KR20140050804A - 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

입체영상을 시청할 때 발생하는 시각 피로를 최소화할 수 있는 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받는 영상 입력부; 상기 입체 영상을 분석하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상 간의 시차를 추정하고, 상기 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성하는 시차 분석부; 및 상기 입체 영상을 시청하는 시청자가 위치하는 시청 공간의 조도값을 이용하여 상기 시차를 보정하는 시차 보정부를 포함한다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 입체영상을 시청할 때 발생하는 시각 피로를 최소화할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체(또는 3D) 영상 표시 장치는 시청자에게 좌안과 우안의 양안 시차(Binocular Parallax)를 느끼게 함으로써 입체 영상을 시청할 수 있도록 하는 장치이다. 여기서, 양안 시차란 시청자의 좌, 우 눈이 가로 방향으로 약 65mm 떨어져 있기 때문에 같은 물체를 보아도 좌, 우 눈에 비치는 영상이 다르게 되는 현상을 말한다.
상술한 양안 시차를 느끼게 하기 위하여, 입체 영상 표시 장치는 시청자의 좌안과 우안에 서로 다른 영상을 제공한다. 이때, 시청자는 특수 안경 또는 특수 패널 등을 이용하여 좌안으로 좌안 영상만을 보고, 우안으로 우안 영상만을 봄으로써 입체감을 느낄 수 있다.
이러한 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상을 화면(110) 상에 동시에 표시함으로써, 도 1과 같이, 화면 시차(Screen Parallax)가 생긴다. 시청자(120)는 이때 발생되는 화면 시차의 크기에 따라 깊이감의 정도를 다르게 느낄 수 있다.
화면 시차는 좌안 영상 및 우안 영상 내에 대응점 간의 위치 관계에 따라 아래와 같은 세 종류로 나누어 볼 수 있다.
양의 시차(positive parallax)는 우안 영상에서의 대응점이 좌안 영상에서의 대응점보다 오른쪽에 표시되는 것으로 사물(B)이 화면(110) 뒤에 있는 것처럼 지각된다. 음의 시차(negative parallax)는 우안 영상에서의 대응점이 좌안 영상의 대응점과 교차 표시되어 사물(C)이 화면(110)의 앞 쪽에 있는 것처럼 느껴진다. 영의 시차(zero parallax)는 두 영상에서의 대응점이 화면(110) 상 같은 곳에 표시되어 사물(A)이 화면(110) 상에 있는 것처럼 지각된다.
상술한 바와 같이 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상에 상술한 화면 시차를 줌으로써 시청자(120)가 실감나는 영상을 체험할 수 있도록 한다. 그러나, 과도한 화면 시차는 시청자(120)의 시각이 수용할 수 없기 때문에 피로를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시청자에게 실감나는 입체 영상을 제공하는 동시에 과도한 화면 시차에 의한 시각 피로를 최소화할 수 있는 입체 영상 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받는 영상 입력부; 상기 입체 영상을 분석하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상 간의 시차를 추정하고, 상기 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성하는 시차 분석부; 및 상기 입체 영상을 시청하는 시청자가 위치하는 시청 공간의 조도값을 이용하여 상기 시차를 보정하는 시차 보정부를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상과 우안 영상으로 이루어지는 입체 영상이 표시되는 영상 표시 모듈을 포함하여 구성된다. 상기 입체 영상 표시 장치의 구동 방법은 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 분석하여 시차를 획득하는 단계; 상기 획득된 시차를 상기 입체 영상을 시청하는 시청자가 위치하는 시청 공간의 조도값을 이용하여 보정하는 단계; 및 상기 좌안 영상 및 우안 영상이 상기 보정된 시차를 가지도록 상기 입체 영상을 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 시청 공간의 조도에 따라 화면 시차를 조절함으로써 시청자의 시각 피로를 최소로 할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시청 공간의 조도뿐만 아니라 시청자의 시청거리를 고려하여 화면 시차를 조절함으로써 시청자가 피로감 없이 최적의 입체감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 화면 시차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4은 도 3에 도시된 시차 분석부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 시차 분석부에 의해 생성되는 시차맵의 구체적인 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치가 입체 영상을 표시하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 입체 영상뿐만 아니라 평면 영상을 표시할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진다고 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 시점 영상이 3개 이상인 멀티뷰(multi-view)를 구현하는 입체 영상 표시 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시차는 설명의 편의를 위하여 양의 시차, 음의 시차, 영의 시차로 구분하지 않고, 단순히 화면 시차의 크기를 나타낸다. 예컨대, 시차가 3이라는 것은 양의 시차로서 3을 의미할 수도 있고, 음의 시차로서 -3을 의미할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200)는 시청 공간의 조도를 측정하는 조도 센서(210), 입체 영상을 시청하는 시청자(240)를 촬상하는 카메라 모듈(220), 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 입체 영상을 표시하는 영상 표시 모듈(230), 및 영상 표시 모듈(230)에 표시되는 영상을 제어하는 제어 모듈 (300)를 포함한다.
