KR20100007079A - 입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치 - Google Patents

입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치 Download PDF

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Abstract

입체영상 표시장치는 입체영상 발생부 및 표시패널을 포함한다. 입체영상 발생부는 메모리, 제어부 및 출력버퍼를 포함한다. 메모리는 영상의 각 시점과 깊이에 따른 픽셀 쉬프트 데이터를 룩-업 테이블 형태로 저장한다. 제어부는 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 깊이 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 픽셀 쉬프트 데이터를 근거로 쉬프트된 영상 데이터를 출력한다. 출력버퍼는 쉬프트된 영상 데이터를 입체영상 데이터로서 출력한다. 표시패널은 입체영상 데이터를 표시한다. 이에 따라, 영상의 각 시점과 깊이에 따른 영상의 쉬프트 값이 양자화되어 입체영상 표시장치 내부에 저장되어 있으므로, 입체영상 표시장치의 구동만으로 양질의 입체영상을 제공할 수 있다.

Description

입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치{METHOD FOR DISPLAYING 3 DIMENSIONAL IMAGE, AND DISPLAY DEVICE FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차원 영상 데이터와 깊이 영상 데이터를 입력 받아 입체영상으로 표시하는 입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치에 관한 것이다.
최근 의료 영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등의 분야에서 입체감 있는 영상이 요구되면서, 입체영상(3 Dimensional Image; 3D)에 대한 관심이 높아지고 있다.
최근, 기술의 발달에 따라 고화질 HDTV에 적용되는 입체영상 기술이 개발되고 있다. 또한, 이동통신의 발전과 더불어 실감형 모바일 입체영상 표시장치의 개발이 요구되고 있다. 이러한 모바일 입체영상 표시장치의 예로는 휴대폰, 퍼스널 디지털 단말기(PDA), 타블렛 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 휴대용 텔레비전 등이 있다.
입체영상을 구현하기 위한 방법으로는 액정이나 렌즈를 이용하는 렌티큘러 렌즈 방식과 영상을 받아서 표시패널에 맞게 신호처리를 해주는 알고리즘 방식이 개발 중이다.
상기 알고리즘 방식은 엠펙 투(Moving Picture Expert Group; MPEG2) 표준에 서 채택된 2차원(2D) 영상 데이터 및 깊이 영상(Depth Image, 또는 2.5D) 데이터를 각 디스플레이에 맞게 입체영상 데이터로 바꾸어 주는 것이다. 그러나, 각종 휴대폰이나 퍼스널 디지털 단말기 등의 표시패널에 맞추어 각 시점과 깊이에 따른 픽셀을 맵핑하는 것은 많은 부품과 소자들이 상기 표시장치에 내장되어야 하므로, 표시장치의 소형화와 박형화에 상반된다.
따라서, 표시장치 내부의 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에서 영상 데이터 및 깊이 영상 데이터가 입력되면 알고리즘을 통해 입체영상 표시가 가능하도록 하는 집적회로(Integrated Circuit; IC)의 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 2차원 영상을 쉬프트하여 양질의 입체영상을 표시하기 위한 입체영상 표시방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 입체영상 표시방법을 수행하기 위한 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체영상 표시방법에서, 외부로부터 영상 데이터 및 상기 영상 데이터의 깊이 데이터가 입력되면 상기 영상 데이터 및 상기 깊이 데이터를 저장한다. 이어, 룩-업 테이블로부터 상기 깊이 데이터와 각 시점에 대응하는 픽셀 쉬프트 데이터를 읽는다. 이어, 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 기초로 상기 영상 데이터를 쉬프트하여 입체영상 데이터로 출력하여 상기 입체영상 데이터를 입체영상으로 표시한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치는 입체영상 발생부 및 표시패널을 포함한다. 상기 입체영상 발생부는 메모리, 제어부 및 출력버퍼를 포함한다. 상기 메모리는 영상의 각 시점과 깊이에 따른 픽셀 쉬프트 데이터를 룩-업 테이블 형태로 저장한다. 상기 제어부는 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 깊이 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 근거로 쉬프트된 영상 데이터를 출력한다. 상기 출력버퍼는 쉬프트된 영상 데이터를 입체영상 데이터로서 출력한다. 