KR20140041489A - 스테레오스코픽 이미지의 동시적인 스테레오스코픽 및 모노스코픽 디스플레이를 가능하게 하기 위한 스테레오스코픽 이미지의 자동 컨버전 - Google Patents

스테레오스코픽 이미지의 동시적인 스테레오스코픽 및 모노스코픽 디스플레이를 가능하게 하기 위한 스테레오스코픽 이미지의 자동 컨버전 Download PDF

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디디에르 도옌
실베인 티바우드
필립페 로베르트
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톰슨 라이센싱
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    • H04N13/111—Transformation of image signals corresponding to virtual viewpoints, e.g. spatial image interpolation

Abstract

본 발명은 시청자에 의해 멀리서 시청될 인커밍 비디오 신호로부터 좌 뷰(1) 및 우 뷰(2)를 포함하는 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 본 디바이스는: 시청자와 디스플레이 사이의 거리(D)를 측정하기 위한 수단; 2D 및 3D 호환성 레벨을 달성하기 위해, 측정된 거리(6)와 디스플레이 스크린(5)의 결정된 사이즈와 관련하여 디스패러티 임계값을 결정하기 위한 수단(7); 좌 및 우 뷰들 사이의 디스패러티 값들에 대응하는 디스패러티 맵을 편집하기 위한 수단(4); 결정된 임계값과 비교하여 디스패러티 맵의 디스패러티 값들을 히스토그램으로 분석하기 위한 수단(8); 및 히스토그램의 디스패러티 레벨이 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 경우, 히스토그램의 디스패러티 레벨이 결정된 임계값 아래에 있도록 좌 또는 우 뷰 중 하나를 뷰 보간(view interpolation)으로 대체하기 위한 수단(9)을 포함한다.

Description

스테레오스코픽 이미지의 동시적인 스테레오스코픽 및 모노스코픽 디스플레이를 가능하게 하기 위한 스테레오스코픽 이미지의 자동 컨버전{AUTOMATIC CONVERSION OF A STEREOSCOPIC IMAGE IN ORDER TO ALLOW A SIMULTANEOUS STEREOSCOPIC AND MONOSCOPIC DISPLAY OF SAID IMAGE}
본 발명은 3D 효과를 렌더링하도록 사용되는 이미지 프로세싱 및 디스플레이 시스템들에 관한 것이며, 보다 상세하게는 2D/3D 호환성 모드에서의 자동 컨버전을 포함하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 깊이의 적응된 레벨을 갖는 스테레오 뷰들의 쌍을 달성하기 위한 비디오 프로세싱에 관한 것이다. 이는 3D를 렌더링할 수 있는 임의의 디스플레이 비디오, TV 또는 영화 기술에 적용될 수 있다.
본 발명을 구현하도록 사용된 디스플레이 디바이스들은 일반적으로, 관객의 각 안(eye)에 대한 하나의 뷰를 디스플레이하기 위해, 각각의 3D 이미지의 적어도 두 개의 상이한 뷰들을 디스플레이할 수 있다. 그 자체적으로 알려진 방식으로, 이들 두 개의 뷰들(스테레오스코픽 정보) 사이의 공간적 차이들은 깊이 인지를 제공하도록 휴먼 비주얼 시스템에 의해 사용된다.
각각의 3D 이미지가 두 개의 상이한 뷰들로 구성된 3D 컨텐츠를 제공하기 위한 많은 기술들이 존재한다.
가장 인기있는 기술은 잘 알려진 입체사진 기술(anaglyph technology)이며, 여기서 3개의 컴포넌트 RGB 디스플레이들 중 하나 또는 두 개의 컴포넌트들은 제1 뷰를 디스플레이하도록 사용되며, 다른 컴포넌트들은 제2 뷰를 디스플레이하도록 사용된다. 필터링 안경(filtering glasses) 덕분에, 제1 뷰는 좌 안에 적용되고, 제2 뷰는 우 안에 적용된다. 이러한 기술은 전용의 디스플레이 디바이스들을 요구하지 않지만, 이러한 기술의 한 가지 주요 결점은 컬러의 변경(alteration)이다.
액티브 또는 패시브 안경을 요구하는 다른 스테레오스코픽 디스플레이 기술들이 3D 이미지들을 디스플레이하도록 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 우 및 좌 안들에 대한 정보가 다중송신되어야(multiplexed) 하며:
● 이 다중송신은 액티브 안경을 요구하는 순차적 시스템들인 것처럼 시간적일 수 있다. 이들 액티브 안경은 비디오 프레임 전송률로 동기화된 셔터들(shutters)과 같이 작용한다. 이러한 시스템들은 플리커(flicker)를 피하기 위해 높은 비디오 프레임 전송률을 필요로 한다. 이들은 특히, 높은 프레임 전송률의 용량들을 가지기 때문에, DLP를 사용하거나, 또는 플라즈마 및 LCD 디스플레이 디바이스들을 구비한 것으로서 디지털 시네마 시스템들과 함께 작용할 수 있다.
