KR20140056617A - 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법 - Google Patents

디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140056617A
KR20140056617A KR1020120121126A KR20120121126A KR20140056617A KR 20140056617 A KR20140056617 A KR 20140056617A KR 1020120121126 A KR1020120121126 A KR 1020120121126A KR 20120121126 A KR20120121126 A KR 20120121126A KR 20140056617 A KR20140056617 A KR 20140056617A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
background
map
data
disparity
eye image
Prior art date
Application number
KR1020120121126A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101929042B1 (ko
Inventor
이승용
이지원
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020120121126A priority Critical patent/KR101929042B1/ko
Publication of KR20140056617A publication Critical patent/KR20140056617A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101929042B1 publication Critical patent/KR101929042B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/271—Image signal generators wherein the generated image signals comprise depth maps or disparity maps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N2013/0074—Stereoscopic image analysis
    • H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals

Abstract

본 발명은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터로부터 멀티뷰 영상 데이터를 생성하기 위한 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스패러티 산출부는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 디스패러티 맵 작성부; 상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제1 신뢰도 맵 작성부; 좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 배경영역 검출부; 제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 배경 디스패러티 산출부; 상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제2 디스패러티 맵 작성부; 및 상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제2 신뢰도 맵 작성부를 포함한다.

Description

디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법{DISPARITY CALCULATION UNIT AND STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME AND DISPARITY CALCULATION METHOD}
본 발명은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터로부터 멀티뷰 영상 데이터를 생성하기 위한 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique)과 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)으로 나뉘어진다. 양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 표시하고 편광 안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 패턴 리타더 방식이 있다. 또한, 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하고 액정셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경 방식이 있다. 무안경 방식은 일반적으로 패럴렉스 베리어, 렌티큘러 렌즈 등의 광학판을 사용하여 좌우시차 영상의 광축을 분리하여 입체영상을 구현한다.
사용자가 셔터안경이나 편광안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 편의성으로 인해, 무안경 방식은 최근에 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 및 노트북(notebook) 등의 중소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다. 무안경 방식은 3D 크로스토크(crosstalk)를 줄이기 위해 광학판을 이용하여 n(n은 2 이상의 자연수) 개의 뷰 영상들을 포함하는 멀티뷰 영상을 n 개의 뷰 영역들에 표시함으로써 입체영상을 구현한다. 3D 크로스토크는 복수 개의 뷰 영상들이 사용자에게 겹쳐보이는 것을 의미하며, 3D 크로스토크로 인해 입체영상의 품질이 낮아지게 된다.
멀티뷰 영상은 일반인의 양안 간격만큼 n 개의 카메라를 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영함으로써 생성될 수 있다. 멀티뷰 영상은 좌안 영상과 우안 영상(또는 2 개의 뷰 영상들)을 포함하는 3D 영상에 비해 비디오 컨텐츠로 제작하기 쉽지 않을 뿐만 아니라 비디오 컨텐츠로 제작하기 위한 단가가 높기 때문에, 멀티뷰 영상으로 구현된 비디오 컨텐츠는 많이 부족한 실정이다. 따라서, 3D 영상의 좌안 영상과 우안 영상을 이용하여 멀티뷰 영상을 생성하는 방법이 많이 이용되고 있다. 3D 영상을 이용한 멀티뷰 영상 생성 방법은 먼저 3D 영상의 좌안 영상과 우안 영상을 분석하여 디스패러티(diparity)를 산출한다. 디스패러티는 입체감을 형성하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 쉬프트시키기 위한 값을 의미한다.
도 1a 및 도 1b는 기준 영상과 종래 멀티뷰 영상 생성 방법에 의해 기준 영상으로부터 산출된 디스패러티 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 디스패러티 맵은 계조값(gray level value)으로 표현된 디스패러티들을 포함한다. 기준 영상의 하늘은 배경 영역임에도 불구하고, 디스패러티가 동일하게 산출되지 않는다. 즉, 배경영역의 일부에서 디스패러티가 오산출된다. 오산출된 디스패러티는 후처리를 통해 높은 신뢰도를 갖는 주변 영역의 디스패러티로 치환됨으로써 보정될 수 있다. 하지만, 배경영역의 디스패러티는 신뢰도가 낮기 때문에, 후처리를 통하더라도 정확히 보정되지 않는다. 이로 인해, 오산출된 배경영역의 디스패러티를 이용하여 멀티뷰 영상을 생성하는 경우, 배경영역에서 입체감이 낮아지는 문제가 발생한다. 즉, 멀티뷰 영상의 품질이 저하된다.
본 발명은 배경영역의 디스패러티의 오산출을 방지할 수 있는 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스패러티 산출부는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 디스패러티 맵 작성부; 상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제1 신뢰도 맵 작성부; 좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 배경영역 검출부; 제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 배경 디스패러티 산출부; 상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제2 디스패러티 맵 작성부; 및 상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제2 신뢰도 맵 작성부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들을 포함하는 표시패널; 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터로부터 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 디스패러티 산출부와 상기 디스패러티 맵의 디스패러티들에 따라 상기 좌안 영상 데이터 또는 상기 우안 영상 데이터를 쉬프트시켜 멀티뷰 영상 데이터를 생성하는 멀티뷰 영상 생성부를 포함하는 영상처리부; 상기 멀티뷰 영상을 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 및 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함하고, 상기 디스패러티 산출부는, 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 디스패러티 맵 작성부; 상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제1 신뢰도 맵 작성부; 좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 배경영역 검출부; 제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 배경 디스패러티 산출부; 상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제2 디스패러티 맵 작성부; 및 상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제2 신뢰도 맵 작성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스패러티 산출방법은 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 단계; 상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제2 단계; 좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 제3 단계; 제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 제4 단계; 상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제5 단계; 및 상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제6 단계를 포함한다.
본 발명은 배경영역을 검출하고, 배경영역의 디스패러티들을 배경 디스패러티로 치환하며, 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도를 높여 후처리 과정을 통해 보정함으로써, 배경영역의 디스패러티들의 정확도를 높일 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 기준 영상과 종래 멀티뷰 영상 생성 방법에 의해 기준 영상으로부터 산출된 디스패러티 맵을 보여주는 예시도면들.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 입체영상 구현방법을 보여주는 일 예시 도면.
