KR20110025020A - 입체 영상 시스템에서 입체 영상 디스플레이 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입체 영상을 반전 없이 사용자가 정상적으로 볼 수 있도록 입체 영상을 디스플레이 하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 복수개의 영상촬영기기에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상으로부터 상기 영상촬영기기들의 특성 정보를 추출하는 단계; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 중 하나의 영상을 선택하여 미리 설정된 중심축을 기준으로 상기 선택된 영상을 분할하는 단계; 상기 분할된 복수의 분할 영상들 중 하나의 분할 영상에서의 기준 요소와, 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 선택되지 않은 영상에서의 선택 요소를 결정하는 단계; 상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 변이 값을 계산하는 단계; 상기 변이 값을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 반전 여부에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 반전을 판단 및 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
양안식 입체 영상, 기준 요소, 선택 요소, 변이, 반전
Description
본 발명은 입체 영상 시스템에 관한 것으로, 특히 입체 영상을 반전 없이 사용자가 정상적으로 볼 수 있도록 입체 영상을 디스플레이 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 2008-F-011-02, 과제명: 차세대 DTV 핵심기술개발].
입체 영상은 두 가지 관점에서 정의될 수 있다. 첫째, 입체 영상은 깊이 정보를 이용하여 영상의 일부가 화면으로부터 튀어나오는 느낌을 사용자가 느끼도록 구성된 영상이다. 여기서, 깊이 정보는 2차원 영상의 한 지점을 기준으로 다른 지점의 대상의 원근 정보를 의미한다. 따라서 상기 깊이 정보를 이용하여 2차원 영상을 3차원 영상으로 표현할 수 있다. 둘 째, 입체 영상은 기본적으로 사용자에게 다양한 시점을 제공하여 현실감을 느끼도록 구성된 영상이다.
이러한 입체 영상은 2차원 영상보다 실감이 있고 인간이 느끼는 현실에 가까워 방송, 의료, 교육 군사, 게임, 애니메이션 등 다양한 분야에서 응용되고 있으며, 그 수요가 증가하고 있다. 이와 같은 이유로 입체 영상을 재생하기 위한 다양한 방법들에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 사용자는, 입체 영상을 느끼기 위해서는 적어도 두 개의 영상, 상기 입체 영상의 좌측 영상이 사용자의 좌안에 입사되고 상기 입체 영상의 우측 영상이 사용자의 우안에 입사될 경우 입체 영상의 입체감을 느낄 수 있다.
하지만, 좌안에 우측 영상이 입사되고 우안에 좌측 영상이 입사되면 사용자는 입체 영상을 정상적으로 인식, 특히 상기 입체 영상의 입체감을 정확하게 느낄 수 가 없게 된다. 이러한 좌측 영상과 우측 영상의 반전 현상은 입체 영상의 저장, 배포, 전송, 재생과정 중에 발생할 수 있다.
따라서, 전술한 입체 영상의 저장, 배포, 전송, 재생 과정 등 중에 발생 가능한 입체 영상의 오류를 보정하여 사용자에게 정상적인 입체 영상을 표시하기 위한 구체적인 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 입체 영상의 정상 유무, 예컨대 입체 영상의 좌우 영상 반전 유무를 판단하여 입체 영상을 정상적으로 디스플레이 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 입체 영상의 반전 유무에 따라 입체 영상의 반전을 자동으로 보정하여 입체 영상의 입체감을 제공하는 입체 영상 디스플레이 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상 디스플레이 장치는 복수개의 영상촬영기기에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상을 수신하고, 상기 좌측 영상 및 상기 우측 영상으로부터 상기 영상촬영기기들의 특성 정보를 추출하는 수신부; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 중 하나의 영상을 선택하여 미리 설정된 중심축을 기준으로 분할하고, 상기 분할된 복수의 분할 영상들 중 하나의 분할 영상에서의 기준 요소와, 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 선택되지 않은 영상에서의 선택 요소를 결정한 후, 상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 변이 값을 계산하는 계산부; 상기 변이 값을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 정상 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 반전을 정상적으로 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상 디스플레이 방법은 복수개의 영상촬영기기에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상으로부터 상기 영상촬영기기들의 특성 정보를 추출하는 단계; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 중 하나의 영상을 선택하여 미리 설정된 중심축을 기준으로 상기 선택된 영상을 분할하는 단계; 상기 분할된 복수의 분할 영상들 중 하나의 분할 영상에서의 기준 요소와, 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 선택되지 않은 영상에서의 선택 요소를 결정하는 단계; 상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 변이 값을 계산하는 단계; 상기 변이 값을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 반전 여부에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 반전을 판단 및 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은, 입체 영상 시스템에서 입체 영상의 정상 유무, 예컨대 입체 영상의 좌우 영상 반전 유무를 판단하여 입체 영상을 정상적으로 사용자에게 표시할 수 있다. 또한 본 발명은, 입체 영상 시스템에서 입체 영상의 반전 유무에 따라 입체 영상의 반전을 자동으로 보정하여 정상적으로 입체 영상을 표시할 뿐만 아니라 입체 영상의 입체감을 제공할 수 있다.
