KR102441587B1 - 홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법 및 장치는, 제 1 해상도를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성하고, 제 1 복소 이미지를 제 2 복소 이미지로 스케일링 변환하고, 제 2 복소 이미지에서의 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩하고, 인코딩된 정수 값들을 이용하여 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 생성한다.

Description

홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for processing holographic image}
홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 처리하는 방법 및 장치에 관한다.
3D 그래픽스 기술의 발전에 따라 3D 이미지를 표시하기 위한 스테레오스코픽(stereoscopic) 이미지들이 많이 만들어지고 있다. 하지만, 3D 이미지를 이용한 3D 영화의 시청은, 사용자의 눈에 급격한 피로감 또는 시야의 제한과 같은 다양한 문제들이 발생될 수 있다. 이를 극복하고자 최근에는 홀로그램을 통해 3D 이미지를 구현하는 방법이 각광받고 있다. 홀로그램은 빛의 진폭 및 위상을 제어하여 3차원 공간 상에 객체를 재현하는 기술로서, 시야의 제한이나 눈의 피로가 거의 없다. 따라서, CGH(Computer Generated Hologram)와 같은 디지털 홀로그램의 생성을 통해 실시간으로 고해상도의 홀로그램을 재현하는 기술에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 측면에 따르면, 홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법은, 제 1 해상도를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성하는 단계; 상기 제 1 해상도를 갖는 상기 제 1 복소 이미지를, 제 2 해상도를 갖는 제 2 복소 이미지로 스케일링 변환하는 단계; 상기 스케일링 변환된 제 2 복소 이미지에서 상기 제 2 해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩하는 단계; 및 상기 인코딩된 정수 값들을 이용하여 상기 제 2 해상도를 갖는 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 해상도는 상기 제 2 해상도보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 제 1 해상도를 갖는 좌안용 2D 이미지 및 우안용 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하고, 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는 단계는 상기 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 상기 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들로 주파수 변환함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성한다.
또한, 상기 주파수 변환은 GFT(Generalized Fresnel Transform)를 포함하고, 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는 단계는 상기 제 1 해상도를 갖는 적어도 하나의 입력 이미지의 픽셀들 각각에 대해 FFT(fast　Fourier　transform)를 수행함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성한다.
또한, 상기 스케일링 변환하는 단계는 인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 상기 1 해상도의 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 2 해상도의 상기 제 2 복소 이미지로 업스케일링(up-scailing)한다.
또한, 상기 스케일링 변환하는 단계는 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 실수 이미지(real image) 및 제 1 허수 이미지(imaginary image)로 분리하는 단계; 상기 제 1 실수 이미지 및 상기 제 1 허수 이미지 각각에 대한 상기 인터폴레이션을 수행함으로써, 상기 제 2 해상도에 대응되는 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 각각 생성하는 단계; 및 상기 생성된 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 합성함으로써, 상기 제 2 복소 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 인코딩하는 단계는 상기 복소수 값들을 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩한다.
또한, 입력 이미지가 상기 제 2 해상도를 갖는, 사이드 바이 사이드(side-by-side) 포맷의 스테레오 이미지 또는 탑-바텀(top-bottom) 포맷의 스테레오 이미지인 경우, 상기 스테레오 이미지를 상기 제 1 해상도의, 좌안 2D 이미지 및 우안 2D 이미지로 전처리하는 단계를 더 포함하고, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 제 1 해상도의 상기 전처리된 좌안 2D 이미지 및 상기 우안 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함한다.
또한, 입력 이미지가 상기 제 1 해상도보다 높은 제 3 해상도를 갖는 경우, 상기 제 3 해상도를 갖는 상기 입력 이미지를 상기 제 1 해상도로 다운스케일링(down-scailing)하는 단계를 더 포함하고, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 다운스케일링된 입력 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함한다.
다른 일 측면에 따르면, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또 다른 일 측면에 따르면, 홀로그래픽 이미지를 처리하는 장치는, 제 1 해상도를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성하는 주파수 변환 연산부; 상기 제 1 해상도를 갖는 상기 제 1 복소 이미지를, 제 2 해상도를 갖는 제 2 복소 이미지로 스케일링 변환하는 스케일링 연산부; 상기 스케일링 변환된 제 2 복소 이미지에서 상기 제 2 해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩하는 인코딩부; 및 상기 인코딩된 정수 값들을 이용하여 상기 제 2 해상도를 갖는 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 생성하는 CGH 이미지 생성부를 포함한다.
또한, 상기 제 1 해상도는 상기 제 2 해상도보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 제 1 해상도를 갖는 좌안용 2D 이미지 및 우안용 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하고, 상기 주파수 변환 연산부는 상기 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 상기 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들로 주파수 변환함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성한다.
또한, 상기 주파수 변환은 GFT(Generalized Fresnel Transform)를 포함하고, 상기 주파수 변환 연산부는 상기 제 1 해상도를 갖는 적어도 하나의 입력 이미지의 픽셀들 각각에 대해 FFT(fast　Fourier　transform)를 수행함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성한다.
또한, 상기 스케일링 연산부는 인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 상기 1 해상도의 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 2 해상도의 상기 제 2 복소 이미지로 업스케일링(up-scailing)한다.
또한, 상기 스케일링 연산부는 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 실수 이미지(real image) 및 제 1 허수 이미지(imaginary image)로 분리하고, 상기 제 1 실수 이미지 및 상기 제 1 허수 이미지 각각에 대한 상기 인터폴레이션을 수행함으로써, 상기 제 2 해상도에 대응되는 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 각각 생성하고, 상기 생성된 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 합성함으로써, 상기 제 2 복소 이미지를 생성한다.