상기 표시패널은 상기 입체영상 데이터를 표시한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입체영상 발생부는 상기 쉬프트된 영상 데이터를 저역 통과 필터링하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 메모리, 제어부, 필터 및 출력버퍼는 동일 기판상에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 깊이 데이터가 0 계조값 내지 255 계조값을 가질 때, 상기 깊이 데이터의 기준은 128 계조값을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 (h*D)/{q*(H-h)}에 의해 계산될 수 있다. 상기 h는 상기 깊이 데이터에 해당하는 계조값과 1 계조값에 대응하는 설정 높이를 곱한 것이고, 상기 D는 중심 시점에서 현 시점의 거리이고, 상기 q는 픽셀 크기이고, 상기 H는 현 시점과 영상 표시면과의 거리이다. 상기 픽셀 쉬 프트 데이터는 반올림되어 상기 룩-업 테이블에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입체영상 발생부는 상기 영상 데이터의 쉬프트에 의해 발생한 블랭크(blank) 픽셀을 보상하는 픽셀 보상부를 더 포함할 수 있다. 상기 픽셀 보상부는 블랭크 레지스터, 큐잉 레지스터 및 카운터를 포함할 수 있다. 상기 블랭크 레지스터는 상기 쉬프트된 영상 데이터의 주소를 저장하고, 상기 큐잉 레지스터는 상기 쉬프트된 영상 데이터의 상기 깊이 데이터를 저장할 수 있다. 상기 카운터는 상기 블랭크 레지스터를 읽어 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 카운팅할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 픽셀 보상부는 상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 미만일 때, 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 영상 데이터의 평균값을 출력할 수 있다. 반면, 상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 이상일 때, 상기 큐잉 레지스터를 읽어 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 깊이 데이터를 비교하여, 상기 깊이 데이터가 낮은 쪽의 영상 데이터를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어부는 상기 내부 메모리에 저장된 상기 깊이 데이터의 각 라인을 스캔하여, 일정구간의 양단의 상기 깊이 데이터의 차이를 비교하여 상기 깊이 데이터의 차이가 설정값 이상일 경우, 상기 일정구간을 상기 양단의 깊이 데이터의 중 큰 값으로 보정할 수 있다.
이러한 입체영상 표시방법, 이를 수행하기 위한 표시장치에 의하면, 영상의 각 시점과 깊이에 따른 영상의 쉬프트 값이 양자화되어 입체영상 표시장치 내부에 저장되어 있으므로, 입체영상 표시장치의 구동만으로 양질의 입체영상을 제공할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요 소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)를 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)는 표시패널(110) 및 구동부(120)를 포함한다. 상기 입체영상 표시장치(100)는 다중 시점에 따르는 입체영상을 제공한다. 예를 들어, 상기 입체영상 표시장치(100)는 9시점일 수 있다.
상기 표시패널(110)은 2개의 기판과, 상기 기판들간에 게재된 액정층을 포함하여 영상을 표시한다. 상기 표시패널(110)은 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함한다. 각 화소는 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 액정 캐패시터 및 스토리지 캐패시터를 포함한다.
상기 구동부(120)는 콘트롤러(122), 데이터 드라이버(124) 및 게이트 드라이버(126)를 포함할 수 있다.
상기 콘트롤러(122)는 외부로부터 제1 제어신호(SS1) 및 제1 영상신호(DS1)를 수신한다. 상기 제1 제어신호(SS1)는 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함할 수 있다. 상기 수직동기신호(Vsync)는 1 프레임이 표시되는데 소요되는 시간을 나타낸다. 상기 수평동기신호(Hsync)는 1 라인이 표시되는데 소요되는 시간을 나타낸다. 따라서, 상기 수평동기신호(Hsync)는 1 라인에 포함된 픽셀들의 수에 대응하는 펄스들을 포함한다. 상 기 데이터 인에이블 신호(DE)는 픽셀에 데이터가 공급되는데 소요되는 시간을 나타낸다.
예를 들어, 상기 제1 영상신호(DS1)는 입체영상을 위한 데이터들을 포함할 수 있다. 즉, 입체영상을 구현하기 위해 외부의 전자장치로부터 제공되는 2차원 영상 데이터 및 상기 2차원 영상 데이터의 깊이 데이터를 포함할 수 있다.
상기 콘트롤러(122)는 입체영상 발생부(300) 및 타이밍 콘트롤러(128)를 포함할 수 있다. 상기 입체영상 발생부(300)는 상기 2차원 영상 데이터를 상기 2차원 영상 데이터의 깊이 데이터만큼 쉬프트시켜 입체영상 데이터를 출력한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다. 상기 타이밍 콘트롤러(128)는 상기 입체영상 발생부(300)가 제공하는 입체영상 데이터를 타이밍 제어하여 출력한다.
