KR19980030984A

KR19980030984A - 입체 영상 신호 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR19980030984A
Application number: KR1019960050471A
Authority: KR
Inventors: 성준호; 김종만
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-07-25
Also published as: KR100403805B1

Abstract

본 발명은 렌티큘라 렌즈를 채용한 비안경식 입체 액정 디스플레이에 인가될 입체 영상 신호 처리 장치(Stereoscopic Image Processor) 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 입체 영상 신호 처리 장치는, NTSC 방식의 복합 3차원 영상 신호로부터 동기 신호 및 RGB 영상 신호를 분리해 주는 RGB 영상 및 동기 신호 분리 수단; 상기 RGB 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단; 쓰기/읽기 제어 신호에 따라 상기 디지탈 영상 신호를 필드 단위로 저장하는 적어도 4개 이상의 필드 메모리들; 클럭 신호에 따라 좌우 디지탈 화상 신호를 혼합하고 액정 디스플레이 특성에 맞도록 극성 반전을 하여주는 제1 및 제2 디지탈 멀티플렉서; 선택 제어 신호에 따라 상기 필드 메모리들로부터 영상 데이터를 선택적으로 출력시켜 좌우안 3차원 영상 신호를 형성하는 디지탈 스위칭 수단; 및 상기 쓰기/읽기 제어 신호, 클럭 신호 및 선택 제어 신호들을 발생시키는 제어 신호 발생 수단;을 구비한다.

Description

입체 영상 신호 처리 장치 및 방법

본 발명은 입체 영상 신호 처리 장치(Stereoscopic Image Processor) 및 방법에 관한 것으로, 특히 렌티큘라 렌즈를 채용한 비안경식 입체 액정 디스플레이에 인가될 입체 영상 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 입체 영상 디스플레이를 개발하는데 있어서, 아직 입체 영상 신호의 규격은 확정되지는 않았지만, 대체적으로 현재의 방송 방식으로 널리쓰이는 NTSC, PAL의 규격을 유지하며, 영상신호를 두개의 카메라로 기록하는 형태를 주로 사용하고 있다. 특히, 렌티큘라 방식의 3차원 디스플레이에 인가될 영상 신호를 처리하는 종래의 3차원 영상 신호 처리 방식은 대체적으로 2개의 비디오 카메라의 신호 및 NTSC 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 마이크로프로세서를 이용하여 처리하는 방식을 쓰고 있다.

그러나, 이와 같은 방식은 제품의 경량화에 매우 부적당하며, 또한 액정 TV등과 같은 디스플레이에 있어서는 실시간의 영상 처리에 다소 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 액정 디스플레이에서 실시간 처리가 가능하고, 경량화할 수 있는 렌티큘라 방식의 입체 영상 신호 처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 디스플레이용 렌티큘라 방식의 입체 영상 신호 처리 장치의 개략적 블록도이고,

도 2는 도 1의 각 부 신호의 파형도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 .... RGB 및 동기신호 분리부

2 .... 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터

3 .... 필드 메모리들

4 .... 디지탈 멀티플렉서(Digital Multiplexer)들

5 .... 디지탈 스위치(Digital Switch)

