KR20070061091A - Method for deciding the position of an observer, and an observer tracking 3d display system and method using that - Google Patents

Method for deciding the position of an observer, and an observer tracking 3d display system and method using that Download PDF

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof

Abstract

A method for determining the position of an observer, and an observer-tracking 3-dimensional display system and method using the method are provided to show an observation position to an observer by using an indicator when the observer is not located at a 3-dimensional stereo image observation position. An observer-tracking 3-dimensional display system includes an image acquisition unit(31), an observer position tracking unit(32), and a guide unit(33). The image acquisition unit acquires an image of an observer. The observer position tracking unit extracts 3-dimensional position information of the observer from the image of the observer and generates an observer position indication control signal. The guide unit shows the best observation position to the observer according to the observer position indication control signal.

Description

관찰자 위치 결정 방법과 그를 이용한 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법{Method for deciding the position of an observer, and an observer tracking 3D display system and method using that}Method for deciding the position of an observer, and an observer tracking 3D display system and method using that}

도 1 은 본 발명에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 일실시예 구성도, 1 is a block diagram of an embodiment of an observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 다른 실시예 구성도, 2 is a configuration diagram of another embodiment of the observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to the present invention;

도 3 은 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치의 일실시예 구성도, 3 is a configuration diagram of an embodiment of an observer position tracking device according to the present invention;

도 4 는 상기 도 2의 영상 표시 장치 및 3차원 입체 영상 표시 마스크 위치에 대한 관찰 위치 변화를 각각 나타낸 예시도, FIG. 4 is an exemplary view illustrating observation position changes with respect to the image display apparatus and the 3D stereoscopic image display mask positions of FIG.

도 5 는 본 발명에 따른 카메라와 디스플레이 장치 간의 관계 및 카메라 좌표계를 나타낸 예시도, 5 is an exemplary view showing a relationship between a camera and a display device and a camera coordinate system according to the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치 중 3차원 위치 정보 추출부의 일실시예 상세 구성도, 6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the 3D position information extraction unit of the observer position tracking apparatus according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 따라 디스플레이 장치를 바라보고 있는 일반적인 얼굴의 자세를 나타낸 도면(y= - ∞에서 x-z 평면을 바라본 2차원 도면),7 is a view showing a general face posture looking at the display device according to the present invention (a two-dimensional view of the x-z plane at y = −∞),

도 8 은 본 발명에 따른 카메라와 좌/우 눈의 관계를 표시한 도면이다.8 is a view showing the relationship between the camera and the left / right eyes according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11 : CCD 카메라 12 : 인디케이터(Indicator)11: CCD camera 12: indicator

13 : 3차원 영상 표시 장치 21 : 모터(M1 내지M4)13: 3D video display device 21: motors (M1 to M4)

22 : 3차원 입체 영상 표시 마스크 23 : 영상 표시 장치22: three-dimensional stereoscopic image display mask 23: video display device

31 : 영상 신호 입력부 32 : 3차원 위치 정보 추출부31: Image signal input unit 32: 3D location information extraction unit

33 : 제어신호 생성부33: control signal generator

본 발명은 관찰자 위치 결정 방법과 그를 이용한 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관찰자의 위치를 인지한 후 관찰자가 고정된 관찰 위치에서 일정 범위 이내로 벗어나 있을 경우 3차원 입체 영상 관찰 위치로 관찰자를 안내하거나, 관찰자 위치에서 3차원 입체 영상을 관찰할 수 있도록 렌티큘러(Lenticular) 또는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 등의 3차원 입체 영상 표시 마스크를 제어하기 위한, 관찰자 위치 결정 방법과 그를 이용한 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an observer positioning method and an observer tracking type 3D display system using the same, and more particularly, to three-dimensional display of an observer after recognizing the observer's position within a certain range from a fixed observation position. Positioning the observer to control a three-dimensional stereoscopic image display mask such as a lenticular or parallax barrier to guide the observer to the stereoscopic image viewing position or to observe the three-dimensional stereoscopic image from the observer's position. A method, and an observer tracking type 3D display system using the same, and a method thereof.

패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식은, 영상 패널을 전방으로부터 거 리를 두어 배리어 필터를 배치한 후 양안이 배리어 필터를 지나 서로 다른 이미지나 영상을 관찰함으로써, 이미지나 영상이 입체로 나타나게 하는 시차(parallax)에 의한 방법이다.The parallax barrier method uses a parallax that causes an image or an image to appear three-dimensional by placing a barrier filter with the image panel at a distance from the front and then observing different images or images through the barrier filter. parallax).

일반적으로, 인간이 입체감을 느끼는 가장 큰 요인은 하나의 물체에 좌/우의 눈이 다른 방향에서 물체를 봄으로써 생기는 좌/우 망막 상의 공간적인 차이의 효과이다. 이 효과를 이용하여 좌/우 양안에 각각 서로 다른 영상, 즉 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상)을 디스플레이하는 방법이 사용되었다. 이러한 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상)은 디스플레이 방법에 따라 안경을 쓰는 방법과, 안경을 쓰지 않는 방법으로 발전되어 왔으며, 안경을 쓰지 않고 보는 방법으로 가장 대표적인 방법이 수직시차만을 표현하는 렌티큘라판을 영상 표시 장치에 부착하여 입체 영상을 보는 방법이며, 나아가 수직, 수평 시차를 표현하는 다시점 또는 초다시점 IP(Integral Photography)판, 교차 렌티큘라판 또는 사각 렌즈판 등의 다시점 영상 표시 마스크로 발전되어 왔다.In general, the biggest factor that humans feel in three dimensions is the effect of spatial differences on the left and right retinas caused by the left and right eyes looking at an object in one direction. Using this effect, a method of displaying different images, that is, stereoscopic images (three-dimensional images), in both left and right eyes was used. The stereoscopic image (3D image) has been developed into a method of wearing glasses and a method of wearing glasses according to a display method, and the most representative method of viewing without glasses is a lenticular plate representing only vertical parallax. It is a method of viewing a stereoscopic image by attaching it to an image display device, and furthermore, using a multiview image display mask such as a multi-view or ultra-multi-view IP (Integral Photography) plate, a cross lenticular plate, or a rectangular lens plate to express vertical and horizontal parallax. It has been developed.

이처럼, 3차원 디스플레이 방법은 안경을 쓰고 3차원 영상을 관찰하는 방법과, 안경을 쓰지 않고 3차원 영상을 관찰하는 방법으로 나누어진다.As such, the 3D display method is divided into a method of observing a 3D image with glasses and a method of observing a 3D image without glasses.

