KR102664383B1 - 영상 데이터 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

영상 데이터를 처리와 관련하여, 포커스 텀의 주기성을 이용하여 포커스 텀을 획득하는 방법이 개시된다. 포커스 텀은 영상 데이터를 처리하는 복수의 연산 과정에서 이용될 수 있다.

Description

영상 데이터 처리 방법 및 장치{Apparatus and Method of processing image data}
본 개시는 영상 데이터 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 들어 3차원 영상에 관련된 기술이 많이 연구되고 있다. 빛의 진폭과 위상을 동시에 제어할 수 있는 복합 공간 광변조기(Complex Spatial Light Modulator, SLM)를 이용하여 실시간으로 고화질 홀로그램을 구현하는 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근에는 홀로그램 동영상을 재생하기 위해서 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated hologram, CGH)이 사용되고 있으며, 영상 데이터 처리 장치는 홀로그램 평면의 각 위치에 대한 홀로그램 값을 연산하는데, 연산량이 매우 방대하다. 일부 기술에 따른 영상 데이터 처리 장치는 공간상의 한 점을 표현하기 위해서 푸리에 변환(Fourier Transform) 등과 같은 복잡한 연산을 수행해야 한다.
TV, 모바일 디바이스 등의 영상 데이터 처리 장치는 홀로그램 영상을 재생하기 위해 영상 데이터를 처리할 수 있다. 이 경우, 영상 데이터 처리 장치는 영상 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하고, 변환된 데이터를 이용하여 영상을 재생할 수 있다.
영상 데이터 처리가 수행될 때, 많은 연산량에 따라 많은 시간이 소요된다. 특히, 모바일 디바이스와 같은 휴대용 디바이스들은 크기에 제한이 있고, 사용 가능한 전력(POWER)에도 제한이 있다. 따라서, 영상 데이터 처리가 수행될 때, 연산량 및 시간을 줄이기 위한 방법들이 요구된다.
보다 작은 크기의 메모리를 이용하여 영상 데이터를 처리하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
제 1 측면에 따른 영상 데이터 처리 방법은 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값을 획득하는 단계; 상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인 기준 상수를 획득하는 단계; 기설정된 복수개의 구간들 중 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간에 따라 상기 기준 상수의 위상을 갱신하여 상기 홀로그램 영상의 포커싱에 이용되는 상수인 포커스 텀을 획득하는 단계; 및 상기 포커스 텀을 이용한 연산을 수행하여 상기 홀로그램 영상의 디스플레이에 이용되는 영상 데이터를 획득하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 측면에 따른 영상 데이터 처리 장치는 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값을 획득하고, 상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인 기준 상수를 획득하고, 기설정된 복수개의 구간들 중 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간에 따라 상기 기준 상수의 위상을 갱신하여 상기 홀로그램 영상의 포커싱에 이용되는 상수인 포커스 텀을 획득하고, 상기 포커스 텀을 이용한 연산을 수행하여 상기 홀로그램 영상의 디스플레이에 이용되는 영상 데이터를 획득하는 프로세서; 및 상기 획득한 영상 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 측면에 따른, 영상 데이터 처리 방법을 컴퓨터에서 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 기록 매체를 제공할 수 있다.
보다 작은 크기의 메모리를 이용하여 영상 처리에 이용되는 상수를 획득할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터에 대한 연산을 수행하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 복수회의 푸리에 변환 또는 복수회의 역푸리에 변환을 수행하여 영상 데이터를 처리하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 실수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 허수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 실수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리 제곱의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 허수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리 제곱의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 9는 영상 데이터 처리 장치를 주소 데이터를 이용하여 구현하는 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용되는 일 실시 예에 따른 포커스 텀의 주기성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용되는 일 실시 예에 따른 기준 상수의 주기성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치에 포함되는 주소 제너레이터(910)의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치에 포함되고, 기준 상수로부터 포커스 텀을 획득하는 갱신기(updater)(920)의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치가 포커스 텀을 이용하여 푸리에 연산을 수행하여 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시 예는 기술적 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시 예로부터 해당 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 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 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 실시 예들은 렌더링 방법 및 장치에 관한 것으로서 이하의 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 1을 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 등을 포함할 수 있다. 또는 영상 데이터 처리 장치(100)는 디스플레이(130)를 포함할 수 있다. 디스플레이(130)는 프로세서(110)로부터 데이터를 수신하여 영상을 디스플레이 할 수 있다. 또는 디스플레이(130)는 프로세서(110)의 명령에 따라 메모리(120)로부터 직접 수신한 데이터를 이용하여 영상을 디스플레이 할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(110)는 레이어 기초 알고리즘(layer based algorithm)을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 홀로그램의 재생 영역을 뎁스(depth) 기준으로 분할하여 계산할 수 있다. 프로세서(110)는 분할된 각 레이어에 패스트 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 또는 역패스트 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 홀로그램 영상의 한 픽셀에 대한 데이터를 2번의 패스트 푸리에 변환을 수행하여 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌표 값은 기준에 따라 달라질 수 있다. 따라서 동일한 픽셀에 대응되는 좌표 값이라도 기준에 따라 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(130)의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제1 좌표 값(x1, y1)이고, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)이고, 망막의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제3 좌표 값(x2, y2)인 경우, 동일한 픽셀에 대응되는 제1 좌표 값(x1, y1), 제2 좌표 값(u, v) 및 제3 좌표 값(x2, y2)은 서로 상이할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(110)가 2번의 패스트 푸리에 변환을 수행할 때 포커스 텀을 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따른 포커스 텀은 홀로그램 영상과 관련하여 포커싱에 이용될 수 있다. 프로세서(110)는 디스플레이(130)로부터 동공까지의 구간에 대한 패스트 푸리에 변환인 제1 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 동공으로부터 망막까지의 구간에 대한 패스트 푸리에 변환인 제2 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 제1 푸리에 변환을 수행한 결과에 포커스 텀을 곱한 값을 제2 푸리에 변환의 입력으로 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따른 포커스 텀은 룩업테이블로부터 획득될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는 제2 좌표 값(u, v)에 대응하는 포커스 텀을 메모리(120)에 저장된 룩업테이블로부터 로드할 수 있다.
