KR20160042535A - 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

다시점 영상 디스플레이 장치가 개시된다. 다시점 영상 디스플레이 장치는, 영상을 입력받는 영상 입력부, 상기 입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 렌더링부, 상기 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 생성된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부 및, 상기 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 상기 다시점 영상을 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법 { MULTI VIEW IMAGE DISPLAY APPARATUS AND CONTORL METHOD THEREOF}
본 발명은 다시점 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무안경식 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자기기가 개발 및 보급되고 있다. 특히, 일반 가정에서 가장 많이 사용되고 있는 가전 제품 중 하나인 TV와 같은 디스플레이 장치는 최근 수년 간 급속도로 발전하고 있다.
디스플레이 장치의 성능이 고급화되면서, 디스플레이 장치에서 디스플레이하는 컨텐츠의 종류도 다양하게 증대되었다. 특히, 최근에는 3D 컨텐츠까지 시청할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 개발되어 보급되고 있다.
입체 디스플레이 장치는 일반 가정에서 사용되는 3D 텔레비젼 뿐만 아니라, 각종 모니터, 휴대폰, PDA, PC, 셋탑 PC, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 또한, 3D 디스플레이 기술은, 가정 내 사용 뿐만 아니라 과학, 의약, 디자인, 교육, 광고, 컴퓨터 게임 등과 같이 3D 이미징이 필요한 다양한 분야에 활용될 수 있다.
입체 디스플레이 시스템은 크게 안경 없이 시청 가능한 무안경식 시스템과, 안경을 착용하여 시청하여야 하는 안경식 시스템으로 분류할 수 있다.
안경식 시스템은 만족스러운 입체감을 제공할 수 있으나, 시청자가 반드시 안경을 사용하여야만 한다는 불편함이 있었다. 이에 비해, 무안경식 시스템은 안경 없이도 3D 이미지를 시청할 수 있다는 장점이 있어, 무안경식 시스템에 대한 개발 논의가 지속적으로 이루어지고 있다.
한편, 기존의 무안경식 시스템의 경우 사용자의 시청 영역에서 제공되는 광학 뷰와 다시점 영상 생성에 이용되는 입력 영상 뷰의 개수가 동일함으로 인해 불연속 view transition과 같은 선명한 3D 영상을 제공하는데 장애가 되는 요소가 존재한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 광학 뷰 수보다 많은 입력 영상 뷰를 이용하여 다시점 영상을 생성함으로써 선명한 3D 영상을 제공하는 다시점 영상 디스플레이 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따르면 다시점 영상 디스플레이 장치는, 영상을 입력받는 영상 입력부, 상기 입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 렌더링부, 상기 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 생성된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부 및, 상기 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 상기 다시점 영상을 생성하는 제어부를 포함한다.
이 경우, 상기 디스플레이부는, 상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 서로 다른 시점의 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하며, 상기 다시점 영상을 생성하기 위해 이용되는 상기 복수의 뷰의 개수는 상기 광학 뷰의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 기설정된 기준에 따라 상기 타겟 픽셀 영역에 매핑할 상기 특정 시점 뷰를 선택하고, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 상기 소스 픽셀 영역으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 상기 소스 픽셀 영역을 포함하는 3차원 영역을 설정하고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 상기 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 기설정된 필터는, Bilinear Interpolation filter가 될 수 있다.
또한, 상기 혼합 픽셀 값 산출에 이용되는 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 상기 특정 시점 뷰의 이전 시점 뷰 및 이후 시점 뷰를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 제어 방법은, 입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 단계, 상기 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 다시점 영상을 생성하는 단계 및, 상기 생성된 다시점 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하며, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 상기 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 상기 다시점 영상을 생성할 수 있다.
여기서, 상기 디스플레이 장치는, 상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 서로 다른 시점의 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하며, 상기 다시점 영상을 생성하기 위해 이용되는 상기 복수의 뷰의 개수는 상기 광학 뷰의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 기설정된 기준에 따라 상기 타겟 픽셀 영역에 매핑할 상기 특정 시점 뷰를 선택하고, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 상기 소스 픽셀 영역으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 상기 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 상기 소스 픽셀 영역을 포함하는 3차원 영역을 설정하고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 상기 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 상기 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 기설정된 필터는, Bilinear Interpolation filter가 될 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 설정된 상기 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, 시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 설정된 상기 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 혼합 픽셀 값 산출에 이용되는 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 상기 특정 시점 뷰의 이전 시점 뷰 및 이후 시점 뷰를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다시점 영상을 생성하는 단계는, R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 무안경식 디스플레이 시스템에서 제공되는 3D 영상의 화질을 개선시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 다시점 영상 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽셀 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 픽셀 맵핑 방법을 상세히 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에피폴라 도메인을 이용한 픽셀 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Interpolation 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Interpolation 타입을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 다시점 영상 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다시점 영상을 디스플레이하여 무안경 방식으로 입체 영상을 제공하는 장치의 동작 방식을 나타내는 것으로, 여기에서, 다시점 영상은 동일한 오브젝트를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 영상에 기초하여 생성될 수 있다. 즉, 서로 다른 시점에서 촬영한 복수의 영상을 서로 다른 각도로 굴절시키고, 소위 시청 거리라 하는 일정한 거리만큼 떨어진 위치(가령, 약 3m)에 포커스된 영상을 제공한다. 이러한 영상이 형성되는 위치를 시청 영역(또는 광학 뷰)이라 한다. 이에 따라, 사용자의 한 쪽 눈이 하나의 제1 시청 영역에 위치하고, 다른 쪽 눈이 제2 시청 영역에 위치하면 입체감을 느낄 수 있게 된다.
