KR970008382B1

KR970008382B1 - 일반영상신호(2d)를 입체영상신호(3d)로 변환하는 장치

Info

Publication number: KR970008382B1
Application number: KR1019940000238A
Authority: KR
Inventors: 백영문
Original assignee: 파이오니아 가부시키가이샤; 마쓰모도 세이야
Priority date: 1994-01-08
Filing date: 1994-01-08
Publication date: 1997-05-23
Also published as: JPH07322300A; KR950024603A

Abstract

요약없음.

Description

일반영상신호(2D)를 입체영상신호(3D)로 변환하는 장치

제1도는 종래의 입체영상(3D) 구현방법의 설명도,

제2도는 제1도의 영상합성기의 구체회로도,

제3도는 제2도의 영상합성기의 영상합성의 원리설명도,

제4도는 제1도의 셔터구동회로의 구체회로도,

제5도 및 제6도는 종래의 입체영상(3D) 시청 계통도,

제7도는 본 발명의 원리설명도,

제8도는 본 발명의 입체영상(3D) 구현장치의 블럭구성도,

제9도는 본 발명의 구체회로도,

제10도는 제9도의 각 부위의 신호파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 좌,우 카메라3 : 영상합성기

4 : 동기신호 발생회로5 : 셔터구동회로

6 : TV수상기7 : 입체영상 시청용 안경

8 : 피사체9 : 좌프레임메모리

10 : 우프레임메모리11 : 독출제어회로

12 : 타이밍제어회로13 : 혼합회로

14,15 : 좌우카메라신호 입력단16 : 동기신호입력단

17 : 동기분리회로18 : 피일드식별회로

19 : 변조회로20 : 발진회로

21 : 구동회로22,23 : 좌, 우 LCD셔터

24 : 안테나25 : 기록장치

26 : VCR50 : 1차영상

51 : 2차영상52 : 일반동기신호

53 : 입체동기신호 A : 입체영상 신호처리부

B : 입체영상 시청기부100 : 영상신호 입력단

101 : 입력회로부102 : 동기분리회로

103 : 2피일드 분리회로104: 게이트회로

105 : 발진회로106 : 버퍼부

107 : LCD안경108 : TV 수상기

109 : 수평동기 발생회로110 : 수직동기 발생회로

111 : 수평동기 스위치회로112 : 1피일드용 영상스위치회로

113 : 2피일드용 영상스위치회로114 : 수직동기 스위치회로

115 : 혼합기116 : 입체영상신호 출력단

U1 : 증폭기U2 : 동기분리기

U3 : 플립플롭U4 : OR게이트

TB : 트리거 버퍼회로Cv : 가변콘덴서

Rv : 가변저항.

본 발명은 입체영상(3D)을 구현하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 일반영상신호(2D)(TV신호, VCR신호 등)를 입력받아서 이를 신호적으로 처리하여 입체영상(3D)으로 변환시키는 장치에 관한 것이다.

종래의 입체영상(3D) 구현방법은 처음부터 복수개의 카메라로 특수촬영하여 이들 각 비데오 신호를 합성시켜서 입체영상을 구현하는 것이었다.

이러한 종래의 입체영상구현 방법은 이하에서 설명하는 많은 결함으로 인하여 입체영상프로그램의 제작 및 보급이 저해되고 있는 실정이다. 그 결함은 다음과 같다.

첫째, 입체영상(3D)프로그램의 제작비용이 과다하게 든다.

1) 일반영상(2D) 제작의 약 3~7배,

2) 입체영상(3D)을 제작하는 특수장비의 비용이 비싸다.

3) 특수촬영 전문가의 결여로 고임금,

4) 촬영된 화면 컷트마다 특수효과(슈퍼임포즈 등)가 필요하기 때문에 제작비가 부가로 높아진다.

둘째, 제작기간이 길다.

즉, 입체영상(3D)프로그램은 슈퍼임포즈 기술을 통해 필드마다 화상을 조작해야 하므로 그 제작기간이 상당히 길다.

셋째, 프로그램의 신선도가 결여됨,

제작기간이 길기 때문에 일반영상신호로 촬영한 것보다 1~2년 후에나 공개될 수 있어서 그 작품의 신선도가 결여된다.

셋째, 프로그램의 내용 및 효과의 저급성,

1) 입체영상프로그램은 내용보다는 영상을 입체화하는 것이 주 목적이므로 특수효과에 치중되어 프로그램의 내용이 저급하게 제작되는 것이 일반적이다.