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 실 시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은. 입체 영상 시스템에서, 입체 영상 디스플레이 장치 및 방법을 제안한다. 상기 입체 영상 디스플레이 장치는 입체 영상을 재생하는 영상 기기로써 3차원 비디오 다중화기 등을 포함한다. 여기서는, 설명의 편의를 위해서 상기 영상 기기를 입체 영상 디스플레이 장치라고 칭하기로 한다. 후술할 본 발명의 실시 예에서는, 입체 영상 시스템에서 입체 영상의 정상 유무, 예컨대 입체 영상의 좌우 영상 반전 유무를 판단하고, 입체 영상의 반전 유무에 따라 입체 영상의 반전을 자동으로 보정하여 정상적인 입체 영상을 표시하며, 이때 입체 영상의 입체감을 사용자에게 제공한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 입체 영상을 디스플레이하는 장치는, 수신부(100), 교정부(110), 처리부(120), 보정부(103)를 포함한다. 또한 수신부(100)는 저장부(101)와 추출부(102)를 포함하며, 처리부(120)는 계산부(121), 판단부(122)를 포함한다.
상기 저장부(101)는 복수개의 카메라에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상을 수신하여 각각 저장한다. 여기서, 상기 좌측 영상과 우측 영상은 상기 카메라뿐만 아니라, 상기 카메라 이외의 다른 다양한 영상 촬영 기기에 의해 촬영될 수 있 다. 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 수평시차를 이용하여 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 수평시차를 이용한 알고리즘 이외의 다른 다양한 형태의 알고리즘을 이용하여 특성 정보를 추출할 수 있다. 또한 카메라 특성에 관한 부가정보 등을 별도로 외부로부터 입력 받아 카메라에 관한 정보를 얻을 수도 있다.
상기 교정부(110)는, 상기 저장부(101)로부터 좌측 영상과 우측 영상을 수신하고, 추출부(102)로부터 상기 특성 정보를 수신한다. 상기 교정부(110)는 상기 추출부(102)에서 추출된 특성 정보를 이용하여 상기 좌측 영상과 우측 영상을 교정한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 교정부(110)는 상기 좌측 영상과 우측 영상을 촬영한 카메라의 특성 정보를 이용하여 교정여부를 판단한다. 예컨대, 상기 특성 정보를 통해 확인한 결과, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 촬영한 카메라가 평행축 카메라 또는 수평축 카메라이면, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정하지 않는다. 또한, 상기 특성 정보를 통해 확인한 결과, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 촬영한 카메라가 교차축 카메라이면, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정화 알고리즘, 예컨대 호모그래피 알고리즘, 어파인(affine) 알고리즘 등을 이용하여 교정한다. 즉, 교정부(110)는 상기 특성 정보를 통해 상기 좌측 영상 및 우측 영상의 교차축 촬영 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 입체 영상 시스템에서 교차축 카메라로 촬영된 입체 영상의 좌측 영상과 우측 영상을 교정화하는 것을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플 레이하는 장치의 좌측 영상과 우측 영상 간 교정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 교차축 카메라가 삼각형(202)과 원(204)를 촬영할 경우, 상기 교차축 카메라는 상기 삼각형(202)과 원(204)를 촬영하여 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)을 출력한다. 이때, 상기 교차축 카메라로 삼각형(202)과 원(204)을 촬영하면 상기 교차축 카메라의 중심점이 교차하는 지점이 주시점(206)이 된다. 여기서, 주시점(206)보다 멀리 있는 객체, 예컨대 삼각형(202)을 입체 모니터로 디스플레이 하면 삼각형(202)은 디스플레이된 화면 상에서 외측에 위치하는 것과 같이 표시된다. 반대로, 주시점보다 가까이 있는 객체 예컨대, 원(204)은 화면 상에서 내측에 위치하는 것과 같이 표시된다.
