KR20080059937A - 3ｄ영상 디스플레이 장치 및 그의 3ｄ영상신호 처리방법과3ｄ영상 처리시스템 - Google Patents

3ｄ영상 디스플레이 장치 및 그의 3ｄ영상신호 처리방법과3ｄ영상 처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 3D영상 디스플레이 장치 및 그의 3D영상신호 처리방법과 3D영상 처리시스템에 관한 것으로서, 본 3D영상 디스플레이 장치는, 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 입력부와, 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 좌안영상 서브프레임을 생성하고, 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 우안영상 서브프레임을 생성하는 3D영상 프레임 생성부와, 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임을 제공받아 스크린에 순차적으로 투사하는 투사부를 포함한다. 이에 의해, 3D영상신호가 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임으로 분리 입력되어 스케일링과 화질 개선이 가능하도록 함으로써, 보다 선명한 영상을 구현할 수 있다.
3D영상, 좌안영상용 프레임, 우안영상용 프레임, 서브프레임, 스케일러, 화질

Description

3Ｄ영상 디스플레이 장치 및 그의 3Ｄ영상신호 처리방법과 3Ｄ영상 처리시스템{DISPLAY APPARATUS AND PROCESSING METHOD FOR 3D IMAGE AND PROCESSING SYSTEM FOR 3D IMAGE}
도 1은 종래의 프로젝션 TV의 3D영상을 처리하기 위한 구성의 블럭도,
도 2는 3D영상신호가 입력되는 순서를 프레임 단위로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 3D영상의 디스플레이가 가능한 3D영상 디스플레이 장치의 블럭구성도,
도 4(a)은 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 순차적으로 입력된 상태를 나타낸 도면,
도 4(b)는 3D영상 프레임의 구성을 나타낸 도면,
도 4(c)는 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임의 각 픽셀을 DMD의 배열에 따라 나타낸 구성도,
도 4(d)는 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 투사되어 인식되는 3D영상 프레임을 DMD의 배열에 따라 나타낸 구성도,
도 5는 3D영상신호의 히스토그램을 나타낸 그래프,
도 6(a)는 우안영상용 프레임과 좌안영상용 프레임이 순차적으로 입력된 상태를 나타낸 도면,
도 6(b)는 도 6(a)의 우안영상용 프레임과 좌안영상용 프레임이 순차적으로 입력된 경우 생성되는 3D영상 프레임의 구성을 나타낸 도면,
도 7은 스크린에 투사된 3D영상을 3D안경을 착용하지 아니한 상태에서 본 화면,
도 8은 3D영상 디스플레이 장치에서 디지털 영상신호가 처리되는 과정을 보인 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 공중파 디지털 영상신호 처리블럭 11 : 디지털 튜너
13 : 디코더 15 : 스케일러
17 : 비디오 인핸서 20 : 3D영상 프레임 생성부
25 : 투사부 27 : DMD
29 : DMD 구동부
50 : 공중파 아날로그 영상신호 처리블럭
51 : 아날로그 튜너 53 : 디코더
55 : ADC
60 : HDMI 디지털 영상신호 처리블럭 61 : HDMI 입력부
본 발명은 3D영상 디스플레이 장치 및 그의 3D영상신호 처리방법과 3D영상 처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 3D영상신호의 스케일링, 선명도 조절 등을 수행할 수 있도록 함으로써, 선명한 3D영상을 구현할 수 있도록 하는 3D영상 디스플레이 장치 및 그의 3D영상신호 처리방법과 3D영상 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 3D영상은 사용자의 좌우 눈에 각각 서로 다른 영상이 인지되도록 하고, 사용자가 머리 속에서 인지된 좌우영상을 합성하여 생성된다.
3D영상을 구현할 수 있는 디스플레이 장치 중의 하나로 프로젝션 TV가 있다. 프로젝션 TV는, 화면표시소자로서 다양한 종류의 소자가 사용되고 있으며, 그 중 DMD(Digital Micromirror Device)를 사용한 제품이 실용화되어 있다.
DMD는 미세구동거울을 집적한 반도체 광스위치로서, SRAM(Static Random Access Memory)의 위에 알루미늄 합금 미세거울을 장착시키고, 광스위치의 온오프에 따라 미세거울이 ±12도 사이에서 이동되어 빛의 반사를 조절한다.