또한, 상기 인코딩부는 상기 복소수 값들을 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩한다.
또한, 상기 스케일링 연산부는 입력 이미지가 상기 제 2 해상도를 갖는, 사이드 바이 사이드(side-by-side) 포맷의 스테레오 이미지 또는 탑-바텀(top-bottom) 포맷의 스테레오 이미지인 경우, 상기 스테레오 이미지를 상기 제 1 해상도의, 좌안 2D 이미지 및 우안 2D 이미지로 전처리하고, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 제 1 해상도의 상기 전처리된 좌안 2D 이미지 및 상기 우안 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함한다.
또한, 상기 스케일링 연산부는 입력 이미지가 상기 제 1 해상도보다 높은 제 3 해상도를 갖는 경우, 상기 제 3 해상도를 갖는 상기 입력 이미지를 상기 제 1 해상도로 다운스케일링(down-scailing)하고, 상기 입력 이미지 데이터는 상기 다운스케일링된 입력 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함한다.
또한, 상기 제 3 해상도는 상기 제 2 해상도와 동일할 수 있다.
상기된 바에 따르면, CGH 이미지를 생성하기 위한 CGH 프로세싱에서 많은 비중을 차지하는 GFT(Generalized Fresnel Transform) 연산(특히, FFT(fast Fourier transform) 연산)의 연산량을 감소시킬 수 있으므로, 고속으로 CGH 프로세싱을 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라, 홀로그램 이미지를 처리하는 컴퓨팅 장치를 이용하여 홀로그램 이미지를 표시하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 프로세서의 상세 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 입력 이미지의 예시를 도시한 도면이다.
도 4b는 다른 실시예에 따른 입력 이미지의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 CGH 이미지의 생성을 위한 CGH 프로세싱을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 주파수 변환 연산부에 의한 주파수 변환의 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스케일링 연산부에 의한 스케일링 변환의 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인코딩부에 의한 인코딩 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 다른 실시예에 따라 입력 이미지가 스테레오 이미지인 경우를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따라, 입력 이미지가 고해상도 이미지인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법의 흐름도이다.
본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 임의로 선정된 용어도 있으며, 이 경우 해당 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
실시예들에 대한 설명들에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예들에 기재된 “...부”, “...모듈”의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 실시예들에서 사용되는 “구성된다” 또는 “포함한다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 도는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 실시예들에서 사용되는 “제 1” 또는 “제 2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 대상들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 대상들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 대상을 다른 대상과 구별하는 목적으로만 사용된다.
하기 실시예들에 대한 설명은 권리범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 하며, 해당 기술분야의 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 실시예들의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 이하 첨부된 도면들을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따라, 홀로그램 이미지를 처리하는 컴퓨팅 장치를 이용하여 홀로그램 이미지를 표시하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 컴퓨팅 장치(10)는 입력 이미지(21)에 대한 CGH(Computer Generated Hologram) 프로세싱을 통해 CGH 이미지(23)를 생성하고, 생성된 CGH 이미지(23)를 가상의 3차원(3D) 공간 상에서 사용자(40)가 볼 수 있는 홀로그램 이미지(30)로 표시한다. 여기서, CGH 프로세싱은, 컴퓨팅 장치(10)에 의해 CGH 이미지(23)가 생성되기까지의 일련의 처리 과정들을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 그리고, 홀로그램 이미지(30)는 정지된 이미지, 또는 홀로그램으로 재생되는 동영상을 모두 포함한다.
홀로그램은, 빛의 진폭 및 위상을 조절하여 3D 공간 상에 객체를 재현함에 따라, 시야의 제한이 없고 입체 피로가 거의 없는 3차원 공간 표현 기술의 일종이다. 따라서, 빛의 진폭과 위상을 동시에 제어할 수 있는 복합 공간 광변조기(complex Spatial Light Modulator(SLM))를 이용하여 실시간으로 고해상도 홀로그램을 구현하는 디바이스들이 많이 개발되고 있다. 홀로그램은, 물체파와 참조파의 간섭 패턴(interference pattern)을 이용하여 3D 공간 상에 표시될 수 있다. 최근에는 홀로그램 동영상을 재생하기 위한 간섭 패턴을 프로세싱함으로써 평면 디스플레이(Flat panel display) 상에서 홀로그램을 제공할 수 있는 CGH 기술이 활용되고 있다.
디지털 홀로그램을 생성하는 방법, 예를 들어 CGH 기술은, 광학 신호들을 근사화하고 수학적 연산을 통해 생성된 간섭 패턴을 계산함으로써, 홀로그램을 생성한다. 디지털 홀로그램 생성 방법은, 3D 객체가 3D 포인트들의 집합으로 구성된다는 점에 기초하여, 3D 객체를 구성하는 모든 3D 포인트들 각각에 대응하는 포인트 홀로그램을 계산함으로써, 완성된 홀로그램을 표현한다.