먼저, 영상 표시 모듈(230)은 평면(또는 2D) 영상 표시 모드와 입체(또는 3D) 영상 표시 모드의 변환이 가능한 것으로, 평면 영상 표시 모드에 따라 소정의 평면 영상을 표시하거나, 입체 영상 표시 모드에 따라 좌안 영상과 우안 영상을 분리하여 한 화면에 교번적으로 표시한다.
다음으로, 카메라 모듈(220)은 입체 영상 표시 모드시 영상 표시 모듈(230)에 표시되는 입체 영상을 시청하는 시청자(240)를 촬상하고, 촬상된 시청자 이미지를 제어 모듈(300)에 제공한다.
다음으로, 조도 센서(210)는 조명 또는 태양광으로 인한 조도값을 센싱하고, 센싱된 조도값을 제어 모듈(300)에 제공한다. 이때, 조도 센서(210)는 미리 정해진 주기마다 조도값을 센싱할 수 있다.
도 2에 도시된 조도 센서(210)는 입체 영상 표시 장치(200)에 장착되어 있으나, 다른 일 실시예에서는 외부에 하나 이상이 설치되어 입체 영상 표시 장치(200)에 조도값을 제공할 수도 있다. 이때, 조도 센서(210)는 미리 정해진 주기마다 조도값을 센싱할 수 있고, 센싱된 조도값을 자신의 위치정보와 함께 제어 모듈(300)에 제공할 수 있다.
다음으로, 제어 모듈(300)은 시청공간의 조도값에 따라 이용하여 영상 표시 모듈(230)에 표시되는 영상을 제어한다. 이러한 제어 모듈(300)은 입체 영상 표시 장치(200)가 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 모바일 기기일 경우 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 컨트롤 유닛(MCU), 또는 비디오 처리 모듈로 구현될 수 있고, 입체 영상 표시 장치(200)가 텔레비전 또는 모니터일 경우 스케일러 또는 비디오 카드와 같은 비디오 처리 모듈, 또는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)으로 구현될 수 있다.
한편, 제어 모듈(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 입력부(310), 시차 분석부(320), 조도값 획득부(330), 시차 보정부(340), 및 영상 출력부(350)를 포함한다.
먼저, 영상 입력부(310)는 외부 또는 영상 저장 장치(미도시)로부터 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받아 시차 분석부(320)에 전달한다.
다음으로, 시차 분석부(320)는 영상 입력부(310)에 입력된 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상을 분석하여 시차를 추정하고, 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성한다.
여기서, 시차맵은 같은 장면의 두 영상에서 정합되는 점들을 찾아 이 점들의 차이를 표현한 것으로서, 기준 영상의 각 점이 대응 영상에서 어느 위치에 나타나는지를 나타낸다. 이때, 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나가 기준 영상이 되고, 나머지 하나가 대응 영상이 된다.
도 4는 도 3에 도시된 시차 분석부의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다. 도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 시차 분석부에 의해 생성되는 시차맵의 구체적인 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시차 분석부(320)는 제1 시차맵 생성부(410), 영역 분할부(420), 및 제2 시차맵 생성부(430)를 포함한다.