일 실시 예에 따른 포커스 텀은 주기성을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀은 주기성을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀은 사인곡선적(sinusoidal)일 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(120)는 포커스 텀의 전체 주기 중 일부에 대한 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 예를 들면, 메모리(120)는 포커스 텀의 1/4 주기에 대한 데이터를 저장하고 있을 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(110)는 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수를 포커스 텀의 전체 주기 중 일부에 대한 데이터를 저장하고 있는 메모리(120)로부터 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따른 기준 상수는 프로세서(110)가 포커스 텀의 전체 주기 중 일부에 대한 데이터를 저장하고 있는 메모리(120)에 저장된 복수개의 상수 중 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준 상수는 포커스 텀의 1/4 주기 내에서 포커스 텀이 될 수 있는 상수들 중 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수일 수 있다. 이 경우, 4가지 상이한 제2 좌표 값(u, v)에 대해서 동일한 기준 상수가 대응될 수도 있다.
이하에서는 포커스 텀의 주기성을 이용해 포커스 텀에 할당되는 메모리 량을 감소시키는 방법을 개시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터를 수신하고, 수신한 영상 데이터에 대응되는 영상을 출력할 수 있다.
단계 S210에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터를 수신한다. 예를 들어, CGH(Computer-Generated Holography)연산에 있어서 레이어 기초 알고리즘을 영상 데이터에 적용하는 경우, 영상 데이터는 컬러 데이터(또는 컬러 영상), 뎁스 데이터(또는 뎁스 영상) 등일 수 있다. 컬러 데이터는 레이어마다 복수의 컬러들을 나타내는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 컬러 데이터는 레드 데이터, 블루 데이터 및 그린 데이터 중 적어도 하나일 수 있다. 레이어 기초 알고리즘은 홀로그램의 재생 영역을 뎁스를 기준으로 분할하여 분할된 각 평면의 데이터를 처리하는 방법이다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 홀로그램 영상을 생성 또는 디스플레이하는 과정에서 분할된 각 평면의 데이터를 푸리에 변환 또는 역푸리에 변환할 수 있다.
단계 S220에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 단계 S230에서 프로퍼게이션(propagation)을 수행하기 위해 단계 S210에서 수신한 영상 데이터의 형태를 변형할 수 있다. 예를 들면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 단계 S210에서 수신한 데이터에 대해서 정규화(normalization)를 수행할 수 있다. 일 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 0~255 중 하나의 값을 갖고 단계 S210에서 수신된 그린 데이터를 0~1 중 하나의 값에 대응시킬 수 있다.
또는 영상 데이터 처리 장치(100)는 단계 S220에서 화질 보정 및 필드 연산을 수행할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터의 화질을 향상시키기 위해 영상 데이터를 보정할 수 있다.
단계 S230에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 푸리에 변환(Fourier Transform), 패스트 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT), 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform, FFT) 또는 역패스트 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, FFT)을 수행할 수 있다.
예를 들어, 영상 데이터 처리 장치(100)는 2D 매트릭스 형태의 영상 데이터를 푸리에 변환할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 2D 푸리에 변환을 위해 1D 푸리에 변환을 2회 수행할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터를 행 방향으로 1D 푸리에 변환하고, 변환된 영상 데이터를 열 방향으로 1D 푸리에 변환할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 푸리에 변환을 통해 홀로그래픽 영상을 생성한다.
다른 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 복수번의 푸리에 또는 역푸리에 변환을 수행하는 과정에서 포커스 텀을 이용할 수 있다. 일 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 패스트 푸리에 변환을 수행하고, 제1 패스트 푸리에 변환 결과에 포커스 텀이 곱해진 결과를 제2 패스트 푸리에 변환의 입력으로 이용할 수 있다. 다른 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 역패스트 푸리에 변환을 수행하고, 제1 역패스트 푸리에 변환 결과에 포커스 텀이 곱해진 결과를 제2 역패스트 푸리에 변환의 입력으로 이용할 수 있다.
단계 S240에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 인코딩을 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 픽셀 인코딩을 통하여 화면에 입력될 데이터를 생성한다.
단계 S250에서, 영상 데이터 처리 장치(100)는 디스플레이로 영상을 출력한다. 디스플레이는 영상을 표시하는 장치를 폭넓게 지칭할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 많은 연산이 수행되는 단계 S230에서 포커스 텀을 획득하기 위해 메모리에 저장하는 데이터가 감소될 수 있다. 예를 들면, 좌표 값에 대응되는 포커스 텀의 주기성을 이용하여 포커스 텀에 대한 데이터량을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따를 때, 포커스 텀의 주기 내의 대칭성(예: 세로축 대칭, 점 대칭 등)을 이용하여 포커스 텀에 대한 데이터량을 더 감소시킬 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터에 대한 연산을 수행하는 방법을 설명하는 도면이다. 구체적으로 디스플레이(310)에서 디스플레이되는 영상이 동공(320)을 통해 망막(330)에서 인식되는 과정에서 수행되는 영상 데이터의 연산에 대해 설명한다.