상기 콘트롤러(122)는 상기 제1 영상신호(DS1)를 제2 영상신호(DS2)로 변환하여 상기 데이터 드라이버(124)에 제공한다. 상기 제1 영상신호(DS1)가 일반적인 영상신호라면, 상기 콘트롤러(122)는 상기 제1 영상신호를 입체영상 신호들로 변환하고, 변환된 입체영상 신호들을 상기 제2 영상신호(DS2)로서 상기 데이터 드라이버(124)에 제공할 수 있다.
상기 콘트롤러(122)는 상기 제1 제어신호(SS1)를 이용해 상기 액정표시패널(112)의 구동 타이밍을 제어하는 제2 제어신호(SS2) 및 제3 제어신호(SS3)를 생성한다.
상기 데이터 드라이버(124)는 상기 제2 제어신호(SS2) 및 제2 영상신호(DS2)를 이용하여 데이터신호들을 생성하고, 생성된 데이터신호들을 상기 액정표시패 널(112)의 데이터 라인에 제공한다. 상기 제2 제어신호(DS2)는 클럭신호, 수평개시신호(STH)를 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버(126)는 상기 제3 제어신호(SS3)를 이용하여 상기 표시패널(110)의 게이트 라인을 액티브시키는 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트신호를 상기 게이트 라인에 제공한다. 상기 제3 제어신호(SS3)는 수직개시신호(STV)를 포함할 수 있다.
상기 입체영상 표시장치(100)는 백라이트 어셈블리(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 어셈블리(130)는 광원제어부(132) 및 광원부(134)를 포함한다.
상기 광원제어부(132)는 상기 콘트롤러(122)에서 제공되는 제4 제어신호(SS4)에 응답하여 상기 광원부(134)에 전원을 공급한다. 상기 광원부(134)는 상기 표시패널(110) 배면에 배치되어, 상기 광원제어부(132)에서 제공되는 전원에 응답하여 광을 상기 표시패널(110)에 제공한다.
도 2는 도 1의 입체영상 표시장치(100)에 입력되는 2차원 영상 데이터 및 깊이 데이터의 일례를 보여주는 이미지이다.
도 2a는 도 1의 입체영상 표시장치(100)에 입력되는 2차원 영상 데이터의 일례이고, 도 2b는 도 2a의 2차원 영상 데이터의 깊이 데이터의 일례이다. 입체영상 표시장치(100)에 일반적인 2차원 영상 데이터 및 상기 영상 데이터의 깊이를 나타내는 깊이 데이터가 각각 입력되는 것을 알 수 있다. 도 1의 입체영상 표시장치(100)는 상기 영상 데이터를 상기 깊이 데이터에 따라 쉬프트 시켜 입체영상을 표시한다.
도 3은 도 1에 도시된 입체영상 발생부(300)를 설명하는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 발생부(300)는 메모리(310), 제어부(330) 및 출력버퍼(390)를 포함한다. 상기 메모리(310), 제어부(330) 및 출력버퍼(390)는 동일 기판상에 형성될 수 있다. 즉, 입체영상 발생부(300)는 하나의 칩 형태로 구성될 수 있다.
상기 메모리(310)는 영상의 각 시점과 깊이에 따른 영상의 쉬프트 량을 양자화한 픽셀 쉬프트 데이터가 저장되어 있다. 상기 양자화된 픽셀 쉬프트 데이터는 룩-업 테이블 형태로 저장되어 있다. 상기 메모리(310)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
상기 제어부(330)는 내부에 메모리(미도시)를 포함하고 있으며, 외부로부터 각 라인에 대응하는 영상 데이터 및 상기 영상 데이터의 깊이 데이터가 입력될 때, 상기 깊이 데이터와 각 시점에 대응하는 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 기초로 상기 영상 데이터를 쉬프트한다.
상기 제어부(330)는 외부로부터 2차원 영상 데이터와 상기 2차원 영상 데이터의 깊이 데이터가 입력되면, 우선 상기 내부 메모리(미도시)에 저장한다. 상기 내부 메모리(미도시)는 영상 데이터를 저장하는 부분과 깊이 데이터를 저장하는 부분으로 나누어 질 수 있다. 상기 내부 메모리(미도시)는 라인단위로 저장하는 라인 메모리일 수 있다.
