WO2020091182A1 - 증강 현실을 이용한 영상 데이터를 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

증강 현실을 이용한 영상 데이터를 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2020091182A1
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electronic device
wall
distance
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PCT/KR2019/008021
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안영춘
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device for providing image data using augmented reality and a method thereof, and more particularly, to an electronic device for providing image data including augmented reality information and a control method thereof.
  • augmented reality augmented reality
  • MR mixed reality
  • augmented reality or mixed reality may be synthesized as a virtual object in a real environment to look like an object in reality, or additionally provide information necessary for a real environment.
  • augmented reality can be used not only in industrial fields such as manufacturing and marketing, but also in everyday life, so that a user can place a virtual object having a specific size, such as an existing object (or product), on an image capturing a space of reality. have.
  • a virtual object having a specific size such as an existing object (or product)
  • the farther the distance to the space where the object is placed the smaller the size of the object as a subject appears. Therefore, a technique capable of accurately measuring the distance to the plane by detecting the plane on which the object is disposed is required.
  • the distance may be measured by acquiring 3D information from an image in which each lens simultaneously photographs one subject from different angles.
  • a single lens or a single lens, hereinafter referred to as a single lens
  • the present disclosure has been devised by the above-described need, and an object of the present disclosure is to detect an area of a wall in an image frame and provide an electronic device capable of providing a composite image of an object for augmented reality in real time. In providing a control method.
  • An electronic device for achieving the above object determines a boundary area between a wall surface area and an area other than the wall area in the image frame obtained by the sensor, the display, the camera, and the camera, and the sensor.
  • the distance between the wall surface and the electronic device corresponding to the wall area is determined based on the determined location of the electronic device and the determined boundary area, and the display is controlled to display the object on the wall area with a size corresponding to the determined distance. It may include a processor.
  • the processor determines, in each of the plurality of image frames obtained by the camera, a reference pixel existing at a predetermined position and similar pixels having color similarity above a predetermined threshold, and the reference pixel and similarity between the plurality of image frames.
  • the region including the reference pixel and the similar pixel may be determined as a wall surface region.
  • the processor determines a pattern area including a specific pattern in an area other than the wall surface area, acquires a set of 3D points in the pattern area based on the position of the electronic device determined by the sensor, and sets the 3D points
  • the boundary area may be determined according to a straight line corresponding to.
  • the processor determines the degree of change in the position of the wall surface area in the plurality of image frames acquired by the camera while the electronic device is moving, and the degree of change in the position of the wall surface area and the position of the electronic device determined by the sensor
  • the distance between the boundary corresponding to the boundary area and the electronic device may be determined based on the degree of change.
  • an area other than the wall area includes a ceiling area present above the wall area and a floor area present below the wall area in the image frame, and the processor includes a first boundary area between the ceiling area and the wall area in the image frame. And a second boundary area between the floor area and the wall area.
  • the processor may determine a distance between the wall surface and the electronic device corresponding to the wall area, based on the distance between the electronic device and the boundary area and the height of the electronic device obtained by the sensor.
  • the processor determines the height of the electronic device based on the floor surface based on the position of the electronic device determined by the sensor, and the distance between the boundary and the electronic device corresponding to the second boundary area and the height of the electronic device Based on this, the distance between the wall surface and the electronic device can be determined.
  • the processor may determine the size corresponding to the determined distance based on the preset size and the preset distance of the object, and control the object to be displayed on the wall area at the determined size.
  • the processor may control a display to display an object at a selected position among the wall surface areas based on the received input.
  • a control method of an electronic device for achieving the above object is a step of determining a boundary area between a wall area and an area other than the wall area in the image frame obtained by the camera, sensor Determining a distance between the wall surface corresponding to the wall surface area and the electronic device based on the determined location and the boundary area of the electronic device, and displaying the object on the wall surface area at a size corresponding to the determined distance. It may include.
  • the step of determining the boundary area may include determining, in each of the plurality of image frames obtained by the camera, a reference pixel existing at a predetermined location and a similar pixel having a color similarity of a color equal to or greater than a preset threshold, and the plurality of images.
  • the method may further include determining a region including the reference pixel and the similar pixel as a wall surface region.