일 예로, 도 1은 총 7 시점의 다시점 영상의 디스플레이 동작을 설명하는 도면이다. 도 1에 따르면, 무안경 3D 디스플레이 장치는 좌안에는 7 시점 중 1 시점 영상에 해당하는 광이, 우안에는 2 시점 영상에 해당하는 광이 투사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 좌안 및 우안에서 서로 다른 시점의 영상을 시청하게 되어 입체감을 느낄 수 있게 된다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2a에 따르면, 다시점 영상 디스플레이 장치(100)는 영상 입력부(110), 렌더링부(120), 디스플레이부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
다시점 영상 디스플레이 장치(100)는 TV, 모니터, PC, 키오스크, 태블릿 PC, 전자 액자, 키오스크, 휴대폰 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
영상 입력부(110)는 영상을 입력받는다. 구체적으로, 영상 입력부(110)는 외부의 저장 매체, 방송국, 웹 서버 등과 같은 각종 외부 장치로부터 영상을 입력받을 수 있다. 여기서, 입력되는 영상은 단일 시점 영상, 스테레오(Stero) 영상, 다시점 영상 중 어느 하나의 영상이다. 단일 시점 영상은 일반적인 촬영 장치에 의해 촬영된 영상이며, 스테레오 영상(Stereoscopic image)은 좌안 영상과 우안 영상만으로 표현된 3차원 비디오 영상으로, 스테레오 촬영 장치에 의해 촬영된 입체 영상이다. 일반적으로 스테레오 촬영 장치는 2개의 렌즈를 구비한 촬영 장치로 입체 영상을 촬영하는데 사용된다. 그리고, 다시점 영상(Multiview image)은 한대 이상의 촬영 장치를 통해 촬영된 영상들을 기하학적으로 교정하고 공간적인 합성 등을 통하여 여러 방향의 다양한 시점을 사용자에게 제공하는 3차원 비디오 영상을 의미한다.
또한, 영상 입력부(110)는 영상의 뎁스 정보를 수신할 수 있다. 일반적으로 영상의 뎁스(Depth)는 영상의 각각 픽셀별로 부여된 깊이 값으로, 일 예로, 8bit의 뎁스는 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 흑/백을 기준으로 나타낼 때, 검은색(낮은 값)이 시청자로부터 먼 곳을 나타내며, 흰색(높은 값)이 시청자로부터 가까운 곳을 나타낼 수 있다.
뎁스(depth) 정보란 3D 영상의 뎁스를 나타내는 정보로, 3D 영상을 구성하는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 양안 시차 정도에 대응되는 정보이다. 뎁스 정보에 따라 사람이 느끼는 입체감의 정도가 달라진다. 즉, 뎁스가 큰 경우 좌우 양안 시차가 크게 되므로 입체감이 상대적으로 크게 느껴지고, 뎁스가 작은 경우 좌우 양안 시차가 작게 되므로 입체감이 상대적으로 작게 느껴지게 된다. 뎁스 정보는 일반적으로, 스테레오 정합(Stereo matching) 등과 같이 영상의 2차원적 특성만을 가지고 얻는 수동적인 방법과 깊이 카메라(Depth camera)와 같은 장비를 이용하는 능동적 방법을 통하여 획득될 수 있다. 한편, 뎁스 정보는 뎁스 맵 형태가 될 수 있다. 뎁스 맵(Depth map)이란 영상의 각 영역 별 뎁스 정보를 포함하고 있는 테이블을 의미한다. 영역은 픽셀 단위로 구분될 수도 있고, 픽셀 단위보다 큰 기설정된 영역으로 정의될 수도 있다. 일 예에 따라 뎁스 맵은 0~255까지의 그레이 스케일(grayscale) 값 중 127 또는 128을 기준 값 즉, 0(또는 포컬 플레인)으로 하여 127 또는 128 보다 작은 값을 - 값으로 나타내고, 큰 값을 + 값으로 나타내는 형태가 될 수 있다. 포컬 플레인의 기준값은 0~255 사이에서 임의로 선택할 수 있다. 여기서, - 값은 침강을 의미하며, + 값은 돌출을 의미한다.
