KR20010096556A - 입체영상 입출력 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양안입체시를 위한 입체영상 입출력 방법 및 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 인간이 대상물을 관찰 할 때 양안을 중심으로 발생하는 광학적 효과를 효율적으로 재현하여 가상공간을 통한 입체형상 관찰자에게 위화감이나 피로감이 없는 쌍방향성 양안입체시를 가능하게 해주는 방법 및 장치에 있어서, 한 대의 카메라로부터 촬영하여 얻은 회전하는 대상물에 대한 연속화상열을 화상데이터로서 기억매체에 압축하여 저장하는 제 1수단; 제 1수단에 의해 저장된 화상데이터에서 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 제 2수단; 그리고 제 2수단에 의해 선택된 화상페어에 대한 압축을 풀어 관찰자의 좌우 각각의 눈에 표시하도록 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다

Description

입체영상 입출력 방법 및 장치 { 3D imaging equipment and method }

본 발명은, 가상현실을 통한 대상물에 대한 쌍방향 양안입체시를 가능하게 해주는 입체화상의 입출력 장치 및 방법에 관한 것이다.

인터넷, CD-ROM 등과 같은 디지털 매체를 이용한 전자상거래, 가상박물관, 디지털백과사전 및 카타로그 등의 이용이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 경우에 가상현실을 통한 물체에의 시각적 접근을 더욱 효과적으로 해 주기 위해서는, 사진과 같은 평면화상 뿐 만 아니라 마치 눈앞에 실제 대상물이 있는 것과 같은 양안 입체시에 의한 충분한 입체감과 사용자가 대상물을 보는 방향이나 자세등을 자유로이 선택 가능하게 하는 등의 쌍방향성을 제공할 필요가 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 지금까지 주로 화상정보로 부터 대상물의 입체형상을 복원하여 이로부터 양안입체시에 필요한 화상페어를 얻었다. 그러나, 입체형상복원은 컴퓨터비젼분야의 중요한 과제의 하나로 오랫동안의 활발한 연구에도 불구하고 나름대로의 여러가지 문제점을 가진다.

그리고 복원상이 아닌 실화상데이터를 그대로 이용하는 방법의 하나로, 대상물에 대해 좌우로 떨어진 두 위치에서 촬영한 두 장의 화상을 사용자의 좌우 눈의 각각에 보여 시각적인 입체감을 주게하는 스테레오 카메라를 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 사용자의 시각사스템과 관찰조건과는 무관하게 나름대로 정해진 구조를 가진 스테레오 카메라로부터 얻어진 두 장의 화상을 이용하기 때문에, 특히 눈에서 가까이 있는 대상물에 대해 사용자에게 위화감, 피로감 및 형상왜곡을 가져다 주는 문제점이 있으며, 특히 다양한 조건에 맞는 전체 화상페어의 집합를 얻기 위해서는 막대한 크기의 데이터가 필요하므로 비실용적이다.

본 발명은, 이상에서 말한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 인간의 시각시스템에 있어서 양안의 역할의 중요성에 주목하여 인간이 대상물을 관찰 할 때 양안을 중심으로 발생하는 광학적효과를 효율적으로 충실하게 재현하여, 사용자에게 위화감이나 피로감이 없는 쌍방향 가상현실에 통한 대상물에 대한 사실적인 양안입체시를 가능하게 해주는 효율적이며 실용적인 입체화상의 입출력 방법과 장치를 제안한다.

이 방법은 기본적으로 실화상을 그대로 이용하므로, 보다 실제에 가까운 물체의 입체상을 보여 주는 것이 가능하여, 특히 전자상거래 등에서 요구되는 대상물에 대한 시각적 접근에의 신뢰성을 높인다. 그러나, 상기의 스테레오 카메라를 이용하는 방법과는 달리, 본 방법은 사용자의 양안입체시 관련의 시각시스템과 관찰조건을 충분히 고려하여 적절한 입체상을 제시하므로 사용자에게 위화감, 피로감 및 형상왜곡을 최소화 하고, 특히 다양한 시각 조건에 맞는 전체 화상페어의 집합이 효율적으로 획득, 관리, 출력되게 하여 상대적으로 소량의 데이터를 필요로 하므로 실용성이 뛰어나다.

