KR20050001732A - 입체 영상 디스플레이 시스템 - Google Patents

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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08—Volume rendering

Abstract

본 발명은 입체 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다초점 프로세서를 이용하여 저장부에서 전송된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하며, 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링한다. 이와 같이 하면, 메모리가 절약되며 영상을 처리하는데 소요되는 시간이 절약되며, 실시간으로 입체 영상을 표시할 수 있다.

Description

입체 영상 디스플레이 시스템{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 입체 영상 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 입체 영상 디스플레이 시스템은 디스플레이되는 화상을 사용자가 3차원으로 인식하도록 만드는 것으로서, 통상 3차원 입체상의 인식은 인간의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 보는 미소한 영상 차이에 의해서 느껴지게 된다.
이러한 원리에 따라 입체 영상을 구현하는 디스플레이는 데이터의 종류에 따라 크게 스테레오스코픽(Streoscopic) 디스플레이, 발루메트릭(Volumetric) 디스플레이, 홀로그래픽(Holographic) 디스플레이로 구분된다.
이중 스테레오스코픽 방식의 입체 영상 디스플레이는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 영상이 각각 디스플레이되고 사용자의 눈에는 해당 영상만을 보이게 함으로써 입체 영상으로 인식시키는 방법이며, 이러한 스테레오스코픽 방식의 대표적인 예가 렌티큘러(Lenticular) 렌즈 시스템이다.
한편, 최근에는 다초점(Multi-view) 오토스테레오스코픽 디스플레이가 개발되고 있는데, 이것은 각 초점(View)의 영상을 렌티큘러 렌즈나 배리어를 이용하여 공간적으로 분리하는 방식을 사용한다.
도 1은 이러한 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템의 예를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다수의 입체 카메라(10), 저장부(Recorder, 20), 합성부(Mixer, 30) 및 입체 모니터(40)를 포함한다.
9개의 입체 카메라(10)가 피사체를 촬영하여 영상 데이터를 저장부(20)로 보내면, 저장부(20)는 이 영상 데이터를 저장한 후 합성부(30)로 전송하고, 합성부(30)는 전송된 9개의 영상 데이터를 입체 모니터(40)의 디스플레이 방식에 맞도록 재구성하며, 최종적으로 입체 모니터(40)가 재구성된 영상을 입체 영상으로 표시한다.
이러한 종래의 입체 영상 디스플레이 시스템은 다수의 입체 카메라를 사용하므로 시스템이 복잡하고, 영상 데이터의 용량이 커서 저장 및 데이터를 처리하는 데 많은 시간이 소요되기 때문에 실시간으로 입체 영상을 표현하기 어렵다. 또한, 카메라의 개수에 따라 초점 수가 정해지므로 초점 수를 자유롭게 늘리거나 줄이는것이 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다초점 오토마이크로스코픽 디스플레이 방식으로 입체 영상을 구현할 때 초점 수보다 적은 카메라를 사용하여 적은 용량의 메모리로 실시간 입체 영상을 재구성할 수 있는 입체 영상 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 입체 영상을 만들기 위하여 2차원 영상을 다운 샘플링한 예를 나타낸 도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은,
동일 피사체를 상이한 각도에서 촬영하는 2개 이상의 입체 카메라; 상기 입체 카메라로부터 전송된 영상 데이터를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하는 영상 처리부와 상기 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링하는 샘플링부를 포함하는 다초점 프로세서; 상기 다초점 프로세서에서 추출된 다수의 2차원 영상 데이터를 합성하는 합성부; 및 상기 합성부에서 합성된 영상 데이터를 재구성하여 입체 영상으로 표시하는 입체 모니터를 포함한다.
상기 영상 처리부는 3차원 볼륨 렌더링 기법을 통하여 상기 입체 모니터의 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하거나, 중간 영상 생성 기법을 통하여 다수의 2차원 영상을 추출한다.
또한, 상기 샘플링부는 상기 2차원 영상 데이터를 수직 방향으로 다운 샘플링한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 상기 입체 카메라 수는 상기 입체 모니터의 초점 수보다 작은 것이 바람직하다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에 대하여 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은 피사체를 촬영하기 위한 다수의 입체 카메라(100), 저장부(Recorder, 200), 다초점 프로세서(Multi-view Processor, 300), 합성부(Mixer, 400) 및 입체 모니터(500)를 포함한다.