여기서, 상기 계산부(121)가 좌측 영상 및 우측 영상을 통해 변이(disparity) 값을 산출할 경우, 촬영된 상기 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)은 변이 값 산출을 위한 좌측 영상(250)과 우측 영상(260)으로 표현된다. 이때, 상기 변이 값 산출을 위한 좌측 영상(250)과 우측 영상(260)에서의 삼각형(252)은 음의 변이 값을 가지며, 원(254)은 양의 변이 값을 갖게 되며, 이는 판단부(122)에서의 입체 영상의 정상 유무, 예컨대 반전 유무 판단시 오동작을 유발한다. 따라서, 입체 영상의 정상 유무를 정확하게 판단하기 위해서는 상기 변이 값 산출을 위한 좌측 영상(250)과 우측 영상(260)에서의 삼각형(252)과 원(254)이 가지는 변이 값이 양의 변이 값을 갖도록 상기 촬영된 상기 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)에 대한 교정부(110)의 교정이 필요하다.
즉, 상기 교정부(110)는, 교정화 알고리즘, 예컨대 호모그래피 알고리즘, 어 파인(affine) 알고리즘을 이용하여 상기 촬영된 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)을 교정하며, 상기 촬영된 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)은 교정된 좌측 영상(230)과 우측 영상(240)으로 표현된다. 그리고, 상기 교정된 좌측 영상(230)과 우측 영상(240)은, 계산부(121)의 변이 값 산출을 위한 좌측 영상(270)과 우측 영상(280)으로 표현된다. 이때, 상기 변이 값 산출을 위한 좌측 영상(270)과 우측 영상(280)에서의 삼각형들(272,282)과 원들(274,284)은 양의 변이 값을 가지며, 그에 따라 판단부(122)에서 입체 영상의 정상 유무를 정확히 판단할 수 있다.
이렇게 판단부(122)가 변이 값의 부호를 이용하여 입체 영상의 좌측 영상과 우측 영상의 반전여부를 정확하게 판단하도록 교정부(110)는 교차축 카메라로 촬영된 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)을 평행한 두 면에 투영하여 교정한다. 즉, 상기 교정부(110)가 좌측 영상(210)과 우측 영상(220)을 평행한 두 면에 투영하여 평행축 상으로 위치한 카메라에서 촬영한 영상과 같이 교정하며, 상기 교정된 좌측 영상(230)와 우측 영상(240)으로 표현된다.
상기 판단부(122)는, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 사이의 특성, 예컨대, 변위 값을 이용하여 반전 여부를 판단하며, 상기 계산부(120)는 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 사이의 변이 값을 계산한다. 이때, 상기 계산부(121)는 변이 값을 계산하기 위해서 상기 좌측 영상과 우측 영상 중 하나의 영상, 즉 좌측 영상 또는 우측 영상을 선택하고, 선택한 영상을 중심축을 기준으로 분할한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 상기 계산부(121)의 영상 분할하는 것을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 영상 분할을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 계산부(121)는, 좌측 영상 또는 우측 영상 중 분할에 사용될 하나의 영상을 선택한다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 우측 영상이 선택된 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 그리고, 수평방향 1/2이 되는 지점을 중심축(300)으로 결정하고, 상기 중심축(300)을 기준으로 상기 우측 영상을 분할한다. 여기서, 상기 계산부(121)는, 전술한 바와 같은 방식으로 영상 분할뿐만 아니라 다른 다양한 형태의 방식, 예컨대 두 영상의 변이가 0인 지점을 중심축으로 하여 영상을 분할할 수도 있다. 여기서 분할 과정은 계산부(121)에서 변이값의 추출을 용이하도록 하기 위한 것이다. 즉 변이 값의 크기가 큰 요소들을 용이하게 선택하기 위한 탐색 영역을 확보하기 위한 것이다. 