도 1은 종래의 프로젝션 TV의 3D영상을 처리하기 위한 구성 블럭도이다.
프로젝션 TV(10)는, 공중으로 제공되는 디지털 영상신호, 아날로그 영상신호, HDMI 단자를 통해 제공되는 디지털 영상신호를 처리하여 스크린에 디스플레이 할 수 있다. 후술할 실시예에서는 설명의 편의를 도모하기 위해, 프로젝션 TV(10)에서 공중으로 제공되는 디지털 영상신호를 처리하는 구성만을 예로 들어 설명한다.
프로젝션 TV(10)는, 디지털 영상신호를 처리하기 위해 디지털 튜너(2), 디코더(3), 스케일러(4), 비디오 인핸서(5)(Video Enhancer), 투사부(6)를 포함한다.
디지털 튜너(2)는 사용자가 선택한 채널에 해당하는 디지털 영상신호를 선택적으로 수신하고, 디코더(3)는 디지털 영상신호를 복호화한다.
스케일러(4)는, 입력 영상신호의 해상도를 디스플레이 장치에 설정된 해상도로 변환하여 출력한다.
비디오 인핸서(5)는 디지털 영상신호를 대역별로 피킹(Peaking)을 가하여 선명도(sharpness)를 조절한다. 예컨대, 비디오 인핸서(5)는 영상신호의 주파수성분 중 높은 대역의 신호의 레벨을 크게 강조하여 영상신호의 선명도를 높인다.
투사부(6)는, DMD(7)와, DMD(7)를 구동하는 DMD 구동부(8)를 포함한다.
이러한 프로젝션 TV(10)에 제공되는 3D영상신호의 각 프레임은, 좌안으로 입력되는 좌안용 영상신호와, 우안으로 입력되는 우안용 영상신호가 Pixel 단위로 인터리브(Interleaved)되어 제공된다. 여기서, 우안용 영상신호와 좌안용 영상신호는 소정의 시간차를 두고 형성되기 때문에, 스케일러(4)에서 해상도를 변환하거나, 비디오 인핸서(5)에서 피킹을 가하게 되면, 3D영상신호가 변형되어 3D영상을 구현할 수 없게 된다.
이에 따라, 2D영상신호의 경우에는 스케일러(4)와 비디오 인핸서(5)에서 신호가 처리되나, 3D영상신호가 입력되는 경우에는 스케일러(4) 및 비디오 인핸서(5)에서 바이패스처리를 한 후 투사부(6)로 제공된다. 투사부(6)의 DMD 구동부(8)는 우안용 영상신호와 좌안용 영상신호가 시간차를 두고 투사되도록 DMD(7)를 구동한다.
이와 같이, 종래의 프로젝션 TV(10)에서는, 3D영상신호의 처리시, 스케일 러(4)와 비디오 인핸서(5)를 비롯한 회로소자들을 사용할 수 없기 때문에, 신호원(Source)에서 입력되는 3D영상신호 자체의 해상도대로 스크린에 투사되고 화질을 조절할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 신호원에서 입력되는 디지털 및 아날로그 형태의 3D영상신호의 스케일링, 선명도 조절 등을 수행할 수 있도록 함으로써, 선명한 3D영상을 구현할 수 있도록 하는 3D영상 디스플레이 장치 및 그의 3D영상신호 처리방법과 3D영상 처리시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 입력부; 상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고, 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 3D영상 프레임 생성부; 및, 상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 좌안영상용 프레임과 상기 우안영상용 프레임의 해상도를 각각 조절하는 스케일러를 더 포함할 수 있다.
상기 3D영상 프레임 생성부는, 상기 좌안영상용 프레임에 속하는 픽셀과 상기 우안영상용 프레임에 속하는 픽셀을 교번적으로 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성할 수 있다.
한 쌍의 상기 좌안영상용 서브프레임과 상기 우안영상용 서브프레임은, 하나의 프레임이 투사되는 시간동안 상기 스크린에 투사되는 것이 바람직하다.
상기 3D영상 프레임 생성부는, 상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하고; 상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성할 수 있다.