● 이 다중송신은 스펙트럼일 수 있다. 우 안 및 좌 안에 제공된 정보는 상이한 스펙트럼을 가진다. 다이크로익(
Figure pct00001
) 또는 착색(colored) 필터 덕분에, 패시브 안경은 디지털 시네마의 돌비(Dolby) 3D 시스템과 같이, 각 안(eye)에 제공될 스펙트럼의 부분을 선택한다.
● 이 다중송신은 공간적일 수 있다. 일부 큰 사이즈의 3D LCD 디스플레이 디바이스들은 이러한 공간적 다중송신에 기초한다. 각 안에 의해 인지될 비디오 라인들은 상이한 편광(polarizations)을 가지며 인터리빙된다. 상이한 편광은 디스플레이 디바이스에 의해 홀수 행들(odd rows) 및 짝수 행들(even rows)에 적용된다. 이들 상이한 편광은 편광된 패시브 안경 덕분에 각 안을 위해 필터링된다.
예를 들어, 렌티큘러 렌즈들(lenticular lenses)을 사용하는 자동-스테레오스코픽 또는 다중-뷰 디스플레이 디바이스들은 사용자가 안경을 쓰도록 요구하지 않으며, 가정과 직업적인 엔터테인먼트 모두를 위해 보다 더 이용 가능해진다. 많은 이들 디스플레이 디바이스들은 "2D + 깊이" 포맷으로 작동된다. 이 포맷에서, 2D 비디오 및 깊이 정보는 3D 효과를 생성하도록 디스플레이 디바이스에 의해 결합된다.
깊이 인지는 {어클루전(occlusion), 투시화법(perspective), 그림자들 등과 같은} 단안 깊이 큐(monocular depth cues) 덕분에, 또한 쌍안 디스패러티라고 부르는 쌍안 큐 덕분에 가능하다. 다음의 도 1의 설명은 3D 효과가 생리학적 깊이 큐에 의해 어떻게 인지되는지를 설명한다.
● 동일한 오브젝트 A가 이들 안들의 각 망막(retina)에 집중하여 나타나도록, 시청자(또는 카메라)의 두 안들이 이 오브젝트에 수렴할 때, 보다 더 먼 오브젝트들 B(또는 보다 더 가까운 C)는 각 망막의 상이한 위치들에서 동일한 오브젝트의 두 개의 이미지들을 생성할 것이다. 이들 두 위치들 사이의 차이는 깊이 큐를 제공한다.
● 이러한 차이가 작을 때, 즉 B 또는 C가 A에 충분히 가까울 때, 두뇌는 두 위치들을 하나로 융합한다.
● 망막에서 분석된 이러한 현상은 디스패러티라고 부른다.
┃ 도 2에서 본 발명은 인지된 깊이와, 스테레오 쌍의 좌- 및 우-안 이미지들 사이의 패럴렉스(parallax)라고 부르는 것 사이의 관계를 도시한다.
■ Zp: 인지된 깊이(m)
■ P: 좌- 및 우-안 이미지들 사이의 패럴렉스
■ d: 송신된 디스패러티 정보
■ te: 눈 사이의 거리(inter-ocular distance)(m)
■ Zs: 시청자로부터 스크린까지의 거리(m)
■ Ws: 스크린의 폭(m)
■ Ncol: 열들(columns)의 수(픽셀)
본 발명은 스크린상의 패럴렉스 레벨(우 및 좌 안 사이의 오브젝트의 x-위치 차이)이 깊이 정보를 렌더링할 것임을 확인한다. 물론, 스크린까지의 거리는 또한 최종 깊이 인지의 부분일 것이다.
인지된 깊이, 패럴렉스, 및 스크린까지의 거리 사이의 관계는 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00002
디스패러티 맵들을 통한 뷰 보간은 동일한 3D 장면의 하나 또는 두 개의 상이한 레퍼런스 뷰들(reference views)로부터 중간 뷰를 보간하는 것으로 이루어지며, 이는 이들 상이한 뷰들 상이의 픽셀들의 디스패러티를 고려한다.
뷰 보간은 레퍼런스 뷰들을 링크시키는 디스패러티 벡터들을 따라 레퍼런스 뷰들에 대한 가상 뷰로의 투영(projection)을 요구한다. 구체적으로, 두 개의 레퍼런스 뷰들 J 및 K와, 이들 사이에 위치된 가상 뷰 H를 고려해본다(도 3). 뷰 보간은 3개의 단계들로 수행된다:
1. 중간 가상 뷰 H에 뷰 J의 완전한 디스패러티 맵을 투영시키고 중간 가상 뷰 H 내의 픽셀들에 디스패러티 값들을 할당함으로써 중간 가상 뷰 H에 대한 디스패러티 맵을 계산
2. 공간적 보간을 통해 뷰 H의 재구성된 디스패러티 맵 내의 홀들(holes)을 채움
3. K로부터만 보간된 채워진 픽셀들을 제외하고 J 및 K로부터 디스패러티 보상을 통해 중간 이미지 H를 보간
에러! 레퍼런스 소스가 발견되지 않음은 제1 단계를 예증한다. 뷰 J의 픽셀은 디스패러티 값 disp(u)을 가진다. 뷰 K 내의 대응 포인트는 u-disp(u)이고, 동일 라인에 위치된다{수직의 전위가 아님(no vertical displacement)}. 뷰 H 내의 대응 포인트는 u-a.disp(u)로 정의되며, 여기서 스케일 팩토(scale factor) a는 베이스라인들 JH 및 JK 사이(뷰들이 정렬됨)의 비율이다.