컴퓨팅 장치(10)는, 고해상도의 홀로그램 이미지(30)를 표시하기 위하여, 저해상도의 입력 이미지(21)를 고해상도의 CGH 이미지(23)로 변환한다. 여기서, 홀로그램 이미지(30)는 평면(2D) 홀로그램, 볼륨(3D) 홀로그램을 모두 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 저해상도는 1920x1080 해상도의 FHD(Full HD)인 것으로 가정하고, 고해상도는 3840x2160 해상도의 UHD(Ultra HD)인 것으로 가정하여 설명하도록 하겠다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 저해상도는 HD이고 고해상도는 FHD일 수도 있고, 또는 저해상도는 HD이고 고해상도는 UHD일 수도 있다. 저해상도의 입력 이미지(21)로부터의 고해상도의 CGH 이미지(21)로의 변환은, 다양한 연산들이 포함된 CGH 프로세싱에 의해 수행될 수 있다. CGH 프로세싱에서는, 3D 공간 상의 각각의 홀로그램 포인트를 구하기 위한 FFT(fast Fourier transform)의 연산이 포함될 수 있다. CGH 프로세싱을 위한 연산량 또는 연산 속도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은, 대표적으로 FFT 연산을 예로 들 수 있다. CGH 프로세싱에서 FFT는 각 픽셀마다 수행되어야 한다. 따라서, 해상도가 높아지면 높아질수록 FFT도 반복적으로 보다 많이 수행될 수 밖에 없으므로, CGH 프로세싱을 위한 연산량이 늘어나고 연산 속도가 느려질 수 밖에 없다. 따라서, 보다 효율적으로 FFT 연산이 수행될 수 있다면, 고속으로 CGH 프로세싱이 완료될 수 있다. 이하에서는 본 실시예들에 따른 컴퓨팅 장치(10)는 저해상도의 입력 이미지(21)를 고해상도의 CGH 이미지(23)로 고속으로 변환하기 위한 CGH 프로세싱을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 이하의 해당 부분들에서 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참고하면, 컴퓨팅 장치(10)는 메모리(110), 프로세서(120), 디스플레이(130) 및 인터페이스부(140)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 컴퓨팅 장치(10)에는 실시예들과 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.
컴퓨팅 장치(10)는 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, PDA (personal digital assistants), 휴대형 미디어 플레이어, 비디오 게임용 콘솔, 텔레비젼 셋탑 박스, 태블릿 디바이스, 이북 리더, 웨어러블 디바이스 등을 예로 들 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 컴퓨팅 장치(10)의 범주에는 다양한 장치들이 포함될 수 있다.
프로세서(120)는 컴퓨팅 장치(10)의 전반적인 동작들 및 기능들을 제어하는 하드웨어이다. 예를 들어, 프로세서(120)는 운영체제(Operating System, OS)를 구동하고, CGH 프로세싱을 위한 그래픽스 API(Application Programming Interface)를 호출하고, 그래픽스 드라이버를 실행시킬 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 메모리(110)에 저장된 다양한 애플리케이션들, 예를 들어 홀로그램 재생 애플리케이션, 웹 브라우징 애플리케이션, 게임 애플리케이션, 비디오 애플리케이션 등을 실행할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 앞서 설명된, 저해상도의 입력 이미지(21)를 고해상도의 CGH 이미지(23)로 변환하기 위한 전반적인 CGH 프로세싱을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 CPU (Central Processing　Unit), GPU (Graphic　Processing　Unit), AP(Application Processor) 등과 같은 다양한 종류들로 구현될 수 있다.
메모리(110)는 컴퓨팅 장치(10) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(110)는 프로세서(120)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장하거나, 인터페이스(140)를 통해 수신된 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(110)는 앞서 설명된 저해상도의 입력 이미지(21)를 저장하고, 변환된 고해상도의 CGH 이미지(23)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(110)는 프로세서(120)의 CGH 프로세싱을 위하여, 입력 이미지(21)에 관한 데이터들, 예를 들어 입력 이미지(21)의 픽셀들의 컬러 값들, 좌표 값들, 깊이 값들 등을 저장할 수 있고, CGH 프로세싱에 의해 계산된 GFT 연산 결과들(특히 FFT 연산 결과들) 등을 저장할 수 있다.
메모리(110)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함하며, 나아가서, 컴퓨팅 장치(1)에 액세스될 수 있는 외부의 다른 스토리지 디바이스를 포함할 수 있다.
디스플레이(130)는 CGH 이미지(23)에 기초하여 3D 공간 상의 홀로그램 이미지(30)를 표시할 수 있는 하드웨어이다. 디스플레이(130)는 SLM과 같은 홀로그램을 위한 모듈을 포함할 수 있고, LCD, OLED 등과 같은 다양한 종류의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 즉, 디스플레이(130)는 홀로그램 이미지(30)를 표시하기 위한 다양한 모듈들, 구성들을 포함할 수 있다.
인터페이스부(140)는 컴퓨팅 장치(10)가 외부의 다른 디바이스들과 통신하기 위한 유/무선 네트워크 인터페이스의 하드웨어로 구현될 수 있다. 인터페이스부(140)는 예를 들어, 외부 서버, 다른 디바이스 등으로부터 CGH 이미지(23)로 변환하고자 하는, 입력 이미지(21)를 수신할 수 있다. 또한, 인터페이스부(140)는 다른 디바이스들에서 홀로그램 이미지(30)가 표시되거나 재생될 수 있도록, CGH 이미지(23)에 관한 데이터를 외부 서버, 다른 디바이스 등으로 전송할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 프로세서의 상세 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참고하면, 프로세서(120)는 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 프로세서(120)는 실시예들의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 실시예들에 관련된 구성요소들만이 도시되어 있을 뿐이므로, 프로세서(120)에는 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있다. 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124)는 각각의 기능들에 따라 별도의 독립적인 명칭들로 구분된 것일 뿐, 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124)는 하나의 프로세서(120)로 구현될 수 있다. 또는, 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124) 각각은 프로세서(120) 내의 하나 이상의 프로세싱 모듈들(또는 서브 프로세서들)에 대응될 수도 있다. 또는, 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124)는 각각의 기능들에 따라 구분된 별도의 소프트웨어 알고리즘 단위에 해당될 수도 있다. 즉, 프로세서(120) 내에서 주파수 변환 연산부(121), 스케일링 연산부(122), 인코딩부(123) 및 CGH 이미지 생성부(124)의 구현 형태는 어느 하나에 의해 제한되지 않는다.