상기 3D영상 프레임 생성부는, 상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하고, 상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성할 수 있다.
상기 3D영상 프레임 생성부는, 상기 영상신호의 크기 분포를 나타내는 히스토그램을 분석하여 상기 우안영상용 프레임의 픽셀인지 상기 좌안영상용 프레임의 픽셀인지를 판단하여 상기 픽셀들을 선택할 수 있다.
상기 투사부는, 빛을 스크린으로 반사하는 DMD와, 상기 3D영상 프레임이 상기 우안영상용 서브프레임과 좌안영상용 서브프레임으로 분리하여 투사되도록 상기 DMD의 동작을 제어하는 DMD 구동부를 포함할 수 있다.
선택적으로 턴온되는 좌안용 안경과 우안용 안경을 갖는 3D안경의 동작을 제어하기 위한 3D안경 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 3D안경 제어부는, 상기 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임의 투사순서에 따라, 상기 좌안용 안경과 우안용 안경의 턴온순서를 제어하는 것 이 바람직하다.
상기 3D안경 제어부는, 상기 좌안영상용 서브프레임이 우선 투사되는 경우에는 상기 좌안용 안경을 우선적으로 턴온시키고, 상기 우안영상용 서브프레임이 우선 투사되는 경우에는 상기 우안용 안경을 우선적으로 턴온시키는 것이 바람직하다.
상기 입력부는, 디지털 영상신호를 입력받는 디지털 튜너, 아날로그 영상신호를 입력받는 아날로그 튜너, 외부기기로부터의 신호를 입력받는 HDMI 처리부 중 하나일 수 있다.
한편, 상기 목적은, 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 입력부와, 상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 3D영상 프레임 생성부와, 상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사부를 포함하는 3D영상 디스플레이 장치; 및, 상기 좌안영상용 서브프레임과 상기 우안영상용 서브플레임의 투사순서에 부합되도록 동작하는 좌안용 안경과 우안용 안경을 갖는 3D 안경;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 영상시스템에 의해서도 달성될 수 있다.
한편, 상기 목적은, 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 단계; 상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 서브프레임 생성단계; 및, 상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프 레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법에 의해서도 달성될 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 3D영상 처리시스템은, DMD가 구비된 프로젝션 TV와, 액정셔터방식의 안경을 포함한다. 그리고 본 3D영상 디스플레이 장치로 사용되는 프로젝션 TV는, 3D영상신호가 공중으로 디지털 영상신호 형태나 아날로그 영상신호 형태로 입력되거나, 외부기기를 통해 디지털 영상신호 형태로 입력되는 경우에 상관없이 3D영상신호를 처리하여 3D영상을 생성할 수 있다.
도 2는 3D영상신호가 입력되는 순서를 프레임 단위로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 3D영상신호는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 교번적으로 배치되어 입력된다. 좌안영상용 프레임이 먼저 입력되고 우안영상용 프레임이 나중에 입력될 수도 있고, 우안영상용 프레임이 먼저 입력되고 좌안영상용 프레임이 나중에 입력될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 3D영상의 디스플레이가 가능한 3D영상 디스플레이 장치의 블럭구성도이다.
본 3D영상 디스플레이 장치는, 3D영상신호의 종류에 따라 처리할 수 있도록 공중파 디지털 영상신호 처리블럭(1), 공중파 아날로그 영상신호 처리블럭(50), HDMI 디지털 영상신호 처리블럭(60)을 포함한다.
공중파 디지털 영상신호 처리블럭(1)은, 공중을 통해 디지털 영상신호 형태로 입력되는 3D영상신호를 처리하기 위해, 디지털 튜너(11), 디코더(13), 스케일 러(15), 3D영상 프레임 생성부(20), 비디오 인핸서(17), 투사부(25), 3D안경 제어부(35)를 포함한다. 여기서, 스케일러(15), 3D영상 프레임 생성부(20), 투사부(25), 3D안경 제어부(35)는, 공중파 디지털 영상신호 처리블럭(1), 공중파 아날로그 영상신호 처리블럭(50), HDMI 디지털 영상신호 처리블럭(60)에서 공통적으로 사용한다.