6 .... 제어 신호 발생기

7 .... 디지탈/아날로그(D/A) 컨버터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입체 영상 신호 처리 장치는, NTSC 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 렌티큘라 방식 3차원 액정디스플레이에서 3차원 화상을 구현하는 입체 영상 신호 처리 장치에 있어서,상기 NTSC 방식의 복합 3차원 영상 신호로부터 동기 신호 및 RGB 영상 신호를 분리해 주는 RGB 영상 및 동기 신호 분리 수단; 상기 RGB 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단; 쓰기/읽기 제어 신호에 따라 상기 디지탈 영상 신호를 필드 단위로 저장하는 적어도 4개 이상의 필드 메모리들; 클럭 신호에 따라 좌우 디지탈 화상 신호를 혼합하고 액정 디스플레이 특성에 맞도록 극성 반전을 하여주는 제1 및 제2 디지탈 멀티플렉서; 선택 제어 신호에 따라 상기 필드 메모리들로부터 영상 데이터를 선택적으로 출력시켜 좌우안 3차원 영상 신호를 형성하는 디지탈 스위칭 수단; 및 상기 쓰기/읽기 제어 신호, 클럭 신호 및 선택 제어 신호들을 발생시키는 제어 신호 발생 수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 필드 메모리는 상기 쓰기/읽기 제어 신호에 각각 대응하는 라이트 인에이블 수단 및 리드 인에이블 수단을 내부에 구비하고,상기 디지탈 멀티플렉서들은 상기 클럭 신호에 따라 상기 필드 메모리로부터의 좌안 및 우안 화상 신호를 화소 단위로 혼합하며, 상기 디지탈 스위칭 수단은, 상기 선택 제어 신호가 정펄스일 경우에는 상기 제1디지탈 멀티플렉서의 출력 신호를 선택하고 상기 선택 제어 신호가 부펄스일 경우에는 상기 제2디지탈 멀티플렉서의 출력 신호를 선택하거나 혹은 그 역으로 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입체 영상 신호 처리 방법은, 필드 메모리들, 디지탈 멀티플렉서들, 디지탈 스위칭 수단 및 제어 신호 발생 수단을 구비하고, 상기 제어 신호 발생 수단에서 제공되는 제어 신호를 이용하여 NTSC 방식의 3차원 영상 신호를 액정 디스플레이용 3차원 영상 신호로 변환하는 입체 영상 신호 처리 방법에 있어서, (가) 상기 NTSC 방식의 3차원 영상 신호를 디지탈 3차원 영상 신호로 변환하는 단계; (나) 상기 디지탈 3차원 영상 신호의 각 프레임들을 2중 필드로 형성하는 단계; (다) 상기 2중 필드로 형성된 3차원 영상 신호의 좌우 영상을 상기 각 멀티플렉서에서 혼합하는 단계; 및 (라) 상기 각 멀티플렉서 별로 출력되는 상기 좌우 영상이 혼합된 2중 필드의 3차원 영상 신호를 선택적으로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 (나),(다) 및 (라) 단계는 상기 필드 메모리들을 상기 제어 신호 발생 수단에서 제공되는 라이트 인에이블 신호 및 리드 인에이블 신호, 클럭 및 멀티플렉서 출력 선택 신호를 이용하여 각각 수행하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 입체 영상 신호 처리 장치 및 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이용 렌티큘라 방식의 입체 영상 신호 처리 장치는 NTSC 방식 혹은 PAL 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 2중 필드(double field)로 형성하고, 이들의 좌우 영상을 각각 합성(mix)하여 렌티큘라 방식에 맞는 3차원 영상 신호로 변환해 주는 기능을 갖는 장치이다. 이 입체 영상 신호 처리 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, RGB 및 동기신호 분리부(1), 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터(2), 4개의 필드 메모리(3)들, 두 개의 디지탈 멀티플렉서(Digital Multiplexer; 4), 디지탈 스위치(Digital Switch; 5), 제어 신호 발생기(6) 및 디지탈/아날로그(D/A) 컨버터(7) 등을 구비하여 이루어진다.

여기서, RGB 및 동기 신호 분리부(1)는 NTSC 혹은 PAL 방식의 3차원 영상 신호로부터 동기신호 및 RGB신호를 분리해준다.

A/D 컨버터(2)는 RGB 및 동기 신호 분리부(1)에서 제공되는 아나로그 NTSC 혹은 PAL 방식 3차원 영상 신호를 디지탈 신호로 변환해 준다.

