KR20130013492A - 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입체영상을 표시하는 디스플레이장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 특히, 패널 뷰 수에 해당되는 뷰를, 방송 시스템으로부터 수신되는 멀티 뷰 입력영상으로부터 추출하여 입체영상을 형성할 수 있는, 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 복수의 픽셀이 형성되어 있는 패널; 상기 픽셀로부터 출력된 빛을 선택적으로 차단하여, 좌안영상과 우안영상을 나누어 주기 위해, 상기 패널 전면에 배치되는 입체패널; 방송 시스템으로부터 수신된 멀티 뷰 입력영상을 이용해, 상기 패널에서 요구되는 패널 뷰 수에 해당되는 적어도 두 개 이상의 뷰를 추출하여 하나의 영상 데이터를 생성한 후, 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러; 및 상기 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환하여 상기 패널에 형성된 데이터라인들로 출력시키기 위한 데이터 구동부를 포함한다.

Description

입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법{Display Apparatus For Displaying Three Dimensional Picture And Driving Method For The Same}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 특히, 영상을 3차원으로 표시할 수 있는 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체영상 디스플레이장치는, 두 눈에 인지되는 서로 다른 영상신호가 합성될 때 원근감이 나타나는 것을 이용하여 영상을 입체적으로 표시한다.
이러한 입체 영상을 구현하는 방법으로는, 크게 양안시차 방식(stereoscopic technique), 볼류메트릭 방식(Volumetric technique) 및 홀로그래픽 방식(Holographic technique) 등이 알려져 있다.
이 중, 양안시차 방식은 안경식과 무안경식으로 구분될 수 있으며, 최근에는 무안경식이 활발하게 연구되고 있다.
무안경식은 다시 패럴랙스 베리어를 이용하는 패럴랙스 베리어(parallax barrier) 방식, 렌티큘라 렌즈(lensticularlens) 방식, 스위쳐블 베리어 방식 또는 스위쳐블 액정 렌즈 방식 등으로 구분될 수 있다.
이중, 패럴랙스 베리어 방식은 패럴랙스 베리어를 이용하여 입체영상 디스플레이장치의 패널에서 조사되는 빛을 선택적으로 차단함으로써, 좌안영상(L)과 우안영상(R)을 나누어 3차원 입체영상을 구현한다.
또한, 렌티큘라 렌즈 방식은 입체영상 디스플레이장치 상에 부착된 렌티큘라 렌즈로 좌안영상과 우안영상을 분리하여 3차원 입체영상을 구현한다.
즉, 상기한 바와 같은 무안경식에서는 관찰자(Viewer)의 위치에 따라 관찰자에게 보이는 화상의 휘도 분포를 다르게 하여, 좌측 및 우측 눈에 서로 다른 영상이 보이도록 하는 원리를 이용하여 관찰자로 하여금 입체영상을 인식하게 한다.
도 1은 종래의 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 멀티 뷰 인풋 방식을 설명하는 예시도이다.
상기한 바와 같은 무안경 방식의 3D(입체영상) 디스플레이장치는, 시청자가 입체영상을 바로 시청할 수 있는 정시영역과 영상간 좌우가 변경되는 역시 영역이 존재하며, 정시영역은 그 범위가 넓지 않기 때문에, 이를 넓히기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 입체영상 디스플레이장치로 입력되는 뷰(view) 수가 증가되어야 한다.
즉, 입체영상 디스플레이장치는 복수의 뷰를 입력받아, 이를 다시 깊이 맵(Depth map) 기반의 랜더링 방식을 이용하여 N-뷰 이미지(영상 데이터)를 형성한 후, 패널을 통해 입체영상을 표시하게 된다.
따라서, 입체영상 디스플레이장치가 적절히 구동되기 위해서는, 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 뷰(view) 수를 갖는 인풋 뷰가 필요하다. 즉, 4뷰(view)를 이용하고 있는 입체영상 디스플레이장치로는 4(view) 영상이, 9뷰(view)를 이용하고 있는 입체영상 디스플레이장치로는 9뷰(view) 영상이 입력되어야만, 정상적인 입체영상의 구현이 가능하다.
따라서, 입체영상 디스플레이장치의 패널 뷰(view) 수와 입력 영상의 인풋 뷰(view) 수가 다를 경우, 각 화소에 해당하는 영상 데이터와 무안경 입체영상 디스플레이장치의 베리어 또는 렌즈(Lens) 셀과의 미스매칭(mismatching)에 의하여 입체영상(3D)이 구현될 수 없게 된다.
그러나, 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 패널 뷰 수는 각 장치마다 상이하며, 상기한 바와 같은 복수의 인풋 뷰를 입체영상 디스플레이장치로 전송하는 외부 시스템 또는 방송 시스템은, 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 패널 뷰 수를 알 수 없기 때문에, 일반적으로 방송 시스템은 ‘n-view(n≥2, n은 자연수) 영상' 또는 ‘m-view(m≥1, m은 자연수) 영상+disparity(깊이정보)’와 같은 방식으로 고정하여 송신할 수 밖에 없다(통신 방송 위원회 Load map : 2017년 무안경 방식 3D 영상 송출 예정).