도 4는 디스패러티 산출부와 멀티뷰 영상 생성부를 포함하는 영상 처리부를 상세히 보여주는 블록도.
도 5는 디스패러티 산출부의 디스패러티 산출방법을 보여주는 흐름도.
도 6은 좌안 영상 데이터 맵과 우안 영상 데이터 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 7a는 기준 영상을 보여주는 일 예시도면.
도 7b는 제1 디스패러티 맵 작성부에 의해 작성된 디스패러티 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 7c는 제1 신뢰도 맵 작성부에 의해 작성된 신뢰도 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 7d는 제2 신뢰도 맵 작성부에 의해 재작성된 신뢰도 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 7e는 후처리부에 의해 보정된 디스패러티 맵을 보여주는 일 예시도면.
도 8a는 후처리부에 적용되는 제1 마스크를 보여주는 일 예시도면.
도 8b는 후처리부에 적용되는 제2 마스크를 보여주는 일 예시도면.
도 8c는 후처리부에 적용되는 제3 마스크를 보여주는 일 예시도면.
도 9는 배경영역 검출부를 상세히 보여주는 블록도.
도 10은 배경영역 검출부의 배경영역 검출방법을 보여주는 흐름도.
도 11a는 기준 영상의 상단에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면.
도 11b는 기준 영상의 하단에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면.
도 11c는 기준 영상의 좌측에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면.
도 11d는 기준 영상의 우측에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 표시패널(10), 광학판(30), 게이트 구동회로(110), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(130), 영상 처리부(140), 및 호스트 시스템(150) 등을 구비한다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 표시패널(10)은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등의 평판 표시소자로 구현될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시 예에서 표시패널(10)이 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(10)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부기판과 하부기판을 포함한다. 표시패널(10)에는 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들(또는 스캔 라인들)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이가 형성된다. 픽셀 어레이의 픽셀들 각각은 TFT(Thin Film Transistor)를 통해 데이터 전압이 충전되는 화소 전극과 공통전압이 인가되는 공통전극의 전압 차에 의해 액정층의 액정을 구동시켜 빛의 투과량을 조정함으로써 화상을 표시한다. 표시패널(10)의 상부기판상에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식의 경우에 상부기판상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식의 경우에 화소전극과 함께 하부기판상에 형성될 수 있다. 표시패널(10)의 액정모드는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 액정표시패널의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)가 형성된다.
표시패널(10)은 투과형 액정표시패널, 반투과형 액정표시패널, 반사형 액정표시패널 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표시패널과 반투과형 액정표시패널에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
멀티뷰 영상은 제1 내지 제n(n은 3 이상의 자연수) 뷰 영상들을 포함한다. 멀티뷰 영상은 일반인의 양안 간격만큼 n 개의 카메라를 이격하고 객체에 대한 이미지를 촬영함으로써 생성될 수 있다. 광학판(30)은 표시패널(10) 상에 배치되어 표시패널(10)의 픽셀들에 표시되는 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 진행시킨다. 즉, 광학판(30)은 픽셀들에 표시되는 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 자연수) 뷰 영상을 제k 뷰 영역으로 진행시킨다. 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 광학판(30)은 패럴렉스 배리어(parallax barrier), 스위쳐블 배리어(switchable barrier), 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 스위쳐블 렌즈(switchable lens) 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 한편, 광학판(30)이 스위쳐블 배리어 또는 스위쳐블 렌즈로 구현되는 경우, 광학판(30)을 구동하기 위한 광학판 구동회로가 필요하다. 광학판 구동회로는 광학판(30)에 구동전압을 공급함으로써 스위쳐블 배리어 또는 스위쳐블 렌즈의 광분리를 온-오프시킬 수 있다. 이하에서, 도 3을 참조하여 광학판(30)을 이용한 입체영상 구현방법을 상세히 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무안경 방식의 입체영상 표시장치의 입체영상 구현방법을 보여주는 일 예시 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(10)이 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 표시하고, 광학판(30)이 표시패널(10)에 표시된 4 개의 뷰 영상들(V1, V2, V3, V4)을 4 개의 뷰 영역들(VP1, VP2, VP3, VP4)로 진행시키는 것을 중심으로 설명하였다. 도 3에서 본 발명은 아래의 실시예에서 광학판(30)이 렌티큘러 렌즈로 구현된 것을 중심으로 예시하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다.
도 3을 참조하면, 광학판(30)은 픽셀들에 표시되는 제1 뷰 영상(V1)을 제1 뷰 영역(VP1)으로 진행시키고, 픽셀들에 표시되는 제2 뷰 영상(V2)을 제2 뷰 영역(VP2)으로 진행시키며, 픽셀들에 표시되는 제3 뷰 영상(V3)을 제3 뷰 영역(VP3)으로 진행시키고, 픽셀들에 표시되는 제4 뷰 영상(V4)을 제4 뷰 영역(VP4)으로 진행시킨다. 사용자의 좌안이 제k 뷰 영역(VPk)에 위치하고, 우안이 제k-1 뷰 영역(VPk-1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제k 뷰 영상(Vk)을 시청하고, 우안으로 제k-1 뷰 영상의 인접 뷰 영상을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 사용자의 좌안이 제2 뷰 영역(VP2)에 위치하고, 우안이 제1 뷰 영역(VP1)에 위치하는 경우, 사용자는 좌안으로 제2 뷰 영상(V2)을 시청하고, 우안으로 제1 뷰 영상(V1)을 시청할 수 있다. 따라서, 사용자는 양안 시차에 의해 입체감을 느낄 수 있다.
데이터 구동회로(120)는 다수의 소스 드라이브 집적회로(Integrated Circuit, 이하 'IC'라 칭함)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터 전압들은 표시패널(10)의 데이터 라인(D)들에 공급된다.
게이트 구동회로(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 표시패널(10)의 게이트 라인(G)들에 게이트 펄스들(또는 스캔 펄스들)을 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 영상 처리부(140)로부터 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 멀티뷰 영상 데이터(MVD)와 타이밍 신호들과 모드 신호(MODE) 등을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 클럭 신호(clock signal) 등을 포함할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(130)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동회로(110)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하고, 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동회로(110)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(130)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급하고, 3D 모드에서 멀티뷰 영상 데이터(MVD)와 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동회로(120)로 공급한다.
