출할 수 있다. (S102)

세 번째로, 뎁스 맵 생성부(400)는 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)로부터 글로벌 뎁스 데이터(GDD)를 입력받고, 로컬 뎁스 맵 생성부(300)로부터 로컬 뎁스 데이터(LDD)를 입력받는다. 뎁스 맵 생성부(400)는 글로벌 뎁스 데이터(GDD)에 제1 가중치(w1)를 적용하고, 로컬 뎁스 데이터(LDD)에 제2 가중치(w2)를 적용하여 뎁스 데이터(DD)를 산출할 수 있다. 뎁스 맵(depth map)은 1 프레임 기간의 뎁스 데이터(DD)로 작성된 맵을 의미한다. 1 프레임 기간의 뎁스 데이터(DD)는 p×q 개의 뎁스 데이터(DD)를 포함한다.

구체적으로, 뎁스 맵 생성부(400)는 p×q 개의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)에 제1 가중치(w1)를 적용하고, p×q 개의 로컬 뎁스 데이터(LDD)에 제2 가중치(w2)를 적용하여 p×q 개의 뎁스 데이터(DD)를 산출할 수 있다. p×q 개의 글로벌 뎁스 데이터(GDD), p×q 개의 로컬 뎁스 데이터(LDD), 및 p×q 개의 뎁스 데이터(DD)는 (x,y) 좌표에 의해 표현될 수 있다. 뎁스 맵 생성부(400)는 수학식 1과 같이 (i,j)(i는 1≤i≤p를 만족하는 자연수, j는 1≤j≤q를 만족하는 자연수) 좌표에서의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(i,j))에 제1 가중치(w1)를 곱한 값에 (i,j) 좌표에서의 로컬 뎁스 데이터(LDD(i,j))에 제2 가중치(w2)를 곱한 값을 합산하여 (i,j) 좌표에서의 뎁스 데이터(DD)를 산출할 수 있다. 수학식 1에서, 제1 가중치(w1)와 제2 가중치(w2)의 합은 "1"이다.

네 번째로, 3D 영상 데이터 생성부(500)는 호스트 시스템(150)으로부터 2D 영상 데이터(RGB2D)를 입력받고, 뎁스 맵 생성부(400)로부터 뎁스 데이터(DD)를 입력받는다. 3D 영상 데이터 생성부(500)는 뎁스 데이터(DD), 컨버전스(convergence), 및 최대 디스패러티(max disparity)를 이용하여 디스패러티(disparity)를 산출한다. 디스패러티는 입체감을 형성하기 위해 2D 영상 데이터를 쉬프트시키기 위한 값을 의미한다. 컨버전스는 초점이 형성되는 위치를 의미하며, 입체감은 컨버전스를 조절함으로써 표시패널 대비 앞쪽 또는 뒤쪽으로 조절될 수 있다. 최대 디스패러티는 디스패러티의 최대값을 의미한다. 컨버전스와 최대 디스패러티는 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다.

구체적으로, 3D 영상 데이터 생성부(500)는 수학식 2와 같이 (i,j) 좌표에서의 뎁스 데이터(DD(i,j)), 컨버전스(C), 최대 디스패러티(MD)를 이용하여 (i,j) 좌표에서의 디스패러티(Dis(i,j))를 산출할 수 있다. 수학식 2에서, MG는 (i,j) 좌표에서의 뎁스 데이터(DD(i,j))의 최대 계조 값을 의미한다. (i,j) 좌표에서의 뎁스 데이터(DD(i,j))가 8 비트 데이터인 경우, MG는 "255"일 것이다.