주파수 변환 연산부(121)는, 저해상도(예를 들어, FHD)의 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써, 저해상도에 대응되는 복소 이미지(complex image)를 생성한다. 여기서, 입력 이미지 데이터는 2D 좌안용 이미지 및 2D 우안용 이미지의 데이터이거나, 3D 복셀 데이터, 3D 폴리곤 데이터 등일 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 입력 이미지의 예시를 도시한 도면이다. 그리고, 도 4b는 다른 실시예에 따른 입력 이미지의 예시를 도시한 도면이다.
도 4a를 참고하면, 입력 이미지는 2D 좌안용 컬러 이미지(410), 2D 좌안용 깊이(depth) 이미지(415), 2D 우안용 컬러 이미지(420) 및 2D 우안용 깊이 이미지(425)에 해당될 수 있다. 2D 좌안용 컬러 이미지(410) 및 2D 우안용 컬러 이미지(420)는 양안 시차를 이용한 일반적인 3D 이미지 재생을 위한 이미지들일 수 있다. 2D 좌안용 깊이 이미지(415) 및 2D 우안용 깊이 이미지(425)는 2D 좌안용 컬러 이미지(410) 및 2D 우안용 컬러 이미지(420) 사이의 차분 이미지들일 수 있다.
도 4b를 참고하면, 입력 이미지는 3D 복셀 데이터(430)에 해당될 수 있다. 즉, 입력 이미지 데이터는 3D 객체를 구성하는 복셀들의 좌표, 컬러 값 등에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
즉, 입력 이미지의 종류, 다시 말하면 입력 이미지 데이터의 종류는 어느 하나에 의해 제한되지 않고 다양할 수 있다. 다만, 본 실시예들에서는 설명의 편의를 위하여 입력 이미지는 2D 좌안용 및 우안용 이미지들인 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
다시 도 3을 참고하면, 주파수 변환 연산부(121)는, 저해상도(예를 들어, FHD)의 2D 좌안용 및 우안용 이미지들에 포함된 픽셀들 각각에 관한 좌표 데이터((x,y) 데이터), R, G, B 컬러 데이터 및 깊이 데이터(z축 좌표 데이터) 중 적어도 하나를 이용하여 GFT(Generalized Fresnel Transform) 연산을 수행한다. GFT 또는 프레넬 변환은 이미지의 프레넬 회절(Fresnel diffraction)에 의해 얻어지는 회절상(diffracted image)의 분포를 구하기 위한 연산으로서, 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다.
주파수 변환 연산부(121)는, GFT 연산이 수행될 때, 이미지에 포함된 픽셀들 각각에 대하여 FFT를 수행하고, 그 결과로서 각 픽셀에 대응되는 복소수(complex) 값을 획득한다. 각 픽셀에 대응되는 복소수 값은 프레넬 회절 패턴 상의 진폭 및 위상에 대한 정보를 포함할 수 있다. 주파수 변환 연산부(121)는, 각 픽셀에 대응되는 복소수 값에 기초하여, 복소 이미지(complex image)를 생성할 수 있다. 즉, 주파수 변환 연산부(121)는, 저해상도(예를 들어, FHD)의 2D 좌안용 및 우안용 이미지들을 이용하여, 저해상도에 대응되는 복소 이미지를 생성할 수 있다.
스케일링 연산부(122)는 저해상도(예를 들어, FHD)의 복소 이미지를, 고해상도(예를 들어, UHD)의 복소 이미지로 스케일링 변환한다. 구체적으로, 스케일링 연산부(122)는 저해상도의 복소 이미지에 대한 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 저해상도의 복소 이미지를 고해상도의 복소 이미지로 업스케일링(up-scailing)한다. 복소 이미지의 업스케일링은, 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을 이용하여 인터폴레이션을 수행하는 것을 의미한다. 여기서, 업스케일링을 위해서는, nearest-neighbor 인터폴레이션, bilinear 인터폴레이션, bicubic 인터폴레이션 등이 사용될 수 있다.
예로 든 바와 같이, 저해상도의 복소 이미지가 1920x1080 해상도이고 고해상도의 복소 이미지가 3840x2160 해상도인 경우, 스케일링 연산부(122)는 2x 업스케일링을 수행할 수 있다.
앞서 CGH 프로세싱의 가장 큰 부담(load)은 FFT 인 것으로 설명하였다. CGH 프로세싱에서 FFT는 각 픽셀마다 수행되므로, 해상도가 높으면 높을수록 연산량이 증대되고 연산 속도가 느려질 수 있다. 본 실시예에 따른 프로세서(120)는 저해상도(예를 들어, 1920x1080)의 픽셀들에 대한 FFT를 수행하고 나서, 업스케일링을 수행한다. 따라서, 프로세서(120)가 최종적으로 고해상도(예를 들어, 3840x2160)의 이미지를 생성한다 할지라도, 고해상도의 픽셀들에 대해 FFT가 수행되지 않을 수 있으므로, 연산량 또는 연산 속도를 줄일 수 있다. 다시 말하면, 저해상도(예를 들어, 1920x1080)로부터 고해상도(예를 들어, 3840x2160)로의 업스케일링이 먼저 수행되고 나서 고해상도(예를 들어, 3840x2160)의 픽셀들에 대한 FFT가 수행되는 경우와 비교하면, 본 실시예는 최소 약 2배의 연산량 또는 연산 속도를 절감시킬 수 있다.
