KR102224489B1

KR102224489B1 - 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법

Info

Publication number: KR102224489B1
Application number: KR1020140146171A
Authority: KR
Inventors: 강진원; 신윤섭; 권영만
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2021-03-08
Also published as: KR20150054656A

Abstract

컬러 영상(color image)과 깊이 영상(depth image)을 함께 획득할 수 있는 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법에 관한 것으로, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하는 단계와, 소정의 피사체로부터, 가시광 및 적외광을 감지하는 단계와, 제 1 시간 동안에, 수광부의 제 1 감지부에서 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보을 추출하는 단계와, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 2 감지부에서 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보을 추출하는 단계와, 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었는지 판단하는 단계와, 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었다면, 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 피사체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법{DIGITAL DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING THREE DIMENSIONAL IMAGE THEREOF}

본 발명은 3차원 영상을 처리하는 디지털 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 영상(color image)과 깊이 영상(depth image)을 함께 획득할 수 있는 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 3차원 영상을 처리하는 디지털 디바이스는, 컬러 영상을 획득하는 컬러 카메라(color camera)와 깊이 영상을 획득하는 깊이 카메라(depth camera)를 포함할 수 있다.

여기서, 컬러 카메라는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 채용한 카메라로서, 태양광 또는 플래쉬광을 받는 피사체로부터 반사된 가시광선을 감지함으로써, 그 피사체에 대한 2차원 컬러 영상을 획득할 수 있다.

그리고, 깊이 카메라(depth camera)는 파사체에 레이저광이나 적외선 등의 광선을 비추어 반사되어 되돌아오는 광선을 취득하여, 그 피사체에 대한 깊이 영상을 획득할 수 있다.

이때, 깊이는 그 카메라로부터 피사체까지의 거리를 의미할 수 있다.

이어, 획득된 2차원 컬러 영상과 깊이 영상을 이용하여, 피사체의 3차원 영상을 획득할 수 있다.

그러나, 이러한 3차원 영상을 처리하는 디지털 디바이스는, 컬러 영상을 획득하기 위한 컬러 카메라와 깊이 영상을 획득하기 위한 깊이 카메라를 개별적으로 구동해야 하므로, 구성이 복잡하고, 영상 처리 시간이 많이 소요되며, 전체적인 비용이 증가할 수 있다.

그러므로, 향후 컬러 영상과 깊이 영상을 함께 획득할 수 있는 3차원 영상을 처리하는 디지털 디바이스가 요구되고 있다.

본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 컬러 영상과 깊이 영상을 모두 획득할 수 있는 수광부를 이용하여, 간단한 구성을 갖는 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하여, 적외광의 노출 시간을 증가시켜, 깊이 영상의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있는 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 의한 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법은, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하는 단계와, 소정의 피사체로부터, 가시광 및 적외광을 감지하는 단계와, 제 1 시간 동안에, 수광부의 제 1 감지부에서 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보을 추출하는 단계와, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 2 감지부에서 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보을 추출하는 단계와, 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었는지 판단하는 단계와, 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었다면, 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 피사체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 디지털 디바이스는, 2차원 또는 3차원 영상 모드 요청 신호를 수신하는 수신부와, 소정의 피사체로부터, 광 스펙트럼의 가시 영역에 해당하는 가시광을 감지하는 제 1 감지부와, 광 스펙트럼의 적외 영역에 해당하는 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부와, 제 1 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 컬러 영상 정보를 추출하고, 제 2 시간 동안에, 제 2 감지부로부터 깊이 영상 정보를 추출하는 영상 처리부와, 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 피사체의 3차원 영상을 구현하는 3차원 영상 구현부와, 3차원 영상 모드 요청 신호를 수신하면, 수광부의 해상도 모드를 확인하고, 확인 결과, 수광부의 해상도가 제 1 해상도이면, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하며, 수광부, 영상 처리부, 및 3차원 영상 구현부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 가시광을 감지하는 제 1 감지부와 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부를 이용하여, 컬러 영상과 깊이 영상을 동시에 처리할 수 있으므로, 구성이 간단하고, 3차원 영상 처리 시간 및 전체적인 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하여, 컬러 영상 정보의 이전 프레임 끝시간과 다음 프레임 시작시간 사이의 적외광의 노출 시간을 증가시켜, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트(contrast)가 향상되어, 3차원 영상의 깊이감이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디지털 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도
도 3은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 장치를 보여주는 블럭 구성도
도 4는 도 3의 수광부에 따른 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면
도 5는 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 1 실시예
도 6은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 2 실시예
도 7은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 3 실시예
도 8은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 4 실시예
도 9는 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 5 실시예
도 10은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 6 실시예
도 11은 도 3의 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도
도 12는 도 11의 제 1 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도
도 13은 도 11의 제 2 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도
도 14는 도 11의 제 2 영상 처리부의 다른 실시예를 보여주는 블럭 구성도
도 15는 도 14의 제 1 깊이 영상 정보 추출부를 보여주는 블럭 구성도
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법을 보여주는 흐름도
도 18 내지 도 23은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 과정을 설명하기 위한 개략도
도 24는 시간에 따른 발광부의 온/오프를 보여주는 도면
도 25는 시간에 따른 영상 처리부의 영상 정보 처리를 보여주는 도면
도 26은 도 16의 컬러 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도
도 27은 도 16의 깊이 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도
도 28은 제 1, 제 2 깊이 영상 정보를 합성하지 않는 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면
도 29는 수광부에 감지되는 적외광의 분포를 보여주는 도면
도 30은 제 1, 제 2 깊이 영상 정보가 합성된 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면
도 31은 도 16의 제 2 깊이 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도
도 32는 제 1, 제 2 감지부에 대한 광 감도 특성을 보여주는 그래프
도 33 및 도 34는 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보의 합성 여부에 따른 깊이 영상에 대한 콘트라스트를 비교한 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 디바이스 및 그의 3차원 영상 처리 방법의 다양한 실시예(들)을 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "부" 등은 단지 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 필요에 따라 양자는 혼용될 수도 있다. 또한, "제1-", "제2-" 등과 같이 서수로 기술한 경우에도 그것이 순서를 의미하기보다는 해당 용어의 설명 편의를 위한 것일 뿐, 그러한 용어나 서수에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어도, 본 발명의 기술 사상에 따른 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으나, 이에 대해서는 관련 설명 부분에서 그 의미를 기술할 것이다. 따라서, 해당 용어를 단지 그 명칭이 아니라 그가 가진 실질적인 의미와 본 명세서 전반에 걸쳐 기술된 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀 둔다.

한편, 본 명세서 또는/및 도면에 기술된 내용은, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예로서 그에 한정되지 않으며, 그 권리범위는 특허청구범위를 통해 결정되어야 한다.

이하, 본 명세서에서 기술되는 디지털 디바이스(digital device)라 함은, 예를 들어, 데이터(data), 컨텐트(content), 서비스(service), 애플리케이션(application) 등을 송신, 수신, 처리 및 출력 중 적어도 하나 이상을 수행하는 모든 디바이스를 포함한다. 상기 디지털 디바이스는, 유/무선 네트워크(wire/wireless network)를 통하여 다른 디지털 디바이스, 외부 서버(external server) 등과 페어링 또는 연결(pairing or connecting)(이하 '페어링') 가능하며, 그를 통해 소정 데이터를 송/수신할 수 있다. 이때, 필요에 따라, 상기 데이터는 그 송/수신 전에 적절히 변환(converting)될 수 있다. 상기 디지털 디바이스에는 예를 들어, 네트워크 TV(Network TV), HBBTV(Hybrid Broadcast Broadband TV), 스마트 TV(Smart TV), IPTV(Internet Protocol TV), PC(Personal Computer) 등과 같은 고정형 디바이스(standing device)와, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet PC), 노트북(Notebook) 등과 같은 모바일 디바이스(mobile device or handheld device)가 모두 포함될 수 있다. 본 명세서에서는 본 발명의 이해를 돕고 출원인의 설명의 편의상 후술하는 도 1에서는 디지털 TV(Digital TV)를 그리고, 도 2에서는 모바일 디바이스를 디지털 디바이스의 일 실시 예로 도시하고 설명한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 디지털 디바이스는, 패널(panel)만을 가진 구성일 수도 있고, 셋톱박스(STB: Set-Top Box) 등과 같은 구성, 디바이스, 시스템 등과 하나의 세트(SET) 구성일 수도 있다.

한편, 본 명세서에서 기술되는 유/무선 네트워크라 함은, 디지털 디바이스들 또는 디지털 디바이스와 외부 서버 사이에서 페어링 또는/및 데이터 송수신을 위해 다양한 통신 규격 내지 프로토콜을 지원하는 통신 네트워크를 통칭한다. 이러한 유/무선 네트워크는, 규격에 의해 현재 또는 향후 지원될 통신 네트워크를 모두 포함하며, 그를 위한 하나 또는 그 이상의 통신 프로토콜들을 모두 지원 가능하다. 이러한 유/무선 네트워크에는 예컨대, USB(Universal Serial Bus), CVBS(Composite Video Banking Sync), 컴포넌트(Component), S-비디오(아날로그), DVI(Digital Visual Interface), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RGB, D-SUB와 같은 유선 연결을 위한 네트워크와 그를 위한 통신 규격 내지 프로토콜과, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA: infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance), WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE/LTE-A(Long Term Evolution/LTE-Advanced), Wi-Fi 다이렉트(direct)와 같은 무선 연결을 위한 네트워크와 그를 위한 통신 규격 내지 프로토콜에 의하여 형성될 수 있다.

