KR20140046563A - 디스플레이의 방향을 고려하여 영상 렌더링을 수행하는 영상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

디스플레이의 방향을 고려하여 영상 렌더링을 수행하는 영상 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이의 방향을 고려하여 영상 렌더링을 수행하는 영상 처리 장치 및 방법이 개시된다. 영상 처리 장치는 사용자의 눈에 대응하는 공간 정보에 기초하여 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 디스플레이 모드 판단부; 및 상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 렌더링부를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이의 방향을 고려하여 영상 렌더링을 수행하는 영상 처리 장치 및 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING IMAGE RENDERING BASED ON DIRECTION OF DISPLAY}
이하의 일실시예들은 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 디스플레이의 방향을 고려하여 영상 렌더링을 수행할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
입체 영상을 표현하는 방법으로서 사용자의 좌안 및 우안에 보여지는 영상의 차이를 이용하는 방법이 있다. 종래의 경우에는, 사용자가 수평 방향의 디스플레이를 통해 표시된 컨텐츠를 시청하는 경우에, 입체 영상을 표현하는 방식이 제안되었다. 하지만, 모바일 디스플레이 또는 모니터와 같이 디스플레이가 소형화되고 다양한 방식으로 배치됨으로써, 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향의 디스플레이를 통해 표시된 컨텐츠를 시청하는 경우도 발생하였다. 즉, 사용자가 임의로 디스플레이를 90도로 회전시켜 수평 방향 또는 수직 방향으로 시청할 수 있다. 만약, 수평 방향의 디스플레이를 통해 시차 영상만 제공할 수 있는 경우, 디스플레이가 수직 방향으로 회전하면 정상적인 3차원 입체 영상을 표현하기 어려울 수 있다.
이와 같이, 디스플레이가 수평 방향 또는 수직 방향으로 전환되는 경우, 사용자의 좌안 및 우안에 보여지는 시차 영상을 보다 정확하게 제공할 수 있는 방법이 요구된다.
일실시예에 따른 영상 처리 장치는 사용자의 눈에 대응하는 공간 정보에 기초하여 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 디스플레이 모드 판단부; 및 상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 렌더링부를 포함할 수 있다.
상기 영상 처리 장치에서 상기 디스플레이 모드 판단부는, 상기 사용자의 눈의 방향 또는 위치에 대응하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 판단할 수 있다.
상기 영상 처리 장치에서 상기 디스플레이 모드 판단부는, 상기 사용자의 좌안과 우안에 기초한 방향 벡터를 상기 디스플레이에 투영했을 때의 각도를 이용하여 상기 디스플레이의 표현 모드를 판단할 수 있다.
상기 영상 처리 장치에서 영상 렌더링부는 상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 좌안 또는 우안에 서로 다른 영상을 표현할 수 있도록 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정할 수 있다.
상기 영상 처리 장치에서 영상 렌더링부는 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 눈 정보 수집부; 및 상기 눈 정보를 이용하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소를 조절하는 광학 요소 조절부를 포함할 수 있다.
상기 영상 처리 장치에서 광학 요소 조절부는, 상기 사용자의 눈 정보에 포함된 눈의 위치 또는 방향에 기초하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 결정하고, 상기 표현 모드에 기초하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 영상 처리 장치는 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 눈 정보 수집부; 상기 눈 정보에 기초하여 컨텐츠를 렌더링하기 위한 시인성 정보를 추출하는 시인성 정보 추출부; 및 상기 시인성 정보를 이용하여 상기 사용자의 눈 정보에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 렌더링부를 포함할 수 있다.
상기 영상 처리 장치의 상기 시인성 정보 추출부는, 상기 사용자의 눈 정보에 따라 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 결정하고, 상기 광학 요소의 방향을 이용하여 시인성 정보를 추출할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 제3 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 라이트필드 디스플레이를 도시한 도면이다.
도 5는 수평 방향의 디스플레이에 대해 패럴랙스 배리어의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 수직 방향의 디스플레이에 대해 패럴랙스 배리어의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 수평 방향의 디스플레이에 대해 렌티큘러 렌즈의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 수직 방향의 디스플레이에 대해 렌티큘러 렌즈의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 수평 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 렌티큘러 렌즈에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 수직 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 렌티큘러 렌즈에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 수평 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 패럴랙스 배리어에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 수직 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 패럴랙스 배리어에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 카메라를 이용하여 눈의 정보를 검출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 14는 눈의 정보를 이용하여 디스플레이의 수평 또는 수직 방향을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 일실시예에서 영상 처리 장치는 디스플레이가 구비된 PC, TV 등에 포함될 수 있으며, 디스플레이를 제어할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 영상 처리 장치(100)는 디스플레이 모드 판단부(101) 및 영상 렌더링부(102)를 포함할 수 있다.