안경을 쓰고 3차원 영상을 관찰하는 방법은 극장과 같은 넓은 공간에서 3차원 영상을 관찰하는 방법으로서, 2안식의 스테레오 스코픽 영상(3차원 영상) 디스플레이 방법을 사용한다. 또한, 안경을 쓰지 않고 보는 방법으로는, 주로 소수 관찰자가 관찰 위치가 정해져 있는 위치에서 3차원 영상을 관찰하는 방법이 있다.A method of observing a 3D image by wearing glasses is a method of observing a 3D image in a large space such as a theater and uses a binocular stereoscopic image (3D image) display method. As a method of viewing without wearing glasses, a small number of observers mainly observe a three-dimensional image at a position where an observation position is determined.

그런데, 안경을 쓰지 않고 3차원 영상을 관찰할 수 있는 대표적인 종래의 방법으로서, 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식을 이용하지만, 종래의 패러랙스 배리어 방식으로 3차원 입체 영상을 디스플레이할 때 3차원 영상을 관찰할 수 있는 범위가 한정되어 있으므로, 관찰자는 고정된 위치에서 3차원 영상을 관찰해야만 하는 문제점이 있었다.By the way, as a representative conventional method for observing a 3D image without wearing glasses, a parallax barrier method is used, but when displaying a 3D stereoscopic image using a conventional parallax barrier method, a 3D image is displayed. Since the scope of observation is limited, there is a problem that the observer must observe the 3D image at a fixed position.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 관찰자가 3차원 입체 영상 관찰 위치에 있지 않을 경우 관찰자에게 관찰 위치를 인디케이터(Indicator)에 의해 안내하도록 하기 위한, 관찰자 위치 결정 방법과 그를 이용한 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the observer positioning method and the viewer tracking using the same to guide the observer by the indicator when the observer is not in the 3D stereoscopic image observation position It is an object of the present invention to provide a three-dimensional display system and a method thereof.

또한, 본 발명은 패러랙스 배리어 또는 렌티큘러 방식으로 3차원 입체 영상을 관찰할 경우 3차원 입체 영상 표시 마스크를 제어하여, 관찰자가 3차원 입체 영상 관찰 위치에서 일정 범위를 벗어나더라도 3차원 입체 영상을 관찰할 수 있도록 하기 위한, 관찰자 위치 결정 방법과 그를 이용한 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention controls a three-dimensional stereoscopic image display mask when observing a three-dimensional stereoscopic image by a parallax barrier or a lenticular method, thereby observing the three-dimensional stereoscopic image even if the observer is out of a certain range from the three-dimensional stereoscopic image observation position. Another object of the present invention is to provide an observer positioning method, an observer tracking type 3D display system using the same, and a method thereof.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관찰자 위치 결정 방법은, 관찰자의 위치를 결정하는 방법에 있어서, 카메라를 통해 관찰자의 영상을 획득하는 단계; 및 상기 획득한 영상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라의 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하는 3차원 위치 정보 추출 단계를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of determining an observer, the method comprising: obtaining an image of an observer through a camera; And extracting three-dimensional positional information extracting three-dimensional positional information of the observer using the positional information of both eyes of the observer and the parameter information of the camera in the acquired image.

한편, 본 발명의 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템은, 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템에 있어서, 관찰자의 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단; 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 수단; 및 상기 관찰자 위치 추적 수단으로부터의 관찰자 위치 안내 제어신호에 따라 상기 관찰자를 최적 관찰 위치로 안내하기 위한 신호를 표시하여 상기 관찰자를 관찰 위치로 안내하기 위한 수단을 포함한다.On the other hand, the observer tracking three-dimensional display system, the observer tracking three-dimensional display system, the image acquisition means for obtaining an image of the observer; Observer position tracking means for generating observer position guidance control signals by extracting three-dimensional position information of the observer from the image of the observer acquired by the image acquisition means; And means for guiding the observer to an observation position by displaying a signal for guiding the observer to an optimal observation position according to the observer position guidance control signal from the observer position tracking means.

또한, 본 발명의 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법은, 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법에 있어서, 관찰자의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하는 관찰자 위치 추적 단계; 및 상기 관찰자 위치 안내 제어신호에 따라 상기 관찰자를 최적 관찰 위치로 안내하기 위한 신호를 표시하여 상기 관찰자를 관찰 위치로 안내하는 단계를 포함한다.In addition, the observer tracking three-dimensional display method of the present invention, the observer tracking three-dimensional display method, comprising the steps of: obtaining an image of the observer; An observer position tracking step of extracting three-dimensional position information of the observer from the acquired observer image to generate an observer position guide control signal; And displaying a signal for guiding the observer to an optimal observation position according to the observer position guide control signal to guide the observer to the observation position.

한편, 본 발명의 다른 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템은, 관찰자 추 적형 3차원 디스플레이 시스템에 있어서, 관찰자의 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단; 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 영상 표시 마스크 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 수단; 및 상기 관찰자 위치 추적 수단으로부터의 영상 표시 마스크 제어신호에 따라 영상 표시 마스크를 이동시켜 상기 관찰자 위치에 적합하게 조정된 3차원 입체 영상을 표시하기 위한 수단을 포함한다.On the other hand, another observer tracking three-dimensional display system of the present invention, the observer tracking three-dimensional display system, the image acquisition means for obtaining an image of the observer; Observer position tracking means for generating an image display mask control signal by extracting three-dimensional position information of the observer from the image of the observer acquired by the image acquisition means; And means for moving the image display mask according to the image display mask control signal from the observer position tracking means to display a three-dimensional stereoscopic image adapted to the observer position.