4개의 필드 메모리(3)들은 제어 신호 발생기(6)에서 제공되는 제어 신호(라이트 인에이블 신호 w1~w4 및 리드 인에이블 신호 r1~r4)에 따라 좌안 화상 1필드와 우안 화상 1필드로 1 프레임의 화상이 구성되는 디지탈 화상 데이터를 각각 저장(쓰기)하거나 저장된 화상 데이터를 출력(읽기)하는데, 제1,2필드 메모리(FM1, FM2)는 홀수 번째 프레임의 화상 신호를 쓰거나 읽으며, 제3,4필드 메모리(FM3, FM4)는 짝수 번째 프레임의 화상 신호를 쓰거나 읽는다. 또한, 제1,2필드 메모리(FM1, FM2)에서 제1필드 메모리(FM1)는 홀수 번 째 프레임 신호 중 우안 화상 필드 신호를 쓰거나 읽으며 제2필드 메모리(FM2)는 좌안 화상 필드 신호를 쓰거나 읽는다(혹은 그 역으로 쓰거나 읽음). 같은 방식으로, 제3,4필드 메모리(FM3, FM4)에서 제3필드 메모리(FM3)는 짝수 번 째 프레임 신호 중 우안 화상 필드 신호를 쓰거나 읽으며 제4필드 메모리(FM4)는 좌안 화상 필드 신호를 쓰거나 읽는다(혹은 그 역으로 쓰거나 읽음). 특히, 이들 필드 메모리(FM1, FM2, FM3, FM4)들이 좌안 혹은 우안 화상 필드 신호를 읽을 경우에는 같은 필드 화상 신호를 거듭 읽어(field double) 한 프레임의 화상 신호를 형성하게 된다(Dndr1, Dndl1, Dndr2, Dndl2에는 좌안 혹은 우안 필드 신호가 중복되게 나타난다). 메모리의 용량은, 예를 들어 VGA의 경우, (640×480)×3(R,G,B)× 2(Right,Left)=1,843,200개의 어드레스를 필요로 하며, 이때 라이트 클럭(write clock) 및 리드 클럭(read clock)은 1/60초당 640×480 개의 데이터를 처리해야 하므로 최소한 18.4㎒(=640×480×60)의 주파수 특성을 가져야 한다. 이와 같은 장치의 메모리 및 소자의 용량 및 최소 클럭 주파수등 요구사양이 표1에 도시되어 있다.

필드 메모리의 용량 및 최소 클럭 주파수

	메모리 용량	최소 클럭주파수
VGA	640×480×3×2= 1843200	640×480×60 = 18.4[㎒]
SVGA	800×600×3×2= 2880000	800×60×60 = 28.8[㎒]
XGA	1024×768×3×2= 4718592	1024×768×600 = 47.2[㎒]

디지탈 멀티플렉서(Digital Multiplexer; 4)는 제어 신호 발생기(6)에서 제공되는 제어 신호(스위칭 클럭 clk1, clk2)에 따라 좌우 디지탈 화상 신호를 혼합하고 액정 디스플레이 특성에 맞도록 극성 반전(polarity inversion)을 하여준다.

디지탈 스위치(5)는 제어 신호 발생기(6)에서 제공되는 데이터 선택 신호(sel)에 따라 제1디지탈 멀티플렉서의 합성 화상 신호 혹은 제2디지탈 멀티플렉서의 합성 화상 신호 중 하나를 선택하여 출력시킨다.

제어 신호 발생기(6)는 필드 메모리(3), 디지탈 멀티플렉서(4) 및 디지탈 스위치(5)에 각각 제공되는 제어 신호들 즉, 라이트 인에이블 신호(w1~w4), 리드 인에이블 신호(r1~r4), 디지탈 멀티플렉서 스위칭 클럭(clk1, clk2) 및 디지탈 스위치 데이터 선택 신호(sel)를 발생시킨다. 특히, 리드 인에이블 신호(r1~r4)는 두 클럭을 연속적으로 발생시켜 필드 메모리에 저장된 필드 화상 신호가 두 번씩 읽히도록 한다(field double; 도 2 참조).

그리고 D/A 컨버터(7)는 디지탈 신호를 아나로그 신호로 변환해 준다.

이상과 같이 구성된 입체 영상 처리 장치의 동작원리를 도 2를 참조하면서 설명한다.

먼저, NTCS 방식의 3차원 영상 신호(R,G,B; 60Hz)가 RGB 및 동기신호 분리부(1)에 입력되면, 이 RGB 및 동기신호 분리부(1)는 아날로그 NTSC(혹은 PAL) 방식 3차원 영상 데이타(Dna)와 동기 신호를 분리시킨다. 영상 데이터(신호)는 R,G,B의 칼라 영상 신호이지만 도 1에서 도식적 편의를 위해 하나의 신호로 Dna라 표시한다. 동기 신호는 제어 신호 발생기(6)에 제공되어 필드 메모리(3; FM1∼4)의 라이트 인에이블(w1~w4) 신호 및 리드 인에이블 신호(r1~r4), 제1디지탈 멀티플렉서 및 제2디지탈 멀티플렉서 스위칭 클럭(clk1, clk2), 그리고 디지탈 스위치(5)의 데이타 선택 신호(sel)를 발생시키는데 이용한다. 이들 파형들은 도 2에 각각 도시되어 있다.