디스플레이 모드 판단부(101)는 사용자의 눈에 대응하는 공간 정보에 기초하여 디스플레이의 표현 모드를 판단할 수 있다. 여기서, 공간 정보는 사용자의 좌안 또는 우안의 3차원 공간 상의 데이터를 의미할 수 있다. 디스플레이 모드 판단부(101)는 사용자의 눈의 방향 또는 위치에 대응하여 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 디스플레이는 사용자의 조작에 따라 사용자를 기준으로 수평 방향 또는 수직 방향으로 회전할 수 있다. 이와 같은 디스플레이 모드 판단부(101)는 사용자의 눈의 방향 또는 위치를 이용하여 디스플레이의 회전 상태를 나타내는 디스플레이의 표현 모드를 판단할 수 있다.
영상 렌더링부(102)는 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링할 수 있다. 영상 렌더링부(102)는 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 사용자의 좌안 또는 우안에 서로 다른 영상을 표현할 수 있도록 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정할 수 있다.
일례로, 영상 렌더링부(102)는 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 디스플레이의 시청 각도별 시인성 정보를 결정할 수 있다. 그러면, 영상 렌더링부(102)는 디스플레이의 시청 각도별 시인성 정보를 이용하여 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정할 수 있다.
일례로, 영상 렌더링부(102)는 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하여 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링할 수 있다. 일실시예에서, 디스플레이는 무안경식 방식에 따라 입체 영상을 표현할 수 있다. 일례로, 디스플레이는 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 또는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)와 같은 광학 요소를 이용하여 사용자의 좌안 및 우안에 표현되는 영상을 특정 공간에서 볼 수 있도록 한다. 영상 렌더링부(102)는 디스플레이의 표현 모드에 따라 광학 요소의 방향을 전환할 수 있다.
도 2는 제2 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 영상 처리 장치(200)는 눈 정보 수집부(201) 및 광학 요소 조절부(202)를 포함할 수 있다.
눈 정보 수집부(201)는 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 사용자의 눈 정보는 3차원 공간 상에서 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향을 포함할 수 있다. 사용자의 눈 정보는 디스플레이에 포함된 센서를 이용하여 수집될 수 있다.
광학 요소 조절부(202)는 눈 정보를 이용하여 디스플레이와 연결된 광학 요소를 조절할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 디스플레이가 무안경식 방식에 따라 입체 영상을 표현할 수 있는 경우, 광학 요소는 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 등을 포함할 수 있다.
일례로, 광학 요소 조절부(202)는 사용자의 눈 정보에 포함된 눈의 위치 또는 방향에 기초하여 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 결정할 수 있다. 그리고, 광학 요소 조절부(202)는 표현 모드에 기초하여 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환할 수 있다. 광학 요소의 방향이 전환되면, 광학 요소에 설정된 시인성 정보도 변경될 수 있다. 그러면, 디스플레이는 변경된 시인성 정보에 따라 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정할 수 있다.
도 3은 제3 실시예에 따른 영상 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 영상 처리 장치(300)는 눈 정보 수집부(301), 시인성 정보 추출부(302) 및 영상 렌더링부(303)를 포함할 수 있다.
눈 정보 수집부(301)는 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 사용자의 눈 정보는 3차원 공간 상에서 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향을 포함할 수 있다.
시인성 정보 추출부(302)는 눈 정보에 기초하여 컨텐츠를 렌더링하기 위한 시인성 정보를 추출할 수 있다. 일례로, 시인성 정보 추출부(302)는 사용자의 눈 정보에 따라 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 결정할 수 있다. 여기서, 광학 요소는 일정 각도에 따라 기울어질 수 있다. 그리고, 시인성 정보 추출부(302)는 광학 요소의 방향을 이용하여 시인성 정보를 추출할 수 있다.
영상 렌더링부(303)는 시인성 정보를 이용하여 사용자의 눈 정보에 대응하는 영상을 렌더링할 수 있다.
도 4는 라이트필드 디스플레이를 도시한 도면이다.
