KR20070115524A

KR20070115524A - 3ｄ 동영상 화질 개선 장치

Info

Publication number: KR20070115524A
Application number: KR1020060050089A
Authority: KR
Inventors: 하경수
Original assignee: (주)비노시스
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-12-06
Also published as: KR100804069B1

Abstract

본 발명은 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치에 관한 것으로서, 유선 또는 무선을 통해 3차원 영상 신호를 입력받으면, 비디오 신호와 동기 신호로 분리시키는 비디오/동기 신호 분리 회로와, 비디오 분리된 신호는 각각 홀수 필드(Odd field)와 짝수 필드(Even field)로 분리되어 각각 해당되는 프레임 메모리에 저장되고, 다시 멀티플렉서로 입력되어 3차원 영상 데이터가 출력되는 LCD를 이용한 동영상의 화질을 개선하는 장치에 있어서, LCD의 영상변화와 함께 LCD의 암흑 백라이트 광원 영역이 비디오/동기 신호 분리 회로로부터 수신한 좌안 영상과 우안 영상의 경계에서 발생하는 동기 신호에 동기되어 좌안영상과 우안영상의 경계지역과 함께 이동하며 꺼졌다 켜졌다를 반복하여 두 영상이 섞여 있는 영역이 나오지 않도록 구성하므로, 좌안영상과 우안영상의 경계부분에서 발생하는 깜박거림 현상을 감소시킬 수 있으며, LCD를 이용한 입체영상에서 독특하게 발생하는 끌림 현상 및 화면이 섞여 보이는 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

3Ｄ 동영상 화질 개선 장치{THREE DIMENSIONAL MOVING PICTURE APPARATUS FOR IMPROVING IMAGE QUALITY}

도 1은 위상차 변조 액정 셀 방식의 입체 디스플레이 장치에서 좌안 영역과 우안 영역이 섞여 나타나는 현상을 설명하기 위하여 LCD 디스플레이를 분해하여 나타낸 분해도.

도 2는 위상차변조 액정셀과 LCD를 각각 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치를 설명하기 위한 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치 중 백라이트 부분을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치를 설명하기 위한 블록 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*

31 : 경계 32 : 좌안영상

34 : 우안영상 36 : 암흑 백라이트 광원 영역

37, 39 : 라이트 40 : 백라이트

52 : 비디오/동기 신호 분리 회로 54 : 아날로그/디지털 컨버터

56 : PLL 58 : 제어부

60, 62 : 프레임 메모리

본 발명은 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위상차 변조 액정 셀 방식의 입체 디스플레이 장치에서 위상차 변조 액정 셀의 좌안 우안 영역의 경계 부위에서 디스플레이 장치의 응답속도 특성 때문에 발생하는 우안 및 좌안 영상이 섞여 보이는 현상과 입체 동영상이 끌려 보이는 현상을 제거할 수 있는 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치에 관한 것이다.

도 1은 위상차 변조 액정 셀 방식의 입체 디스플레이 장치에서 좌안 영역과 우안 영역이 섞여 나타나는 현상을 설명하기 위하여 LCD 디스플레이를 분해하여 나타낸 분해도이고, 도 2는 위상차변조 액정 셀과 LCD를 각각 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 보면, LCD 화면에서 입체영상을 나타내기 위하여 위상차 액정 셀(10)과 그 뒷면의 LCD(20)와 백라이트(40)가 일체로 결합되어 있다.

여기서 좌안영상(12, 24) 또는 우안영상(14, 26)이라 지칭함은 위상차 액정 셀(10)과 LCD(20)에 의해 나타나는 모든 화면을 지칭한다.

위상차 액정 셀(10)은, LCD(20)의 좌안영상(12)과 우안영상(14)이 번갈아 나 타날 수 있도록, 전기적인 제어에 의해 위상차를 발생시켜 좌안영상(12)을 좌안용 편광상태로 변화시키는 좌안영상 영역(24)과 우안영상(14)을 우안용 편광상태로 변화시키는 우안영상 영역(26)이 구분될 수 있도록 한다.

위상차 변조 액정 셀 방식의 입체 디스플레이 장치에서는 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26)이 서로 번갈아 위에서 아래 방향 또는 그 반대의 방향으로 진행하거나, 또는 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26)이 서로 번갈아 좌측에서 우측방향으로 진행한다. 이때, 대부분의 경우에 있어서는 한 화면에 각각의 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26) 주사선(22)의 경계라인(11, 21)이 공존하게 된다. 예컨대, 위에서 아래 방향으로 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26)을 번갈아 디스플레이시킨다고 가정하고 1초에 30프레임이 표시되고, 세로로 768라인을 디스플레이 시킨다고 가정한다. 그러면, 1초에는 30 x 768라인, 즉 1초에 23040라인을 디스플레이시키게 된다. 한 라인을 디스플레이시키는 시간을 1/23040초, 즉 대략 0.00004340초당 한 라인이 디스플레이 된다. 여기서 완전한 좌안영상(12, 24) 및 완전한 우안영상(14, 26)이 나타나는 프레임은 초당 30회 뿐이므로, 30/23040초를 제외한 23010/23040초 동안은 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26)이 혼재되어 나타나게 된다.