3D 영상 데이터 생성부(500)는 디스패러티를 이용하여 2D 영상 데이터(RGB2D)를 쉬프트시켜 3D 영상 데이터(RGB3D)를 생성한다. 3D 영상 데이터(RGB3D)는 적어도 2 개의 뷰 영상 데이터를 포함하는 멀티뷰 영상 데이터로 생성될 수 있다. 예를 들어, 3D 영상 데이터 생성부(500)는 (i,j) 좌표에서의 2D 영상 데이터(RGB2D(i,j))를 (i,j) 좌표에서의 디스패러티(Dis(i,j))만큼 제1 수평 방향으로 쉬프트시켜 (i,j) 좌표에서의 제1 뷰 영상 데이터(V1(i,j))를 생성하고, (i,j) 좌표에서의 2D 영상 데이터(RGB2D(i,j))를 (i,j) 좌표에서의 디스패러티(Dis(i,j))만큼 제2 수평 방향으로 쉬프트시켜 (i,j) 좌표에서의 제2 뷰 영상 데이터(V2(i,j))를 생성하는 방식으로, 2 개의 뷰 영상 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 3D 영상 데이터 생성부(500)는 (i,j) 좌표에서의 제1 뷰 영상 데이터(V1(i,j))와 (i,j) 좌표에서의 제2 뷰 영상 데이터(V2(i,j)) 사이에 적어도 하나 이상의 (i,j) 좌표에서의 뷰 영상 데이터를 생성하는 방식으로, 3 개 이상의 뷰 영상 데이터를 포함하는 멀티뷰 영상 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 셔터안경(Shutter Glass) 방식, 패턴 리타더(Pattern Retarder) 방식, 액티브 리타더(Active Retarder) 방식 등의 양안시차에 의해 입체영상을 구현하는 안경방식이나, 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 양안시차에 의해 입체영상을 구현하는 무안경 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 3D 영상 데이터 생성부(500)는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 상기 입체영상 방식에 해당하는 3D 포맷으로 변환하여 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. (S104)

도 5는 도 3의 글로벌 뎁스 맵 생성부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 6은 글로벌 뎁스 맵 생성부의 글로벌 뎁스 맵 생성방법을 상세히 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)는 에지 데이터 변환부(210), 압축 데이터 생성부(220), 에지 방향 판단부(230), 및 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)를 포함한다. 이하에서, 도 5 및 도 6을 결부하여 글로벌 뎁스 맵 생성부(200)의 글로벌 뎁스 맵 생성방법에 대하여 상세히 설명한다.

첫 번째로, 에지 데이터 변환부(210)는 2D 영상 데이터(RGB2D)를 호스트 시스템(150)으로부터 입력받는다. 에지 데이터 변환부(210)는 2D 영상 데이터(RGB2D)의 에지를 검출하기 위해, 2D 영상 데이터(RGB2D)를 에지 데이터(ED)로 변환한다. 에지는 2D 영상의 객체의 윤곽(outline)을 의미한다.

에지 데이터 변환부(210)는 수학식 3과 같이 2D 영상 데이터(RGB2D)를 그레이 스케일 데이터(G(RGB))로 변환할 수 있다.

에지 데이터 변환부(210)는 소벨 마스크(sobel mask) 등의 이미 알려진 공지의 마스크를 이용하여 그레이 스케일 데이터(G(RGB))를 에지 데이터(ED)로 변환한다. 이때, 소벨 마스크는 u×v(u, v는 2 이상의 자연수) 마스크로 설정될 수 있고, 마스크 계수는 사전 실험에 의해 결정될 수 있다.

도 7a는 에지 영상을 보여주는 이미지이다. 에지 영상은 1 프레임 기간의 에지 데이터(ED)로부터 얻어진 영상이다. 도 7a와 같이 에지는 에지 영상에서 화이트 계조(white gray scale value)로 표현된다. (S201)

두 번째로, 압축 데이터 생성부(220)는 에지 데이터(ED)를 압축하여 압축 데이터(CD)를 생성한다. 압축 데이터 생성부(220)는 수평 방향으로 연속적으로 존재하는 r 개의 에지 데이터(ED)를 한 개의 데이터로 압축하여 압축 데이터(CD)를 생성한다. 이 경우, p×q 개의 에지 데이터(ED)는 (p/r)×q 개의 압축 데이터(CD)로 압축된다. 예를 들어, 압축 데이터 생성부(220)는 수학식 4와 같이 (i,j) 좌표 내지 (i+r-1,j) 좌표들에서의 에지 데이터(ED(i,j)~ED(i+r-1,j))의 평균값을 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))로 생성할 수 있다.