호스트 시스템(150)은 외부 비디오 소스 기기로부터 입력되는 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 해상도의 데이터 포맷으로 변환하기 위해 스케일러(scaler)가 내장된 시스템 온 칩(System on Chip)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 2D 영상 데이터(RGB2D) 또는 3D 영상 데이터(RGB3D)와 타이밍 신호들을 영상 처리부(140)에 공급한다. 또한, 호스트 시스템(150)은 2D 모드와 3D 모드를 구별할 수 있는 모드 신호(MODE)를 영상 처리부(140)에 공급한다.
영상 처리부(140)는 2D 모드에서 2D 영상 데이터(RGB2D)를 변환하지 않고 그대로 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 영상 처리부(140)는 3D 모드에서 3D 영상 데이터(RGB3D)로부터 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 생성하여 타이밍 콘트롤러(130)로 출력한다. 3D 영상 데이터(RGB3D)는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터(2 개의 뷰 영상 데이터)를 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 3D 영상 데이터(RGB3D)가 입력되더라도, 영상 처리부(140)를 이용하여 멀티뷰 영상 데이터(MVD)를 생성함으로써, 표시패널(10)에 멀티뷰 영상을 표시할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 3D 크로스토크를 줄일 수 있으며, 이로 인해 입체영상의 품질을 높일 수 있다. 이하에서, 도 4를 참조하여 영상 처리부(140)의 멀티뷰 영상 데이터(MVD) 생성 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 디스패러티 산출부와 멀티뷰 영상 생성부를 포함하는 영상 처리부를 상세히 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(140)는 디스패러티 산출부(200)와 멀티뷰 영상 생성부(300)를 포함한다. 디스패러티 산출부(200)는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터로부터 디스패러티(disparity)들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성한다. 디스패러티는 입체감을 형성하기 위해 좌안 영상과 우안 영상을 쉬프트시키기 위한 값을 의미한다. 멀티뷰 영상 생성부(300)는 디스패러티 산출부(200)에 의해 최종 작성된 디스패러티 맵의 디스패러티들에 따라 좌안 영상 데이터 또는 우안 영상 데이터를 쉬프트시켜 멀티뷰 영상 데이터를 생성한다. 멀티뷰 영상 생성부(300)의 디스패러티들을 이용한 멀티뷰 영상 생성방법은 공지의 어떠한 방법도 적용될 수 있다.
디스패러티 산출부(200)는 제1 디스패러티 맵 작성부(201), 제1 신뢰도 맵 작성부(202), 배경영역 검출부(203), 배경 디스패러티 산출부(204), 제2 디스패러티 맵 작성부(205), 제2 신뢰도 맵 작성부(206), 및 후처리부(207)를 포함한다. 이하에서, 도 4 및 도 5를 결부하여 디스패러티 산출부(200)의 디스패러티 산출방법을 상세히 설명한다.
도 5는 디스패러티 산출부의 디스패러티 산출방법을 보여주는 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 첫 번째로, 제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성한다.
제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 디스패러티들을 산출하기 위해 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터 중 어느 하나를 기준 영상 데이터로 설정하고, 나머지 하나를 비교 영상 데이터로 설정한다. 아래의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 좌안 영상 데이터가 기준 영상 데이터이고, 우안 영상 데이터가 비교 영상 데이터인 것을 중심으로 설명하였음에 주의하여야 한다. 또한, 이하에서 설명되는 맵들에 포함된 데이터들은 (x,y) 좌표에 의해 그 위치를 표현하였음에 주의하여야 한다.
제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 도 6과 같이 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)에 제1 블록(BL1)을 설정하고, 우안 영상 데이터 맵(RGBR)에 제2 블록(BL2)을 설정한다. 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)은 1 프레임 기간 동안 표시패널(10)의 픽셀들에 공급될 좌안 영상 데이터들로 작성된 맵을 의미하고, 우안 영상 데이터 맵(RGBR)은 1 프레임 기간 동안 표시패널(10)의 픽셀들에 공급될 우안 영상 데이터들로 작성된 맵을 의미한다. 제1 블록(BL1)과 제2 블록(BL2)은 m×n(m, n은 2 이상의 자연수) 개의 데이터들을 포함하도록 구현될 수 있으며, 예를 들어 도 6과 같이 3×3 개의 데이터들을 포함할 수 있다.
그리고 나서, 제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 우안 영상 데이터 맵(RGBR)에서 제2 블록(BL2)을 쉬프트하면서 제1 블록(BL1) 내에 포함된 좌안 영상 데이터들과 제2 블록(BL2) 내에 포함된 우안 영상 데이터들의 차이가 최소인 제2 블록(BL2)을 검출한다. 제2 블록(BL2)은 좌우로 쉬프트되는 것이 일반적이지만, 이에 한정되지 않고, 상하좌우로 쉬프트될 수도 있다. 예를 들어, 제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 제1 블록(BL1)과 제2 블록(BL2)의 위치별로 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터의 차이의 절대값을 구하고 이들을 총합함으로써, 제1 블록(BL1) 내에 포함된 좌안 영상 데이터들과 제2 블록(BL2) 내에 포함된 우안 영상 데이터들의 차이를 구할 수 있다.
제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 도 6과 같이 제1 블록(BL1)의 중심 좌표(C1)와 검출된 제2 블록(BL2)의 중심 좌표(C2)까지의 거리를 제1 블록(BL1)의 중심 좌표(C1)에서의 디스패러티(d)로 산출한다. 제1 디스패러티 맵 작성부(201)는 제1 블록(BL1)을 쉬프트하면서 상기 과정을 반복하며 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)의 모든 위치에서 디스패러티를 산출하여 디스패러티 맵을 작성한다.