디지털 튜너(11)는 수신된 디지털 영상신호 중 사용자가 선택한 채널에 해당하는 디지털 영상신호만을 선택하고, 선택된 디지털 영상신호를 증폭하고 중간 주파수 대역으로 변환하는 처리를 수행한다.
디코더(13)는, 3D영상신호를 복호화하고 영상 포맷을 변환한다.
스케일러(15)는, 수평 스케일러와 수직 스케일러로 구성되며, 디지털 영상신호인 RGB 신호나 YUV 및 H/V 신호를 제공받아 수평 및 수직 스케일링한다. 이에 따라, 스케일러(15)에서 3D 디지털 영상신호를 구성하는 각 프레임은 스크린의 해상도에 따라 스케일링된다. 본 발명에서는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 각각 형성되어 수신되기 때문에, 스케일러(15)에서 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 각각 스케일링할 수 있다.
비디오 인핸서(17)는, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 각각 신호크기의 대역별로 피킹(Peaking)을 가하여 선명도(sharpness)를 조절한다.
3D영상 프레임 생성부(20)는, 스케일러(15)에서 스케일링된 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 제공받아 좌안영상용 신호와 우안영상용 신호가 인터리브된 3D영상 프레임을 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 교번적으로 입력되면, 3D영상 프레임 생성부(20)에서는 홀수번째로 입력되는 좌안영상용 프레임과 짝수번째로 입력되는 우안영상용 프레임을 이용하여 각각 좌안영상용 신호와 우안영상용 신호가 픽셀단위로 인터리브된 하나의 3D영상 프레임을 생성한다.
좀더 상세히 살펴보면, 3D영상 프레임 생성부(20)에서는, 도 4(a)의 좌측에 도시된 좌안영상용 프레임의 제1픽셀라인에서는 홀수번째 픽셀들을 선택하고, 제2픽셀라인에서는 짝수번째 픽셀들을 선택한다. 즉, 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인에서는 홀수번째 픽셀들이 선택되고, 짝수번째 픽셀라인에서는 짝수번째 픽셀들을 선택된다.
또한, 3D영상 프레임 생성부(20)는, 도 4(a)의 우측에 도시된 우안영상용 프레임에서는 홀수번째 픽셀라인에서는 짝수번째 픽셀들을 선택하고, 짝수번째 픽셀라인에서는 홀수번째 픽셀들을 선택한다. 이렇게 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임에서 선택된 픽셀들은 그 위치가 상호 교번적으로 배치된다.
한편 3D영상 프레임 생성부(20)는, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임으로부터 순차적으로 픽셀들을 선택하기 위해서, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임의 구별이 가능해야 한다. 이를 위해, 3D영상 프레임 생성부(20)는 도 5에 도시된 바와 같은 영상신호의 히스토그램을 이용한다. 영상신호의 히스토그램에 따르면, 좌안영상용 프레임신호와 우안영상용 프레임신호는 동일한 영상신호의 크기를 가지며, 다만 우안영상용 프레임의 영상신호가 좌안영상용 프레임의 영상신호보다 소정 시간 앞선다. 이에 따라, 3D영상 프레임 생성부는(20)는 우안영상용 프 레임과 좌안영상용 프레임의 시간차를 이용하여 입력되는 프레임이 우안영상용 프레임인지 좌안영상용 프레임인지를 판단할 수 있다.
이렇게 픽셀들이 선택되면, 3D영상 프레임 생성부(20)는, 좌안영상용 프레임에서 선택된 픽셀들과, 우안영상용 프레임에서 선택된 픽셀들을 순차적으로 배치하여, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 3D영상 프레임을 생성한다.
투사부(25)는, 다수의 DMD(27)와 DMD 구동부(29)를 포함한다.
DMD(27)는 DMD 구동부(29)의 제어에 따라, 미세거울이 ±12도 사이에서 이동되어 빛의 반사를 조절한다.
DMD 구동부(29)는, DMD(27)의 구동방식 중 하나인 Smooth Picture 구동방식으로 DMD(27)를 구동하며, Smooth Picture 구동방식에서는 하나의 3D영상 프레임을 도 4(c)에 도시된 바와 같이 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하도록 DMD(27)를 구동한다. 도 4(c)의 좌측에 는 좌안영상용 서브프레임이 도시되어 있고, 우측에는 우안영상용 서브프레임이 도시되어 있다. 여기서, 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임은, DMD(27)의 위치에 대응되도록 각 픽셀의 위치를 구성한 상태를 보이고 있다.