일반적으로 3DTV 카메라 촬영 시 주시점을 화면의 중앙에 두게 하는 경우가 많고 이를 경우, 이를 중심으로 좌우 영역에 변이 값이 큰 물체들이 존재하게 된다는 데서 착안한 것이다.그리고 계산부(121)는, 상기 우측 영상의 분할에 의해 분할된 복수의 영상들 중에서 하나의 분할 영상, 예컨대 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상 중 하나의 분할 영상을 선택한다. 그리고, 선택된 분할 영상에서 기준 요소를 선택한다. 여기서, 상기 기준 요소는, M x N 크기를 갖는 블록이나 원 등의 일부 영역에 해당 화소, 또는 특정 기준이나 랜덤하게 선택된 화소 중 적어도 하나 이상의 화소를 의미한다. 상기에서 M은 가로축 화소의 크기를 나타내고, 상기 N은 세로축 화소의 크기를 나타낸다. 그리고 계산부(121)는 좌측 영상에서 상기 기준 요소에 대응되는 선택 요소를 선택한다. 상기 선택 요소는, 상기 분할 영상에서의 화소에 대응하는 선택되지 않은 좌측 영상에서의 화소를 의미한다. 상기 계산부(121)는 상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 사이의 변이 값을 계산한다. 그러면 여기서, 도 4a 및 4b를 참조하여 상기 기준 요소에 대응되는 상기 선택 요소 선택을 보다 구체적으로 설명한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을디스플레이하는 장치의 기준 요소를 이용하여 선택 요소를 찾는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 4a는 좌측 영상을 선택하여 분할한 경우의 상기 선택 요소 선택을 나타낸 도면이고, 도 4b는 우측 영상을 선택하여 분할한 경우의 상기 선택 요소 선택을 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 상기 계산부(121)는 상기 좌측 영상과 우측 영상 중 분할할 영상 예컨대, 좌측 영상을 선택한다. 그리고, 상기 계산부(121)는 중심축(410)을 기준으로 상기 좌측 영상을 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상으로 분할한다. 상기 계산부(121)는 상기 제 1 분할 영상에서 기준 요소(420)를 선택한 후, 선택된 기준 요소(420)에 대응되는 상기 우측 영상에서의 선택 요소(430)를 결정한다. 여기서, 상기 계산부(121)는, 화소간의 밝기차를 분석하는 제곱차거리합계(SSD), 절대거리차 합계(SAD), 상관관계를 분석하는 평균상관계수(NCC) 등의 알고리즘을 이용하여 상기 선택 요소(420)를 결정한다. 그런 다음, 상기 계산부(121)는 상기 기준 요소(420)와 상기 선택 요소(430) 간의 변이(disparity) 값을 계산한다.
이때, 상기 계산부(121)는, 좌측 영상과 우측 영상 간 수직방향의 변이를 제 외한 수평방향의 변이만을 고려하여 상기 변이 값을 계산한다. 여기서, 상기 계산부(121)는, 상기 변이 값을 D, 상기 기준 요소의 수평좌표를 Sx, 상기 기준 요소에 대응되는 선택 요소의 수평좌표를 Cx라고 나타낼 경우, 좌측 영상과 우측 영상의 수평 좌표 상에서의 차이(Sx - Cx)가 변이 값(D)이 된다.
예를 들어 보다 구체적으로 설명하면, 상기 계산부(121)는, 우측 영상을 분할하여 얻은 제 1 영상과 제 2 영상 중 제 2 영상에서 기준요소를 결정하고, 상기 기준요소에 대응하는 좌측 영상에서의 선택 요소를 선택한 후, 상기 좌측 영상과 우측 영상 사이의 변이 값을 계산한다. 여기서, 상기 기준요소의 수평좌표를 Lx, 상기 선택 요소의 수평좌표를 Rx라 하면, 변이 값 D = Lx - Rx 가 된다.
또한, 상기 계산부(121)는 전술한 방식 이외의 다른 형태의 방식을 통해 변이 값을 계산할 수 있다. 예컨대, 상기 계산부(121)는, 상기 기준 요소(420)와 선택 요소(430) 간 양안시차 모델을 이용하여 전역 변이 (Global disparity) 값을 복수 회 산출하고, 상기 산출한 전역 변이 값을 변이 값으로 산출한다. 또한, 상기 계산부(121)는, 다른 방식으로 상기 기준 요소(420)와 선택 요소(430) 간을 정합 후, 정합된 요소 내에서 각각의 화소가 갖게 되는 변이 값의 평균값을 변이 값으로 산출한다. 그리고, 상기 계산부(121)는, 또 다른 방식으로 상기 기준 요소(420)와 선택 요소(430) 간을 정합 후, 정합된 요소 중 중앙에 위치하는 화소를 선택하고, 선택한 화소와 다른 이외의 화소 간의 변이 값을 변이 값으로 산출한다.