먼저, 제1 시차맵 생성부(410)는 HBMA(Hierarchical Block Matching Algorithm)을 이용하여 영상 입력부(310)로부터 입력되는 좌안 영상 및 우안 영상에 대한 제1 시차맵을 생성한다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 시차맵 생성부(410)는 HBMA(Hierarchical Block Matching Algorithm)에 따라 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나를 기준 영상으로 정하고, 기준 영상에 일정한 크기의 블럭을 지정한다. 그리고, 제1 시차맵 생성부(410)는 다른 하나의 영상에서 기준 영상과 대응되는 블럭의 좌표를 찾아, 두 영상 간에 블록 위치의 차이를 시차맵으로 표현한다.
이에 따라, 제1 시차맵 생성부(410)는 도 5a에 도시된 좌안 영상 및 도 5b에 도시된 우안 영상이 입력되면, 도 5c와 같은 제1 시차맵을 생성할 수 있다.
다음으로, 영역 분할부(420)는, 도 5d에 도시된 바와 같이, 기준 영상을 복수의 세그먼트 영역들로 분할한다.
다음으로, 제2 시차맵 생성부(430)는 영역 분할부(420)에 의해 분할된 세그먼트 영역을 기준으로 제1 시차맵 생성부(410)에 의해 생성된 제1 시차맵을 평면 피팅하여 제2 시차맵을 생성한다.
도 5e는 도 5d에 도시된 복수의 세그먼트 영역을 기준으로 도 5c에 도시된 제1 시차맵에 대한 평면 피팅을 수행하여 생성된 제2 시차맵을 보여준다.
도 4에 도시된 시차 분석부(320)는 시차 보정부(340)에 제2 시차맵을 제공하는 것으로 도시되어 있으나, 다른 일 실시예에서는 입체 영상의 용량에 따라 제1 또는 제2 시차맵을 시차 보정부(340)에 제공할 수도 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 시차 분석부(320)는 입체 영상의 용량이 일정값 이하면, 제2 시차맵 생성부(430)에 의해 생성된 제2 시차맵을 시차 보정부(340)에 제공한다. 반면, 시차 분석부(320)는 입체 영상의 용량이 일정값을 초과하면, 제1 시차맵 생성부(410)에 의해 생성된 제1 시차맵을 시차 보정부(340)에 제공함으로써 시차 분석 시간을 줄일 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 조도값 획득부(330)는 조도 센서(210)로부터 시청자가 위치하고 있는 시청 공간의 조도값을 획득하여 시차 보정부(340)에 제공한다.
일 실시예에서, 조도값 획득부(330)는 조도 센서(210)로부터 미리 정해진 주기마다 조도값을 획득하여 시차 보정부(340)에 제공할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 조도값 획득부(330)는 조도 센서(210)로부터 획득된 조도값의 변화가 임계값을 초과하는 경우에 해당 조도값을 시차 보정부(340)에 제공할 수도 있다.
한편, 조도값 획득부(330)는 복수의 조도 센서들(210)로부터 조도값을 획득할 수도 있다. 이와 같이 복수의 조도 센서들(210)로부터 조도값을 획득하는 경우, 조도값 획득부(330)는 복수의 조도 센서들(210) 각각으로부터 획득된 조도값을 이용하여 시청 공간의 조도값을 특정할 수 있다.
일 실시예에서, 조도값 획득부(330)는 복수의 조도값들의 평균을 시청 공간의 조도값으로 특정하여 시차 보정부(340)에 제공할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 조도값 획득부(330)는 복수의 조도값들 중 시청자와 가장 가까운 위치에서 획득된 조도값을 시청 공간의 조도값으로 특정하여 시차 보정부(340)에 제공할 수도 있다.
다음으로, 시차 보정부(340)는 조도값 획득부(330)에 의해 획득된 시청 공간의 조도값을 이용하여 시차 분석부(320)에 의해 분석된 시차를 보정한다.
조도값에 따라 시차를 보정하는 이유는 시청 공간의 조도값이 시청자가 입체 영상을 시청하는데 영향을 미치기 때문이다. 보다 구체적으로 설명하면, 조도 높은 환경에서는 입체 영상을 시청하는 시청자가 시차를 작게 인지하게 되고, 이에 따라 입체 영상의 입체감이 저하된다. 반면, 조도가 낮은 환경에서는 시청자가 시차를 크게 인지하게 되어 시각 피로가 증가하게 된다.
