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KR20120008329A - 어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 전자기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기 - Google Patents

어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 전자기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기 Download PDF

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KR20120008329A
KR20120008329A KR1020100069124A KR20100069124A KR20120008329A KR 20120008329 A KR20120008329 A KR 20120008329A KR 1020100069124 A KR1020100069124 A KR 1020100069124A KR 20100069124 A KR20100069124 A KR 20100069124A KR 20120008329 A KR20120008329 A KR 20120008329A
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KR
South Korea
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display
angle
image
electronic device
planar image
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Withdrawn
Application number
KR1020100069124A
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English (en)
Inventor
황성재
류중희
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
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Abstract

어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 전자기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기가 제공한다.
본 발명에 따른 전자기기 디스플레이의 표시 방법은 외부 이미지를 어안렌즈로 획득하는 단계; 상기 획득된 외부 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계; 사용자 안면과 상기 전자기기 사이의 제 1 각도를 측정하는 단계; 평면 이미지의 중심을 기준으로 상기 측정된 제 1 각도와 반대 방향의 제 2 각도로 연장된 일 지점을 중심으로 평면 이미지를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 평면 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 전자기기의 디스플레이 표시 장치는 제한된 카메라의 시야각을 어안렌즈를 통하여 확대시키며, 동시에 사용자가 전자기기의 카메라 각도를 회전시키지 않고, 자신이 이동함으로써 원하는 대상 이미지를 자유롭게 변환시킬 수 있다.

