KR20120095139A - 양안 카메라가 적용된 사용자 인터페이스 장치 및 매뉴얼 컨버전스 제어방법 - Google Patents

양안 카메라가 적용된 사용자 인터페이스 장치 및 매뉴얼 컨버전스 제어방법 Download PDF

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Abstract

양안 카메라가 적용된 사용자 인터페이스 장치 및 매뉴얼 컨버전스 제어방법 이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치는 양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩하는 영상 블렌딩부와, 블렌딩한 영상을 표시하고 매뉴얼 영상처리부를 통해 컨버전스가 조절된 입체영상을 표시하는 영상 표시부와, 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자로부터 조작신호를 입력받는 입력부와, 입력받은 조작신호에 따라 컨버전스를 조절하는 매뉴얼 영상처리부를 포함한다.

Description

양안 카메라가 적용된 사용자 인터페이스 장치 및 매뉴얼 컨버전스 제어방법 {User interface using stereoscopic camera and manual convergence controlling method}
본 발명의 일 양상은 영상처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양안 카메라를 이용한 입체영상 처리 기술에 관한 것이다.
입체 영상을 표시하는 방식은 디스플레이 장치에 추가적으로 관찰자(viewer)가 시스템에 필요한 안경을 착용할 필요가 있는가에 따라 안경 방식과 무안경 방식으로 나뉜다. 그리고, 하나의 화면을 가지고 동시에 얼마나 다양한 각도의 입체를 표현할 수 있는가에 따라 양안 방식(stereoscopic display)과 다안 방식(volumetric display)으로 나뉜다.
무안경 방식은 패럴랙스 베리어(Parallax Barrier) 방식과 렌티큘러(Lenticular) 방식으로 나뉜다. 패럴랙스 베리어 방식은 디스플레이 패널 앞에 편광 필름을 장착하여 좌?우 안이 보게 되는 영역을 분리하고, 배리어(Barrier)의 순서와 일치되게 좌?우 영상을 픽셀(Pixel) 단위로 번갈아가며 배치하는 방식이다. 편광 안경 방식과 같은 광학적 기술을 사용하는 것이 아니라 단순히 좌?우 채널을 벽으로 막아 구분시키는 것이다.
양안 카메라(stereoscopic camera)를 이용하는 양안 방식에서의 컨버전스(convergence) 제어는 두 가지 방식으로 나뉜다. 매뉴얼(manual)로 제어하는 방식과 자동(auto)으로 제어하는 방식이 그것이다. 양안 카메라의 해상도 증가로 작은 해상도에서 사용되던 기존의 자동 제어 방식이 처리 속도 문제에 직면하게 됨에 따라 매뉴얼 제어의 중요성이 증가하고 있고, 사용자의 요구에 따라 더 나은 입체 영상을 얻기 위해서도 매뉴얼 제어 방식이 중요해지고 있다.
매뉴얼 컨버전스 제어의 경우 배리어에 맞게 구성된 스테레오 영상 상에서 컨버전스를 조절하는 방식으로, 조절 중에 어지러움증이 발생할 가능성이 있으며 컨버전스의 일치를 확인하는 것이 쉽지 않다.
일 양상에 따라, 양안 카메라를 이용하는 양안 방식에서 사용자가 매뉴얼 컨버전스 제어시에 컨버전스를 편하고 쉽게 조절할 수 있게 하는 기술을 제안한다.
일 양상에 따른 사용자 인터페이스 장치는 양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩하는 영상 블렌딩부와, 블렌딩한 영상을 표시하고 매뉴얼 영상처리부를 통해 컨버전스가 조절된 입체영상을 표시하는 영상 표시부와, 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자로부터 조작신호를 입력받는 입력부와, 입력받은 조작신호에 따라 컨버전스를 조절하는 매뉴얼 영상처리부를 포함한다.
다른 양상에 따른 매뉴얼 컨버전스 제어방법은, 양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩하는 단계와, 블렌딩한 영상을 표시하는 단계와, 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자 조작신호를 입력받아 입력받은 사용자 조작신호에 따라 컨버전스를 조절하는 단계와, 컨버전스가 조절된 입체영상을 표시하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 양안 카메라를 이용하는 양안 방식에서 사용자가 매뉴얼 컨버전스 제어시에 컨버전스를 편리하고 쉽게 조절할 수 있다. 이때 사용자가 조절 중에 어지러움증이 없이 컨버전스를 조절할 수 있다. 나아가 실제감 있는 입체 영상을 사용자에 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 양안 카메라에 의해 촬영된 스테레오 영상을 도시한 참조도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버전스 조절 프로세스를 설명하기 위한 참조도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블렌딩 프로세스를 도시한 참조도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 컨버전스 제어 이전 및 이후 사용자 인터페이스 장치에 디스플레이되는 화면을 각각 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매뉴얼 컨버전스 제어방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치(1)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 장치(1)는 양안 카메라(10), 영상 블렌딩부(11), 매뉴얼 영상처리부(12), 입력부(13) 영상 표시부(14) 및 제어부(15)를 포함한다.