도 4는 제1 단계를 보다 명시적으로 도시한다. 디스패러티-보상된 보간(1D 뷰)은 가상 뷰 H 내의 u' 및 v'로 표현되며, 이들은 이들의 디스패러티 값들 disp(u) 및 disp(v)를 갖는 J 내의 u 및 v로부터 각각 추정된다. 그리고 나서, 디스패러티 값들은 가장 가까운 픽셀들 uH 및 vH에 할당된다. 픽셀 u에 대응하는 H 내의 포인트는 u'=u-a.disp(u)에 위치된다. 이 디스패러티 값은 가장 가까운 픽셀 uH에 할당된다.
단 하나의 디스패러티 맵(예컨대, J이며, K는 아님)만이 투영된다. 상황은 도 6에 도시된다. 제1 단계 동안, 뷰 J의 디스패러티 맵은 가상 뷰 H에 투영된다. 또한, 일부 영역들이 뷰 H로부터 확인되며, 뷰 J로부터는 확인되지 않는다(도 6에서 물음표를 포함하는 영역들).
본 솔루션에서, 뷰 K의 디스패러티 맵이 투영되지 않기 때문에, "H" 맵의 갭들(gaps)은 디스패러티의 공간적 보간에 의해 채워져야 한다.
채움 프로세스(filling process)는 4개의 단계들로 수행된다:
1. 2개의 이웃하는 디스패러티 값들을 평균함으로써 1-픽셀 폭의 작은 홀들을 채움{이들 홀들은 일반적으로 디스패러티 값들의 양자화(quantization)에 대해 고유하며, 간단히 선형으로 보간될 수 있음}.
2. 좌 및 우의 인접한 픽셀들이 비도록 디스패러티 값을 갖는 수평으로 격리된 픽셀들을 제거함.
3. 디스패러티 맵 내의 보다 큰 홀들을 채움: 이들 영역들은 배경에 속하는 것으로 가정되며, 다른 뷰에서 이들을 감추는 전경에 가까울 것으로 가정됨. 따라서 이들은 좌 또는 우측의 디스패러티 값의 전파(propagation)를 통해 보간됨: 가장 작은 값이 사용됨.
4. 그리고 나서, 채워진 맵에 3x3 미디안 필터가 적용됨.
일단 가상 뷰의 디스패러티 맵이 이용 가능하다면, 디스패러티 벡터들을 따라 인터프레임 보간으로 진행할 수 있다. 두 가지 유형의 디스패러티 벡터들이 구별된다:
● "J" 디스패러티 맵(본 발명의 비대칭 접근법에서의 메인 레퍼런스 뷰)의 투영에 의해 정의된 벡터들; 이러한 경우에, 이들 픽셀들의 컬러는 J 및 K 내의 벡터에 대한 2개의 엔드포인트들의 컬러로부터 계산됨;
● 공간적으로 보간된(채워진 영역들)(앞의 단계 2) 벡터들: 대응 픽셀들은 J에서 어클루딩될 것으로 가정됨; 따라서, 이들은 K로부터 보간됨; 이들 픽셀들의 컬러는 K 내의 벡터에 대한 엔드포인트의 컬러로부터 계산됨.
따라서, 뷰들 J 및 H 모두에서 확인되는 것은 뷰 H 내의 모든 뷰들로부터 보간된다. 다른 한편, H 및 J로부터 확인되지 않는 것은 뷰 K로부터 보간된다.
도 5는 픽셀 vH가 (픽셀 v로부터 유래하는) 뷰 J의 디스패러티 벡터를 할당받은 예시를 도시한다. 결과적으로, 픽셀 vH은 디스패러티 보상을 통해 보간되며: 이는 α 및 (1-α)에 의해 각각 가중된 포인트들 vJ 및 vK 사이의 선형 결합으로부터 생기며, 여기서 α는 비율 HK/KJ이다. 다른 한편, 픽셀 uH은 J의 디스패러티 맵으로부터 벡터를 획득하지 못했으며, 이것의 벡터는 공간적으로 보간되었다. 따라서, 이는 뷰 K 내의 이것의 디스패러티 벡터 엔드포인트 uK로부터 추정된다.
이전의 절(section)에서 설명된 바와 같이, 소스 뷰들 사이에 임의의 중간 뷰를 생성하는 것은 스테레오 컨텐츠(2개의 뷰들) 및 연관된 디스패러티 맵 덕분에 가능하다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 인커밍 뷰들이 뷰 1 및 8에 존재하는 경우, 예를 들어 2로부터 7까지의 임의의 뷰를 보간하는 것이 가능하다. 물론, 각 뷰 사이의 단계는 가급적 적을(low) 수 있다. 끝으로, 8과 1 사이의 임의의 거리에 임의의 뷰를 생성하는 것이 가능하다.