일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 홀로그램 영상을 처리하는 과정에서 복수회의 푸리에 변환 또는 역푸리에 변환을 수행할 수 있다.
예를 들면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 디스플레이(310)에서부터 동공(320)까지의 구간인 제1 구간(340)에 대한 푸리에 변환인 제1 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 또는 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 구간(340)에 대한 역푸리에 변환인 제1 역푸리에 변환을 수행할 수 있다.
다른 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 동공(320)에서부터 망막(330)까지의 구간인 제2 구간(350)에 대한 푸리에 변환인 제2 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 또는 영상 데이터 처리 장치(100)는 제2 구간(350)에 대한 역푸리에 변환인 제2 역푸리에 변환을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 복수회의 푸리에 변환 또는 역푸리에 변환을 수행하는 과정에서 포커스 텀을 이용할 수 있다.
예를 들면, 제1 푸리에 변환으로 획득한 값과 포커스 텀의 연산 결과가 제2 푸리에 변환의 입력으로 이용될 수 있다. 일 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 푸리에 변환으로 획득한 값과 포커스 텀을 곱하여 획득한 값을 제2 푸리에 변환의 입력으로 인가하여 제2 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 또한, 제2 푸리에 변환을 통해 획득한 데이터를 이용하여 홀로그램 영상에 이용되는 픽셀 값을 결정할 수 있다.
다른 예로, 제1 역푸리에 변환으로 획득한 값과 포커스 텀의 연산 결과가 제2 역푸리에 변환의 입력으로 이용될 수 있다. 일 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제1 역푸리에 변환으로 획득한 값과 포커스 텀을 곱하여 획득한 값을 제2 역푸리에 변환의 입력으로 인가하여 제2 역푸리에 변환을 수행할 수 있다.
본 명세서에서 푸리에 변환은 패스트 푸리에 변환을 포함할 수 있고, 역푸리에 변환은 패스트 역푸리에 변환을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 좌표 값은 기준에 따라 달라질 수 있다. 따라서 동일한 픽셀에 대응되는 좌표 값이라도 기준에 따라 상이한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(130)의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제1 좌표 값(x1, y1)이고, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)이고, 망막의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제3 좌표 값(x2, y2)인 경우, 동일한 픽셀에 대응되는 제1 좌표 값(x1, y1), 제2 좌표 값(u, v) 및 제3 좌표 값(x2, y2)은 서로 상이할 수 있다.
포커스 텀은 제2 좌표 값(u, v)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 포커스 텀은 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.
일 실시 예에 따른 포커스 텀은 제2 좌표 값(u, v)에 따라 결정되며, 제2 좌표 값(u, v)에 따른 포커스 텀은 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.
또한, [수학식 1]에서, λ는 파장, d1 및 d2는 거리, f는 초점 거리(focal length)를 나타낼 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 포커스 텀을 이용하여 영상 데이터를 처리할 수 있다. 구체적으로 영상 데이터를 획득하기 위해 연산이 수행되는 일 예를 [수학식 2]를 통해 설명한다.
[수학식 2]에서 확인할 수 있는 바와 같이 영상 데이터 처리 장치(100)는 포커스 텀을 이용한 연산을 통해, 제1 좌표 값(x1, y1)에 따른 영상 데이터를 획득할 수 있다.
[수학식 1]의 포커스 텀에서 를 상수인c로 치환하면 포커스 텀은 와 같이 표현될 수 있다. 또한, c(u2+v2)를 θ로 치환하면, 포커스 텀은 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]에서 확인할 수 있는 바와 같이 포커스 텀은 주기성을 갖기 때문에, 일부 구간에 대한 θ를 이용하여 포커스 텀을 표현할 수 있다. 예를 들면, [수학식 4]는 0≤θ≤π/2구간 내의 값을 갖는 θ를 이용하여, 포커스 텀을 표현할 수 있다.
[수학식 1] 내지 [수학식 4]를 통해 상술된 포커스 텀의 주기성은 도 5 내지 도 8에서 그래프와 함께 설명된다.
[수학식 4]를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 포커스 텀은 주기성을 가질 수 있다. 또한, [수학식 4]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 1/4 주기에 대한 포커스 텀만을 이용하여 전체 주기에 대한 포커스 텀이 결정될 수 있다. 따라서, 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 일부 주기에 대한 포커스 텀의 데이터를 이용하여 전체 구간에서 포커스 텀을 획득할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 복수회의 푸리에 변환 또는 복수회의 역푸리에 변환을 수행하여 영상 데이터를 처리하는 방법을 설명하는 도면이다.
푸리에 변환 또는 역푸리에 변환은 가로 방향 또는 세로 방향으로 수행될 수 있다. 도 4를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터 처리 과정에서, 영상 데이터에 대해 2번 1D 패스트 푸리에 변환 또는 역패스트 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터를 열 방향으로 1번 1D 패스트 푸리에 변환(410)하여 제1 데이터를 생성하고, 제1 데이터에 포커스 텀(420)을 곱한 값을 행 방향으로 1번 1D 패스트 푸리에 변환(430)하여 제2 데이터를 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따른 제2 데이터는 입력된 영상 데이터가 열 방향 및 행 방향으로 각각 1D 패스트 푸리에 변환된 데이터일 수 있다. 다른 예로, 영상 데이터 처리 장치(100)는 영상 데이터를 열 방향으로 1번 1D 역패스트 푸리에 변환(410)하여 제3 데이터를 생성하고, 제3 데이터에 포커스 텀(420)을 곱한 값을 행 방향으로 1번 1D 역패스트 푸리에 변환(430)하여 제4 데이터를 생성할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 실수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 5는 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)인 경우, 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값이 도시된다. 도 5에 도시된 그래프에서, 가로축은 제2 좌표 값의 거리(), 세로축은 포커스 텀의 실수 값을 나타낼 수 있다.
