KR20020061623A

KR20020061623A - 스크린 상에 디스플레이될 이미지를 제공하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20020061623A
Application number: KR1020027006749A
Authority: KR
Inventors: 에이. 엠. 반오버벨드코넬리우스더블유.; 브루인스조한네스
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2002-07-24
Also published as: CN1397050A; US6804415B2; EP1325472A1; JP2004510271A; US20020085119A1; CN1244237C; WO2002027666A1

Abstract

본 발명은 스크린 전면의 임의의 현재 공간 위치(O)에 있는 시청자가 최소의 원근 변형만을 갖는 이미지를 시청할 수 있도록, 스크린(10) 상에 디스플레이될 이미지를 제공하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 이것은, 이미지가 어떠한 원근 변형도 없이 시청될 수 있는 스크린(10) 전면의 시청 지점을 나타내는 고정된 미리 결정된 위치(Q)와 관련하여 시청자의 현재 공간 위치(O)를 추정하고, 시청자의 상기 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 생성된 원 이미지에 가변 원근 변환을 적용하여 이미지를 제공함으로써 달성되어, 상기 위치(O)에 있는 시청자는 원근 변형없이 이미지를 시청할 수 있게 된다.

Description

스크린 상에 디스플레이될 이미지를 제공하는 방법 및 장치{Method and apparatus for providing an image to be displayed on a screen}

이러한 방법 및 장치는 이 기술분야에 공지되어 있다. 그러나, 종래 기술에서는 스크린을 시청하는 시청자의 현재 위치에 따라 이미지가 스크린 상에 디스플레이될 때 원근 변형들(perspective deformations)이 발생할 수도 있다는 것이 공지되어 있다. 이러한 현상은 도 3을 참조하여 이하 상세히 설명된다.

도 3은 3차원 장면의 2차원 이미지가 카메라, 예를 들어, TV 카메라에 의해 얻어지거나 컴퓨터 그래픽 프로그램, 예를 들어, 컴퓨터 게임에 의해 생성될 수 있다는 가정에 기초한다. 또한, 원 이미지(original image)의 투영 중심 위치(P) 및 사각형 뷰포트(S)에 대한 가정이 이루어지고, P와 S는 원 이미지가, 예를 들어, 카메라에 의해 생성되는 위치와 관련된 것이지만, 반드시 시청자에 의해 추후 시청될 위치는 아니다. P와 S는 도 3에 도시된 바와 같이 가상의 제 1 피라미드를 형성하는 것으로 간주한다. 이미지가 카메라로 얻어지는 경우, P는 이 카메라의 광학 중심이고 S는 광 감지 영역이다. 이미지가 컴퓨터 그래픽에 의해 생성되는 경우, 파라미터들(P 및 S)은 가상 카메라의 파라미터들로서 고려될 수 있다.

원 이미지는 이 기술분야에 공지되어 있는 상이한 변환들을 사용함으로써 카메라 또는 컴퓨터 프로그램에 의해 생성될 수도 있다.

이러한 변환에 대한 일 실시예는 특정 장면이 실제로 또는 가상 카메라에 의해 시청되는 뷰 포인트 변화이다.

이러한 변환에 대한 다른 실시예는 텍스처 매핑을 정정하기 위하여 컴퓨터 그래픽 애플리케이션에 사용되는 다음 것 중 하나이다. 이러한 변환은 다음 식에 따라 기술될 수도 있다.

(1)

여기서, 항 (gu+hv+i)는 픽셀당 디비전(division)을 나타내고, u, v는 변환 전의 이미지 픽셀의 좌표이고, x, y는 변환 후의 이미지 픽셀의 좌표이며, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는 그래픽 프로그램에 의해 개별적으로 한정되는 가변 계수들이다.

그러나, 원 이미지가 이러한 변환들을 수행함으로써 생성되었는지 또는 그렇지 않은지에 상관없이, 또는 이미지가 카메라에 의해 생성되었는지 또는 컴퓨터 프로그램에 의해 생성되었는지에 상관없이, 시청자가 임의의 원근 변형들 없이 스크린 상의 이미지를 시청할 수 있는, 생성 후 추후 이미지가 시청될 위치(즉, 이미지가 디스플레이되는 스크린(10)의 전면)에는 단지 하나의 공간 위치(Q)만이 존재한다.