즉, 무안경 방식 3D 디스플레이장치가 적절히 구동되기 위해서는, 입력되는 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 ‘n-view’영상(인풋 뷰)에서 입체영상 디스플레이장치의 패널 뷰(view) 수에 맞는 뷰들이 선택적으로 수신 또는 생성되어야 하나, 방송 시스템은 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 패널 뷰 수를 알 수 없기 때문에, 상기한 바와 같은 방식으로 고정하여 송신할 수 밖에 없으며, 따라서, 입체영상 디스플레이장치가 상기한 바와 같은 방식에 의한 방송 신호를 수신하여 이를 자신의 패널에 맞게 변경시켜야 하나, 아직 이를 해결하기 위한 방법이 제안되지 않고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 패널 뷰 수에 해당되는 뷰를, 방송 시스템으로부터 수신되는 멀티 뷰 입력영상으로부터 추출하여 입체영상을 형성할 수 있는, 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 복수의 픽셀이 형성되어 있는 패널; 상기 픽셀로부터 출력된 빛을 선택적으로 차단하여, 좌안영상과 우안영상을 나누어 주기 위해, 상기 패널 전면에 배치되는 입체패널; 방송 시스템으로부터 수신된 멀티 뷰 입력영상을 이용해, 상기 패널에서 요구되는 패널 뷰 수에 해당되는 적어도 두 개 이상의 뷰를 추출하여 하나의 영상 데이터를 생성한 후, 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러; 및 상기 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환하여 상기 패널에 형성된 데이터라인들로 출력시키기 위한 데이터 구동부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동 방법은, 방송 시스템으로부터 멀티 뷰 입력영상을 수신하는 단계; 상기 멀티 뷰 입력영상을 이용해, 패널에서 요구되는 패널 뷰 수에 해당되는 적어도 두 개 이상의 뷰를 추출하여 하나의 영상 데이터를 생성한 후, 출력하는 단계; 상기 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환시키는 단계; 및 상기 패널로부터 출력되는 빛을 선택적으로 차단하여 좌안영상과 우안영상을 나누어주기 위한 입체패널이 전면에 형성되어 있는 상기 패널로, 상기 영상 데이터 신호를 출력하여, 입체영상이 출력되도록 하는 단계를 포함한다.
상술한 해결 수단에 따라 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
즉, 본 발명은 패널 뷰 수에 해당되는 뷰를, 방송 시스템으로부터 수신되는 멀티 뷰 입력영상으로부터 추출하여 입체영상을 형성함으로써, 방송 시스템으로부터 수신되는 멀티 뷰 입력영상의 인풋 뷰 수에 상관없이, 자신의 패널 뷰 방식에 적합한 뷰 소스(view Source) 선택하여 이용할 수 있다는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 입체영상 디스플레이장치가 이용하고 있는 멀티 뷰 인풋 방식을 설명하는 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동 방법을 설명하기 위한 일실시예 흐름도.
도 5는 본 발명에 따라 생성되는 다양한 형태의 뷰 맵을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는, 입체영상의 시야각을 넓히기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 픽셀이 형성되어 있는 패널(100), 상기 픽셀로부터 출력된 빛을 선택적으로 차단하여 좌안영상과 우안영상을 나누어 주기 위한 입체패널(140), 패널의 게이트라인에 스캔펄스를 인가하기 위한 게이트 구동부(130), 패널의 데이터라인에 디지털 영상 데이터(RGB) 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부(120) 및 데이터 구동부와 게이트 구동부를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(110)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(FieldEmission Display : FED), 플라즈마 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치(EPD) 등의 평판표시장치로 구현될 수 있으나, 이하에서는, 설명의 편의상, 액정표시장치(LCD)가 본 발명의 일예로서 설명된다.
우선, 패널(100)은, 디스플레이장치가 어떠한 종류의 평판표시장치인지에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있는 것으로서, 액정표시장치를 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 일예로 한다면, 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 패널(100)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm), 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin FilmTransistor), 액정셀들(Clc)에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극 및 픽셀전극에 접속되어 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등이 형성된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차 구조에 의해 액정셀(화소 또는 픽셀이라 함)들이 매트릭스 형태로 배치된다.
패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)에는 블랙매트릭스(BM), 컬러필터, 공통전극 등이 형성된다. 공통전극은 TN(TwistedNematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판(GLS1)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 픽셀전극과 함께 하부 유리기판(GLS2) 상에 형성된다. 패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 패널(100)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이, 패널에는 Red와, Green과, Blue를 표시하는 복수의 픽셀들이 형성되어 있으며, 이러한 픽셀들은 입체필터와 작용하여 입체영상을 표시하기 위해, 좌안영상과 우안영상을 표시하는 좌안픽셀과 우안픽셀이 구분되어 있다.