상기 제어부(330)는 상기 영상 데이터와 상기 깊이 데이터를 저장한 후, 각 라인별로 깊이 데이터를 스캔하며, 상기 메모리(310)로부터 상기 깊이 데이터에 대 응하는 픽셀 쉬프트 데이터를 읽어 상기 영상 데이터를 쉬프트 한다.
상기 출력버퍼(390)는 상기 쉬프트된 영상 데이터의 주소를 지정하여 입체영상 데이터로 출력한다.
상기 입체영상 발생부(300)는 상기 쉬프트된 영상 데이터를 저역 통과 필터링하는 필터(Low Pass Filter, LPF)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 깊이 데이터에 따라 영상 데이터를 쉬프트하는 일례를 보여주는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 입체영상 표시장치는 9시점 영상을 표시하는 것으로 가정한다. 관찰자 관점에서 오른쪽으로부터 제1 시점 내지 제9 시점이라고 정의한다.
제1 시점에서 A지점의 물체는 2차원 상에서 영상 표시면의 A`지점에 표시될 것이다. 그러나, 상기 제1 시점에서 상기 물체가 입체적으로 보이려면 A`지점에서 A``로 쉬프트 되어야 한다. 또한, 제2 시점 내지 제9 시점에서 각각 A지점의 물체가 입체적으로 보이려면 쉬프트 량은 각 시점마다 달라지게 된다.
따라서, 본 발명은 각 깊이 데이터 및 각 시점마다 영상의 쉬프트 량을 계산하여 픽셀 쉬프트 데이터를 룩-업 테이블 형태로 입체영상 표시장치(100)의 내부에 저장한다. 상기 영상 데이터 및 상기 깊이 데이터가 입력될 때, 상기 깊이 데이터의 각 시점에 대응하는 상기 영상 데이터의 각 쉬프트 량을 상기 메모리(310)의 룩-업 테이블로부터 읽어들여, 상기 영상 데이터를 각 시점마다 쉬프트시켜 입체영상으로 표시하는 것이다.
따라서, 미리 각 깊이 데이터 및 각 시점에 따른 영상의 쉬프트 량을 계산하 여 픽셀 쉬프트 데이터를 저장하여 둔다. 이때, 입체영상 표시장치(100)의 내부에 집적회로 형태로 메모리(310)에 저장되므로 양자화하여 저장할 필요가 있다.
상기 깊이 데이터는 계조로 구성된 데이터일 수 있다. 본 실시예에서는 0 계조값 내지 255 계조값으로 형성되는 데이터를 일례로 설명한다. 이때, 영상이 표시되는 영상 표시면을 기준으로 하여 126 계조값을 갖는다고 가정하면, 가장 높은 높이를 갖는 깊이 데이터는 255 계조값을 갖고, 가장 낮은 높이를 갖는 깊이 데이터는 0 계조값을 가질 수 있다.
이하, 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 계산하는 방법을 도 4를 참고하여 설명한다. 상기 제1 시점에서 A`지점에서 A``지점으로 쉬프트된 거리를 x라고 정의한다. 상기 x는 미터 단위계이다. A지점의 높이 데이터를 h라고 정의하면, 상기 h의 높이 데이터에 해당하는 계조값과 1 계조값에 대응하는 미터 단위계의 설정높이를 곱하여 미터 단위계의 높이를 정의할 수 있다. 예를 들어, 1 계조값에 대응하는 미터 단위계의 설정높이는 3mm로 설정할 수 있다. 상기 D는 중심 시점에서 현 시점인 제1 시점의 거리이고, 상기 H는 현 시점인 제1 시점과 영상 표시면과의 거리이다.
A`지점에서 A``지점으로 쉬프트된 거리 x를 구하기 위해 닯은꼴 삼각형 공식을 사용하여 다음과 같은 식을 구할 수 있다.
x : z+D = h : H
상기 수학식 1을 x로 정리하면, x= (h*D)/(H-h)가 된다. 상기 x는 미터 단위계이므로, 픽셀단위로 바꾸기 위해 상기 입체영상 표시장치(100)에서 사용하는 픽 셀의 크기(q)로 나누어 다음과 같은 식을 구할 수 있다.
Shift data = (h*D)/{q*(H-h)}
상기 수학식 2에서 Shift data는 쉬프트된 거리 x의 픽셀단위이다. 상기 계산은 일반적으로 컴퓨터를 통해 계산할 경우, 소수점까지 정밀하게 계산이 가능하지만, 접적회로 내에서 실시간으로 처리하기 위해서 반올림하여 계산할 수 있다.