그 밖에, 본 명세서에서 단지 디지털 디바이스로 명명하는 경우, 그 의미는 문맥에 따라 고정형 디바이스 또는 모바일 디바이스를 의미할 수도 있고 특별히 언급하지 않는다면 양자를 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

한편, 디지털 디바이스는 예컨대, 방송 수신 기능, 컴퓨터 기능 내지 지원, 적어도 하나의 외부 입력 등을 지원하는 지능형 디바이스로서, 상술한 유/무선 네트워크를 통해 이메일(e-mail), 웹 브라우징(web browsing), 뱅킹(banking), 게임(game), 애플리케이션(application) 등을 지원할 수 있다. 더불어, 상기 디지털 디바이스는, 수기 방식의 입력 디바이스, 터치-스크린(touch-screen), 공간 리모콘 등 적어도 하나의 입력 또는 제어 수단(이하 '입력 수단')을 지원하기 위한 인터페이스(interface)를 구비할 수 있다.

그 밖에, 디지털 디바이스는, 표준화된 범용 OS(Operating System)를 이용할 수 있으나 특히, 본 명세에서 기술되는 디지털 디바이스는, Web OS를 이용하는 것을 일 실시 예로 한다. 따라서, 디지털 디바이스는 범용의 OS 커널(OS kernel) 또는 리눅스 커널(Linux kernel) 상에 다양한 서비스나 애플리케이션을 추가(adding), 삭제(deleting), 수정(amending), 업데이트(updating) 등을 처리가 가능하며, 그를 통해 더욱 사용자 친화적인(user-friendly) 환경을 구성하여 제공할 수 있다.

한편, 상술한 디지털 디바이스는 외부 입력을 수신하여 처리할 수 있는데 이때, 상기 외부 입력은, 외부 입력 디바이스 즉, 상술한 디지털 디바이스와 유/무선 네트워크를 통해 연결되어 데이터를 송/수신하여 처리 가능한 모든 입력 수단 내지 디지털 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 상기 외부 입력으로 HDMI(High-Definition Multimedia Interface), 플레이스테이션(playstation)이나 엑스-박스(X-Box) 등과 같은 게임 디바이스(game device), 스마트 폰, 태블릿 PC, 포켓 포토(pocket photo) 등과 같은 프린터기(printing device), 스마트 TV, 블루-레이(Blu-ray device) 디바이스 등과 같은 디지털 디바이스들을 모두 포함한다.

그 밖에, 본 명세서에서 기술되는 서버라 함은, 상술한 디지털 디바이스 즉, 클라이언트(client)로 데이터를 공급 또는 그로부터 데이터를 수신하는 디지털 디바이스 혹은 시스템을 의미하며, 프로세서(processor)로 불리기도 한다. 상기 서버로 예컨대, 웹 페이지(web page), 웹 컨텐트 또는 웹 서비스(web content or web service)를 제공하는 포털 서버(portal server), 광고 데이터(advertising data)를 제공하는 광고 서버(advertising server), 컨텐트를 제공하는 컨텐트 서버(content server), SNS(Social Network Service)를 제공하는 SNS 서버, 제조업체(manufacturer)에서 제공하는 서비스 서버(service server), VoD(Video on Demand)나 스트리밍(streaminng) 서비스 제공을 위한 MVPD(Multichannel Video Programming Distributor), 유료 서비스(pay service) 등을 제공하는 서비스 서버 등이 포함될 수 있다.

또한, 이하 본 명세서에서 설명의 편의를 위하여 애플리케이션으로만 기술한 경우에도 그 문맥 등을 기초하여 그 의미는 애플리케이션뿐만 아니라 서비스까지 포함하는 의미일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.

디지털 디바이스(200)는, 네트워크 인터페이스부(network interface)(201), TCP/IP 매니저(TCP/IP manager)(202), 서비스 전달 매니저(service delivery manager)(203), SI 디코더(204), 역다중화부(demux or demultiplexer)(205), 오디오 디코더(audio decoder)(206), 비디오 디코더(video decoder)(207), 디스플레이부(display A/V and OSD module)(208), 서비스 제어 매니저(service control manager)(209), 서비스 디스커버리 매니저(service discovery manager)(210), SI&메타데이터 데이터베이스(SI&metadata DB)(211), 메타데이터 매니저(metadata manager)(212), 서비스 매니저(213), UI 매니저(214) 등을 포함하여 구성된다.

네트워크 인터페이스부(201)는, 액세스하는 네트워크 망을 통하여 IP 패킷(들)(Internet Protocol (IP) packet(s)) 또는 IP 데이터그램(들)(IP datagram(s))(이하 IP 패킷(들)이라 한다)을 송/수신한다. 일 예로, 네트워크 인터페이스부(201)는 네트워크 망을 통해 도 1의 서비스 제공자(20)로부터 서비스, 애플리케이션, 컨텐트 등을 수신할 수 있다.

TCP/IP 매니저(202)는, 디지털 디바이스(200)로 수신되는 IP 패킷들과 디지털 디바이스(200)가 전송하는 IP 패킷들에 대하여 즉, 소스(source)와 목적지(destination) 사이의 패킷 전달(packet delivery)에 관여한다. 상기 TCP/IP 매니저(202)는 수신된 패킷(들)을 적절한 프로토콜에 대응하도록 분류하고, 서비스 전달 매니저(205), 서비스 디스커버리 매니저(210), 서비스 제어 매니저(209), 메타데이터 매니저(212) 등으로 상기 분류된 패킷(들)을 출력한다.

서비스 전달 매니저(203)는, 수신되는 서비스 데이터의 제어를 담당한다. 예를 들어, 서비스 전달 매니저(203)는 실시간 스트리밍(real-time streaming) 데이터를 제어하는 경우에는 RTP/RTCP를 사용할 수 있다. 상기 실시간 스트리밍 데이터를 RTP를 사용하여 전송하는 경우, 서비스 전달 매니저(203)는 상기 수신된 데이터 패킷을 RTP에 따라 파싱(parsing)하여 역다중화부(205)로 전송하거나 서비스 매니저(213)의 제어에 따라 SI&메타데이터 데이터베이스(211)에 저장한다. 그리고, 서비스 전달 매니저(203)는 RTCP를 이용하여 상기 네트워크 수신 정보를 서비스를 제공하는 서버 측에 피드백(feedback)한다.

역다중화부(205)는, 수신된 패킷을 오디오, 비디오, SI(System Information) 데이터 등으로 역다중화하여 각각 오디오/비디오 디코더(206/207), SI 디코더(204)에 전송한다.

SI 디코더(204)는, 역다중화된 SI 데이터 즉, PSI(Program Specific Information), PSIP(Program and System Information Protocol), DVB-SI(Digital Video Broadcasting-Service Information), DTMB/CMMB(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting/Coding Mobile Multimedia Broadcasting) 등의 서비스 정보를 디코딩한다. 또한, SI 디코더(204)는, 디코딩된 서비스 정보들을 SI&메타데이터 데이터베이스(211)에 저장할 수 있다. 저장된 서비스 정보는 예를 들어, 사용자의 요청 등에 의해 해당 구성에 의해 독출되어 이용될 수 있다.

오디오/비디오 디코더(206/207)는, 역다중화된 각 오디오 데이터와 비디오 데이터를 디코딩한다. 이렇게 디코딩된 오디오 데이터 및 비디오 데이터는 디스플레이부(208)를 통하여 사용자에게 제공된다.

애플리케이션 매니저는 예를 들어, UI 매니저(214)와 서비스 매니저(213)를 포함하며 디지털 디바이스(200)의 제어부 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 애플리케이션 매니저는, 디지털 디바이스(200)의 전반적인 상태를 관리하고 사용자 인터페이스(UI: user interface)를 제공하며, 다른 매니저를 관리할 수 있다.

UI 매니저(214)는, 사용자를 위한 GUI(Graphic User Interface)/UI를 OSD(On Screen Display) 등을 이용하여 제공하며, 사용자로부터 키 입력을 받아 상기 입력에 따른 디바이스 동작을 수행한다. 예를 들어, UI 매니저(214)는 사용자로부터 채널 선택에 관한 키 입력을 받으면 상기 키 입력 신호를 서비스 매니저(213)에 전송한다.

서비스 매니저(213)는, 서비스 전달 매니저(203), 서비스 디스커버리 매니저(210), 서비스 제어 매니저(209), 메타데이터 매니저(212) 등 서비스와 연관된 매니저를 제어한다.

또한, 서비스 매니저(213)는, 채널 맵(channel map)을 생성하고 UI 매니저(214)로부터 수신한 키 입력에 따라 상기 생성된 채널 맵을 이용하여 채널을 선택 등을 제어한다. 상기 서비스 매니저(213)는 SI 디코더(204)로부터 서비스 정보를 전송받아 선택된 채널의 오디오/비디오 PID(Packet Identifier)를 역다중화부(205)에 설정한다. 이렇게 설정되는 PID는 상술한 역다중화 과정에 이용될 수 있다. 따라서, 역다중화부(205)는 상기 PID를 이용하여 오디오 데이터, 비디오 데이터 및 SI 데이터를 필터링(PID or section filtering) 한다.

서비스 디스커버리 매니저(210)는, 서비스를 제공하는 서비스 제공자를 선택하는데 필요한 정보를 제공한다. 상기 서비스 매니저(213)로부터 채널 선택에 관한 신호를 수신하면, 서비스 디스커버리 매니저(210)는 상기 정보를 이용하여 서비스를 찾는다.