2)특수효과(슈퍼임퍼즈 등)을 위하여 느린화면 등이 삽입되어 본래의 작품 내용을 살릴 수가 없다.

종래 방식의 입체영상은 상기와 같은 결함때문에 그 제작활동이 부진하고, 또한 제작기술의 발달도 미미한 실정이었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 결합을 감안하여, 입체영상을 구현하기 위한 별도의 촬영과 제작과정없이 일반영상 신호(2D)를 신호적인 처리를 통하여 입체영상(3D)으로 바꾸어 시청할 수 있도록 하는 장치를 제공하는데 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참고로 하면서 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 앞에서 두 대의 좌,우 카메라(1,2)와 상기의 각각의 카메라(1,2)로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 입체영상으로 합성된 신호(3D)를 시청자가 시청할 수 있도록 TV수긴기(6)와, 상기의 카메라(1,2) 및 영상합서기(3)로부터 신호를 입력받아 입체영상 시청용 안경(7)의 액정(LCD)판을 구동하는 셔터구동회로(5)에 필요한 동기신호를 입력해주는 동기신호 발생회로(4)로 구성되어 있다.

제2도는 상기의 제1도의 요부인 영상합성기(3)의 상세회로도이다.

상기의 좌,우 카메라(1,2)로부터 입력되는 영상신호를 저장하는 좌,우 프레임 메모리(9,10)와, 상기의 동기신호 발생회로(4)로부터 발생되는 등기신호를 입력받아 각 부위를 제어하는 타이밍제어회로를 입력받아 상기의 좌,우 프레임 메모리로부터 저장된 영상신호를 독출해내는 제어신호를 출력하는 독출제어회로(11)와, 상기의 독출제어회로의 제어신호의 독출제어에 따라 출력하는 좌,우 영상신호를 합성하는 혼합회로(13)로 구성되어 있다.

제3도는 제2도의 각 부위의 출력특성을 나타내는 설명도이다.

제2도와 제3도를 참고로 하면서 종래의 입체영상 제작과정중 영상합성기술을 설명하기로 한다.

상기의 좌카메라(1)로부터 출력되는 좌영상신호(a)와 상기의 우카메라(2)로부터 출력되는 우영상신호(b)가 상기의 좌,우 프레임메모리(9,10)에 각각 저장된다. 동기신호(d)의 클럭을 입력받아서 독출제어회로에 제어신호를 출력하는 타이밍제어회로(12)가, 상기의 좌,우 프레임메모리(9,10)와 상기의 혼합신호(13)에 타이밍신호를 출력한다. 상기의 타이밍신호를 입력받는 독출제어회로(11)에서는 좌,우 프레임메모리(9,10)에서 각각 1프레임 지연된 영상신호(f)를 출력하도록 제어한다. 상기의 좌,우 프레임메모리(9,10)로부터 출력되는 지연된 영상신호를 상기의 혼합회로(13)에서 혼합하여 제3도(c)와 같은 합성된 영상신호를 출력하여 입체화면 영상신호를 출력하는 원리로 되어 있다.

첨부도면 제4도는 상기의 입체영상신호를 TV수신기 등으로 디스플레이 할 때 이를 시청하는데 적당한 안경의 액정셔터를 구동시키는 셔터구동회로(5)에 관한 블럭구성도이다.

상기의 동기신호 발생회로(4)로부터 동기신호를 입력받아서 수직,수평동기신호로 분리하는 동기신호분리회로(17)와 상기의 동기신호분리회로(17)로부터 신호를 입력받아서 입력신호가 좌피일드인가 우피일드인가를 식별해 내는 필드식별회로(18)의 신호를 입력받고, 30HZ의 발진신호를 생성하여 출력하는 발진회로(19)로부터 신호를 입력받아 좌,우 LCD 셔터(22,23)를 구동시키는 신호를 출력하는 구동회로(21)로 구동되어 있다.

제5도와 제6도는 상기의 종래기술에 의한 입체영상의 제작과 시청상태를 설명한 도면이가.

제5도는 좌,우 카메라로 촬영한 영상신호를 영사합성기로 입체영상으로 제작하여 송신하면 수신측에서는 일반 TV로 수신받아서 입체영상 시청용 안경으로 시청하도록 된 예이다.