도 1은 화상데이터 획득을 위한 입체화상 입력장치의 구성도,

도 2는 화상데이터 입출력장치에 대한 제어장치의 구성도,

도 3은 화상 출력장치의 이용예,

도 4는 설명을 위해 사용 된 간단한 카메라 모델,

도 5는 본 발명의 화상 입력장치 이용의 설명도,

도 6은 화상데이터 획득의 흐름도.

도 7은 저장 화상데이터의 구조,

도 8은 관찰 대상물과의 거리변화에 대응하는 양 안구의 제어 설명도,

도 9는 양안의 제어와 저장 화상데이터간의 관계 설명도,

도 10은 본 발명에 있어서의 입체화상 출력장치의 이용 설명도,

도 11은 입체화상 출력의 흐름도,

도 12는 출력 화상페어의 선택 설명도,

도 13은 양안입체시와 출력 화상페어간의 광학적 관계 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1. 촬영 대상물 10. 대상물 회전장치

12. 카메라 14. 카메라와 운동기구로 구성되는 촬영장치

16. 턴테이블 20. 화상 입출력 제어장치

22. 컴퓨터 24. 모터 제어기

26. 카메라 인터페이스 30. 화상 출력장치

31. 입체상 디스플레이장치 32. 거리 센서

본 발명은 양안입체시를 위한 입체영상 입출력 방법 및 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 인간이 대상물을 관찰 할 때 양안을 중심으로 발생하는 광학적 효과를 효율적으로 재현하여, 가상공간을 통한 입체형상 관찰자에게 위화감이나 피로감이 없는 쌍방향성 양안입체시를 가능하게 해 준다. 본 발명에서의 방법은 개략적으로, 한 대의 카메라로부터 촬영하여 얻은 회전하는 대상물에 대한 연속화상열을 화상데이터로서 기억매체에 압축하여 저장하는 제 1수단; 제 1수단에 의해 저장된 화상데이터로 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 제 2수단; 그리고 제 2수단에 의해 선택된 화상페어에 대한 압축을 풀어 관찰자의 좌우 각각의 눈에 표시하도록 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다

이하, 본 발명의 한가지 실시형태를 도면을 참고해서 설명한다. 또, 각 도면에 있어서의 공통적인 부분에는 동일부호를 붙여서 사용한다.

본 발명의 기본개념은, 눈앞의 대상물을 인간이 관찰할 때 발생하는 다양한 장면을 평면의 화상열 형식으로 앞축, 보관하고, 가상공간상에서 해당대상물을 보는 사용자의 시각시스템의 특성과, 양안과 디스플레이면 간의 관계등에 맞추어 가장 적합한 화상페어를 보관 화상데이터로부터 선택하고 압축을 풀어 사용자의 좌우안에 제시하는 것이다. 이 때, 양안에 대한 대상물의 보이는 방향, 자세 그리고 화상확대율 등이 사용자에 의해 선택 가능한 쌍방향성이 지원된다.

도 1은, 화상데이터를 얻기 위한 입체화상 입력장치의 구성도이다. 이 그림에서 보이는 것처럼, 화상입력장치(10)은 초점거리와 줌의 조절이 가능한 카메라(12)를 1대 장착한 촬영장치(14)와 촬영대상물(1)을 싣는 턴테이블(16)로 구성된다. 촬영장치(14)는 카메라(12)의 수직방향자세와 상하이동 등을 제어하여, 인간이 대상물을 관찰할 때 생기는 다양한 장면을 촬영하여, 이것을 연속화상열형식의 화상데이터로서 압축해서 저장하는데 이용된다.