서비스 제어 매니저(209)는, 서비스의 선택과 제어를 담당한다. 예를 들어, 서비스 제어 매니저(209)는 사용자가 기존의 방송 방식과 같은 생방송(live broadcasting) 서비스를 선택하는 경우 IGMP 또는 RTSP 등을 사용하고, VOD와 같은 서비스를 선택하는 경우에는 RTSP를 사용하여 서비스의 선택, 제어를 수행한다. 상기 RTSP 프로토콜은 실시간 스트리밍에 대해 트릭 모드(trick mode)를 제공할 수 있다. 또한, 서비스 제어 매니저(209)는 IMS(IP Multimedia Subsystem), SIP(Session Initiation Protocol)를 이용하여 IMS 게이트웨이(250)를 통하는 세션을 초기화하고 관리할 수 있다. 상기 프로토콜들은 일 실시 예이며, 구현 예에 따라 다른 프로토콜을 사용할 수도 있다.

메타데이터 매니저(212)는, 서비스와 연관된 메타데이터를 관리하고 상기 메타데이터를 SI&메타데이터 데이터베이스(211)에 저장한다.

SI&메타데이터 데이터베이스(211)는, SI 디코더(204)가 디코딩한 서비스 정보, 메타데이터 매니저(212)가 관리하는 메타데이터 및 서비스 디스커버리 매니저(210)가 제공하는 서비스 제공자를 선택하는데 필요한 정보를 저장한다. 또한, SI&메타데이터 데이터베이스(211)는 시스템에 대한 세트-업 데이터 등을 저장할 수 있다.

SI&메타데이터 데이터베이스(211)는, 비휘발성 메모리(Non-Volatile RAM: NVRAM) 또는 플래시 메모리(flash memory) 등을 사용하여 구현될 수도 있다.

한편, IMS 게이트웨이(250)는, IMS 기반의 IPTV 서비스에 접근하기 위해 필요한 기능들을 모아 놓은 게이트웨이이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디지털 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다.

전술한 도 1이 고정 디바이스를 디지털 디바이스의 일 실시 예로 하여 설명하였다면, 도 2는 모바일 디바이스를 디지털 디바이스의 다른 실시 예로 한다.

도 2를 참조하면, 모바일 디바이스(300)는, 무선 통신부(310), A/V(Audio/Video) 입력부(320), 사용자 입력부(330), 센싱부(340), 출력부(350), 메모리(360), 인터페이스부(370), 제어부(380) 및 전원 공급부(390) 등을 포함할 수 있다.

이하 각 구성요소에 대해 상세히 설명하면, 다음과 같다.

무선 통신부(310)는, 모바일 디바이스(300)와 무선 통신 시스템 사이 또는 모바일 디바이스와, 모바일 디바이스가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(310)는 방송 수신 모듈(311), 이동통신 모듈(312), 무선 인터넷 모듈(313), 근거리 통신 모듈(314) 및 위치정보 모듈(315) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(311)은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(312)에 의해 수신될 수 있다.

방송 관련 정보는 다양한 형태 예를 들어, EPG(Electronic Program Guide) 또는 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

방송수신 모듈(311)은 예를 들어, ATSC, DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial), DVB-S(Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 방송수신 모듈(311)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송수신 모듈(311)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는, 메모리(360)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(312)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 무선 신호는, 음성 신호, 화상 통화 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선인터넷 모듈(313)은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 포함하여, 모바일 디바이스(300)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리통신 모듈(314)은, 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, RS-232, RS-485 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(315)은, 모바일 디바이스(300)의 위치 정보 획득을 위한 모듈로서, GPS(Global Position System) 모듈을 예로 할 수 있다.

A/V 입력부(320)는, 오디오 또는/및 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(321)와 마이크(322) 등이 포함될 수 있다. 카메라(321)는, 화상통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(351)에 표시될 수 있다.

카메라(321)에서 처리된 화상 프레임은, 메모리(360)에 저장되거나 무선 통신부(310)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(321)는, 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(322)는, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는, 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(312)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(322)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(330)는, 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(330)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠(jog wheel), 조그 스위치(jog switch) 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(340)는, 모바일 디바이스(300)의 개폐 상태, 모바일 디바이스(300)의 위치, 사용자 접촉 유무, 모바일 디바이스의 방위, 모바일 디바이스의 가속/감속 등과 같이 모바일 디바이스(300)의 현재 상태를 감지하여 모바일 디바이스(300)의 동작 제어를 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 모바일 디바이스(300)가 이동되거나 기울어진 경우 모바일 디바이스의 위치 내지 기울기 등을 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(390)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(370)의 외부 디바이스 결합 여부 등도 센싱할 수도 있다. 한편, 센싱부(240)는, NFC(Near Field Communication) 등을 포함한 근접 센서(341)를 포함할 수 있다.

출력부(350)는, 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(351), 음향 출력 모듈(352), 알람부(353), 및 햅틱 모듈(354) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(351)는, 모바일 디바이스(300)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 모바일 디바이스가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI 또는 GUI를 표시한다. 모바일 디바이스(300)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는, 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(351)는, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(351)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(351)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디(body)의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

모바일 디바이스(300)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(351)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스(300)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(351)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하 '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(351)는 출력 디바이스 이외에 입력 디바이스로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(351)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(351)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(380)로 전송한다. 이로써, 제어부(380)는 디스플레이부(351)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

터치스크린에 의해 감싸지는 모바일 디바이스의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(341)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접 센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향출력모듈(352)은, 호신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(310)로부터 수신되거나 메모리(360)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(352)은 모바일 디바이스(300)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(352)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(353)는, 모바일 디바이스(300)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 모바일 디바이스에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(353)는, 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(351)나 음성 출력 모듈(352)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(351,352)은 알람부(353)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(354)은, 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(354)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(354)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. 햅틱 모듈(354)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉/온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. 햅틱 모듈(354)은, 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(354)은, 모바일 디바이스(300)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(360)는, 제어부(380)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰 북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(360)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력 시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(360)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 모바일 디바이스(300)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(360)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(370)는, 모바일 디바이스(300)에 연결되는 모든 외부 디바이스와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(370)는 외부 디바이스로부터 데이터를 전송 받거나, 전원을 공급받아 모바일 디바이스(300) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 모바일 디바이스(300) 내부의 데이터가 외부 디바이스로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 디바이스를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(370)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 모바일 디바이스(300)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 디바이스(이하 '식별 디바이스')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 디바이스는 포트를 통하여 단말기(200)와 연결될 수 있다.

인터페이스부(370)는, 모바일 디바이스(300)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때, 상기 크래들로부터의 전원이 상기 모바일 디바이스(300)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 모바일 디바이스로 전달되는 통로가 될 수 있다. 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은, 모바일 디바이스가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(380)는, 통상적으로 모바일 디바이스(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(380)는 예를 들어, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(380)는, 멀티미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(381)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(381)은, 제어부(380) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(380)와 별도로 구현될 수도 있다. 제어부(380)는, 터치-스크린상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식(pattern recognition) 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(390)는, 제어부(380)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 디바이스로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays, 프로세서, 제어기, 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(380) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션으로 소프트웨어 코드(software code)가 구현될 수 있다. 여기서, 소프트웨어 코드는, 메모리(360)에 저장되고, 제어부(380)에 의해 실행될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 장치를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 장치는 수광부(1100), 영상 처리부(1200), 3차원 영상 구현부(1300), 제어부(1400), 발광부(1500) 및 저장부(1600)를 포함할 수 있다.

그리고, 추가적으로, 타이머(timer)(1700)를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 수광부(1100)는, 소정의 피사체(1800)로부터, 광 스펙트럼의 가시 영역에 해당하는 가시광과, 광 스펙트럼의 적외 영역에 해당하는 적외광을 수광할 수 있다.

경우에 따라, 수광부(1100)는, 제 1 감지부(1110)와 제 2 감지부(1120)를 포함할 수 있다.

이때, 수광부(1100)의 제 1 감지부(1110)는 광 스펙트럼의 가시 영역에 해당하는 가시광을 감지할 수 있는데, 예를 들면, 약 350 - 700nm의 파장대를 갖는 광을 감지할 수 있다.

그리고, 수광부(1100)의 제 2 감지부(1120)는 광 스펙트럼의 적외 영역에 해당하는 적외광을 감지할 수 있는데, 예를 들면, 적외광은 약 700nm 이상의 파장대를 갖는 광을 감지할 수 있다.

또한, 수광부(1100)는, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 고해상도 모드와 저해상도 모드로 변환할 수 있다.

일 예로, 저해상도 모드는, 고해상도 모드의 약 1/4 이하의 해상도일 수 있다.

여기서, 수광부(1100)는, 3차원 영상을 구현할 경우, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 고해상도 모드에서, 저해상도 모드로 변환할 수 있다.

또한, 수광부(1100)는, 2차원 영상을 구현할 경우, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 저해상도 모드에서, 고해상도 모드로 변환할 수 있다.

경우에 따라, 수광부(1100)는, 2차원 영상을 구현할 경우, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 저해상도 모드에서, 고해상도 모드로 변환하지 않고, 저해상도 모드를 유지할 수도 있다.

그리고, 영상 처리부(1200)는, 수광부(1100)가 저해상도 모드로 변환되었을 경우에도, 깊이 영상 정보 또는 컬러 영상 정보를 추출하는 시간이, 고해상도 모드와 동일할 수 있다.

일 예로, 영상 처리부(1200)는, 저해상도 모드의 수광부(1100)에서, 60프레임으로 동작할 때, 프레임과 프레임 사이의 간격이 약 1/120초 정도를 가질 수 있다.

이와 같이, 본 발명은, 소정의 피사체(1800)로부터, 광 스펙트럼의 가시 영역에 해당하는 가시광과, 광 스펙트럼의 적외 영역에 해당하는 적외광을 동시에 수광할 수 있는 수광부(1100)를 배치함으로써, 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 획득함과 동시에 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 획득할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 획득한 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 동시에 처리할 수 있으므로, 구성이 간단하고, 3차원 영상 처리 시간 및 전체적인 비용을 줄일 수 있다.