또는, 압축 데이터 생성부(220)는 수학식 5와 같이 (i,j) 좌표 내지 (i+r-1,j) 좌표들에서의 에지 데이터(ED(i,j)~ED(i+r-1,j))의 최대값을 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))로 생성할 수 있다.

도 7b는 압축 영상을 보여주는 이미지이다. 압축 영상은 1 프레임 기간의 압축 데이터(CD)로부터 얻어진 영상이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 압축 영상은 에지 영상에 비해 수평 방향으로 1/r 만큼 압축된 영상이다. 도 7b와 같이 에지는 압축 영상에서 화이트 계조(white gray scale value)로 표현된다. (S202)

세 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 압축 영상 데이터(CD)를 이용하여 에지의 방향을 판단한다. 에지 방향 판단부(230)는 에지의 방향이 제1 수평 방향인지, 제2 수평 방향인지, 수직 방향인지를 판단한다. 제1 수평 방향이 압축 영상의 일측에서 타측으로 향하는 방향을 지시한다면, 제2 수평 방향은 압축 영상의 타측에서 일측으로 향하는 방향을 지시하며, 수직 방향은 압축 영상의 하단에서 상단으로 향하는 방향을 지시한다. 에지 방향 판단부(230)는 에지의 크기와 방향을 고려하여 에지의 방향을 판단할 수 있으며, 에지 방향 판단부(230)의 에지 방향 판단 방법에 대한 자세한 설명은 도 8을 결부하여 후술한다. (S203)

네 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)의 글로벌 뎁스 데이터 산출방법은 에지의 방향에 따라 달라진다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출한다. 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 2D 영상의 원근감이 수직 방향으로 나타나기 때문이다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지의 방향이 수평 방향인 경우, 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출한다. 에지의 방향이 수평 방향인 경우, 2D 영상의 원근감이 수평 방향으로 나타나기 때문이다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)의 글로벌 뎁스 데이터 산출방법에 대한 자세한 설명은 도 10을 결부하여 후술한다. (S204)

이와 같이, 본 발명은 에지의 방향을 판단함으로써 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 검출할 수 있으며, 에지의 방향에 따라 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지, 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지를 결정한다. 즉, 본 발명은 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 고려하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출하므로, 글로벌 뎁스 맵의 오작성을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 3D 영상의 입체감의 품질을 높게 유지할 수 있다.

도 8은 에지 방향 판단부의 에지 방향 판단방법을 상세히 보여주는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 에지 방향 판단부(230)는 S301 내지 S306 단계들에 따라 에지의 방향을 판단한다.

첫 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 압축 데이터(CD)의 수평 방향 인자(Sx)와 수직 방향 인자(Sy)를 산출한다. 구체적으로, 에지 방향 판단부(230)는 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))와 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))에 수평 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차, 예를 들어 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))와 (m-1,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m-1.n)) 간의 차가 클수록 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수평 방향 인자(Sx(m,n))를 작게 산출할 수 있다. 또한, 에지 방향 판단부(230)는 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))와 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))에 수직 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차, 예를 들어 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))와 (m,n-1) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n-1)) 간의 차가 클수록 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수직 방향 인자(Sy(m,n))를 작게 산출할 수 있다. (S301)

두 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수평 방향 인자(Sx(m,n))와 수직 방향 인자(Sy(m,n))를 이용하여 (m,n) 좌표에서의 에지 강도(edge intensity) 데이터(EI(m,n))를 산출한다. 예를 들어, 에지 방향 판단부(230)는 수학식 6과 같이 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수평 방향 인자(Sx(m,n))의 절대값과 수직 방향 인자(Sy(m,n))의 절대값의 합을 (m,n) 좌표에서의 에지 강도 데이터(EI(m,n))로 산출할 수 있다.