렌더링부(120)는 서로 다른 시점의 복수의 뷰를 렌더링할 수 있다.
구체적으로, 렌더링부(120)는 2D 영상의 경우, 2D/3D 변환에 추출된 뎁스 정보를 기초로 서로 다른 시점의 복수의 뷰를 렌더링할 수 있다. 또는 렌더링부(120)는 서로 다른 시점의 N 개의 뷰 및 대응되는 N 개의 뎁스 정보가 입력되는 경우 입력된 N 개의 뷰 및 뎁스 정보 중 적어도 하나의 영상 및 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 또는 렌더링부(120)는 서로 다른 시점의 N 개의 뷰 만 입력되는 경우, N 개의 뷰로부터 뎁스 정보 추출 후, 추출된 뎁스 정보에 기초하여 다시점 영상을 렌더링할 수 있다.
일 예로, 렌더링부(120)는 3D 영상, 즉 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나를 기준 뷰(또는 센터 뷰)로 선택하여 다시점 영상의 기초가 되는 최좌측 뷰 및 최우측 뷰를 생성할 수 있다. 이 경우, 렌더링부(120)는 기준 뷰로 선택된 좌안 영상 및 우안 영상 중 하나에 대응되는 보정된 뎁스 정보를 기초로 최좌측 뷰 및 최우측 뷰를 생성할 수 있다. 렌더링부(120)는 최좌측 뷰 및 최우측 뷰가 생성되면, 센터 뷰와 최좌측 뷰 사이에서 복수 개의 보간 뷰를 생성하고, 센터 뷰와 최우측 뷰 사이에서 복수 개의 보간 뷰를 생성함으로써 다시점 영상을 렌더링할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 보외 기법에 의해 생성되는 보외 뷰(Extrapolation View)를 생성하는 것도 가능하다. 한편, 2D 영상 및 뎁스 정보를 기초로 다시점 영상을 렌더링하는 경우 2D 영상을 센터 뷰로 선택할 수 있음을 물론이다.
다만, 상술한 렌더링부(120)의 상세 동작은 일 예를 든 것이며, 렌더링부(120)는 상술한 동작 외에 다양한 방법에 의해 복수의 뷰를 렌더링할 수 있음은 물론이다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 뎁스 정보에 기초하여 입력된 영상의 뎁스를 다양한 기준에 따라 조정하는 뎁스 조정부(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 이 경우 렌더링부(120)는 뎁스 조정부(미도시)에서 뎁스가 조정된 영상에 기초하여 복수의 뷰를 렌더링할 수 있다.
디스플레이부(130)는, 복수의 광학 뷰(또는 시청 영역)를 제공하는 기능을 한다. 이를 위해, 디스플레이부(130)는 복수의 광학 뷰 제공을 위한 디스플레이 패널(131) 및 시역 분리부(132)를 포함한다.
디스플레이 패널(131)은 복수의 서브 픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함한다. 여기에서, 서브 픽셀은 R(Red), G(Green), B(Blue)로 구성될 수 있다. 즉, R, G, B의 서브 픽셀로 구성된 픽셀이 복수의 행 및 열 방향으로 배열되어 디스플레이 패널(131)을 구성할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(131)는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel: LCD Panel), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), ELD(Electro Luminescence Display) 등과 같은 다양한 디스플레이 유닛으로 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(131)은 영상 프레임을 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(131)은 서로 다른 시점의 복수의 뷰가 순차적으로 반복 배치된 다시점 영상 프레임을 디스플레이할 수 있다.
한편, 도 2a에 도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(131)이 LCD 패널로 구현되는 경우, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(131)에 백라이트를 공급하는 백라이트부(미도시) 및 영상 프레임을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀 값에 따라 디스플레이 패널(131)의 픽셀들을 구동하는 패널 구동부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
시역 분리부(132)는 디스플레이 패널(131)의 전면에 배치되어 시청 영역 별로 상이한 시점 즉, 광학 뷰를 제공할 수 있다. 이 경우, 시역 분리부(132)는 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens) 또는, 패러랙스 배리어(Parallax Barrier)로 구현될 수 있다.
예를 들어, 시역 분리부(132)는 복수의 렌즈 영역을 포함하는 렌티큘러 렌즈로 구현될 수 있다. 이에 따라, 렌티큘러 렌즈는 복수의 렌즈 영역을 통해 디스플레이 패널(131)에서 디스플레이되는 영상을 굴절시킬 수 있다. 각 렌즈 영역은 적어도 하나의 픽셀에 대응되는 크기로 형성되어, 각 픽셀을 투과하는 광을 시청 영역별로 상이하게 분산시킬 수 있다.