상기 위치(Q)는 스크린(10)의 위치에 관련하여 고정되고, 이 기술분야에 공지되어 있는 방법에 따라 상술된 파라미터들(P 및 S)을 형성하도록 계산될 수 있다.

위치(Q)는 스크린(10) 상에 디스플레이될 때 이미지의 직사각형 영역(A)에 의해 제한되는 제 2 가상 피라미드의 상부로서 도 3에 도시된다. 시청자에 대한 이상적인 위치를 의미하는 상기 위치(Q)는 제 2 가상 피라미드가 제 1 피라미드와 유사할 때 도달된다.

특히, 제 1 및 제 2 피라미드는 다음 두 조건들이 동시에 충족되는 경우에 유사하다.

a) Q는 디스플레이된 이미지의 영역(A)에 대해 수직이고 A의 중심을 통해 이동하는 라인(L) 상에 놓인다.

b) A의 중심과 Q 사이의 거리는 두 개의 피라미드들의 상부 각도들이 동일하게 되도록 한다.

조건 a)가 충족되지 않으면 부등변의(oblique) 제 2 피라미드가 될 것이고; 조건 b)가 충족되지 않으면 오클러젼(occulsion)의 경우에 짧아지는 잘못된 원근을 얻을 것이다. 즉, 원 3D 장면의 상이한 오브젝트들은 잘못된 상대적인 외관 깊이들(false relative apparent depths)을 얻는다. 조건 a)가 충족되지 않는 경우에는 조건 b)가 충족되지 않는 경우보다 시청자에게 보다 잘못된 이미지를 제공한다.

다른 말로 설명하면, 스크린(10) 상의 이미지를 시청하는 시청자의 현재 위치(O)가 위치 Q에 대응하지 않으면, 즉, 상기 위치들(Q 및 O) 사이에 거리(|Q-O|)가 존재하면, 시청자는 원근 변형된 이미지를 보게될 것이다. 큰 거리(|Q-O|)는 디스플레이된 이미지의 시계(visibility)를 감소시키고 텍스트의 감소된 판독성을 유발한다.

종래 기술에서, 차선의(suboptimal) 방법은 시청자의 현재 위치에 대해 디스플레이된 이미지를 적응시킴으로써 이러한 단점들을 극복하는 것이 공지되어 있다. 특히, 조건 a)가 충족되도록, 손 또는 전기 모터로 물리적 스크린을 회전시키는 방법이 제안되었다(예를 들어, Bang & Olufsen은 스크린을 회전시키는 모터를 갖는 TV를 판매한다).

그에 따라서, 스크린의 회전은 시청자의 위치(O)와 고정 위치(Q) 사이의 거리(|Q-O|)에 응답하여 제어된다. 손에 의한 스크린의 회전은 시청자에게 불편하고, 모터에 의한 회전은 비싸며 고장나기 쉽다. 또한, 조건 b)는 이러한 방법에 의해 충족될 수 없다.

본 발명은 청구항 1항, 12항 및 16항의 전제부에 따른 스크린, 특히, TV 스크린 또는 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이될 이미지를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른, 원근 변형없이 스크린 상의 이미지를 시청하는 것을 도시하는 도면.

도 3은 이 기술분야에 공지되어 있는 바와 같은, 어떠한 원근 변형도 없이 이상적인 위치(Q)로부터 스크린 상의 이미지를 시청하는 것을 도시하는 도면.

종래 기술로부터, 본 발명의 목적은 스크린 상에 디스플레이될 이미지를 제공하기 위한 방법 및 장치를 개선하며, 이러한 방법의 응용이 사용자 또는 이미지의 시청자에게 보다 편리해지도록 하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1항에 따른 방법에 의해 해결되고, 청구항 1항은 이미지가 임의의 원근 변형없이 시청될 수 있는 스크린 전면의 시청 위치에 나타나는 고정된 미리 결정된 위치(Q)와 관련하여 시청자의 현재 공간 위치(O)를 추정하는 단계, 및 시청자의 상기 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 원 생성 이미지에 가변적인원근 변환을 적용함으로써 이미지를 제공하는 단계를 포함한다.

유익하게, 상기 원근 변환은 스크린 전면의 임의의 현재 공간 위치(O)에 있는 시청자가 원근 변형없이 스크린 상의 이미지를 시청할 수 있도록 한다. 결과적으로, 디스플레이된 이미지의 가시도, 특히, 디스플레이된 텍스트의 판독성이 개선된다.