본 발명에 따른 입체 영상 표시 장치(200)는 상술한 이유로 시차 보정부(340)에서 시청 공간의 조도값을 고려하여 시차를 보정하고, 보정된 시차가 적용된 입체 영상을 시청자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.
이때, 시차 보정부(340)는 조도값 획득부(330)로부터 획득된 조도값에 비례하도록 시차를 보정할 수 있다. 보다 구체적으로, 시차 보정부(340)는 조도값이 증가하면 시차를 증가시키고, 조도값이 감소하면 시차를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 시청자는 조도가 낮은 환경에서도 피로감 없이 입체 영상을 시청할 수 있고, 조도가 높은 환경에서도 생동감 있는 입체 영상을 시청할 수 있게 된다.
다음으로, 영상 출력부(350)는 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 시차 보정부(340)에 의해 보정된 시차를 가지도록 변환하고, 변환된 입체 영상을 영상 표시 모듈(230)에 출력한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 3에 도시된 입체 영상 표시 장치와 비교할 때, 입체 영상을 시청하는 시청자가 있을 때에만 시차 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 시청자 감지부(360)를 더 포함하고, 이를 제외하고는 도 3에 도시된 입체 영상 표시 장치와 동일하다. 이에 따라, 이하 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
시청자 감지부(360)는 카메라 모듈(220)로부터 제공되는 시청자 이미지를 분석하여 시청자(240)를 감지한다. 예컨대, 시청자 감지부(360)는 시청자 이미지에서 얼굴영역을 검출함으로써 시청자(240)를 감지할 수 있다.
시차 보정부(340)는 시청자 감지부(360)에 의해 시청자(240)가 감지되면 시차 보정을 수행한다.
영상 출력부(360)는 시차 보정부(340)에 의해 시차가 보정되면, 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 보정된 시차를 가지도록 변환하고, 변환된 입체 영상을 영상 표시 모듈(230)에 출력한다.
반면, 영상 출력부(360)는 시차 보정부(340)에 의해 시차가 보정되지 않으면, 시차 분석부(320)에 의해 분석된 시차를 가지는 입체 영상을 영상 표시 모듈(230)에 출력한다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 상술한 바와 같이 시청자 감지 여부에 따라 시차 보정을 수행함으로써 시청자(240)가 없음에도 불구하고 수행되던 불필요한 시차 보정 연산을 줄일 수 있다.
도 6에 도시된 입체 영상 표시 장치는 카메라 모듈(220)에 의해 촬상된 시청자 이미지를 분석하여 시청자(240)를 감지하는 것으로 설명하고 있으나, 다른 일 실시예에서는 열감지 센서, 적외선 센서, 가속도 센서, PIR 센서 등과 같은 동작 감지 센서에 의해 시청자(240)를 감지할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 도 3에 도시된 입체 영상 표시 장치와 비교할 때, 시차 보정을 수행함에 있어서 시청 공간의 조도값뿐만 아니라 시청자의 시청거리를 함께 고려하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 시청거리 획득부(370)를 더 포함하고, 이를 제외하고는 도 3에 도시된 입체 영상 표시 장치와 동일하다. 이에 따라, 이하 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
시청거리 획득부(370)는 카메라 모듈(220)로부터 제공되는 시청자 이미지를 분석하여 시청자(240)의 시청거리를 획득한다. 예컨대, 시청거리 획득부(370)는 시청자 이미지에서 시청자의 좌안과 우안을 검출하고, 검출된 좌안과 우안의 거리를 이용하여 시청자(240)의 시청거리를 산출할 수 있다. 그리고 시청거리 획득부(370)는 산출된 시청자(240)의 시청거리와 시청자 이미지 상의 좌안과 우안의 좌표 정보를 이용하여 시청자(240)의 위치를 특정할 수 있다.
일 실시예에서, 시청거리 획득부(370)는 아이 트래킹(Eye Tracking) 방식에 따라 카메라 모듈(220)을 제어하여 시청자의 눈, 안구, 및 눈썹 중 어느 하나의 위치 변화를 실시간으로 추종하여 시청자(240)의 시청거리 및 위치를 획득할 수 있다.
시차 보정부(340)는 조도값 획득부(330)에 의해 획득된 조도값 및 시청거리 획득부(370)에 의해 획득된 시청자(240)의 시청거리를 이용하여 시차 분석부(320)에 의해 분석된 시차를 보정한다.