포커스 텀은 [수학식 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실수 값과 허수 값을 모두 포함할 수 있다.
가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리()는 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리()는 0이 아닌 상수일 수 있다.
도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값은 비주기함수의 형태일 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 허수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 5는 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)인 경우, 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값이 도시된다. 도 6에 도시된 그래프에서, 가로축은 제2 좌표 값의 거리(), 세로축은 포커스 텀의 허수 값을 나타낼 수 있다.
포커스 텀은 [수학식 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실수 값과 허수 값을 모두 포함할 수 있다.
가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 허수 값 또는 제2 좌표 값의 거리()는 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 허수 값 또는 제2 좌표 값의 거리()는 0이 아닌 상수일 수 있다.
도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 좌표 값의 거리()의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값은 비주기함수의 형태일 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 실수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리 제곱의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 7은 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)인 경우, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값이 도시된다. 도 7에 도시된 그래프에서, 가로축은 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2), 세로축은 포커스 텀의 실수 값을 나타낼 수 있다.
포커스 텀은 [수학식 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실수 값과 허수 값을 모두 포함할 수 있다.
가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2)은 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2)은 0이 아닌 상수일 수 있다.
도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값은 주기함수의 형태일 수 있다. 도 5에 도시된 함수는 비주기함수의 형태이나, 가로축의 변수를 제2 좌표 값의 거리()에서 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)으로 변경함으로써, 포커스 텀의 실수 값의 변화에 대한 주기성을 확인할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용하는 포커스 텀의 허수 부분에 대응되는 값을 좌표의 원점으로부터의 거리 제곱의 변화에 따라 도시한 도면이다.
도 8은 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값이 제2 좌표 값(u, v)인 경우, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값이 도시된다. 도 8에 도시된 그래프에서, 가로축은 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2), 세로축은 포커스 텀의 허수 값을 나타낼 수 있다.
포커스 텀은 [수학식 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실수 값과 허수 값을 모두 포함할 수 있다.
가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 허수 값 또는 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2)은 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 포커스 텀의 허수 값 또는 제2 좌표 값의 거리 의 제곱(u2+v2)은 0이 아닌 상수일 수 있다.
도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 허수 값은 주기함수의 형태일 수 있다. 도 6에 도시된 함수는 비주기함수의 형태이나, 가로축의 변수를 제2 좌표 값의 거리()에서 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)으로 변경함으로써, 포커스 텀의 허수 값의 변화에 대한 주기성을 확인할 수 있다.
도 9는 영상 데이터 처리 장치(100)를 주소 데이터를 이용하여 구현하는 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
도 9에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 9를 참조하면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 주소 제너레이터(910) 및 갱신기(updater)(920)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 주소 제너레이터(910)는 좌표 값, 클럭, 리셋 등의 입력을 인가받아 주소를 출력할 수 있다. 예를 들면, 주소 제너레이터(910)는 수신한 좌표 값에 대응되는 n비트의 주소를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따른 주소 제너레이터(910)는 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값인 제2 좌표 값(u, v)을 수신하고, 수신한 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 n비트의 주소를 출력할 수 있다. 여기서, n비트의 주소 중 2개의 비트는 구간을 나타내는 비트로 이용될 수 있다. 예를 들면 최상위 비트인 [n-1]비트와 두 번째 최상위 비트인 [n-2]비트는 수신한 제2 좌표 값(u, v)이 속하는 구간을 나타낼 수 있다.
제2 좌표 값(u, v)이 속하는 구간은 기설정된 복수개의 구간 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 제2 좌표 값(u, v)이 속하는 구간은 4개의 구간 중 하나일 수 있다. 제2 좌표 값(u, v)이 속하는 구간은 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로 제2 좌표 값(u, v)이 속할 수 있는 4개의 구간 에 대한 일 실시 예가 도 10a에서 후술된다. 일 실시 예에 따른 주소 제너레이터(910)는 획득한 제2 좌표 값(u, v)으로부터 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)을 획득하고, 획득한 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 현재 주기에서 복수개(예: 4개)의 구간 중 어떤 구간에 속하는지 결정할 수 있다.
구체적인 주소 제너레이터(910)의 일 실시 예에 대해서는 도 11에서 후술한다.
일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 전체 주기에 대한 포커스 텀의 데이터가 아니라, 일부 주기에 대한 포커스 텀의 데이터만이 메모리(120)에 저장되어 있는 경우에도, 전체 주기에 대한 포커스 텀을 획득할 수 있다. 예를 들면, 1/4 주기에 대한 포커스 텀에 대응되는 값인 기준 상수가 메모리(120)에 저장되어 있는 경우, 영상 데이터 처리 장치(100)는 갱신기(920)를 이용하여 기준 상수를 갱신함으로써 전체 주기에 대한 포커스 텀을 획득할 수 있다. 이하에서 갱신기(920)의 동작에 대해 설명한다.
일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 획득한 좌표 값이 속하는 구간에 따라 메모리(120)로부터 획득한 기준 상수의 값을 갱신할 수 있다. 예를 들면, 갱신기(920)는 주소 제너레이터(910)가 획득한 제2 좌표 값(u, v)이 기설정된 4개의 구간 중 어느 구간에 속하는지에 따라, 메모리(120)로부터 획득한 기준 상수의 위상을 기설정된 방식으로 갱신하여 포커스 텀을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 메모리(120)는 각 주소에 대응되는 기준 상수를 룩업테이블 형태로 저장하고 있을 수 있다.