도 2는, 화상입력장치(10)와 출력장치(30)을 제어하는 제어장치의 구성도이다. 이 그림에서, 제어장치는 컴퓨터(22)와 그것에 연결된, 촬영장치(14)와 턴테이블(16)의 각축의 동작을 제어하는 모터제어기(24)와, 카메라(12)의 초점거리와 줌의 제어와 카메라(12)로 부터의 화상데이터의 입력을 담당하는 카메라 인터페이스(26) 등으로 구성된다. 화상출력장치(30)는, 컴퓨터(22), 입체화상 디스플레이(31), 거리센서(32) 그리고 입체화상 디스플레이 인터페이스(33)로 구성된다. 도 3은, 도 2에서 보이는 화상출력장치(30)의 한 구성예이다.

(화상데이터 취득과 보관)

도 4는, 카메라의 촬영 제어를 설명하기 위한 간단한 카메라(12)의 모델을 나타낸다. 이 카메라는 원하는 크기로 그것의 화상면에 선명하게 대상물이 투영되도록 렌즈의 초점거리와 줌이 제어된다. 이 경우 (수식 1)의 관계가 성립한다.

여기서 f 는 렌즈의 투영중심점 c 에서 화상면 까지의 거리 즉 초점거리를, d 는 c 에서 대상물까지의 거리를 나타낸다. 또 Y 와 y 는 각각 대상물의 크기와 그것의 화상면에서의 투영상의 크기를 표시한다.

도 5는, 본발명의 화상입력장치(10)의 측면도이며 도 6은 화상데이터획득의 흐름도이다. 도5의 턴테이블(16)의 중앙에 올려진 대상물(1) 에 대한 화상데이터의 획득은 도 6의 흐름도에 따라 사용자에 의해 각 대상물별로 이하의 순서로 수행된다.

우선, 턴테이블(16)의 회전중심선을 통과하게 놓여진 대상물의 촬영중심점 o 를 결정하고, 촬영장치(14)를 조작하여 카메라의 광축이 화상입력장치(10)의 평면 (x 축) 과 수평상태에서 대상물 촬영중심점 o를 향하도록 한다. 이때, 카메라 렌즈의 투영중심점 c 의 위치를 c0 로 하고, 대응하는 화상입력장치(10)에서의 c0 에 대한 y 축 좌표치를 y0 로 한다. 다음 c0 에 카메라를 고정시킨 상태에서 턴테이블(16)를 회전시켜가며 대상물의 가장 큰 투영상까지도 전부 화상면에 들어오도록 렌즈의 초점거리 f를 조정하고 이 값을 f0 라고 한다. 이때 c0 와 대상물 촬영중심점 o 간의 거리를 L 이라고 한다.

그리고, 대상물 촬영중심점 o 를 향해 대상물을 촬영할 때의 c 점의 y 축 좌표치 yj (j=1,2,, ..., J) 를 정한 후, 대응하는 c 점의 값을 cj (j=1,2,, ...,J)로 하고 이것을 yj 에서의 촬영위치라고 부른다. 편의를 위하여이 되도록 한다. 이상의 구성에서 부터, 각 촬영위치 cj 에서의 화상입력장치(10)의 수평 x 축에 대한 시계방향 회전각도는 (수식2)와 같이 주어지며, 이렇게 얻어진 각 cj 에서의 yj,등은 촬영장치(14)의 제어에 이용된다.

카메라의 회전중심점 rc 와 투영중심점 c 간의 거리는, c 와 대상물간의 거리 d 와 비교해 무시 가능할 정도로 작게 되도록 카메라를 배치한다. 그러면 각 카메라 위치 cj 와 대상물 촬영중심점 o 간의 거리 dj 는 (수식3) 과 같이 된다.

c0 위치에 있는 초점거리 f0 의 카메라의 투영상의 크기를 기준으로, 각 촬영위치 cj 에서부터 대상물 촬영중심점 o 까지의 거리 dj 의 변화에 의한 촬영상의 크기의 변화를 보상해 주기 위해서, 카메라 파라메터 f 는 (수식4) 와 같이 조정된다.