도 7a에는 원본 영상이 나타나 있고, 도 7b에는 제1 디스패러티 맵 작성부(201)에 의해 작성된 디스패러티 맵이 나타나 있다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 디스패러티 맵은 계조값(gray level value)으로 표현된 디스패러티들을 포함한다. 계조값이 높을수록 디스패러티가 높은 것을 의미하고, 계조값이 낮을수록 디스패러티가 낮은 것을 의미한다. 도 7b에 나타난 바와 같이 제1 디스패러티 맵 작성부(201)에 의해 작성된 디스패러티 맵에는 오산출된 디스패러티들이 일부 존재한다. 오산출된 디스패러티들은 후처리부(207)의 후처리 과정을 통해 신뢰도를 갖는 주변 영역의 디스패러티로 치환함으로써, 정확하게 보정될 수 있다. 하지만, 배경영역의 디스패러티들은 신뢰도가 낮기 때문에, 후처리부(207)의 후처리 과정을 통하더라도 정확히 보정되지 않는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 디스패러티 산출부(200)는 배경영역을 검출하여 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도를 높게 조정한다. (S101)
두 번째로, 제1 신뢰도 맵 작성부(202)는 제1 디스패러티 맵 작성부(201)에 의해 작성된 디스패러티 맵의 디스패러티들의 신뢰도들을 산출한다. 구체적으로, 제1 신뢰도 맵 작성부(202)는 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)의 제1 블록(BL1) 내에 포함된 데이터들과 우안 영상 데이터 맵(RGBR)의 검출된 제2 블록(BL2) 내에 포함된 데이터들의 차이를 이용하여 제1 블록(BL1)의 중심 좌표(C1)에서의 디스패러티의 신뢰도를 산출한다. 이는 제1 블록(BL1) 내에 포함된 데이터들과 우안 영상 데이터 맵(RGBR)의 검출된 제2 블록(BL2) 내에 포함된 데이터들의 차이가 작을수록 디스패러티의 신뢰도가 높다고 볼 수 있기 때문이다. 제1 신뢰도 맵 작성부(202)는 제1 블록(BL1) 내에 포함된 데이터들과 우안 영상 데이터 맵(RGBR)의 검출된 제2 블록(BL2) 내에 포함된 데이터들의 차이를 정규화(normalization)하여 제1 블록(BL1)의 중심 좌표(C1)에서의 디스패러티의 신뢰도를 산출한다. 또한, 제1 신뢰도 맵 작성부(202)는 상기 과정을 반복하며 모든 위치에서 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성한다.
도 7c는 제1 신뢰도 맵 작성부에 의해 작성된 신뢰도 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 도 7c를 참조하면, 신뢰도 맵에는 계조값으로 표현된 디스패러티들의 신뢰도들이 나타나 있다. 계조값이 높을수록 신뢰도가 높은 것을 의미하고, 계조값이 낮을수록 신뢰도가 낮은 것을 의미한다. 도 7c에 나타난 바와 같이 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도는 매우 낮게 나타난다. (S102)
세 번째로, 배경영역 검출부(203)는 기준 영상의 배경영역을 검출한다. 예를 들어, 배경영역 검출부(203)는 기준 영상이 좌안 영상인 경우, 좌안 영상의 배경영역을 검출한다. 배경영역 검출부(203)의 배경영역 검출방법에 대한 자세한 설명은 도 9 및 도 10을 결부하여 후술한다. (S103)
네 번째로, 배경 디스패러티 산출부(204)는 제1 디스패러티 맵 작성부(201)에 의해 작성된 제1 디스패러티 맵과 제1 신뢰도 맵 작성부(202)에 의해 작성된 제1 신뢰도 맵에 기초하여 배경 디스패러티를 산출한다. 배경 디스패러티 산출부(204)는 수학식 1 및 2와 같이 제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 산출한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
수학식 1 및 2에서, D(x,y)는 (x,y) 좌표에서의 디스패러티, CC(x,y)는 (x,y) 좌표에서의 신뢰도 값, CCth는 제1 문턱 값을 의미한다. 배경 디스패러티 산출부(204)는 수학식 3과 같이 Davg와 Dstdev를 이용하여 배경 디스패러티(Dback)를 산출한다.
Figure pat00003
수학식 3에서, δback은 배경 계수로 사전 실험을 통해 적절한 값으로 설정될 수 있다. (S104)
다섯 번째로, 제2 디스패러티 맵 작성부(205)는 배경영역 검출부(203)로부터 배경영역의 좌표들을 입력받고, 배경영역의 디스패러티들을 배경 디스패러티로 치환하여 디스패러티 맵을 재작성한다. 또한, 제2 신뢰도 맵 작성부(206)는 배경영역 검출부(203)로부터 배경영역의 좌표들을 입력받고, 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도들을 최대값으로 치환한다. 도 7d는 제2 신뢰도 맵 작성부(206)에 의해 재작성된 신뢰도 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 도 7d를 참조하면, 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도들은 최대값으로 표현되었다. 디스패러티들이 계조값으로 표현되는 경우, 최대값은 피크 화이트 계조값(G255)이다. 이로 인해, 배경영역의 디스패러티들은 가장 높은 신뢰도를 갖는다. (S105, S106)
여섯 번째로, 후처리부(207)는 제2 디스패러티 맵 작성부(205)에 의해 재작성된 디스패러티 맵과 제2 신뢰도 맵 작성부(206)에 의해 재작성된 신뢰도 맵에 기초하여 디스패러티 맵을 보정한다. 후처리부(207)는 도 8a와 같이 메디안 필터(median filter), 도 8b와 같이 가중치 메디안 필터(weighted median filter), 도 8c와 같이 가중치 최빈값 필터(weighted voting filter) 등 여러가지 필터들 중 어느 하나를 사용하여 디스패러티 맵을 보정할 수 있다.
도 8a는 후처리부에 적용되는 제1 마스크를 보여주는 일 예시도면이다. 도 8a를 참조하면, 후처리부(207)는 재작성된 디스패러티 맵에 제1 마스크(M1)를 쉬프트시키며, 제1 마스크(M1)의 중심 좌표(C)에서의 데이터를 치환한다. 제1 마스크(M1)는 중심 좌표(C)에서의 데이터를 마스크 내 데이터들의 중앙값으로 치환할 수 있다. 예를 들어, 도 8a와 같이 제1 마스크(M1)의 중심 좌표(C)에서의 데이터는 "2"로 치환된다.
도 8b는 후처리부에 적용되는 제2 마스크를 보여주는 일 예시도면이다. 도 8b를 참조하면, 후처리부(207)는 재작성된 디스패러티 맵에 제2 마스크(M2)를 쉬프트시킴과 동시에 재작성된 신뢰도 맵에 가중치 마스크(WM)를 쉬프트시키며, 제2 마스크(M2)의 중심 좌표(C)에서의 데이터를 치환한다. 제2 마스크(M2)는 마스크 내 데이터들을 가중치 마스크(WM)의 가중치를 적용하여 배열한 후 중앙값을 선택하고, 마스크 내 중심 좌표(C)에서의 데이터를 그 중앙값으로 치환할 수 있다. 예를 들어, 도 8b와 같이 제2 마스크(M2)의 중심 좌표(C)에서의 데이터는 "3"으로 치환된다.