제6도는 역시 좌,우 카메라로 촬영한 영상합성기로 입체영상으로 제작하여 영상테이프 등에 기록장치(25)를 이용하여 일반 VCR(26)로 재생하여 TV화면에 출력하고 이를 입체영상 시청용 안경으로 시청하도록 된 예이다.

제7도는 상기에서 설명한 종래방식의 입체영상 구현방법과는 근본적으로 다른 방식인 본 발명의 입체영상 구현에 관한 원리 설명도이다.

첨부번호(50)은 1차영상으로 좌시각에 포착되고(51)은 2차영상으로 우시각에 포착되어 좌,우 시각의 차가가상의 깊이를 느끼도록하는 현상을 발생하게 하여 인간의 눈의 잔상효과와 시각의 차를 이용한 입체영상구현방식이다.

또한 A,B,C와 같이 거리의 구분에 따라서 좌,우 시각의 차가 커지고 작아지게 나타내도록 되어 있다.

상기와 같은 원리의 입체영상 구현을 위하여 본 발명은 일반영상신호(2D)의 동기신호(52)를 분리하여 새로운 동기신호(53)를 생성한 후 TV 신호에서 비월주사를 1피일드와 2피일드로 분해하여 다시 합성하므로써 상기의 동기신호를 중첩시켜서 입체영상을 구현하도록 하는 방법을 제공하고 있다.

제8도는 본 발명의 입체영상 구현방법을 실현하는데 가장 적합한 일 실시예이다. 일반영상신호(2D)가 입력단(100)을 통해서 입력되면, 입력신호가 증폭회로부(101)에서 증폭된 신호를 수직,수평 및 복합 동기신호로 분리시키는 동기분리회로(102)와 상기의 동기분리회로(102)와 연결되는 2피일드 분리기(103), 수평동기 발생회로(109) 및 수직동기 발생회로(110)와, 상기의 수평동기 발생회로(109)와 연결되는 수평동기 스위치부(111)와, 상기의 수직동기 발생회로(110)와 결합되는 수지동기스위치부(114)와, 상기의 2피일드 분리기(103)와 결합되는 1피일드용 영상 스위치부(112)와 상기의 수평동기 스위치부(111)가 결합되고 2피일드용 영상 스위치부(113)와 상기의 수직동기 스위치부(114)가 결합되어 있고, 상기의 1피일드용 영상 스위치부(112)의 출력과 2피일드용 영상 스위치부(113)의 출력을 혼합하여 출력단(116)으로 합성영상신호를 출력하는 혼합기(115)로 구성된 입체영상신호 처리부(A)와, 피일드신호 상기의 2피일드분리기에서 피일드신호 입력받아서 이들 신호를 논리연산하여 버퍼부(106)로 출력되는 게이트회로(104)와, 상기의 버퍼부(106)에서 각각 좌,우 셔터 신호를 입력받아 작용하는 입체영상 시청용 LCD셔터 안경(107)으로 구성된 입체영상 시청기부(B)로 구성함을 특징으로 하고 있다. 도면 중 미설명 부호인(108)은 상기의 출력단과 결합되어 입체영상화된 신호를 디스플레이 시키는 TV수강기(108)이다.

제9도는 제8도의 구체 회로도이다. 제8도와 동일부위는 같은 부호를 사용하면서 본 발명의 구체회로도의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