다음에 3차원 영상 신호(Dna; 좌,우안 영상 신호)는 A/D 컨버터(2)에 의해 디지탈 NTSC(혹은 PAL) 방식의 3차원 영상 데이타(Dnd)로 변환된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 우안 필드 신호(R1,2,...) 및 좌안 필드 신호(L1,2,...)가 반복되는 디지탈 신호로 나타난다. 4개의 필드 메모리(3)들의 라이트 및 리드 클럭의 주파수를 10∼50[㎒]로 조절한 상태에서, 상기 디지탈 3차원 영상 데이타(Dnd)를 필드 메모리(3)에 입력하고, 동시에 필드 메모리(3; FM1∼FM4)의 라이트 인에이블 입력 신호(w1∼w4)가 상기 필드 메모리(3)들에 인가되며, 라이트 인에이블 신호(W1~W4)의 펄스 순차에 따라 필드 메모리 FM1, FM2, FM3, FM4에 각각 화상 필드 신호 R1, L1, R2, L2의 순으로 저장(기록)된다. 이 때, 리드 인에이블 입력 신호(r1 ∼ r4)가 인가되면, 필드 메모리 FM1, FM2, FM3, FM4으로부터 각각 Dndr1, Dndl1, Dndr2, Dndl2와 같은 화상 신호들이 출력된다. 이들 화상 신호들은 각각 같은 화상 필드 신호가 중복(field double)되어 출력되는데, 이는 리드 인에이블 신호 r1, r2, r3, r4가 각각 두 개의 펄스가 연속적으로 제어 신호 발생기(6)으로부터 출력되어 필드 메모리들에 인가되기 때문이다. 따라서, 제1필드 메모리(FM1)로부터는 제1우안 필드 신호(R1)가 중복되어 출력되고(Dndr1 참조), 제2필드 메모리(FM2)로부터는 제1좌안 필드 신호(L1)가 중복되어 출력되며(Dndl1 참조), 제3필드 메모리(FM3)로부터는 제2우안 필드 신호(R2)가 중복되어 출력되며(Dndr2 참조), 제4필드 메모리(FM4)로부터는 제2좌안 필드 신호(L2)가 중복되어 출력된다(Dndl2 참조). 이들 좌우안 필드 신호(Dndr1, Dndl1, Dndr2, Dndl2)들은 디지탈 멀티플렉서(4)에서 스위칭 클럭(CLK1,CLK2)에 의해 각각 화소 단위로 혼합되게 된다. 즉, 제1우안 필드 더블 신호(Dndr1) 및 제1좌안 필드 신호(Dndl1)는 제1디지탈 멀티플렉서에서 제1스위칭 클럭(CLK1)에 따라 혼합되게 되는데, 이 제1스위칭 클럭은 액정 디스플레이의 특성에 맞추어 화상 데이터를 극성 반전해주는 역할을 하여 R1 및 L1이 반복되는 화상 프레임 신호 출력 Dld1을 형성하고, 제2우안 필드 신호(Dndr2) 및 제2좌안 필드 신호(Dndl2)는 제2디지탈 멀티플렉서에서 제2스위칭 클럭(CLK2)에 따라 혼합되는데, 이 제2스위칭 클럭은 액정 디스플레이의 특성에 맞추어 화상 데이터를 극성 반전해주는 역할을 하여 R2 및 L2가 반복되는 화상 프레임 신호 출력 Dld2를 형성한다. 이들 Dld1 및 Dld2는 디지탈 스위치(5)에 입력되어, 제어 신호 발생기(6)로부터 제공되는 선택 신호(sel)에 따라 선택되게 된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 선택 신호(sel)이 하이일때, Dld1이 선택되고, 데이터 선택 신호(sel)이 로우일때, Dld2가 선택되어 렌티큘라 방식 디지탈 3차원 영상 데이타(Dld)가 출력된다. 이 디지탈 3차원 영상 데이터(Dld)를 용도에 따라 아날로그 영상신호가 필요로 될 때는 D/A컨버터(7)를 이용하여 렌티큘라 방식 아날로그 3차원 영상데이타(Dla)를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체 영상 신호 처리 장치는 액정 디스플레이용 렌티큘라방식의 3차원 영상 신호 처리 장치로서, NTSC 및 PAL방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 2중 필드(double field) 신호로 만들고, 이 2중 필드의 좌우 영상을 합성(mix)함으로써, 실시간에 3차원 영상신호를 처리할 수 있으며, 더욱이 경량화가 가능하여 3차원 액정 TV등을 포함한 모든 렌티큘라방식 3차원 액정디스플레이에 보다 쉽게 적용할 수 있게 된다.