그리고, 영상 처리부(1200)는, 제 1 시간 동안에 제 1 감지부(1110)으로부터 컬러 영상 정보를 추출하고, 제 2 시간 동안에 제 1 감지부(1110) 및 제 2 감지부(1120)로부터 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 영상 처리부(1200)는, 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 동시에 획득하지 않고, 서로 다른 시간에 획득할 수 있다.

즉, 본 발명의 영상 처리부(1200)는, 컬러 영상 정보를 획득하는 시간과 깊이 영상 정보를 획득하는 시간이 서로 다를 수 있다.

그 이유는, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 깊이 영상 처리 방법을 독자적으로 수행해야 되기 때문이다.

예를 들면, 영상 처리부(1200)는, 획득한 컬러 영상 정보에 대해서는 비닝(binning) 과정을 수행한다.

여기서, 비닝 과정은, 수광부(1100)의 다수의 센서의 픽셀을 합쳐서 새로운 픽셀을 얻어내는 것을 말하는데, 비닝 과정은, 2개 이상의 픽셀들을 합쳤기 때문에 하나의 픽셀에서의 얻는 것보다는 감도와 SNR(Signal to Noise Ratio)이 좋아지므로, 어두운 조명에도 선명한 컬러 영상을 얻는 효과가 있다.

또한, 영상 처리부(1200)는, 획득한 깊이 영상 정보에 대해서는 적외광 픽셀(IR pixel)을 서브 샘플링(sub sampling) 과정을 수행한다.

여기서, 서브 샘플링 과정은, IR 프레임에서, IR 픽셀들의 깊이 정보만을 모으는 과정을 말하는데, 적외선 픽셀들의 깊이 정보만을 모아 출력하므로, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 향상될 수 있다.

경우에 따라, 영상 처리부(1200)가 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 개별적으로 획득할 경우, 영상 처리부(1200)는, 깊이 영상 정보 획득시, 수광부(1100)의 제 2 감지부(1120)로부터 수광되는 적외광 뿐만 아니라, 수광부(1100)의 제 1 감지부(1110)로부터 수광되는 적외광을 통해, 깊이 영상 정보를 추출할 수도 있기 때문에, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 향상되어, 3차원 영상의 깊이감이 개선될 수 있다.

따라서, 영상 처리부(1200)는, 제 1 감지부(1110)와 제 2 감지부(1120)를 포함하는 수광부(1100)의 단위 픽셀마다, 컬러 영상 정보의 획득 작업과 깊이 영상 정보의 획득 작업을 개별적으로 수행할 수 있다.

다음, 3차원 영상 구현부(1300)는, 영상 처리부(1200)로부터 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 피사체(1800)의 3차원 영상을 구현할 수 있다.

그리고, 제어부(1400)는, 수광부(1100), 영상 처리부(1200) 및 3차원 영상 구현부(1300)를 제어할 수 있다.

여기서, 제어부(1400)는, 3차원 영상 모드 요청 신호를 수신하면, 수광부(1100)의 해상도 모드를 확인하고, 확인 결과, 수광부(1100)의 해상도가 제 1 해상도이면, 수광부(1100)의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환할 수 있다.

이처럼, 수광부(1100)의 해상도를 변환시키는 이유는, 크로스 토크를 줄이기 위함이다.

여기서, 크로스 토크(Cross-Talk)는, 컬러 영상 정보를 획득하는 RGB 프레임과 깊이 영상 정보를 획득하는 IR 프레임간의 간섭을 말한다.

즉, IR 프레임은, IR 조명이 필요하고, RGB 프레임은, IR 조명이 필요하지 않는데, 크로스 토크는, IR 프레임의 IR 조명이, RGB 프레임에도 영향을 미쳐, RGB 영상에 노이즈 또는 왜곡이 발생하는 현상을 말한다.

따라서, IR 프레임의 전과 후에 위치하는 RGB 프레임에 크로스 토크 영향을 주지 않기 위해서는, 순간적으로 IR 조명을 온(on)시켜 주어야 한다.

하지만, IR 조명의 온 시간이 매우 짧으면, IR 프레임에서는, IR 조명을 인식할 수가 없으므로, 깊이 영상의 감도가 저하될 수 밖에 없다.

그러므로, 본 발명에서는, 이러한 크로스 토크 현상을 제거하기 위하여, 3차원 영상 모드시, 수광부(1100)의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환한다.

일 예로, 수광부(1100)의 해상도를, 최고 해상도에서, 약 1/4 정도의 해상도를 낮출 경우, RGB 프레임과 IR 프레임간의 시간 간격이 늘어나게 된다.

따라서, 늘어난 시간 간격만큼, IR 조명의 온 시간이 늘어나게 되어, IR 프레임에서는, IR 조명을 충분히 인식할 수 있어, 깊이 영상의 감도가 향상될 수 있다.

또한, 제어부(1400)는, 발광부(1500) 및 타이머(1700)를 제어할 수 있다.

예를 들면, 발광부(1500)는, 적외광을 발생하는 장치로서, 제어부(1400)의 제어 신호에 따라, 구동될 수 있다.

즉, 발광부(1500)는, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 제 1 시간 동안에, 적외광을 출사하지 않고, 제 2 시간 동안에, 적외광을 출사할 수 있다.

여기서, 발광부(1500)의 구동 시간은, 컬러 영상 정보의 이전 프레임의 끝 시간과 다음 프레임의 시작시간 사이일 수 있다.

또한, 타이머(timer)(1700)는, 제어부(1400)의 제어신호에 따라, 발광부(1500)의 구동을 오프(off)시키기 위한 제 1 시간과 발광부(1500)의 구동을 온(on)시키기 위한 제 2 시간을 측정할 수 있다.

따라서, 제어부(1400)는, 타이머(1700)가 측정하는 시간에 따라, 발광부(1500)의 구동을 제어할 수 있다.

그리고, 저장부(1600)는, 영상 처리부(1200)에 의해, 추출된 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 저장할 수 있다.

여기서, 저장부(1600)는, 영상 처리부(1200)가, 컬러 영상 정보를 획득하는 시간과 깊이 영상 정보를 획득하는 시간이 서로 다르기 때문에, 다음 처리 단계를 위해, 추출된 영상 정보들이 소정 시간 대기하는 버퍼(buffer) 역할을 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은, 가시광을 감지하는 제 1 감지부와 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부를 이용하여, 컬러 영상과 깊이 영상을 동시에 처리할 수 있으므로, 구성이 간단하고, 3차원 영상 처리 시간 및 전체적인 비용을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하여, 컬러 영상 정보의 이전 프레임 끝시간과 다음 프레임 시작시간 사이의 적외광의 노출 시간을 증가시켜, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트(contrast)가 향상되어, 3차원 영상의 깊이감이 개선될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 깊이 영상 정보 획득시, 수광부의 제 2 감지부로부터 수광되는 적외광 뿐만 아니라, 수광부의 제 1 감지부로부터 수광되는 적외광을 통해, 깊이 영상 정보를 추출할 수 있기 때문에, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 향상되어, 3차원 영상의 깊이감이 개선될 수 있다.

도 4는 도 3의 수광부에 따른 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면으로서, 도 4a는 수광부의 픽셀 배열을 보여주는 도면이고, 도 4b는 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수광부(1100)는 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지할 수 있는 픽셀들과, 적외광을 감지할 수 있는 픽셀들을 포함할 수 있다.

예를 들면, 수광부(1100)는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀들이 다수개 배열될 수 있다.

여기서, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀, 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀, 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀을 포함할 수 있다.

경우에 따라, 제 1 감지부(1110)는, 황(Yellow)색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀, 시안(Cyan)색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀, 마젠타(Magenta)색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀을 포함할 수 있다.

또 다른 경우로서, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀, 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀, 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀, 백(white)색, 황(Yellow)색, 시안(Cyan)색, 마젠타(Magenta)색 중 어느 한 색의 파장대를 갖는 광을 감지하는 제 4 픽셀을 포함할 수도 있다.

도 5는 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 1 실시예로서, 도 5a는 제 2 감지부의 주변에 제 1 감지부의 픽셀들이 둘러싸는 배열 구조를 보여주고, 도 5b는 제 2 감지부의 일측에 제 1 감지부의 픽셀들이 나란히 배치되는 배열 구조를 보여주고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 수광부는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀(1112), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀(1114), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀(1116)을 포함할 수 있다.

이때, 제 1, 제 2, 제 3 픽셀(1112, 1114, 1116)들의 면적은 서로 동일할 수 있다.

그리고, 제 1, 제 2, 제 3 픽셀(1112, 1114, 1116)들의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적과 동일할 수도 있다.

도 6은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 2 실시예이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 수광부는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있는데, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀(1112), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀(1114), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀(1116)을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1, 제 2, 제 3 픽셀(1112, 1114, 1116)들의 면적은 서로 동일할 수 있지만, 제 1, 제 2, 제 3 픽셀(1112, 1114, 1116)들 중, 어느 한 픽셀의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적보다 더 클 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트(contrast)에 영향을 주는 제 2 감지부(1120)의 면적이 제 1 감지부(1110)에 비해 상대적으로 작아도, 본 발명의 깊이 영상 처리 방법을 이용하면, 깊이 영상 및 컬러 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 동시에 향상될 수 있다.