이렇게 계산부(121)는, 전술한 바와 같은 방식들을 통해 변이 값을 산출하며, 보다 정확한 변이 값 산출을 위해, 한 영상 프레임내 혹은 시간적으로 몇개의 영상프레임에 걸쳐 여러 개의 기준요소들에 대해 산출한 변이 값을 통계적으로 계산하여 최종 변이 값을 산출한다. 상기 산출한 변이 값은 크기 혹은 부호(±) 등을 가지고 있으므로, 상기 판단부(122)는, 상기 변이 값을 일정한 기준 값을 중심으로 구분을 하여 입체 영상의 반전 여부를 판단한다. 여기서, 상기 기준 값은, 상기 기준 요소가 위치하는 영상이 좌측 영상일 경우와 우측 영상일 경우에 따라 상이한 값을 갖게 된다.
도 4b를 참조하면, 상기 계산부(121)는 상기 좌측 영상과 우측 영상 중 분할할 영상, 예컨대 우측 영상을 선택한다. 그리고, 상기 계산부(121)는 중심축(440)을 기준으로 상기 좌측 영상을 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상으로 분할한다. 상기 계산부(121)는 상기 제 2 분할 영상에서 기준 요소(450)를 선택한 후, 선택된 기준 요소(420)에 대응되는 상기 좌측 영상에서의 선택 요소(460)를 결정한다. 여기서, 상기 계산부(121)는, 화소간의 밝기차를 분석하는 제곱차거리합계(SSD), 절대거리차 합계(SAD), 상관관계를 분석하는 평균상관계수(NCC) 등의 알고리즘을 이용하여 상기 선택 요소(460)를 결정한다. 그런 다음, 상기 계산부(121)는 상기 기준 요소(450)와 상기 선택 요소(460) 간의 변이(disparity) 값을 계산한다.
이때, 상기 계산부(121)는, 좌측 영상과 우측 영상 간 수직방향의 변이를 제외한 수평방향의 변이만을 고려하여 상기 변이 값을 계산한다. 여기서, 상기 계산부(121)는, 상기 변이 값을 D, 상기 기준 요소의 수평좌표를 Sx, 상기 기준 요소에 대응되는 선택 요소의 수평좌표를 Cx라고 나타낼 경우, 좌측 영상과 우측 영상의 수평 좌표 상에서의 차이(Sx - Cx)가 변이 값(D)이 된다.
또한, 상기 계산부(121)는 전술한 방식 이외의 다른 형태의 방식을 통해 변이 값을 계산할 수 있다. 예컨대, 상기 계산부(121)는, 상기 기준 요소(450)와 선택 요소(460) 간 양안시차 모델을 이용하여 전역 변이 값을 복수 회 산출하고, 상기 산출한 전역 변이 값을 변이 값으로 산출한다. 또한, 상기 계산부(121)는, 다른 방식으로 상기 기준 요소(450)와 선택 요소(460) 간을 정합 후, 정합된 요소 내에서 각각의 화소가 갖게 되는 변이 값의 평균값을 변이 값으로 산출한다. 그리고, 상기 계산부(121)는, 또 다른 방식으로 상기 기준 요소(450)와 선택 요소(460) 간을 정합 후, 정합된 요소 중 중앙에 위치하는 화소를 선택하고, 선택한 화소와 다른 이외의 화소 간의 변이 값을 변이 값으로 산출한다.
이렇게 계산부(121)는, 전술한 바와 같은 방식들을 통해 변이 값을 산출하며, 보다 정확한 변이 값 산출을 위해 상기 산출한 변이 값을 전술한 방식들에 다시 적용하여 변이 값을 산출한다. 상기 산출한 변이 값은 크기 혹은 부호(±) 등을 가지고 있으므로, 상기 판단부(122)는, 상기 변이 값을 일정한 기준 값을 중심으로 구분을 하여 입체 영상의 반전 여부를 판단한다. 여기서, 상기 기준 값은, 상기 기준 요소가 위치하는 영상이 좌측 영상일 경우와 우측 영상일 경우에 따라 상이한 값을 갖게 된다. 그러면 여기서, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 변이 값을 통한 입체 영상의 반전 유무를 판단하는 것을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 변이 값을 통해 입체 영상의 반전 유무를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 5a는 변이 값을 통해 입체 영상이 반전되지 않 았음을 판단하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 5b는 변이 값을 통해 입체 영상이 반전되었음을 판단하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 상기 계산부(121)는 상기 좌측 영상과 우측 영상 중 분할할 영상 예컨대, 좌측 영상을 선택한다. 그리고, 상기 계산부(121)는 중심축(500)을 기준으로 상기 좌측 영상을 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상으로 분할한다. 상기 계산부(121)는 상기 제 2 분할 영상에서 기준 요소(520)를 선택한 후, 선택된 기준 요소(520)에 대응되는 상기 우측 영상에서의 선택 요소(510)를 결정한다. 그런 다음, 상기 계산부(121)는 상기 기준 요소(520)와 상기 선택 요소(510) 간의 변이(disparity) 값을 계산한다. 이때, 기준 요소(520)의 수평 좌표를 Lx(540), 선택 요소(520)의 수평 좌표를 Rx(550), 변이 값을 D라고 나타내면, 좌측 영상과 우측 영상의 수평 좌표 상에서의 차이(Lx - Rx)가 변이 값(D)이 된다.