도 8c는 후처리부에 적용되는 제3 마스크를 보여주는 일 예시도면이다. 도 8c를 참조하면, 후처리부(207)는 재작성된 디스패러티 맵에 제3 마스크(M3)를 쉬프트시킴과 동시에 재작성된 신뢰도 맵에 가중치 마스크(WM)를 쉬프트시키며, 제3 마스크(M3)의 중심 좌표(C)에서의 데이터를 치환한다. 제3 마스크(M3)는 마스크 내 데이터들을 가중치 마스크(WM)의 가중치를 적용하여 히스토그램 작성 후 최빈값을 선택하고, 마스크 내 중심 좌표에서의 데이터를 그 최빈값으로 치환할 수 있다. 예를 들어, 도 8c와 같이 제3 마스크(M3)의 중심 좌표(C)에서의 데이터는 "3"으로 치환된다.
도 7e는 후처리부에 의해 보정된 디스패러티 맵을 보여주는 일 예시도면이다. 도 7e를 참조하면, 후처리부에 의해 보정된 디스패러티 맵에서 배경영역의 디스패러티들은 거의 동일한 계조값으로 표현되었다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 디스패러티 산출부(200)는 배경영역을 검출하고, 배경영역의 디스패러티들을 배경 디스패러티로 치환하며, 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도를 높여 후처리 과정을 통해 보정함으로써, 배경영역의 디스패러티들의 정확하게 산출할 수 있다. (S107)
도 9는 배경영역 검출부를 상세히 보여주는 블록도이고, 도 10은 배경영역 검출부의 배경영역 검출방법을 보여주는 흐름도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 배경영역 검출부(203)는 배경 데이터 맵 작성부(203a), 연속성 판단부(203b), 블록 판단부(203c) 등을 포함한다. 이하의 실시 예에서 설명의 편의를 위해 기준 영상이 좌안 영상인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
배경 데이터 맵 작성부(203a)는 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)에 제4 마스크(M4)를 설정하고, 제4 마스크(M4)의 중심 좌표(X)에서의 데이터와 중심 좌표(X)에 이웃하는 좌표에서의 데이터의 차이가 제2 문턱 값 이상인지를 판단한다. 배경 데이터 맵 작성부(203a)는 제4 마스크(M4) 내에서 상기 차이가 제2 문턱 값 이하인 경우의 수가 제3 문턱 값 이상인지를 판단하여 배경 데이터를 산출한다. 예를 들어, 배경 데이터 맵 작성부(203a)는 제4 마스크(M4) 내에서 상기 차이가 제2 문턱 값 이하인 경우의 수가 제3 문턱 값 이상이라면 제4 마스크(M4)의 중심 좌표(X)에서의 데이터를 배경 데이터 "1"로 치환하고, 제3 문턱 값보다 작다면 제4 마스크(M4)의 중심 좌표(X)에서의 데이터를 배경 데이터 "0"으로 치환할 수 있다. 제4 마스크(M4) 내에서 상기 차이가 제2 문턱 값 이하인 경우의 수가 제3 문턱 값 이상이라는 것은 제4 마스크(M4)의 중심 좌표(X)에서의 데이터가 이웃하는 좌표들의 데이터들과 큰 차이가 없다는 것을 의미한다. 이 경우 제4 마스크(M4)의 중심 좌표(X)는 배경영역일 가능성이 크다. 배경 데이터 맵 작성부(203a)는 제4 마스크(M4)를 쉬프트시키며 상기 과정을 반복하여, 좌안 영상 데이터 맵(RGBL)의 모든 데이터로부터 배경 데이터를 산출함으로써, 배경 데이터 맵을 작성한다. (S201)
연속성 판단부(203b)는 배경 데이터 맵에서 배경 데이터가 상단에서부터 하단으로, 하단에서부터 상단으로, 좌측단에서부터 우측단으로, 우측단에서부터 좌측단으로 연속적인지를 판단하여, 상단 배경 데이터 맵, 하단 배경 데이터 맵, 좌측단 배경 데이터 맵, 우측단 배경 데이터 맵을 작성한다. 블록 판단부(203c)는 상단 배경 데이터 맵, 하단 배경 데이터 맵, 좌측단 배경 데이터 맵, 및 우측단 배경 데이터 맵 각각을 복수 개의 블록들로 분할하고, 블록들 각각에서 상단 배경 데이터, 하단 배경 데이터, 좌측단 배경 데이터, 및 우측단 배경 데이터를 분석하여 최종 배경 데이터를 산출함으로써 최종 배경 데이터 맵을 작성한다.
도 11a는 상단 배경 데이터 맵과 블록들을 보여주는 일 예시도면이다. 도 11a를 참조하면, 연속성 판단부(203b)는 수학식 4를 이용하여 배경 데이터 맵의 상단에서부터 하단으로 배경 데이터가 연속적인지를 판단하여, 상단 배경 데이터 맵을 작성할 수 있다. 구체적으로, 연속성 판단부(203b)는 수학식 4와 같이 (x,y) 좌표에서의 배경 데이터(FP(x,y))와 (x,y-1) 좌표에서의 상단 배경 데이터(FPCu(x,y-1))가 "1" 인 경우 (x,y) 좌표에서의 상단 배경 데이터(FPCu(x,y))를 "1"로 설정하고, "0"인 경우 (x,y) 좌표에서의 상단 배경 데이터(FPCu(x,y))를 "0"으로 설정한다.
Figure pat00004
블록 판단부(203c)는 수학식 5를 이용하여 상단 배경 데이터 맵을 복수 개의 블록들로 분할하고, 블록들 각각에서 상단 배경 데이터를 분석하여 상단 최종 배경 데이터를 산출함으로써 상단 최종 배경 데이터 맵을 작성한다. 블록 판단부(203c)는 연산의 속도를 높이기 위해 상단 배경 데이터 맵의 상반부만을 복수 개의 블록들로 분할할 수도 있다. 구체적으로, 블록 판단부(203c)는 수학식 5와 같이 (x,y) 좌표에서의 상단 배경 데이터(FPCu(x,y))가 "1"이고 제i(i는 1≤i≤j를 만족하는 자연수) 블록(BLi) 내 상단 배경 데이터들의 총합(Fusum(i))이 제4 문턱 값(TH4) 이상인 경우, (x,y) 좌표에서의 상단 최종 배경 데이터(FAu(x,y))를 "1"으로 설정하고, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정한다.