본 발명의 사용자 인터페이스 장치(1)는 화면에 영상, 특히 입체영상을 표시할 수 있는 모든 전자장치를 포함한다. 사용자 인터페이스 장치(1)는 휴대용 단말일 수 있다. 예를 들면 휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 PC, 넷북, 개인 휴대정보 단말기(PDA), MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이하 사용자 인터페이스 장치(1)의 세부 구성에 대해 후술한다.
양안 카메라(stereoscopic camera)(10)는 동시에 2장의 화상을 얻을 수 있게 한 특수 카메라이다. 2개의 촬영용 렌즈를 일정 간격 띄워놓고 같은 물체를 촬영하는 방법을 사용한다. 이렇게 얻은 사진을 스테레오 뷰어(stereo scopic viewer:스테레오 카메라나 스테레오 어댑터로 촬영한 포지티브 필름)를 이용하여 보면 상이 입체적으로 보인다.
양안 카메라(10)는 좌, 우로 분리된 렌즈와 영상센서로 구성된다. 좌우 영상센서는 입체 영상 관측 거리를 가지도록 일정간격의 이격거리(d)를 갖는 수평축 방식으로 이루어진다. 렌즈와 영상센서는 각각 초소형일 수 있다. 여기서 "초소형"이란 표현은 인간 시각구조에 충실하면서도 주시각 제어가 가능한 입체 카메라 방식에 국한된 내용으로서, 본 발명을 이용하면 휴대폰이나 또는 내시경과 같은 응용에 사용이 가능한 센서 간격이 수 mm 간격(10mm 이내)의 좌우 영상 센서의 배치가 가능하다는 의미이다.
영상 블렌딩부(11)는 양안 카메라(stereoscopic camera)(10)로부터 촬영된 스테레오 영상(stereo image)의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩(blending)한다. 이때 영상 블렌딩부(11)는 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상 중에 하나의 영상에 다른 하나의 영상의 전체 또는 일부 영역을 블렌딩할 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 4에서 후술한다.
영상 표시부(14)는 영상 블렌딩부(11)에서 블렌딩한 영상을 화면에 표시한다. 그리고 후술할 매뉴얼 영상처리부(12)를 통해 컨버전스가 조절된 입체영상을 화면에 표시한다.
입력부(13)는 영상 표시부(14)를 통해 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자로부터 조작신호를 입력받는다. 조작신호는 사용자로부터 수동(manual)으로 입력받는다. 수동으로 조작신호를 입력받는 이유는 양안 카메라(10)의 해상도 증가로 작은 해상도에서 사용되던 기존의 자동 방식이 영상 처리 속도가 지연되고 정확성이 떨어지기 때문이다.
일 실시예에 따르면 입력부(13)는 입력키를 이용한 버튼 입력방식을 통해 사용자로부터 조작신호를 입력받을 수 있다. 입력키는 상하좌우 방향키(↑,↓,←,→)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면 입력부(13)는 터치 방식을 통해 사용자로부터 조작신호를 입력받을 수 있다. 이 경우 입력부(13)는 터치 스크린을 통해 입력되는 터치 신호를 감지한다. 터치 신호 감지를 위해 터치 스크린의 표면은 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 화면 형태일 수 있으며, 디스플레이 화면에 터치 센서가 배치된다. 터치센서는 접촉식 또는 비접촉식일 수 있다. 예를 들면, 손가락 또는 손가락 대용의 포인팅 장치의 접촉에 따라 변화되는 압력을 감지하는 압력 터치 센서, 접촉에 따라 변화되는 정전용량을 감지하는 정전용량 터치 센서 등의 접촉식 센서일 수 있다. 또한 카메라, 광학센서, 광선차단, 전기장, 열 감지, 소리감지 등을 이용한 비접촉식 터치센서일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 나아가 터치 센서는 동시에 여러 터치를 인식하는 멀티 터치 기능을 갖을 수 있다.
매뉴얼 영상처리부(12)는 입력부(13)를 통해 입력받은 조작신호에 따라 컨버전스(convergence)를 조절한다. 컨버전스는 관찰자가 두 눈으로 한 점을 주시할 때 두 눈의 주시선이 그 한점에 집합하도록 하는 기능으로 수렴이라고도 한다.
일 양상에 따르면 매뉴얼 영상처리부(12)는 사용자 조작신호에 따라 블렌딩한 영상을 기초로 하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌우로 이동시켜 시차(disparity)를 조절한다. 추가 양상에 따르면 매뉴얼 영상처리부(12)는 사용자 조작신호에 따라 시차가 조절된 영상의 상하좌우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정한다.
제어부(15)는 각 엘리먼트를 제어하고, 입력부(13)로부터 사용자 조작신호가 입력되면 매뉴얼 영상처리부(12)로 제어신호를 출력한다. 영상 표시부(14)는 제어부(15)의 제어에 따라 블렌딩된 영상을 화면상에 출력한다.
추가 양상에 따르면 사용자 인터페이스 장치(1)는 안내정보 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 안내정보 표시부(미도시)는 표시부(14)를 통해 디스플레이되는 블렌딩 영상에 대해 사용자의 컨버전스 조작을 가이드하는 안내정보(guidance information)를 제공하는 안내정보 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 안내정보는 사용자가 터치 방식을 통해 좌표 변환을 쉽고 직관적이며 정교하게 수행할 수 있도록 터치 동작을 유도하기 위한 것이다. 안내정보는 직교 좌표 가이던스(Rectangular coordinate guidance) 또는 구면 좌표 가이던스(Spherical coordinate guidance)일 수 있다. 직교 좌표 가이던스는 직각으로 교차하는 좌표 형태이며, 구면 좌표 가이던스는 경선과 위선으로 이루어지는 좌표 형태이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 양안 카메라에 의해 촬영된 스테레오 영상을 도시한 참조도이다.