여기서, 상기 판단부(122)는 변이 값과 기준 값을 비교하여 입체 영상의 반전의 여부를 판단한다. 여기서, 상기 변이 값은 부호를 가지고 있으므로 변이 값의 부호에 따라 입체 영상의 반전 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 변이 값이 기준 값 예컨대 0 보다 큰 경우 예컨대, 양수 값 에는 반전이 필요하지 않은 경우이다. 반면, 변이 값이 상기 기준 값 보다 작은 경우 예컨대, 음수 값 일 경우에는 반전이 필요한 경우이다. 따라서, 도 5a의 변이 값 예컨대, D(530)는 상기 기준 값보다 큰 양수 값이기 때문에 도 5a는 입체 영상의 반전이 필요하지 않은 경우이다.
도 5b를 참조하면, 상기 계산부(121)는 좌측 영상과 우측 영상 중 분할할 영상 예컨대, 좌측 영상을 선택한다. 그리고, 상기 계산부(121)는 중심축(501)을 기 준으로 상기 좌측 영상을 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상으로 분할한다. 상기 계산부(121)는 상기 제 2 분할 영상에서 기준 요소(552)를 선택한 후, 선택된 기준 요소(552)에 대응되는 상기 우측 영상에서의 선택 요소(551)를 결정한다.
그런 다음, 상기 계산부(121)는 상기 기준 요소(552)와 상기 선택 요소(551) 간의 변이(disparity) 값을 계산한다. 이때, 기준 요소(552)의 수평 좌표를 Lx(555), 선택 요소(551)의 수평 좌표를 Rx(554), 변이 값을 D라고 나타내면, 좌측 영상과 우측 영상의 수평 좌표 상에서의 차이(Lx - Rx)가 변이 값(D)이 된다. 여기서, 상기 판단부(122)는 상기 변이 값 D(553)의 값과 기준 값을 비교하여 입체 영상의 반전여부를 결정한다. 여기서, 상기 변이 값은 부호를 가지고 있으므로 변이 값의 부호에 따라 입체 영상의 반전 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 변이 값이 기준 값 예컨대 0 보다 큰 경우 예컨대, 양수 값 에는 반전이 필요하지 않은 경우이다. 반면, 변이 값이 상기 기준 값 보다 작은 경우 예컨대, 음수 값 일 경우에는 반전이 필요한 경우이다. 따라서, 도 5b의 변이 값 예컨대, D(530)는 상기 기준 값보다 작은 음수 값 이기 때문에 도 5b는 입체 영상의 반전이 필요한 경우이다.
상기 변이 값을 이용하여 입체 영상의 반전 유무를 판단한 후, 상기 보정부(103)는 상기 반전 유무의 판단 결과를 상기 판단부(122)로부터 수신하고, 상기 판단 결과에 따라 따라 입체 영상의 좌측 영상과 우측 영상을 보정한다. 보다 자세하게는, 상기 보정부(103)는, 소정의 버퍼에 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 각각 저장하고, 상기 판단 결과 반전이 필요할 경우, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 입체 영상의 반전을 보정하고, 상기 판단 결과 반전이 불필요한 경우에는 입력되는 좌우영상을 그대로 출력한다. 그러면 여기서, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상시스템에서 입체 영상을 디스플레이 하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상시스템에서 영상을 디스플레이 하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 600단계에서 복수개의 카메라에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상을 수신하여 각각 저장한다. 여기서, 상기 좌측 영상과 우측 영상은 상기 카메라뿐만 아니라, 상기 카메라 이외의 다른 다양한 영상 제작 기기에 의해 제작 및 촬영될 수 있다. 그런 다음, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 610단계에서 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 수평시차를 이용하여 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 수평시차를 이용한 알고리즘 이외의 다른 다양한 형태의 알고리즘을 이용하여 특성 정보를 추출할 수 있다.