예를 들면, 제2 좌표 값(u, v)이 제 1 구간에 속하는 경우, 기준 상수를 갱신 없이 그대로 포커스 텀으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제2 좌표 값(u, v)이 제 2 구간에 속하는 경우, 기준 상수의 위상을 -90˚만큼 갱신하여 포커스 텀으로 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 상수가 A+jB인 경우, 갱신기(920)는 -B+jA를 포커스 텀으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제2 좌표 값(u, v)이 제 3 구간에 속하는 경우, 기준 상수의 위상을 -180˚만큼 갱신하여 포커스 텀으로 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 상수가 A+jB인 경우, 갱신기(920)는 -A-jB를 포커스 텀으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제2 좌표 값(u, v)이 제 4 구간에 속하는 경우, 기준 상수의 위상을 -270˚만큼 갱신하여 포커스 텀으로 결정할 수 있다. 일 예로, 기준 상수가 A+jB인 경우, 갱신기(920)는 B-jA를 포커스 텀으로 결정할 수 있다.
기준 상수는 프로세서(110)가 포커스 텀의 전체 주기 중 일부에 대한 데이터를 저장하고 있는 메모리(120)에 저장된 복수개의 상수 중 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준 상수는 포커스 텀의 1/4 주기 내에서 포커스 텀이 될 수 있는 상수들 중 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수일 수 있다. 이 경우, 4가지 상이한 제2 좌표 값(u, v)에 대해서 동일한 기준 상수가 대응될 수도 있다. 구체적인 기준 상수의 일 실시 예에 대해서는 도 10b에서 후술한다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용되는 일 실시 예에 따른 포커스 텀의 주기성을 설명하기 위한 도면이다.
제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 변화는 기설정된 주기로 반복될 수 있다. 도 10a는 일 실시 예에 따라 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값 또는 허수 값의 변화를 도시하고 있다. 이하에서는 설명의 편의상 세로축은 포커스 텀의 실수 값인 것으로 보고 설명한다.
세로 축은 포커스 텀의 실수 값, 가로 축은 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)을 의미할 수 있다. 가로축과 세로축이 만나는 제1 점(1050)에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)은 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 제1 점(1050)에서의 포커스 텀의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)은 0이 아닌 상수일 수 있다.
일 실시 예에 따른 포커스 텀의 한 주기는 네 개의 구간으로 구분될 수 있다. 예를 들면, 포커스 텀의 한 주기는 제1 구간(1010), 제2 구간(1020), 제3 구간(1030) 및 제4 구간(1040)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 실수 값의 변화는 사인곡선적(sinusoidal)일 수 있다. 따라서, 제1 구간(1010)에서의 포커스 텀의 실수 값은 제2 구간(1020)에서의 포커스 텀과 제1 축(1060)을 기준으로 대칭일 수 있다. 또는, 제2 구간(1020)에서의 포커스 텀의 실수 값은 제3 구간(1030)에서의 포커스 텀과 제2 점(1070)을 기준으로 대칭일 수 있다. 또는, 제3 구간(1030)에서의 포커스 텀의 실수 값은 제4 구간(1040)에서의 포커스 텀과 제2 축(1080)을 기준으로 대칭일 수 있다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 과정에서 이용되는 일 실시 예에 따른 기준 상수의 주기성을 설명하기 위한 도면이다.
기준 상수는 프로세서(110)가 포커스 텀의 전체 주기 중 일부에 대한 값만으로 획득되는 상수 중 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 상수를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준 상수를 나타내는 함수는 포커스 텀의 1/4 주기를 주기로 갖고, 포커스 텀의 1/4 주기 내에서의 값이 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따라 반복적으로 나타나는 함수일 수 있다.
제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 기준 상수의 변화는 기설정된 주기로 반복될 수 있다. 도 10b는 일 실시 예에 따라 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 기준 상수의 실수 값 또는 허수 값의 변화를 도시하고 있다. 이하에서는 설명의 편의상 세로축은 기준 상수의 실수 값인 것으로 보고 설명한다.
세로 축은 기준 상수의 실수 값, 가로 축은 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)을 의미할 수 있다. 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 기준 상수의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)은 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 가로축과 세로축이 만나는 지점에서의 기준 상수의 실수 값 또는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)은 0이 아닌 상수일 수 있다.
일 실시 예에 따른 포커스 텀의 한 주기는 네 개의 구간으로 구분될 수 있다. 예를 들면, 포커스 텀의 한 주기는 제1 구간(1010), 제2 구간(1020), 제3 구간(1030) 및 제4 구간(1040)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 기준 상수의 실수 값의 변화는 4개의 구간에 대해 반복적으로 나타날 수 있다. 따라서, 기준 상수의 주기는 포커스 텀의 주기의 1/4일 수 있다.
도 10a 및 도10b에서는 포커스 텀의 한 주기가 네 개의 구간으로 구분되는 경우에 대해서 기술하였으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 기준 상수의 위상을 기설정된 값만큼 갱신하여 포커스 텀을 획득할 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 기준 상수의 위상을 45˚, 60˚, 90˚, 120˚, 135˚, 180˚, 270˚ 등의 값만큼 갱신하여 포커스 텀을 획득할 수 있다.