도 2를 참조하면, 사람의 좌?우안은 하나의 입체 대상물을 관찰할 때 서로 미세하게 다른 위치에서 보게 되므로, 관찰자는 좌?우안을 통해 서로 상이한 영상 정보를 인식하게 된다. 관찰자는 서로 상이한 영상 정보를 조합하여 입체 대상물에 대한 깊이(depth) 정보를 획득하고, 입체감을 느끼게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 양안 카메라는 관찰자가 실제로 입체 대상물을 관찰할 때 관찰자의 좌?우안이 보게 되는 영상을 제공한다. 이때, 관찰자의 좌?우안이 보게 되는 영상의 차이를 시차(disparity)라 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버전스 조절 프로세스를 설명하기 위한 참조도이다.
양안 카메라를 통해 촬영한 스테레오 영상은 세로 방향 및 가로 방향에 대해서 각각 컨버전스 제어가 필요하다. 도 3은 세로 방향에 대한 컨버전스 제어 결과를 보이고 있다. 컨버전스 제어 동작은 매뉴얼 또는 자동 방식이 모두 가능하나, 세로 방향에 대한 컨버전스 제어는 초기 설정으로 가능하므로 매뉴얼 컨버전스 제어 방식으로 처리할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 사용자 인터페이스 장치(1)는 입력부(13)로부터 사용자 조작신호를 입력받는다. 사용자 조작신호 입력방식은 도 1에서 전술한 바와 같다. 매뉴얼 영상처리부(12)는 사용자 조작신호에 따라 블렌딩한 영상에 대해 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌우로 이동(shifting)시켜 시차(disparity)를 조절할 수 있다. 나아가, 매뉴얼 영상처리부(12)는 입력부(13)를 통해 입력받은 사용자 조작신호에 따라 시차가 조절된 영상의 상하좌우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어(cropping) 이미지 비율을 보정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 블렌딩 프로세스를 도시한 참조도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 영상 블렌딩부(11)는 양안 카메라(10)로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩한다. 이때 영상 블렌딩부(11)는 양안 카메라(10)를 통해 촬영된 두 영상 중 하나를 기반으로 다른 하나의 영상을 전체 또는 가운데 일부 영역을 블렌딩할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 영상 블렌딩부(11)는 좌시점 영상에 우시점 영상의 일부 영역을 블렌딩한다. 두 영상을 블렌딩하는 이유는 사용자가 매뉴얼 컨버전스 제어시에 어지러움 없이 편리하게 컨버전스를 조절할 수 있게 하기 위함이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 컨버전스 제어 이전 및 이후 사용자 인터페이스 장치에 디스플레이되는 화면을 각각 도시한 참조도이다.
도 5를 참조하면, 사용자의 매뉴얼 컨버전스 제어를 통해 배리어 타입으로 좌?우 영상이 섞여 있는 스테레오 영상으로부터 컨버전스를 쉽게 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매뉴얼 컨버전스 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 사용자 인터페이스 장치(1)는 양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩한다(600). 블렌딩하는 단계(600)에서는 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상 중에 하나의 영상에 다른 하나의 영상의 전체 또는 일부 영역을 블렌딩할 수 있다.
이어서 사용자 인터페이스 장치(1)는 블렌딩한 영상을 화면에 표시한다(610). 그리고, 사용자 인터페이스 장치(1)는 블렌딩 영상에 대해 사용자 조작신호를 입력받아 입력받은 사용자 조작신호에 따라 컨버전스를 조절한다(620). 컨버전스를 조절하는 단계(620)에서 사용자 조작신호에 따라 블렌딩한 영상을 기초로 하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌우로 이동시켜 시차(disparity)를 조절할 수 있다. 그리고, 사용자로부터 입력받은 사용자 조작신호에 따라 시차가 조절된 영상의 상하좌우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정할 수 있다. 이어서 사용자 인터페이스 장치(1)는 컨버전스가 조절된 입체영상을 화면에 표시한다(630).
본 발명의 일 실시예에 따른 매뉴얼 컨버전스 제어방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 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.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 사용자 인터페이스 장치 10 : 양안 카메라
11 : 영상 블렌딩부 12 : 매뉴얼 영상처리부
13 : 입력부 14 : 영상 표시부
15 : 제어부