다음으로, 타이밍 컨트롤러(110)는 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다.
게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GateShift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE), 쉬프트 방향 제어신호(DIR) 등을 포함한다. 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL) 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
다음으로, 데이터 구동부(120)는 다수의 데이터 드라이브 IC(Source Integrated Circuit)를 포함하며, 타이밍 컨트롤러(110)의 제어 하에 디지털 영상 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고, 데이터 구동부(120)는 디지털 영상 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환함으로써 아날로그 정극성/부극성 화소전압을 발생하여 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
다음으로, 게이트 구동부(130)는 하나 이상의 게이트 드라이브 IC를 포함하여 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 게이트라인들(G1내지 Gn)에 순차적으로 공급한다.
마지막으로, 입체패널(140)은 패널에서 조사되는 빛을 선택적으로 차단함으로써, 좌안영상과 우안영상을 나누어 주어, 관찰자가 입체영상을 인식하도록 하기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 패널(100)의 상단에 배치되어 있다.
이러한 입체패널(140)은 패럴랙스 베리어, 렌티큘라 렌즈, 스위쳐블 베리어 또는 스위쳐블 액정 렌즈 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 무안경식은 패럴랙스 베리어를 이용하는 패럴랙스 베리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘라 렌즈(lensticularlens) 방식과 스위쳐블 베리어 방식과 스위쳐블 액정 렌즈 방식이 있는바, 입체패널(140)은 패럴랙스 베리어, 렌티큘라 렌즈, 스위쳐블 베리어 또는 스위쳐블 액정 렌즈 중 어느 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치의 타이밍 컨트롤러의 내부 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러는 도 3에 도시된 바와 같이, 방송 시스템으로부터 멀티 뷰 입력영상을 수신하기 위한 수신부(111), 수신부로부터 전송되어온 멀티 뷰 입력영상으로부터 타이밍 신호를 추출하며, 이를 이용해 제어신호를 생성하여 출력하기 위한 제어신호 생성부(112) 및 수신부로부터 전송되어온 멀티 뷰 입력영상을 이용하여 패널에서 요구하는 패널 뷰 수 만큼의 뷰를 추출하며, 이를 이용해 영상 데이터를 생성하기 위한 영상 데이터 처리부(113)를 포함하여 구성된다.
우선, 수신부(111)는 상기한 바와 같이 멀티 뷰 입력영상을 수신하여, 멀티 뷰 입력영상에 포함된 타이밍 신호, 인풋 뷰, 차이정보(Disparity) 등을 추출하여, 타이밍 신호는 제어신호 생성부(112)로 전송하고 나머지 신호들은 영상 데이터 처리부(113)로 전송하는 기능을 수행한다.
다음으로, 제어신호 생성부(112)는 수신부로부터 전송되어온 타이밍 신호를 이용하여, 상기한 바와 같이, 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 생성하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 영상 데이터 처리부(113)는 인풋 뷰와 차이정보 등을 이용하여, 패널 뷰 수만큼의 뷰를 선택하거나 또는 새롭게 생성하며, 이러한 뷰들을 이용하여 영상 데이터를 생성하여 정렬한 후, 데이터 구동부로 전송하는 기능을 수행한다.
이를 위해 영상 데이터 처리부(113)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부로부터 전송되어온 인풋 뷰들과 차이정보 등을 저장하기 위한 저장기(114), 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들 중에서 적어도 어느 하나를 선택하기 위한 선택기(116), 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들을 이용하여 새로운 뷰를 추가적으로 생성하기 위한 생성기(117), 수신부 또는 저장기로부터 전송되어온 멀티 뷰 입력영상을 분석하여, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 패널 뷰 수보다 크거나 같은 경우에는 멀티 뷰 입력영상을 선택기로 전송하며, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 패널 뷰 수보다 작은 경우에는 멀티 뷰 입력영상을 생성기로 전송하기 위한 판단기(115) 및 선택기 또는 생성기로부터 전송되어온 복수의 뷰를 이용하여 영상 데이터를 생성하기 위한 랜더링기(118)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 선택기(116)는 패널 뷰(K) 수보다 크거나 같은 인풋 뷰를 포함하고 있는 멀티 뷰 입력영상으로부터 패널 뷰 수에 해당되는 인풋 뷰를 선택한 후, 선택된 인풋 뷰들을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.
한편, 선택기는, 인풋 뷰들이 서로 다른 카메라를 이용하여 생성된 뷰들인 경우에는, 인풋 뷰들 중 상기 패널 뷰에 해당되는 수를 무작위로 선택하며, 인풋 뷰들이 카메라를 이용하여 생성된 뷰와 상기 뷰를 이용하여 생성된 뷰를 포함하고 있는 경우에는 인풋 뷰들을 오름 차순 또는 내림 차순으로 패널 뷰만큼 선택하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 생성기(117)는 패널 뷰 수보다 작은 수의 인풋 뷰와, 상기 인풋 뷰들을 이용하여 추가적인 뷰를 생성할 수 있도록 하는 차이정보를 포함하고 있는 멀티 뷰 입력영상으로부터, 차이정보와 인풋 뷰를 이용하여 패널 뷰 수에 해당되는 추가 뷰를 생성한 후, 인풋 뷰와 추가 뷰들에 대하여 랜더링을 수행하여 하나의 영상 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.