다른 예로, 시역 분리부(132)는 패러랙스 배리어로 구현될 수 있다. 패러랙스 배리어는 복수의 배리어 영역을 포함하는 투명 슬릿 어레이로 구현된다. 이에 따라, 배리어 영역 간의 슬릿(slit)을 통해 광을 차단하여 시청 영역 별로 상이한 시점의 영상이 출사되도록 할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 시역 분리부(132)가 렌티큘러 렌즈 어레이로 구현된 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
도 2b에 따르면, 디스플레이부(130)는 디스플레이 패널(131), 렌티큘러 렌즈 어레이(132') 및 백라이트 유닛(133)을 포함한다.
도 2b에 따르면, 디스플레이 패널(131)은 복수의 열(column)로 구분되는 복수의 픽셀을 포함한다. 각 열 별로 상이한 시점의 이미지가 배치된다. 도 2c에 따르면, 서로 다른 시점의 복수의 이미지 1, 2, 3, 4가 순차적으로 반복 배치되는 형태를 나타낸다. 즉, 각 픽셀 열은 1, 2, 3, 4로 넘버링된 그룹으로 배열된다. 패널로 인가되는 그래픽 신호는 픽셀열 1이 첫 번째 이미지를 디스플레이하고, 픽셀열 2가 두 번째 이미지를 디스플레이하도록 배열된다.
백라이트 유닛(133)은 디스플레이 패널(131)로 광을 제공한다. 백라이트 유닛(133)으로부터 제공되는 광에 의해, 디스플레이 패널(131)에 형성되는 각 이미지 1, 2, 3, 4는 렌티큘러 렌즈 어레이(132')로 투사되고, 렌티큘러 렌즈 어레이(132')는 투사되는 각 이미지 1, 2, 3, 4의 광을 분산시켜 시청자 방향으로 전달한다. 즉, 렌티큘러 렌즈 어레이(132')는 시청자의 위치, 즉, 시청 거리에 출구동공(exit pupils)을 생성한다. 도시된 바와 같이 렌티큘러 렌즈 어레이로 구현되었을 경우 렌티큘러 렌즈의 두께 및 직경, 패러랙스 배리어로 구현되었을 경우 슬릿의 간격 등은 각 열에 의해 생성되는 출구 동공이 65mm 미만의 평균 양안 중심 거리로 분리되도록 설계될 수 있다. 분리된 이미지 광들은 각각 시청 영역을 형성한다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 뷰가 형성되고 사용자의 좌안 및 우안이 각각 제2 뷰 및 제3 뷰에 위치하게 되는 경우, 3D 영상을 시청할 수 있게 된다.
한편, 시역 분리부(132)는 화질 개선을 위하여 일정한 각도로 기울어져서 동작할 수 있다. 제어부(140)는 렌더링부(120)에서 렌더링된 복수의 뷰 각각을 시역 분리부(132)가 기울어진 각도에 기초하여 분할하고, 이들을 조합하여 출력을 위한 다시점 영상 프레임을 생성할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널(131)의 서브 픽셀에 수직 방향 또는 수평 방향으로 디스플레이된 영상을 시청하는 것이 아니라, 특정 방향으로 기울어진 영역을 시청할 수 있다. 이에 따라, 시청자는 하나의 완전한 서브 픽셀이 아닌 각 서브 픽셀의 일부를 시청할 수 있다. 예를 들어, 총 7 개의 시점을 제공한다고 가정할 때, 출력 영상은 도 2d에 도시된 바와 같이 복수의 서브 픽셀 중 적어도 일부가 각각 복수의 뷰에 대응되는 픽셀값을 출력하도록 렌더링될 수 있다. 이 경우, 시청자의 우안이 1 시점 영상을 시청하고 좌안이 2 시점 영상을 시청하는 경우, 시청자의 우안은 1 시점에 대응하는 기울어진 영역(10)을, 좌안은 2 시점에 대응하는 기울어진 영역(20)을 시청할 수 있다. 다만 도 2d의 렌더링 영상을 일 예를 도시한 것이며, 복수의 뷰의 개수 및 렌더링 피치 등은 구현 예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제어부(140)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(140)는 렌더링부(120)에서 렌더링된 서로 다른 시점의 복수의 뷰를 구성하는 서브 픽셀 값에 기초하여 디스플레이부(130)에 디스플레이할 다시점 영상을 생성한다.