일실시예에서, 영상 처리 장치(407)는 3차원 공간 상에서 디스플레이(402)를 통해 표현되는 컨텐츠를 시청하는 사용자의 좌안(405) 및 우안(406)의 위치 또는 방향을 감지할 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치(407)는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라 사용자를 기준으로 디스플레이(402)의 방향을 판단할 수 있다. 영상 처리 장치(407)는 디스플레이(402)가 90도로 회전하여 수평 방향 또는 수직 방향으로 전환된 경우에도 사용자의 좌안(405)에 대응하는 영상(403) 및 우안(406)에 대응하는 영상(404)을 렌더링할 수 있다. 결국, 영상 처리 장치(407)는 디스플레이(402)의 수직 방향 또는 수평 방향에 무관하게 3차원 영상을 표현함으로써 사용자가 우수한 품질의 3차원 영상을 시청할 수 있도록 한다.
영상 처리 장치(407)는 센서(401)를 통해 사용자의 좌안(405) 및 우안(406)의 위치 또는 방향을 감지할 수 있다. 일실시예에서, 디스플레이(402)는 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 등을 이용하여 사용자의 좌안(405) 및 우안(406)에 서로 다른 영상을 표시할 수 있다. 그리고, 디스플레이(402)에서 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈는 일정 각도로 기울어질 수 있다. 또한, 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈는 수직 또는 수평 방향으로 전환될 수 있다.
일실시예에서, 디스플레이(402)의 부화소(sub pixel)와 관련하여, 사용자의 좌안(405) 및 우안(406)의 시청 방향과 상기 시청 방향에 대응하는 밝기값이 결정된다. 그러면, 사용자의 시청 방향에 기초한 밝기값을 이용하여 각 프라이머리 컬러인 레드(R), 그린(G), 블루(B)별로 응답 밝기가 정규화된 시인성 정보가 미리 생성될 수 있다.
영상 처리 장치(407)는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라, 디스플레이가 수직 방향 또는 수평 방향 중 어느 하나의 방향으로 되어있는 지를 나타내는 디스플레이(402)의 표현 모드를 판단할 수 있다. 그리고, 영상 처리 장치(407)는 디스플레이(402)의 표현 모드에 따라 미리 생성된 시인성 정보를 이용하여 사용자의 좌안 및 우안 각각에 서로 다른 영상을 클리어하게 보여줄 수 있는 부화소의 신호 조합을 계산하여 디스플레이(402)에 적용할 수 있다.
도 5는 수평 방향의 디스플레이에 대해 패럴랙스 배리어의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 디스플레이(502)의 표현 모드가 수평 방향일 때, 영상 처리 장치는 패럴랙스 배리어(501)의 방향을 수평 방향으로 전환할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 디스플레이(502)의 표현 모드는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라 결정될 수 있다. 영상 처리 장치는 디스플레이(502)의 표현 모드에 따라 패럴랙스 배리어(501)의 방향을 전환함으로써 사용자의 눈에 대응하는 3D 영상 렌더링을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치는 수평 방향으로 전환된 패럴랙스 배리어(501)에 대응하는 시인성 정보를 이용하여 디스플레이(502)에 포함된 부화소의 화소값을 결정할 수 있다. 패럴랙스 배리어(501)에 대응하는 시인성 정보는 패럴랙스 배리어(501)의 방향에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 수직 방향의 디스플레이에 대해 패럴랙스 배리어의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 디스플레이(602)의 표현 모드가 수직 방향일 때, 영상 처리 장치는 패럴랙스 배리어(601)의 방향을 수직 방향으로 전환할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 디스플레이(602)의 표현 모드는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라 결정될 수 있다. 영상 처리 장치는 디스플레이(602)의 표현 모드에 따라 패럴랙스 배리어(601)의 방향을 전환함으로써 사용자의 눈에 대응하는 3D 영상 렌더링을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치는 수직 방향으로 전환된 패럴랙스 배리어(601)에 대응하는 시인성 정보를 이용하여 디스플레이(602)에 포함된 부화소의 화소값을 결정할 수 있다. 패럴랙스 배리어(601)에 대응하는 시인성 정보는 패럴랙스 배리어(601)의 방향에 따라 달라질 수 있다.