일 실시예에서, 시차 보정부(340)는 아래 [수학식1]을 이용하여 시차를 보정할 수 있다.
Figure pat00001
이때,
Figure pat00002
는 시차 변화량, Z는 시청자의 시청거리, L은 조도값, d는 시차 분석부에 의해 획득된 시차를 나타낸다. 그리고, a, b 및 c는 상수를 나타낸다.
시차 보정부(340)는 시차 분석부(320)에 의해 분석된 시차(d)에 [수학식1]에 의해 산출된 시차 변화량(
Figure pat00003
)을 합산함으로써 시차를 보정할 수 있다.
영상 출력부(360)는 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 시차 보정부(340)에 의해 보정된 시차를 가지도록 변환하고, 변환된 입체 영상을 영상 표시 모듈(230)에 출력한다.
도 7에 도시된 입체 영상 표시 장치는 카메라 모듈(220)에 의해 촬상된 시청자 이미지를 분석하여 시청자(240)의 시청거리를 획득하는 것으로 설명하고 있으나, 다른 일 실시예에서는 초음파 거리 측정 센서, 적외선 거리 측정 센서, 레이저 거리 측정 센서 등과 같은 거리 측정 센서에 의해 시청자(240)의 시청거리를 획득할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 먼저, 입체 영상 표시 장치(200)는 외부 또는 영상 저장 장치(미도시)로부터 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받는다(S801).
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 입력된 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상을 분석하여 시차를 추정하고, 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성한다(S802).
일 실시예에서, 입체 영상 표시 장치(200)는 HBMA(Hierarchical Block Matching Algorithm) 및 Segmentation Plan Fitting 방법을 이용하여 시차맵을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 입체 영상 표시 장치(200)는 우선 HBMA(Hierarchical Block Matching Algorithm)에 따라 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나를 기준 영상으로 정하고, 기준 영상에 일정한 크기의 블럭을 지정할 수 있다. 그런 다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 다른 하나의 영상에서 기준 영상과 대응되는 블럭의 좌표를 찾아, 두 영상 간에 블록 위치의 차이를 제1 시차맵으로 표현할 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 기준 영상을 복수의 세그먼트 영역들로 분할하고, 분할된 세그먼트 영역을 기준으로 제1 시차맵을 평면 피팅하여 제2 시차맵을 생성할 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 시청공간의 조도값을 획득한다(S803). 입체 영상 표시 장치(200)는 조도 센서(210)를 통해 조명 또는 태양광에 의한 조도값을 센싱하고, 센싱된 조도값을 미리 정해진 주기마다 획득할 수 있다. 이때, 조도 센서(210)는 외부에 설치되거나 내부에 장착되어 있을 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 시청공간의 조도값을 이용하여 시차를 보정한다(S804).
입체 영상 표시 장치(200)는 시청공간의 조도값에 비례하도록 시차를 보정할 수 있다. 보다 구체적으로, 입체 영상 표시 장치(200)는 조도값이 증가하면 시차를 증가시키고, 조도값이 감소하면 시차를 감소시킬 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 입력된 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 보정된 시차를 가지도록 변환하고, 변환된 입체 영상을 출력한다(S805 및 S806).
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 먼저, 입체 영상 표시 장치(200)는 외부 또는 영상 저장 장치(미도시)로부터 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받는다(S901).
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 입력된 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상을 분석하여 시차를 추정하고, 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성한다(S902).
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 시청공간의 조도값 및 시청자의 시청거리를 획득한다(S903).
입체 영상 표시 장치(200)는 조도 센서(210)를 통해 조명 또는 태양광에 의한 조도값을 센싱하고, 센싱된 조도값을 미리 정해진 주기마다 획득할 수 있다.