구체적으로, 제어부(140)는 렌더링부(120)에서 렌더링된 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 해당 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값이 혼합된 혼합 픽셀 값을 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 다시점 영상을 생성할 수 있다. 이 경우, 제어부(140)는 R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 혼합 픽셀 값을 산출하고, 산출된 혼합 픽셀 값을 적어도 하나의 타겟 서브 픽셀 영역에 매핑하여 다시점 영상을 생성할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 하나의 시점 뷰의 서브 픽셀 값을 특정 서브 픽셀 영역에 매핑하여 출력을 위한 다시점 영상을 생성하는 기존의 방식과 달리 적어도 두 개의 시점 뷰에 대응되는 적어도 두 개의 서브 픽셀 값을 혼합하여 특정 서브 픽셀 영역에 매핑함으로써 디스플레이부(130)에 출력하기 위한 다시점 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 디스플레이부(130)에 디스플레이할 다시점 영상의 (1, 1) 위치의 R 서브 픽셀에 매핑할 혼합 픽셀 값을 산출하는 경우, 선택된 제1 시점 뷰의 (1, 1) 위치의 R 서브 픽셀 값 및 적어도 하나의 인접 시점 뷰의 (1, 1) 위치의 R 서브 픽셀 값을 혼합하여 산출할 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 기설정된 기준에 따라 타겟 픽셀 영역에 매핑할 특정 시점 뷰를 선택하고, 선택된 특정 시점 뷰 및 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 여기서, 혼합 픽셀 값 산출에 관여되는 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 복수 개가 될 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 총 7개의 시점 뷰 중 다시점 영상의 기설정된 타겟 서브 픽셀 영역에 매핑할 뷰로 2 시점 뷰가 선택되는 경우, 선택된 2 시점 뷰 및 2 시점 뷰의 인접 시점 뷰인 1 시점 뷰 및 3 시점 뷰의 대응되는 서브 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 타겟 서브 픽셀 영역에 매핑할 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 여기서, 기설정된 가중치는 라플라시안(Laplacian) 필터, 가우시안(Gaussian) 필터, 스무싱(Smoothing) 필터 등의 형태로 적용될 수 있다.
또한, 제어부(140)는 선택된 특정 시점 뷰 및 인접 시점 뷰에서 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 해당 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 소스 픽셀 영역으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 디스플레이부(130)에 디스플레이할 다시점 영상의 (1, 1) 위치의 R 서브 픽셀에 매핑할 혼합 픽셀 값을 산출하는 경우, 선택된 제1 시점 뷰의 (1, 1) 위치의 R 서브 픽셀 뿐 아니라, (1, 2) 위치의 R 서브 픽셀, (2, 1) 위치의 R 서브 픽셀을 포함하는 픽셀 영역 및 복수의 인접 시점 뷰 각각에서도 대응되는 R 서브 픽셀 영역에 대해 기설정된 가중치를 적용하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 렌더링된 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 3차원 영역을 설정하고 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 즉, 에피폴라 도메인의 특성에 기초할 때, 에피폴라 도메인에서 선택된 특정 시점 뷰의 특정 서브 픽셀 영역을 기준으로 3차원 영역을 설정하게 되면 특정 시점 뷰 및 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 소스 픽셀 영역을 포함하는 영역을 설정할 수 있게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 도면을 참조하여 후술하도록 한다.
제어부(140)는 에피폴라 도메인에서 설정된 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 여기서, 기설정된 필터는 Bilinear Interpolation 형태가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제어부(140)는 시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 소스 픽셀 영역을 설정하고, 이를 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 다시점 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 상술한 방식으로 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 즉 제어부(140)는 단순히 현재 프레임에 기초하는 것이 아니라, 이전 프레임, 다음 프레임 등 인접한 다른 프레임의 픽셀 값을 고려하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있으며, 소스 픽셀 영역은 상술한 다양한 방식에 따라 설정될 수 있다. 또한, 혼합 픽셀 값 산출에 기초가 되는 프레임 개수는 다양하게 고려될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽셀 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽셀 맵핑 방식을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 렌더링된 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰로부터 디스플레이를 위한 다시점 영상을 생성하기 위하여 복수의 뷰의 개수 및 렌티큘러 렌즈의 피치(pitch)가 기준이 될 수 있다.
도 3a에서는 설명의 편의를 위하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰(311, 312...)가 M 개이고, 렌티큘러 렌즈의 피치가 4.6 개의 서브 픽셀을 덮는 경우를 가정하도록 한다. 이 경우, 픽셀 (i, j) 위치에 할당되는 뷰는 참고문헌 “Cees van Derkel, “Image Preparation for 3D-LCD”, Electronic Imaging ‘99”에 개시된 방식에 기반하여 산출될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 값 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b에서는 설명의 편의를 위하여 서로 다른 시점의 복수의 뷰가 7개(311 내지 317)인 경우를 상정하여 설명하도록 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이 디스플레이되는 다시점 영상(320)을 구성하는 서브 픽셀 값은 하나의 시점 영상에 기초하여 산출되는 것이 아니라, 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰에 기초하여 산출될 수 있다.