여러 시나리오들이 정의될 수 있다. 주문형 비디오(VOD)의 경우에, 사용자가 갖기를 원하는 깊이의 레벨을 갖는 컨텐츠를 요구(다운로드)하는 시스템에 대해 생각해볼 수 있다. 예를 들어, 이는 하이(HIGH), 미디엄(MEDIUM), 또는 로우(LOW) 레벨일 수 있다. 3D 브로드캐스트 컨텐츠의 경우에, 사용자는 사운드 레벨 또는 컬러 파라미터들에 대해 오늘 그가 수행하는 것과 같은 자신의 깊이 레벨을 요청할 수 있다. 이는 최종 사용자측에서 뷰들을 보간하기 위한 수단 및 디스패러티 맵을 획득할 것을 요구한다.
많은 연구들은 본 발명이 3D 수용성에 관한 동일한 레벨에 존재하지 않는다는 사실을 이미 설명하였다. 이는 일부 사람들에 대해 주어진 깊이의 레벨이 올바르게 수용될 것이지만, 다른 사람들에 대한 경우는 아닐 것임을 의미한다. 휴먼 3D 인지 시스템은 복잡하며, 일부 사람들은 어떤 3D 조차 볼 수 없음이 분명하다(인구의 5%은 3D 맹인이다). 일부 다른 사람들에 대해, 이들은 3D 컨텐츠를 보는 시간의 긴 주기 동안 안경을 쓰는 것을 수용하지 않을 것이다. 이는 3D 경험을 정말로 불쾌한 것으로 만들 시각적인 피로를 이들 사람들에게 생성할 것이다.
현재 일부가 3D 경험을 수용할 수 있지만 일부는 이를 수용할 수 없는 사람들의 그룹에 대한 솔루션이 존재하지 않다.
따라서, 본 발명의 주제는 시청자에 의해 시청될 인커밍 비디오 신호로부터 좌 및 우 뷰들을 포함하는 3D 이미지를 한정된 사이즈(SS)의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법이다.
본 방법은:
- 시청자와 디스플레이 스크린 사이의 거리(D)를 측정하는 단계;
- 3D 이미지의 3D 인지와 2D 인지 사이의 미리 결정된 호환성 레벨을 달성하도록 적응된 측정된 거리(D) 및 디스플레이 스크린의 한정된 사이즈(SS)와 관련하여 디스패러티 임계값을 결정하는 단계;
- 좌 및 우 뷰들을 비교함으로써 상기 3D 이미지의 픽셀들의 디스패러티 값들에 대응하는 디스패러티 맵을 추출하는 단계;
- 결정된 임계값과 비교하여 추출된 디스패러티 맵의 디스패러티 값들의 통계 값들을 분석하는 단계; 및
- 이에 따라, 히스토그램의 디스패러티 레벨이 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 경우, 히스토그램의 디스패러티 레벨이 결정된 임계값의 아래에 있도록 좌 또는 우 뷰 중 하나를 뷰 보간에 의해 획득된 중간 뷰로 대체하는, 분석 및 대체 단계를 포함한다.
유리하게도, 본 발명은 3D 경험과 호환될 수 있는, 그렇지만 동시에 2D 경험과도 호환될 수 있는 스테레오 컨텐츠를 허용한다.
한 실시예에 따르면, 중간 뷰를 획득하기 위해 뷰 보간 단계를 적용하는 단계는 히스토그램의 디스패러티 레벨의 퍼센테이지보다 더 많은 퍼센테이지가, 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 경우에 적용된다.
한 실시예에 따르면, 다른 뷰를 포함하여 중간 뷰들 중 하나의 뷰에 대한 디스패러티가 좌 및 우 뷰들 사이의 초기 디스패러티의 부분이도록 뷰 보간들이 생성된다.
한 실시예에서, 디스패러티의 분석된 통계 값들은 디스패러티 히스토그램에 대응한다.
다른 양상에서, 본 발명은 시청자에 의해 멀리서 시청될 인커밍 비디오 신호로부터 좌 뷰(1) 및 우 뷰(2)를 포함하는 3D 이미지를 결정된 사이즈(SS)의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스를 포함한다. 본 디바이스는:
- 시청자와 디스플레이 사이의 거리(D)를 측정하기 위한 수단;
- 2D 및 3D 호환성 레벨을 획득하기 위해 측정된 거리(6) 및 디스플레이 스크린(5)의 결정된 사이즈와 관련하여 디스패러티 임계값을 결정하기 위한 수단(7);
- 좌 및 우 뷰들 사이의 디스패러티 값들에 대응하는 디스패러티 맵을 편집하기 위한 수단(4);
- 결정된 임계값에 비교하여 디스패러티 맵의 디스패러티 값들을 히스토그램을 통해 분석하기 위한 수단(8); 및
- 히스토그램의 디스패러티 레벨이 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 경우, 히스토그램의 디스패러티 레벨이, 결정된 임계값의 아래에 있도록 좌 또는 우 뷰 중 하나를 뷰 보간으로 대체하기 위한 수단(9)을 포함한다.