Claims

NTSC 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 렌티큘라 방식 3차원 액정디스플레이에서 3차원 화상을 구현하는 입체 영상 신호 처리 장치에 있어서,

상기 NTSC 방식의 복합 3차원 영상 신호로부터 동기 신호 및 RGB 영상 신호를 분리해 주는 RGB 영상 및 동기 신호 분리 수단;

상기 RGB 영상 신호를 디지탈 영상 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단;

쓰기/읽기 제어 신호에 따라 상기 디지탈 영상 신호를 필드 단위로 저장하는 적어도 4개 이상의 필드 메모리들;

클럭 신호에 따라 좌우 디지탈 화상 신호를 혼합하고 액정 디스플레이 특성에 맞도록 극성 반전을 하여주는 제1 및 제2 디지탈 멀티플렉서;

선택 제어 신호에 따라 상기 필드 메모리들로부터 영상 데이터를 선택적으로 출력시켜 좌우안 3차원 영상 신호를 형성하는 디지탈 스위칭 수단; 및

상기 쓰기/읽기 제어 신호, 클럭 신호 및 선택 제어 신호들을 발생시키는 제어 신호 발생 수단;을

구비하여 된 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 NTSC 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호 대신에 PAL 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 필드 메모리는 상기 쓰기/읽기 제어 신호에 각각 대응하는 라이트 인에이블 수단 및 리드 인에이블 수단을 내부에 구비한 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 디지탈 멀티플렉서들은 상기 클럭 신호에 따라 상기 필드 메모리로부터의 좌안 및 우안 화상 신호를 화소 단위로 혼합하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 디지탈 스위칭 수단은, 상기 선택 제어 신호가 정펄스일 경우에는 상기 제1디지탈 멀티플렉서의 출력 신호를 선택하고 상기 선택 제어 신호가 부펄스일 경우에는 상기 제2디지탈 멀티플렉서의 출력 신호를 선택하거나 혹은 그 역으로 선택하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 디지탈 스위칭 수단에 접속되어 디지탈 신호를 아나로그 신호로 변환해 주는 디지탈/아날로그 변환 수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 장치.
필드 메모리들, 디지탈 멀티플렉서들, 디지탈 스위칭 수단 및 제어 신호 발생 수단을 구비하고, 상기 제어 신호 발생 수단에서 제공되는 제어 신호를 이용하여 NTSC 방식의 3차원 영상 신호를 액정 디스플레이용 3차원 영상 신호로 변환하는 입체 영상 신호 처리 방법에 있어서,

(가) 상기 NTSC 방식의 3차원 영상 신호를 디지탈 3차원 영상 신호로 변환하는 단계;

(나) 상기 디지탈 3차원 영상 신호의 각 프레임들을 2중 필드로 형성하는 단계;

(다) 상기 2중 필드로 형성된 3차원 영상 신호의 좌우 영상을 상기 각 멀티플렉서에서 혼합하는 단계; 및

(라) 상기 각 멀티플렉서 별로 출력되는 상기 좌우 영상이 혼합된 2중 필드의 3차원 영상 신호를 선택적으로 출력하는 단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 방법.
제7항에 있어서,

상기 NTSC 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호 대신에 PAL 방식으로 코딩된 3차원 영상 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 (나),(다) 및 (라) 단계는 상기 필드 메모리들을 상기 제어 신호 발생 수단에서 제공되는 라이트 인에이블 신호 및 리드 인에이블 신호, 클럭 및 멀티플렉서 출력 선택 신호를 이용하여 각각 수행하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 (라) 단계 다음에 상기 3차원 영상 신호를 아나로그 신호로 변환해 주는 디지탈/아날로그 변환 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 신호 처리 방법.