상기 변환은 시청자가 스크린 상의 이미지들을 시청할 때 변환 애플리케이션을 알고 있지 않아도 되기 때문에 시청자에게 편리하다.

또한, 변환의 구현은 경제적으로 실현될 수 있고, 통상 유지보수가 필요없다.

상기 방법의 응용은 대형 스크린 TV 또는 대형 모니터들에 특히 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원 이미지의 원근 변환은 유익하게 원 생성 이미지의 적어도 한 픽셀의 좌표의 회전 및/또는 이동(translation)을 포함한다. 이 경우에, 이상적인 위치(Q)로 시청자의 위치를 정확하게 변환하는 것이 달성될 수 있고, 원근 변형들이 완전하게 제거될 수 있다.

바람직하게, 시청자의 위치(O)의 추정은 시청자의 머리 또는 눈을 트래킹(tracking)함으로써 행해진다.

대안적으로, 상기 추정은 스크린을 제어하기 위한 시청자에 의해 사용된 원격 제어의 현재 위치를 추정함으로써 행해진다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법의 단계들은 스크린 상의 이미지를 시청할 때 시청자가 광학적으로 혼란되는 경우로 인해 실시간으로 수행된다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예들은 종속항의 청구 대상이다.

본 발명의 목적은 또한 청구항 12항에 따른 장치에 의해 해결된다. 상기 장치의 이점은 본 발명의 방법과 관련하여 상술된 이점들에 해당한다.

바람직하게, 추정 유닛 및/또는 정정 유닛은 TV 세트, 또는 대안적으로는 컴퓨터에 포함된다. 이 경우, TV 세트 또는 컴퓨터에 근접하게 배치되어야 하는 다른 부가적인 유닛이 요구되지 않는다.

본 발명의 목적은 또한 상술된 장치의 이점들에 상당하는 이점들인, 청구항 16항의 청구 대상에 의해 해결된다.

이하, 본 발명의 다음 바람직한 실시예들이 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치(1)를 도시한다. 이 장치는 제공된 이미지가 어떠한 변형도 없이 시청될 수 있는 스크린 전면의 시청 지점을 나타내는 고정된 미리 결정된 위치(Q)와 관련하여 스크린(10)의 전면에서 시청자의 현재 공간 위치(O)를 추정하고, 각각의 위치 신호를 출력하기 위한 추정 유닛(20)을 포함한다.

장치(1)는 상기 추정된 위치(O)에 응답하여 원 생성 이미지의 원근 변형을 정정함으로써 이미지를 제공하고, 스크린(10)에 대해 어떠한 원근 변형도 없는 제공된 이미지를 나타내는 이미지 신호를 출력하기 위한 정정 유닛(30)을 더 포함한다.

정정 유닛(30)은, 예를 들어, 카메라 또는 컴퓨터 그래픽 프로그램에서 생성된 원 이미지에 가변 원근 변환을 적용함으로써 원근 변형의 정정을 수행한다.

변환은 상술된 바와 같이 이 기술분야에 공지되어 있는 식 (1)로 표현된다. 상기 변환의 사용은 어떠한 원근 변형들도 없이 이미지가 생성된 후 이미지가 시청될 수 있는 고정 위치(Q)를 변화시키지 않는다.

원 이미지가 생성된 위치와 상기 이미지가 TV 스크린 또는 모니터 상에서 추후 시청되는 위치는 일반적으로 서로 다르다는 것에 유념해야 한다. 또한, 원 이미지가 생성될 때, 이미지를 시청할 때의 스크린 전면에서의 시청자의 현재 또는 실제 위치(O)는 알려지지 않고, 따라서 원 이미지를 생성할 때 고려되지 않는다.

이러한 상황에 기초하여, 본 발명은 식 (1)에 따른 공지된 변환의 다른 응용을 교시한다. 보다 상세하게는, 본 발명에 따라, 상기 변환은 시청자가 위치(Q)뿐 아니라 최소 원근 변형을 갖는 스크린(10) 전면의 임의의 위치(O)로부터 이미지를 시청할 수 있도록 하는데 사용된다. 원 이미지가 변환을 수행함으로써 생성된 경우에, 본 발명은 디스플레이된 이미지를 생성하기 위하여 상기 변환의 부가적인 또는 제 2 응용을 교시한다.