  • the step of determining the boundary area determines a pattern area including a specific pattern in an area other than the wall surface area, obtains a set of 3D points in the pattern area based on the position of the electronic device determined by the sensor, , A boundary area may be determined according to a straight line corresponding to a set of 3D points.
  • the step of determining the distance between the wall surface and the electronic device determines the degree to which the position of the wall area is changed in the plurality of image frames acquired by the camera while the electronic device is moving, and the degree to which the position of the wall area is changed And determining a distance between the boundary and the electronic device corresponding to the boundary area based on the degree of change in the position of the electronic device determined by the sensor.
  • areas other than the wall area include a ceiling area existing above the wall area and a floor area present below the wall area in the image frame, and the step of determining the boundary area includes the ceiling area and the wall area in the image frame.
  • the first boundary area between and the second boundary area between the floor area and the wall area may be determined.
  • the step of determining the distance between the wall surface and the electronic device is based on the distance between the electronic device and the boundary area and the height of the electronic device obtained by the sensor, the distance between the wall surface and the electronic device corresponding to the wall area. Can judge.
  • the step of determining the distance between the wall surface and the electronic device determines the height of the electronic device based on the floor surface based on the position of the electronic device determined by the sensor, and the boundary corresponding to the second boundary area And a distance between the wall surface and the electronic device based on the distance between the electronic devices and the height of the electronic device.
  • the size corresponding to the determined distance may be determined based on the preset size and the preset distance of the object, and the object may be displayed on the wall surface area at the determined size.
  • an object when an input for selecting a wall surface area is received, an object may be displayed at a selected position among the wall surface areas based on the received input.
  • an electronic device providing a real-time image of an object for augmented reality by detecting a wall surface area in an image and providing a control method thereof may be provided.
  • the accuracy of distance measurement can be improved, and the size and size of the product can be reduced and simplified compared to the case with a dual lens. Can reduce production costs.
  • FIG. 1 is a diagram for describing an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3 to 6 are diagrams for describing a control method of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram for describing an electronic device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of controlling an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • expressions such as “A or B,” “at least one of A or / and B,” or “one or more of A or / and B”, etc. may include all possible combinations of the items listed together. .
  • Some component eg, first component
  • another component eg, second component
  • “connected to” it should be understood that any of the above components may be directly connected to the other component or may be connected through another component (eg, a third component).
  • a component eg, a first component
  • the component and the component It can be understood that there are no other components (eg, the third component) between the other components.
  • the expression “configured to” as used in the present disclosure may have the capacity to “suitable for,” for example, depending on the situation. , "" Designed to, “” adapted to, “” made to, “or” capable of “can be used interchangeably.
  • the term “configured (or set) to” may not necessarily mean only “specifically designed to” in hardware. Instead, in some situations, the expression “a device configured to” may mean that the device “can” with other devices or parts.
  • processors configured (or set) to perform A, B, and C” means by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform the operation, or one or more software programs stored in the memory device. , It may mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • FIG. 1 is a diagram for describing an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 is a device capable of providing augmented reality, and may be implemented as a smartphone.
  • the electronic device 100 may provide the user with an image in which an object for augmented reality is disposed in an image photographing the real space so that the user can intuitively grasp the space occupied by the object.
  • the electronic device 100 may generate an image in which an object for augmented reality overlaps an image photographing a space including a monochromatic wall surface 10 and provide it to a user in real time.
  • the monochromatic wall surface 10 means a vertical plane having a single color in a form without texture or pattern.
  • the electronic device 100 determines a monochromatic wall surface area from the image frame obtained by the camera 130 photographing a space including the monochromatic wall surface 10 using a single lens, and corresponds to the wall surface area
  • the image frame obtained by the camera 130 based on the size corresponding to the distance between the wall surface and the electronic device, and the distance between the wall surface corresponding to the wall area and the electronic device 100, the object for augmented reality It can be displayed on the inner wall surface area.
  • the object for augmented reality may be that an existing object is rendered in three dimensions.
  • the object may be embodied as a 3D rendered image of an object that can be placed and attached to a wall, such as a wall-mounted TV, digital picture frame, or sound bar.