다음으로, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 620단계에서 상기 좌측 영상과 우측 영상을 촬영한 카메라의 특성 정보를 이용하여 교정여부를 판단하고, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 촬영한 카메라가 교차축이면 630단계에서 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정화 알고리즘, 예컨대 호모그래피 알고리즘, 어파인(affine) 알고리즘 등을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정한다. 여기서 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정하는 과정은 상기 도 2에서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
한편, 이 후, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 640단계에서 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 분할에 사용될 하나의 영상을 선택한다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 우측 영상이 선택된 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 그리고, 수평방향 1/2이 되는 지점을 중심축으로 결정하고, 상기 중심축을 기준으로 상기 우측 영상을 분할한다. 여기서, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 전술한 바와 같은 방식으로 영상 분할뿐만 아니라 다른 다양한 형태의 방식, 예컨대 두 영상의 변이가 0인 지점을 중심축으로 하여 영상을 분할할 수도 있다.
다음으로, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 650단계에서 상기 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상 중 하나의 분할 영상에서 기준 요소를 결정하고 상기 기준 요소에 대응하는 좌측 영상에서 선택 요소를 선택한 후, 상기 좌측 영상과 우측 영사 사이의 변이 값을 계산한다. 보다 상세하게는, 입체 영상 상기 디스플레이 장치는, 상기 좌측 영상과 우측 영상 중 분할할 영상을 선택하고, 중심축을 기준으로 상기 선택한 영상을 제 1 분할 영상과 제 2 분할 영상으로 분할한다. 그리고, 상기 분할된 영상들 중 하나의 영상에서 기준 요소를 선택하고, 선택된 기준 요소에 대응되는 선택 요소를 결정한다. 그런 다음, 상기 기준 요소와 상기 선택 요소간의 변이(disparity) 값을 계산한다. 여기서, 변이 값을 계산하는 과정은 앞서 구체적으로 설명하였으므로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그런 다음, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 660단계에서 상기 변이 값과 기준 값을 비교하여 변이 값이 기준 값보다 큰 값인 경우에는 670단계에서 좌측 영상과 우측 영상을 이용하여 입체 영상의 좌우를 교환하여 입체 영상의 반전을 보정 한다. 보다 자세하게는, 상기 입체 영상 디스플레이 장치는, 소정의 버퍼에 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 각각 저장하고, 상기 판단 결과 반전이 필요할 경우, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 입체 영상의 반전을 보정한다.
한편, 상기 660단계에서의 확인 결과, 변이 값이 기준 값보다 작은 값일 경우에는 상기 판단 결과 반전이 불필요한 경우에는 저장된 좌측 영상과 우측 영상을 표시하도록 한다. 상기 변이 값은 크기 혹은 부호 등을 가지고 있으므로, 상기 변이 값을 일정한 기준 값을 중심으로 구분을 하여 입체 영상의 반전 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 기준 값은 기준 요소로 정한 곳이 좌측과 우측 영상 중 어느 쪽 영상의 어느 부분에 속한 것인지 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 변이 값이 기준 값 예컨대 0 보다 작은 경우 예컨대, 음수 값 에는 반전이 필요하지 않은 경우이다. 반면, 변이 값이 상기 기준 값 보다 큰 경우 예컨대, 양수 값 일 경우에는 반전이 필요한 경우이다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 좌측 영상과 우측 영상 간 교정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 영상 분할을 설명하기 위한 도면,
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을디스플레이하는 장치의 기준 요소를 이용하여 선택 요소를 찾는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면,
도 5a 및 5b는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 시스템에서 입체 영상을 디스플레이하는 장치의 변이 값을 통해 입체 영상의 반전 유무를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상시스템에서 영상을 디스플레이 하는 과정을 개략적으로 도시한 도면.