또한, 본 발명의 다른 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법은, 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법에 있어서, 관찰자의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 영상 표시 마스크 제어신호를 생성하는 관찰자 위치 추적 단계; 및 상기 영상 표시 마스크 제어신호에 따라 영상 표시 마스크를 이동시켜 상기 관찰자 위치에 적합하게 조정된 3차원 입체 영상을 표시하는 단계를 포함한다.In addition, another observer tracking three-dimensional display method of the present invention, the observer tracking three-dimensional display method, comprising the steps of: obtaining an image of the observer; An observer position tracking step of generating an image display mask control signal by extracting three-dimensional position information of the observer from the acquired observer image; And moving the image display mask according to the image display mask control signal to display a 3D stereoscopic image adjusted according to the position of the observer.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 일실 시예 구성도로서, 관찰자 위치 추적 장치(30)를 통한 관찰자 위치 인지 및 추적을 통하여, 이를 바탕으로 관찰자에게 관찰 위치를 인디케이터(12)에 의해 안내하도록 하는 방식을 나타내고 있다.1 is an exemplary configuration diagram of an observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to an exemplary embodiment of the present invention, and recognizes and observes an observer position through an observer position tracking device 30, thereby indicating an observation position to an observer. 12) is shown.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 관찰자의 영상을 촬상(촬영)하기 위한 CCD 카메라(11)와, CCD 카메라(11)로부터 관찰자의 영상을 입력받아 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 장치(후술되는 도 3 참조)(30)와, 관찰자 위치 추적 장치(30)로부터의 관찰자 위치 안내 제어신호에 따라 관찰자를 최적 관찰 위치로 안내하기 위한 신호를 표시하여 관찰자를 관찰 위치로 안내(예 : 상/하/좌/우/앞/뒤에 해당하는 LED(Light Emitting Diode)를 제어하여 관찰자를 관찰 위치로 안내)하기 위한 인디케이터(12)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to an embodiment of the present invention includes a CCD camera 11 and a CCD camera 11 for capturing an image of an observer. An observer position tracking device (see FIG. 3 to be described later) 30 for generating an observer position guidance control signal by receiving an observer's image and extracting three-dimensional position information of the observer, and an observer from the observer position tracking device 30. Display a signal to guide the observer to the optimum observation position according to the position guidance control signal to guide the observer to the observation position (for example, by controlling the LED (Light Emitting Diode) corresponding to the up / down / left / right / front / back) And an indicator 12 for guiding the observer to the viewing position.

즉, 도 1은 상기와 같은 기능을 포함하는 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 일실시예로서, 3차원 영상 표시 장치(13)에 관찰자의 위치를 인지 및 추적하기 위해 관찰자의 영상 정보를 입력하는 CCD 카메라(11)와, 관찰자에게 관찰위치를 안내하기 위한 인디케이터(12)를 포함한다.That is, FIG. 1 is an embodiment of an observer tracking type 3D stereoscopic image display system including the above function, and the image information of the observer is recognized by the 3D image display device 13 to recognize and track the position of the observer. An input CCD camera 11 and an indicator 12 for guiding a viewing position to an observer are included.

도 1에서 3차원 영상 표시 장치(13)가 관찰자의 위치를 관찰 위치로 안내하지 않고, 임의의 관찰자 위치에 3차원 영상을 디스플레이시킬 경우 3차원 영상 표시 장치를 후술되는 도 2와 같이 구성할 수 있다. 일반적으로, 3차원 입체 영상을 디스플레이할 때 영상 표시 장치(23) 위에 패러랙스 배리어 또는 렌티큘러와 같은 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 고정 위치시키지만, 본 발명에서는 영상 표시 장치(23)와 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 분리한 후, 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 이동시킴으로써, 관찰자가 관찰 위치에서 어느 정도(후술되는 수식 참조) 벗어난 위치에 있더라도 3차원 입체 영상을 관찰할 수 있도록 구성하는 것이다.In FIG. 1, when the 3D image display apparatus 13 displays a 3D image at an arbitrary observer position without guiding the observer's position to the observation position, the 3D image display apparatus may be configured as shown in FIG. 2. have. In general, when displaying a 3D stereoscopic image, the 3D stereoscopic image display mask 22 such as a parallax barrier or a lenticular is fixedly positioned on the image display apparatus 23. However, in the present invention, the image display apparatus 23 and the 3D image are fixed. By separating the 3D stereoscopic image display mask 22 and then moving the 3D stereoscopic image display mask 22, the 3D stereoscopic image can be observed even if the observer is at a position deviated to some extent from the observation position (see equation described later). To be configured.

도 2 는 본 발명에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 다른 실시예 구성도로서, 관찰자 위치 추적 장치(30)를 통한 관찰자 위치 인지 및 추적을 통하여, 이를 바탕으로 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 제어하여, 관찰자가 관찰 위치에서 어느 정도(후술되는 수식 참조) 벗어난 위치에 있더라도 이동없이 그 위치에서 3차원 입체 영상을 관찰할 수 있도록 하는 방식을 나타내고 있다.2 is a configuration diagram of another embodiment of the observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to an embodiment of the present invention, and through the observer position tracking device 30 through recognition and tracking of the observer position, based on the 3D stereoscopic image display mask By controlling (22), it is shown how the observer can observe a three-dimensional stereoscopic image at that position without moving even if the observer is at a position that is somewhat out of the observation position (see equation described later).

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 관찰자의 영상을 촬상(촬영)하기 위한 CCD 카메라(11)와, CCD 카메라(11)로부터 관찰자의 영상을 입력받아 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 영상 표시 마스크 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 장치(후술되는 도 3 참조)(30)와, 관찰자 위치 추적 장치(30)로부터의 영상 표시 마스크 제어신호에 따라 상/하/좌/우/앞/뒤 회전 구동력을 발생하기 위한 모터(M1 내지 M4)(21)와, 영상 표시 장치(23)와 이격 배치되며, 상기 모터(M1 내지 M4)(21)의 회전 구동력에 따라 이동되어, 상기 영상 표시 장치(23)가 관찰자 위치에 3차원 입체 영상을 표시할 수 있도록 하기 위한 3차원 영상 표시 마스크(22)를 포함한다.As shown in FIG. 2, an observer tracking type 3D stereoscopic image display system according to another embodiment of the present invention includes a CCD camera 11 for capturing (photographing) an image of an observer, and a CCD camera 11. An observer position tracking device (see FIG. 3 to be described later) 30 for generating an image display mask control signal by receiving an observer's image and extracting three-dimensional position information of the observer, and an image from the observer position tracking device 30. The motors M1 to M4 21 and the image display device 23 are spaced apart from each other to generate the up / down / left / right / front / rear rotational driving force according to the display mask control signal. It is moved according to the rotational driving force of the M4 (21), and includes a three-dimensional image display mask 22 for allowing the image display device 23 to display a three-dimensional stereoscopic image at the observer position.

즉, 도 2는 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)의 위치를 제어하기 위하여, 4 개의 모터(M1,M2, M3, M4)(21)와 기어로 구동 수단을 구성하였으며, 각각의 모터(21)의 동작으로 인해 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)가 영상 표시 장치(23)로부터 상/하/좌/우, 앞/뒤로 이동할 수 있게 되는 것이다.That is, in FIG. 2, four motors (M1, M2, M3, M4) 21 and a driving means are configured to control the position of the three-dimensional stereoscopic image display mask 22, and each motor 21. The 3D stereoscopic image display mask 22 can be moved up / down / left / right and forward / backward from the image display device 23 by the operation of.