더 상세하게는, 본 발명에 따라, 상기 변환의 가변 계수들(a, b, c, d, e, f, g, h 및 i)은 시청자의 현재 추정된 위치(O)에 응답하여 적응된다. 이러한 적응된 계수들에 대한 변환은 스크린 상에 디스플레이될 이미지를 제공하기 위하여 원 이미지에 추후에 적용된다. 상기 디스플레이된 이미지는 원근 변형들 없이 스크린(10) 전면의 임의의 위치로부터 시청자에 의해 시청될 수 있다.

이러한 적응을 수행하는 방법은 도 2를 참조하여 상세히 설명된다. 도 2에서, 시청자가 이상적인 위치(Q)에 대응하지 않는 위치(O)로부터 스크린(10)을 시청하는 상황이 도시된다. 도 2의 파라미터들(A, L, S, O, P, Q)의 의미는 도 3을 참조하여 상술된 각각의 의미에 대응한다. 이 방법은 다음 단계들을 포함한다.

1. x축이 수평 방향으로 놓이고, y축이 수직 방향으로 놓이며, z축이 스크린(10) 상에 디스플레이된 이미지 영역(A)의 중앙을 통과하는 위치(Q)로부터 나아가는 수평 방향으로 놓이는 원점이 Q인 좌표 시스템을 정의하는 단계.

2. 식 (1)에 따른 변환에 사용되는 파라미터들(u 및 v)은 영역(A)의 중앙에 원점을 갖는 단지 2차원 유클리드 좌표 시스템에 관한 것이다. 추후 변환 계수들(a 내지 i)을 계산할 수 있도록 하기 위해, 좌표들(u 및 v)은 상기 2차원 유클리드 공간으로부터 다음 식에 따라 Q를 원점으로 하는 3차원 유클리드 공간으로 변환된다.

(2)

여기서, L_d는 이미지 영역(A)의 중앙과 위치(Q) 사이의 거리이다.

3. 3차원 유클리드 공간에서 디스플레이된 이미지의 좌표(u, v, L_d)는 다음 식에 따라 Q를 원점으로 하는 3차원 원근 공간으로 더 변환된다.

(3)

4. 이어서, 시청자 위치(O)가 새로운 좌표 시스템의 중앙을 형성하도록 좌표 시스템을 변환하기 위하여 유클리드 변환(T)이 계산된다. 상기 유클리드 변환(T)은 다음에 따라 계산된다.

(4)

여기서, 벡터 [x₀, y₀, z₀, 1]는 Q를 원점으로 하는 3차원 원근 공간에서의 시청자의 위치(O) 좌표를 나타내고, R_ij(i = 1 내지 3, 및 j = 1 내지 3)는, 예를 들어, φ를 통해 좌표를 회전시키기 위한 회전 매트릭스의 좌표를 나타내고, t_x, t_y및 t_z는 좌표의 이동을 나타내는 이동 벡터를 형성하고, 벡터 [0, 0, 0, 1]는 시청자의 위치(O)에 대응하는 새로운 좌표 시스템의 원점을 나타낸다.

5. 발견된 변환식(T)은 직사각형 영역(A)의 모든 픽셀들(즉, 다음 식에 따라, 디스플레이된 이미지의 픽셀 좌표)에 적용된다.

(5)

식 (5)는, Q를 원점으로 하는 좌표 시스템의 스크린 상의 이미지의 픽셀 좌표 [u, v, L_d, 1]를, 시청자의 위치(O)를 원점으로 하는 좌표 시스템으로의 상기 이미지의 변환된 픽셀 좌표 [x_TR, y_TR, z_TR, 1]로 변환하는 것을 나타낸다. 두 벡터들 [u, v, L_d, 1] 및 [x_TR, y_TR, z_TR, 1]은 3차원 원근 공간에 놓인다.

6. 다음 방법 단계에서, 식 (5)로부터의 변환된 픽셀 위치들은 원근 이미지 변환을 적용함으로써 변환된다. 상기 원근 이미지 변환은 3차원 투영 공간에서의 변환된 좌표 [x_TR, y_TR, z_TR, 1]을 다음 식에 따라 2차원 투영 공간에서의 좌표 [u_new, v_new, w_new]로 변환하도록 작용한다.