다시 말하면, 완전한 좌안영상(12, 24) 또는 완전한 우안영상(14, 26)만 디스플레이되는 시간은 매우 짧은 시간이며 대부분은 좌안영상(12, 24)과 우안영상(14, 26)이 공존하게 되는 것이다.

또한, LCD 디스플레이의 경우에는 액정을 제어하므로 액정의 고유 특성인 응 답지연이 발생한다. 일반적인 LCD 디스플레이에서 응답 지연은 화질에 잔상이 남게 하므로 화질을 악화시키는 하나의 원인이 된다. 그리고, 3D를 구현한 입체 LCD에서는 디스플레이시 영상이 변하는 동안 좌안영상(12, 24) 및 우안영상(14, 26)이 동시에 켜져 있는 상태에서 응답지연이 발생하므로 동시에 두 개의 화면이 공존하는 기간이 발생하여 좌안영상(12, 24)의 잔상이 우안영상(14, 26)에 영향을 미치거나, 반대로 우안영상(14, 26)의 잔상이 좌안영상(12, 24)에 영향을 미쳐 우안영상과 좌안영상이 겹쳐 보이는 영역(16, 28)이 생성되어 입체 영상이 끌려 보이게 된다.

또한, LCD를 이용하여 3D를 구현하는 경우에는 액정의 응답속도 때문에 영상과 변조상태가 완전히 변하지 않고 양쪽이 공존하는 구간이 존재하게 된다. 이와 같은 LCD의 응답속도 지연에 의하여 화면이 섞여 보이는 현상도 발생하게 된다. 좌안영상(12, 24) 및 우안영상(14, 26)이 섞여 보이는 현상과 끌려보이는 현상은 시청자의 두통을 유발시키는 문제점이 있으며, 또한, 화질을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그의 목적은 변조 액정 셀 방식의 3D 방식의 디스플레이 장치, 특히 LCD에서 LCD와 위상차 변조 액정셀의 좌안 우안 영역의 경계 부위에서 발생하는 현상을 제거하기 위하여 좌안영상과 우안영상의 경계부분의 백라이트를 동기화시켜 함께 꺼진 상태로 같이 움직이도록 하여 화질에 악영향을 끼치는 영역이 디스플레이되지 못하도록 하여 화질을 개선시킨 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 우안 영상과 좌안 영상이 번갈아 디스플레이되는 위상 지연 액정 셀 방식의 입체 LCD에 있어서, 상기 LCD의 영상변화와 함께 상기 LCD의 암흑 백라이트 광원 영역이 좌안영상과 우안영상의 경계 지역과 함께 동기되어 이동하며, 응답지연에 대응하여 상기 응답지연 영역에서는 꺼지고 그 이외의 영역에서는 켜졌다를 반복하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 본 발명은, 유선 또는 무선을 통해 3차원 영상 신호를 입력받으면, 비디오 신호와 동기 신호로 분리시키는 비디오/동기 신호 분리 회로와, 비디오 분리된 신호는 각각 홀수 필드(Odd field)와 짝수 필드(Even field)로 분리되어 각각 해당되는 프레임 메모리에 저장되고, 다시 멀티플렉서로 입력되어 3차원 영상 데이터가 출력되는 LCD를 이용한 동영상의 화질을 개선하는 장치에 있어서, LCD의 영상변화와 함께 LCD의 암흑 백라이트 광원 영역이 비디오/동기 신호 분리 회로로부터 수신한 좌안 영상과 우안 영상의 경계에서 발생하는 동기 신호에 동기되어 좌안영상과 우안영상의 경계지역과 함께 이동하며 꺼졌다 켜졌다를 반복하여 두 영상이 섞여 있는 영역이 나오지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 보다 상세하게 개시하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치를 설명하기 위한 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

도 3을 참조하여 보면, LCD 영상변화와 함께 암흑 백라이트 광원 영역(36)이 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계(31)지역에 동기되어 함께 이동하도록 하여 두 영상이 섞여 있는 영역이 나오지 않도록 한다.

이때, 암흑 백라이트 광원 영역(36)은 정확히 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 중심에 위치하는 것이 아니다. 즉, 암흑 백라이트 광원 영역(36)은 좌안영상(32) 또는 우안영상(34) 중 어느 하나가 진행하는 방향의 반대측에 대부분의 영역이 존재하게 된다. 예컨대, 위에서 아래 방향으로 영상에 대한 주사가 진행되며 아래방향에는 우안영상(34)이 존재하고, 위에는 좌안영상(32)이 존재한다면 암흑 백라이트 광원 영역(36)의 대부분은 우안영상(34)의 잔상이 남아 있는 좌안영상과(32) 부분과 오버랩되고 나머지 일부분은 우안영상(34)과 오버랩 될 것이다.