Figure pat00005
도 11b는 기준 영상의 하단에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면이다. 도 11b를 참조하면, 연속성 판단부(203b)는 수학식 6을 이용하여 배경 데이터 맵의 하단에서부터 상단으로 배경 데이터가 연속적인지를 판단하여, 하단 배경 데이터 맵을 작성할 수 있다. 구체적으로, 연속성 판단부(203b)는 수학식 6과 같이 (x,y) 좌표에서의 배경 데이터(FP(x,y))와 (x,y+1) 좌표에서의 하단 배경 데이터(FPCb(x,y+1))가 "1" 인 경우 (x,y) 좌표에서의 하단 배경 데이터(FPCb(x,y))에 "1"로 설정하고, "0"인 경우 (x,y) 좌표에서의 하단 배경 데이터(FPCb(x,y))를 "0"으로 설정한다.
Figure pat00006
블록 판단부(203c)는 수학식 7을 이용하여 하단 배경 데이터 맵을 복수 개의 블록들로 분할하고, 블록들 각각에서 하단 배경 데이터를 분석하여 하단 최종 배경 데이터를 산출함으로써 하단 최종 배경 데이터 맵을 작성한다. 블록 판단부(203c)는 연산의 속도를 높이기 위해 하단 배경 데이터 맵의 하반부만을 복수 개의 블록들로 분할할 수도 있다. 구체적으로, 블록 판단부(203c)는 수학식 7과 같이 (x,y) 좌표에서의 하단 배경 데이터(FPCb(x,y))가 "1"이고 제i 블록 내 하단 배경 데이터들의 총합(Fbsum(i))이 제4 문턱 값(TH4) 이상인 경우, (x,y) 좌표에서의 하단 최종 배경 데이터(FAb(x,y))를 "1"으로 설정하고, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정한다.
Figure pat00007
도 11c는 기준 영상의 좌측단에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면이다. 도 11c를 참조하면, 연속성 판단부(203b)는 수학식 8을 이용하여 배경 데이터 맵의 좌측단에서부터 우측단으로 배경 데이터가 연속적인지를 판단하여, 좌측단 배경 데이터 맵을 작성할 수 있다. 구체적으로, 연속성 판단부(203b)는 수학식 8과 같이 (x,y) 좌표에서의 배경 데이터(FP(x,y))와 (x-1,y) 좌표에서의 좌측단 배경 데이터(FPCl(x-1,y))가 "1" 인 경우 (x,y) 좌표에서의 좌측단 배경 데이터(FPCl(x,y))에 "1"로 설정하고, "0"인 경우 (x,y) 좌표에서의 좌측단 배경 데이터(FPCl(x,y))를 "0"으로 설정한다.
Figure pat00008
블록 판단부(203c)는 수학식 9를 이용하여 좌측단 배경 데이터 맵을 복수 개의 블록들로 분할하고, 블록들 각각에서 좌측단 배경 데이터를 분석하여 좌측단 최종 배경 데이터를 산출함으로써 좌측단 최종 배경 데이터 맵을 작성한다. 블록 판단부(203c)는 연산의 속도를 높이기 위해 좌측단 배경 데이터 맵의 좌반부만을 복수 개의 블록들로 분할할 수도 있다. 구체적으로, 블록 판단부(203c)는 수학식 9와 같이 (x,y) 좌표에서의 좌측단 배경 데이터(FPCl(x,y))가 "1"이고 제i(i는 자연수) 블록 내 좌측단 배경 데이터들의 총합(Flsum(i))이 제4 문턱 값(TH4) 이상인 경우, (x,y) 좌표에서의 좌측단 최종 배경 데이터(FAl(x,y))를 "1"으로 설정하고, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정한다.
Figure pat00009
도 11d는 기준 영상의 우측단에 위치한 배경영역을 검출하기 위한 배경 데이터 맵과 그의 라인 분할을 보여주는 일 예시도면이다. 도 11d를 참조하면, 연속성 판단부(203b)는 수학식 10을 이용하여 배경 데이터 맵의 우측단에서부터 좌측단으로 배경 데이터가 연속적인지를 판단하여, 우측단 배경 데이터 맵을 작성할 수 있다. 구체적으로, 연속성 판단부(203b)는 수학식 10과 같이 (x,y) 좌표에서의 배경 데이터(FP(x,y))와 (x+1,y) 좌표에서의 우측단 배경 데이터(FPCr(x+1,y))가 "1" 인 경우 (x,y) 좌표에서의 우측단 배경 데이터(FPCr(x,y))에 "1"로 설정하고, "0"인 경우 (x,y) 좌표에서의 우측단 배경 데이터(FPCr(x,y))를 "0"으로 설정한다.
Figure pat00010
블록 판단부(203c)는 수학식 11을 이용하여 우측단 배경 데이터 맵을 복수 개의 블록들로 분할하고, 블록들 각각에서 우측단 배경 데이터를 분석하여 우측단 최종 배경 데이터를 산출함으로써 우측단 최종 배경 데이터 맵을 작성한다. 블록 판단부(203c)는 연산의 속도를 높이기 위해 우측단 배경 데이터 맵의 우반부만을 복수 개의 블록들로 분할할 수도 있다. 구체적으로, 블록 판단부(203c)는 수학식 11과 같이 (x,y) 좌표에서의 우측단 배경 데이터(FPCr(x,y))가 "1"이고 제i(i는 자연수) 블록 내 우측단 배경 데이터들의 총합(Frsum(i))이 제4 문턱 값(TH4) 이상인 경우, (x,y) 좌표에서의 우측단 최종 배경 데이터(FAr(x,y))를 "1"으로 설정하고, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정한다.
