KR20120068256A - 시청자의 양안 위치를 추적하여 디스플레이하는 맞춤형 무안경 2디/3디변환 디스플레이 - Google Patents

Abstract

기존 무안경 3D 디스플레이의 가장 큰 단점은 안경식과 다르게 1시점 고정식이다. 다시점으로 만들 수 있지만 그렇게 되면 픽셀을 나눠서 사용하기 때문에 화질이 현저히 떨어지게 된다. 본 발명은 현재의 고화질의 무안경 1시점 고정식을 1시점 이동식으로 바꾸는 방법을 고안하였다.

Description

시청자의 양안 위치를 추적하여 디스플레이하는 맞춤형 무안경 2디/3디변환 디스플레이{2D/3D transformation display tracking the location of the binocular}

본 발명은 디스플레이 분야 중 3D디스플레이에 관한 것이다.

3D 디스플레이 구현 방식에는 안경식과 무안경식 두 가지가 있다. 안경식에는 적청 안경식(Anaglyphic 3D), 편광 안경식(Polarization 3D), 셔터안경식(Alternate-frame sequencing)이다. 무안경식에는 ‘양안시차(두 눈의 시선 차이)’를 이용한 Lenticular lens방식, Parallax barrier방식과 '양안시차(두 눈의 시선 차이)'를 이용한 방식과 스크린이 아닌 실제 물체가 있는 곳에 초점을 맞추는 '허상' 방식인 holographic방식이 있다.

무안경식 3D TV를 구현하기 위해서는 다양한 방식이 있지만, 요즘 주로 언급되는 방식으로는크게 패러랙스 배리어(Parallax Barrier) 기술과 렌티큘러(Lenticular) 기술이 있다. 패러랙스 배리어는 디스플레이 장치에 시선에 따라 각 채널이 보이지 않도록 수많은 막대를 세워두는 것이다. 즉 일정 시점에서 오른쪽 눈에 왼쪽 영상을 가려주고, 왼쪽 눈에 오른쪽 영상을 가려주는 것이다. 이 패러랙스 배리어는 스윗 스팟을 찾기 힘들고, 다중 시점을 만들기가 어려워 주로 1인칭 디스플레이 장치에 사용되는 기술입니다. 밝기 저하가 나타난다는 점도 단점이다. 랜티큘러는 디스플레이에 작은 렌즈를 배열시켜서 좌우 화상을 굴절시켜 각각의 화상을 보내는 것방식이다. 밝기의 저하가 덜하고, 시야각 특성도 조금 개선된 방식이지만, 렌즈 자체를 만드는 데 상당히 어려운 광학 기술과 많은 비용이 예상된다.

그리고 배리어나 랜티큘러가 아닌 액정을 사용하여 2d/3d 컨버팅 디스플레이기술인 2d/3d 겸용 디스플레이가 제10-2001-0055916호에 등록되어 있다.

제10-2001-0055916호

제10-2007-0063837호

기존 무안경 3D 디스플레이의 가장 큰 단점은 안경식과 다르게 1시점 고정식이다. 다시점으로 만들 수 있지만 그렇게 되면 픽셀을 나눠서 사용하기 때문에 화질이 현저히 떨어지게 된다. 본 발명은 현재의 고화질의 무안경 1시점 고정식을 1시점 이동식으로 바꾸는 방법을 고안하였다. 특허 출현된 제10-2007-0063837호의 눈의 추출 기술을 이용하여 눈의 위치를 입체적으로 계산하고 화면을 좌우 위아래로 회전시켜 원하는 시청각를 찾게 한다. 영상만 통과할 수 있도록 한다. 그렇게 되면 일정한 거리에서 정자세 뿐만 아니라 누워서도 시청자는 3D를 피로감 없이 시청할 수 있다.

도면1은 실제 구성하려는 본 발명의 간단한 모습
도면2는 기존 배리어 방식의 3D 구조 도면
도면 3은 얼굴 인식 후에 눈 위치를 추적하여 양안이 수평과 이루는 각을 계산한다. 양안의 각이 45도 이하일 경우 액정의 장벽을 수평으로 유지하여 디스플레이하고 계산한 값을 디스플레이 수평축에 전달하여 수평을 기준으로 회전시킨다.
도면 4는 얼굴 인식 후에 눈 위치를 추적하여 양안이 수평과 이루는 각을 계산한다. 양안의 각이 45도가 넘었을 경우 액정의 장벽을 수직으로 프로세싱하여 액정에 변화를 준다. 그리고 계산한 값을 디스플레이 수평축에 전달하여 수직을 기준으로 회전시킨다.