일반영상신호(2D)가 입력되는 입력단(100)과 동기분리회로를 안정하게 신호의 이득을 높이기(GAIN-UP) 위해서 저항(R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8)과 콘덴서(C1,C2,C3,C4,C5) 및 증폭기(U1)로 구성되어 있으며, 상기의 콘덴서(C1)와 저항(R2) 사이에 일반영상신호(2D)와 입체영상(3D)을 선택할 수 있는 스위치(SW)가 형성된 입력회로부(101)와, 상기의 입력회로부(101)에서 게인업(GAIN-UP)된 신호를 입력받아 동기신호를 수직동기(V-Sync), 복합동기(C-Cync) 및 피일드분리신호로 분리하도록 저항(R9)과 콘덴서(C6)가 병렬로 동기분리기(U2)에 접속되어 있고 그 타단은 어스되어서 회로의 안정화를 이루도록 구성돈 동기분리회로(102)와 상기의 동기분리회로(102)에서 분리된 수직동기신호(V-Sync)를 입력받아서 증폭, 지연되도록 저항(R18,R19), 콘덴서(C10) 및 가변저항(Rv)과 게이트(G1,G2,G3,G4)가 직렬로 구성된 수직동기 발생회로(110)와 상기의 동기분리회로(102)에서 출력된 복합동기신호(C-Cync)를 입력받아서 수평동기신호를 발생, 증폭시키도록 트리거버퍼회로(TB)와 가변콘덴서(Cv)가 직렬로 연결된 수평동기 발생회로(109)와, 상기의 동기분리회로(102)에서 수직동기신호(V-Sync) 및 피일드 분리신호를 버퍼(U5B)를 통해 입력받아서 기수, 우수(ODD/EVEN)피일드신호인 Q,Q를 출력하는 2피일드분리기(103)와, 상기의 2피일드분리기(103)의 Q 신호와 상기의 수평동기 발생회로(109)의 동기신호를 입력받아서 1피일드용 영상스위치(112)를 제어하는 수평동기 스위치(111)와 상기의 2피일드 분리기(103)의 Q신호와 상기의 수직동기 발생회로(110)의 동기신호를 입력받아서 2피일드용 영상 스위치(113)를 제어하는 수직동기스위치부(114)와 상기의 제1,2피일드용 영상스위치(112,113)에서 출력되는 각각의 신호를 혼합하여 출력단(116)으로 출력하는 혼합기(115)로 구성된 입체영상신호처리부(A)가 형성되어 있고, 상기의 2피일드 분리기(103)에서의 Q,Q신호와 발진회로(105)에서 주파수발진신호를 입력받아서 버퍼회로(U5A)가 입체영상 시청용 LCD셔터안경의 좌,우측을 온,오프시키도록 OR게이트 구성된 논리회로부(104)로 구성된 입체영상 시청기부(B)가 형성되어 있다.

제10도는 상기 제9도의 각 부위의 파형도이다.

본 발명의 구체회로도(제9도)와 각 부위의 파형도(제10도)를 참고로 하면서 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

입력단(100)으로 입력되는 제10도a(복합영상신호를 도형화한 파형임)와 같은 일반영상신호(2D)가 입력회로부(101)의 증폭기 회로에 의해서 시스템의 안정화를 이룰 수 있도록 이득을 조정(GAIN-UP)하여 b도와 같은 파형으로 출력된다.

상기의 이득이 조정된 제10도b의 신호가 상기의 동기분리회로(102)에 입력되어 공지의 동기분리회로에 의해서 C와 같은 수직동기회로(V-SYNC), d와 같은 복합동기신호(C-SYNC) 및 e와 같은 필드분리신호(ODD/EVEN)를 출력한다.

상기의 복합동기신호(C-SYNC)는 수직동기신호(V-SYNC)와 수평동기신호(H-SYNC)가 번갈아가며 혼합된 신호형태이다.

상기 동기분리회로(102)에서 출력되는 수직동기신호(V-SYNC)를 입력으로 하는 2피일드분리기(103)는 플립플롭(U3A)을 이용하여 입력신호를 제10도, f,g와 같은 Q,Q피일드신호로 분리출력한다.

상기의 동기분리회로(102)로부터 출력되는 복합동기신호(C-SYNC)는 트리거버퍼회로(TB)로 구성된 상기의 수평동기 발생회로(109)에 의해서 지연,증폭된 수평동기신호를 변환되어 제10도 K와 같은 파형으로 출력된다.

또한 상기의 동기분리회로(102)로부터 출력되는 수직동기신호(V-SYNC)는 저항(R18,R19), 가변저항(Rv), 콘덴서(C10) 및 게이트회로가 직병렬로 구성된 수직동기 발생회로(110)에 의해서 제10도 1와 같이 지연된 수직동기신호(V-SYNC)를 출력한다.

상기의 1필드용 영상스위치부(112)에 지연된 수평동기신호와 상기의 Q피일드 신호에 의해서 처리된 신호를 입력시키는 수평동기스위치(111)와 동일한 작용을 하는 수직동기스위치부(114)에 출력과 상기기 Q,Q피일드분리신호 및 당초의 영상신호(a)를 입력받아 상호 위상차가 존재하는 신호를 출력하여 이들 각 신호를 혼합기(115)에서 합성하여 출력단(116)으로 입체영상처리가 된 영상신호가 TV수강기 등으로 출력되도록 입체영상신호처리부(A)가 구성되어 있다.