여기서,는 c0 에서 정한 투영상의 크기와 비교한 화상확대율이다. 화상확대율의 큰값에 대해서는 해당화상이 자세하게 보이게 확대되어 화상면에 투영되게 된다. 편의를 위하여, 여기서는κ1 = 1 로 하고,(i = 1,2, ... ,I) 의 조건으로 사용자에 의해 결정된다.

이상의 사항을 기초로 대상물에 대한 화상데이터의 획득은, 도 6의 흐름도에 나타낸 것과 같이 i = 1 로부터 I 까지의 각 화상확대율에 대해서 다음과 같은 사항을 반복 수행함에 의해 이루어진다. 즉, j = 1부터 J 까지의 카메라의 촬영위치 cj에서, 한 회전을 N 스텝으로 균등하게 분할한 턴테이블(16)을 N 스텝 회전시킨다. 각 회전스텝에서 촬영하여 얻은 화상 p(i,j,n= 1,2, ... ,N)을 압축해서 얻은 화상 p' (i,j,n)를 도 7과 같은 구조로 기억장치에 저장해 간다. 이 방법에 의해서 다수의 화상데이터를 압축한 형태로 효율적으로 디지털기억 미디어에 저장이 가능하다.

(입체화상 출력)

인간이 눈앞의 대상물을 관찰할 때 특히 양안입체시의 역할의 중요성에 대해서는 잘 알려져 있다. 양안에 대한 대상물의 거리, 자세 그리고 눈의 특성 등에 따라서 대상물의 상이 양안의 망막에 투영되어 그것으로부터 인간은 대상물을 인식 또는 관찰하는 것이 가능하게 된다. 도 8은 인간이 양안의 앞에 있는 대상물을 관찰 할 때 일어나는 양안과 대상물간의 관계를 나타낸 평면도로서, 대상물의 보이는 부분의 투영상의 중심이 양안의 각 망막의 중심에 오도록, 양안과 대상물 간의 거리 T 의 변화에 따라서 각 안구를 회전시켜 양안의 시선간의 각도를 변화시키는 것을 나타내고 있다.

이 그림에서 알 수 있는 바와 같이, 양안의 시선간의 각도는 양안과 대상물간의 거리 T뿐만 아니라 양안간의 거리 docl 에도 영향을 받는다. 같은 거리의 같은 자세의 같은 대상물에 대해서도 사용자간의 docl 의 차이에 따라서 양안의 망막상에는 비록 적기는 하지만 차이가 생기게 된다. 이 개인차는 극히 민감한 인간의 눈에 대해서는 무시할 수 없는 요소가 된다.

도 9는, 어느 화상확대율와 촬영위치 cj 의 카메라에 대해, 턴테이블 일회전분에 상당하는 N 매의 화상열 (바깥쪽의 큰 원에 상당하는) 과, 양안과 대상물간의 거리 T 와 양안간의 거리 docl 의 관계를 나타내고 있다. 이로부터, 양안의 시선간의 각도는 (수식5)와 같이 나타낼 수 있다.

따라서, 화상열상의 현재의 데이터포인터 n 으로부터 l 매 전의 화상 p' (i, j, n-l) 이 왼쪽눈에, 그리고 r 매 후의 화상 p' (i, j, n+r) 이 오른쪽눈에 보여줄 화상에 해당한다. 그리고 각각 좌우안에 대한 화상데이터 포인터 l 과 r 의 값은 (수식6)과 같이 계산이 가능하다.

여기서, 양안간의 거리 docl 와 N 는 이미 알고 있고, 양안과 대상물간의 거리에 상당하는 T는 사용하는 디스플레이 장치에 따라 정해지나, 여기서는 사용자의 눈과 입체상이 보여야 할 위치까지의 거리로 한다.