Claims (11)

  1. 양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩하는 영상 블렌딩부;
    상기 블렌딩한 영상을 표시하고 매뉴얼 영상처리부를 통해 컨버전스가 조절된 입체영상을 표시하는 영상 표시부;
    상기 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자로부터 조작신호를 입력받는 입력부; 및
    상기 입력받은 조작신호에 따라 컨버전스를 조절하는 매뉴얼 영상처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 블렌딩부는
    상기 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상 중에 하나의 영상에 다른 하나의 영상의 전체 또는 일부 영역을 블렌딩하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 매뉴얼 영상처리부는
    상기 사용자 조작신호에 따라 상기 블렌딩한 영상을 기초로 하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌우로 이동시켜 시차(disparity)를 조절하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용자 조작신호에 따라 상기 시차가 조절된 영상의 상하좌우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 조작신호는 터치 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    양안 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시된 블렌딩 영상에 대해 상기 사용자의 컨버전스 조작을 가이드하는 안내정보를 제공하는 안내정보 표시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 인터페이스 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 안내정보 표시부는
    직각으로 교차하는 직교 좌표 가이던스 또는 경선과 위선으로 이루어지는 구면 좌표 가이던스 중 적어도 하나의 안내정보를 제공하는 사용자 인터페이스 장치.
  9. 사용자 인터페이스 장치의 매뉴얼 컨버전스 제어방법에 있어서,
    양안 카메라로부터 촬영된 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상을 블렌딩하는 단계;
    상기 블렌딩한 영상을 표시하는 단계;
    상기 표시된 블렌딩 영상에 대해 사용자 조작신호를 입력받아 상기 입력받은 사용자 조작신호에 따라 컨버전스를 조절하는 단계; 및
    상기 컨버전스가 조절된 입체영상을 표시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 매뉴얼 컨버전스 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 블렌딩하는 단계는
    상기 스테레오 영상의 좌시점 영상과 우시점 영상 중에 하나의 영상에 다른 하나의 영상의 전체 또는 일부 영역을 블렌딩하는 것을 특징으로 하는 매뉴얼 컨버전스 제어방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 컨버전스를 조절하는 단계는,
    상기 사용자 조작신호에 따라 상기 블렌딩한 영상을 기초로 하여 하나의 영상을 기준으로 나머지 하나의 영상을 좌우로 이동시켜 시차(disparity)를 조절하는 단계; 및
    상기 사용자로부터 입력받은 사용자 조작신호에 따라 상기 시차가 조절된 영상의 상하좌우 비율을 원본과 같이 유지되도록 잘라내어 이미지 비율을 보정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매뉴얼 컨버전스 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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