상술된 도 9의 실시 예는 기준 상수의 위상을 90˚의 배수만큼 갱신하여 포커스 텀을 획득할 때 이용될 수 있다. 기준 상수의 위상을 90˚의 배수가 아닌 임의의 값만큼 갱신하여 포커스 텀을 획득할 때, 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 위상 갱신 알고리즘을 이용할 수 있다. 위상 갱신 알고리즘은 주기 함수의 일부 구간에 대한 정보만을 이용하여 주기 함수의 전체 구간에 대한 값을 위상 갱신을 통해 획득하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 위상 갱신 알고리즘에 따라, 기준 상수에 대해서 X˚만큼의 위상 갱신에 따른 변화를 기준 상수에 적용하여 포커스 텀을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따른 위상 갱신 알고리즘은 복소 평면에서 절대값이 같고 위상이 상이한 값들간에 좌표 값을 상호 변환하는 방법을 포함할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)에 포함되는 주소 제너레이터(910)의 일 실시 예를 나타내는 블록도이다.
일 실시 예에 따른 주소 제너레이터(910)는 좌표 값, 클럭, 리셋 등의 입력을 인가받아 주소를 출력할 수 있다. 예를 들면, 주소 제너레이터(910)는 수신한 좌표 값에 대응되는 n비트의 주소를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따른 주소 제너레이터(910)는 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값인 제2 좌표 값(u, v)을 수신하고, 수신한 제2 좌표 값(u, v)에 대응되는 n비트의 주소를 출력할 수 있다. 여기서, n비트의 주소 중 2개의 비트는 구간을 나타내는 비트로 이용될 수 있다. 예를 들면 최상위 비트인 [n-1]비트와 두 번째 최상위 비트인 [n-2]비트는 수신한 제2 좌표 값(u, v)이 속하는 구간을 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따른 제1 연산자(1110)는 u가 인가된 경우, u를 제곱하여 u2을 획득할 수 있다. 또는 제1 연산자(1110)는 v가 인가된 경우, v를 제곱하여 v2을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제1 레지스터(1120)는 제1 연산자(1110)로부터 획득한 값을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제2 연산자(1150)는 둘 이상의 값에 대해 연산을 수행할 수 있다. 예를 들면 제2 연산자(1150)는 제1 레지스터(1120)에 저장된 값과 제1 연산자(1110)로부터 획득된 값을 더하여 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제2 레지스터(1130)는 제2 연산자(1150)로부터 획득된 값을 저장할 수 있다. 예를 들면 제2 레지스터(1130)는 u2+v2를 저장하고 있을 수 있다.
일 실시 예에 따른 스케일 팩터(1140)는 스케일 하고자 하는 값을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제3 연산자(1160)는 둘 이상의 값에 대해 연산을 수행할 수 있다. 예를 들면 제3 연산자(1160)는 제2 레지스터(1130)에 저장된 값과 제2 연산자(1150)로부터 획득된 값을 곱하여 출력할 수 있다.
주소 제너레이터(910)에서 출력되는 주소는 제3 연산자(1160)에서의 출력 값이 그대로 이용될 수도 있으나, 제3 연산자(1160)에서의 출력 값에 기설정된 변형이 수행된 값일 수도 있다. 예를 들면, 주소 제너레이터(910)는 제3 연산자(1160)에서의 출력 값에 대응되는 메모리(120)의 주소를 나타내는 비트스트림일 수 있다.
[수학식 5]는 일 실시 예에 따라 주소가 결정되는 방법을 나타낸다.
[수학식 5]에서 확인할 수 있는 바와 같이 제3 연산자(1160)에서의 연산을 통해 주소가 획득될 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)에 포함되고, 기준 상수로부터 포커스 텀을 획득하는 갱신기(updater)(920)의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 또한 갱신표(1200)는 일 실시 예에 따라 영상 데이터 처리 장치(100)가 기준 상수로부터 포커스 텀을 획득하는 방법을 나타낸다.
일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제1 라인(1210)을 통해 메모리(120)로부터 기준 상수의 실수 값을 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제2 라인(1220)을 통해 메모리(120)로부터 기준 상수의 허수 값을 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제3 라인(1230)을 통해 주소 제너레이터(910)로부터 주소의 두 번째 최상위 비트[n-2]를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제4 라인(1240)을 통해 주소 제너레이터(910)로부터 주소의 최상위 비트[n-1]를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제1 연산자(1250)는 제3 라인(1230)을 통해 수신된 비트에 따라 제1 라인(1210)을 통해 수신된 값을 제2 연산자(1260)으로 전달할지 제3 연산자(1270)로 전달할지 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제1 연산자(1250)는 제3 라인(1230)을 통해 수신된 비트에 따라 제2 라인(1220)을 통해 수신된 값을 제2 연산자(1260)으로 전달할지 제3 연산자(1270)로 전달할지 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제2 연산자(1260)는 제4 연산자(1295)로부터 수신된 비트에 따라 제1 연산자(1250)로부터 획득된 값의 부호를 변경할지 여부를 결정한다.
일 실시 예에 따른 제3 연산자(1270)는 제4 라인(1240)으로부터 수신된 비트에 따라 제1 연산자(1250)로부터 획득된 값의 부호를 변경할지 여부를 결정한다.
일 실시 예에 따른 제5 라인(1280)은 제2 연산자(1260)로부터 획득한 값을 출력할 수 있다. 제5 라인(1280)에서 출력되는 값이 포커스 텀의 실수 값(1205)일 수 있다.
일 실시 예에 따른 제6 라인(1290)은 제3 연산자(1270)로부터 획득한 값을 출력할 수 있다. 제6 라인(1290)에서 출력되는 값이 포커스 텀의 허수 값(1206)일 수 있다.