도 3 은 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치의 일실시예 구성도로서, 도면에서 "31"은 영상 신호 입력부", "32"는 3차원 위치 정보 추출부, "33"은 제어신호 생성부, "34"는 3차원 입체 영상 표시판(도 2의 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)와 동일함)/인디케이터(도 1의 인디케이터(12)와 동일함)를 각각 나타낸다.3 is a configuration diagram of an observer position tracking apparatus according to an embodiment of the present invention, in which “31” is an image signal input unit, “32” is a three-dimensional position information extractor, “33” is a control signal generator; &Quot; 34 " represents a three-dimensional stereoscopic image display panel (same as the three-dimensional stereoscopic image display mask 22 in FIG. 2) / indicator (same as the indicator 12 in FIG. 1), respectively.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치(30)는, 관찰자의 영상을 외부의 카메라로부터 획득하기 위한 영상신호 입력부(31)와, 영상신호 입력부(31)를 통해 획득된 영상에서의 관찰자의 좌/우 두 눈의 위치정보와 카메라 내부 파라미터 정보를 이용하여 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하기 위한 3차원 위치 정보 추출부(32)와, 상기 3차원 위치 정보 추출부(32)에서 추출된 3차원 위치 정보를 바탕으로 제어신호(영상 표시 마스크 위치 제어신호 혹은 관찰자 위치 안내 제어신호)를 생성하기 위한 제어신호 생성부(33)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the observer position tracking apparatus 30 according to the present invention includes an image signal input unit 31 and an image signal input unit 31 for acquiring an image of an observer from an external camera. A three-dimensional position information extractor 32 for extracting three-dimensional position information of the observer by using the position information of the left and right eyes of the observer and the camera internal parameter information in the image, and the three-dimensional position information extractor ( And a control signal generator 33 for generating a control signal (image display mask position control signal or observer position guide control signal) based on the three-dimensional position information extracted in FIG.

이때, 영상 표시 마스크 위치 제어신호는, 영상 표시 마스크의 위치를 제어할 수 있는 모터를 제어하는 신호로, 모터의 종류에 따라 전압, 전류, 주파수 또는 펄스 중 어느 하나로 변환하여 제어하는 신호이다.In this case, the image display mask position control signal is a signal for controlling a motor capable of controlling the position of the image display mask. The image display mask position control signal is a signal which is converted into any one of voltage, current, frequency, or pulse according to the type of motor and controlled.

또한, 관찰자 위치 안내 제어신호는, 관찰자가 3차원 입체 영상 관찰 위치를 벗어나 있을 경우, 고정된 관찰 위치로 관찰자를 안내하기 위하여 3차원 위치 정보 추출부(32)로부터 입력된 상/하/좌/우 회전각 및 거리값에 따라 상/하/좌/우, 앞/ 뒤에 해당하는 발광다이오드(LED)를 제어하여 관찰자를 관찰 위치로 안내하는 신호이다.In addition, the observer position guide control signal is an up / down / left / left / input input from the 3D position information extracting unit 32 to guide the observer to a fixed observation position when the observer is out of the 3D stereoscopic image observation position. It is a signal that guides the observer to the observation position by controlling LEDs corresponding to up / down / left / right and front / back according to the right rotation angle and distance value.

여기서, 영상 신호 입력부(31)는 관찰자의 영상을 실시간으로 입력받아 3차원 위치 정보 추출부(32)로 전달한다. 3차원 위치 정보 추출부(32)는 관찰자의 위치를 인지 및 추적하기 위하여 다음과 같은 단계에 의해 영상 신호를 처리한다.Here, the image signal input unit 31 receives the observer's image in real time and transmits it to the 3D location information extracting unit 32. The 3D location information extracting unit 32 processes the image signal by the following steps in order to recognize and track the position of the observer.

카메라는 영상 표시 장치(23)의 상단 중앙 부분에 도 5와 같이 배치되어 있고, 카메라의 x, y축이 디스플레이 장치의 가로, 세로 면과 평행하게 일치되어 있다.The camera is arranged in the upper center portion of the video display device 23 as shown in FIG. 5, and the x and y axes of the camera coincide with the horizontal and vertical planes of the display device.

도 4 는 상기 도 2의 영상 표시 장치 및 3차원 입체 영상 표시 마스크 위치에 대한 관찰 위치 변화를 각각 나타낸 예시도로서, 영상 표시 장치(23)와 3차원 입체 영상 표시 마스크(22) 간의 관계를 나타낸 것이다.FIG. 4 is an exemplary view illustrating changes in observation position with respect to the image display device and the 3D stereoscopic image display mask position of FIG. 2, and illustrates the relationship between the image display device 23 and the 3D stereoscopic image display mask 22. will be.

일반적으로, 관찰 위치는 도 4의 (a)와 같이 일정 거리에 고정되게 된다. 하지만, 관찰자가 영상 표시 장치(23)와 가까워질 경우, 도 4의 (b)와 같이 영상 표시 장치(23) 및 3차원 입체 영상 표시 마스크(22) 간의 거리를 가깝게 함으로써 관찰자 위치에 입체 영상을 표시할 수 있으며, 또한 관찰자가 좌/우로 이동을 할 경우 도 4의 (c), (d)와 같이 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 좌/우로 이동시킴으로써, 관찰자 위치에 입체 영상을 표시할 수 있다.In general, the observation position is fixed at a predetermined distance as shown in FIG. However, when the observer approaches the image display apparatus 23, the stereoscopic image is placed at the observer position by making the distance between the image display apparatus 23 and the 3D stereoscopic image display mask 22 close as shown in FIG. 4B. In addition, when the viewer moves left and right, the 3D stereoscopic image display mask 22 is moved left and right as shown in FIGS. can do.