이렇게 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임은 하나의 프레임이 디스플레이되는 시간동안 순차적으로 스크린에 투사되어 디스플레이되면, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 사용자에게는 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 겹쳐져 하나의 3D영상 프레임으로 인식된다.
이 때, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 1초당 120장, 즉 120Hz로 투사된다면, 도 4(d)의 3D영상 프레임은 60Hz로 투사된다. 즉, 해상도가 1/2이 된다고 볼 수 있다. 그러나, 3D영상 프레임은, DMD(27)에 의해 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리되고, 하나의 프레임이 투사되는 시간동안 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 투사된다. 즉, 하나의 프레임이 투사되는 시간동안, 2개의 서브프레임인 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 투사되기 때문에 실제적으로는 120Hz로 투사되는 것과 마찬가지이므로, 해상도가 감소되지는 아니한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌안영상용 프레임이 먼저 입력되고, 우안영상용 프레임이 나중에 입력될 수도 있으나, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 우안영상용 프레임이 먼저 입력되고, 좌안영상용 프레임이 나중에 입력될 수도 있다. 이 경우, 3D영상 프레임 생성부(20)는, 먼저 입력된 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인에서는 홀수번째 픽셀들을 선택하고, 짝수번째 픽셀라인에서는 짝수번째 픽셀들을 선택한다. 그리고 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인에서는 짝수번째 픽셀들을 선택하고, 짝수번째 픽셀라인에서는 홀수번째 픽셀들을 선택한다. 그러면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 도 4(b)에 도시된 3D영상 프레임과는 픽셀순서가 뒤바뀐 3D영상 프레임이 형성된다.
3D안경 제어부(35)는, DMD 구동부(29)의 제어에 따라 DMD(27)에서 스크린에 투사하는 서브프레임이 좌안영상용 서브프레임인지 우안영상용 서브프레임인지를 제공받아, 좌안용 안경과 우안용 안경을 온오프하는 순서를 제어한다. 예를 들어, 좌안영상용 서브프레임이 스크린에 투사되는 경우, 3D안경 제어부(35)는 좌안용 안 경을 먼저 턴온시키도록 제어한다. 이 때, 좌안용 안경과 우안용 안경은 각각 120Hz의 시간동안 턴온된다.
이렇게 좌안용 안경과 우안용 안경의 턴온순서를 제어하는 것은, 도 7에 도시된 바와 같이, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 각각 다른 위치에 상이 그려지기 때문이다. 이와 같이 좌안영상용 프레임신호와 우안영상용 프레임신호가 시간차를 갖기 때문에, 도 5(d)와 같이 우안영상용 프레임이 좌안영상용 프레임보다 먼저 입력될 때, 3D안경의 좌안용 안경이 먼저 턴온되면, 좌안과 우안으로 입력되는 영상이 뒤바뀌게 된다. 마찬가지로, 도 4(d)와 같이 좌안영상용 프레임보다 우안영상용 프레임이 먼저 입력될 때, 3D안경의 우안용 안경이 먼저 턴온되면, 좌안과 우안으로 입력되는 영상이 뒤바뀌게 된다. 따라서 3D영상을 감상하려면, 3D안경 제어부(35)는, 좌안영상용 서브프레임이 투사될 때는 좌안용 안경을 턴온시키고, 우안영상용 서브프레임이 투사될 때는 우안용 안경을 턴온시켜야 한다.
한편, 도 3에 도시된 공중파 아날로그 영상신호 처리블럭(50)은, 공중파를 통해 아날로그 영상신호로 입력되는 3D영상신호을 처리하기 위해, 아날로그 튜너(51), ADC(55)(Analog to Digital Converter), 디코더(53), 스케일러(15), 비디오 인핸서(17), 3D영상 프레임 생성부(20), 투사부(25), 3D안경 제어부(35)를 포함한다. 여기서, 스케일러(15), 3D영상 프레임 생성부(20), 투사부(25), 3D안경 제어부(35)는 공중파 디지털 영상신호 처리블럭(1)과 공통으로 사용하므로, 상세한 설명을 생략하기로 한다.