스케일링 변환을 보다 구체적으로 설명하면, 스케일링 연산부(122)는 저해상도에 대응되는 복소 이미지를 저해상도에 대응되는 실수 이미지(real image) 및 허수 이미지(imaginary image)로 분리한다. 그리고 나서, 스케일링 연산부(122)는 저해상도에 대응되는 실수 이미지 및 허수 이미지 각각에 대한 인터폴레이션을 수행함으로써, 고해상도에 대응되는 실수 이미지 및 허수 이미지를 각각 생성한다. 스케일링 연산부(122)는 마지막으로, 고해상도에 대응되는 실수 이미지 및 허수 이미지를 합성함으로써 고해상도에 대응되는 복소 이미지를 생성한다.
인코딩부(123)는 스케일링 변환된 복소 이미지에서 고해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩한다. 예를 들어, 인코딩부(123)는 복소 이미지의 복소수 값들을 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩할 수 있다.
CGH 이미지 생성부(124)는 인코딩된 정수 값들을 이용하여 고해상도(예를 들어, UHD)의 CGH 이미지를 생성한다. 위와 같이, 프로세서(120)에 의한 CGH 프로세싱이 수행됨으로써, 저해상도의 입력 이미지(도 1의 21)는 CGH 이미지(도 1의 23)로 변환될 수 있다. 여기서, CGH 이미지는, 복소수 값들에 기초하여, Complex SLM에 의하여 픽셀 별로 위상(phase) 값들이 제어되고 Amplitude SLM에 의하여 픽셀 별로 투과율이 제어됨으로써 출력될 수 있다. 따라서, 인코딩된 정수 값들은, CGH 이미지의 출력을 위한 Complex SLM 및 Amplitude SLM을 제어하기 위해 사용될 수 있다.도 5는 일 실시예에 따른 CGH 이미지의 생성을 위한 CGH 프로세싱을 설명하기 위한 도면이다.
501 단계에서, 주파수 변환 연산부(121)는 FHD 좌안용 컬러 이미지(510), FHD 좌안용 깊이 이미지(515), FHD 우안용 컬러 이미지(520) 및 FHD 우안용 깊이 이미지(525)를 획득하고, 이 이미지들(510, 515, 520 및 525)로부터 각 픽셀에 대한 RGB 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 획득한다. 다만, 본 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 2D 이미지들이 이용되는 것으로 가정하였으나, 앞서 설명된 바와 같이 3D 복셀 데이터 등도 이용될 수 있다.
주파수 변환 연산부(121)는 각 픽셀에 대하여 GFT 연산을 수행한다. 특히, 주파수 변환 연산부(121)는 각 픽셀의 픽셀 값(예를 들어, 컬러 값, 깊이 값 등)을 이용하여 FFT 연산을 수행할 수 있다. 그 결과, 주파수 변환 연산부(121)는 각 픽셀에 대응되는 복소수 값을 획득하고, 획득된 복소수 값에 기초한 FHD 해상도에 대응되는 복소 이미지를 생성할 수 있다. 주파수 변환 연산부(121)는 FHD 해상도의 이미지를 획득하였으므로, FFT 연산은 FHD 해상도의 픽셀들의 개수만큼 수행된다.
502 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 FHD 해상도에 대응되는 복소 이미지를 UHD 해상도(3840x2160)에 대응되는 복소 이미지로 업스케일링한다. UHD 해상도는 FHD 해상도의 2배이므로, 스케일링 연산부(122)는 2x 업스케일링을 수행할 수 있다. 스케일링 연산부(122)는 FHD 해상도에 대응되는 복소 이미지에서 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을 인터폴레이팅함으로써 UHD 해상도의 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을 획득하고, UHD 해상도에 대응되는 복소 이미지를 생성한다.
502 단계에서의 업스케일링이 완료되기 이전까지, 프로세서(120)는 저해상도의 픽셀들에 대한 연산을 수행한다. 만약, 501 단계 및 502 단계의 순서가 뒤바뀌어 처리되는 것으로 가정할 경우(즉, 502 단계 이후에 501 단계가 수행되는 것으로 가정할 경우), 주파수 변환 연산부(121)는 스케일링 연산부(122)에 의해 UHD 해상도로 업스케일링된 픽셀들을 처리하게 된다. 따라서, 이와 같은 경우, 주파수 변환 연산부(121)는 원래보다 2배의 픽셀들(3840x2160)에 대해 FFT 연산을 수행하여야 하므로, 501 단계 및 502 단계의 순서로 처리될 경우보다 많은 연산량이 소모되어 비효율적일 수 있다.
503 단계에서, 인코딩부(123)는 UHD 해상도에 대응되는 복소 이미지에서 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을, 각 픽셀에 대응되는 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩한다.
504 단계에서, CGH 이미지 생성부(124)는 503 단계의 결과(인코딩 결과)에 기초하여, UHD 좌안용 CGH 이미지(550) 및 UHD 우안용 CGH 이미지(555)를 생성한다.
한편, 디스플레이(도 2의 130)는 생성된 UHD 좌안용 CGH 이미지(550) 및 UHD 우안용 CGH 이미지(555)를 이용하여 홀로그램 이미지(도 1의 30)를 3차원 공간 상에 표시할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 주파수 변환 연산부에 의한 주파수 변환의 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 주파수 변환 연산부(121)는, 메모리(도 2의 110)에 저장된 FHD 좌안용 컬러 이미지(510), FHD 좌안용 깊이 이미지(515), FHD 우안용 컬러 이미지(520) 및 FHD 우안용 깊이 이미지(525)를 획득한다. 주파수 변환 연산부(121)는, 이미지들(510, 515, 520 및 525)뿐만 아니라, 메모리(도 2의 110)로부터 이미지들(510, 515, 520 및 525)의 각 픽셀에 대한 RGB 컬러 데이터 및 깊이 데이터도 획득할 수 있다. 한편, 만약 2D 이미지 데이터가 아닌, 3D 복셀 데이터가 입력 이미지 데이터로 이용되는 경우, 주파수 변환 연산부(121)는, 각 복셀에 대한 RGB 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 이용할 수 있다.