여기서, 생성기가 인풋 뷰와 차이정보(Disparity)를 이용하여 추가적으로 뷰를 생성하는 방법은 현재 공지되어 있는 기술들을 이용하여 구현가능한 것임으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
또한, 판단기(115)는 멀티 뷰 입력영상을 분석하여, 패널 뷰 수보다 크거나 같은 인풋 뷰를 포함하고 있는 경우에는, 멀티 뷰 입력영상을 선택기(116)로 전송하며, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 패널 뷰 수보다 작으며, 멀티 뷰 입력영상이, 인풋 뷰들을 이용하여 추가적인 뷰를 생성할 수 있도록 하는 차이정보를 포함하고 있는 경우에는, 멀티 뷰 입력영상을 생성기(117)로 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 랜더링기(118)는 복수의 인풋 뷰들을, 패널에 형성되는 수평라인에 대하여 동일한 순서로 선택하여 상기 영상 데이터를 생성하거나 또는, 복수의 인풋 뷰들을, 수평라인에 대하여 그 순서가 하나씩 차이가 나는 형태로 선택하여 영상 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.
한편, 랜더링기기가 복슈의 인풋 뷰들을 이용하여 하나의 영상 데이터를 생성하는 방법은 현재 공지되어 있는 기술들을 이용하여 구현 가능한 것임으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상기한 바와 같은 타이밍 컨트롤러의 구성 및 기능과, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동 방법이 상세히 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치 구동 방법을 설명하기 위한 일실시예 흐름도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따라 생성되는 다양한 형태의 뷰 맵을 나타낸 예시도이다.
본 발명은 무안경 방식의 입체영상 디스플레이장치가 방송 시스템으로부터 전송되어온 멀티 뷰 입력영상에서, 자신의 뷰(view) 방식에 따른 적절한 수의 뷰(입력 영상 소스)를, 선택 또는 생성 또는 선택과 생성 모두를 이용하여 추출하는 방법에 관한 것이다.
즉, 입체영상 디스플레이장치는 해상도 또는 그 크기 등에 따라 이용하고 있는 패널 뷰(view) 수가 다르기 때문에, 멀티 뷰(Multi-view) 입력영상이 들어올 경우, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들 중에서, 자신의 뷰(view) 방식에 맞는 숫자의 뷰를 선택적으로 사용하여야 하는바, 본 발명은 멀티 뷰 입력영상에서, 자신의 뷰(view) 방식에 적합한 숫자의 뷰를 선택하거나 생성하여, 입체영상(3D 영상)의 품질을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.
부연하여 설명하면, 본 발명은 외부 시스템 또는 방송국(이하, 간단히 '방송 시스템'이라 함)에서 송출하게 될 멀티 뷰 입력영상, 즉, 'n-view영상(n≥2, n은 자연수)'(이하, 간단히 '제1입력영상'이라 함) 또는 'm-view영상(m≥1, m은 자연수)+disparity(깊이정보)'(이하, 간단히 '제2입력영상'이라 함) 중, 무안경 방식의 입체영상 디스플레이장치가 이용하는 뷰(view) 수(K)에 맞는 뷰를 적절히 선택함으로써, 입체영상(3D영상)의 품질을 향상시키는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 우선 본 발명은 방송 시스템으로부터 전송되어온 멀티 뷰 입력영상을 타이밍 컨트롤러의 수신부(111)를 통해 수신한다(S402).
여기서, 멀티 뷰 입력영상이란 입체영상의 표시를 위해, 동일한 대상물에 대해 적어도 하나 이상의 카메라로부터 촬영되어 전송된 복수의 이미지(이하, 간단히 '인풋 뷰'라 함)를 포함하고 있는 정보를 말하는 것으로서, 이러한 멀티 뷰 입력영상에 포함된 인풋 뷰의 수가 많을수록 시청자가 입체영상을 바로 시청할 수 있는 정시영역이 넓어진다.
그러나, 이러한 인풋 뷰 수가 많아지기 위해서는 상기한 바와 같이 복수의 카메라가 이용되어야 하거나, 또는 차이정보(Disparity) 등을 이용하여 새로운 뷰를 생성하는 과정이 이루어져야 함으로, 영상 촬영 또는 뷰 생성을 위한 추가적인 비용이 많이 들게 된다. 따라서, 방송 시스템은 상기한 바와 같이 최소한 두 개 이상의 인풋 뷰를 포함하고 있는 제1입력영상 형태로 멀티 뷰 입력영상을 전송하거나, 또는, 최소한 한 개 이상의 인풋 뷰와 함께 영상의 차이정보(Disparity), 즉, 깊이정보(Depth)를 포함하고 있는 제2입력영상 형태로 멀티 뷰 입력영상을 전송할 수 있다.