반대의 경우로 같은 진행방향인 상태에서 좌안영상(32)이 아랫부분에 위치하고 우안영상(34)이 위에 위치한다면 암흑 백라이트 광원 영역(36)의 대부분은 좌안영상(32)의 잔상이 남아 있는 우안영상(34)과 오버랩되고 나머지 일부분은 좌안영상(32)과 오버랩 될 것이다.

이와 같이 암흑 백라이트 광원 영역(36)과 오버랩 되는 부분은 특히, LCD에서 LCD의 응답속도 특성으로 인하여 경계(31)지역에서 우안영상(34)의 변조 특성이 나와야 하는 영역에서 좌안영상(32)의 변조특성이 나타나 잔상이 발생하거나, 또는 좌안영상(32)의 변조 특성이 나와야 하는 영역에서 우안영상(34)의 변조특성이 나 타나게 되어 잔상이 발생하는 구간이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치 중 백라이트 부분을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 보면, LCD의 백라이트(40)를 구동할 때, 두 영역의 경계 구간이 움직이는 것과 동기시켜 백라이트(40)의 암흑 백라이트 광원 영역(36)이 따라 이동하게 하여 영상이 섞여서 보이는 것을 방지하게 된다. 또한, 입체 동영상이 끌려서 잔상이 남는 현상을 제거한다.

백라이트(40)를 전술한 바와 같이 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계지점(31)과 동기시켜 순차적으로 소등시키는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 좌안영상(32) 또는 우안영상(34)이 시작하는 시점에서 동기신호가 발생한다. 맨 처음에 발생된 동기신호에 따라서 그 동기신호가 발생된 시점에서 해당 위치에 있는 수개의 백라이트를 스위치를 이용하여 동시에 오프시킨다.

예컨대, y축에서 발생하는 동기신호 중 좌안영상신호와 우안영상신호를 구분하는 신호가 발생하면 그때부터 그 지점에서 백라이트 중 수개가 오프된다. 한편, 이와 같이 구성하면 암흑 백라이트 광원 영역(36)은 경계(31)를 중심으로 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 뒷 부분에 구성된 백라이트(40)들 중 일부만을 끄는 효과를 발생시키므로 다음에는 진행방향으로 앞단, 즉 아래에 있는 백라이트 중 수개를 끄게 된다. 꺼지는 백라이트의 비율은 LCD의 응답속도 지연 특성에 따라 변할 수 있으며, 또한, 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계(31)를 중심으로 뒷부분과 앞부 분의 비율은 대략 4:1 또는 5:1의 비율로 설정한다.

이와 같이 구성하면 도 4에 도시된 바와 같이 경계를 중심으로 경계방향이 진행하는 진행방향의 일부와 진행방향으로부터 뒷부분의 일부의 백라이트(40)가 꺼지게 된다. 이와 같이 일부 백라이트(40)를 빠르게 껐다 켜도 착시 현상에 의하여 잘 느끼지 못하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.

도 5를 참조하여 보면, 3차원 영상 신호 처리하는 회로의 구성은 비디오/동기 신호 분리 회로(52), 아날로그/디지털 컨버터(54), PLL(Phase Lock Loops)(56), 제어부(58), 좌안측 및 우안측 프레임 메모리(Frame Memory)(60, 62) 그리고 멀티플렉서(64)로 구성된다.

먼저, 비디오/동기신호 분리회로(52)는 유선 또는 무선을 통해 3차원 영상 신호를 입력받으면, 비디오 신호와 동기 신호로 분리한다. 아날로그의 비디오 신호는 아날로그/디지털 컨버터(54)를 통해 디지털 비디오 신호로 변환되고 이는 다시 각각 홀수 필드(Odd field)와 짝수 필드(Even field)로 분리되어 각각 해당되는 프레임 메모리(60, 62)에 저장된다. 상기 좌안측 및 우안측 프레임 메모리(60, 62)에 저장된 비디오 데이터는 멀티플렉서(64)로 입력되고, 이는 멀티플렉싱되어 디지털 3차원 영상 데이터가 출력된다.

상기 아날로그 비디오 신호는 상기 아날로그/디지털 컨버터(54)로 입력되고, 상기 동기 신호(Sync.)는 PLL(56)로 입력된다. 상기 PLL(56)은 상기 동기 신호에 대응된 주파수를 갖는 클럭을 상기 제어부(58)로 제공한다.