주파수 변환 연산부(121)는, FHD(1920x1080) 해상도의 각 픽셀에 대해 주파수 변환(601)을 수행한다. 주파수 변환(601)은 GFT 연산을 의미할 수 있고, 주파수 변환(601) 중에는 특히 FFT 연산이 수행될 수 있다. 주파수 변환(601)의 결과, 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들이 획득될 수 있다. GFT 연산이 수행되었으므로, 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들은 프레넬 회절 패턴 상의 진폭 및 위상에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 주파수 변환 연산부(121)는, 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들에 기초하여 FHD 해상도에 대응되는 복소 이미지(610)를 생성할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 스케일링 연산부에 의한 스케일링 변환의 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참고하면, 스케일링 연산부(122)는 도 6의 FHD 해상도에 대응되는 복소 이미지(610)를 이용한다.
701 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 복소 이미지(610)를, FHD 해상도에 대응되는 실수 이미지(real image)(620) 및 허수 이미지(imaginary image)(625)로 분리한다(separate). 다시 말하면, 스케일링 연산부(122)는 복소 이미지(610)에서의 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을, 실수 파트(real part)의 실수 값들 및 허수 파트(imaginary part)의 허수 값들로 분리한다. 복소수 값들은 결국 복소 이미지(610)에 대응되고, 실수 값들은 결국 실수 이미지(620)에 대응되고, 허수 값들은 결국 허수 이미지(625)에 대응될 수 있다.
702 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 FHD 해상도에 대응되는 실수 이미지(620)에 대한 인터폴레이션을 수행함으로써, UHD 해상도에 대응되는 실수 이미지(630)로 2x 업스케일링한다.
703 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 FHD 해상도에 대응되는 허수 이미지(625)에 대한 인터폴레이션을 수행함으로써, UHD 해상도에 대응되는 허수 이미지(635)로 2x 업스케일링한다. 다만, 본 실시예에서는 702 단계 이후에 703 단계가 수행되는 것으로 설명되었으나, 702 단계와 703 단계의 순서는 변경될 수도 있다.
704 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 UHD 해상도에 대응되는 실수 이미지(630) 및 UHD 해상도에 대응되는 허수 이미지(635)를 합성(synthesis)함으로써, UHD 해상도(3840x2160)에 대응되는 업스케일링된 복소 이미지(650)를 생성한다. 여기서, 복소 이미지(650)의 생성은 결국 UHD 해상도(3840x2160)의 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들의 획득을 의미할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 인코딩부에 의한 인코딩 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참고하면, 인코딩부(123)는 도 7의 UHD 해상도에 대응되는 복소 이미지(650)를 이용한다.
인코딩부(123)는, UHD 해상도에 대응되는 복소 이미지(650)에서 각 픽셀에 대응되는 복소수 값들을 8비트 무부호 정수들로 인코딩한다. 예를 들어, 인코딩부(123)는, 픽셀(x1,y1)에 대하여 “10.....1”을 인코딩하고, 픽셀(x2,y1)에 대하여 “00..1..1”을 인코딩하고, 픽셀(x3,y1)에 대하여 “11.....0”을 인코딩하고, 나머지 픽셀들에 대해서도 8비트 무부호 정수들을 인코딩한다. 이와 같은, 각 픽셀에 대응되는 8비트 무부호 정수들은 UHD 해상도의 CGH 이미지(도 1의 23)의 각 픽셀에 대응되는 값들로서, 홀로그램 이미지(도 1의 30)의 각 홀로그램 포인트에 대응되는 값일 수 있다.
프로세서(120)는 위와 같이, 저해상도의 픽셀들에 대한 주파수 변환(예를 들어, FFT)을 수행하는 CGH 프로세싱을 통하여 저해상도의 입력 이미지(도 1의 21)를 고해상도 CGH 이미지(도 1의 23)로 고속으로 변환할 수 있고, 이에 따라 디스플레이(130)는 고해상도의 홀로그램 이미지(도 1의 30)를 표시할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 다른 실시예에 따라 입력 이미지가 스테레오 이미지인 경우를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a를 참고하면, 입력 이미지는 사이드-바이-사이드(side-by-side) 스테레오 이미지(910)일 수 있다. 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)는 2D 좌안용 이미지(911)와 2D 우안용 이미지(913)가 수평적으로 나열된 형태의 이미지를 의미한다. 입력 이미지가 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)인 경우, 스케일링 연산부(122)는 먼저 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)에 대한 수평(horizontal) 스케일링을 수행한다. 수평 스케일링 결과, 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)는 저해상도(예를 들어, FHD)의 2D 좌안용 이미지(920) 및 저해상도의 2D 우안용 이미지(925)의 별개의 이미지들로 복원된다. 즉, 스케일링 연산부(122)는 주파수 변환 연산부(121)에 의한 주파수 변환이 수행되기 이전의 전처리로서, 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)를 저해상도의 2D 이미지들(920 및925)로 복원한다. 주파수 변환 연산부(121)는 복원된 2D 이미지들(920 및925)을 이용하여 주파수 변환을 수행하고, 이후의 CGH 프로세싱이 수행됨으로써 고해상도(예를 들어, UHD)의 CGH 이미지들(도 5의 550 및 555)이 생성될 수 있다. 즉, 입력 이미지가 사이드-바이-사이드 스테레오 이미지(910)인 다른 실시예에 따르면, 수평 스케일링의 전처리 단계가 추가될 수 있다.