즉, 본 발명에서 수신되는 멀티 뷰 입력영상이란 상기한 바와 같은 제1입력영상이거나 또는 제2입력영상이 될 수 있다.
다음으로, 멀티 뷰 입력영상이 수신되면, 타이밍 컨트롤러의 판단기(115)는 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 수가 패널에서 이용되고 있는 뷰 수보다 크거나 같은지의 여부(# of input image view ≥ #of panel view)를 판단한다(S404). 여기서의 판단은 제1판단이라 한다.
즉, 방송 시스템에서 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이장치로 상기한 바와 같은 멀티 뷰 입력영상을 전송할 경우, 영상의 뷰 수 또는 차이정보(깊이정보) 등에 대한 정보는 멀티 뷰 입력영상의 헤더에 포함되어 있고, 패널의 뷰 수에 대한 정보는 EDID(Extended Display Identification Data) 등에 저장된 정보를 리드(read) 함으로써 알 수 있기 때문에, 판단기(115)는 상기와 같은 정보들을 이용하여 상기한 바와 같은 제1판단과정을 수행할 수 있다.
한편, 상기와 같은 제1판단과정을 수행하는 이유는, 패널에서 요구하는 뷰 수를 확보하기 위한 것으로서, 인풋 뷰 수와 패널 뷰(View) 수가 상호 간에 같을 경우에는 멀티 뷰 입력영상의 인풋 뷰를 바이패스 시켜 패널에서 그대로 사용하면 되고, 인풋 뷰 수가 패널 뷰(view) 수(K)를 초과할 경우에는 입력된 인풋 뷰들 중에서, 일부의 뷰(view)를 제거하여 사용할 수 있으나, 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 적을 경우에는 정상적으로 입체영상을 표시할 수 없기 때문이다.
이 경우, 즉, 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 적을 경우에는 이하에서 설명되는 바와 같이, 멀티 뷰 입력영상에 차이정보(disparity)가 포함되어 있는지의 여부를 추가적으로 더 판단하게 된다.
다음으로, 상기 제1판단결과 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 크거나 같은 경우, 판단기(115)는 수신된 인풋 뷰들을 선택기로 전송하며, 이를 수신한 선택기(116)에서는 수신된 멀티 뷰 인풋 뷰들로부터 패널 뷰 수만큼의 뷰가 선택된다(S406).
즉, 판단기(115)는 수신된 멀티 뷰 입력영상의 헤더를 분석하여, 멀티 뷰 입력영상이 상기한 바와 같은 제1입력영상(n-view(n≥2, n은 자연수))에 해당되고, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수(K)보다 같거나 많다고 판단되는 경우에는(S404), 수신된 멀티 뷰 입력영상을 선택기로 전송하며, 선택기(116)는 수신된 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들 중에서 패널 뷰 수에 해당되는 뷰를 선택한다.
한편, 제2입력영상과 같이 차이정보(Disparity) 정보를 갖고 있는 멀티 뷰 입력영상의 경우에도, 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 크거나 같다면, 상기 과정에 따라 멀티 뷰 입력영상으로부터 패널 뷰 수 만큼의 뷰가 선택된다.
그 이유는, 이하에서 설명될 랜더링을 통해 복수의 뷰를 이용하여 새로운 하나의 이미지(영상 데이터)를 생성하는 과정은, 가능한한 원본 영상(뷰)을 많이 가지고 있는 상태에서 이루어지는 것이 화질면에서 우수하기 때문이다.
즉, 패널 뷰 보다 많은 인풋 뷰가 있다면, 이러한 인풋 뷰를 바로 적용하여 새로운 하나의 이미지(영상 데이터)를 생성하는 것이, 차이정보를 이용하여 인풋 뷰로부터 새로운 뷰를 생성하는 것보다 화질면에서 우수하기 때문에, 비록 차이정보가 있어서, 이러한 차이정보를 이용하여 새로운 뷰를 생성할 수 있는 멀티 뷰 입력영상이라 하더라도, 패널 뷰보다 많은 인풋 뷰가 포함되어 있는 경우라면, 복수의 인풋 뷰들로부터 패널의 수만큼의 뷰를 선택하는 것이 바람직하다.
이때, 패널 뷰 수보다 많은 인풋 뷰 수를 가지고 있는 멀티 뷰 입력영상에서 패널 뷰 수에 해당되는 인풋 뷰를 선택하는 방법은 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 두 가지 경우에 의해 그 방법이 크게 구분될 수 있다. 이하에서는, 인풋 뷰 수가 n개이고, 패널 뷰 수가 5개인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
첫 번째 경우는, 입력되는 n개의 인풋 뷰가 n개의 카메라(camera)를 사용하여 촬영된 영상인 경우로서, 이 경우에는 인풋 뷰의 순서에 상관없이 5개의 인풋 뷰가 자유롭게 선택될 수 있다.