이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 7은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 3 실시예로서, 도 7a는 제 2 감지부의 주변에 제 1 감지부의 픽셀들이 둘러싸는 배열 구조를 보여주고, 도 7b는 제 2 감지부의 일측에 제 1 감지부의 픽셀들이 나란히 배치되는 배열 구조를 보여주고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 수광부는, 황색, 시안색, 마젠타색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 감지부(1110)는, 황(Yellow)색 파장대의 광을 감지하는 제 4 픽셀(1117), 시안(Cyan)색 파장대의 광을 감지하는 제 5 픽셀(1118), 마젠타(Magenta)색 파장대의 광을 감지하는 제 6 픽셀(1119)을 포함할 수 있다.

이때, 제 4, 제 5, 제 6 픽셀(1117, 1118, 1119)들의 면적은 서로 동일할 수 있다.

그리고, 제 4, 제 5, 제 6 픽셀(1117, 1118, 1119)들의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적과 동일할 수도 있다.

도 8은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 4 실시예이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 수광부는, 황색, 시안색, 마젠타색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있는데, 제 1 감지부(1110)는, 황(Yellow)색 파장대의 광을 감지하는 제 4 픽셀(1117), 시안(Cyan)색 파장대의 광을 감지하는 제 5 픽셀(1118), 마젠타(Magenta)색 파장대의 광을 감지하는 제 6 픽셀(1119)을 포함할 수 있다.

여기서, 제 4, 제 5, 제 6 픽셀(1117, 1118, 1119)들의 면적은 서로 동일할 수 있지만, 제 4, 제 5, 제 6 픽셀(1117, 1118, 1119)들 중, 어느 한 픽셀의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적보다 더 클 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트에 영향을 주는 제 2 감지부(1120)의 면적이 제 1 감지부(1110)에 비해 상대적으로 작아도, 본 발명의 깊이 영상 처리 방법을 이용하면, 깊이 영상 및 컬러 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 동시에 향상될 수 있다.

도 9는 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 5 실시예로서, 도 9a는 제 2 감지부의 주변에 제 1 감지부의 픽셀들이 둘러싸는 배열 구조를 보여주고, 도 9b는 제 2 감지부의 일측에 제 1 감지부의 픽셀들이 나란히 배치되는 배열 구조를 보여주고 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 수광부는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하고, 화이트색, 황색, 시안색, 마젠타색 파장대 중, 어느 한 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀(1112), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀(1114), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀(1116), 백(white)색, 황(Yellow)색, 시안(Cyan)색, 마젠타(Magenta)색 중 어느 한 색의 파장대를 갖는 광을 감지하는 제 7 픽셀(1111)을 포함할 수 있다.

이때, 제 1, 제 2, 제 3, 제 7 픽셀(1112, 1114, 1116, 1111)들의 면적은 서로 동일할 수 있다.

그리고, 제 1, 제 2, 제 3, 제 7 픽셀(1112, 1114, 1116, 1111)들의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적과 동일할 수도 있다.

도 10은 수광부의 단위 픽셀을 보여주는 제 6 실시예이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 수광부는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하고, 화이트색, 황색, 시안색, 마젠타색 파장대 중, 어느 한 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부(1110)와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)로 구성되는 단위 픽셀을 포함할 수 있는데, 제 1 감지부(1110)는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 픽셀(1112), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 2 픽셀(1114), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 3 픽셀(1116), 백(white)색, 황(Yellow)색, 시안(Cyan)색, 마젠타(Magenta)색 중 어느 한 색의 파장대를 갖는 광을 감지하는 제 7 픽셀(1111)을 포함할 수 있다.

이때, 제 1, 제 2, 제 3, 제 7 픽셀(1112, 1114, 1116, 1111)들의 면적은 서로 동일할 수 있지만, 제 1, 제 2, 제 3, 제 7 픽셀(1112, 1114, 1116, 1111)들 중, 어느 한 픽셀의 면적은, 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)의 면적보다 더 클 수 있다.

도 11은 도 3의 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(2000)는, 제 1 영상 처리부(2100)와 제 2 영상 처리부(2300)를 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 영상 처리부(2100)는, 제 1 시간 동안에, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출하고, 추출된 컬러 영상 정보를 도 3의 저장부(1600)에 저장할 수 있다.

그리고, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 2 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 2 깊이 영상 정보를 도 3의 저장부(1600)에 저장할 수 있다.

경우에 따라, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 1 깊이 영상 정보를 추출하여, 제 1 깊이 영상 정보의 노이즈(noise)를 제거하고, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 도 3의 저장부(1600)에 저장할 수 있다.

이어, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 2 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 2 깊이 영상 정보를 도 3의 저장부(1600)에 저장할 수 있다.

다음, 제 2 영상 처리부(2300)는, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보를 합성할 수 있다.

도 12는 도 11의 제 1 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 영상 처리부(2100)는, 제 1 검출부(2120), 제 1 변환부(2140), 컬러 영상 정보 추출부(2160)를 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 검출부(2120)는, 제 1 시간 동안, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 가시광의 광량을 검출할 수 있다.

예를 들면, 제 1 검출부(2120)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 제 1 감지부의 제 1 픽셀로부터 적색광의 광량을 검출하고, 제 1 감지부의 제 2 픽셀로부터 녹색광의 광량을 검출하며, 제 1 감지부의 제 3 픽셀로부터 청색광의 광량을 검출하고, 제 2 감지부로부터 적외광의 광량을 검출할 수 있다.

경우에 따라, 제 1 검출부(2120)는, 수광부의 타입에 따라, 적색광, 녹색광, 청색광 이외에, 백색광, 황색광, 시안색광, 마젠타색광의 광량을 검출할 수도 있다.

이어, 제 1 변환부(2140)는, 검출된 가시광의 광량을 전기적 신호로 변환할 수 있다.

다음, 컬러 영상 정보 추출부(2160)는, 전기적 신호로 변환된 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출할 수 있다.

여기서, 컬러 영상 정보 추출부(2160)는, 획득한 컬러 영상 정보에 대해서는 비닝(binning) 과정을 수행한다.

이때, 비닝 과정은, 수광부(1100)의 다수의 센서의 픽셀을 합쳐서 새로운 픽셀을 얻어내는 것을 말하는데, 비닝 과정은, 2개 이상의 픽셀들을 합쳤기 때문에 하나의 픽셀에서의 얻는 것보다는 감도와 SNR(Signal to Noise Ratio)이 좋아지므로, 어두운 조명에도 선명한 컬러 영상을 얻는 효과가 있다.

따라서, 제 1 영상 처리부(2100)는, 제 1 시간 동안, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 획득할 수 있다.

도 13은 도 11의 제 2 영상 처리부를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 검출부(2310), 제 2 변환부(2330), 깊이 영상 정보 추출부(2340)를 포함할 수 있다.

여기서, 제 2 검출부(2310)는, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 2 감지부로부터 감시된 적외광의 광량을 검출할 수 있다.

예를 들면, 제 2 검출부(2310)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 제 2 감지부로부터 적외광의 광량을 검출할 수 있다.

이어, 제 2 변환부(2330)는, 검출된 적외광의 광량을 전기적 신호로 변환할 수 있다.

다음, 깊이 영상 정보 추출부(2340)는, 수광부의 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.

여기서, 깊이 영상 정보 추출부(2340)는, 획득한 깊이 영상 정보에 대해서는 적외광 픽셀(IR pixel)을 서브 샘플링(sub sampling) 과정을 수행한다.

이때, 서브 샘플링 과정은, IR 프레임에서, IR 픽셀들의 깊이 정보만을 모으는 과정을 말하는데, 적외선 픽셀들의 깊이 정보만을 모아 출력하므로, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 향상될 수 있다.

따라서, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 시간 동안, 수광부의 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 획득할 수 있다.

도 14는 도 11의 제 2 영상 처리부의 다른 실시예를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제 2 영상 처리부(2300)는, 제 2 검출부(2310), 제 2 변환부(2330), 제 1, 제 2 깊이 영상 정보 추출부(2350, 2370) 및 합성부(2390)를 포함할 수 있다.

여기서, 제 2 검출부(2310)는, 제 2 시간 동안에, 수광부의 제 1 감지부 및 제 2 감지부로부터 감시된 적외광의 광량을 검출할 수 있다.

예를 들면, 제 2 검출부(2310)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 제 1 감지부의 제 1 픽셀로부터 적색광 및 적외광의 광량을 검출하고, 제 1 감지부의 제 2 픽셀로부터 녹색광 및 적외광의 광량을 검출하며, 제 1 감지부의 제 3 픽셀로부터 청색광 및 적외광의 광량을 검출하고, 제 2 감지부로부터 적외광의 광량을 검출할 수 있다.

다음, 제 1 깊이 영상 정보 추출부(2350)는, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 1 깊이 영상 정보의 노이즈를 제거하며, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 도 1의 저장부(600)에 저장할 수 있다.

그리고, 제 2 깊이 영상 정보 추출부(2370)는, 수광부의 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 2 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 2 깊이 영상 정보를 도 3의 저장부(1600)에 저장할 수 있다.

이어, 합성부(2390)는, 제 1 깊이 영상 정보 추출부(2350)로부터 추출된 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보 추출부(2370)로부터 추출된 제 2 깊이 영상 정보를 합성하여, 최종 깊이 영상 정보를 생성할 수 있다.

이와 같이, 제 2 영상 처리부(2300)는, 하기 수식 1에 의해 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.