도 9b를 참고하면, 입력 이미지는 탑-바텀(top-bottom) 스테레오 이미지(930)일 수 있다. 탑-바텀 스테레오 이미지(930)는 2D 좌안용 이미지(931)와 2D 우안용 이미지(933)가 수직적으로 나열된 형태의 이미지를 의미한다. 입력 이미지가 탑-바텀 스테레오 이미지(930)인 경우, 스케일링 연산부(122)는 먼저 탑-바텀 스테레오 이미지(930)에 대한 수직(vertical) 스케일링을 수행한다. 수직 스케일링 결과, 탑-바텀 스테레오 이미지(930)는 저해상도(예를 들어, FHD)의 2D 좌안용 이미지(940) 및 저해상도의 2D 우안용 이미지(94)의 별개의 이미지들로 복원된다. 즉, 스케일링 연산부(122)는 주파수 변환 연산부(121)에 의한 주파수 변환이 수행되기 이전의 전처리로서, 탑-바텀 스테레오 이미지(930)를 저해상도의 2D 이미지들(940 및945)로 복원한다. 주파수 변환 연산부(121)는 복원된 2D 이미지들(940 및945)을 이용하여 주파수 변환을 수행하고, 이후의 CGH 프로세싱이 수행됨으로써 고해상도(예를 들어, UHD)의 CGH 이미지들(도 5의 550 및 555)이 생성될 수 있다. 즉, 입력 이미지가 탑-바텀 스테레오 이미지(930)인 다른 실시예에 따르면, 수직 스케일링의 전처리 단계가 추가될 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따라, 입력 이미지가 고해상도 이미지인 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서 설명되는 또 다른 실시예는 입력 이미지의 해상도와 생성될 CGH 이미지의 해상도가 동일한 경우일 수 있다.
앞서 도 5 등에서 설명된 실시예들과 달리, 입력 이미지의 해상도는 생성될 CGH 이미지의 해상도와 동일한 고해상도(예를 들어, UHD) 이미지일 수 있다.
1001 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 고해상도(예를 들어, UHD)의 좌안용 이미지(1010) 및 고해상도의 우안용 이미지(1015)를 다운스케일링(down-scailing)한다. 즉, 스케일링 연산부(122)는 고해상도의 이미지들(1010 및 1015)을 저해상도(예를 들어, FHD)의 좌안용 이미지(1020) 및 저해상도의 우안용 이미지(1025)로 다운스케일링할 수 있다. 이때, 스케일링 연산부(122)는 앞서 설명된 인터폴레이션을 수행함으로써 고해상도의 이미지들(1010 및 1015)을 다운스케일링할 수 있다. 이와 같이, 다운스케일링의 전처리를 수행하는 이유는, 주파수 변환 연산부(121)의 FFT 연산(즉, GFT 연산)의 연산량을 줄이기 위함이다. 해상도가 낮아질수록 픽셀들의 개수가 적어지고 픽셀들의 개수에 대응되는 FFT 연산 횟수가 줄어들기 때문에, 주파수 변환 연산부(121)의 FFT 연산의 연산량이 감소될 수 있다.
이후의 CGH 프로세싱인 1002 단계, 1003 단계, 1004 단계 및 1005 단계는 각각 도 5의 501 단계, 502 단계, 503 단계 및 503 단계에 대응되므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
결국, 또 다른 실시예에 따라 입력 이미지가 고해상도의 이미지들(1010 및 1015)이라 할지라도, 고해상도(예를 들어, 3840x2160)의 픽셀들이 아닌, 저해상도(예를 들어, 1920x1080)의 픽셀들에 대해 주파수 변환의 연산이 수행되므로, 고해상도의 픽셀들에 대해 주파수 변환의 연산이 수행될 경우보다(다시 말하면, 다운스케일링이 수행되지 않는 경우보다) 고해상도(예를 들어, UHD) 좌안용 CGH 이미지(1030) 및 고해상도 우안용 CGH 이미지(1035)를 생성하기까지의 CGH 프로세싱을 수행하는 프로세서(120)의 연산량이 감소되고, 연산 속도가 증가할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법의 흐름도이다. 도 11을 참고하면, 홀로그래픽 이미지의 처리 방법은 앞서 설명된 컴퓨팅 장치(10)(프로세서(120))에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 앞선 도면들에서 설명되었던 내용들은 도 11의 홀로그래픽 이미지의 처리 방법에도 적용될 수 있다.
1110 단계에서, 주파수 변환 연산부(121)는 제 1 해상도(저해상도, 예를 들어 FHD)를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 제 1 해상도에 대응되는 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성한다.
1120 단계에서, 스케일링 연산부(122)는 제 1 해상도를 갖는 제 1 복소 이미지를, 제 2 해상도(고해상도, 예를 들어 UHD)를 갖는 제 2 복소 이미지로 스케일링 변환한다.
1130 단계에서, 인코딩부(123)는 스케일링 변환된 제 2 복소 이미지에서 제 2 해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩한다.