두 번째 경우는, 입력되는 n개의 인풋 뷰가, 카메라로부터 촬영된 1개 또는 2개의 뷰로부터 n개의 뷰로 확장된 경우이다. 이 경우는, n 개의 인풋 뷰들 중 좌,우측을 기준으로 원본 영상(뷰)이 있고 나머지는 추가로 생성한 영상(뷰)들이다. 따라서, 왜곡 없는 영상 이미지(뷰)를 더 확보하기 위해서는, n개의 인풋 뷰들 중 1번 인풋 뷰로부터 오름차순으로 5개의 인풋 뷰를 선택하거나, n번 인풋 뷰로부터 내림차순으로 5개의 인풋 뷰가 선택되어야 한다.
그러나, 상기한 바와 달리, 원본 영상(뷰)이 중앙에 있을 경우에는 원본 영상을 기준으로 좌우측 영상을 포함하는 방식으로 5개의 인풋 뷰가 선택되어야 한다. 예를 들어, 원본 영상 A가 가운데 위치하고, 좌우로 차이정보를 활용하여 생성된 6개의 영상이 있어 A(-3), A(-2), A(-1), A, A(+1), A(+2). A(+3) 순으로 배치 될 경우, A영상을 기준으로 좌우 2개의 영상(뷰)을 포함한 총 5개의 인풋 뷰(A(-2), A(-1), A, A(+1), A(+2))가 선택되어야 한다.
다음으로, 상기 제1판단결과 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수(K)보다 작은 경우, 판단기(115)는 멀티 뷰 입력영상에 차이정보(Disparity)가 포함되어 있는지의 여부를 판단한다(S408). 여기서의 판단은 제2판단이라 한다.
즉, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 슈가 패널 뷰 수보다 작은경우라도, 인풋 뷰를 이용하여 입체영상을 표시할 수 있도록 하기 위한 차이정보(Disparity)가 포함되어 있다면, 최종적으로 입체영상의 표시가 가능하기 때문에, 판단기는 상기한 바와 같은 제2판단과정을 수행한다.
다음으로, 제2판단결과, 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 작고, 멀티 뷰 입력영상에 차이정보(Disparity)가 포함되어 있다면, 판단기(115)는 수신된 멀티 뷰 입력영상을 생성기(117)로 전송하며, 생성기(117)에서는 멀티 뷰 입력영상과 차이정보(Disparity)를 이용하여 패널에서 요구하는 뷰 수(K개) 만큼의 뷰가 추가적으로 더 생성된다(S410).
즉, 판단기(115)는 수신된 멀티 뷰 입력영상의 헤더를 분석하여, 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 작으며, 멀티 뷰 입력영상이 제2입력영상(m-view에서 m≥1이며(m은 자연수), 깊이정보(disparity)가 포함되어 있는 영상)에 해당된다고 판단되는 경우에는(S408), 수신된 멀티 뷰 입력영상을 생성기(117)로 전송하며, 생성기(117)는 수신된 멀티 뷰 입력영상을 이용하여 패널에서 요구하는 뷰 수가 되도록 새로운 뷰들을 생성한다.
한편, 생성기(117)에서 차이정보(Disparity)를 바탕으로 하여, 새로운 뷰를 추가적으로 생성하는 방법은 이미 널리 알려진 공지기술인 바, 이에 대하여는 상세한 설명이 생략된다.
다음으로, 제2판단결과, 인풋 뷰 수가 패널 뷰 수보다 작지만, 멀티 뷰 입력영상에 차이정보(Disparity)가 포함되어 있지 않다면, 판단기(115)는 모든 과정들을 종료하게 된다. 즉, 이러한 형태의 멀티 뷰 입력영상으로는 입체영상을 표시할 수 없기 때문에, 판단기(115)는 입체영상 데이터를 생성하기 위한 모든 과정을 종료하게 된다.
즉, 상기와 같은 경우의 예로는, 인풋 뷰 수가 2개 이고, 패널 뷰 수가 3개인 경우, 멀티 뷰 입력영상에 추가적으로 차지정보가 포함되어 있지 않은 경우가 될 수 있다.
부연하여 설명하면, 상기와 같이 인풋 뷰 수가 2로, 패널 뷰 수인 3보다 작은 경우라도, 차이정보가 포함되어 있다면, 인풋 뷰와 차이정보를 이용하여 나머지 하나의 뷰가 생성될 수 있지만, 차이정보가 없는 경우라면, 나머지 하나의 뷰가 생성될 수 없기 때문에, 이러한 인풋 뷰 만으로는 정상적으로 입체영상이 표시될 수 없다.