[수식 1]

if (α(R₂ - R₁) > R_th), IR₂ = IR₂ + α(R₂ - R₁)

if (β(G₂ - G₁) > G_th), IR₂ = IR₂ + β(G₂ - G₁)

if (γ(B₂ - B₁) > B_th), IR₂ = IR₂ + γ(B₂ - B₁)

여기서, IR₂는 제 2 깊이 영상 정보,

R₁, G₁, B₁은 상기 제 1 시간 동안에, 추출된 제 1 감지부의 적외광에 대한 제 1 노이즈값,

R₂, G₂, B₂는 상기 제 2 시간 동안에, 추출된 제 1 감지부의 적외광에 대한 제 2 노이즈값,

α, β, γ는 제 1 감지부의 감도 특성을 고려한 가중치, 그리고

R_th, G_th, B_th는 제 1 감지부의 물리적 노이즈 임계값이다.

또한, α(R₂ - R₁)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 적색광과 적외광을 감지하는 제 1 감지부의 제 1 픽셀로부터 추출되어, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보이고, β(G₂ - G₁)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 녹색광과 적외광을 감지하는 제 1 감지부의 제 2 픽셀로부터 추출되어, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보이며, γ(B₂ - B₁)는, 수광부의 단위 픽셀에서, 청색광과 적외광을 감지하는 제 1 감지부의 제 3 픽셀로부터 추출되어, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보이다.

도 15는 도 14의 제 1 깊이 영상 정보 추출부를 보여주는 블럭 구성도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 깊이 영상 정보 추출부(2370)는, 노이즈 제거부(2410), 비교부(2430), 최종 깊이값 결정부(2450)를 포함할 수 있다.

여기서, 노이즈 제거부(2410)는, 수광부의 제 1 감지부로부터 감지된 적외광에 대한 노이즈를 제거하여, 노이즈가 제거된 깊이값을 산출할 수 있다.

예를 들면, 노이즈 제거부(2410)는, 제 1 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광에 대한 제 1 노이즈값과 제 2 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광에 대한 제 2 노이즈값을 추출할 수 있다.

여기서, 제 1 노이즈값은, 제 1 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광 이외의 가시광일 수 있다

그리고, 제 2 노이즈값은 제 2 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광 이외의 가시광일 수 있다.

이어, 노이즈 제거부(2410)는, 추출된 제 2 노이즈값으로부터 제 1 노이즈값을 감산한 차값을 산출하고, 산출된 차값에 가중치를 곱하여 노이즈가 제거된 깊이값을 산출할 수 있다.

여기서, 제 2 노이즈값과 제 1 노이즈값에 대한 차값은 노이즈가 제거된 순수 적외광에 대한 깊이값일 수 있다.

그리고, 가중치는 제 1 감지부의 각 픽셀에 대한 감도 특성을 고려한 값일 수 있다.

이어, 비교부(2430)는, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 큰지를 비교할 수 있다.

다음, 최종 깊이값 결정부(2450)는, 비교 결과, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 크다고 판단하면, 노이즈가 제거된 깊이값을 제 1 깊이 영상 정보에 대한 최종 깊이값으로 결정할 수 있다.

여기서, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 크면, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트를 향상시키는데, 영향을 미칠 수 있지만, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 작거나 동일하면, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트를 향상시키는데, 큰 영향을 미치지 않으로, 무시할 수 있다.

이와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법을 보여주는 흐름도로서, 도 3의 3차원 영상 처리 장치를 참조하여 설명하기로 한다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 먼저, 제어부(1400)는, 외부로부터 영상 모드 요청 신호가 수신되면,(S11) 영상 모드 요청 신호가 3차원 영상 모드 요청 신호인지를 확인한다.(S13)

이어, 제어부(1400)는, 확인 결과, 영상 모드 요청 신호가 3차원 영상 모드 요청 신호라면, 수광부(1100)의 해상도 모드가 제 1 해상도인지를 확인한다.(S15)

그리고, 제어부(1400)는, 확인 결과, 수광부(1100)의 해상도가 제 1 해상도이면, 수광부(1100)의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환할 수 있다.(S17)

하지만, 제어부(1400)는, 확인 결과, 영상 모드 요청 신호가 2차원 영상 모드 요청 신호라면,(S19) 수광부(1100)의 해상도 모드가 제 2 해상도인지를 확인한다.(S21)

그리고, 제어부(1400)는, 확인 결과, 수광부(1100)의 해상도가 제 2 해상도이면, 수광부(1100)의 해상도를, 제 2 해상도에서 제 2 해상도보다 더 높은 제 1 해상도로 변환하여,(S23) 2차원 영상을 구현할 수 있다.(S25)

이와 같이, 제어부(1400)는, 수광부(1100)의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환할 수 있다.(S100)

다음, 제어부(1400)는, 타이머(1700)의 시간 측정을 참조하여, 제 1 시간 동안에, 피사체(1800)로 적외광을 출사하지 않도록, 발광부(1500)의 구동을 오프(off)시킬 수 있다.(S110)

그리고, 수광부(1100)는 피사체(1800)로부터 가시광을 수광할 수 있다.(S120)

이어, 제어부(1400)는, 영상 처리부(1200)를 제어하여, 제 1 시간 동안, 수광부(1100)의 제 1 감지부(1110)에서 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출할 수 있다.(S130)

다음, 제어부(1400)는, 타이머(1700)의 시간 측정을 참조하여, 제 2 시간 동안에, 피사체(1800)로 적외광을 출사하도록, 발광부(1500)의 구동을 온(on)시킬 수 있다.(S140)

그리고, 수광부(1100)는 피사체(1800)로부터 적외광을 수광할 수 있다.(S150)

이어, 제어부(1400)는, 영상 처리부(1200)를 제어하여, 제 2 시간 동안, 수광부(1100)의 제 2 감지부(1120)에서 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.(S160)

경우에 따라, 수광부(1100)는 피사체(1800)로부터 가시광 및 적외광을 모두 수광할 수 있다.

이어, 제어부(1400)는, 영상 처리부(1200)를 제어하여, 제 2 시간 동안, 수광부(1100)의 제 1 감지부(1110) 및 제 2 감지부(1120)에서 감지된 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 모두 추출할 수도 있다.

다음, 제어부(1400)는, 피사체(1800)에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었는지 판단할 수 있다.(S170)

이어, 제어부(1400)는, 피사체(1800)에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었다고 판단하면, 3차원 영상 구현부(1300)를 제어하여, 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 피사체(1800)의 3차원 영상을 구현할 수 있다.(S180)

하지만, 피사체(1800)에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되지 않았다면, S110 단계 내지 S160 단계를 반복 수행할 수 있다.

경우에 따라, S140 - S160 단계가 S110 - S130 단계보다 먼저 진행될 수도 있다.

즉, 본 발명은, 제 2 시간 동안에, 발광부(500)의 구동을 온(on)시켜, 깊이 영상 정보를 추출한 다음에, 제 1 시간 동안에, 발광부(500)의 구동을 오프(off)시켜, 컬러 영상 정보를 추출할 수도 있다.

도 18 내지 도 23은 본 발명에 따른 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 18과 같이, 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 장치는, 3차원 영상 모드일 경우, 제 1 시간 동안에 컬러 영상 정보를 추출하고, 제 2 시간 동안에 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.

즉, 본 발명은, RGB 프레임과 IR 프레임을 번갈아가면서 받는 Frame by Frame 기술을 활용한다.

이와 같이, 본 발명은, 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 동시에 획득하지 않고, 서로 다른 시간에 획득할 수 있다.

또한, 도 19 및 도 20과 같이, 본 발명은, 3차원 영상을 구현할 경우, 수광부의 해상도를, 고해상도 모드에서 저해상도 모드로 변환할 수 있다.

이처럼, 수광부의 해상도를 변환시키는 이유는, 크로스 토크를 줄이기 위함이다.

하지만, 도 19와 같이, IR 조명의 온 시간이 매우 짧으면, IR 프레임에서는, IR 조명을 인식할 수가 없으므로, 깊이 영상의 감도가 저하될 수 밖에 없다.

그러므로, 본 발명에서는, 이러한 크로스 토크 현상을 제거하기 위하여, 3차원 영상 모드시, 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환한다.

일 예로, 수광부의 해상도를, 최고 해상도에서, 약 1/4 정도의 해상도를 낮출 경우, RGB 프레임과 IR 프레임간의 시간 간격이 늘어나게 된다.

따라서, 도 20과 같이, 늘어난 시간 간격만큼, IR 조명의 온 시간이 늘어나게 되어, IR 프레임에서는, IR 조명을 충분히 인식할 수 있어, 깊이 영상의 감도가 향상될 수 있다.

한편, 본 발명은, 컬러 영상 정보와 깊이 영상 정보를 동시에 획득하지 않고, 서로 다른 시간에 획득할 수 있다.

즉, 본 발명은, 컬러 영상 정보를 획득하는 시간과 깊이 영상 정보를 획득하는 시간이 서로 다를 수 있다.

예를 들면, 도 21과 같이, 본 발명은, 획득한 컬러 영상 정보에 대해서는 비닝(binning) 과정을 수행한다.

여기서, 비닝 과정은, 수광부의 다수의 센서의 픽셀을 합쳐서 새로운 픽셀을 얻어내는 것을 말하는데, 비닝 과정은, 2개 이상의 픽셀들을 합쳤기 때문에 하나의 픽셀에서의 얻는 것보다는 감도와 SNR(Signal to Noise Ratio)이 좋아지므로, 어두운 조명에도 선명한 컬러 영상을 얻는 효과가 있다.

또한, 도 22와 같이, 본 발명은, 획득한 깊이 영상 정보에 대해서는 적외광 픽셀(IR pixel)을 서브 샘플링(sub sampling) 과정을 수행한다.

일 예로서, 도 23은, 수광부인 RGB-IR 센서가, 고해상도의 1/4인 저해상도 모드이고, 약 60fps로 동작할 때, IR 조명 시간을 보여주는 도면이다.