상기 제1 시점의 각 깊이 데이터에 따른 픽셀 쉬프트 데이터를 계산하여 상기 메모리(310)의 룩-업 테이블에 저장하고, 같은 방법으로 제2 시점 내지 제9 시점의 각 깊이 데이터에 따른 픽셀 쉬프트 데이터를 계산하여 상기 메모리(310)의 룩-업 테이블에 저장한다.
도 5는 도 3의 입체영상 발생부에 의해 쉬프트된 각 시점별 영상의 이미지이다.
도 5를 참조하면, 각 시점별로 영상 데이터의 쉬프트 량이 차이가 나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 영상 데이터의 쉬프트에 의하여 그림자처럼 보이는 영상을 확인할 수 있다. 상기 그림자처럼 보이는 영상의 원인은 상기 영상 데이터의 쉬프트에 의해 블랭크(blank) 픽셀이 발생하였기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도 3의 입체영상 발생부(300)는 픽셀 보상부를 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 입체영상 발생부(300)를 설명하는 블록도이다.
도 6을 참고하면, 입체영상 발생부(300)는 메모리(310), 제어부(330), 픽셀 보상부(350), 필터(370) 및 출력버퍼(390)를 포함한다. 상기 메모리(310), 제어 부(330), 픽셀 보상부(350), 필터(370) 및 출력버퍼(390)는 동일 기판상에 형성될 수 있다. 즉, 입체영상 발생부(300)는 하나의 칩 형태로 구성될 수 있다.
도 6의 입체영상 발생부(300)는 픽셀 보상부(350) 및 필터(370)를 더 포함하는 것을 제외하고 도 3의 입체영상 발생부(300)와 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소는 같은 참조부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 픽셀 보상부(350)는 블랭크 레지스터(352), 큐잉 레지스터(354) 및 카운터(356)를 포함한다.
상기 블랭크 레지스터(352)는 상기 제어부(330)가 상기 영상 데이터를 쉬프트 시킨 후, 상기 영상 데이터의 쉬프트된 주소를 저장한다. 상기 블랭크 레지스터(352)는 임시 레지스터 일 수 있다.
상기 큐잉 레지스터를(354)는 상기 쉬프트된 영상 데이터의 상기 깊이 데이터를 저장한다. 상기 큐잉 레지스터를(354)는 주소를 지정하지 않고, 상기 깊이 데이터만을 저장한다. 상기 큐잉 레지스터를(354)는 상기 깊이 데이터가 입력될 때마다, 이전 데이터들이 하나씩 딜레이 되는 큐잉 방식의 레지스터일 수 있다.
상기 카운터(356)는 상기 블랭크 레지스터(352)를 읽어 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 카운팅한다. 상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 미만일 때, 상기 픽셀 보상부(350)는 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 영상 데이터의 평균값으로 상기 블랭크 픽셀을 채운다. 이는 깊이 데이터의 차이가 비교적 적은 것은 동일 물체의 영상이라고 가정한 것이다. 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀 중 어느 한쪽의 영상 데이터로 채운다면 영상이 계단처럼 보이는 현상이 발생하기 때문에, 상기 블랭크 픽 셀의 양쪽 픽셀의 상기 영상 데이터의 평균값을 출력하여 부드러운 영상을 표시하기 위함이다.
상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 이상일 때, 상기 픽셀 보상부(350)는 상기 큐잉 레지스터(354)를 읽어 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 깊이 데이터를 비교하여, 상기 깊이 데이터가 낮은 쪽의 영상 데이터로 상기 블랭크 픽셀을 채운다. 이 경우, 깊이 데이터의 차이가 비교적 큰 것은 물체의 경계라고 가정한 것이다. 높이 데이터가 낮은 쪽이 일반적으로 물체의 배경이 되므로, 상기 블랭크 픽셀을 배경으로 처리하여, 영상의 그림자 현상을 해결하는 것이다.
상기 입체영상 발생부(300)는 상기 필터(370)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(370)는 상기 픽셀 쉬프트 데이터 계산 시 반올림되는 양자화 과정 및 쉬프트 과정에서 발생할 수 있는 화질저하를 해결한다. 상기 필터(370)는 상기 쉬프트 된 영상데이터를 상기 출력 버퍼(390)로 출력하기 전에 저역 통과 필터링하여 픽셀 구조에 맞게 재배열 하여, 영상을 부드럽게 표현한다. 상기 저역 통과 필터링은 집적회로 상에서 한 라인내에서 필터링이 가능하므로 고역 통과 필터를 사용하는 표시장치에 비해 화질이 우수하다.