제어부(58)는 클럭에 동기하여 동작되며, 각종 제어 신호들을 발생하여 해당되는 부분으로 입력한다. 특히, 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계(31) 지점에 발생되는 경계클럭을 감지하여 이를 제어신호로 하여 그 전후에 있는 백라이트(40)의 점등을 제어한다. 예컨대, 경계클럭을 수신하면 제어부(58)는 백라이트(40) 경계(31)를 중심으로 진행방향의 뒤에 있는 수개의 라이트(37)와 진행 방향의 앞에 있는 수개의 라이트(39)를 끄도록 제어한다. 이때, 진행방향의 뒤에 있는 라이트(37)의 수가 진행 방향의 앞에 있는 라이트(39)의 수보다 많다. 이는 진행방향의 뒤에 있는 부분에서 대부분의 LCD의 지연현상이 발생하기 때문이다.

또한, 제어부(58)는 아날로그/디지털 컨버터(54)로 샘플링 클락 신호를 출력한다. 상기 샘플링 클락 신호를 입력한 상기 아날로그/디지털 컨버터(54)는 이에 동기하여 아날로그 비디오 신호를 샘플링하여 디지털 비디오 신호로 변환시킨다.

상기 좌안측 및 우안측 프레임 메모리(60, 62)는 상기 제어부(58)로부터 인에이블 신호가 제공되면 상기 디지털 비디오 데이터 중 해당되는 데이터를 입력한다. 즉, 상기 아날로그/디지털 컨버터(54)로부터 출력되는 디지털 비디오 데이터(Dvideo)에서 우안 영상에 해당되는 홀수 번째 비디오 데이터는 상기 좌안측 프레임 메모리(60)에 저장되고, 우안 영상에 해당되는 짝수 번째 비디오 데이터는 우안측 프레임 메모리(62)에 저장된다.

그리고, 상기 좌안측 및 우안측 프레임 메모리(60, 62)는 독출 인에이블 신호가 입력되면 저장된 디지털 비디오 데이터를 상기 멀티플렉서(64)로 출력한다. 즉, 상기 좌안측 프레임 메모리(60)는 좌안측 비디오 데이터를, 상기 우안측 프레임 메모리(62)는 우안측 비디오 데이터를 각기 상기 멀티플렉서(64)로 출력한다. 상기 좌안측 및 우안측 프레임 메모리(60, 62)에서 출력되는 데이터의 수직 주파수는 입력되는 데이터의 수직 주파수보다 2배 빠르다.

상기 멀티플렉서(64)는 상기 제어부(58)에서 제공되는 선택 신호에 따라 우안 비디오 데이터와 좌안 비디오 데이터를 멀티플렉싱하여 디지털 3차원 영상 데이터를 출력한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 좌안영상과 우안영상의 경계부분에서 발생하는 깜박거림 현상을 감소시킬 수 있으며, LCD를 이용한 입체영상에서 독특하게 발생하는 끌림 현상 및 화면이 섞여 보이는 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims

우안 영상과 좌안 영상이 번갈아 디스플레이되는 위상 지연 액정 셀 방식의 입체 LCD에 있어서,

상기 LCD의 영상변화와 함께 상기 LCD의 암흑 백라이트 광원 영역(36)이 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계(31)지역과 함께 동기되어 이동하며, 응답지연에 대응하여 상기 응답지연 영역에서는 꺼지고 그 이외의 영역에서는 켜졌다를 반복하는 것을 특징으로 하는 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치.
유선 또는 무선을 통해 3차원 영상 신호를 입력받으면, 비디오 신호와 동기 신호로 분리시키는 비디오/동기 신호 분리 회로(52)와, 상기 비디오 분리된 신호는 각각 홀수 필드(Odd field)와 짝수 필드(Even field)로 분리되어 각각 해당되는 프레임 메모리(60, 62)에 저장되고, 다시 멀티플렉서(64)로 입력되어 3차원 영상 데이터가 출력되는 LCD를 이용한 동영상의 화질을 개선하는 장치에 있어서,

상기 LCD의 영상변화와 함께 상기 LCD의 암흑 백라이트 광원 영역(36)이 상기 비디오/동기 신호 분리 회로(52)로부터 수신한 좌안 영상과 우안 영상의 경계에서 발생하는 동기 신호에 동기되어 좌안영상(32)과 우안영상(34)의 경계(31)지역과 함께 동기되어 이동하며 응답지연에 대응하여 상기 응답지연 영역에서 꺼지고 그 이외의 영역에서는 켜졌다를 반복하는 것을 특징으로 하는 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치.
제1항에 있어서,

상기 암흑 백라이트 광원 영역(36)은 상기 좌안영상(32) 또는 우안영상(34)의 경계(31)지역에 중 상기 응답지연 영역이 진행하는 방향의 앞부분에 일부 존재하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 3Ｄ 동영상 화질 개선 장치.