즉, 본 발명의 입체화상의 출력장치로서 입체 텔레비젼과 같은 입체화면을 사용하는 경우, 그 디스플레이면과 사용자간의 거리를 계측하여 스테레오 디스플레이장치에 제공하는 거리센서를 사용한다. 예를 들어, 도 3의 입체 텔레비젼의 경우, 입체상이 보이는 위치로서 결정된 그 디스플레이면에서부터 사용자까지의 거리를 재는 거리센서로부터 양안과 디스플레이면 간의 거리 T 에 관한 정보를 얻는다.

(가상공간에서의 입체상 관찰)

본 발명에서의 방법에 기초한 입체상관찰의 일예로서, 도 10에서와 같은 입체 텔레비젼을 보고 있는 사용자에 대한 시스템 작동에 대해서 설명한다. 입체 텔레비젼의 디스플레이면에는 좌우안에 각각 보여지는 2매의 화상이 겹쳐져 나타나 있고, 입체 텔레비젼의 어떠한 기능에 의해 분리된 각 화상이 대응하는 눈에만 각각 보여지고 있다고 하자. 양안과 디스플레이면 간의 거리정보 T 는 거리센서로부터 끊임없이 화상출력장치에 보내지고 있다.

도 11은 입체화상 출력의 흐름도이다. 마우스, 키보드, 리모콘등의 사용자 인터페이스를 통해 사용로부터 순차적으로 보내지는 각각 화상확대율 i 와 대상물의 관찰하고자 하는 자세, 위치와 관계 있는 화상데이터 포인터인 j,n 의 값을 이용하여, 저장화상 데이터의 해당장소가 도 12에서의 수직, 수평의 두 점선이 교차하는 점에서와 같이 결정된다. 그리고, 사전에 입력되어 있는 현재의 사용자의 양안간 거리 docl 과 거리센서로부터 끊임없이 보내지는 사용자와 화상표시면간의 거리의 값 T 에 따라 (수식 6) 에 의해 계산되는 좌우 화상데이터 포인터 l 과 r 의 값을 이용하여, 저장 화상데이터 중에서 해당하는 좌우의 화상페어를 선택하여, 압축이 풀린 형태 p(i,j,n-l) 과 p(i,j,n+r) 로 변환 후, 입체화상 디스플레이장치에 출력한다.

만약 연속적으로 대상물에 대한 보는 자세, 방향 등을 변화시켜가면서 그 입체상을 관찰하고자 할 때에는, 사용자로부터 계속 보내지는 화상데이터 포인터 j 와 n 의 값에 따라 해당하는 화상페어를 입체화상 디스플레이에 보낸다. 또 임의의화상데이터 포인터 j 와 n 의 해당 입체상에 대한 확대율을 제어가 필요 할 경우에는, 사용자로부터 보내지는 화상확대율의 포인터 i 의 변화에 맞춰 해당하는 화상페어를 입체화상 디스플레이에 보낸다.

도 13은, 인간이 다양한 시각환경에서 입체상을 보고 있을 때의 양안과 화상간의 관계를 나타내는 평면도이다. 여기서 da 는 각 눈으로부터 평면상이 보이는 (APPEARANCE REAL IMAGE 가 있는) 위치까지의 거리 즉 목시거리를 나타내며, 각 눈에 있어서의 초점거리의 조절과 관계가 있다. dv 는 양안으로부터 입체상이 생기는 위치까지의 거리(입체상거리)로 양안간의 거리 docl 이 일정하다면 양안시선 간의 각도와 직접 관계가 있다.