한 실시예에 따르면, 본 디바이스는 2D/3D 호환성 모드를 가능하게 하는 명령을 포함하는 원격 제어 유닛을 포함한다.
우선적으로, 2D/3D 호환성 모드를 가능하게 하는 가압 버튼, 또는 최소 값으로부터 최대 값으로의 디스패러티의 조정을 가능하게 하는 배리에이터(variator)이다.
본 개시사항의 상기 및 다른 양상들, 특징들, 및 장점들이 설명될 것이며, 또는 이들은 첨부 도면들과 연계되어 읽혀질 다음의 상세한, 그렇지만 비 제한적인 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명을 통해, 시청자에 의해 멀리서 시청될 인커밍 비디오 신호로부터 좌 및 우 뷰들을 포함하는 3D 이미지를 한정된 사이즈(SS)의 디스플레이 스크린에 생성할 수 있다.
도 1은 생리학적 쌍안 깊이 큐를 도시하는 도면.
도 2는 인지된 깊이와, 스테레오 쌍의 좌 및 우 안 이미지들 사이의 패럴렉스 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 3은 디스패러티-보상된 보간(2D 뷰)을 도시하는 도면.
도 4는 디스패러티-보상된 보간(1D 뷰)을 도시하는 도면.
도 5는 뷰들 J 및 K 모두로부터 뷰 H의 디스패러티-보상된 보간을 도시하는 도면.
도 6은 J의 디스패러티 맵에 대한 뷰 H로의 투영을 도시하는 도면.
도 7은 두-뷰 획득 시스템 및 중간의 보간된 뷰들을 도시하는 도면.
도 8은 원격 제어기의 새로운 버튼을 도시하는 도면.
도 9는 디스패러티 맵 분석을 통해 제1 실시예를 표현하는 도면.
도 10은 디스패러티 맵 추출을 표현하는 도면.
도 11은 디스패러티 분석을 표현하는 도면.
도 12는 디스플레이 사이즈와 시청 거리와 디스패러티 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 13은 디스패러티 각도를 도시하는 도면.
도 14는 뷰 보간이 요구되는 경우와 요구되지 않는 경우에 대한 실례를 도시하는 도면.
본 발명의 양상에 따르면, 스테레오 컨텐츠는 자동으로 생성될 것이며, 여기서 2D와 3D 모두가 호환 가능하다. 호환성에 관하여, 본 발명은 이것이 안경을 쓰고서도 시청 가능하고 안경을 쓰지 않고서도 시청 가능하다는 것을 의미한다. 그리고 나서, 3D 스크린에서, 안경을 쓰지 않고서, 화상은 거의 2D 화상인 것처럼 보일 것이다. 거의 디스패러티가 존재하지 않으며, 따라서 2D에서의 화상 해상도는 그렇게 많이 감소되지 않는다. 이는 여전히 올바른 2D 컨텐츠로서 수용될 수 있다. 다른 한편으로 안경을 쓰고서, 본 발명은 여전히 남아있는 깊이를 인지하고, 이에 따라 3D 효과를 즐기는 것이 가능하다. 전형적으로 동일한 공간에서, 일부 사람들은 안경을 쓰는 것을 수용할 것이지만, 다른 사람들은 그렇지 않을 것이다. 이들은 동일 컨텐츠를 즐길 수 있으며, 이들 중 하나는 매우 완전한 해상도로 2D 컨텐츠를 보며, 다른 하나는 안경을 쓰고 깊이 정보를 인지한다.
2D/3D 호환성을 달성하기 위해, 뷰 보간 프로세싱은 우리가 적절한(right) 디스패러티 레벨에 있음을 보장하도록 적용되어야 한다. 인커밍 뷰들에 관련된 보간된 뷰의 위치 지정은 여러 파라미터들에 의해 결정될 것이다:
- 디스플레이 스크린의 사이즈
- 시청자와 디스플레이 스크린 사이의 거리
- 인커밍 비디오의 디스패러티 값들의 범위
3D 효과를 인지하기 위해 안경을 쓰는 시청자들과, 안경을 쓰지 않는 시청자들 모두에 의해 3D 컨텐츠가 시청되게 하는 적절한 레벨에 뷰 보간을 항상 있게 하기 위해, 이들 파라미터들은 연속적인 방식으로 분석되어야 한다. 다음의 절들은 본 발명의 상이한 실시예들을 설명한다.