도 7은 수평 방향의 디스플레이에 대해 렌티큘러 렌즈의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 디스플레이(702)의 표현 모드가 수평 방향일 때, 영상 처리 장치는 렌티큘러 렌즈(701)의 방향을 수평 방향으로 전환할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 디스플레이(702)의 표현 모드는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라 결정될 수 있다. 영상 처리 장치는 디스플레이(702)의 표현 모드에 따라 렌티큘러 렌즈(701)의 방향을 전환함으로써 사용자의 눈에 대응하는 3D 영상 렌더링을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치는 수평 방향으로 전환된 렌티큘러 렌즈(701)에 대응하는 시인성 정보를 이용하여 디스플레이(702)에 포함된 부화소의 화소값을 결정할 수 있다. 렌티큘러 렌즈(701)에 대응하는 시인성 정보는 렌티큘러 렌즈(701)의 방향에 따라 달라질 수 있다.
도 8은 수직 방향의 디스플레이에 대해 렌티큘러 렌즈의 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 디스플레이(802)의 표현 모드가 수직 방향일 때, 영상 처리 장치는 렌티큘러 렌즈(801)의 방향을 수직 방향으로 전환할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 디스플레이(802)의 표현 모드는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 따라 결정될 수 있다. 영상 처리 장치는 디스플레이(802)의 표현 모드에 따라 렌티큘러 렌즈(801)의 방향을 전환함으로써 사용자의 눈에 대응하는 3D 영상 렌더링을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치는 수직 방향으로 전환된 렌티큘러 렌즈(801)에 대응하는 시인성 정보를 이용하여 디스플레이(802)에 포함된 부화소의 화소값을 결정할 수 있다. 렌티큘러 렌즈(801)에 대응하는 시인성 정보는 렌티큘러 렌즈(801)의 방향에 따라 달라질 수 있다.
도 9는 수평 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 렌티큘러 렌즈에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 9의 경우, 사용자를 기준으로 디스플레이(902)가 수평 방향으로 표시될 때를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 렌티큘러 렌즈(901)는 일정 각도로 기울어질(slanted) 수 있다. 도 7과 마찬가지로, 영상 처리 장치는 디스플레이(902)의 표현 모드에 따라 렌티큘러 렌즈(901)와 관련된 시인성 정보를 도출할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 디스플레이(902)의 표현 모드는 수평 방향을 나타낸다. 기울어진 렌티큘러 렌즈(901)는 사용자의 수평/수직 방향의 관측상황에 따라 서로 다른 시인성 정보를 가질 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치는 도출된 시인성 정보에 기초하여 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 대응하는 3차원 영상을 렌더링할 수 있다.
도 10은 수직 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 렌티큘러 렌즈에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 10의 경우, 사용자를 기준으로 디스플레이(1002)가 수직 방향으로 표시될 때를 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 렌티큘러 렌즈(1001)는 일정 각도로 기울어질(slanted) 수 있다. 도 8과 마찬가지로, 영상 처리 장치는 디스플레이(1002)의 표현 모드에 따라 렌티큘러 렌즈(1001)와 관련된 시인성 정보를 도출할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 디스플레이(1002)의 표현 모드는 수직 방향을 나타낸다. 기울어진 렌티큘러 렌즈(1001)는 사용자의 수평/수직 방향의 관측상황에 따라 서로 다른 시인성 정보를 가질 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치는 도출된 시인성 정보에 기초하여 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 대응하는 3차원 영상을 렌더링할 수 있다.
도 11은 수평 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 패럴랙스 배리어에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 11의 경우, 사용자를 기준으로 디스플레이(1102)가 수평 방향으로 표시될 때를 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 패럴랙스 배리어(1101)는 일정 각도로 기울어질(slanted) 수 있다. 도 5와 마찬가지로, 영상 처리 장치는 디스플레이(1102)의 표현 모드에 따라 패럴랙스 배리어(1101)와 관련된 시인성 정보를 도출할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 디스플레이(1102)의 표현 모드는 수평 방향을 나타낸다. 기울어진 패럴랙스 배리어(1101)는 사용자의 수평/수직 방향의 관측상황에 따라 서로 다른 시인성 정보를 가질 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치는 도출된 시인성 정보에 기초하여 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 대응하는 3차원 영상을 렌더링할 수 있다.
도 12는 수직 방향의 디스플레이에 대해 기울어진 패럴랙스 배리어에 대해 영상 표시 방향을 전환하는 일례를 도시한 도면이다.
도 12의 경우, 사용자를 기준으로 디스플레이(1202)가 수직 방향으로 표시될 때를 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, 패럴랙스 배리어(1201)는 일정 각도로 기울어질(slanted) 수 있다. 도 6과 마찬가지로, 영상 처리 장치는 디스플레이(1202)의 표현 모드에 따라 패럴랙스 배리어(1201)와 관련된 시인성 정보를 도출할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 디스플레이(1202)의 표현 모드는 수직 방향을 나타낸다. 기울어진 렌티큘러 렌즈(1201)는 사용자의 수평/수직 방향의 관측상황에 따라 서로 다른 시인성 정보를 가질 수 있다. 그러면, 영상 처리 장치는 도출된 시인성 정보에 기초하여 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 대응하는 3차원 영상을 렌더링할 수 있다.