상기의 입체영상 시청기부(B)는 2피일드분리기(103)에서 출력되는 Q,Q피일드신호(f,g)가 OR게이트를 통해서 증폭되어 버퍼부(106)의 일측에 입력되고, CMOS에 의한 발진회로(105)에서 출력되는 발진신호가 제10도 h와 같은 클럭신호로 플립플롭(U3B)에 입력되어서 플립플롭의 클럭신호가 상기의 버퍼(U5A) 타측에 입력된다.

상기 버퍼는 각각액정셔터에 제10도, i,j의 신호를 출력하여 입체영상 시청용 액정안경의 셔터를 구동시키게 된다.

이하에서는 본 발명의 효과를 상세히 설명하기로 한다.

일반영상신호(2D)를 입력으로 하여 이 신호로부터 동기를 분리하여 이들 각 동기신호의 지연,증폭을 통해서 영상신호를 기수필드와 우수필드로 분리하여 분리된 각 필드를 지연시켜서 합성하므로써 입체화된 영상신호(3D)를 구현할 수 있게 함으로써, 특정용도(입체영상용)로 특수장비를 이용하여 제작하던 고가의 입체 영상프로그램을 대처할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 일반상영신호(2D)를 상기의 입체영상(3D)을 구현할 수 있는 신규하고도 진보된 발명이다.

Claims

화면상에서 각 사물의 깊이감과 원근감을 느낄 수 있도록 영상신호가 처리된 입체영상(3D) 구현장치에 있어서, 일반영상신호(2D)가 입력되는 입력단(100)과, 상기의 입력영상신호를 안정화시키기 위해 신호의 이득을 조정(GAIN-UP)하기 위한 입력회로부(101)와, 상기의 입력회로부(101)에서 이득이 조정된 영상신호을 입력받아서 수직동기신호(V-SYNC), 복합동기신호(C-SYNC) 및 필드분리신호(ODD/EVEN)로 분리하여 출력하는 동기분리회로(102)와, 상기의 동기분리회로(102)로부터 출력되는 수직동기신호와 필드분리신호(ODD/EVEN)을 입력받아서 입력신호를 Q,Q피일드로 분리하는 2피일드분리회로(103)와, 상기의 동기분리회로(102)로부터 수직동기신호를 입력받아서 지연된 수직동기신호를 출력하는 수직동기 발생회로(110)와, 상기의 동기분리회로(102)로부터 출력되는 복합동기신호를 입력받아서 지연된 수평동기신호(H-SYNC)를 생성하는 수평동기 발생회로(109)와, 상기 수직동기발생회로(110)로부터 출력되는 수직동기신호와 상기의 2피일드 분리회로(103)에서 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아 2피일드용 영상스위치회로(113)에 제어신호를 출력하는 수직동기스위치(114)와, 상기의 수평동기 발생회로(109)로부터 출력되는 피일드 수평동기신호와 상기의 2피일드 분리회로(103)로부터 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아서 1피일드용 영상스위치회로(112)에 제어신호를 출력하는 수평동기스위치회로(111)와, 상기의 입력단(100)으로부터 일반영상신호(2D)를 입력받아서 상기의 수평,수직동기스위치회로(111,114)에서 입력된 제어신호가 상기의 피일드분리신호(Q,Q)에 의해서 지연된 동기가 있는 신호와 일반영상 신호를 각각 출력하는 상기의 1,2피일드 영상 스위치회로(112,113)와, 상기의 1피일드영상스위치회로(112)의 출력과 2피일드 영상스위치회로(113)의 출력을 합성하는 혼합기(115)와, 상기의 혼합되어 입체화된 영상신호를 TV 수상기(108) 등으로 출력하는 출력단(116)으로 구성된 입체영상신호처리부(A)와, 상기의 2피일드 분리회로(103)의 피일드 분리신호(Q,Q)와 CMOS발진기에 의해서 구동되는 플립플롭(U3B)의 출력신호를 버퍼회로부(106)로 출력하는 게이트회로부(104)와, 상기의 버퍼부(106)로부터 온,오프 신호를 입력받아 셔터작용 하므로써 상기의 TV수상기(108) 등으로 디스플레이되는 입체화된 영상신호를 시청할 수 있는 액정셔터안경(107)으로 구성된 입체영상 시청기부(B) 로 구성된 것을 특징으로 하는 일반영상신호(2D)를 입체영상신호(3D)로 변환하는 장치.