아날로그 튜너(51)는, 사용자가 선택한 채널의 아날로그 영상신호를 선택적 으로 입력받아 처리한다. 디코더(53)는 아날로그 영상신호를 복호화하고, ADC(55)는 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환함으로써, 디지털 영상신호인 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 스케일러(15)로 제공된다.
스케일러(15)에서는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 각각 스크린의 해상도에 따라 스케일링되고, 비디오 인핸서(17)에서는 선명도가 조절된다. 그리고 3D영상 프레임 생성부(20)에서는 3D영상 프레임이 생성되고, 3D영상 프레임은 투사부(25)를 통해 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리되어 스크린에 투사된다.
한편, 도 3에 도시된 HDMI 디지털 영상신호 처리블럭(60)은, HDMI 단자를 통해 연결된 외부기기로부터 입력되는 디지털 영상신호인 3D영상신호를 처리하기 위해, HDMI 입력부(61), 스케일러(15), 비디오 인핸서(17), 3D영상 프레임 생성부(20), 투사부(25), 3D안경 제어부(35)를 포함한다.
HDMI 입력부(61)는, HDMI 단자를 통해 디지털 영상신호가 입력되고, 사용자가HDMI 단자를 통한 디지털 영상신호의 출력을 선택하면, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임으로 형성된 디지털 영상신호를 스케일러(15)로 제공한다.
스케일러(15)에서는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 각각 스크린의 해상도에 따라 스케일링되고, 비디오 인핸서(17)에서는 선명도가 조절된다. 그리고 3D영상 프레임 생성부(20)에서는 3D영상 프레임을 생성하고, 3D영상 프레임은 투사부(25)를 통해 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리되어 스크린에 투사된다.
이러한 구성에 의한 3D영상 디스플레이 장치에서 디지털 영상신호가 처리되는 과정을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공중파를 통해 디지털 영상신호가 입력되면(S810), 디지털 튜너(11)에서는 사용자가 선택한 채널의 디지털 영상신호를 선택적으로 수신하고, 디코더(13)에서는 디지털 영상신호를 복호화하여 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 각각 스케일러(15)로 제공한다(S720).
스케일러(15)에서는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 각각 스크린의 해상도에 맞추어 스케일링한 다음(S830), 비디오 인핸서(17)에서 화질을 처리하여 3D영상 프레임 생성부(20)로 전달한다(S840). 3D영상 프레임 생성부(20)에서는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임으로부터 3D영상 프레임을 생성한다(S850). 3D영상 프레임은 투사부(25)로 제공되고, DMD 구동부(29)에서는, 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분할하여 하나의 프레임이 투사되는 시간동안 순차적으로 스크린에 투사되도록 DMD(27)의 구동을 제어한다(S860).
이와 동시에, 3D안경 제어부(35)는, DMD 구동부(29)로부터 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 스크린에 투사되는 순서를 제공받아, 이에 대응되도록 좌안용 안경과 우안용 안경의 턴온 및 턴오프를 제어한다.