세 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수평 방향 인자(Sx(m,n))와 수직 방향 인자(Sy(m,n))를 이용하여 (m,n) 좌표에서의 에지 방향(edge direction) 데이터(ED(m,n))를 산출한다. 예를 들어, 에지 방향 판단부(230)는 수학식 7과 같이 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수직 방향 인자(Sy(m,n))의 절대값을 수평 방향 인자(Sx(m,n))의 절대값으로 나눈 값을 아크탄젠트 함수에 대입하여 (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터(ED(m,n))로 산출할 수 있다.

수학식 7에서, (m,n) 좌표에서의 압축 데이터(CD(m,n))의 수직 방향 인자(Sy(m,n))의 절대값을 수평 방향 인자(Sx(m,n))의 절대값으로 나눈 값은 양의 값을 가지므로, (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터(ED(m,n))는 0° 내지 180°(π)로 산출될 수 있다. (S303)

네 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 에지 강도 데이터(EI)와 에지 방향 데이터(ED)를 양자화(Quantization)할 수 있다. 예를 들어, 에지 방향 판단부(230)는소정의 문턱 값보다 높게 산출된 에지 강도 데이터(EI)에 최고 계조값을 할당하고, 소정의 문턱 값 이하로 산출된 에지 강도 데이터(EI)에 최저 계조값을 할당함으로써, 양자화할 수 있다. 또한, 에지 방향 판단부(230)는 제1 범위 내에 포함되는 에지 방향 데이터(ED)에 180°(π)를 할당하고, 제2 범위 내에 포함되는 에지 방향 데이터(ED)에 90°(π/2)를 할당하며, 제3 범위 내에 포함되는 에지 방향 데이터(ED)에 0°를 할당함으로써, 양자화할 수 있다. (S304)

다섯 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 양자화된 에지 강도 데이터(EI)와 에지 방향 데이터(ED)를 이용하여 에지 방향 벡터(EDV)를 산출한다. 예를 들어, 에지 방향 판단부(230)는 (m,n) 좌표의 에지 방향 데이터(ED(m,n))와 에지 강도 데이터(EI(m,n))를 모두 포함하는 (m,n) 좌표의 에지 방향 벡터(EDV(m,n))를 산출할 수 있다. (S305)

여섯 번째로, 에지 방향 판단부(230)는 에지 방향 벡터(EDV)의 누적 개수들을 산출하여 히스토그램을 생성한다. 그리고, 에지 방향 판단부(230)는 히스토그램(HIS)을 분석하여 에지의 방향이 제1 수평 방향, 제2 수평 방향, 및 수직 방향 중 어느 방향인지를 판단한다. 예를 들어, 에지 방향 판단부(230)는 도 9와 같이 히스토그램(HIS)에서 에지 방향 데이터(ED)가 0°이고, 에지 강도 데이터(EI)가 최고 계조값인 에지 방향 벡터(EDV(0°, 255))의 개수가 가장 많은 경우, 에지의 방향이 제1 수평 방향이라고 판단할 수 있다. 도 9에서는 최고 계조값이 "255"이고, 최소 계조값이 "0" 인 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 에지 방향 판단부(230)는 히스토그램(HIS)에서 에지 방향 데이터(ED)가 180°이고, 에지 강도 데이터(EI)가 최고 계조값인 에지 방향 벡터(EDV(180°, 255))의 개수가 가장 많은 경우, 에지의 방향이 제2 수평 방향이라고 판단할 수 있다. 또한, 에지 방향 판단부(230)는 히스토그램(HIS)에서 에지 방향 데이터(ED)가 90°이고, 에지 강도 데이터(EI)가 최고 계조값인 에지 방향 벡터(EDV(90°, 255))의 개수가 가장 많은 경우, 에지의 방향이 수직 방향이라고 판단할 수 있다.