도 6 은 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치 중 3차원 위치 정보 추출부의 일실시예 상세 구성도이다.6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the 3D location information extraction unit of the observer location tracking apparatus according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치 중 3차원 위치 정보 추출부(32)는, 영상신호 입력부(31)를 통해 카메라로부터 영상 입력 신호를 실시간으로 받아서 좌/우 두 눈의 중심 위치를 검출하기 위한 양눈 검출부(two eye detection unit)(61)와, 초점거리, 카메라 내부 파라미터(internal parameters) 정보(principal point, aspect ratio 등)를 계산하여 초점거리 정보를 화소 단위(pixel unit)로 제공하기 위한 카메라 칼리브레이션부(camera calibration unit)(62)와, 양눈 검출부(61)와 카메라 칼리브레이션부(62)에서 각각 획득된 영상 내의 두 눈의 위치 정보와 카메라 내부 파라미터 정보에 근거하여 제어 신호 생성부(33)에서 필요로 하는 3차원 위치 정보(팬/틸트(Pan/Tilt) 각도 θ, φ 및 거리값 z)로 변환하기 위한 카메라와 관찰자 간의 거리 정보 계산부(Camera to eye distance computation unit)(63)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the 3D location information extracting unit 32 of the observer position tracking apparatus according to the present invention receives an image input signal from a camera in real time through the image signal input unit 31, and the left and right eyes. Two-eye detection unit 61 for detecting the center position of the camera and the focal length, camera internal parameter information (principal point, aspect ratio, etc.) are calculated to calculate the focal length information in pixels. based on the camera calibration unit 62 and the position information of the two eyes in the image acquired by the binocular detector 61 and the camera calibration unit 62 and the internal camera parameter information, respectively. Distance information calculator (Camera to eye dist) for converting the three-dimensional position information (Pan / Tilt angles θ, φ and distance values z ) required by the control signal generator 33 to the camera and the observer ance computation unit) (63).

여기서, 양눈 검출부(61)는 공지의 방법(A. Haro et al. "Detecting and Tracking Eyes By Using Their Physiological Properties, Dynamics, and Appearance", CVPR2000)에 의해 양눈 각각의 중앙점을 검출할 수 있다.Here, the eye detection unit 61 may detect the center point of each eye by a known method (A. Haro et al. "Detecting and Tracking Eyes By Using Their Physiological Properties, Dynamics, and Appearance", CVPR2000).

또한, 카메라 칼리브레이션부(62)는 컴퓨터 비전에서 일반적으로 사용되는 "Tsai calibration" 방법(기존 논문 인용)을 이용하여 수행할 수 있다.In addition, the camera calibration unit 62 may be performed using the "Tsai calibration" method (conventional paper cited) commonly used in computer vision.

참고로, 양눈의 검출 및 추적과 관련된 논문에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다.For reference, the papers related to the detection and tracking of both eyes are as follows.

사람의 얼굴에서 양눈의 위치를 검색하고 추적하는 기술은 HCI(Human Computer Interaction) 분야에서 중요한 기술로 이미 수많은 연구자들에 의해서 관련 논문이 발표된 상황이고 현재까지도 활발히 논문 발표가 이루어지고 있는 상황 이다. 그 중에서 "A. Haro et al."은 "Detecting and Tracking Eyes By Using Their Physiological Properties, Dynamics, and Appearance"(CVPR vol. 1, pp. 163-168)란 제목으로 2000년도에 CVPR(Computer Vision and Pattern Recognition)에 논문을 발표하였다. 이 논문은 실시간으로 영상 신호를 입력받아서 두 눈을 검출하고 추적할 수 있는 기술에 관한 논문이다. 저자들은 두 눈의 검출을 위해서 적외선을 이용하여 안정되게 두 눈을 검출하였고 눈의 화소값 밝기 변화를 확률적으로 모델링한 후에 칼만 필터(Kalman filter) 기반하에서 강건하게 양눈을 추적할 수 있는 방법을 제안하였다. 이 기술을 본 발명의 양눈 검출부(61)에서 사용하여 양눈의 영상 내에서의 위치를 강건하게 검출하고 추적할 수 있다. The technology of searching and tracking the position of the eyes in the human face is an important technology in the field of Human Computer Interaction (HCI), which has been published by numerous researchers and is actively being published. Among them, "A. Haro et al." Is titled "Detecting and Tracking Eyes By Using Their Physiological Properties, Dynamics, and Appearance" (CVPR vol. 1, pp. 163-168). He published a paper on Pattern Recognition. This paper is about the technology to detect and track both eyes by receiving the image signal in real time. We detected two eyes stably using infrared rays to detect the two eyes, and then, after stochastic modeling of the change in the pixel value brightness of the eyes, a method that can robustly track both eyes based on Kalman filter Suggested. This technique can be used in the binocular detector 61 of the present invention to robustly detect and track the position of both eyes in the image.

또한, 카메라 칼리브레이션에 관련된 논문에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다.In addition, the papers related to camera calibration are described in detail.

"R.Y. Tsai"가 1987년에 "IEEE Journal of Robotics and Automation"에 "Metrology Using Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses"(IEEE Journal of Robotics and Automation, Vol. 3, No. 4, pp. 323-344, August 1987.)란 제목으로 발표한 카메라 칼리브레이션 방법은 그 정확도가 높아서 컴퓨터 비젼 분야에서 현재까지도 일반적으로 사용되고 있는 대표적인 알고리즘이다. 본 발명의 카메라 칼리브레이션부(62)에서는 "Tsai"가 제안한 칼리브레이션 알고리즘을 사용하여 카메라의 내부 파라미터를 추출할 수 있다."RY Tsai" was published in 1987 in "IEEE Journal of Robotics and Automation" by "Metrology Using Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses" (IEEE Journal of Robotics and Automation, Vol. 3, No. 4, pp. 323- 344, August 1987.) is a representative algorithm that is still commonly used in computer vision because of its high accuracy. In the camera calibration unit 62 of the present invention, an internal parameter of the camera may be extracted using a calibration algorithm proposed by "Tsai".

이 밖에 관련 특허를 살펴보면, 얼굴 검출 및 추적에 관한 특허는 이미 많이 출원된 상황이나 눈의 검출 및 추적에 관한 특허는 아직 많지 않은 상황이다. 특 히, 눈에 관련해서는 홍채 인식 기법에 관한 특허와 자동차 운전시에 운전자의 졸음 방지를 위해서 눈의 깜빡임을 검출하는 특허가 많이 출원되고 있다. 본 발명에서 양눈의 검출 및 추적과 관련있는 특허를 검색해 보면 1998년에 "눈화상 추적 장치"(등록번호 10-0296215-0000)라는 제목으로 등록된 특허가 검색된다. 이 특허는 크게 눈 검출 부분과 추적 부분으로 나누어져 있으며, 눈의 검출을 위해서 입력 영상을 이진화하여 눈뿐만 아니라 눈 주변 부위까지 추적하는 것을 특징으로 한다.In addition, when looking at related patents, there are many patents related to face detection and tracking, and there are not many patents related to eye detection and tracking. In particular, a lot of patents related to the iris recognition technique, and a patent for detecting the blinking of the eyes to prevent the driver's drowsiness while driving a car have been applied. Searching for a patent related to detection and tracking of both eyes in the present invention searches for a patent registered in 1998 under the title of "eye image tracking device" (registration number 10-0296215-0000). This patent is largely divided into an eye detection part and a tracking part, and for detecting the eye, the input image is binarized to track not only the eye but also the area around the eye.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 관찰자 위치 추적 장치를 이용한 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 시스템의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the observer tracking type 3D stereoscopic image display system using the observer position tracking device according to the present invention having the structure as described above will be described in detail as follows.