Description

어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 전자기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기{A method and device for display of electronic device using fish-eye lens and head tracking ,and mobile device using the same}
본 발명은 어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 모바일 기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자의 시야각을 고려하여, 디스플레이되는 이미지를 선택적으로, 추출, 표시하는, 어안렌즈 및 안면 추적을 이용한 모바일 기기 디스플레이 표시 장치 및 그 방법, 이를 이용하는 모바일 기기에 관한 것이다.
최근 가상 환경(VE: Virtual Environment)과 실시계 환경(RE: Real Environment)를 서로 혼합하여 사용자에게 보다 높은 현실감을 제공하는 혼합 현실(Mixed Reality)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
혼합 현실(Mixed Reality)은 가상 환경과 실제 현실 환경 중 어느 것을 기반으로 하는가에 따라 증강현실(AR: Augmented Reality)과 증강 가상 현실(AV: Augmented Virtuality)로 나누어진다. 여기에서, 증강현실(Augmented Reality)은 실세계에 3차원 가상물체를 겹쳐 보여주는 기술로, 사용자가 보고 있는 실사 영상에 가상 영상을 겹쳐(overlap), 현실 환경과 가상화면의 구분이 모호해지도록 하여 사용자를 더욱 몰입하게 하는 기술이다. 이러한 증강현실에서 사용자가 보고 있는 실사 영상의 표시는 매우 중요한 기술 요소인데, 왜냐하면 사용자는 모바일 기기에 표시되는 실사 영상과 모바일 기기 바깥으로 보이는 외부 이미지가 겹쳐지지 않음으로써, 사용자는 마치 두 개의 다른 영상 이미지를 보는 듯한 착각을 일으키어, 증강현실에 몰입하기 어렵게 되는 문제가 있다.
또한, 원격 화상 회의와 같이 쌍방향 영상 통화의 경우, 제한된 렌즈의 시야각 때문에, 실제로 사용자가 볼 수 있는 영상은 제한된다는 문제가 있다.
더 나아가, 모바일 기기와 같이 카메라를 구비하는 기기를 회전시키는 경우, 디스플레이의 제한된 광시야각 때문에 사용자가 원하는 이미지를 즉각적으로 볼 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제한된 렌즈 시야각을 확대하고, 더 나아가 디스플레이의 제한된 광시야각의 한계를 극복할 수 있는 새로운 디스플레이 표시 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 상기 표시방법을 구현하는 새로운 디스플레이 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 상기 표시 장치를 구비하는 모바일 기기 및 이를 위한 프로그램 명령어가 기록된 기록매체에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전자기기 디스플레이의 표시 방법으로, 상기 방법은 외부 이미지를 어안렌즈로 획득하는 단계; 상기 획득된 외부 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계; 사용자 안면과 상기 전자기기 사이의 제 1 각도를 측정하는 단계; 평면 이미지의 중심을 기준으로 상기 측정된 제 1 각도와 반대 방향의 제 2 각도로 연장된 일 지점을 중심으로 평면 이미지를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 평면 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 각도 변화에 따라 상기 일 지점은 변화되며, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도는 상기 디스플레이 중심을 기준으로 측정된 각도이다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 평면 이미지 추출 및 표시 단계는 연속적으로 수행될 수 있다.
본 발명은 상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 어안렌즈로 객체를 촬영하는 카메라부; 상기 카메라부에 의하여 촬영된 상기 객체의 왜곡 이미지를 평면 이미지로 보정하는 보정부; 사용자의 안면 위치 정보를 획득하는 안면 위치 추적부; 상기 안면 위치 추적부에 의하여 획득된 사용자 안면의 각도에 대응하여, 상기 평면 이미지의 표시 중심점을 결정하는 연산부; 및 상기 결정된 표시 중심점을 기준으로 상기 평면 영상을 상기 디스플레이에 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 안면 각도는 상기 모바일 기기의 디스플레이 중심을 기준으로 측정된 각도이며, 상기 안면 각도로부터 계산된 사용자 시야각이 연장된 평면 이미지 내의 일 지점이 상기 표시 중심점으로 결정된다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 안면 각도의 변화에 따라 표시 중심점이 변화되며, 상기 표시 중심점의 변화 방향은 상기 디스플레이 중심을 기준으로 상기 안면 각도의 변화 방향과 동일하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 디스플레이 중심을 기준으로 상기 왜곡 이미지가 보정되며, 상기 전자기기는 모바일 기기일 수 있다. 또한, 상기 평면 이미지는 상기 어안렌즈 중심을 기준으로 상기 왜곡 이미지가 보정될 수 있다.
본 발명은 상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 상술한 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 구동시키기 위한 프로그램 명령어가 기록된 기록매체를 제공하며, 본 발명은 또한 상술한 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 포함하는 전자기기를 제공한다.
본 발명에 따른 전자기기의 디스플레이 표시 장치는 제한된 카메라의 시야각을 어안렌즈를 통하여 확대시키며, 동시에 사용자가 전자기기의 카메라 각도를 회전시키지 않고, 자신이 이동함으로써 원하는 대상 이미지를 자유롭게 변환시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 디스플레이의 표시 방법의 단계도이다.