에지 방향 판단부(230)는 히스토그램(HIS)을 정규화(normalization)한 후, 에지의 방향을 판단할 수도 있다. 정규화는 에지 방향 벡터(EDV)의 누적 개수들을 에지 방향 벡터(EDV)의 총 개수로 나눈 값을 의미한다. 에지 방향 판단부(230)는 에지의 방향에 대한 정보를 포함하는 에지 방향 정보 데이터(EDID)를 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)로 출력한다. (S306)

도 10은 글로벌 뎁스 데이터 산출부의 글로벌 뎁스 맵 산출방법을 상세히 보여주는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 S401 내지 S407 단계들에 따라 글로벌 뎁스 데이터를 산출한다.

첫 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지 방향 판단부(230)로부터 에지 방향 정보 데이터(EDID)를 입력받고, 에지 데이터 변환부(210)로부터 에지 데이터(ED)를 입력받는다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지 방향 정보 데이터(EDID)로부터 에지 데이터(ED)의 에지의 방향을 판단할 수 있다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값(ER1)들을 산출한다. 제j 수평 라인의 제1 에지 대표값(ER1(j))은 수학식 8과 같이 산출될 수 있다.

두 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값(ER1)들에 제1 내지 제n 수평 가중치(HW)들을 적용하여 제1 내지 제n 수평 라인들의 제2 에지 대표값(ER2)들을 산출한다. 제1 내지 제n 수평 가중치(HW)들은 도 11a과 같이 제1 수평 가중치로부터 제n 수평 가중치로 갈수록 그 값이 작아지도록 구현될 수 있다. 이는 에지의 방향이 수직 방향인 경우, 2D 영상의 하단 영역에 깊이가 얕은 객체들이 존재하므로, 2D 영상의 하단 영역에서 가중치를 높게 적용하기 위함이다. 깊이가 얕을수록 뎁스 데이터는 커진다. (S403)

세 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제j 수평 라인의 제2 에지 대표값(DR2(j))과 제j 수평 라인과 인접한 복수의 수평 라인들의 제2 에지 대표값(DR2)들에 가중치를 적용하여 제j 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(j))를 산출한다. 예를 들어, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 수학식 9와 같이 제j-1 수평 라인의 제2 에지 대표값(DR2(j-1))에 가중치 α를 적용하고, 제j 수평 라인의 제2 에지 대표값(DR2(j))에 가중치 β를 적용하며, 제j+1 수평 라인의 제2 에지 대표값(DR2(j+1))에 가중치 γ를 적용하여 제j 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(j))를 산출할 수 있다. 이때, 가중치 α, β, γ의 합은 "1"이며, 가중치 α와 γ는 β보다 작은 값으로 구현될 수 있다. 또한, 가중치 α와 γ는 동일한 값으로 구현될 수 있다.

즉, S404 단계는 제j 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(j))가 제j 수평 라인에 인접한 복수의 수평 라인들의 글로벌 뎁스 데이터에 비해 너무 큰 값을 갖게 되는 것을 방지하기 위해 스무딩하는 단계로 정의될 수 있다.

도 12a는 에지의 방향이 수직 방향인 경우 산출된 글로벌 뎁스 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제1 내지 제n 수평 라인들의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)를 산출하고, 제1 내지 제n 수평 라인들의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)로 글로벌 뎁스 맵을 작성한다. 글로벌 뎁스 맵은 도 12a와 같이 수평 라인마다 동일한 계조 값으로 표현된다. (S404)

네 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 에지의 방향이 제1 수평 방향 또는 제2 수평 방향인 경우, 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값(ER1)들을 산출한다. 제i 수직 라인의 제1 에지 대표값(ER1(i))은 수학식 10과 같이 산출될 수 있다.