도 7 은 본 발명에 따라 디스플레이 장치를 바라보고 있는 일반적인 얼굴의 자세를 나타낸 도면(y= - ∞에서 x-z 평면을 바라본 2차원 도면)이고, 도 8 은 본 발명에 따른 카메라와 좌/우 눈의 관계를 표시한 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a general face posture looking at a display device according to the present invention (a two-dimensional view of the xz plane at y = −∞), and FIG. 8 is a view of a camera and left / right eyes according to the present invention. A diagram showing a relationship.

일반적으로, 관찰자의 디스플레이 시청 자세는 도 7과 같이 표시된다(카메라로부터 두 눈을 연결하는 선은 직교한다). 도 8에서 영상 평면(image plane)에 두 눈의 상이 맺히고 영상 평면(image plane)에 맺힌 영상에서의 두 눈의 중심 위치 E,F를 각각 양눈 검출부(61)로부터 얻을 수 있다. 도 8에서 f 는 카메라 칼리브레이션부(62)에서 얻어진 초점 거리(focal length in pixel unit)를 나타낸다. 카메라와 관찰자 간의 거리 정보 계산부(63)에서는 카메라 센터로부터 좌/우 눈의 중앙에 해당하는 위치 C 까지의 Z 축 방향의 거리와 각도 θφ를 각각 계산하여 제어신호 생성부(33)에 제공한다.In general, the viewer's display viewing posture is displayed as shown in FIG. 7 (the line connecting the two eyes from the camera is orthogonal). In FIG. 8, images of two eyes are formed in an image plane and center positions E and F of the two eyes in the image plane are obtained from both eyes detector 61. In FIG. 8, f denotes a focal length in pixel unit obtained by the camera calibration unit 62. The distance information calculation unit 63 between the camera and the observer calculates the distances and angles θ and φ in the Z- axis direction from the camera center to the position C corresponding to the center of the left and right eyes, respectively, to the control signal generator 33. to provide.

우선, 두 눈의 중심 위치와 초점 거리를 이용하면 각

Figure 112006034815012-PAT00001
를 하기의 [수학식 1]을 이용하여 구할 수 있다.First of all, using the center position and focal length of both eyes,
Figure 112006034815012-PAT00001
It can be obtained using Equation 1 below.

Figure 112006034815012-PAT00002
Figure 112006034815012-PAT00002

따라서 각도 θ 는 하기의 [수학식 2]와 같이 구할 수 있다. Therefore, the angle θ can be obtained as shown in Equation 2 below.

Figure 112006034815012-PAT00003
Figure 112006034815012-PAT00003

그리고 직각 삼각형

Figure 112006034815012-PAT00004
Figure 112006034815012-PAT00005
는 합동 관계와 사람의 좌/우 두 눈의 거리에 해당하는 거리 d 를 이용하면 카메라 센터와 점 C 까지의 거리
Figure 112006034815012-PAT00006
는 하기의 [수학식 3]과 같이 구해진다. And right triangle
Figure 112006034815012-PAT00004
Wow
Figure 112006034815012-PAT00005
Is the distance between the camera center and point C using the distance d , which is the joint relationship and the distance between the left and right eyes of the person.
Figure 112006034815012-PAT00006
Is obtained as shown in Equation 3 below.

Figure 112006034815012-PAT00007
Figure 112006034815012-PAT00007

이때, 각도 φ 의 계산은 거리

Figure 112006034815012-PAT00008
와 두 눈의 중앙점이 Y 축 방향으로 b 만큼 떨어져 있다고 했을 때 하기의 [수학식 4]와 같은 식으로 구할 수 있다. At this time, the calculation of the angle φ is the distance
Figure 112006034815012-PAT00008
Assuming that the center point of the eyes and b are separated by b in the Y- axis direction, Equation 4 can be obtained.

Figure 112006034815012-PAT00009
Figure 112006034815012-PAT00009

그리고 카메라 중앙으로부터 좌/우 눈의 중앙점 C 까지의 Z 축 방향의 거리는 하기의 [수학식 5]를 이용하여 구할 수 있다. The distance in the Z- axis direction from the center of the camera to the center point C of the left and right eyes can be obtained using Equation 5 below.

Figure 112006034815012-PAT00010
Figure 112006034815012-PAT00010

따라서 상기와 같은 방법에 의해 3차원 위치 정보 추출부(32)에서는 관찰자 좌우 회전각(θ), 상하 회전각(φ) 및 관찰자와 카메라 간의 거리(z)를 산출할 수 있으며, 이를 제어신호 생성부(33)로 전달한다. 이때, 3차원 위치 정보 추출부(32)에서는 상기 3차원 위치 정보(좌우 회전각(θ), 상하 회전각(φ) 및 관찰자와 영상 표시 장치간의 거리값(z))를 이용하여, 관찰자가 고정된 관찰 위치로 이동할 수 있도록 기준 값의 오차만큼 인디케이터(12)를 인에이블시키거나, 해당 관찰자 위치에 3차원 입체 영상이 디스플레이될 수 있도록 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)를 제 어할 수 있다.Accordingly, by the above method, the 3D position information extracting unit 32 may calculate the observer left and right rotation angle θ , the up and down rotation angle φ , and the distance z between the observer and the camera, and generate the control signal. Transfer to section 33. In this case, the 3D position information extracting unit 32 uses the 3D position information (left and right rotation angle θ , up and down rotation angle φ and the distance value z between the observer and the image display device). The indicator 12 may be enabled by an error of a reference value to move to a fixed observation position, or the 3D stereoscopic image display mask 22 may be controlled to display a 3D stereoscopic image at a corresponding observer position. .

그러면, 제어신호 생성부(33)는 3차원 위치 정보 추출부(32)로부터 입력된 정보를 이용하여 제어신호로 변환한다. 3차원 위치 정보 추출부(32)에서는 영상 표시 장치(23)의 중앙을 기준으로 관찰자의 위치 정보, 즉 좌우 회전각(θ), 상하 회전각(φ) 및 관찰자와 영상 표시 장치(23) 간의 거리(z)값을 제공한다.Then, the control signal generator 33 converts the control signal into a control signal using the information input from the three-dimensional position information extractor 32. In the three-dimensional position information extracting unit 32, the position information of the observer, that is, the left and right rotation angle θ , the vertical rotation angle φ , and the space between the observer and the image display apparatus 23 based on the center of the image display apparatus 23. Provide the distance z value.