예를 들어, 첫번째 타겟 픽셀 영역인 제1 R 서브 픽셀(321)에 1 시점 뷰의 픽셀 값이 맵핑되는 것으로 결정된 경우, 단지 1 시점 뷰의 픽셀 값 뿐 아니라 인접 시점 뷰인 2 시점 뷰 및 7 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 제1 R 서브 픽셀(321)에 맵핑될 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 두번째 타겟 픽셀 영역인 제1 G 서브 픽셀(322)에 2 시점 뷰의 픽셀 값이 맵핑되는 것으로 결정된 경우, 단지 2 시점 뷰의 픽셀 값 뿐 아니라 인접 시점 뷰인 1 시점 뷰 및 3 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 제1 G 서브 픽셀(322)에 맵핑될 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 세번째 타겟 픽셀 영역인 제1 B 서브 픽셀(323)에 3 시점 뷰의 픽셀 값이 맵핑되는 것으로 결정된 경우, 단지 3 시점 뷰의 픽셀 값 뿐 아니라 인접 시점 뷰인 2 시점 뷰 및 4 시점 뷰의 픽셀값에 기초하여 제1 B 서브 픽셀(323)에 맵핑될 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 다시점 영상(320)을 구성하는 나머지 서브 픽셀 영역에 대해서는 동일한 방식으로 픽셀 맵핑이 이루어질 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 다시점 출력 영상에 픽셀 값을 맵핑하는 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 픽셀 맵핑 방법을 상세히 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 4a에 도시된 바와 같이 기설정된 기준(예를 들어, 상술한 참고 문헌)에 따라 다시점 출력 영상(440)의 타겟 픽셀 영역인 제1 R 서브 픽셀(441)에 1 시점 뷰(410)의 픽셀 값이 맵핑되는 것으로 결정된 경우, 단지 1 시점 뷰(410)의 픽셀 값 뿐 아니라 인접 시점 뷰인 2 시점 뷰(420) 및 7 시점 뷰(430)의 픽셀 값이 혼합된 픽셀값이 출력 영상(440)의 제1 R 서브 픽셀(441)에 맵핑될 수 있다. 즉, 제1 R 서브 픽셀(441)에는 1 시점 뷰(410)의 첫번째 R 서브 픽셀 값(411), 2 시점 뷰(420)의 제1 R 서브 픽셀 값(421) 및 7 시점 뷰(430)의 제1 R 서브 픽셀 값(431)이 기설정된 가중치에 따라 혼합된 픽셀 값이 맵핑되게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도 4b에 도시된 바와 같이 기설정된 기준(예를 들어, 수학식 1)에 따라 출력 영상(440)의 제1 R 서브 픽셀(441)에 1 시점 뷰(410)의 픽셀 값이 맵핑되는 것으로 결정된 경우, 단지 1 시점 뷰(410)의 특정 서브 픽셀 값 뿐 아니라 해당 서브 픽셀 및 인접 서브 픽셀을 포함하는 픽셀 영역(410-1)을 기준으로, 인접 시점 뷰인 2 시점 뷰(420) 및 7 시점 뷰(430)에 대응서도 대응되는 픽셀 영역(420-1, 430-1)을 기준으로 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 즉, 제1 R 서브 픽셀(441)에는 1 시점 뷰(410)의 특정 R 서브 픽셀 영역(410-1), 2 시점 뷰(420)의 특정 R 서브 픽셀 영역(420-1) 및 7 시점 뷰(430)의 특정 R 서브 픽셀 영역(430-1)의 R 픽셀 값이 기설정된 가중치에 따라 혼합된 픽셀 값이 맵핑되게 된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에피폴라 도메인을 이용한 픽셀 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a에 도시된 바에 따르면 에피폴라 도메인(510)은 렌더링된 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰 각각이 Y 축(view 축)으로 나열되고 각 뷰의 너비 및 높이가 X-Z 축(width 축-height 축)을 구성하는 형태가 될 수 있다. 즉, 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인이 조합된 이미지가 X-Y 축 즉, width-height 축을 구성하는 형태가 될 수 있다. 예를 들어, 복수의 뷰 각각에서 동일한 픽셀 라인이 Y 축 즉, view 축을 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 5a에 도시된 바와 같이 출력될 다시점 영상(520)의 타겟 서브 픽셀 영역, 예를 들어 제1 서브 픽셀(521)에 특정 view의 첫번째 서브 픽셀(512)의 값이 맵핑되도록 결정된 경우, 해당 서브 픽셀(512)의 픽셀 값 및 인접 뷰의 첫번째 서브 픽셀(511, 513)의 픽셀 값이 기설정된 가중치에 따라 혼합된 혼합 픽셀 값이 출력될 다시점 영상(520)의 첫번째 서브 픽셀(521)에 맵핑될 수 있다. 이 경우 에피폴라 도메인(510)에서 해당 서브 픽셀들(511, 512, 513)을 포함하는 2차원 영역이 설정되고, 설정된 2차원 영역에 기설정된 가중치 필터가 적용되어 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도 5b에 도시된 바와 같이 기준 뷰 및 인접 뷰에서 대응되는 서브 픽셀 영역의 서브 픽셀 값 뿐 아니라, 각 뷰에서 수평 방향으로의 인접 서브 픽셀 영역의 서브 픽셀 값 또한 혼합 픽셀 값을 산출하는 기초가 될 수 있다. 