도 7a 내지 도 7c는 영상의 물결 무늬 에러를 보여주는 이미지들이다. 즉, 도 7a는 둥근 물체의 경계부분의 깊이 영상을 확대한 이미지이고, 도 7b는 영상을 쉬프트한 후의 이미지이며, 도 7c는 블랭크 픽셀들을 보상한 후의 이미지이다.
도 7a를 참조하면, 픽셀은 일반적으로 사각형 모양을 가지므로, 원형을 표현하는 경우 에지 부분을 부드럽게 표현하기 위하여 사선으로 표현한다. 이 경우 영 상 데이터를 쉬프트 한 경우, 블랭크 픽셀들에서 도 7b에 보여진 바와 같이 영상의 물결 무늬 에러가 발생한다. 이러한 상태에서 블랭크 픽셀들을 보상하는 경우, 도 7c와 같이 물결무늬 에러의 잔상이 남는다.
상기 영상의 물결 무늬의 에러를 해결하기 위하여 도 3의 메모리(310)에 저장된 상기 룩-업 테이블의 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 보정할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 수행되는 깊이 데이터의 스캔 과정의 일례를 설명하는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 상기 제어부(330)는 상기 내부 메모리(미도시)에 입력되는 영상 데이터와 깊이 데이터를 각각 라인별로 저장한다. 상기 제어부(330)은 상기 내부 메모리(미도시)에 저장된 상기 깊이 데이트의 각 라인을 스캔하여 보정한다.
상기 제어부(330)는 상기 각 라인에서 일정구간의 양단의 상기 깊이 데이터의 차이를 비교한다. 상기 깊이 데이터의 차이가 설정값 이상일 경우, 그 부분을 에지로 판단한다. 상기 에지로 판단되는 상기 일정구간을 상기 양단의 상기 깊이 데이터 중 큰 값으로 모두 보정하여 저장한다.
상기 도 8을 참고하면, 확인구간을 6 구간으로 정하고, 상기 깊이 데이터 라인을 스캔한다. 이 때, 에지로 판단되는 데이터 차이의 설정값을 150으로 설정한 경우, 확인구간 양단의 계조값은 0과 255로서, 설정값 150 이상이다. 따라서, 상기 확인구간은 에지로 판정되어, 상기 확인구간을 모두 큰 계조값인 255로 보정해준다. 같은 방식으로 상기 제어부(330)의 상기 내부 메모리(미도시)에 저장된 모든 라인의 깊이 데이터를 보정한다.
깊이 데이터의 보정 및 픽셀 쉬프트 데이터 계산시 반올림에 의한 화질저하 문제는 상기 출력버퍼(390)로 출력되기 전에 로우 패스 필터링을 통하여 영상의 복원으로 해결이 가능하다.
도 9는 깊이 데이터를 보정한 경우의 일례를 보여주는 이미지이다.
도 9a는 사선 형태의 깊이 데이터를 직각 형태로 보정하는 일례를 보여주는 이미지이고, 도 9b는 제어부(330)의 상기 내부 메모리(미도시)에 저장된 깊이 데이터를 보정한 경우의 이미지이다. 도 9b를 깊이 데이터를 보정하지 않은 경우의 이미지인 도 7c와 비교하면, 영상의 물결 무늬의 에러가 해결된 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6 및 도 10을 참고하면, 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 상기 영상 데이터의 깊이 데이터가 제어부(330)의 내부 메모리(미도시)에 저장된다(단계 S100).
이어, 영상의 각 시점과 깊이에 따른 픽셀 쉬프트 데이터가 저장된 룩-업 테이블부터 상기 깊이 데이터와 각 시점에 대응하는 픽셀 쉬프트 데이터가 읽혀진다(단계 S300). 상기 룩-업 테이블에 저장된 픽셀 쉬프트 데이터는 상기 수학식 1 및 수학식 2를 사용하여 계산할 수 있다. 또한, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 집적회로(IC) 내에서 실시간으로 처리하기 위해서 양자화하므로 반올림하여 계산할 수 있다.
이어, 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 기초로 상기 영상 데이터를 쉬프트하여 입체영상 데이터로서 출력된다(단계 S500).
이어, 상기 출력된 입체영상 데이터는 표시패널에 제공되어 입체영상이 표시된다(단계 S700).