Figure pat00011
블록 판단부(203c)는 상단 최종 배경 데이터 맵, 하단 최종 배경 데이터 맵, 좌측단 최종 배경 데이터 맵, 및 우측단 최종 배경 데이터 맵을 분석하여 검출된 배경영역의 좌표들을 출력한다. 구체적으로, 블록 판단부(203c)는 상단 최종 배경 데이터 맵, 하단 최종 배경 데이터 맵, 좌측단 최종 배경 데이터 맵, 및 우측단 최종 배경 데이터 맵에서 "1" 값을 갖는 좌표들을 최종 배경영역으로 검출한다. 배경영역 검출부(203)에서 검출된 배경영역의 좌표들은 제2 디스패러티 맵 작성부(205)와 제2 신뢰도 맵 작성부(206)로 출력된다. (S202, S203)
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 배경영역을 검출하고, 배경영역의 디스패러티들을 배경 디스패러티로 치환하며, 배경영역의 디스패러티들의 신뢰도를 높여 후처리 과정을 통해 보정함으로써, 배경영역의 디스패러티들의 정확도를 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시패널 30: 광학판
110: 게이트 구동회로 120: 데이터 구동회로
130: 타이밍 콘트롤러 140: 영상 처리부
150: 호스트 시스템 200: 디스패러티 산출부
201: 제1 디스패러티 맵 작성부 202: 제1 신뢰도 맵 작성부
203: 배경영역 검출부 204: 배경 디스패러티 산출부
205: 제2 디스패러티 맵 작성부 206: 제2 신뢰도 맵 작성부
207: 후처리부 300: 멀티뷰 영상 생성부

Claims (18)

  1. 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 디스패러티 맵 작성부;
    상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제1 신뢰도 맵 작성부;
    좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 배경영역 검출부;
    제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 배경 디스패러티 산출부;
    상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제2 디스패러티 맵 작성부; 및
    상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제2 신뢰도 맵 작성부를 포함하는 디스패러티 산출부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 디스패러티 맵 작성부는,
    좌안 영상 데이터 맵에 제1 블록을 설정하고, 우안 영상 데이터 맵에 제2 블록을 설정하며, 상기 제1 블록을 기준으로 상기 제2 블록을 쉬프트하며 상기 제1 블록 내에 포함된 데이터들과 상기 제2 블록 내에 포함된 데이터들의 차이가 최소인 상기 제2 블록을 검출하고, 상기 제1 블록의 중심 좌표와 검출된 상기 제2 블록의 중심 좌표까지의 거리를 상기 제1 블록의 중심 좌표에서의 디스패러티로 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 신뢰도 맵 작성부는,
    상기 제1 블록 내에 포함된 데이터들과 상기 제2 블록 내에 포함된 데이터들의 차이를 이용하여 상기 제1 블록의 중심 좌표에서의 디스패러티의 신뢰도를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배경영역 검출부는,
    좌안 영상 데이터 맵에 제4 마스크를 설정하고, 상기 제4 마스크의 중심 좌표에서의 데이터와 상기 중심 좌표에 이웃하는 좌표에서의 데이터의 차이가 제2 문턱 값 이상인지를 판단하고, 상기 제4 마스크 내에서 상기 차이가 제2 문턱 값 이하인 경우의 수가 제3 문턱 값 이상인지를 판단하여 배경 데이터를 산출함으로써 배경 데이터 맵을 작성하는 배경 데이터 맵 작성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 배경영역 검출부는,
    상기 배경 데이터 맵에서 상기 배경 데이터가 상단에서부터 하단으로, 하단에서부터 상단으로, 좌측단에서부터 우측단으로, 우측단에서부터 좌측단으로 연속적인지를 판단하여, 상단 배경 데이터 맵, 하단 배경 데이터 맵, 좌측단 배경 데이터 맵, 우측단 배경 데이터 맵을 작성하는 연속성 판단부; 및
    상기 상단 배경 데이터 맵, 상기 하단 배경 데이터 맵, 상기 좌측단 배경 데이터 맵, 및 상기 우측단 배경 데이터 맵 각각을 복수 개의 블록들로 분할하고, 상기 블록들 각각에서 상단 배경 데이터, 하단 배경 데이터, 좌측단 배경 데이터, 및 우측단 배경 데이터를 분석하여 최종 배경 데이터를 산출함으로써 최종 배경 데이터 맵을 작성하며, 상기 최종 배경 데이터 맵을 분석하여 상기 배경영역의 좌표들을 출력하는 블록 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배경 디스패러티 산출부는,
    상기 평균에서 상기 표준편차를 감산하여 상기 배경 디스패러티를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배경 디스패러티 산출부는,
    상기 평균에서 상기 표준편차와 배경계수를 감산하여 상기 배경 디스패러티를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출부.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 디스패러티 맵 작성부에 의해 재작성된 상기 디스패러티 맵에 메디안 필터, 가중치 메디안 필터, 가중치 최빈값 필터를 적용하여 상기 디스패러티 맵을 보정하는 후처리부를 더 포함하는 디스패러티 산출부.
  9. 데이터 라인들과 게이트 라인들을 포함하는 표시패널;
    좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터로부터 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 디스패러티 산출부와 상기 디스패러티 맵의 디스패러티들에 따라 상기 좌안 영상 데이터 또는 상기 우안 영상 데이터를 쉬프트시켜 멀티뷰 영상 데이터를 생성하는 멀티뷰 영상 생성부를 포함하는 영상처리부;
    상기 멀티뷰 영상을 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 및
    상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함하고,
    상기 디스패러티 산출부는,
    좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 디스패러티 맵 작성부;
    상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제1 신뢰도 맵 작성부;
    좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 배경영역 검출부;
    제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 배경 디스패러티 산출부;
    상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제2 디스패러티 맵 작성부; 및
    상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제2 신뢰도 맵 작성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시패널 상에 배치되어 표시패널에 표시되는 멀티뷰 영상의 제1 내지 제n 뷰 영상들 각각을 제1 내지 제n 뷰 영역들 각각으로 진행시키는 광학판을 더 포함하는 입체영상 표시장치.