3D 이미지의 임의의 주어진 픽셀의 깊이 정보는 이러한 3D 이미지의 좌-안 뷰 및 우-안 뷰 사이에 있는 이러한 픽셀의 수평 이동(shift)에 대응하는 디스패러티 값에 의해 렌더링된다. 조밀한(dense) 디스패러티 맵 덕분에, 인커밍 스테레오 뷰들 사이에 있는 임의의 중간 뷰를 보간하는 것이 가능하다. 뷰 보간은 높은 값(1에 가까움)으로부터 매우 낮은 값(0에 가까움)으로 변할 수 있는 거리에 위치될 것이다. 좌 뷰와, 좌 뷰로부터 멀지 않은 보간된 뷰를 사용한 경우, 양 뷰들 사이에서 발견할 수 있는 디스패러티의 글로벌 레벨은 낮을 것이다. 도 7에서, 뷰들 8 및 7이 좌 및 우-안 화상들로서 사용되는 경우, 디스패러티는 뷰들 8 및 1과 비교하여 7로 나누어질 것이다. 디스패러티가 인커밍 뷰들 8 및 1 내의 35 픽셀들인 경우, 이는 뷰들 8 및 7 사이에 5일뿐이다.
본 발명의 한 양상에 따르면, 새로운 버튼은 이러한 2D/3D 호환성을 가능하게 하기 위한 원격 제어기에 생성된다.
도 8은 이러한 새로운 버튼을 도시한다. 버튼이 가압될 때, 2D/3D 호환성 모드가 인에이블링된다. 이는 버튼 위에 새로운 가압이 가해지는 즉시 디스에이블링될 것이다. 2D/3D 호환성 모드가 ON일 때, 시청자들이 이러한 모드에 있다는 것을 이들에게 상기시키기 위해, 스크린에 그래픽을 디스플레이하는 것은 흥미로울 수 있다. 이는 "2D/3D ON" 메시지와 같을 수 있다.
에러! 레퍼런스 소스가 발견되지 않음은 본 발명에 대응하는 전체적인 데이터 흐름을 도시한다.
블록 3으로 나타내어지는 디스패러티 맵 추출은 블록 1 및 블록 2로 나타내어지는 좌 및 우 뷰들 모두를 사용하는 것이며, 이는 도 10으로 도시된 디스패러티 값들을 나타내는 그레이 레벨 화상을 생성한다. 이러한 프로세싱은 아마도 포스트-프로덕션에서 수행되며 컨텐츠와 함께 전송된다. 계산 자원들이 존재하는 경우, 이는 수신기 측에서 또한 수행될 수 있다.
도 9의 블록 4로 나타내어지는 디스패러티 맵 분석은 깊이의 적절한 레벨의 정의가 2D/3D 호환성을 보장하는 것을 돕도록 디스패러티의 통계 값들을 전달하는 것이다. 도 11에 도시되는 바와 같이, 하나의 잠재적인 결과는 맵 내의 디스패러티 값들의 히스토그램이다. 이 히스토그램은 블록 1 및 블록 2로 나타내어지는 좌 뷰 및 우 뷰의 쌍과 연관된 디스패러티 값들의 범위를 도시하며, 이는 2D/3D 호환성을 달성하도록 요구되는, 블록 8로 나타내어지는 깊이 조정의 레벨을 평가하도록 사용될 것이다.
기본적으로 시청 조건들을 얻도록 요구되는 정보는, 예컨대 스크린의 사이즈이며 도 9의 블록 5로 나타내어지는 디스플레이 특성들과, 시청자와 디스플레이 스크린 사이의 블록 6으로 나타내어지는 시청 거리이다. 도 12에서 도시되는 바와 같이, 디스플레이 스크린의 사이즈, 시청 거리, 및 스크린상의 디스패러티 값의 인지 사이의 관계가 존재한다. 주어진 거리에 대해, 디스패러티는 25인치 디스플레이 스크린에 비교하여 50인치 디스플레이 스크린만큼의 2배의 크기로 나타날 것이다. 다른 한편으로, 50인치 디스플레이 스크린에서의 디스패러티는 시청 거리가 감소되는 경우, 보다 크게 나타날 것이다. 디스패러티의 레벨은 이들 시청 조건들과 직접 관련된다.
이러한 정보를 얻는 것은 중요한 파라미터들이며, 이들 파라미터들은 사용자가 자신의 디스플레이 장비를 셋업할 때에 사용자에 의해 채워질 것이다. 2D/3D 호환성 모드로의 전환(commutation)이 셋톱 박스(STB)에서 일어나는 것으로 가정되기 때문에, 디스플레이 스크린의 사이즈는 반드시 알려지지는 않는다. STB와 디스플레이 사이의 고-해상도 멀티미디어 인터페이스( HDMI )는 디스플레이 디바이스로부터 시청자에게 디스플레이 스크린 사이즈 및 스크린 해상도에 관한 정보를 제공할 수 있다. 여하튼 사용자가 이러한 정보, 및 본 시스템을 파라미터화하기 위한 시청 조건을 입력하는 것이 가능해야 한다. 시청자가 정보를 채우지 않은 시스템에 대해서는 디폴트 값이 이용 가능할 것이다. 이 디폴트 값은 디스플레이 스크린의 평균 사이즈 및 평균 시청 거리에 기초할 것이다.