이 경우 에피폴라 도메인(510)에서 대응되는 서브 픽셀들(511, 512, 513) 및 해당 R 서브 픽셀들(511, 512, 513)의 수평 방향으로의 인접 픽셀들(514 내지 519)를 포함하는 2차원 영역이 설정되고, 설정된 2차원 영역에 기설정된 가중치 필터가 적용되어 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 도 5c에 도시된 바와 같이 기준 뷰 및 인접 뷰에서 대응되는 서브 픽셀 영역의 서브 픽셀 값 뿐 아니라, 각 뷰에서 수평 및 수직 방향으로의 인접 서브 픽셀 영역의 서브 픽셀 값 또한 혼합 픽셀 값을 산출하는 기초가 될 수 있다. 이 경우 에피폴라 도메인(510)에서 대응되는 서브 픽셀들(511, 512, 513) 및 해당 R 서브 픽셀들(511, 512, 513)의 수평 및 수직 방향으로의 인접 픽셀들(514 내지 519)를 포함하는 3차원 영역이 설정되고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치 필터가 적용되어 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 도 5d에 도시된 바와 같이 단지 현재 프레임의 픽셀 값 뿐 아니라, 시간적으로 인접한 다른 프레임의 픽셀 값이 혼합 픽셀 값을 산출하는 기초가 될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 인접한 2k+1개의 frame 각각에서 대응되는 서브 픽셀들 및 해당 픽셀들의 수평 및 수직 방향 중 적어도 하나로의 인접 픽셀들을 포함하는 3차원 영역(530, 540, 550)이 설정되고, 각 프레임에서 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치 필터가 적용되어 혼합 픽셀 값이 산출될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Interpolation 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 forward mapping(또는 source-to-target mapping)을 설명하기 위한 것으로, 입력 영상의 모든 픽셀에 대해 새로운 좌표를 산출하고, 새로운 위치로 픽셀 값을 카피할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 입력 영상에서 각 픽셀 위치에 대해 지오메트릭 변환 T를 적용하여 대응되는 타겟 위치가 출력 영상에서 산출될 수 있다. 일반적으로, 타겟 위치(x', y')는 별개의 래스터 포인트가 되지 않고, 입력 이미지에서 픽셀 값은 인접한 타겟 픽셀 중 하나로 카피될 수 있다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 backward mapping(또는 target-to-source mapping)을 설명하기 위한 것으로, 출력 영상에서 각 픽셀 위치에 대해 입력 영상에서의 연속적인 위치가 대응되는 인버스 맵핑 함수 T-1을 적용함에 의해 산출될 수 있다. 새로운 픽셀 값은 입력 영상에서 (x, y)의 인접 픽셀에서 Interpolation에 의해 산출될 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 Interpolation을 이용하여, 영상의 해상도와 디스플레이의 해상도가 다른 경우에도 새로운 픽셀값 계산이 가능하다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Interpolation 타입을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 에피폴라 도메인에서 서브 픽셀 맵핑을 위해 설정된 영역에 대해 Bilinear interpolation이 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은 형태의 함수를 이용하여 Bilinear interpolation을 수행함으로써 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 다시점 영상 디스플레이 장치의 제어 방법에 따르면, 우선,
입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링한다(S810).
이어서, 렌더링된 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 다시점 영상을 생성한다(S820). 이 경우, S820 단계에서는 렌더링된 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 다시점 영상을 생성할 수 있다. 이 경우, R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
이 후, 생성된 다시점 영상을 디스플레이한다(S830).
여기서, 디스플레이 장치는,다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 사용자의 시청 영역에서 서로 다른 시점의 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하며, S820 단계에서 다시점 영상을 생성하기 위해 이용되는 복수의 뷰의 개수는 사용자의 시청 영역에서 제공되는 광학 뷰의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 다시점 영상을 생성하는 S820 단계에서는, 기설정된 기준에 따라 타겟 픽셀 영역에 매핑할 특정 시점 뷰를 선택하고, 선택된 특정 시점 뷰 및 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 타겟 픽셀 영역에 맵핑할 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 여기서, 혼합 픽셀 값 산출에 이용되는 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 상특정 시점 뷰의 이전 시점 뷰 및 이후 시점 뷰를 포함할 수 있다.
또한, 다시점 영상을 생성하는 S820 단계에서는, 선택된 특정 시점 뷰 및 인접 시점 뷰에서 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 소스 픽셀 영역으로 설정할 수 있다.