도 2는 상술한 표시 방법에 따라 평면 이미지 추출 방식을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 디스플레이 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 시야각이 연장된 평면 이미지 내의 일 지점이 상기 표시 중심점으로 결정되는 방식을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 카메라가 구비된 전자기기를 회전시키지 않고, 사용자 안면 위치(각도)에 대응되는 각도로 이미지를 추출하고, 이를 전자 기기의 디스플레이에 표시한다. 특히 본 발명은 어안 렌즈를 사용하며, 이로써 사용자 안면 위치에 대응하여, 보다 넓은 영역에서의 대상 이미지 추출이 가능하다.
통상적으로 어안렌즈는 의도적으로 통모양의 왜곡을 생기게 하여 180도 이상의 화각 전면에 걸쳐 균일한 밝기와 선예도를 유지할 수 있게 만든 렌즈로, 렌즈 중심점부의 피사체는 극단적으로 크게 찍히고 주변의 것은 아주 작게 찍히게 된다. 즉, 어안렌즈는 광역의 영상을 획득할 수 있도록 하나, 이때의 획득한 영상은 심한 왜곡을 가진다. 이에 어안렌즈를 구비하는 카메라를 이용하는 시스템은 어안렌즈를 통해 광역의 영상을 획득하고, 이의 왜곡을 보정하여 사용자가 필요로 하는 영상을 제공하여 준다. 이러한 영상의 왜곡을 보정하기 위해 현재 많은 영상 보정 방법이 개시되고 사용되고 있는데, 그 예로는 Nayar 방법과 Xianghua 방법들이 있다. 따라서, 본 발명은 어안렌즈에 의하여 얻어진 광역의 왜곡 이미지를 평면 이미지로 보정하는 과정을 거치게 되며, 다시 보정된 평면 이미지의 표시 기준점을 안면 위치 추적부(head tracker)에 의하여 검출된 안면 각도에 일치시킨다 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 디스플레이의 표시 방법의 단계도이다.
도 1을 참조하면, 외부 이미지를 어안렌즈로 획득하는 단계(S110); 상기 획득된 외부 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계(S120); 사용자 안면과 상기 전자기기 사이의 제 1 각도를 측정하는 단계(S130); 평면 이미지의 중심을 기준으로 상기 측정된 제 1 각도와 반대 방향의 제 2 각도로 연장된 일 지점을 중심으로 평면 이미지를 추출하는 단계(S140); 및 상기 추출된 평면 이미지를 표시하는 단계(S150)를 포함한다.
도 2는 상술한 표시 방법에 따라 평면 이미지 추출 방식을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저 전자기기(100)의 어안렌즈로부터 얻어진 왜곡 이미지가 평면 이미지(110)가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 평면 이미지(110)는 어안렌즈의 중심을 기준으로 통상적인 방법에 따라 보정된 이미지이나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 전자기기(100)에 구비된 안면 위치 추적부(미도시)에 의하여 사용자의 안면(120)과 전자기기(100) 사이의 각도(제 1 각도)가 측정된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 각도는 전자기기 디스플레이의 중심(C)으로부터 사용자 안면(120) 사이의 상대 각도가 된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 평면 이미지(110)의 중심으로부터 상기 제 1 각도와 반대방향으로 연장된 일 지점(P)이 실제 전자기기의 디스플레이에 표시되는 이미지 중심이 된다. 즉, 본 발명에서는 사용자의 실제 시야각 변동에 따라 왜곡 보정된 평면 이미지의 표시 중심점이 이동하며, 따라서, 상기 제 1 각도 변화에 따라 디스플레이에 표시되는 중심 지점 또한 변화된다.
또한, 표시 중심점을 기준으로 평면 이미지를 추출하고, 이를 표시하는 단계는 연속적으로 수행될 수 있다. 따라서, 사용자가 자신의 안면 위치를 이동시킴에 따라, 디스플레이에 표시되는 평면 이미지의 표시 중심점은 이동하며, 그 결과 사용자는 시야각으로부터 연장된 평면 이미지를 지속적으로 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 전자기기 디스플레이의 표시 장치를 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 디스플레이 표시 장치의 블록도로서, 상기 장치는 어안렌즈로 객체를 촬영하는 카메라부(310); 상기 카메라부에 의하여 촬영된 상기 객체의 왜곡 이미지를 평면 이미지로 보정하는 보정부(320); 사용자의 안면 위치 정보를 획득하는 안면 위치 추적부(330); 상기 안면 위치 추적부에 의하여 획득된 사용자 안면의 각도에 대응하여, 상기 평면 이미지의 표시 중심점을 결정하는 연산부(340); 및 상기 결정된 표시 중심점을 기준으로 상기 평면 영상을 상기 디스플레이에 표시하는 제어부(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 안면 각도는 상기 모바일 기기의 디스플레이 중심을 기준으로 측정된 각도로서, 이는 도 2에 도시된 바와 같으므로 이하 생략한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 안면 각도로부터 계산된 사용자 시야각이 연장된 평면 이미지 내의 일 지점이 상기 표시 중심점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 제공하는데, 이는 아래 도 4에 도시된다.
도 4를 참조하면, 모바일 기기(410)를 보는 사용자 안면(420)이 개시되며, 상기 사용자 안면(420) 각도로부터, 소정 각도로 기울어진 시야각(430)이 계산된다. 특히, 어안렌즈에 의하여 미리 촬영된 후, 왜곡 보정된 평면 이미지(440)는 상당히 넓은 광역의 이미지를 포함하는 데, 이때 사용자의 시야각이 연장된 영역(440a) 중 임의의 일 지점에 상기 표시 중심점이 결정되고, 상기 결정된 표시 중심점을 기준으로 상기 평면 이미지가 추출되어, 표시된다. 본 발명은 시야각에 따른 카메라 촬영 각도 변경뿐만 아니라, 사용자와 모바일 기기 사이의 거리에 따라 추출된 이미지 배율이 가변적으로 결정되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 사용자 안면과 모바일 기기 사이의 거리가 멀수록 표시되는 이미지 배율이 감소된다. 이는 사용자가 모바일 기기 사이의 거리가 멀수록, 외부 객체와 사용자 사이의 거리 또한 멀어지는 특성을 고려한 것이다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 전자기기는 노트북, 휴대전화 등과 같은 모바일 기기일 수 있다. 하지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며, 디스플레이가 구비되고 안면 추적 카메라와 어안렌즈가 동시에 구비될 수 있는 임의의 모든 전자기기가 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은 이상의 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (14)