갱신표(1200)는 일 실시 예에 따른 갱신기(920)의 동작을 나타낸다. 구체적으로 획득한 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제1 구간(1201), 제2 구간(1202), 제3 구간(1203) 및 제4 구간(1204) 중 어느 구간에 속하는지에 따라, 주소의 상위 2개 비트를 결정하는 방법 및 메모리(120)로부터 획득되는 기준 상수를 변형하여 포커스 텀을 결정하는 방법이 도시된다.
일 실시 예에 따른 주소의 상위 2개 비트는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제1 구간(1201)일 때 00, 제2 구간(1202)일 때 01, 제3 구간(1203)일 때 10, 제4 구간(1204)일 때 11일 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제 1 구간(1201)에 속하는 경우, 기준 상수를 갱신 없이 그대로 포커스 텀으로 결정할 수 있다.
또는, 일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제 2 구간(1202)에 속하는 경우, 기준 상수의 허수 값의 부호를 바꾼 값을 포커스 텀의 실수 값으로 결정하고, 기준 상수의 실수 값을 포커스 텀의 허수 값으로 결정할 수 있다.
또는, 일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제 3 구간(1203)에 속하는 경우, 기준 상수의 실수 값의 부호를 바꾼 값을 포커스 텀의 실수 값으로 결정하고, 기준 상수의 허수 값의 부호를 바꾼 값을 포커스 텀의 허수 값으로 결정할 수 있다.
또는, 일 실시 예에 따른 갱신기(920)는 제2 좌표 값의 거리의 제곱(u2+v2)이 제 4 구간(1204)에 속하는 경우, 기준 상수의 허수 값을 포커스 텀의 실수 값으로 결정하고, 기준 상수의 실수 값의 부호를 바꾼 값을 포커스 텀의 허수 값으로 결정할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1310에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상의 좌표 값인 제2 좌표 값(u, v)을 획득한다.
단계 S1320에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 단계 S1310에서 획득한 제2 좌표 값(u, v) 또는 제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)에 대응되는 상수인 기준 상수를 획득한다.
제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 기준 상수의 주기는 제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)의 변화에 따른 포커스 텀의 주기보다 짧을 수 있다. 예를 들면, 기준 상수의 주기는 포커스 텀의 주기의 1/4일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 좌표 값에 따라 기준 상수가 저장된 주소를 결정하고, 주소에 기록된 데이터를 메모리(120)로부터 로드하여 기준 상수를 획득할 수 있다. 예를 들면, 영상 데이터 처리 장치(100)는 제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)에 대응되는 주소를 획득하고, 획득한 주소에 기록된 데이터를 메모리(120)로부터 로드하여 로드된 값을 기준 상수로 결정할 수 있다. 주소를 나타내는 비트스트림은 획득한 좌표 값이 포함된 구간을 나타내는 복수의 비트를 포함할 수 있다. 영상 데이터 처리 장치(100)는 주소를 나타내는 비트스트림 중 획득한 좌표 값이 포함된 구간을 나타내는 복수의 비트 외의 비트만을 이용하여 기준 상수를 결정할 수 있다. 획득한 좌표 값이 포함된 구간을 나타내는 복수의 비트는 2개일 수 있으며, 주소를 나타내는 비트스트림 중 상위 2개의 비트일 수 있다.
단계 S1330에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 기설정된 복수개의 구간들 중 획득한 좌표 값에 의해 결정된 구간에 따라 기준 상수의 위상을 갱신하여 홀로그램 영상의 포커싱에 이용되는 상수인 포커스 텀을 획득한다.
제2 좌표 값(u, v)에 의해 결정된 구간 또는 제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)이 포함된 구간은 2차원 좌표 상에서 제2 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱(u2+v2)에 대응되는 포커스 텀이 포함되는 사분면을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 가로 축을 실수 값, 세로 축을 허수 값으로 두는 경우, ejθ (θ = c(u2+v2), c=)가 위치하는 사분면이 1사분면 내지 4사분면 중 어느 사분면인지에 따라 구간이 결정될 수 있다. 또는 도 10a 및 도 10b에서 설명된 바와 같이 구간이 결정될 수 있다.
단계 S1340에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 포커스 텀을 이용한 연산을 수행하여 홀로그램 영상의 디스플레이에 이용되는 영상 데이터를 획득하여 저장한다.
일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 단계 S1340에서 획득된 또는 저장된 영상 데이터를 이용하여 홀로그램 영상을 디스플레이할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)가 포커스 텀을 이용하여 푸리에 연산을 수행하여 영상 데이터를 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1410에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 홀로그램 영상이 디스플레이될 디스플레이와 동공 간의 거리에 기초하여 수행되는 제1 푸리에 연산을 수행한다.
단계 S1420에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 동공과 망막간의 거리에 기초하여 수행되는 제2 푸리에 연산의 입력을 제1 푸리에 연산의 결과와 포커스 텀의 연산을 통해 획득한다. 구체적으로 포커스 텀을 이용한 연산이 수행되는 일 예는 상술된 [수학식 2]를 참조할 수 있다.
단계 S1430에서 일 실시 예에 따른 영상 데이터 처리 장치(100)는 제2 푸리에 연산의 결과에 따라 홀로그램 영상의 명도 값을 획득하여 저장한다. 또한, 영상 데이터 처리 장치(100)에 디스플레이(130)가 포함된 경우, 영상 데이터 처리 장치(100)는 획득 또는 저장한 명도 값을 디스플레이할 수 있다.
