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사선형 시차 장벽 기반 입체 디스플레이 장치를 위한 다중 시점 영상 생성
A Multi-View Images Interleaving for Slanted Parallax Barrier based Display Device 원문보기

방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, v.17 no.3, 2012년, pp.491 - 502  

정경부 (한양대학교) ,  박종일 (한양대학교) ,  최병욱 (한양대학교)

초록
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평판 디스플레이 장치에서 입체 영상을 느낄 수 있도록 시차 장벽 혹은 렌티큘러 방식의 입체디스플레이 장치가 개발되었다. 이 디스플레이 장치를 통하여 입체 영상을 볼 수 있도록 하기 위해서는 디스플레이 장치에 출력되는 영상이 다중 시점에서 촬영한 영상으로부터 여러 부표본화 방법을 통하여 하나의 영상으로 재생성하여야 한다. 기존에 많은 부표본화 방법들은 크로스 토크를 줄이기 위한 노력을 많이 하였다. 본 논문에서는 이와 다르게 시차 장벽 기반의 입체 디스플레이 장치를 제조하는 과정에서 발생할 수 있는 시차 장벽의 오정렬에 대한 문제를 다루고자 한다. 사선형 시차 장벽 기반의 입체 디스플레이 장치에 사용자의 위치와 상관없이 입체적으로 보일 수 있도록 하기 위하여 시차 장벽의 기울기와 개구부의 크기, 디스플레이 장치와 사용자간의 거리를 고려하여 다중 시점에서 획득된 영상을 상호 배치하여 하나의 다중 시점 영상으로 생성하는 방법을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Flat panel-based parallax barrier or lenticular based 3D display devices that have been developed recently are designed to feel depth. In order to see a three-dimensional(3D) image by the display device, a multi-view image displayed on the flat panel must be regenerated from images of multi-views us...

주제어

#Multi-View Images Interleaving   #Autostereoscopic Image   #Slanted Parallax Barrier-based Autostereoscopic Display Device  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 시차 장벽이 기울어져있기 때문에 오토스테레오스코피 영상의  좌표값이 증가될 때 마다 다중 시점 영상의 첨자(index)가 바뀌게 된다. 따라서 오토스테레오스코피 영상의 각 부화소에 몇 번째 시점 영상의 부화소 값이 적용되어야 하는지 계산한다. 또한 중복되는 두 개 시점 영상의 부화소가 어느 정도 비율로 중복되는지 계산한다.
  • 본 논문에서는 3차원 장면을 8대의 가상 카메라를 이용하여 촬영하고, 사선형 시차 장벽의 오정렬 문제를 해결하기 위하여 사선형 시차 장벽 기반 디스플레이의 파라미터를 정의하고, 디스플레이 장치와 사용자와의 거리 등을 고려한 다중 시점 영상 생성 방법을 제안한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
  • 특히 사선형 시차 장벽 기반 오토스테레오스코피 디스플레이 장치에는 필수적으로 시차 장벽의 기울기와 개구부의 크기를 추출하는 보정과정을 거쳐서 상호 교차를 해야 한다. 본 논문에서는 디스플레이 장치가 제조과정에서 결정된 파라미터에 무관하게 어떤 거리에서도 입체감을 느낄 수 있도록 하기 위하여 한 화소에서의 각각의 채널을 다시 세분화하여 상호 교차하는 방법을 제시한다.
  • 본 논문에서는 사선형 시차 장벽 기반 입체 디스플레이 장치를 위한 다중 시점 영상의 상호 배치 방법을 제안하였다. 사선형 시차 장벽의 기울기와 사용자와 디스플레이 장치의 간격에 따른 개구부를 통하여 보이는 서브 픽셀의 크기를 고려한 다중 시점 영상의 상호 배치 방법을 통하여 사용자가 다양한 거리에서 입체 모니터를 바라볼 수 있도록 하였다.
  • 크로스 토크를 제거하기 위하여 다양한 주파수 분석을 적용한 anti-aliasing 필터들을 이용한 부표본화 방법들이 개발되고 있다[7-12]. 본 논문에서는 시차 장벽 방식의 오토스테레오스코피 디스플레이 장치에서 오정렬 문제와 사용자와 장치 사이 거리에 최적화된 오토스테레오스코피 영상을 생성하기 위한 다중 시점 영상의 상호 배치 방법에 초점을 둔다.
  • 또한 제작 과정에서 시차 장벽의 개구부 크기와 간격, 기울기가 달라지거나 시차 장벽 패널을 LCD 패널 앞에 부착할 때 오정렬(misalignment)가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 제작 과정에서 일어날 수 있는 오정렬 문제들을 보정(calibration)할 수 있도록 하고, 사용자와 디스플레이 장치 간의 거리에 상관없이 가상 물체를 볼 수 있도록 하기 위한 상호 교차 방법을 제안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
평판 디스플레이 장치에서 입체 영상을 느낄 수 있도록 개발된 것은 무엇인가? 평판 디스플레이 장치에서 입체 영상을 느낄 수 있도록 시차 장벽 혹은 렌티큘러 방식의 입체디스플레이 장치가 개발되었다. 이 디스플레이 장치를 통하여 입체 영상을 볼 수 있도록 하기 위해서는 디스플레이 장치에 출력되는 영상이 다중 시점에서 촬영한 영상으로부터 여러 부표본화 방법을 통하여 하나의 영상으로 재생성하여야 한다.
편광 방식을 사용한 방식이 사용자가 어디에서 디스플레이 장치를 바라보더라도 깊이감을 느낄 수 있는 이유는 무엇 때문인가? 이와 비슷하게 편광 방식을 사용한 방식 역시 각 시점 영상을 수직 수평 편광 렌즈를 통하여 각각 한 쪽 눈에만 투영되도록 한다. 이 방법은 두 시점의 영상을 사용하여 스테레오스코피 영상을 생성하고 안경을 통하여 두 눈에 다른 영상이 맺히기 때문에, 사용자가 어디에서 디스플레이 장치를 바라보더라도 깊이감을 느낄 수가 있다. 하지만 단 두 시점 영상만 이용하기 때문에 사용자가 바라보는 위치에 무관하게 항상 동일한 크기(scale)와 시점(viewpoint)의 가상 물체만 볼 수 있다.
스테레오스코피 방식은 무엇인가? 따라서 하나의 평판 디스플레이 장치에 출력되는 영상을 두 눈에 서로 다른 영상으로 맺히게 하기 위하여 스테레오스코피 (stereoscopy)방식[1-4] 제안되었다. 스테레오스코피 방식은 두 시점 이상의 영상을 한 영상으로 합성한 후 편광 안경, 시차 장벽 등 다양한 방법을 이용하여 두 눈에 다른 영상이 맺히게 한다. 3차원 디스플레이 장치에 출력되는 스테레오스코피 영상은 두 눈에 다른 영상을 맺히게 하는 방법에 따라 생성 방법과 합성 결과가 달라지게 된다.
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참고문헌 (12)