즉, 상기한 바와 같은 과정들(S402 내지 S410)에 의해, 선택기(116)에서는 멀티 뷰 입력영상의 인풋 뷰들 중에서 패널 뷰 수와 같은 수 만큼의 인풋 뷰가 선택되며(S406), 생성기(117)에서는 수신된 멀티 뷰 입력영상을 이용하여 패널의 뷰 수와 같은 수만큼의 뷰가 생성된다.
다음으로, 랜더링기(118)는 선택기(116)를 통해 수신된 복수의 뷰 또는 생성기(117)를 통해 생성된 복수의 뷰를 랜더링시킴으로써, 패널에서 요구하는 하나의 이미지(영상 데이터)를 생성하게 된다(S412).
즉, 선택기(116) 또는 생성기(117)를 통해 입체영상 디스플레이장치의 패널 뷰 수와 동일한 수의 뷰가 형성되면, 랜더링기는 이러한 복수의 뷰들을 이용하여, 하나의 이미지(영상 데이터)를 합성한다. 이때, 복수의 뷰들을 매핑하여 하나의 이미지를 합성하는 방법은 입체영상 디스플레이장치의 특성에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 랜더링기(118)는 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 복수의 인풋 뷰들을, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 수평라인에 대하여 동일한 순서로 선택하여 하나의 이미지(영상 데이터)를 생성할 수 있으며, 또는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 인풋 뷰들을, 각 수평라인에 대하여 그 순서가 하나씩 차이가 나는 형태로 선택하여 하나의 이미지(영상 데이터)를 생성할 수도 있다.
또한, 상기 방법들 외에도 랜더링기는 다양한 형태로 복수의 인풋 뷰들을 조합하여 하나의 이미지(영상 데이터)를 형성할 수 있다.
또한, 랜더링기(118)는 현재 이용되고 있는 다양한 형태의 랜더링기법을 이용하여 영상 데이터를 형성할 수 있다. 여기서, 본 발명은 랜더링기법에 관한 것은 아니며, 다만, 본 발명에 의해 선택된 복수의 인풋 뷰들을 현재 일반적으로 알려져 있거나 이용되고 있는 랜더링기법을 이용하여 영상 데이터를 형성하는 것인바, 랜더링기법에 대한 상세한 설명은 생략된다. 이러한 랜더링기법은 출원번호 10-2005-0100895 또는 출원번호 10-2010-0028570 등 다양한 특허문서에 공개되어 있다.
마지막으로, 상기한 바와 같은 랜더링 과정(S412)을 통해 생성된 영상 데이터(하나의 이미지)는 타이밍 컨트롤러에서 패널(100)의 해상도에 맞게 재정렬되어, 데이터 구동부(120)로 공급되며(S414), 데이터 구동부는 수신된 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변경시킨 후, 게이트 구동부(130)를 통해 각 게이트라인으로 스캔신호가 공급되는 1수평기간 동안 각 데이터라인에 상기 과정을 통해 형성된 영상 데이터 신호를 공급하여 도 5에 도시된 바와 같은 영상이 출력되도록 한다.
한편, 상기한 바와 같이, 도 5를 통해 출력된 영상은 입체패널(140)을 통해 사용자의 눈으로 입사됨으로써, 사용자는 입체영상을 시청할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 110 : 타이밍 컨트로롤
120 : 데이터 구동부 130 : 게이트 구동부
140 : 입체패널

Claims (12)

  1. 복수의 픽셀이 형성되어 있는 패널;
    상기 픽셀로부터 출력된 빛을 선택적으로 차단하여, 좌안영상과 우안영상을 나누어 주기 위해, 상기 패널 전면에 배치되는 입체패널;
    방송 시스템으로부터 수신된 멀티 뷰 입력영상을 이용해, 상기 패널에서 요구되는 패널 뷰 수에 해당되는 적어도 두 개 이상의 뷰를 추출하여 하나의 영상 데이터를 생성한 후, 출력하기 위한 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환하여 상기 패널에 형성된 데이터라인들로 출력시키기 위한 데이터 구동부를 포함하는 입체영상 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 패널 뷰 수보다 크거나 같은 인풋 뷰를 포함하고 있는 상기 멀티 뷰 입력영상으로부터 상기 패널 뷰 수에 해당되는 인풋 뷰를 선택한 후, 선택된 인풋 뷰들을 이용하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 패널 뷰 수보다 작은 수의 인풋 뷰와, 상기 인풋 뷰들을 이용하여 추가적인 뷰를 생성할 수 있도록 하는 차이정보를 포함하고 있는 상기 멀티 뷰 입력영상으로부터, 상기 차이정보와 상기 인풋 뷰를 이용하여 상기 패널 뷰 수에 해당되는 뷰를 생성한 후, 생성된 뷰들에 대하여 랜더링을 수행하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    방송 시스템으로부터 상기 멀티 뷰 입력영상을 수신하기 위한 수신부;
    상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들 중에서 적어도 어느 하나를 선택하기 위한 선택기;
    상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰들을 이용하여 새로운 뷰를 추가적으로 생성하기 위한 생성기;
    상기 수신부로부터 전송되어온 상기 멀티 뷰 입력영상을 분석하여, 상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 크거나 같은 경우에는 상기 멀티 뷰 입력영상을 상기 선택기로 전송하며, 상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 작은 경우에는 상기 멀티 뷰 입력영상을 상기 생성기로 전송하기 위한 판단기; 및