다섯 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값(ER1)들에 제1 내지 제m 수직 가중치(VW)들을 적용하여 제1 내지 제m 수직 라인들의 제2 에지 대표값(ER2)들을 산출한다. 에지의 방향이 제1 수평 방향인 경우, 제1 내지 제m 수직 가중치(VW)들은 도 11b과 같이 제1 수직 가중치로부터 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 작아지도록 구현될 수 있다. 이는 에지의 방향이 제1 수평 방향인 경우, 2D 영상의 일측(좌측)에서 타측(우측)으로 갈수록 영역에 깊이가 깊은 객체들이 존재하므로, 2D 영상의 일측(좌측)에서 가중치를 높게 적용하기 위함이다. 에지의 방향이 제2 수평 방향인 경우, 제1 내지 제m 수직 가중치(VW)들은 도 11c와 같이 제1 수직 가중치로부터 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 커지도록 구현될 수 있다. 이는 에지의 방향이 제2 수평 방향인 경우, 2D 영상의 타측(우측)에서 일측(좌측)으로 갈수록 영역에 깊이가 깊은 객체들이 존재하므로, 2D 영상의 타측(우측)에서 가중치를 높게 적용하기 위함이다. (S406)

여섯 번째로, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제i 수직 라인의 제2 에지 대표값(DR2(i))과 제i 수직 라인과 인접한 복수의 수직 라인들의 제2 에지 대표값(DR2)들에 가중치를 적용하여 제i 수직 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(i))를 산출한다. 예를 들어, 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 수학식 11과 같이 제i-1 수직 라인의 제2 에지 대표값(DR2(i-1))에 가중치 α를 적용하고, 제i 수직 라인의 제2 에지 대표값(DR2(i))에 가중치 β를 적용하며, 제i+1 수직 라인의 제2 에지 대표값(DR2(i+1))에 가중치 γ를 적용하여 제i 수직 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(i))를 산출할 수 있다. 이때, 가중치 α, β, γ의 합은 "1"이며, 가중치 α와 γ는 β보다 작은 값으로 구현될 수 있다. 또한, 가중치 α와 γ는 동일한 값으로 구현될 수 있다.

S406 단계는 제i 수직 라인의 글로벌 뎁스 데이터(GDD(i))가 제i 수직 라인에 인접한 복수의 수직 라인들의 글로벌 뎁스 데이터에 비해 너무 큰 값을 갖게 되는 것을 방지하기 위한 단계이다.

도 12b는 에지의 방향이 수평 방향인 경우 산출된 글로벌 뎁스 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 글로벌 뎁스 데이터 산출부(240)는 제1 내지 제m 수직 라인들의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)를 산출하고, 제1 내지 제m 수직 라인들의 글로벌 뎁스 데이터(GDD)로 글로벌 뎁스 맵을 작성한다. 글로벌 뎁스 맵은 도 12b와 같이 수직 라인마다 동일한 계조 값으로 표현된다. (S407)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 에지의 방향을 판단함으로써 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 검출할 수 있으며, 에지의 방향에 따라 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지, 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출할지를 결정한다. 즉, 본 발명은 2D 영상의 원근감이 나타나는 방향을 고려하여 글로벌 뎁스 데이터를 산출하므로, 글로벌 뎁스 맵의 오작성을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 3D 영상의 입체감의 품질을 높게 유지할 수 있다.

이상, 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10: 표시패널 110: 게이트 구동회로
120: 데이터 구동회로 130: 타이밍 콘트롤러
140: 영상처리회로 150: 호스트 시스템
200: 글로벌 뎁스 맵 생성부 210: 에지 데이터 변환부
220: 압축 데이터 생성부 230: 에지 방향 판단부
240: 글로벌 뎁스 데이터 산출부 300: 로컬 뎁스 맵 생성부
400: 뎁스 맵 생성부 500: 3D 영상 데이터 생성부