본 발명의 실시예에서, 단계 S500은 상기 영상 데이터가 쉬프트된 후, 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크(blank) 픽셀을 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 11은 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 보상하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 상기 영상 데이터를 쉬프트한 후에 상기 쉬프트된 영상 데이터의 주소를 블랭크 레지스터(350)에 저장하고(단계 S510), 상기 쉬프트된 영상 데이터의 상기 깊이 데이터를 큐잉 레지스터(354)에 저장한다(단계 S520).
이어, 상기 블랭크 레지스터를 읽어 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 카운팅한다(단계 S530).
단계 S530에서 카운트된 상기 블랭크 픽셀의 수가 3개 이상으로 체크되면, 상기 큐잉 레지스터(354)에 저장된 깊이 데이터를 읽고, 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 깊이 데이터들을 서로 비교한다(단계 S550). 단계 S550에서, 상기 깊이 데이터가 낮은 쪽 픽셀의 영상 데이터로 상기 블랭크 픽셀을 보상한다(단계 S560). 예를 들어, 상기 깊이 데이터가 낮은 쪽 픽셀의 영상 데이터는 상기 블랭크 픽셀에 채워지므로써 상기한 보상 동작이 수행될 수 있다.
단계 S540에서, 카운트된 상기 블랭크 픽셀의 수가 3개 미만으로 체크되면,상기 블랭크 픽셀에 대응하는 양쪽 픽셀의 영상 데이터의 평균값으로 상기 블랭크 픽셀을 보상한다(단계 S570). 예를 들 어, 상기 블랭크 픽셀에 대응하는 영상 데이터의 평균값은 상기 블랭크 픽셀에 채워지므로써 상기한 보상 동작이 수행될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 입체영상 표시방법 및 표시장치에 의하면, 영상의 각 시점과 깊이에 따른 영상의 쉬프트 값이 양자화되어 입체영상 표시장치 내부에 저장되어 있으므로, 입체영상 표시장치의 구동만으로 양질의 입체영상을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 액정표시장치(LCD)뿐만 아니라, 휴대형 디스플레이 기기, PDP 표시장치, 평판형 표시장치, 3차원(3D) 게임 영상장치, 방송용 3D 텔레비전, 군사용 3D 디스플레이, 시뮬레이션 훈련용 3D 디스플레이 및 의료용 입체영상 등에 널리 응용될 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 설명하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 입체영상 표시장치에 입력되는 2차원 영상 데이터 및 깊이 데이터의 일례를 보여주는 이미지이다.
도 3은 도 1에 도시된 입체영상 발생부를 설명하는 블록도이다.
도 4는 깊이 데이터에 따라 영상 데이터를 쉬프트하는 일례를 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 3의 입체영상 발생부에 의해 쉬프트된 각 시점별 영상의 이미지이다.
도 6은 도 1에 도시된 입체영상 발생부를 설명하는 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 영상의 물결 무늬 에러를 보여주는 이미지들이다.
도 8은 본 발명에 따라 수행되는 깊이 데이터의 스캔 과정의 일례를 설명하는 개념도이다.
도 9는 깊이 데이터를 보정한 경우의 일례를 보여주는 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 보상하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 입체영상 표시장치 110: 표시패널
120: 구동부 122: 콘트롤러
128: 타이밍 콘트롤러 300: 입체영상 발생부
310: 메모리 330: 제어부
350: 픽셀 보상부 370: 필터
390: 출력버퍼 352: 블랭크 레지스터
354: 큐잉 레지스터 356: 카운터

Claims (20)

  1. 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 상기 영상 데이터의 깊이 데이터를 저장하는 단계;
    룩-업 테이블로부터 상기 깊이 데이터와 각 시점에 대응하는 픽셀 쉬프트 데이터를 읽는 단계;
    상기 픽셀 쉬프트 데이터를 기초로 상기 영상 데이터를 쉬프트하여 입체영상 데이터로 출력하는 단계; 및
    상기 입체영상 데이터를 입체영상으로 표시하는 단계를 포함하는 입체영상 표시방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 (h*D)/{q*(H-h)} (여기서, 상기 h는 상기 깊이 데이터에 해당하는 계조값과 1 계조값에 대응하는 설정 높이를 곱한 것이고, 상기 D는 중심 시점에서 현 시점의 거리이고, 상기 q는 픽셀 크기이고, 상기 H는 현 시점과 영상 표시면과의 거리임)인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 반올림되어 상기 룩-업 테이블에 저장된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 영상 데이터를 쉬프트하여 입체영상 데이터로 출력하는 단계는 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크(blank) 픽셀을 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 블랭크 픽셀을 보상하는 단계는,
    상기 쉬프트된 영상 데이터의 주소를 블랭크 레지스터에 저장하는 단계;
    상기 쉬프트된 영상 데이터의 상기 깊이 데이터를 큐잉 레지스터에 저장하는 단계;
    상기 블랭크 레지스터를 읽어 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 카운팅하는 단계; 및
    상기 블랭크 픽셀에 대응하는 양쪽 픽셀의 영상 데이터로 상기 블랭크 픽셀을 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 블랭크 픽셀을 채우는 단계는.