2D/3D 호환성 모드는 도 9의 블록 4로 나타내어지는 디스패러티 맵 분석과, 블록 7로 나타내어지는 시청 조건들로 인해 결정될 것이다. 블록 8로 나타내어지는 2D/3D 호환성을 보장하도록 결정된 뷰 보간 레벨은, 안경을 쓰지않고 올바른 2D 화상을 보장하지만 안경을 쓰고서는 상당한 3D 효과를 여전히 보장할 수 있는 레벨이다. 제한은 블록 9로 나타내어지는 뷰 보간이 우리가 안경을 쓰지않고 2D 모드로서 수용할 수 있는 레벨에 도달하도록 적용되는 것을 보장하는 것이다.
이 레벨은 도 13에 도시되는 각도(α)에 대응한다.
각도(α)와 디스패러티 사이의 관계는:
Disp = tgα * D이다.
cm 단위의 디스패러티 값 "Disp"과, 픽셀 단위의 디스패러티 값 "Nb_pix_disp" 사이의 관계는 픽셀들의 전체 개수 "Nb_pixel_tot" 및 스크린 사이즈(SS)에 대응하는 주어진 스크린 수평 해상도에 대해 표현된다:
Nb_pix_disp = Disp * Nb_pix_tot/SS
또는
Nb_pix_disp = tgα * D * Nb_pixel_tot/SS
여기서, tgα는 사용자 경험에 의해 고정되는 파라미터이며, 만족하는 값은, 예를 들어 1m 수평 사이즈를 갖는 1920 픽셀 디스플레이 상에서의 2m인 5 픽셀에 대응하는 0.0013이다.
이제 tgα가 주어진 경우, 현재의 시청 조건에서 "Nb_pix_disp"를 계산하는 것이 가능하다. 이 값은 디스패러티 맵 분석에 의해 제공된 히스토그램과 비교되어야 할 것이다.
도 14에 의해 도시되는 두 개의 경우들이 발생할 수 있다:
● 디스패러티 맵에서 계산된 디스패러티의 낮은 퍼센테이지(즉, 5%)보다 더 낮은 퍼센테이지는 "Nb_pix_disp" 값을 넘는다. 이는 전역적으로 컨텐츠 내의 디스패러티 레벨이 2D/3D 성능(capability)을 보장하기에 이미 충분히 낮다는 것을 의미한다. 그리고 나서는, 아무것도 수행될 필요가 없으며, 어떤 뷰 보간도 적용되지 않는다.
● 디스패러티 맵에서 계산된 디스패러티의 낮은 퍼센테이지(즉, 5%)보다 더 높은 퍼센테이지는 "Nb_pix_disp" 값을 넘는다. 이는 전역적으로 컨텐츠 내의 디스패러티 레벨이 2D/3D 성능을 보장하기에 이미 충분히 낮지 않다는 것을 의미한다. 상이한 디스패러티 값들에 대응하는 상이한 뷰 보간들 중에서 하나의 뷰 보간은, 컨텐츠의 디스패러티를 전역적으로 감소시키고 5%의 낮은 퍼센테이지 아래의 끝에 존재할 것임을 보장하도록 적용된다.
뷰 보간의 레벨을 결정하기 위한 다른 전략들이 적용될 수 있다.
● 예를 들어, 95%의 단순한 임계치를 대신하여, 높은 디스패러티를 다루기 위해 보다 많은 복소 가중치 접근법이 사용될 수 있다. 본 개념은 비용을 디스패러티 값에 연관시키는 것일 수 있으며; 비용은 디스패러티(절대 값)의 레벨에 따라 보다 더 높다. 따라서, 요약하자면, 이러한 비용과 연관된 히스토그램의 계산은 임계치와 비교되어야 하는 전역적 디스패러티-비용 값(global disparity-cost value)을 제공한다. 뷰 보간은 디스패러티-비용 값/임계치 비율에 의존하는 레벨에 따라 적용된다.
● 또 다른 접근법은 이 뷰 보간 레벨에 대해 한 프로그램을 전체로서 고려할 것이다. 이 레벨이 프레임 단위 기반으로 수정되는 경우, 일부 교란 효과(disturbing effect)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 배우가 스크린에 점차적으로 팝-아웃되는 경우, 뷰 보간 레벨은 기묘한 효과(strange effect)를 이끄는 조정(coordination)으로 전개될 것이다. 임계치에 도달하자마자, 배우는 주어진 깊이로 제한될 것이며, 이는 장면과 일치하지 않을 것이다. 본 발명이 제안하는 것은 이러한 장면 동안에 도달할 최대의 깊이에 대응하는 장면에 대해 전역적 파라미터를 사용하는 것이다. 본 발명과 함께 정의되는 뷰 보간 레벨은 이 파라미터에 또한 의존할 것이다. 히스토그램 분석과 장면 파라미터의 결합은 장면의 끝을 알고 있는 깊이의 감소를 예상하는 것을 도울 것이다.
