시점추적에 연동하는 가변형 패럴랙스 배리어를 이용한 3차원 디스플레이 시스템의 구현 = (An)Implementation of 3-Dimensional Display System Using Variable Parallax Barrier Operating to View-point Tracking
저자
발행사항
서울 : 광운대학교 대학원, 2009
학위논문사항
학위논문(박사)-- 광운대학교 대학원 : 전자재료공학과 2009. 2
발행연도
2009
작성언어
한국어
DDC
621.38028
발행국(도시)
서울
형태사항
xv, 113 p. : 삽도 ; 26 cm.
일반주기명
참고문헌 수록
소장기관
The parallax barrier technique that is one of the without-glass 3-dimensional display technologies has the advantage of applicability to both two dimensional and three dimensional displays. Meanwhile, it has the disadvantage that a user must set his eyes to the proper view-point because the view-point of a parallax barrier display is fixed. To solve this problem, this thesis proposes a variable parallax barrier method using a view-point tracking system. The variable parallax barrier to be proposed adopts a sub-barrier concept in which a conventional barrier is divided into four sub-barriers for each of them to operate according to the location of the viewer's eyes. It makes a user observe a seamless and natural stereoscope.
The previous method of constructing a parallax barrier panel was to use the common TN-LCD(Twisted Nematic-Liquid Crystal Display) technique to construct the parallax barrier part which takes most of the panel. In this method, the crossing part of the driving lines should be fabricated by the TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) technique. It has a problem that in each case the panel pitch is different, the panel should be re-constructed. To solve this problem, this thesis proposes a new cross connector that regards a FPC(Flexible Printed Circuit) consisting of 640 driving lines as a unit. This technique can provide high flexibility to apply to various panels with different sizes because it is independent of the TN panel and takes less cost compared to the case that the panel includes the driving lines.
The variable parallax barrier technique and the cross connector to be proposed are integrated to a display system using a view-point tracking system. The view-point tracking system to be proposed raises the efficiency to extract the viewer's face using the luminance and color information for the skin color on the HSI coordinates similar to the human visual system. Even if it shows slight difference according to the human species, it is possible to extract the face part from the color information if it is not completely black. To increase the recognition rate of the eyes from the face, this method tracks the locations of the eyes using template matching method for the shape of eye. By adjusting the variable parallax barrier with a electronic controller according to this information to form a proper barrier to the viewer's eye location, a user can observe a natural and seamless stereoscopy.
3차원 입체 디스플레이 기술중 무안경 방식의 하나인 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 기술은 2·3차원 겸용으로 사용할 수 있다는 장점이 있는 반면 위치 고정적이라는 근본적인 문제를 지니고 있어 사용자들이 3차원 영상을 관찰하기 위해서는 시점을 좌·우 영상에 맞추어야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 문제점을 해결하기 위해 시점추적에 연동하는 가변형 패럴랙스 배리어 방식을 제안한다. 본 논문에서 구현한 가변형 패럴랙스 배리어는 기존의 패럴랙스 배리어에 서브배리어 개념을 도입하여 각 배리어를 4개의 서브배리어로 분할하여 사용하는 것으로, 눈의 움직임에 따라 서브배리어가 연동하게 함으로써 보다 자연스러운 끊김없는 입체 영상을 관찰할 수 있도록 한다.
패럴랙스 배리어 패널 제작에 있어서 기존의 제작방법은 패널의 대부분을 이루고 있는 패럴랙스 배리어 부분을 일반 TN-LCD(Twisted Nematic-Liquid Crystal Display)의 기술을 사용해서 제작하는데, 이 방식은 구동라인이 교차되는 부분을 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)의 기술을 적용하여 제작하여야 하며 패널의 피치가 모두 달라 패널을 만들 때마다 매번 패널 하단부의 라인 교차 부분을 다시 제작해야 한다는 기술적인 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 640라인의 FPC(Flexible Printed Circuit)를 한 단위로 하는 새로운 교차컨넥터(cross connector)를 제안한다. 이 기술은 모든 패널에 적용할 수 있고 TN 패널과 독립적으로 제작되기 때문에 패널에 자체적인 구동라인을 두어 제작할 때보다 저렴한 개발비용으로 제작을 할 수 있고, 다양한 크기의 패널에 모두 적용 가능하여 높은 호환성을 제공한다.
제안하는 가변형 패럴랙스 배리어 기술과 교차컨넥터는 시점추적 장치를 사용하여 시스템으로 완성한다. 시점추적 장치는 인간의 시각 체계와 유사한 색상정보(HSI) 좌표계 상에서 피부색에 대한 색상정보와 명암 정보를 이용하여 안면영역의 추출 효율을 높인다. 인종에 따라 약간의 차이가 있지만 색상정보는 완전히 검은 얼굴이 아닌 이상 얼굴 영역의 추출이 가능하다. 추출된 안면 영역에서 얼굴 인식률 개선을 위해 눈 모양의 템플릿 매칭(template matching)을 사용하여 좌·우 눈을 식별하여 정확한 눈의 위치를 추적한다. 이 정보에 따라 가변형 패럴랙스 배리어를 전자 제어로 이동시킴으로써 눈의 위치에 맞는 패럴랙스 배리어를 형성시켜 자연스러운 입체 영상을 관찰할 수 있게 한다.
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