    상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 미만일 때, 상기 블랭크 픽셀에 대응하는 양쪽 픽셀의 영상 데이터의 평균값으로 상기 블랭크 픽셀을 채우는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 블랭크 픽셀을 채우는 단계는.
    상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 이상일 때, 상기 큐잉 레지스터를 읽어 상기 블 랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 깊이 데이터를 비교하는 단계; 및
    상기 깊이 데이터가 낮은 쪽 픽셀의 영상 데이터로 상기 블랭크 픽셀을 채우는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 저장된 깊이 데이터를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 저장된 깊이 데이터를 보정하는 단계는,
    상기 저장된 깊이 데이터의 각 라인을 스캔하여 일정구간의 양단의 깊이 데이터의 차이를 비교하는 단계; 및
    상기 깊이 데이터의 차이가 설정값 이상일 경우, 상기 일정구간을 상기 양단의 깊이 데이터 중 큰 값으로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 입체영상 데이터로 출력하는 단계는 상기 쉬프트된 영상 데이터를 저역 통과 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시방법.
  11. 영상의 각 시점과 깊이에 따른 픽셀 쉬프트 데이터를 룩-업 테이블 형태로 저장하는 메모리와, 외부로부터 입력되는 영상 데이터 및 깊이 데이터를 내부 메모 리에 저장하고, 상기 픽셀 쉬프트 데이터를 근거로 쉬프트된 영상 데이터를 출력하는 제어부와, 상기 쉬프트된 영상 데이터를 입체영상 데이터로서 출력하는 출력버퍼를 포함하는 입체영상 발생부; 및
    상기 입체영상 데이터를 표시하는 표시패널을 포함하는 입체영상 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 입체영상 발생부는 상기 쉬프트된 영상 데이터를 저역 통과 필터링하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 메모리, 제어부, 필터 및 출력버퍼는 동일 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 깊이 데이터가 0 계조값 내지 255 계조값을 가질 때, 상기 깊이 데이터의 기준은 128 계조값을 갖는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 (h*D)/{q*(H-h)}(여기서, 상기 h는 상기 깊이 데이터에 해당하는 계조값과 1 계조값에 대응하는 설정 높이를 곱한 것이고, 상기 D는 중심 시점에서 현 시점의 거리이고, 상기 q는 픽셀 크기이고, 상기 H는 현 시점과 영상 표시면과의 거리임)인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 픽셀 쉬프트 데이터는 반올림되어 상기 룩-업 테이블에 저장된 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 입체영상 발생부는 상기 영상 데이터의 쉬프트에 의해 발생한 블랭크(blank) 픽셀을 보상하는 픽셀 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 픽셀 보상부는,
    상기 쉬프트된 영상 데이터의 주소를 저장하는 블랭크 레지스터;
    상기 쉬프트된 영상 데이터의 상기 깊이 데이터를 저장하는 큐잉 레지스터; 및
    상기 블랭크 레지스터를 읽어 상기 쉬프트에 의해 발생한 블랭크 픽셀을 카운팅하는 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 픽셀 보상부는,
    상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 미만일 때, 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 영상 데이터의 평균값을 출력하고,
    상기 블랭크 픽셀이 3 픽셀 이상일 때, 상기 큐잉 레지스터를 읽어 상기 블랭크 픽셀의 양쪽 픽셀의 깊이 데이터를 비교하여, 상기 깊이 데이터가 낮은 쪽의 영상 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 내부 메모리에 저장된 상기 깊이 데이터의 각 라인을 스캔하여, 일정구간의 양단의 상기 깊이 데이터의 차이를 비교하여 상기 깊이 데이터의 차이가 설정값 이상일 경우, 상기 일정구간을 상기 양단의 깊이 데이터의 중 큰 값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
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