도 13(a)는 인간이 양안을 통해 실제 대상물을 관찰하고 있을 때의 경우를 표시하는데, 이때 입체상거리 dv 와 목시거리 da 가 언제나 일치하도록 양안이 자율적으로 제어되고 있다고 알려져 있다. 이것은 인간에게는 극히 자연스러운 일이다. 도 13의 (b) 와 (c) 는 입체상 디스플레이 장치를 사용 할 경우를 나타낸 것으로, dv 와 da 의 불일치로 인간이 실물을 볼 때 와는 달리 충실한 가상현실감을 얻을 수 없을 뿐 만 아니라, 위화감이나 피로감의 주된 요인이 된다.

일반적으로 입체상 디스플레이 장치는, 좌우 양화상을 분리해서 각각을 대응하는 각 눈만에 보이게 하는 기능, 각 분리된 화상을 디스플레이면으로 부터 시선의 전후방향으로 이동시켜 목시거리 da 를 제어하는 기능, 입체상거리 dv 에 영향을 미치는 장치의 구조 등의 차이에 의해 분류가 가능하다. 이와 같은 장치를 통해스테레오 화상을 양안으로 보는 인간은, 화상페어의 각의 눈에 보이는 화상간의 스테레오 메칭을 수행하여 입체상을 보게 되는 것이다. 그리고 이때 입체상거리 dv 는 장치의 구조와 두 화상간의 관계에 의해서 정해진다.

본 발명에서 제시하는 방법에서는, 입체상 디스플레이장치를 사용한 양안입체상의 생성에 있어서 언제나 dv = da 의 조건을 만족하도록 해 줌으로서, 사용자에게 대상물에 대한 위화감, 왜곡 또는 피로감이 없는 현실에 가까운 양안입체시에 의한 가상현실을 제공한다. 이하의 대표적인 두 개의 입체상 디스플레이장치에 대한 구체적인 실시예를 설명한다.

(실시예1)

도 13(b)과 같이 양안과 디스플레이 장치간이 고정된 관계를 가지는 경우 사용자의 눈간거리 docl 에 맞추어 디스플레이 면과 광학기기의 적절한 배치에 의해 입체상거리 dv를 희망값이 되도록 한다. 그런 다음, 렌즈 등을 조절하여 눈과 실제 보이는 평면상간의 목시거리 da를 dv와 일치되게 한다. dv 또는 da와 같은 값의 T 와 docl 의 값을 (수식6)에 대입하여 dv = da의 위치에 입체상이 보이게 하는데 적절한 좌우의 화상페어를 선택하여 각 해당 디스플레이에 출력한다.

(실시예2)

도 13(c)는 도 10의 경우와 같이, 입체텔레비젼 등을 보고 있는 인간의 양안입체시의 상황을 나타내고 있다. 이 때, 실제 눈에 보이는 평면 화상면은 디스플레이면과 같고 디스플레이면과 사용자 간의 거리를 재는 거리센서로 부터의 거리정보 T가 목시거리 da와 같으므로, 사용자 눈간거리 docl과 T를 (수식 6)에 적용하면 적절한 좌우의 화상페어를 산출 할 수가 있어, 입체상이 디스플레이면 위에 형성되며 dv = da 의 조건을 만족한다.

시스템 사용중의 움직이고 있는 사용자에 대해서도, 거리센서로부터 끊임없이 보내지는 변화하는 T의 값을 받아, 각 시점에서 보고자 하는 입체상을 올바르게 관찰하는 것이 가능하다. 어느 시점 t=t1에서 화상면으로부터 T(t1)의 거리에 있는 양안간 거리 docl(A)의 사용자 A에 대해 (수식6) 으로 부터 좌우의 화상포인터 l(t1) 과 r(t1)을 계산하여 이 시점에 서 사용자 A가 선택한 화상데이터 포인터 i,j,n 에 대한 가장 적합한 좌우 화상페어 p(i,j,n-l(t1))과 p(i,j,n+r(t1))을 입체화상면에 표시한다. 이 화상페어는 해당시점에서 사용자 A에게 디스플레이면 상에 위치하는 입체상을 보여 주고 dv = da 의 조건을 만족시켜 사용자의 움직임에 의한 디스플레이면 과의 거리변화에도 불구하고, 실제 디스플레이면 위에 놓여진 실물을 보고 있는 것과 같이 위화감이나 피로감이 없는 대상물에 대한 보다 효과적인 가상현실감을 제공한다.