먼저 카메라를 통하여 영상을 추출한다. 입력된 얼굴 영상에서 눈이 존재할 가능성이 있는 눈 후보 영역을 추출하는 단계; 추출한 각각의 눈 후보 영역에서 눈 검출 특징점을 통하여 눈 후보를 검출하는 단계; 각각의 눈 후보 영역에서 검출된 각각의 눈 후보와 반대편 눈 후보 영역간의 MCT 기반 상관맵에서 소정의 값 이상으로 상관값이 피크값을 가지면 눈 후보가 정상적으로 검출된 것으로 판단하는 눈 검증 단계; 및 한쪽 눈의 후보가 잘못 검출된 경우, 정상적으로 검출된 눈과 반대편 눈 후보 영역간의 MCT 기반 상관맵에서 상관값이 피크값을 갖는 해당 좌표값으로 잘못 검출된 눈의 위치를보정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 또한, 상기 학습 알고리즘은 AdaBoost 알고리즘임을 특징으로 한다. 눈의 위치를 확인하고 나서 X, Y, Z의 좌표를 확인하여 디스플레이의 화면의 위치를 조절할 수 있게 프로세싱한다.원래 TV라는 것이 축구나 영화같은 프로그램은 3D로 보게 되면 더 실감나고 활동감 넘치게 볼 수 있고, 뉴스나 다큐멘터리같은 시사프로그램은 2D로 보는 게 더 자연스럽다. 그래서 3D TV만 볼 수 있는 패럭랙스 배리어 방식과 랜티큘러방식이 아닌 액정 방식의 2D/3D 컨버터디스플레이를 제안한다.기존의 방식인 패럭랙스 배리어방식과 랜티큘러 방식은 양안시차을 이용하여 사용할 수 있지만 패럭랜스 배리어방식은 밝기가 저하되는 단점이 있고, 랜티큘러 방식은 랜티큘러을 만들기 위해 고도의 광학기술과 비용이 많이든다. 액정을 통하여 2d/3d을 변환하는 방식에 특허들이 있었다. 그 중에 종래 기술에 설명과 같이 제10-2001-0055916호를 바탕으로 제작하여 한다.

시청자가 정자세가 아닌 기울려서 보고나 누워서 볼 때는 카메라 영상을 통하여 양안의 위치하는 각도를 계산하여 수평축을 조절한다. 만약 각도가 90도가 되었을 때는 디스플레이를 90도 회전하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기위해 45도 이하에서만 움직일 수 있게 한다. 양안의 각도가 45도가 넘게 되면 액정의 배리어를 수평으로 장벽을 만들었던 것을 수직으로 바꿔서 사용하게 되면 디스플레이는 양옆으로 45도씩 90도만 움직여도 시청각을 찾을 수 있다.도면 3은 얼굴 인식 후에 눈 위치를 추적하여 양안이 수평과 이루는 각을 계산한다. 양안의 각이 45도 이하일 경우 액정의 장벽을 수평으로 유지하여 디스플레이하고 계산한 값을 디스플레이 수평축에 전달하여 수평을 기준으로 회전시킨다.

도면 4는 얼굴 인식 후에 눈 위치를 추적하여 양안이 수평과 이루는 각을 계산한다. 양안의 각이 45도가 넘었을 경우 액정의 장벽을 수직으로 프로세싱하여 액정에 변화를 준다. 그리고 계산한 값을 디스플레이 수평축에 전달하여 수직을 기준으로 회전시킨다.

없음

Claims (9)

1. 3D 디스플레이에 있어서 카메라를 통하여 영상입력단계; 영상부에서 얼굴을 인식하고 눈 후부 영역을 추출하는 단계; 추출한 눈의 위치를 통하여 좌표계로 위치 추적하는 단계; 추적된 눈의 위치에 맞게 디스플레이의 수직축과 수평을 회전시키는 단계;눈이 수평과 이루는 각을 계산하는 단계; 수직과 수평방향으로 액정 배리어를 배열하는 단계; 디스플레이어를 계산한 값만큼 회전 시키는 단계; 이상의 컨트롤을 포함하는 디스플레이 장치.
2. 제 1항에 있어서 카메라부분을 통하여 얼굴 인식하는 방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 눈 검출하는 단계에서 눈 검출 특징점 데이터는 입력된 얼굴 영상을 MCT로 변환한 영상
   에서 학습 알고리즘을 통하여 구함을 특징으로 하는 눈 검증 및 눈 위치 보정을 이용한 눈 검출 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 학습 알고리즘은 AdaBoost 알고리즘임을 특징으로 하는 눈 검증 및 눈 위치 보정을 이용
   한 눈 검출 방법.
   
5. 제 4항에 있어서 눈의 위치를 확인한 후에 위치를 추적하여 수식화하는 방법.
   
6. 제 5항에 수식화된 위치를 디스플레이의 수직축과 수평축의 각도를 조정하여 눈과 수평하게 하는 방법.
7. 제 6항에 있어서 양안의 중심에서 눈이 이루는 각도를 계산하는 방법.
8. 제 7항에 있어서 계산된 눈의 각도가 45도 기준으로 이하면 액정 배리어를 수평방향으로 배열하고 45도 이상이면 액정 배리어를 수직방향으로 배열하는 방법.
   
9. 제 8항에 있어서 눈이 이루는 각도가 45도 이하에서 수평축을 기준으로 하여 눈이 이루는 각도만큼 회전하는 방법과 45이상이면 수직축을 기준으로 90도에서 눈이 이루는 각도를 빼준 만큼 회전하는 방법.
   
   

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