Claims (17)
- 입체 영상 시스템에서 좌/우영상의 뒤바뀜을 자동으로 인식하여 보정하는 디스플레이 장치에 있어서,복수개의 영상촬영기기에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상을 수신하고, 상기 좌측 영상 및 상기 우측 영상으로부터 상기 영상촬영기기들의 특성 정보를 추출하는 수신부;상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 중 하나의 영상을 선택하여 미리 설정된 중심축을 기준으로 분할하고, 상기 분할된 복수의 분할 영상들 중 하나의 분할 영상에서의 기준 요소와, 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 선택되지 않은 영상에서의 선택 요소를 결정한 후, 상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 변이 값을 계산하는 계산부;상기 변이 값을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 정상 여부를 판단하는 판단부; 및상기 판단 결과에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 정상적으로 보정하는 보정부를 포함함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 특성 정보를 통해 상기 좌측 영상 및 상기 우측 영상의 교차축 촬영 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정하는 교정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 교정부는,상기 추출된 특성 정보를 통해 상기 수신된 좌측 영상 및 상기 우측 영상이교차축 상에서 촬영된 영상들이면, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 평행한 두 면에 투영하여 교정함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 계산부는,상기 선택된 영상에서 수평방향 1/2이 되는 지점 또는 상기 좌측 영상과 우측 영상의 변이 값이 0인 지점을 중심축으로 하여 영상을 분할함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기준 요소는,상기 하나의 분할 영상에서 소정 영역에 해당하는 화소, 및 특정 기준 또는 랜덤으로 선택된 화소 중 적어도 하나의 화소를 포함함을 특징으로 하는 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 계산부는,상기 선택되지 않은 영상에서 상기 기준 요소에 대응하는 화소를 상기 선택 요소로 결정함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 계산부는,상기 기준 요소의 좌표 값과 상기 선택 요소의 좌표 값 간의 차이를 산출하여 상기 변이 값을 계산함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 판단부는,상기 변이 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과 상기 변이 값이 기준 값보다 작은 경우에는 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 반전으로 판단함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 판단부는,상기 비교 결과 상기 변이 값이 기준 값보다 큰 경우에는 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 비반전으로 판단함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 상기 8 항에 있어서, 상기 보정부는,상기 판단 결과 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 반전이 필요한 경우에는 소정의 버퍼를 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 위치를 교환하여 입체 영상의 반전을 보정함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 상기 9 항에 있어서, 상기 보정부는,상기 판단 결과 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 반전이 필요하지 않은 경우에는 상기 수신된 좌측 영상과 우측 영상을 출력함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 장치.
- 입체 영상 시스템에서 좌/우영상의 뒤바뀜을 자동으로 인식하여 보정하는 디스플레이 방법에 있어서,복수개의 영상촬영기기에 의해 촬영된 좌측 영상과 우측 영상으로부터 상기 영상촬영기기들의 특성 정보를 추출하는 단계;상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 중 하나의 영상을 선택하여 미리 설정된 중심축을 기준으로 상기 선택된 영상을 분할하는 단계;상기 분할된 복수의 분할 영상들 중 하나의 분할 영상에서의 기준 요소와, 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상 중 선택되지 않은 영상에서의 선택 요소를 결정하는 단계;상기 기준 요소와 상기 선택 요소를 이용하여 변이 값을 계산하는 단계; 및상기 변이 값을 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 정상 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 정상적으로 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 추출하는 단계는,상기 특성 정보를 통해 상기 좌측 영상 및 상기 우측 영상의 교차축 촬영 여부에 따라 좌측 영상과 상기 우측 영상을 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 분할하는 단계는,상기 선택된 영상에서 수평방향 1/2이 되는 지점 또는 상기 좌측 영상과 우측 영상의 변이 값이 0인 지점을 중심축으로 하여 영상을 분할함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 결정하는 단계는, 상기 선택되지 않은 영상에서 상기 기준 요소에 대응하는 화소를 상기 선택 요소로 결정하며,상기 기준 요소는, 상기 하나의 분할 영상에서 소정 영역에 해당하는 화소, 및 특정 기준 또는 랜덤으로 선택된 화소 중 적어도 하나의 화소를 포함함을 특징으로 하는 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 변이 값을 계산하는 단계는,상기 기준 요소의 좌표 값과 상기 선택 요소의 좌표 값 간의 차이를 산출하여 상기 변이 값을 계산함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 판단하는 단계는,상기 변이 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 상기 비교 결과 상기 변이 값이 기준 값보다 작은 경우에는 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 반전으로 판단하며;상기 비교 결과 상기 변이 값이 기준 값보다 큰 경우에는 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 간의 비반전으로 판단함을 특징으로 하는 입체 영상 디스플레이 방법.
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