가상현실에서 보다 사실적인 대상물 관찰을 가능하게 하는 화상획득과 그것의 이용에 관한 본 발명은 그 구성상의 특성으로 말미암아 다음과 같은 효과를 가져다 준다.

- 가상현실 사용자에 대해, 상당히 그 실현이 어렵고 계산비용이 높은 컴퓨터 비젼이나 그래픽스 기술을 사용하지 않고 기본적으로 촬영화상을 그대로 보이게 함으로써, 사용자에 대한 고가의 장비가 필요하지 않고 계산시간이 걸리지 않아 실시간 관찰이 가능 할 뿐만 아니라 보다 사실적인 물체상의 관찰이 가능하다. 그러므로, 특히 전자상거래 등에서 요구되는 대상물에 대한 시각적접근의 신뢰성을 높인다. 이것은 촬영한 화상을 가공하지 않고 그대로 사용하기 때문으로 대상물에 대한 미묘한 질감은 물론 결점까지도 사실적으로 보여주기 때문이다.

양안에 의한 입체시를 사용하기 때문에 평면화상과는 비교 할 수 없을 정도의 시각적 사실감을 제공한다. 사용환경이나 사용자별로 존재하는 개인차를 충분히 고려하여 시스템이 동작하기 때문에, 종래 양안 입체시의 실현에 있어 큰 장애였던 사용에 대한 위화감 및 피로감과 함께 대상물에 대한 시각적 왜곡을 크게 줄여준다. 눈에 대한 대상물의 보는 방향, 자세 그리고 입체상의 표시 확대율 등이 사용자와 시스템간의 쌍방향 대화를 통해 선택 가능 하므로 가상현실에 있어서의 사용자에 대한 현장감을 높여준다.

- 화상데이터 획득 사용자에 대해, 화상획득에 있어서 다른 두 대의 카메라를 사용하는 스테레오 카메라에 의한 방법과는 달리 한 대의 카메라를 사용하기 때문에 두 카메라 간의 어려운 교정이 필요하지 않다. 그 위에 다양한 양안 시각조건에 맞춘 전체의 화상페어를 획득함에 있어서도 스테레오카메라에 의한 방법과 비교해 극히 적은 양의 화상데이터 만을 필요로 한다. 그리고, 기본적으로 많은 양의 화상데이터를 필요로 하기 때문에 비교적 대용량의 메모리를 필요로 하지만, 최근 실용화가활발한 화상데이터 압축기술과 급속하게 발전하고 있는 대용량 저장 메모리의 사용으로 충분히 실용화가 가능하다. 특히 대단히 압축율이 높은 동화상 압축기술이 적용가능한 것은, 본 발명에서의 방법이 대상뭉에 대한 연속적인 화상열을 사용하기 때문이다. 그리고, 최근 활발하게 진행되고 있는 인터넷의 고속화와 더불어 대량의 화상데이터를 필요로 하는 본 발명 수단의 폭 넓은 응용이 기대된다.

끝으로, 본 화상획득방법은 촬영화상데이터를 스테레오화상 이라고 하는 특별한 형식이 아닌 일반적인 화상열의 형식으로 기록, 저장함으로 대상물에 대한 가능한 범위 내에서 충실한 기록이 가능하므로 다른 응용에도 사용가능 하므로 획득 데이터의 활용도가 높다.