(6')

(6")

(6"')

(6^Ⅳ)

(6^Ⅴ)

(6^Ⅵ)

7. 2차원 투영 공간에서의 벡터 [u_new, v_new, w_new]는 다음 식에 따라 2차원 유클리드 공간에서의 벡터 [x, y]로 변환될 수 있다

(7)

8. 따라서, 식 (7)의 고려 하에서, 식 (6^Ⅵ)은 다음 식에 따라 2차원 유클리드 공간으로 변환될 수 있다

(8')

(8")

식 (8")은 식 (1)에 대응한다는 것에 유념해야 한다.

9. 결론적으로, 식 (1)에 따른 변환의 가변 계수들(a 내지 i)은 다음 식에따라 식 (6^Ⅴ)과 식 (6^Ⅵ)을 비교함으로써 계산될 수 있다.

(9)

방법 단계들(1 내지 9), 및 특히 식 (9)는 일반적으로 컴퓨터 그래픽 응용의 텍스처 매핑으로부터 이 기술분야에 공지되어 있다.

그러나, 종래 기술과는 달리, 본 발명에 따르면, 식 (9)에 따라 계수들(a 내지 i)은, 특히, TV 세트 또는 모니터의 스크린(10) 전면에서 시청자의 추정된 현재 위치(O)로부터 계산된다.

식 (9)는 시청자의 임의의 위치(O)를 보상하도록, 일반적으로, 회전 및 이동을 포함하는 정확한 변환을 나타낸다.

특히, L_d는 고정되고 파라미터들(R_ij, t_x, t_y및 t_z)은 스크린(10) 상의 원 이미지 영역(A), 위치(Q), 및 시청자의 추정된 위치(O)로부터 계산될 수 있다. 또한, 식 (9)의 우변을 계산하면, 식 (9)의 좌변에 대한 원근 변환의 계수들(a 내지 i)이 알려진다.

다음에서, 본 발명에 따른 원근 변환을 적용하기 위한, 즉, 계수들(a 내지 i)을 계산하기 위한 두가지 간단한 실시예들이 제공된다.

제 1 실시예에서, 시청자(O)는 스크린의 전면에서의 위치(Q)와 스크린 영역(A)의 중앙을 연결하는 라인(L)상에 놓인다고 가정한다. 이 경우에, 디스플레이될 이미지의 회전은 쓰이지 않으며, 단지 이동 변환이 요구된다.

식 (1) 및 계산된 계수들(a 내지 i)을 사용하여, 위치(Q)보다 영역(A)에 더 근접한 라인(L) 상의 시청자의 눈-위치(O)를 보상하는 것은 가능하지만, 그 경우에, 수신된 이미지의 외부 영역의 일부는 디스플레이되지 않는다. 또는, 위치(Q)보다 영역(A)으로부터 멀리 떨어진 라인(L) 상의 시청자의 눈-위치(O)를 보상하는 것이 가능하지만, 그 경우에, 스크린의 외부 영역 일부는 사용되지 않는다.

제 2 실시예에서, 시청자(O)는 라인(L)상에 있는 것이 아니라, Q와 영역(A)의 중앙 사이의 거리에 대응하는 상기 중앙에 대한 거리를 갖는다. 결과적으로, 식 (9)의 변환 계수들(t_x, t_y및 t_z)은 무시될 수 있고, 수평 회전에 대한 정정만이 고려되어야 한다. 요구된 원근 변환은 중앙 라인으로서 스크린의 중앙 및 시청자의 위치(O)를 통한 라인을 갖고 상부로서 O를 갖는 피라미드에 따른다.

도 2에 따라, 위치(Q)를 중심으로 한 회전은, 위치(O)가 Q를 통해 수평 평면 상에 투영된 후, 라인(L) 상의 시청자의 위치(O)를 얻기 위해 필요하다(따라서, 위치 O의 y 좌표 무시한다). 이것은 다음 식을 제공한다.

(10)

cosφ =및 sinφ =(11)

여기서, x₀및 z₀는 Q를 원점으로 하는 좌표 시스템의 유클리드 공간에서의 시청자의 좌표를 나타낸다.

Q를 중심으로 한 회전은 A의 중앙에 대한 거리를 변경하지만, 회전 후, 변환된 이미지의 일부가 디스플레이 스크린의 외측에 있거나, 디스플레이 스크린의 대부분이 사용되지 않는 것을 피하기 위하여 스케일링이 요구된다

(12)

스케일 인자는, 원래 사각형(A)의 네 모서리들의 원근 투영들이 직사각형의 4개의 경계들 상에 있도록 요구함으로써 계산될 수 있다.