  1. Z. Y. Alpaslan and A. A. Sawchuk, "Three-Dimensional interaction with autostereoscopic displays," Proceedings of Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XI Symposium, Proc. SPIE, vol. 5291, pp.227-236 , 2004. 

  2. J. Konrad, and P. Agniel, "Subsampling models and anti-alias filters for 3-D automultiscopic displays," IEEE Transactions on Image Processing, vol. 15, no. 1, pp.128-140,2006. 

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  3. B. Lee, H. Hong, J. Park, H. Park, H. Shin, and I. Jung, "Multi view autosterescopic display of 36view using an ultra-high resolution LCD," Proceedings of SPIE, vol. 6490, pp. 64900S.1-64900S.8, Jan., 2007. 

  4. X. Li, Q. Wang, Y. Tao, D. Li, and A. Wang, "Crosstalk reduction in multi-view autostereoscopic three-dimensional display based on lenticular sheet," Chinese Optics Letters, vol. 9, issue 2, pp. 021001, 2011. 

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  5. K. Mashitani, H. Takahashi, and T. AIDA, "Multi-View Glass-Less 3-D Display by Parallax Barrier of Step Structure," Mem. Fac. Eng., Osaka City Univ., Vol. 48, pp. 1-8, 2007. 

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  6. A. Boev, K. Raunio, A. Gotchev, and K. Egiazarian, "GPU-based Algorithms for Optimized Visualization and Crosstalk Mitigation on a Multiview Display," Proceeding of the SPIE-IS&T, Stereoscopic Display and Applications XIX, vol. 6803, 2008. 

  7. A. Jain and J. Konrad, "Crosstalk in automultiscopic 3-D displays: Blessing in disguise?," Proceedings of SPIE Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems, vol. 6490, pp. 12.1-12.12, Jan. 2007. 

  8. N. S. Holliman, "Mapping Perceived Depth to Regions of Interest in Stereoscopic Images," Proceedings of SPIE : Stereoscopic displays and virtual reality systems XI, vol. 5291, pp. 117-128, Jan. 2004. 

  9. A. Schmidt and A. Grasnick, "Multi-viewpoint Autostereoscopic Displays from 4D-Vision," Proceedings of SPIE Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems, vol. 4660, pp.212 - 221, 2002. 

  10. C. Lee, G. Seo, J. Lee, T. Han, and J. G. Park, "Auto-stereoscopic 3D displays with reduced crosstalk," Optics Express 19, 24762-24774, 2011. 

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  11. M. Zwicker, W. Matusik, F. Durand, and H. Pfister, "Antialiasing for Automultiscopic 3D Displays," Proceedings of Rendering, pp. 73-82, 2006. 

  12. J. Konrad and P. Agniel, "Artifact reduction in lenticular multiscopic 3-D displays by means of anti-alias filtering," Proceedings of SPIE Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems, vol. 5006A, pp. 336-347, 2003. 

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