도 13은 카메라를 이용하여 눈의 정보를 검출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 13은 카메라를 이용하여 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향을 검출하는 과정을 나타낸다. 이와 같이 도출된 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향에 기초하여 디스플레이의 수평 방향 또는 수직 방향을 나타내는 디스플레이의 표현 모드를 판단할 수 있다.
영상 처리 장치는 카메라에 캡쳐된 영상으로부터 검출된 눈의 좌표를 이용하여 우안으로부터 좌안으로 향하는 방향 벡터(vRL)를 계산한다. 그러면, 영상 처리 장치는 방향 벡터가 x축 또는 y축과 이루는 각을 이용하여 디스플레이가 수직 방향 또는 수평 방향인지 여부를 나타내는 디스플레이의 표현 모드를 판단할 수 있다.
도 14는 눈의 정보를 이용하여 디스플레이의 수평 또는 수직 방향을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 14는 3차원 상에 위치한 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향을 이용하여 디스플레이의 수평 또는 수직 방향을 판단하는 과정을 나타낸다. 구체적으로, 영상 처리 장치는 사용자의 좌안 및 우안의 3차원 좌표를 이용하여 우안으로부터 좌안으로 향하는 방향 벡터(vRL)를 계산한다. 영상 처리 장치는 방향 벡터를 디스플레이 면과 평행한 면에 투영했을 때, 투영된 방향 벡터가 디스플레이 면의 x축 또는 y축과 이루는 각을 이용하여 디스플레이의 수평 방향 또는 수직 방향을 나타내는 디스플레이의 표현 모드를 결정할 수 있다.
일실시예에 따른 디스플레이가 사용자의 두 눈을 기준으로 수평 방향 또는 수직 방향으로 위치할 경우, 영상 처리 장치는 사용자의 두 눈을 검출하여 디스플레이의 표현 모드에 따라 디스플레이의 광학 요소를 변경할 수 있다. 만약, 디스플레이와 연결된 광학 요소가 기울어진 경우, 영상 처리 장치는 기울어진 방향에 따라 다른 시인성 정보를 이용하여 사용자의 두 눈에 대해 적절한 영상을 제공할 수 있다. 결국, 영상 처리 장치는 디스플레이의 수평 방향 또는 수직 방향에 관계없이 사용자의 두 눈에 깨끗한 입체영상을 제공할 수 있다.
일실시예에서, 90도로 전환될 수 있는 렌티큘러 렌즈 또는 패럴랙스 배리어 등의 광학 요소를 이용하는 다시점 및 1차원 라이트필드 디스플레이가 사용된다. 또는 광학 요소가 기울어진 구조로 되어 있어 수평 방향 또는 수직 방향의 시점 영상 재현이 가능한 다시점 및 1차원 라이트필드 디스플레이가 사용된다. 이와 같은 디스플레이에서 디스플레이와 눈의 상대적인 수평 방향 또는 수직 방향이 변환되었을 경우, 방향의 변환에 대응하여 영상 처리 장치는 사용자의 좌안 및 우안에 적절한 시점 영상을 재현할 수 있다.
구체적으로, 영상 처리 장치는 사용자의 좌안 및 우안의 위치 또는 방향을 감지하여 사용자의 좌안 및 우안에 의도한 영상을 표현할 수 있다. 이를 위해, 영상 처리 장치는 디스플레이가 수평 방향 또는 수직 방향 중 어느 방향으로 컨텐츠를 표현하고 있는 지 여부를 판단할 수 있다. 디스플레이의 표현 모드가 결정되면, 영상 처리 장치는 표현 모드에 따라 디스플레이를 구성하는 부화소의 화소값을 미리 측정하거나 또는 모델링한 디스플레이의 시청 각도별 시인성 정보를 이용하여 결정할 수 있다.
이러한 과정에서 영상 처리 장치는 사용자의 좌안 및 우안에 중요한 영향을 끼치지 않는 부화소들의 화소값을 적절히 낮게 조절하거나 0으로 설정하여 크로스톡으로 발생할 수 있는 성분을 크게 저감시킬 수 있다. 또한, 실시간으로 사용자의 좌안 및 우안의 방향 또는 위치에 대응한 컨텐츠를 표현하여 사용자가 임의의 위치에 있어도 영상 처리 장치는 사용자에게 왜곡없는 입체 영상을 표시할 수 있다.