여기서, RGB 프레임은, 약 30fps로 동작하고, IR 프레임은, 약 30fps로 동작할 수 있다.

본 발명은, 도 23과 같이, 2차원 영상을 구현할 때, 수광부인 RGB-IR 센서가 고해상도 모드로 동작하고, 3차원 영상을 구현할 때, 수광부인 RGB-IR 센서가 저해상도 모드로 동작하며, RGB 프레임과 IR 프레임으로 프레임을 분리한다.

그리고, RGB 프레임에서는, 비닝 과정을 수행하여, 컬러 영상 정보를 추출하고, IR 프레임에서는, 서브 샘플링 과정을 수행하여, 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.

여기서, 수광부의 해상도를, 최고 해상도에서, 약 1/4 정도의 해상도를 낮출 경우, RGB 프레임과 IR 프레임간의 시간 간격이 늘어나게 되므로, 늘어난 시간 간격만큼, IR 조명의 온 시간이 늘어나게 되어, IR 프레임에서는, IR 조명을 충분히 인식할 수 있어, 깊이 영상의 감도가 향상될 수 있다.

즉, IR 발광부의 구동 시간은, 이전 RGB 프레임의 끝 시간과 다음 RGB 프레임의 시작시간 사이일 수 있다.

도 24는 시간에 따른 발광부의 온/오프를 보여주는 도면으로서, 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광부(1500)는, 제어부(1400)의 제어 신호에 의해, 제 1 시간 동안에, 적외광을 출사하지 않는 단계와, 제 2 시간 동안에, 적외광을 출사하는 단계를, 교대로 반복 수행할 수 있다.

도 25는 시간에 따른 영상 처리부의 영상 정보 처리를 보여주는 도면으로서, 도 25에 도시된 바와 같이, 본 발명의 영상 처리부(1200)는, 제어부(1400)의 제어 신호에 의해, 제 1 시간 동안에, 컬러 영상 정보를 추출하는 단계와, 제 2 시간 동안에, 깊이 영상 정보를 추출하는 단계를, 교대로 반복 수행할 수 있다.

도 26은 도 16의 컬러 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도로서, 도 12의 제 1 영상 처리부를 참조하여 설명하기로 한다.

도 12 및 도 26에 도시된 바와 같이, 제 1 영상 처리부(2100)의 제 1 검출부(2120)는, 제 1 시간 동안에, 도 3의 제 1 감지부(1100)로부터 감지된 가시광의 광량을 검출할 수 있다.(S132)

그리고, 제 1 변환부(2140)는, 검출된 가시광의 광량을 전기적 신호로 변환하고,(S134) 컬러 영상 정보 추출부(2160)는 제어부의 제어신호에 따라, 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출할 수 있다.(S135)

여기서, 제 1 영상 처리부(2100)는 도 3의 제 1, 제 2 감지부(1100, 1200)으로부터 적외광을 검출할 수도 있으나, 피사체로부터 입사되는 적외광의 광량은 적으므로, 무시할 수 있다.

즉, 적외광이 컬러 영상 정보의 노이즈로 작용할 수도 있으나, 발광부로부터 적외광이 출사되지 않기 때문에, 감지되는 적외광의 광량이 매우 적다.

따라서, 제 1 영상 처리부(2100)는, 추출되는 컬러 영상 정보에 미치는 노이즈가 매우 작으므로, 추가적인 노이즈 제거 작업을 수행하지 않아도, 큰 문제가 되지 않는다.

도 27은 도 16의 깊이 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도로서, 도 14의 제 2 영상 처리부를 참조하여 설명하기로 한다.

도 14 및 도 27에 도시된 바와 같이, 제 2 영상 처리부(2300)의 제 2 검출부(2310)는, 제 1 시간 동안에, 도 1의 제 1 감지부(1110) 및 제 2 감지부(1120)로부터 감지된 적외광의 광량을 검출할 수 있다.(S162)

그리고, 제 2 변환부(2330)는, 검출된 가시광의 광량을 전기적 신호로 변환한다.(S164)

이어, 제 1 깊이 영상 정보 추출부(2350)는, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 1 깊이 영상 정보의 노이즈를 제거할 수 있다.(S166)

또한, 제 2 깊이 영상 정보 추출부(2370)는, 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 2 깊이 영상 정보를 추출할 수 있다.(S166)

다음, 합성부(2390)는, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보를 합성할 수 있다.(S168)

이와 같이, 본 발명은, 도 3의 제 1 감지부(1110)를 통해, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 1 깊이 영상 정보를, 제 2 깊이 영상 정보에 합성함으로써, 피사체에 대한 깊이 영상 정보의 감도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

만일, 제 1 깊이 영상 정보의 합성 없이, 도 3의 제 2 감지부(1120)를 통해, 획득한 제 2 깊이 영상 정보만으로 피사체의 3차원 영상을 구현할 경우, 피사체에 대한 깊이 영상 정보가 저하될 수 있다.

도 28은 제 1, 제 2 깊이 영상 정보를 합성하지 않는 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면이고, 도 29는 수광부에 감지되는 적외광의 분포를 보여주는 도면이며, 도 30은 제 1, 제 2 깊이 영상 정보가 합성된 베이어 패턴(bayer pattern)을 보여주는 도면이다.

도 28에 도시된 바와 같이, 수광부(1100)는, 적색, 녹색, 청색 파장대의 가시광을 감지하는 제 1 감지부와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부로 구성되는 단위 픽셀들이 다수개 배열될 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 영상 처리부가 제 1 감지부로부터 컬러 영상 정보를 추출하고, 본 발명의 제 2 영상 처리부가 제 1 감지부로부터 제 1 깊이 영상 정보를 추출하지 않고, 제 2 감지부로부터 제 2 깊이 영상 정보만을 추출할 경우, 도 26과 같이, 컬러 영상 정보는, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 1 픽셀로부터 추출된 제 1 컬러 영상 정보(R1 - R4), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 2 픽셀로부터 추출된 제 2 컬러 영상 정보(G1 - G4), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 3 픽셀로부터 추출된 제 3 컬러 영상 정보(B1 - B4)를 포함하고, 깊이 영상 정보는, 적외광을 감지하는 제 2 감지부로부터 추출된 깊이 영상 정보(IR1 - IR4)만을 포함할 수 있다.

따라서, 피사체의 3차원 영상을 구현할 경우, 제 2 감지부에서만 추출되는 깊이 영상 정보(IR1 - IR4)만으로는 깊이 영상의 감도 및 콘트라스트가 작으므로, 구현되는 3차원 영상의 깊이감이 저하될 수 있다.

예를 들면, 도 29에 도시된 바와 같이, 수광부(1100)는 피사체로부터 반사되는 적외광(1130)을 감지할 수 있는데, 적외광(1130)은 적외광을 감지하는 제 2 감지부에 전부 또는 일부만이 입사될 수 있다.

따라서, 수광부(1100)는, 검출할 수 있는 전체적인 적외광의 광량이 적기 때문에, 적외광으로부터 추출되는 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트가 저하될 수 있다.

그러므로, 본 발명은, 도 3의 제 1 감지부(1110)를 통해, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 1 깊이 영상 정보를, 제 2 깊이 영상 정보에 합성함으로써, 피사체에 대한 깊이 영상의 감도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 도 30에 도시된 바와 같이, 수광부(1100)가, 제 1 감지부(1110)가 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부(1110)의 제 1 픽셀(1112), 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부(1110)의 제 2 픽셀(1114), 청색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부(1110)의 제 3 픽셀(1116) 및 적외광을 감지하는 제 2 감지부(1120)을 포함할 때, 본 발명은, 제 1 감지부(1110)를 통해, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 추출된 제 1 깊이 영상 정보를, 제 2 깊이 영상 정보에 합성함으로써, 피사체에 대한 깊이 영상의 감도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

도 31은 도 16의 제 2 깊이 영상 정보를 추출하는 방법을 보여주는 상세 흐름도로서, 도 14의 제 1 깊이 영상 추출부를 참조하여 설명하기로 한다.

도 14 및 도 31에 도시된 바와 같이, 노이즈 제거부(2410)는, 제 1 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광에 대한 제 1 노이즈값과 제 2 시간 동안에, 제 1 감지부로부터 감지된 적외광에 대한 제 2 노이즈값을 추출할 수 있다.

이어, 노이즈 제거부(2410)는, 추출된 제 2 노이즈값으로부터 제 1 노이즈값을 감산한 차값을 산출하고, 산출된 차값에 가중치를 곱하여 노이즈가 제거된 깊이값을 산출할 수 있다.(S1682)

도 32는 제 1, 제 2 감지부에 대한 광 감도 특성을 보여주는 그래프이다.

도 32에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 감지부는, 광의 파장대에 따라, 광 감도 특성이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다.

예를 들면, 도 28과 같이, 제 1 감지부의 각 픽셀에 대한 감도와 제 2 감지부의 감도는 약 3.5배 정도 차이가 날 수 있다.

즉, 적색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 1 픽셀, 녹색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 2 픽셀, 청색 파장대의 광을 감지하는 제 1 감지부의 제 3 픽셀에서, 적색광, 녹색광, 청색광에 대한 감도가 유사할 때, 적외광을 감지하는 제 2 감지부의 감도는 제 1 감지부의 감도보다 약 3.5배 더 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 노이즈가 제거된 깊이값을 산출할 때, 이러한 감도 차이를 제거하기 위하여, 제 2 노이즈값과 제 1 노이즈값의 차값에 가중치를 곱하는 것이다.