본 실시 예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상에 있어서, 상기 홀로그램 영상의 픽셀의 좌표 값을 획득하는 단계;
    상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인 기준 상수를 획득하는 단계;
    기설정된 복수개의 구간들 중 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간에 따라 상기 기준 상수의 위상을 갱신하여 상기 홀로그램 영상의 포커싱에 이용되는 상수인 포커스 텀을 획득하는 단계; 및
    상기 포커스 텀을 이용한 푸리에 연산을 수행하여 상기 홀로그램 영상의 디스플레이에 이용되는 영상 데이터를 획득하여 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 영상 데이터를 획득하여 저장하는 단계는,
    상기 홀로그램 영상이 디스플레이될 디스플레이와 상기 동공 간의 거리에 기초하여 수행되는 제1 푸리에 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 동공과 망막간의 거리에 기초하여 수행되는 제2 푸리에 연산의 입력을 상기 제1 푸리에 연산의 결과와 상기 포커스 텀의 곱셈 연산을 통해 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 포커싱 텀은 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 주기를 갖고,
    상기 기준 상수는 상기 포커싱 텀의 1/4 주기 내에서 상기 포커스 텀이 될 수 있는 상수들 중 상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인, 영상 데이터 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 상기 기준 상수의 주기는 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 상기 포커스 텀의 상기 주기보다 짧은, 영상 데이터 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장된 영상 데이터를 이용하여 상기 홀로그램 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 영상 데이터 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 획득하여 저장하는 단계는
    상기 제2 푸리에 연산의 결과에 따라 상기 홀로그램 영상의 명도 값을 획득하여 저장하는 단계를 더 포함하는, 영상 데이터 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간은 2차원 좌표 상에서 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱에 대응되는 포커스 텀이 포함되는 사분면을 나타내는, 영상 데이터 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 상수를 획득하는 단계는
    상기 좌표 값에 따라 상기 기준 상수가 저장된 주소를 결정하는 단계; 및
    상기 주소에 기록된 데이터를 메모리로부터 로드하여 상기 기준 상수를 획득하는 단계를 포함하는, 영상 데이터 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주소를 나타내는 비트스트림은 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간을 나타내는 복수의 비트를 포함하고,
    상기 주소에 기록된 데이터를 상기 메모리로부터 로드하여 상기 기준 상수를 획득하는 단계는 상기 비트스트림에서 상기 복수의 비트 외의 비트를 이용하여 상기 기준 상수를 획득하는, 영상 데이터 처리 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수의 비트는 상기 비트스트림의 상위 2개의 비트를 포함하는, 영상 데이터 처리 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 포커스 텀을 획득하는 단계는
    상기 기준 상수의 위상을 기설정된 값만큼 갱신하여 상기 포커스 텀을 획득하는, 영상 데이터 처리 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기설정된 값은
    90˚, 180˚ 및 270˚ 중 적어도 하나를 포함하는, 영상 데이터 처리 방법.
  11. 동공의 위치에 대응되는 홀로그램 영상에 있어서, 상기 홀로그램 영상의 픽셀의 좌표 값을 획득하고,
    상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인 기준 상수를 획득하고,
    기설정된 복수개의 구간들 중 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간에 따라 상기 기준 상수의 위상을 갱신하여 상기 홀로그램 영상의 포커싱에 이용되는 상수인 포커스 텀을 획득하고,
    상기 포커스 텀을 이용한 푸리에 연산을 수행하여 상기 홀로그램 영상의 디스플레이에 이용되는 영상 데이터를 획득하는 프로세서; 및
    상기 획득한 영상 데이터를 저장하는 메모리를 포함하고,
    고,
    상기 프로세서는,
    상기 홀로그램 영상이 디스플레이될 디스플레이와 상기 동공 간의 거리에 기초하여 수행되는 제1 푸리에 연산을 수행하고,
    상기 동공과 망막간의 거리에 기초하여 수행되는 제2 푸리에 연사의 입력을 상기 제1 푸리에 연산의 결과와 상기 포커스 텀의 곱셈 연산을 통해 획득하고,
    상기 포커싱 텀은 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 주기를 갖고,
    상기 기준 상수는 상기 포커싱 텀의 1/4 주기 내에서 상기 포커스 텀이 될 수 있는 상수들 중 상기 획득한 좌표 값에 대응되는 상수인, 영상 데이터 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 상기 기준 상수의 주기는 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱의 변화에 따른 상기 포커스 텀의 상기 주기보다 짧은, 영상 데이터 처리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 저장된 영상 데이터를 이용하여 상기 홀로그램 영상을 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함하는, 영상 데이터 처리 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제2 푸리에 연산의 결과에 따라 상기 홀로그램 영상의 명도 값을 획득하는, 영상 데이터 처리 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간은 2차원 좌표 상에서 상기 좌표 값의 원점으로부터의 거리의 제곱에 대응되는 포커스 텀이 포함되는 사분면을 나타내는, 영상 데이터 처리 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 좌표 값에 따라 상기 기준 상수가 저장된 주소를 결정하고
    상기 주소에 기록된 데이터를 상기 메모리로부터 로드하여 상기 기준 상수를 획득하는, 영상 데이터 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주소를 나타내는 비트스트림은 상기 획득한 좌표 값이 포함된 구간을 나타내는 복수의 비트를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 비트스트림에서 상기 복수의 비트 외의 비트를 이용하여 상기 기준 상수를 획득하는, 영상 데이터 처리 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 복수의 비트는 상기 비트스트림의 상위 2개의 비트를 포함하는, 영상 데이터 처리 장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 기준 상수의 데이터에 대한 룩업테이블을 저장하고 있는, 영상 데이터 처리 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적인(non-transitory) 기록 매체.
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