    상기 선택기 또는 상기 생성기로부터 전송되어온 복수의 뷰를 이용하여 상기 영상 데이터를 생성하기 위한 랜더링기를 포함하는 입체영상 디스플레이장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판단기는,
    상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 작으며, 상기 멀티 뷰 입력영상이, 상기 인풋 뷰들을 이용하여 추가적인 뷰를 생성할 수 있도록 하는 차이정보를 포함하고 있는 경우, 상기 멀티 뷰 입력영상을 상기 생성기로 전송하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 선택기는,
    상기 인풋 뷰들이 서로 다른 카메라를 이용하여 생성된 뷰들인 경우에는, 상기 인풋 뷰들 중 상기 패널 뷰에 해당되는 수를 무작위로 선택하며, 상기 인풋 뷰들이 카메라를 이용하여 생성된 뷰와 상기 뷰를 이용하여 생성된 뷰를 포함하고 있는 경우에는 상기 인풋 뷰들을 오름 차순 또는 내림 차순 또는 상기 원본 뷰를 중심으로 하여 상기 패널 뷰만큼 선택하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 랜더링기는,
    상기 복수의 인풋 뷰들을, 상기 패널에 형성되는 수평라인에 대하여 동일한 순서로 선택하여 상기 영상 데이터를 생성하거나 또는, 상기 복수의 인풋 뷰들을, 상기 수평라인에 대하여 그 순서가 하나씩 차이가 나는 형태로 선택하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치.
  8. 방송 시스템으로부터 멀티 뷰 입력영상을 수신하는 단계;
    상기 멀티 뷰 입력영상을 이용해, 패널에서 요구되는 패널 뷰 수에 해당되는 적어도 두 개 이상의 뷰를 추출하여 하나의 영상 데이터를 생성한 후, 출력하는 단계;
    상기 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환시키는 단계; 및
    상기 패널로부터 출력되는 빛을 선택적으로 차단하여 좌안영상과 우안영상을 나누어주기 위한 입체패널이 전면에 형성되어 있는 상기 패널로, 상기 영상 데이터 신호를 출력하여, 입체영상이 출력되도록 하는 단계를 포함하는 입체영상 디스플레이장치 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 출력하는 단계는,
    상기 멀티 뷰 입력영상을 분석하여, 상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 크거나 같은지의 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과, 상기 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 크거나 같은 경우에는, 상기 인풋 뷰들로부터 상기 패널 뷰 수에 해당되는 뷰들을 선택하는 단계;
    상기 판단 결과, 상기 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 작은 경우에는, 상기 인풋 뷰들을 이용하여 새로운 추가 뷰를 생성하여, 상기 인풋 뷰와 상기 추가 뷰의 합이 상기 패널 뷰의 수와 동일하도록 하는 단계; 및
    상기 선택 과정에서 선택된 뷰들 또는 상기 생성 과정에서 생성된 뷰들에 대하여 랜더링을 수행하여, 상기 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 입체영상 디스플레이장치 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택단계는,
    상기 인풋 뷰들이 서로 다른 카메라를 이용하여 생성된 뷰들인 경우에는, 상기 인풋 뷰들 중 상기 패널 뷰에 해당되는 수를 무작위로 선택하며, 상기 인풋 뷰들이 카메라를 이용하여 생성된 원본 뷰와 상기 뷰를 이용하여 생성된 생성 뷰를 포함하고 있는 경우에는 상기 인풋 뷰들을 오름 차순 또는 내림 차순 또는 상기 원본 뷰를 중심으로 하여 상기 패널 뷰만큼 선택하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치 구동 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 생성 단계는,
    상기 멀티 뷰 입력영상에 포함되어 있는 상기 인풋 뷰의 수가 상기 패널 뷰 수보다 작으며, 상기 멀티 뷰 입력영상이, 상기 인풋 뷰들을 이용하여 추가적인 뷰를 생성할 수 있도록 하는 차이정보를 포함하고 있는 경우에 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치 구동 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 랜더링 단계는,
    상기 복수의 인풋 뷰들을, 상기 패널에 형성되는 수평라인에 대하여 동일한 순서로 선택하여 상기 영상 데이터를 생성하거나 또는, 상기 복수의 인풋 뷰들을, 상기 수평라인에 대하여 그 순서가 하나씩 차이가 나는 형태로 선택하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이장치 구동 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110002488A (ko) * 2008-04-24 2011-01-07 노키아 코포레이션 입체 뷰잉 장치에 대한 플러그 앤 플레이 다중화기

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