또한, 다시점 영상을 생성하는 S820 단계에서는, 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 선택된 특정 시점 뷰 및 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 소스 픽셀 영역을 포함하는 3차원 영역을 설정하고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
이 경우, 다시점 영상을 생성하는 S820 단계에서는, 에피폴라 도메인에서 설정된 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다. 여기서, 기설정된 필터는, Bilinear Interpolation filter가 될 수 있다.
또한, 다시점 영상을 생성하는 S820 단계에서는, 시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 혼합 픽셀 값을 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 시청 영역에서 제공되는 광학 뷰 수보다 많은 수의 입력 뷰 영상에 기초하여 생성된 다시점 영상을 디스플레이에 맵핑하여 스무스한(smooth) view transition을 제공하고, Quantization Error에 의한 Angular Aliasing 제거할 수 있게 된다. 이에 따라 사용자에게 선명한 3D 영상을 서비스할 수 있게 된다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 다시점 영상 디스플레이 방법은 프로그램으로 구현되어 디스플레이 장치에 제공될 수 있다.
일 예로, 입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 단계, 렌더링된 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 다시점 영상을 생성하는 구성을 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 다시점 영상 디스플레이 장치
110 : 영상 입력부 120 : 렌더링부
130 : 디스플레이부 140 : 제어부

Claims (20)

  1. 다시점 영상 디스플레이 장치에 있어서,
    영상을 입력받는 영상 입력부;
    상기 입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 렌더링부;
    상기 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 생성된 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 상기 다시점 영상을 생성하는 제어부;를 포함하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 사용자의 시청 영역에서 서로 다른 시점의 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하며,
    상기 다시점 영상을 생성하기 위해 이용되는 상기 복수의 뷰의 개수는 상기 광학 뷰의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기설정된 기준에 따라 상기 타겟 픽셀 영역에 매핑할 상기 특정 시점 뷰를 선택하고, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 상기 소스 픽셀 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 상기 소스 픽셀 영역을 포함하는 3차원 영역을 설정하고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 상기 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기설정된 필터는,
    Bilinear Interpolation filter 인 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 설정된 상기 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 픽셀 값 산출에 이용되는 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 상기 특정 시점 뷰의 이전 시점 뷰 및 이후 시점 뷰를 포함하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다시점 영상 디스플레이 장치.
  11. 다시점 영상 디스플레이 장치의 제어 방법에 있어서,
    입력된 영상의 뎁스에 기초하여 서로 다른 시점을 갖는 복수의 뷰를 렌더링하는 단계;
    상기 렌더링된 복수의 뷰를 구성하는 픽셀 값에 기초하여 다시점 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 다시점 영상을 디스플레이하는 단계;를 포함하며,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 뷰 중 특정 시점 뷰의 픽셀 값 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰의 픽셀 값에 기초하여 생성된 혼합 픽셀 값을, 적어도 하나의 타겟 픽셀 영역에 매핑하여 상기 다시점 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 다시점 영상을 디스플레이하는 디스플레이 패널 및, 상기 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 사용자의 시청 영역에서 서로 다른 시점의 광학 뷰를 제공하는 시역 분리부를 포함하며,
    상기 다시점 영상을 생성하기 위해 이용되는 상기 복수의 뷰의 개수는 상기 광학 뷰의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    기설정된 기준에 따라 상기 타겟 픽셀 영역에 매핑할 상기 특정 시점 뷰를 선택하고, 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 소스 픽셀 영역을 설정한 후 설정된 소스 픽셀 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰에서 상기 타겟 픽셀 영역에 대응되는 픽셀 영역 및 상기 픽셀 영역의 인접 픽셀 영역을 포함하는 픽셀 영역을 상기 소스 픽셀 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 뷰 각각의 동일한 픽셀 라인으로 구성된 에피폴라(epipolar) 이미지에 기초하여 생성된 에피폴라 도메인에서 상기 선택된 특정 시점 뷰 및 상기 인접 시점 뷰 각각에 대응되는 상기 소스 픽셀 영역을 포함하는 3차원 영역을 설정하고, 설정된 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    상기 3차원 영역에 기설정된 필터를 적용하여 상기 기설정된 가중치가 적용된 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기설정된 필터는,
    Bilinear Interpolation filter 인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    시간적으로 인접한 복수 개의 인접 프레임 각각에서 설정된 상기 3차원 영역에 기설정된 가중치를 적용하여 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 혼합 픽셀 값 산출에 이용되는 상기 특정 시점 뷰의 인접 시점 뷰는 상기 특정 시점 뷰의 이전 시점 뷰 및 이후 시점 뷰를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 다시점 영상을 생성하는 단계는,
    R, G, B 중 하나의 서브 픽셀 단위로 상기 혼합 픽셀 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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