따라서 제어신호 생성부(33)는 3차원 위치 정보를 3차원 입체 영상 표시 마스크(22) 또는 인디케이터(12)를 제어할 수 있는 제어신호로 변환하여 각각의 입력으로 제공한다. 일예로, 상기 제어신호는 3차원 입체 영상 표시 마스크(22)의 위치를 제어할 수 있는 모터(21)를 제어하는 신호로서, 모터(21)의 종류에 따라 전압, 전류, 주파수 또는 펄스 중 어느 하나로 변환하여 제어한다.Therefore, the control signal generator 33 converts the 3D position information into a control signal capable of controlling the 3D stereoscopic image display mask 22 or the indicator 12 and provides the input signal to each input. For example, the control signal is a signal for controlling the motor 21 capable of controlling the position of the 3D stereoscopic image display mask 22. The control signal may be any one of voltage, current, frequency, or pulse according to the type of the motor 21. Control by converting to one.

다른 예로, 인디케이터(12)의 경우 관찰자가 관찰 위치를 벗어나 있을 경우 고정된 관찰 위치로 관찰자를 안내하기 위하여 3차원 위치 정보 추출부(32)로부터 입력된 상/하/좌/우 회전각 및 거리 값에 따라 상/하/좌/우, 앞/뒤에 해당하는 발광다이오드(LED)를 포함하는 인디케이터(12)를 이용하여 관찰자를 관찰 위치로 안내한다.As another example, in the case of the indicator 12, the up / down / left / right rotation angles and distances input from the 3D location information extractor 32 to guide the observer to a fixed observation position when the observer is out of the observation position. According to the value, the observer is guided to the observation position by using the indicator 12 including light emitting diodes (LEDs) corresponding to up / down / left / right and front / back.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 관찰자가 3차원 입체 영상 관찰 위치를 벗어나 있을 경우 인디케이터를 이용하여 관찰자를 관찰 위치로 안내하거나, 관찰자 추적형 3차원 입체 영상 표시 장치를 이용하여 3차원 입체 영상 표시 장치가 임의의 관찰자 위치에 3차원 입체 영상을 표시함으로써, 관찰자가 관찰 위치에서 어느 정도 벗어나더라도 3차원 입체 영상을 관찰자의 이동없이 관찰할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, when the observer is out of the 3D stereoscopic image viewing position, the 3D stereoscopic image display apparatus uses the indicator to guide the observer to the observation position or the observer tracking type 3D stereoscopic image display apparatus. By displaying a three-dimensional stereoscopic image at any observer position, the observer can observe the three-dimensional stereoscopic image without any movement of the observer, even if the observer deviates somewhat from the observation position.

Claims (15)