Claims

2D 영상 데이터를 에지 데이터로 변환하는 제1 단계;
상기 에지 데이터를 분석하여 에지의 방향을 판단하는 제2 단계; 및
상기 2D 영상 데이터의 에지의 방향이 수직 방향으로 판단된 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 글로벌 뎁스 맵을 생성하고, 상기 에지의 방향이 수평 방향으로 판단된 경우, 상기 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 맵을 생성하는 제3 단계를 포함하고,
상기 제2 단계는,
상기 에지 데이터를 압축하여 압축 데이터를 생성하는 단계;
상기 압축 데이터의 수평 방향 인자와 수직 방향 인자를 산출하는 단계;
상기 수평 방향 인자와 상기 수직 방향 인자를 이용하여 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 산출하는 단계;
상기 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 포함하는 상기 에지 방향 벡터를 산출하는 단계; 및
상기 에지 방향 벡터의 누적 개수를 산출하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램을 분석하여 에지의 방향을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 에지 데이터를 압축하여 압축 데이터를 생성하는 단계는,
상기 에지 데이터를 수평방향으로 1/r(r은 2 이상의 자연수) 만큼 압축하여 상기 압축 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 1 항에 있어서,
상기 압축 데이터의 수평 방향 인자와 수직 방향 인자를 산출하는 단계는,
(m,n) 좌표에서의 압축 데이터와 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터에 수평 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차가 클수록 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 작게 산출하고, (m,n) 좌표에서의 압축 데이터와 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터에 수직 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차가 클수록 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수직 방향 인자를 작게 산출하는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 4 항에 있어서,
상기 압축 데이터를 이용하여 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 산출하는 단계는,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 강도 데이터를 EI(m,n), 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 Sx(m,n), 수직 방향 인자를 Sy(m,n)라 할 때,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 강도 데이터를 EI(m,n)는,

을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 4 항에 있어서,
상기 압축 데이터를 이용하여 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 산출하는 단계는,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터를 ED(m,n), 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 Sx(m,n), 수직 방향 인자를 Sy(m,n)라 할 때,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터를 ED(m,n)는,

을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 에지의 방향이 상기 수직 방향인 경우, 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값을 산출하는 단계; 및
상기 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값에 제1 내지 제n 수평 가중치들을 적용하여 상기 제1 내지 제n 수평 라인들의 제2 에지 대표값들을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 제1 내지 제n 수평 가중치들은 제1 수평 가중치로부터 제n 수평 가중치로 갈수록 그 값이 커지는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제3 단계는,
제j 수평 라인의 제2 에지 대표값과 상기 제j 수평 라인에 인접한 복수의 수평 라인들의 제2 에지 대표값에 가중치를 적용하여 상기 제j 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 에지의 방향이 상기 수평 방향인 경우, 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값을 산출하는 단계; 및
상기 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값에 제1 내지 제m 수직 가중치들을 적용하여 상기 제1 내지 제m 수직 라인들의 제2 에지 대표값을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 에지의 방향이 제1 수평 방향인 경우, 제1 수직 가중치로부터 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 작아지고,
상기 에지의 방향이 제2 수평 방향인 경우, 상기 제1 수직 가중치로부터 상기 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 커지는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제3 단계는,
제i 수직 라인의 제2 에지 대표값과 상기 제i 수직 라인에 인접한 복수의 수직 라인들의 제2 에지 대표값에 가중치를 적용하여 제i 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 뎁스 맵 생성방법.
데이터 라인들과 게이트 라인들을 포함하는 표시패널;
입력되는 2D 영상 데이터로부터 글로벌 뎁스 맵과 로컬 뎁스 맵을 생성하고, 글로벌 뎁스 맵과 로컬 뎁스 맵을 이용해 뎁스 맵을 생성하고, 2D 영상 데이터와 상기 뎁스 맵을 이용하여 3D 영상 데이터를 생성하는 영상처리회로;
상기 3D 영상 데이터를 데이터 전압들로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력하는 데이터 구동회로; 및
상기 데이터 전압들에 동기되는 게이트 펄스를 상기 게이트 라인들로 순차적으로 출력하는 게이트 구동회로를 구비하고,
상기 영상처리회로는,
2D 영상 데이터를 에지 데이터로 변환하는 에지 데이터 변환부, 상기 에지 데이터를 분석하여 에지의 방향을 판단하는 에지 방향 판단부, 및 상기 에지의 방향이 수직 방향인 경우 상기 2D 영상 데이터의 수평 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 맵을 생성하고, 상기 에지의 방향이 수평 방향인 경우 상기 2D 영상 데이터의 수직 방향으로 에지를 분석하여 상기 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 글로벌 뎁스 데이터 산출부를 포함하는 글로벌 뎁스 맵 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 글로벌 뎁스 맵 생성부는,
상기 에지 데이터를 수평방향으로 1/r(r은 2 이상의 자연수) 만큼 압축하여 압축 데이터를 생성하는 압축 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 에지 방향 판단부는,
상기 압축 데이터의 수평 방향 인자와 수직 방향 인자를 산출하고, 상기 수평 방향 인자와 상기 수직 방향 인자를 이용하여 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 산출하며, 상기 에지 강도 데이터와 에지 방향 데이터를 포함하는 에지 방향 벡터를 산출하고, 상기 에지 방향 벡터의 누적 개수를 산출하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램을 분석하여 에지의 방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 13 항에 있어서,
상기 에지 방향 판단부는,
(m,n) 좌표에서의 압축 데이터와 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터에 수평 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차가 클수록 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 작게 산출하고, (m,n) 좌표에서의 압축 데이터와 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터에 수직 방향으로 인접한 압축 데이터 간의 차가 클수록 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수직 방향 인자를 작게 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 에지 방향 판단부는,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 강도 데이터를 EI(m,n), 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 Sx(m,n), 수직 방향 인자를 Sy(m,n)라 할 때,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 강도 데이터를 EI(m,n)는,