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

여기서, P(s, u, v)는 식 (8")이 식 (6^Ⅵ)으로부터 유도되는 것과 동일한 방식으로, 식 (12)의 우변으로부터 유도된 회전 원근 변환이다. 변수들(u, v)은 스크린 상의 2 dim 유클리드 위치 좌표이다.

이것은 8개의 스케일 인자들(si)(i = 1 내지 8)을 제공한다. 가장 작은 인자는, 디스플레이된 스크린의 영역으로 변환된 이미지의 영역을 완전히 맞추는 것을 보장하는 식 (12)의 최종 또는 최적 스케일 인자로서 사용되어야 한다.

식 (13) 내지 식 (20)의 양변들의 좌표(x, y)는 2차원 유클리드 공간에서의 이미지 영역(A)의 좌표를 나타낸다. 예를 들어, 식 (13)에서의 변환 후 식 (13) 내지 식 (20)은 이미지의 새로운 영역(A_new)의 모서리들의 위치에 대한 조건들 또는 요구사항들을 나타내며, 좌표 x_left및 y_bottom로 표현된 본래 사각형(A)의 모서리의 x 좌표가 변환 후 동일하게 유지하는 것이 필요하다.

식 (1) 및 도 2를 다시 참조하여, 원 생성 이미지 위에 식 (1)에 따른 원근 변환의 응용은 스크린(10) 상의 이미지의 원래 영역(A) 및 위치(Q)에 의해 형성된 피라미드가 시청자의 추정된 위치(O) 및 이미지의 변환된 영역(A_new)에 의해 형성된 피라미드와 유사하다는 것을 보장한다. 이것은 도 2에 도시되어 있다.

제안된 해결책은 작은 부가 비용으로 본 발명에 따른 필요한 계산들을 수행하기 위한 저렴한 하드웨어를 포함하는 특정 그래픽 효과들을 위한 수단으로 확장되는 미래 TV에서 구현될 수 있다.

Claims

스크린(10), 특히, TV 스크린 또는 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이될 이미지를 제공하는 방법에 있어서:

상기 이미지가 어떠한 원근 변형(perspective deformation)도 없이 시청될 수 있는 상기 스크린(10) 전면에서의 시청 지점을 나타내는 고정된 미리 결정된 위치(Q)와 관련하여 시청자의 현재 공간 위치(O)를 추정하는 단계; 및

상기 위치(O)에 있는 상기 시청자가 원근 변형없이 상기 이미지를 시청할 수 있도록 상기 시청자의 상기 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 원 생성 이미지(originally generated image)에 가변적인 원근 변환(variable perspective transformation)을 적용함으로써 상기 이미지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 변환은 다음 식에 따라 수행되고,

여기서, u, v는 변환 전의 상기 원 이미지의 픽셀 좌표이고, x, y는 상기 변환 후의 상기 제공된 이미지의 픽셀 좌표이며, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는 상기 변환을 한정하고 상기 시청자의 상기 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 적응되는 가변계수들인 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 이미지는 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변환은 상기 이미지의 적어도 한 픽셀의 좌표 회전 및/또는 변환을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 가변 계수들(a, b, c, d, e, f, g, h 및 i)은 다음 식에 따라 계산되고,

여기서, L_d는 상기 스크린 상에 디스플레이될 때 상기 이미지의 영역(A)의 중앙과 상기 위치(Q) 사이의 고정된 거리이고, R_ij(i = 1 내지 3, 및 j = 1 내지 3)는 상기 픽셀을 회전시키기 위한 회전 매트릭스의 계수들이고, t_x, t_y및 t_z는 이동 벡터(translation vector)의 계수들이며,

상기 회전 매트릭스 및 상기 이동 벡터는 상기 위치(Q)와 관련하여 상기 시청자의 추정된 현재 공간 위치(O)에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 이동이 무시되고, 상기 회전이 Q와 접속하는 라인(L)과 상기 위치들(O, Q)에 의해 한정되고 상기 스크린 상의 상기 디스플레이된 이미지의 영역(A)에 대해 수직인 평면에서만 발생하도록 고려되는 경우, 상기 가변 계수들(a, b, c, d, e, f, g, h 및 i)은 다음 식에 따라 계산되고,