관찰자의 위치를 결정하는 방법에 있어서,In the method of determining the position of the observer, 카메라를 통해 관찰자의 영상을 획득하는 단계; 및Obtaining an image of an observer through a camera; And 상기 획득한 영상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라의 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하는 3차원 위치 정보 추출 단계3D position information extraction step of extracting the 3D position information of the observer using the position information of both eyes of the observer and the parameter information of the camera in the obtained image 를 포함하는 관찰자 위치 결정 방법.Observer positioning method comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3차원 위치 정보 추출 단계는,The three-dimensional location information extraction step, 상기 획득한 영상으로부터 관찰자의 양 눈의 중심 위치를 각각 검출하는 양 눈 위치 검출 단계; 및Detecting both eye positions of the observer's eyes from the acquired image; And 상기 검출한 영상 내의 두 눈의 위치 정보와 상기 카메라의 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자에 대한 3차원 위치 정보를 계산하는 3차원 위치 정보 계산 단계3D position information calculation step of calculating the 3D position information for the observer using the position information of the two eyes in the detected image and the parameter information of the camera 를 포함하는 관찰자 위치 결정 방법.Observer positioning method comprising a. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 양 눈 위치 검출 단계는,The both eye position detection step, 양 눈의 위치를 영상 평면상에서 검출하는 것을 특징으로 하는 관찰자 위치 결정 방법.An observer positioning method, characterized in that the position of both eyes is detected on an image plane. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 카메라의 파라미터 정보는,Parameter information of the camera, 상기 카메라의 초점거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 관찰자 위치 결정 방법.And a focal length of the camera. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 3차원 위치 정보 계산 단계는,The three-dimensional position information calculation step, 좌/우 회전각(θ), 상/하 회전각(φ) 및 상기 관찰자와 영상 표시 장치 간의 거리값(z)으로 상기 관찰자에 대한 3차원 위치 정보를 표현하는 것을 특징으로 하는 관찰자 위치 결정 방법.Observer positioning method characterized by expressing the three-dimensional position information for the observer by the left / right rotation angle ( θ ), the up / down rotation angle ( φ ) and the distance value ( z ) between the observer and the image display device. . 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 3차원 위치 정보 계산 단계는,The three-dimensional position information calculation step, 좌/우 회전각(θ)을 아래의 [수학식 a]를 이용하여 산출하고, 상/하 회전각(φ)을 아래의 [수학식 b]를 이용하여 산출하며, 상기 관찰자와 영상 표시 장치 간의 거리값(z)을 아래의 [수학식 c]를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 관찰자 위치 결정 방법.The left / right rotation angle θ is calculated using Equation a below, and the up / down rotation angle φ is calculated using Equation b below. The distance value ( z ) of the observer is calculated using the following Equation c. [수학식 a]Equation a
Figure 112006034815012-PAT00011
Figure 112006034815012-PAT00011
[수학식 b][Equation b]
Figure 112006034815012-PAT00012
Figure 112006034815012-PAT00012
[수학식 c][Equation c]
Figure 112006034815012-PAT00013
Figure 112006034815012-PAT00013
(여기서, f는 초점 거리, d는 좌/우 두 눈의 거리,
Figure 112006034815012-PAT00014
는 카메라 센터와 점 C까지의 거리, b는 거리
Figure 112006034815012-PAT00015
와 두 눈의 중앙점이 Y 축 방향으로 떨어져 있는 거리, θ는 관찰자 좌우 회전각, φ는 관찰자 상하 회전각, z는 관찰자와 카메라 간의 거리를 나타냄.)
(Where f is the focal length, d is the distance between the left and right eyes,
Figure 112006034815012-PAT00014
Is the distance to the camera center and point C, b is the distance
Figure 112006034815012-PAT00015
The distance between the center point of the two eyes is in the Y- axis direction, θ is the left and right rotation angle of the observer, φ is the vertical rotation angle of the observer, and z is the distance between the observer and the camera.)
관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템에 있어서,In the observer tracking type 3D display system, 관찰자의 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단;Image acquisition means for acquiring an image of the observer; 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 수단; 및Observer position tracking means for generating observer position guidance control signals by extracting three-dimensional position information of the observer from the image of the observer acquired by the image acquisition means; And 상기 관찰자 위치 추적 수단으로부터의 관찰자 위치 안내 제어신호에 따라 상기 관찰자를 최적 관찰 위치로 안내하기 위한 신호를 표시하여 상기 관찰자를 관찰 위치로 안내하기 위한 수단Means for guiding the observer to an observation position by displaying a signal for guiding the observer to an optimal observation position according to the observer position guidance control signal from the observer position tracking means; 을 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템.Observer tracked three-dimensional display system comprising a. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 관찰자 위치 추적 수단은,The observer position tracking means, 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 영상 평면상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보를 추출하기 위한 수단;Means for extracting positional information of both eyes of an observer on an image plane from an image of the observer acquired by the image obtaining means; 상기 추출한 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라 내부 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 계산하기 위한 수단; 및Means for calculating three-dimensional position information of the observer by using the extracted position information of both eyes of the observer and internal camera parameter information; And 상기 계산한 관찰자의 3차원 위치 정보를 기반으로 상기 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하기 위한 수단Means for generating the observer position guidance control signal based on the calculated 3D position information of the observer 을 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템.Observer tracked three-dimensional display system comprising a. 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템에 있어서,In the observer tracking type 3D display system, 관찰자의 영상을 획득하기 위한 영상 획득 수단;Image acquisition means for acquiring an image of the observer; 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 영상 표시 마스크 제어신호를 생성하기 위한 관찰자 위치 추적 수단; 및Observer position tracking means for generating an image display mask control signal by extracting three-dimensional position information of the observer from the image of the observer acquired by the image acquisition means; And 상기 관찰자 위치 추적 수단으로부터의 영상 표시 마스크 제어신호에 따라 영상 표시 마스크를 이동시켜 상기 관찰자 위치에 적합하게 조정된 3차원 입체 영상을 표시하기 위한 수단 Means for displaying a three-dimensional stereoscopic image adjusted according to the observer position by moving the image display mask in accordance with an image display mask control signal from the observer position tracking means; 을 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템.Observer tracked three-dimensional display system comprising a. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 관찰자 위치 추적 수단은,The observer position tracking means, 상기 영상 획득 수단에서 획득한 관찰자의 영상으로부터 영상 평면상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보를 추출하기 위한 수단;Means for extracting positional information of both eyes of an observer on an image plane from an image of the observer acquired by the image obtaining means; 상기 추출한 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라 내부 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 계산하기 위한 수단; 및Means for calculating three-dimensional position information of the observer by using the extracted position information of both eyes of the observer and internal camera parameter information; And 상기 계산한 관찰자의 3차원 위치 정보를 기반으로 상기 영상 표시 마스크 위치 제어신호를 생성하기 위한 수단Means for generating the image display mask position control signal based on the calculated 3D position information of the observer 을 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템.Observer tracked three-dimensional display system comprising a. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 영상 표시 마스크는,The image display mask, 영상 표시 장치와 이격 배치된 것을 특징으로 하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 시스템.An observer tracking type three-dimensional display system, characterized in that spaced apart from the image display device. 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법에 있어서,In the observer tracking type three-dimensional display method, 관찰자의 영상을 획득하는 단계;Obtaining an image of the observer; 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하는 관찰자 위치 추적 단계; 및An observer position tracking step of extracting three-dimensional position information of the observer from the acquired observer image to generate an observer position guide control signal; And 상기 관찰자 위치 안내 제어신호에 따라 상기 관찰자를 최적 관찰 위치로 안내하기 위한 신호를 표시하여 상기 관찰자를 관찰 위치로 안내하는 단계Guiding the observer to an observation position by displaying a signal for guiding the observer to an optimal observation position according to the observer position guide control signal; 를 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법.Observer tracked three-dimensional display method comprising a. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 관찰자 위치 추적 단계는,The observer location tracking step, 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 영상 평면상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보를 추출하는 단계;Extracting location information of both eyes of an observer on an image plane from the acquired observer image; 상기 추출한 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라 내부 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계; 및Calculating three-dimensional position information of the observer using the extracted position information of both eyes of the observer and internal camera parameter information; And 상기 계산한 3차원 위치 정보를 기반으로 상기 관찰자 위치 안내 제어신호를 생성하는 단계Generating the observer position guidance control signal based on the calculated 3D position information; 를 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법.Observer tracked three-dimensional display method comprising a. 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법에 있어서,In the observer tracking type three-dimensional display method, 관찰자의 영상을 획득하는 단계;Obtaining an image of the observer; 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 추출하여 영상 표시 마스크 제어신호를 생성하는 관찰자 위치 추적 단계; 및An observer position tracking step of generating an image display mask control signal by extracting three-dimensional position information of the observer from the acquired observer image; And 상기 영상 표시 마스크 제어신호에 따라 영상 표시 마스크를 이동시켜 상기 관찰자 위치에 적합하게 조정된 3차원 입체 영상을 표시하는 단계Displaying a 3D stereoscopic image adjusted according to the viewer position by moving the image display mask according to the image display mask control signal; 를 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법.Observer tracked three-dimensional display method comprising a. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 관찰자 위치 추적 단계는,The observer location tracking step, 상기 획득한 관찰자의 영상으로부터 영상 평면상에서의 관찰자의 양 눈의 위치정보를 추출하는 단계;Extracting location information of both eyes of an observer on an image plane from the acquired observer image; 상기 추출한 관찰자의 양 눈의 위치정보와 카메라 내부 파라미터 정보를 이용하여 상기 관찰자의 3차원 위치 정보를 계산하는 단계; 및Calculating three-dimensional position information of the observer using the extracted position information of both eyes of the observer and internal camera parameter information; And 상기 추출한 3차원 위치 정보를 기반으로 상기 영상 표시 마스크 위치 제어신호를 생성하는 단계Generating the image display mask position control signal based on the extracted 3D position information; 를 포함하는 관찰자 추적형 3차원 디스플레이 방법.Observer tracked three-dimensional display method comprising a.
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