  11. 좌안 영상 데이터와 우안 영상 데이터를 포함하는 3D 영상 데이터를 입력받고, 상기 좌안 영상 데이터와 상기 우안 영상 데이터를 분석하여 디스패러티들을 산출하여 디스패러티 맵을 작성하는 제1 단계;
    상기 디스패러티들의 신뢰도들을 산출하여 신뢰도 맵을 작성하는 제2 단계;
    좌안 영상 또는 우안 영상의 배경영역을 검출하는 제3 단계;
    제1 문턱 값 이상의 신뢰도를 갖는 디스패러티들의 평균과 표준편차를 이용하여 배경 디스패러티를 산출하는 제4 단계;
    상기 배경영역의 디스패러티들을 상기 배경 디스패러티로 치환하여 상기 디스패러티 맵을 재작성하는 제5 단계; 및
    상기 배경영역의 신뢰도들을 최대값으로 치환하여 상기 신뢰도 맵을 재작성하는 제6 단계를 포함하는 디스패러티 산출방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    좌안 영상 데이터 맵에 제1 블록을 설정하고, 우안 영상 데이터 맵에 제2 블록을 설정하며, 상기 제1 블록을 기준으로 상기 제2 블록을 쉬프트하며 상기 제1 블록 내에 포함된 데이터들과 상기 제2 블록 내에 포함된 데이터들의 차이가 최소인 상기 제2 블록을 검출하고, 상기 제1 블록의 중심 좌표와 검출된 상기 제2 블록의 중심 좌표까지의 거리를 상기 제1 블록의 중심 좌표에서의 디스패러티로 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 제1 블록 내에 포함된 데이터들과 상기 제2 블록 내에 포함된 데이터들의 차이를 이용하여 상기 제1 블록의 중심 좌표에서의 디스패러티의 신뢰도를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    좌안 영상 데이터 맵에 제4 마스크를 설정하고, 상기 제4 마스크의 중심 좌표에서의 데이터와 상기 중심 좌표에 이웃하는 좌표에서의 데이터의 차이가 제2 문턱 값 이상인지를 판단하고, 상기 제4 마스크 내에서 상기 차이가 제2 문턱 값 이하인 경우의 수가 제3 문턱 값 이상인지를 판단하여 배경 데이터를 산출함으로써 배경 데이터 맵을 작성하는 (a) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 배경 데이터 맵에서 상기 배경 데이터가 상단에서부터 하단으로, 하단에서부터 상단으로, 좌측단에서부터 우측단으로, 우측단에서부터 좌측단으로 연속적인지를 판단하여, 상단 배경 데이터 맵, 하단 배경 데이터 맵, 좌측단 배경 데이터 맵, 우측단 배경 데이터 맵을 작성하는 (b) 단계; 및
    상기 상단 배경 데이터 맵, 상기 하단 배경 데이터 맵, 상기 좌측단 배경 데이터 맵, 및 상기 우측단 배경 데이터 맵 각각을 복수 개의 블록들로 분할하고, 상기 블록들 각각에서 상단 배경 데이터, 하단 배경 데이터, 좌측단 배경 데이터, 및 우측단 배경 데이터를 분석하여 최종 배경 데이터를 산출함으로써 최종 배경 데이터 맵을 작성하며, 상기 최종 배경 데이터 맵을 분석하여 상기 배경영역의 좌표들을 출력하는 (c) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    상기 평균에서 상기 표준편차를 감산하여 상기 배경 디스패러티를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    상기 평균에서 상기 표준편차와 배경계수를 감산하여 상기 배경 디스패러티를 산출하는 것을 특징으로 하는 디스패러티 산출방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    재작성된 상기 디스패러티 맵에 메디안 필터, 가중치 메디안 필터, 가중치 최빈값 필터를 적용하여 상기 디스패러티 맵을 보정하는 제7 단계를 더 포함하는 디스패러티 산출부.
KR1020120121126A 2012-10-30 2012-10-30 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법 KR101929042B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120121126A KR101929042B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120121126A KR101929042B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140056617A true KR20140056617A (ko) 2014-05-12
KR101929042B1 KR101929042B1 (ko) 2018-12-14

Family

ID=50887718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120121126A KR101929042B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101929042B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160082912A (ko) * 2015-06-05 2016-07-11 성균관대학교산학협력단 시각 피로도를 줄일 수 있는 입체 영상 후처리 장치 및 방법
KR20160138847A (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 한국전자통신연구원 변이 영상 생성 방법 및 장치
WO2018021657A1 (ko) * 2016-07-26 2018-02-01 연세대학교 산학협력단 스테레오 매칭을 통한 깊이값의 신뢰도 측정 방법 및 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748719B1 (ko) 2005-07-14 2007-08-13 연세대학교 산학협력단 다중 스테레오 카메라를 이용한 3차원 모델링 장치 및 그방법
JP5478533B2 (ja) 2011-02-18 2014-04-23 日本電信電話株式会社 全方位画像生成方法、画像生成装置およびプログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160138847A (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 한국전자통신연구원 변이 영상 생성 방법 및 장치
KR20160082912A (ko) * 2015-06-05 2016-07-11 성균관대학교산학협력단 시각 피로도를 줄일 수 있는 입체 영상 후처리 장치 및 방법
WO2018021657A1 (ko) * 2016-07-26 2018-02-01 연세대학교 산학협력단 스테레오 매칭을 통한 깊이값의 신뢰도 측정 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101929042B1 (ko) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101888672B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
KR101296903B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
US8743111B2 (en) Stereoscopic image display and method for driving the same
KR101869872B1 (ko) 멀티뷰 영상 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR20130027214A (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
KR101840876B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
JP5496276B2 (ja) 映像処理方法及び立体映像表示装置
KR101992163B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
KR101929042B1 (ko) 디스패러티 산출부와 이를 포함한 입체영상 표시장치, 및 디스패러티 산출방법
KR101963385B1 (ko) 디스패러티 산출방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR102126532B1 (ko) 멀티뷰 영상 생성 방법과 이를 이용한 입체 영상 표시 장치
KR101773616B1 (ko) 영상처리방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR101990334B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
KR101953315B1 (ko) 디스패러티 산출방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR20140092055A (ko) 입체영상 표시장치 및 그 구동방법
KR102022527B1 (ko) 입체영상 표시장치 및 그의 디스패러티 산출방법
KR101983369B1 (ko) 멀티뷰 영상 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR101863140B1 (ko) 입체영상 디스플레이장치 및 그 구동 방법
KR101957975B1 (ko) 디스패러티 산출방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR102045563B1 (ko) 멀티뷰 영상 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR101980352B1 (ko) 입체영상 표시장치와 그 구동방법
KR101843198B1 (ko) 멀티뷰 영상 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치
KR101829466B1 (ko) 입체영상 표시장치
KR101787980B1 (ko) 입체영상 디스플레이장치
KR101961943B1 (ko) 3ｄ 영상 데이터 생성방법과 이를 이용한 입체영상 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right