또한 디스플레이에 렌즈 또는 배리어 등과 같은 광학 요소로 구성된 경우 광학 요소의 특성상 주 영역 외에 주 영역에 인접하여 반복되는 보조영역을 이용하여 해상도 저하를 억제하면서 사용자의 시청 영역을 확보하고, 전후좌우상하의 전방향의 자연스러운 시차를 구현할 수 있다. 결국, 사용자가 수평 방향으로 긴 디스플레이에서 수직 방향로 긴 컨텐츠를 시청하는 경우, 입체영상으로 볼 수 있는 디스플레이의 방향이 정해져 있기 때문에, 디스플레이의 일부만을 이용하거나 영상의 일부만을 볼 수 밖에 없는 비효율을 방지할 수 있어서, 디스플레이를 보다 효율적으로 이용할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 영상 처리 장치
101: 디스플레이 모드 판단부
102: 영상 렌더링부

Claims (19)

  1. 사용자의 눈에 대응하는 공간 정보에 기초하여 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 디스플레이 모드 판단부; 및
    상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 렌더링부
    를 포함하는 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 모드 판단부는,
    상기 사용자의 눈의 방향 또는 위치에 대응하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 판단하는 영상 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 모드 판단부는,
    상기 사용자의 좌안과 우안에 기초한 방향 벡터를 상기 디스플레이에 투영했을 때의 각도를 이용하여 상기 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 영상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상 렌더링부는,
    상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 좌안 또는 우안에 서로 다른 영상을 표현할 수 있도록 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정하는 영상 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상 렌더링부는,
    상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 처리 장치.
  6. 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 눈 정보 수집부; 및
    상기 눈 정보를 이용하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소를 조절하는 광학 요소 조절부
    를 포함하는 영상 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광학 요소 조절부는,
    상기 사용자의 눈 정보에 포함된 눈의 위치 또는 방향에 기초하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 결정하고, 상기 표현 모드에 기초하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하는 영상 처리 장치.
  8. 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 눈 정보 수집부;
    상기 눈 정보에 기초하여 컨텐츠를 렌더링하기 위한 시인성 정보를 추출하는 시인성 정보 추출부; 및
    상기 시인성 정보를 이용하여 상기 사용자의 눈 정보에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 렌더링부
    를 포함하는 영상 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시인성 정보 추출부는,
    상기 사용자의 눈 정보에 따라 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 결정하고, 상기 광학 요소의 방향을 이용하여 시인성 정보를 추출하는 영상 처리 장치.
  10. 사용자의 눈에 대응하는 공간 정보에 기초하여 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 단계; 및
    상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 단계는,
    상기 사용자의 눈의 방향 또는 위치에 대응하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 판단하는 영상 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 단계는,
    상기 사용자의 좌안과 우안에 기초한 방향 벡터를 상기 디스플레이에 투영했을 때의 각도를 이용하여 상기 디스플레이의 표현 모드를 판단하는 영상 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 디스플레이의 표현 모드에 기초하여 상기 사용자의 좌안 또는 우안에 서로 다른 영상을 표현할 수 있도록 디스플레이의 부화소의 화소값을 결정하는 영상 처리 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 단계는,
    상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하여 상기 사용자의 눈에 대응하는 영상을 렌더링하는 영상 처리 방법.
  15. 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 눈 정보를 이용하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소를 조절하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이와 연결된 광학 요소를 조절하는 단계는,
    상기 사용자의 눈 정보에 포함된 눈의 위치 또는 방향에 기초하여 상기 디스플레이를 수직 또는 수평 방향 중 어느 하나의 표현 모드로 동작하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 표현 모드에 기초하여 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 전환하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  17. 디스플레이에 표현된 컨텐츠를 시청하는 사용자의 눈 정보를 수집하는 단계;
    상기 눈 정보에 기초하여 컨텐츠를 렌더링하기 위한 시인성 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 시인성 정보를 이용하여 상기 사용자의 눈 정보에 대응하는 영상을 렌더링하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시인성 정보를 추출하는 단계는,
    상기 사용자의 눈 정보에 따라 상기 디스플레이와 연결된 광학 요소의 방향을 결정하고, 상기 광학 요소의 방향을 이용하여 시인성 정보를 추출하는 영상 처리 방법.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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