1140 단계에서, CGH 이미지 생성부(124)는 인코딩된 정수 값들을 이용하여 제 2 해상도를 갖는 CGH 이미지를 생성한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 홀로그래픽 이미지를 처리하는 방법에 있어서,
    제 1 해상도를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성하는 단계;
    상기 제 1 해상도를 갖는 상기 제 1 복소 이미지를, 상기 제 1 해상도보다 높은 해상도인 제 2 해상도를 갖는 제 2 복소 이미지로 업스케일링(up-scaling) 변환하는 단계;
    상기 업스케일링 변환된 제 2 복소 이미지에서 상기 제 2 해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩하는 단계; 및
    상기 인코딩된 정수 값들을 이용하여 상기 제 2 해상도를 갖는 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 업스케일링 변환하는 단계는
    인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 상기 1 해상도의 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 2 해상도의 상기 제 2 복소 이미지로 업스케일링하고,
    상기 업스케일링 변환하는 단계는
    상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 실수 이미지(real image) 및 제 1 허수 이미지(imaginary image)로 분리하는 단계;
    상기 제 1 실수 이미지 및 상기 제 1 허수 이미지 각각에 대한 상기 인터폴레이션을 수행함으로써, 상기 제 2 해상도에 대응되는 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 각각 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 합성함으로써, 상기 제 2 복소 이미지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 제 1 해상도를 갖는 좌안용 2D 이미지 및 우안용 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하고,
    상기 제 1 복소 이미지를 생성하는 단계는
    상기 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 상기 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들로 주파수 변환함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 변환은
    GFT(Generalized Fresnel Transform)를 포함하고,
    상기 제 1 복소 이미지를 생성하는 단계는
    상기 제 1 해상도를 갖는 적어도 하나의 입력 이미지의 픽셀들 각각에 대해 FFT(fast　Fourier　transform)를 수행함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는, 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩하는 단계는
    상기 복소수 값들을 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩하는, 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    입력 이미지가 상기 제 2 해상도를 갖는, 사이드 바이 사이드(side-by-side) 포맷의 스테레오 이미지 또는 탑-바텀(top-bottom) 포맷의 스테레오 이미지인 경우, 상기 스테레오 이미지를 상기 제 1 해상도의, 좌안 2D 이미지 및 우안 2D 이미지로 전처리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 제 1 해상도의 상기 전처리된 좌안 2D 이미지 및 상기 우안 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    입력 이미지가 상기 제 1 해상도보다 높은 제 3 해상도를 갖는 경우, 상기 제 3 해상도를 갖는 상기 입력 이미지를 상기 제 1 해상도로 다운스케일링(down-scaling)하는 단계를 더 포함하고,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 다운스케일링된 입력 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 4 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  11. 홀로그래픽 이미지를 처리하는 장치에 있어서,
    제 1 해상도를 갖는 입력 이미지 데이터에 대한 주파수 변환을 수행함으로써 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 복소 이미지(complex image)를 생성하는 주파수 변환 연산부;
    상기 제 1 해상도를 갖는 상기 제 1 복소 이미지를, 상기 제 1 해상도보다 높은 해상도인 제 2 해상도를 갖는 제 2 복소 이미지로 업스케일링(up-scaling) 변환하는 스케일링 연산부;
    상기 업스케일링 변환된 제 2 복소 이미지에서 상기 제 2 해상도의 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들을 정수 값들로 인코딩하는 인코딩부; 및
    상기 인코딩된 정수 값들을 이용하여 상기 제 2 해상도를 갖는 CGH(Computer Generated Hologram) 이미지를 생성하는 CGH 이미지 생성부를 포함하고,
    상기 스케일링 연산부는
    인터폴레이션(interpolation)을 이용하여 상기 1 해상도의 상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 2 해상도의 상기 제 2 복소 이미지로 업스케일링하고,
    상기 스케일링 연산부는
    상기 제 1 복소 이미지를 상기 제 1 해상도에 대응되는 제 1 실수 이미지(real image) 및 제 1 허수 이미지(imaginary image)로 분리하고,
    상기 제 1 실수 이미지 및 상기 제 1 허수 이미지 각각에 대한 상기 인터폴레이션을 수행함으로써, 상기 제 2 해상도에 대응되는 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 각각 생성하고,
    상기 생성된 제 2 실수 이미지 및 제 2 허수 이미지를 합성함으로써, 상기 제 2 복소 이미지를 생성하는, 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 제 1 해상도를 갖는 좌안용 2D 이미지 및 우안용 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하고,
    상기 주파수 변환 연산부는
    상기 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 상기 픽셀들 각각에 대응되는 복소수 값들로 주파수 변환함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는, 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수 변환은
    GFT(Generalized Fresnel Transform)를 포함하고,
    상기 주파수 변환 연산부는
    상기 제 1 해상도를 갖는 적어도 하나의 입력 이미지의 픽셀들 각각에 대해 FFT(fast　Fourier　transform)를 수행함으로써 상기 제 1 복소 이미지를 생성하는, 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 인코딩부는
    상기 복소수 값들을 8 비트 무부호 정수(8bit unsigned integer) 값들로 인코딩하는, 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 스케일링 연산부는
    입력 이미지가 상기 제 2 해상도를 갖는, 사이드 바이 사이드(side-by-side) 포맷의 스테레오 이미지 또는 탑-바텀(top-bottom) 포맷의 스테레오 이미지인 경우, 상기 스테레오 이미지를 상기 제 1 해상도의, 좌안 2D 이미지 및 우안 2D 이미지로 전처리하고,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 제 1 해상도의 상기 전처리된 좌안 2D 이미지 및 상기 우안 2D 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하는, 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 스케일링 연산부는
    입력 이미지가 상기 제 1 해상도보다 높은 제 3 해상도를 갖는 경우, 상기 제 3 해상도를 갖는 상기 입력 이미지를 상기 제 1 해상도로 다운스케일링(down-scaling)하고,
    상기 입력 이미지 데이터는
    상기 다운스케일링된 입력 이미지의 픽셀들의 컬러 데이터 및 깊이 데이터를 포함하는, 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 3 해상도는 상기 제 2 해상도와 동일한 것을 특징으로 하는, 장치.
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