다음, 비교부(2430)는, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 큰지를 비교할 수 있다.(S1683)

다음, 최종 깊이값 결정부(2450)는, 비교 결과, 노이즈가 제거된 깊이값이 제 1 감지부의 물리적 노이즈값보다 더 크다고 판단하면, 노이즈가 제거된 깊이값을 제 1 깊이 영상 정보에 대한 최종 깊이값으로 결정할 수 있다.(S1684)

도 33 및 도 34는 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보의 합성 여부에 따른 깊이 영상에 대한 콘트라스트를 비교한 도면으로서, 도 33은 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보가 합성되지 않는 경우이고, 도 34는 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보가 합성되는 경우이다.

도 33에 도시된 바와 같이, 제 1 깊이 영상 정보의 합성 없이, 도 3의 제 2 감지부(1120)를 통해, 획득한 제 2 깊이 영상 정보만으로 피사체의 3차원 영상을 구현할 경우, 피사체에 대한 깊이 영상 정보가 저하될 수 있다.

하지만, 도 34에 도시된 바와 같이, 제 1 감지부를 통해, 노이즈가 제거된 제 1 깊이 영상 정보를 추출하고, 제 2 감지부를 통해, 제 2 깊이 영상 정보를 추출한 다음, 제 1 깊이 영상 정보와 제 2 깊이 영상 정보에 합성할 경우, 피사체에 대한 깊이 영상의 감도 및 콘트라스트가 크게 개선되는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은, 가시광을 감지하는 제 1 감지부와 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부를 이용하여, 컬러 영상과 깊이 영상을 동시에 처리할 수 있으므로, 구성이 간단하고, 3차원 영상 처리 시간 및 전체적인 비용을 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명은, 깊이 영상 정보 획득시, 수광부의 제 2 감지부로부터 수광되는 적외광 뿐만 아니라, 수광부의 제 1 감지부로부터 수광되는 적외광을 통해, 깊이 영상 정보를 추출할 수 있기 때문에, 깊이 영상에 대한 감도 및 콘트라스트(contrast)가 향상되어, 3차원 영상의 깊이감이 개선될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1100 : 수광부 1110 : 제 1 감지부
1120 : 제 2 감지부 1200 : 영상 처리부
1300 : 3차원 영상 구현부 1400 : 제어부
1500 : 발광부 1600 : 저장부
1700 : 타이머 1800 : 피사체

Claims

가시광을 감지하는 제 1 감지부와, 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부와, 상기 적외광을 발광하는 발광부를 포함하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법에 있어서,
상기 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 상기 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하는 단계;
소정의 피사체로부터, 상기 가시광 및 적외광을 감지하는 단계;
제 1 시간 동안에, 상기 수광부의 제 1 감지부에서 감지된 상기 가시광으로부터 컬러 영상 정보을 추출하는 단계;
제 2 시간 동안에, 상기 수광부의 제 2 감지부에서 감지된 상기 적외광으로부터 깊이 영상 정보을 추출하는 단계;
상기 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었는지 판단하는 단계; 그리고,
상기 피사체에 대한 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보의 추출이 모두 완료되었다면, 상기 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 상기 피사체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함하며,
상기 수광부의 해상도가 상기 제 1 해상도에서 상기 제 2 해상도로 변환되면, 상기 컬러 영상 정보의 프레임과 상기 깊이 영상 정보의 프레임간의 시간 간격이 증가하며, 증가하는 상기 시간 간격만큼 상기 제 2 시간의 길이가 증가하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수광부의 해상도를, 제 1 해상도에서 상기 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하는 단계는,
영상 모드 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 영상 모드 요청 신호가 3차원 영상 모드 요청 신호라면, 상기 수광부의 해상도 모드를 확인하는 단계; 그리고,
상기 확인 결과, 상기 수광부의 해상도가 제 1 해상도이면, 상기 수광부의 해상도를, 상기 제 1 해상도에서 상기 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 영상 모드 요청 신호가 2차원 영상 모드 요청 신호라면, 상기 수광부의 해상도 모드를 확인하는 단계; 그리고,
상기 확인 결과, 상기 수광부의 해상도가 제 2 해상도이면, 상기 수광부의 해상도를, 상기 제 2 해상도에서 상기 제 2 해상도보다 더 높은 제 1 해상도로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 가시광 및 적외광을 감지하는 단계 이전에,
상기 제 1 시간 동안에, 상기 발광부의 구동을 오프(off)시켜 상기 적외광을 출사하지 않는 단계, 또는 상기 제 2 시간 동안에, 상기 발광부의 구동을 온(on)시켜 상기 적외광을 상기 피사체로 출사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 발광부의 구동 시간은, 상기 컬러 영상 정보의 이전 프레임의 끝 시간과 다음 프레임의 시작시간 사이인 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 시간 동안에, 적외광을 출사하지 않는 단계와, 상기 제 2 시간 동안에, 상기 적외광을 출사하는 단계는, 교대로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 시간 동안에, 상기 컬러 영상 정보를 추출하는 단계와, 상기 제 2 시간 동안에, 상기 깊이 영상 정보를 추출하는 단계는 교대로 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 시간 동안에, 상기 컬러 영상 정보를 추출하는 단계는,
상기 제 1 시간 동안에, 상기 제 1 감지부로부터 감지된 가시광의 광량을 검출하는 단계;
상기 검출된 가시광의 광량을 전기적 신호로 변환하는 단계; 그리고,
상기 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 시간 동안에, 상기 깊이 영상 정보를 추출하는 단계는,
상기 제 2 시간 동안에, 상기 제 2 감지부로부터 감지된 적외광의 광량을 검출하는 단계;
상기 검출된 적외광의 광량을 전기적 신호로 변환하는 단계;
상기 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스의 3차원 영상 처리 방법.
2차원 또는 3차원 영상 모드 요청 신호를 수신하는 수신부;
소정의 피사체로부터, 광 스펙트럼의 가시 영역에 해당하는 가시광을 감지하는 제 1 감지부와, 상기 광 스펙트럼의 적외 영역에 해당하는 적외광을 감지하는 제 2 감지부를 포함하는 수광부;
제 1 시간 동안에, 상기 제 1 감지부로부터 컬러 영상 정보를 추출하고, 제 2 시간 동안에, 상기 제 2 감지부로부터 깊이 영상 정보를 추출하는 영상 처리부;
상기 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 토대로, 상기 피사체의 3차원 영상을 구현하는 3차원 영상 구현부; 그리고,
상기 3차원 영상 모드 요청 신호를 수신하면, 상기 수광부의 해상도 모드를 확인하고, 상기 확인 결과, 상기 수광부의 해상도가 제 1 해상도이면, 상기 수광부의 해상도를, 상기 제 1 해상도에서 상기 제 1 해상도보다 더 낮은 제 2 해상도로 변환하며, 상기 수광부, 영상 처리부, 및 3차원 영상 구현부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부의 제어신호에 의해 상기 수광부의 해상도가 상기 제 1 해상도에서 상기 제 2 해상도로 변환되면, 상기 컬러 영상 정보의 프레임과 상기 깊이 영상 정보의 프레임간의 시간 간격이 증가하며, 증가하는 상기 시간 간격만큼 상기 제 2 시간의 길이가 증가하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 제 1 감지부는,
적색광을 감지하는 제 1 픽셀, 녹색광을 감지하는 제 2 픽셀, 청색광을 감지하는 제 3 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 제 1 감지부는,
황(Yellow)색광을 감지하는 제 4 픽셀, 시안(Cyan)색광을 감지하는 제 5 픽셀, 마젠타(Magenta)색광을 감지하는 제 6 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 제 1 감지부는,
적색광을 감지하는 제 1 픽셀, 녹색광을 감지하는 제 2 픽셀, 청색광을 감지하는 제 3 픽셀, 백(white)색, 황(Yellow)색, 시안(Cyan)색, 마젠타(Magenta)색 중 어느 한 색광을 감지하는 제 7 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부의 제어신호에 따라, 상기 제 1 시간 동안에, 상기 적외광을 출사하지 않고, 상기 제 2 시간 동안에, 상기 적외광을 출사하는 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 14 항에 있어서, 상기 발광부의 구동 시간은, 상기 컬러 영상 정보의 이전 프레임의 끝 시간과 다음 프레임의 시작시간 사이인 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 14 항에 있어서,
상기 제어부의 제어신호에 따라, 상기 발광부의 구동을 오프(off)시키기 위한 제 1 시간과 상기 발광부의 구동을 온(on)시키기 위한 제 2 시간을 측정하는 타이머(timer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 영상 처리부로부터 추출된 컬러 영상 정보 및 깊이 영상 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 10 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
상기 제 1 시간 동안에, 상기 제 1 감지부로부터 감지된 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출하는 제 1 영상 처리부와,
상기 제 2 시간 동안에, 상기 제 2 감지부로부터 감지된 적외광으로부터 제 2 깊이 영상 정보를 추출하는 제 2 영상 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 18 항에 있어서, 상기 제 1 영상 처리부는,
상기 제 1 시간 동안에, 상기 제 1 감지부로부터 감지된 가시광의 광량을 검출하는 제 1 검출부;
상기 검출된 가시광의 광량을 전기적 신호로 변환하는 제 1 변환부; 그리고,
상기 가시광으로부터 컬러 영상 정보를 추출하는 컬러 영상 정보 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.
제 18 항에 있어서, 상기 제 2 영상 처리부는,
상기 제 1 시간 동안에, 상기 제 2 감지부로부터 감지된 적외광의 광량을 검출하는 제 2 검출부;
상기 검출된 적외광의 광량을 전기적 신호로 변환하는 제 2 변환부; 그리고,
상기 적외광으로부터 깊이 영상 정보를 추출하는 깊이 영상 정보 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 디바이스.