여기서, R₁₁= R₃₃= cosφ, R₁₃= -sinφ, R_{31 =}sinφ이고, t_x= t_y= t_z= 0이고, cosφ =및 sinφ =이며, 여기서, x₀및 z₀는 Q를 원점으로 하는 좌표 시스템에서의 상기 시청자 위치의 좌표인 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 가변 계수들(a, b, c, d, e, f, g, h 및 i)을 계산하는 단계는 다음식,

에 따른 스케일 인자를 갖는 상기 계수들의 스케일링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 7 항에 있어서,

다음 8개의 선형 식 시스템들을 해결함으로써 예비 스케일 인자들(si)(i = 1 내지 8)을 계산하는 단계로서,

여기서, 상기 선형 시스템들 각각의 우변의 x, y 벡터들은 상기 스크린 상의 원 이미지의 모서리의 가상 좌표를 나타내고, 좌변의 x, y 벡터들은 상기 스크린 상에 실제로 디스플레이된 상기 제공된 이미지의 모서리의 좌표를 각각 나타내며, 좌표 x_right, x_left, y_bottom및 y_top은 미리 결정되는, 상기 예비 스케일 인자들을 계산하는 단계; 및

최적 스케일 인자로서 상기 계산된 예비 스케일 인자들(si) 중 최소의 한 인자를 선택하는 단계를 수행함으로써, 상기 제공된 이미지가 상기 스크린의 영역에 완전히 맞추어지도록 선택되는 최적의 스케일 인자가 결정되는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 추정은 상기 시청자의 머리 또는 눈을 트래킹(tracking)함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위치(O)의 추정은 상기 스크린을 제어하기 위해 상기 시청자에 의해 사용된 원격 제어의 현재 위치를 추정함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방법의 단계들은 실시간으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 방법.
스크린(10), 특히, TV 스크린 또는 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이될 이미지를 제공하는 장치(1)에 있어서:

상기 스크린 상의 상기 이미지가 어떠한 원근 변형도 없이 시청될 수 있는 시청 지점을 나타내는 고정된 미리 결정된 위치(Q)와 관련하여 상기 스크린(10) 전면에서의 시청자의 현재 공간 위치(O)의 추정을 나타내는 위치화 신호(positioning signal)를 출력하는 추정 유닛(20); 및

상기 위치(O)에 있는 상기 시청자가 상기 원근 변형없이 상기 이미지를 시청할 수 있도록 하기 위해 상기 위치화 신호에 응답하여 원 생성 이미지에 가변 원근 변환을 적용하는 정정 유닛(30')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 장치(1).
제 12 항에 있어서,

상기 변환은 다음 식으로 표현되고,

(1)

여기서, u, v는 변환 전의 원 이미지 픽셀의 좌표이고, x, y는 상기 변환 후의 상기 제공된 이미지의 픽셀 좌표이고, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는 변환을 한정하고 임의의 현재 공간 위치(O)에 있는 상기 시청자가 원근 변형들 없이 상기 스크린(10) 상의 상기 이미지를 시청할 수 있도록 하는 상기 시청자의 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 적응되는 가변 계수들인 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 장치(1).
제 13 항에 있어서,

상기 추정 유닛 및/또는 상기 정정 유닛은 TV 세트에 포함되는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 장치(1).
제 14 항에 있어서,

상기 추정 유닛 및/또는 상기 정정 유닛은 컴퓨터에 포함되는 것을 특징으로 하는, 이미지 제공 장치(1).
스크린(10) 상에 디스플레이될 이미지를 제공하기 위해 원 생성 이미지에 가변 원근 변환을 적용하도록 적응되어, 상기 스크린(10) 전면의 임의의 현재 공간 위치(O)에 있는 시청자가 원근 변형없이 상기 스크린(10) 상의 상기 제공된 이미지를 시청할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 정정 유닛(30).
제 16 항에 있어서,

상기 변환은 다음 식으로 표현되고,

여기서, u, v는 변환 전의 원 이미지 픽셀의 좌표이고, x, y는 상기 변환 후의 상기 제공된 이미지 픽셀의 좌표이며, a, b, c, d, e, f, g, h 및 i는 상기 변환을 한정하고 상기 시청자의 추정된 현재 위치(O)에 응답하여 적응되는 가변 계수들인것을 특징으로 하는, 정정 유닛(30).