또한, 입체 영상 표시 장치(200)는 카메라 모듈(220)을 통해 시청자(240)를 촬상하고, 촬상된 시청자 이미지를 분석하여 시청자(240)의 시청거리를 획득할 수 있다. 예컨대, 입체 영상 표시 장치(200)는 시청자 이미지에서 시청자의 좌안과 우안을 검출하고, 검출된 좌안과 우안의 거리를 이용하여 시청자(240)의 시청거리를 산출할 수 있다. 그리고 입체 영상 표시 장치(200)는 산출된 시청자(240)의 시청거리와 시청자 이미지 상의 좌안과 우안의 좌표 정보를 이용하여 시청자(240)의 위치를 특정할 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 시청공간의 조도값 및 시청자의 시청거리를 이용하여 시차를 보정한다(S904). 일 실시예에서, 입체 영상 표시 장치(200)는 상술한 [수학식1]을 이용하여 시차 변화량을 산출하고, 산출된 시차 변화량을 시차에 합산함으로써 시차를 보정할 수 있다.
다음, 입체 영상 표시 장치(200)는 입력된 입체 영상의 좌안 영상 및 우안 영상이 보정된 시차를 가지도록 변환하고, 변환된 입체 영상을 출력한다(S905 및 S906).
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.
200: 입체 영상 표시 장치 210: 조도 센서
220: 카메라 모듈 230: 영상 표시 모듈
300: 제어 모듈 310: 영상 입력부
320: 시차 분석부 330: 조도값 획득부
340: 시차 보정부 350: 영상 출력부
360: 시청자 감지부 370: 시청거리 획득부

Claims (10)

  1. 좌안 영상 및 우안 영상으로 이루어진 입체 영상을 입력 받는 영상 입력부;
    상기 입체 영상을 분석하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상 간의 시차를 추정하고, 상기 추정된 시차를 기초로 시차맵을 생성하는 시차 분석부; 및
    상기 입체 영상을 시청하는 시청자가 위치하는 시청 공간의 조도값을 이용하여 상기 시차를 보정하는 시차 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시차 보정부는
    상기 시차를 상기 조도값에 비례하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시차 보정부는
    상기 시청자의 시청거리를 더 이용하여 상기 시차를 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시차 보정부는
    Figure pat00004
    를 이용하여 시차 변화량을 산출하며, 상기 산출된 시차 변화량을 상기 시차에 합산함으로써 시차 보정을 수행하고, 상기
    Figure pat00005
    는 상기 시차 변화량, 상기 Z는 상기 시청자의 시청거리, 상기 L은 상기 조도값, 상기 d는 상기 시차 분석부에 의해 획득된 시차를 나타내고, 상기 a, b 및 c는 상수를 나타내는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상이 상기 시차 보정부에 의해 보정된 시차를 가지도록 상기 입체 영상을 변환하고, 상기 변환된 입체 영상을 출력하는 입체 영상 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시차 분석부는
    HBMA(Hierarchical Block Matching Algorithm)을 이용하여 상기 좌안 영상 및 우안 영상에 대한 제1 시차맵을 생성하는 제1 시차맵 생성부;
    상기 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나를 복수의 세그먼트 영역들로 분할하는 영역 분할부; 및
    상기 복수의 세그먼트 영역들을 기준으로 상기 제1 시차맵을 평면 피팅하여 제2 시차맵을 생성하는 제2 시차맵 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 좌안 영상과 우안 영상으로 이루어지는 입체 영상이 표시되는 영상 표시 모듈을 포함하여 구성되는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 분석하여 시차를 획득하는 단계;
    상기 획득된 시차를 상기 입체 영상을 시청하는 시청자가 위치하는 시청 공간의 조도값을 이용하여 보정하는 단계; 및
    상기 좌안 영상 및 우안 영상이 상기 보정된 시차를 가지도록 상기 입체 영상을 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 시차를 상기 조도값에 비례하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 시청자의 시청거리를 더 이용하여 상기 시차를 보정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는
    Figure pat00006
    를 이용하여 시차 변화량을 산출하며, 상기 산출된 시차 변화량을 상기 시차에 합산함으로써 시차 보정을 수행하고, 상기
    Figure pat00007
    는 시차 변화량, 상기 Z는 상기 시청자의 시청거리, 상기 L은 상기 조도값, 상기 d는 상기 시차 분석부에 의해 획득된 시차를 나타내고, 상기 a, b 및 c는 상수를 나타내는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 구동 방법.
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Yin, Yean, et al. "A stereo pairs disparity matching algorithm by mean-shift segmentation." Advanced Computational Intelligence (IWACI), 2010 Third International Workshop on. IEEE,(2010.08.27.) 1부. *

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