  1. 전자기기 디스플레이의 표시 방법으로.
    외부 이미지를 어안렌즈로 획득하는 단계;
    상기 획득된 외부 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계;
    사용자 안면과 상기 전자기기 사이의 제 1 각도를 측정하는 단계;
    평면 이미지의 중심을 기준으로 상기 측정된 제 1 각도와 반대 방향의 제 2 각도로 연장된 일 지점을 중심으로 평면 이미지를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 평면 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 디스플레이의 표시 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 각도 변화에 따라 상기 일 지점은 변화되는 것을 특징으로 하는 전자기기 디스플레이 표시 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도는 상기 디스플레이 중심선을 기준으로 측정된 각도인 것을 특징으로 하는 전자기기 디스플레이 표시방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 평면 이미지 추출 및 표시 단계는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전자기기 디스플레이 표시방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 명령어가 기록된 기록매체.
  6. 전자기기 디스플레이의 표시 장치로서, 상기 장치는
    어안렌즈로 객체를 촬영하는 카메라부;
    상기 카메라부에 의하여 촬영된 상기 객체의 왜곡 이미지를 평면 이미지로 보정하는 보정부;
    사용자의 안면 위치 정보를 획득하는 안면 위치 추적부;
    상기 안면 위치 추적부에 의하여 획득된 사용자 안면의 각도에 대응하여, 상기 평면 이미지의 표시 중심점을 결정하는 연산부; 및
    상기 결정된 표시 중심점을 기준으로 상기 평면 영상을 상기 디스플레이에 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 안면 각도는 상기 모바일 기기의 디스플레이 중심을 기준으로 측정된 각도인 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 안면 각도로부터 계산된 사용자 시야각이 연장된 평면 이미지 내의 일 지점이 상기 표시 중심점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 안면 각도의 변화에 따라 표시 중심점이 변화되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 표시 중심점의 변화 방향은 상기 디스플레이 중심을 기준으로 상기 왜곡 이미지가 보정된 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 전자기기는 모바일 기기인 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 평면 이미지는 상기 어안렌즈 중심을 기준으로 상기 왜곡 이미지가 보정된 것을 특징으로 하는 전자기기의 디스플레이 표시 장치.
  13. 제 6항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 구동시키기 위한 프로그램 명령어가 기록된 기록매체.
  14. 제 6항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 전자기기의 디스플레이 표시 장치를 포함하는 전자기기.
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Patent event code: PA01091R01D

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Patent event date: 20100716

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