다수의 입체 카메라(100)가 피사체를 촬영하여(도 2에서는 2안 입체 카메라를 사용하여 피사체를 촬영함) 영상 데이터를 저장부(20)로 보내면, 저장부(20)는 이 영상 데이터를 저장한 후 다초점 프로세서(300)로 전송한다.
다초점 프로세서(300)는 입체 카메라(100)로부터 얻어진 영상을 처리하여 합성부(400)로 전송하며, 합성부(400)는 전송된 영상 데이터를 입체 모니터(500)의 디스플레이 방식에 맞도록 재구성하며, 최종적으로 입체 모니터(500)가 재구성된 영상을 입체 영상으로 표시한다.
한편, 다초점 프로세서(300)는 영상 처리부(310)와 샘플링부(320)를 포함한다. 영상 처리부(310)는 입체 카메라(100)로부터 얻어진 영상을 통하여 깊이맵(Depth Map)을 구성한 후 3차원 볼륨 렌더링(3D Volume Rendering) 기법을 이용하여 입체 모델을 만들고 입체 모니터(500)로 표시하고자 하는 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하거나, 중간 영상 생성 기법을 이용하여 여러 장의 2차원 영상을 추출한다. 볼륨 렌더링은 평평한 화면에 표현되는 2차원 영상을 색과 음영, 투시, 투사, 빛과 그림자 등의 기법으로 유도되는 눈의 착각을 이용하여 3차원으로 인식하도록 하는 것이며, 중간 영상 생성 기법은 좌우의 원(Original) 영상을 참조하여 중간 영상을 합성하여 복원해내는 기술이다.
또한, 샘플링부(320)는 영상 처리 속도의 향상을 위하여 3차원 볼륨 렌더링이나 중간 영상 생성 기법으로 생성된 여러 장의 영상들을 다운 샘플링(Down-sampling)한다. 다운 샘플링이란 하나의 영상을 더 작은 샘플로 표현하는 과정으로서, 일반적으로 다운 샘플링을 하는 방법은 영상의 일정 간격 픽셀만을 취하는 방식으로 행해진다. 즉, N 초점인 경우에는 N장의 2차원 영상을 이용하여 입체 영상을 만들기 때문에 이러한 방법을 사용하면 각 영상을 1/N로 다운 샘플링하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템에서 입체 영상을 만들기 위하여 2차원 영상을 다운 샘플링한 예를 나타낸 것이다.
그런데 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적으로 입체 영상을 만들기 위해서 사용되는 2차원 영상은 수평 방향으로 불균형하기 때문에, 수평방향으로 다운 샘플링을 하게 되면 원 영상과 다운 샘플링한 영상이 차이가 나게 되어 입체 영상의 모서리(Edge) 부분이 크게 손상될 뿐만 아니라 사용자가 느끼는 입체감도 현저하게 저하된다. 따라서, 본 발명에서는 수평 방향으로는 다운 샘플링하지 않고 수직 방향으로만 다운 샘플링을 한다.
실제로 9초점 편향 렌티큘러 방식의 입체 모니터에 본 발명의 실시예에 따른 다운 샘플링 기법을 적용한 결과를 종래 기술과 비교하면, 메모리의 용량은 1/3로 감소하고 영상 처리속도는 약 3배 향상되는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템은 액정 디스플레이(Liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이(Plasma display panel), 유기 EL(Electro luminescence) 등의 평판 플레이에 다양하게 적용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 입체 영상 디스플레이 시스템을 이용하면, 종래의 입체 영상과 같은 크기의 2차원 영상을 이용하여 입체 영상을 표시하는 것에 비하여 메모리가 절약되며 영상을 처리하는데 소요되는 시간이 절약되며, 실시간으로 입체 영상을 표시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 동일 피사체를 상이한 각도에서 촬영하는 2개 이상의 입체 카메라;
    상기 입체 카메라로부터 전송된 영상 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 영상 데이터를 처리하여 다수의 2차원 영상 데이터를 추출하는 영상 처리부와 상기 추출된 2차원 영상 데이터를 다운 샘플링하는 샘플링부를 포함하는 다초점 프로세서;
    상기 다초점 프로세서에서 추출된 다수의 2차원 영상 데이터를 합성하는 합성부; 및
    상기 합성부에서 합성된 영상 데이터를 재구성하여 입체 영상으로 표시하는 입체 모니터
    를 포함하는 입체 영상 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 3차원 볼륨 렌더링 기법을 통하여 상기 입체 모니터의 초점 수만큼의 2차원 영상을 추출하는
    입체 영상 디스플레이 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 중간 영상 생성 기법을 통하여 다수의 2차원 영상을 추출하는
    입체 영상 디스플레이 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샘플링부는 상기 2차원 영상 데이터를 수직 방향으로 다운 샘플링하는
    입체 영상 디스플레이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입체 카메라 수가 상기 입체 모니터의 초점 수보다 작은 것을 특징으로 하는
    입체 영상 디스플레이 시스템.
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