  • a wall such as a wall-mounted TV, digital picture frame, or sound bar.
  • this is only an example, and is not limited thereto and may be implemented in various modifications.
  • the object is assumed and described as a rendered image of a wall mounted TV.
  • the electronic device 100 may position, height, and size (for example, 50 inches) of a wall-mounted TV to be disposed on the monochromatic wall surface 10 even when photographing the monochromatic wall surface 10 using a single lens. , 60 inches, 70 inches) and the like, to provide a user with augmented reality for easy and convenient comparison.
  • the electronic device 100 is illustrated as a smartphone, but this is only an example, and the electronic device 100 is a tablet PC, a speaker, a mobile phone, a telephone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a workstation, Servers, PDAs, portable multimedia players (PMPs), MP3 players, medical devices, cameras, televisions, digital video disk (DVD) players, refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwave ovens, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation Devices such as the operation control panel, security control panel, media box (e.g. Samsung HomeSyncTM, Apple TVTM, or Google TVTM), game consoles (e.g. XboxTM, PlayStationTM), electronic dictionaries, electronic keys, camcorders, electronic picture frames or wearable devices. Can be implemented as
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may include a sensor 110, a display 120, a camera 130, and a processor 140.
  • the sensor 110 may sense the angle, height, and motion (speed and direction of movement and / or rotation, etc.) of the electronic device 100.
  • the sensor 110 may include at least one of an acceleration sensor, a gyro sensor, a proximity sensor, a geomagnetic sensor, a gravity sensor, and a pressure sensor, and may include a motion sensor that combines them.
  • the sensor 110 may detect the amount of light (or brightness) for the surrounding environment of the electronic device 100, and the sensor 110 may include an optical sensor such as an illuminance sensor.
  • the sensor 110 may include a beam sensor such as a laser sensor, an infrared sensor, etc. In this case, the sensor 110 may directly detect the distance between the electronic device 100 and the surrounding space.
  • a beam sensor such as a laser sensor, an infrared sensor, etc.
  • the sensor 110 may directly detect the distance between the electronic device 100 and the surrounding space.
  • the display 120 may display image data processed by an image processing unit (not shown) on a display area (or display).
  • the display area may mean at least a part of the display 120 exposed on one surface of the housing of the electronic device 100.
  • At least a portion of the display 120 may be coupled to at least one of a front region, a side region, and a rear region of the electronic device 100 in the form of a flexible display.
  • the flexible display may be characterized by being able to bend, bend, or roll without damage through a thin and flexible substrate like paper.
  • the display 120 may be implemented as a touch screen of a layer structure in combination with a touch panel (not shown).
  • the touch screen can have not only a display function, but also a function of detecting the position of the touch input, the area of the touch input, as well as the pressure of the touch input, and also the touch screen as well as a real-touch that substantially touches the touch screen. Proximity touch may also be detected.
  • the camera 130 may acquire an image frame for the space by photographing the space using a single lens.
  • the space may be a space including a wall surface.
  • the image frame obtained by the camera 130 may be processed by an image processing unit (not shown) and displayed on the display 120.
  • the processor 140 may control the overall operation of the electronic device 100.
  • the processor 140 may determine a boundary area between the wall area and the area other than the wall area in the image frame obtained by the camera 130.
  • the processor 140 may determine a solid wall area in the image frame obtained by the camera 130.
  • the image frame may be obtained by the camera 130 using a single lens, and may be a plurality of image frames obtained in real time by continuously photographing a space including a monochromatic wall surface.
  • the processor 140 may determine, in each of the plurality of image frames obtained by the camera 130, a reference pixel existing at a predetermined location and a similar pixel having a color similarity of a color equal to or greater than a predetermined threshold.
  • the reference pixel may be set as a pixel located in the center of the image frame.
  • the preset position or the preset threshold is a preset value or a value set by the user, and may be changed by the user.
  • the processor 140 compares the difference between the color values of the pixels located at the center and the color values of the remaining pixels based on the color values (eg, R, G, B) of the pixels located at the center of the image frame. Therefore, it can be determined that the smaller the difference in color values, the higher the similarity.