디스플레이 디바이스는 3DTV에서 안경을 쓰거나 쓰지 않고서 시청 가능한 새로운 스테레오 컨텐츠를 인커밍 스테레오 컨텐츠로부터 자동으로 생성하기 위해 셋톱 박스(STB)의 원격 제어기 상의 새로운 기능을 제공한다. 이러한 새로운 컨텐츠는 뷰 보간 시스템으로 인해 생성된다. 이는 컨텐츠로부터 추출된 디스패러티 정보와, 좌 및 우 모두의 인커밍 뷰들을 사용한다. 이는 또한 적용될 뷰 보간을 결정하기 위해 시청 조건을 사용한다. 최후에 획득된 깊이의 한계는 단지, 안경을 쓰지 않는 사람들을 위해 양호한 2D 경험을 보장하지만 안경을 쓰는 사람들을 위해 여전히 3D 효과를 보장하도록 수용된 한계에 존재한다.
1: 좌 뷰 2: 우 뷰
4: 디스패러티 맵 편집 수단 5: 디스플레이 스크린
6: 2D 및 3D 호환성 레벨을 획득하기 위해 측정된 거리
7: 디스플레이 임계값 결정 수단
8: 디스패러티 맵의 디스패러티 값들을 분석하기 위한 수단
9: 좌 뷰 또는 우 뷰 중 하나를 뷰 보간을 대체하기 위한 수단

Claims (11)

  1. 시청자에 의해 시청될 좌 및 우 뷰를 포함하는 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법에 있어서,
    - 시청자에 대한 상기 3D 이미지의 3D 인지(perception)와 2D 인지 사이의 미리 결정된 호환성 레벨을 달성하도록 적응된 디스패러티 임계값을 결정하는 단계;
    - 좌 및 우 뷰들을 비교함으로써, 상기 3D 이미지의 픽셀들의 디스패러티 값들을 추출하는 단계;
    - 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 추출된 디스패러티 값들의 퍼센테이지를 계산하는 단계; 및
    - 계산된 퍼센테이지가 2D/3D 인지를 위해 수용 가능한 것으로 결정된 한계(limit)를 넘는 경우, 계산된 퍼센테이지가 결정된 한계의 아래에 있도록 좌 또는 우 뷰 중 하나를 좌 또는 우 뷰의 뷰 보간(view interpolation)에 의해 각각 획득되는 중간 뷰(intermediate view)로 대체하는 단계
    를 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 뷰 보간은 대응하는 좌 또는 우 뷰를 갖는 중간 뷰의 디스패러티가 좌 및 우 뷰들 사이의 초기 디스패러티의 부분이도록 생성되는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 결정된 임계값을 넘는 디스패러티 값들의 퍼센테이지를 계산하는 단계는 디스패러티 맵의 디스패러티 값들의 히스토그램 분석으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 결정된 임계값을 넘는 추출된 디스패러티 값들의 퍼센테이지를 계산하는 단계는 대응하는 디스패러티 맵의 디스패러티 값들에 대한 히스토그램 분석의 결합으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서, 결정된 임계값을 넘는 추출된 디스패러티 값들의 퍼센테이지를 계산하는 단계는 적어도 이미지에 대한 장면 동안 이미지의 최대 깊이 값에 관련된 장면 파라미터와, 대응하는 디스패러티 맵의 디스패러티 값들에 대한 히스토그램 분석의 결합으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서, 수용 가능한 것으로 결정된 한계는 5%의 한계에 대응하는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  7. 제2항에 있어서, 수용 가능한 것으로 결정된 한계는 디스패러티 값과 연관된 비용(cost)에 의존하는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 한정된 사이즈의 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 방법.
  8. 시청자에 의해 시청될 인커밍 비디오 신호로부터 좌 뷰 및 우 뷰를 포함하는 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스에 있어서,
    - 시청자에 대한 상기 3D 이미지의 3D 인지와 2D 인지 사이의 미리 결정된 호환성 레벨을 달성하도록 적응된 디스패러티 임계값을 결정하기 위한 수단(7);
    - 좌 및 우 뷰들을 비교함으로써, 상기 3D 이미지의 픽셀들의 디스패러티 값들을 추출하기 위한 수단(4);
    - 결정된 디스패러티 임계값을 넘는 추출된 디스패러티 값들의 퍼센테이지를 계산하기 위한 수단(8); 및
    - 계산된 퍼센테이지가 2D/3D 인지를 위해 수용 가능한 것으로 결정된 한계 아래에 있도록 좌 또는 우 뷰 중 하나를 좌 또는 우 뷰의 뷰 보간에 의해 각각 획득되는 중간 뷰로 대체하기 위한 수단(9)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 2D/3D 호환성 모드를 가능하게 하는 명령을 포함하는 원격 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 명령은 2D/3D 호환성 모드를 가능하게 하는 가압 버튼인 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스.
  11. 제9항에 있어서, 명령은 최소 값으로부터 최대 값으로의 디스패러티의 조정을 가능하게 하는 배리에이터(variator)인 것을 특징으로 하는, 3D 이미지를 결정된 사이즈의 한정된 디스플레이 스크린에 생성하기 위한 디바이스.
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