Claims (7)

1. 양안입체시를 위한 입체영상 입출력 장치에 있어서,

   한 대의 카메라로부터 촬영하여 얻은 회전하는 대상물에 대한 연속화상열을 화상데이터로서 기억매체에 압축하여 저장하는 제 1수단; 제 1수단에 의해 저장된 화상데이터에서 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 제 2수단; 그리고 제 2수단에 의해 선택된 화상페어에 대한 압축을 풀어 관찰자의 좌우 각각의 눈에 표시하도록 하는 제 3수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체영상 입출력 장치.
2. 양안입체시를 위한 입체영상 입출력 방법에 있어서,

   한 대의 카메라로부터 촬영하여 얻은 회전하는 대상물에 대한 연속화상열을 화상데이터로서 기억매체에 압축하여 저장하는 단계; 상기의 저장된 화상데이터에서 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 단계; 및 상기의, 선택된 화상페어에 대한 압축을 풀어 관찰자의 좌우 각각의 눈에 표시하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 입출력 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 화상데이터의 저장 단계는,

   초점조절과 줌의 제어가 가능한 카메라, 카메라의 방향과 상하이동을 제어하는 장치 및 대상물을 싣고 회전을 제어하는 턴테이블로 구성되는 대상물 촬영장치를 이용하여, 대상물에 대한 다양한 장면을 촬영, 획득하여 저장하는 것을 특징으로 하는 입체화상 입력방법.
4. 제 3항에서, 대상물에 대한 화상데이터의 취득을,

   카메라 초점거리와 줌의 제어에 의해 얻어지는 i= 1 부터 I 까지의 각 화상확대율κi 와 j= 1 부터 J 까지의 각 카메라 방향Cj에 대해서, 1 회전을 N 스텝으로 균등하게 나눈 턴테이블의 운동을 N 스텝 회전시켜 각 회전스텝에서 촬영한화상열 p(i,j,n=1,2,...,N)을 압축해서 얻은 화상 p'(i,j,n)을 기억장치에 입력시키는 것을 특징으로 하는 화상 입력방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 저장된 화상데이터에서 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 단계는,

   마우스, 키보드 또는 리모콘 등의 사용자 인터페이스를 통해 사용자로부터 순차적으로 보내지는 각각 화상확대율 i 와 대상물의 관찰하고자 하는 자세, 위치와 관계 있는 화상데이터 포인터인 j,n 의 값과, 사전에 입력되어 있는 사용자의 양안간 거리 docl 과 거리센서로부터 보내지는 사용자와 화상표시면간의 거리의 값 T 에 따라 계산되는 좌우화상데이터 포인터 l 과 r 의 값을 이용하여 계산된 좌우화상페어 p'(i,j,n-l) 과 p'(i,j,n+r) 을 선택하는 것을 특징으로 방법.
6. 제 2항에 있어서, 상기 저장된 화상데이터에서 부터 양안입체시로 대상물을 관찰하는데 적절한 화상페어를 선택하는 단계는,

   마우스, 키보드 또는 리모콘 등의 사용자 인터페이스를 통해 사용자로부터 순차적으로 보내지는 각각 화상확대율 i 와 대상물의 관찰하고자 하는 자세, 위치와 관계 있는 화상데이터 포인터인 j,n 의 값과, 사전에 입력되어 있는 사용자의 양안간 거리 docl 과 사전에 시스템에 따라 사전에 설정된 눈과 화상표시면간의 거리의 값 T 에 따라 계산되는 좌우 화상데이터 포인터 l 과 r 의 값을 이용하여 계산된 좌우화상페어 p'(i,j,n-l) 과 p'(i,j,n+r) 을 선택하는 것을 특징으로 방법.
7. 제 2항에 있어서, 상기 선택된 화상페어를 관찰자의 좌우 각각의 눈에 표시하도록 하는 단계는.

   선택된 화상페어 p'(i,j,n-l) 과 p'(i,j,n+r)에 대한 압축이 풀린 형태 p(i,j,n-l) 과 p(i,j,n+r) 의 각각을 입체화상 디스플레이의 좌우표시면에 출력하는 것을 특징으로 하는 입체화상의 출력방법.