을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 에지 방향 판단부는,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터를 ED(m,n), 상기 (m,n) 좌표에서의 압축 데이터의 수평 방향 인자를 Sx(m,n), 수직 방향 인자를 Sy(m,n)라 할 때,
상기 (m,n) 좌표에서의 에지 방향 데이터를 ED(m,n)는,

을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 글로벌 뎁스 데이터 산출부는,
상기 에지의 방향이 상기 수직 방향인 경우, 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값을 산출하고, 상기 제1 내지 제n 수평 라인들의 제1 에지 대표값에 제1 내지 제n 수평 가중치들을 적용하여 상기 제1 내지 제n 수평 라인들의 제2 에지 대표값들을 산출하며,
상기 제1 내지 제n 수평 가중치들은 제1 수평 가중치로부터 제n 수평 가중치로 갈수록 그 값이 커지는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 17 항에 있어서,
상기 글로벌 뎁스 데이터 산출부는,
제j 수평 라인의 제2 에지 대표값과 상기 제j 수평 라인에 인접한 복수의 수평 라인들의 제2 에지 대표값에 가중치를 적용하여 상기 제j 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 글로벌 뎁스 데이터 산출부는,
상기 에지의 방향이 상기 수평 방향인 경우, 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값을 산출하고, 상기 제1 내지 제m 수직 라인들의 제1 에지 대표값에 제1 내지 제m 수직 가중치들을 적용하여 상기 제1 내지 제m 수직 라인들의 제2 에지 대표값을 산출하며,
상기 에지의 방향이 제1 수평 방향인 경우, 제1 수직 가중치로부터 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 작아지고,
상기 에지의 방향이 제2 수평 방향인 경우, 상기 제1 수직 가중치로부터 상기 제m 수직 가중치로 갈수록 그 값이 커지는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
제 19 항에 있어서,
상기 글로벌 뎁스 데이터 산출부는,
제i 수직 라인의 제2 에지 대표값과 상기 제i 수직 라인에 인접한 복수의 수직 라인들의 제2 에지 대표값에 가중치를 적용하여 제i 수평 라인의 글로벌 뎁스 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.