한편, 상술한 실시예에서는, 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임이 분리되어 입력되는 경우에 대해 설명하고 있다. 그러나, 종래와 같이 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임이 혼합된 형태의 3D영상용 프레임이 직접 입력되 는 경우에는, 디코더(13)에서 3D영상용 프레임을 복호화한 다음, 스케일러(15)와 비디오 인핸서(17)를 거치지 아니하고 직접 투사부(25)로 제공한다. 그러면, 투사부(25)에서는 좌안용 영상신호와 우안용 영상신호가 각각 분리되도록 DMD(27)를 동작시켜 스크린으로 투사되도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 3D영상신호가 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임으로 분리 입력되어 스케일링과 화질 개선이 가능하도록 함으로써, 보다 선명한 영상을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 입력부;
    상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고, 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 3D영상 프레임 생성부; 및,
    상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌안영상용 프레임과 상기 우안영상용 프레임의 해상도를 각각 조절하는 스케일러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성부는, 상기 좌안영상용 프레임에 속하는 픽셀과 상기 우안영상용 프레임에 속하는 픽셀을 교번적으로 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 좌안영상용 서브프레임과 상기 우안영상용 서브프레임은, 하나의 프레임이 투사되는 시간동안 상기 스크린에 투사되는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성부는,
    상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하고;
    상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성부는,
    상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하고,
    상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성부는,
    상기 영상신호의 크기 분포를 나타내는 히스토그램을 분석하여 상기 우안영상용 프레임의 픽셀인지 상기 좌안영상용 프레임의 픽셀인지를 판단하여 상기 픽셀들을 선택하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 투사부는,
    빛을 스크린으로 반사하는 DMD와,
    상기 3D영상 프레임이 상기 우안영상용 서브프레임과 좌안영상용 서브프레임으로 분리하여 투사되도록 상기 DMD의 동작을 제어하는 DMD 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    선택적으로 턴온되는 좌안용 안경과 우안용 안경을 갖는 3D안경의 동작을 제어하기 위한 3D안경 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 3D안경 제어부는, 상기 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레 임의 투사순서에 따라, 상기 좌안용 안경과 우안용 안경의 턴온순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 3D안경 제어부는, 상기 좌안영상용 서브프레임이 우선 투사되는 경우에는 상기 좌안용 안경을 우선적으로 턴온시키고, 상기 우안영상용 서브프레임이 우선 투사되는 경우에는 상기 우안용 안경을 우선적으로 턴온시키는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부는, 디지털 영상신호를 입력받는 디지털 튜너, 아날로그 영상신호를 입력받는 아날로그 튜너, 외부기기로부터의 신호를 입력받는 HDMI 처리부 중 하나인 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치.
  13. 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 입력부와, 상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 3D영상 프레임 생성부와, 상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사부를 포함하는 3D영상 디스플레이 장치; 및,
    상기 좌안영상용 서브프레임과 상기 우안영상용 서브플레임의 투사순서에 부 합되도록 동작하는 좌안용 안경과 우안용 안경을 갖는 3D 안경;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 영상시스템.
  14. 소정의 시간차를 갖는 좌안영상용 프레임과 우안영상용 프레임을 입력받는 단계;
    상기 좌안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하고 상기 우안영상용 프레임 중 일부 픽셀을 추출하여 3D영상 프레임을 생성하는 서브프레임 생성단계; 및,
    상기 3D영상 프레임을 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임으로 분리하여 스크린에 순차적으로 투사하는 투사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 좌안영상용 프레임과 상기 우안영상용 프레임의 해상도를 각각 조절하는 스케일링 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성단계에서는,
    상기 좌안영상용 프레임에 속하는 픽셀과 상기 우안영상용 프레임에 속하는 픽셀을 교번적으로 선택하여 상기 3D영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 투사단계에서, 한 쌍의 상기 좌안영상용 서브프레임과 상기 우안영상용 서브프레임은, 하나의 프레임이 투사되는 시간동안 상기 스크린에 투사되는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성단계는,
    상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하는 단계;
    상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하는 단계;
    상기 선택된 픽셀들을 배열하여 3D영상 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성단계는,
    상기 우안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들을 선택하는 단계;
    상기 좌안영상용 프레임의 홀수번째 픽셀라인의 짝수번째 픽셀들과, 짝수번째 픽셀라인의 홀수번째 픽셀들을 선택하는 단계;
    상기 선택된 픽셀들을 배열하여 3D영상 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 3D영상 프레임 생성단계는, 상기 영상신호의 크기 분포를 나타내는 히스토그램을 분석하여 상기 우안영상용 프레임의 픽셀인지 상기 좌안영상용 프레임의 픽셀인지를 판단하여 상기 픽셀들을 선택하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 좌안영상용 서브프레임과 우안영상용 서브프레임의 투사순서에 따라, 3D안경의 좌안용 안경과 우안용 안경의 턴온순서를 제어하는 안경제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 안경제어단계는, 상기 좌안영상용 서브프레임이 우선 투사된 경우에는 상기 좌안용 안경을 우선적으로 턴온시키고, 상기 우안영상용 서브프레임이 우선 투사된 경우에는 상기 우안용 안경을 우선적으로 턴온시키는 것을 특징으로 하는 3D영상 디스플레이 장치의 3D영상 처리방법.
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