  • the processor 140 may determine a pixel having similarity or higher than a predetermined threshold value as the similarity pixel.
  • the preset threshold value is a preset value or a value set by the user, and may be changed by the user.
  • the processor 140 may determine a region including the reference pixel and the similar pixel as a wall region when the difference in the size of the region including the reference pixel and the similar pixel between the plurality of image frames is a predetermined threshold range.
  • the preset threshold range is a preset value or a value set by the user, and may be changed by the user.
  • the processor 140 determines, for each of the plurality of image frames, an area including the reference pixel and the similar pixel, and determines the size (or position, etc.) of the area including the reference pixel and the similar pixel between the plurality of image frames. By comparing the differences, if the difference in size is within a predetermined threshold range (i.e., if the size of the region remains constant within a predetermined threshold range in a plurality of image frames), the region including the reference pixel and similar pixels Can be determined as the wall area.
  • a predetermined threshold range i.e., if the size of the region remains constant within a predetermined threshold range in a plurality of image frames
  • the processor 140 may more accurately detect a single color wall area.
  • the color value of the pixel may be distorted, so that the processor 140 may set a predetermined value (eg, an illuminance value detected by the sensor 110) : 3 lx) or more, an operation of detecting a solid wall area in an image frame may be performed.
  • a predetermined value eg, an illuminance value detected by the sensor 110: 3 lx
  • the preset value is a preset value or a value set by the user, and may be changed by the user.
  • the image frame may be directly obtained by the camera 130 using a single lens included in the electronic device 100, but this is only an example, and the electronic device 100 may be photographed by an external device using a single lens.
  • the image frame may be received from an external device.
  • the processor 140 may determine a boundary area between the wall area and the area other than the wall area in the image frame. At this time, areas other than the wall surface area may have a specific texture or pattern distinguished from the wall surface area, or may be a single color area.
  • the processor 140 may determine a pattern area including a specific pattern in an area other than the wall surface area for each of the plurality of image frames.
  • the pattern may mean a set of pixels forming a specific shape or a set of pixels repeated in a certain rule.
  • the pattern area may be a shadow area, an invisible area, or the like.
  • the processor 140 may determine a pattern area including a specific pattern only for a wall area area and an adjacent area having a predetermined threshold range among other areas. Accordingly, it is possible to improve the speed and accuracy of determining the pattern area by reducing the calculation range of the processor 140.
  • the processor 140 may determine the distance between the wall surface corresponding to the wall area and the electronic device 100 based on the location of the electronic device 100 determined by the sensor 110 and the determined boundary area. have.
  • the wall surface real space
  • the wall surface area virtual space
  • the processor 140 may determine a distance between the boundary and the electronic device 100 corresponding to the boundary area and based on the movement of the electronic device 100 determined by the sensor 110.
  • the boundary real space
  • the boundary may correspond to a boundary area (virtual space) between a wall surface area and an area other than the wall surface area in the image frame.
  • the processor 140 may obtain a set of three-dimensional points in the pattern area based on the movement of the electronic device 100 determined by the sensor 110 in each of the plurality of image frames.
  • the processor 140 may determine an angle at which the image frame is photographed according to rotation information of the electronic device 100 determined by the sensor 110. Thereafter, the processor 140 may obtain a depth image by performing stereo synthesis on two image frames continuously photographed at different angles. Thereafter, the processor 140 may acquire a set of three-dimensional points in the pattern region of the depth image that has undergone stereo synthesis.
  • the set of 3D points may have attribute values such as position (or vector) information, reflection intensity, etc. on the X, Y, and Z axes, and may be implemented as a point cloud.
  • the processor 140 may determine the boundary area according to a straight line corresponding to the set of 3D points. For example, the processor 140 may determine a straight line generated according to an algorithm for linearizing a set of 3D points as a boundary area.
  • an area other than the wall surface area may include a ceiling area existing above the wall area and a floor area present below the wall area in the image frame.
  • the processor 140 may determine a first boundary area between the ceiling area and the wall area and a second boundary area between the floor area and the wall area in the image frame.
  • the processor 140 may provide a message informing the user when the wall area, the ceiling area, and the floor area are not all included in the photographed image frame, and the wall area, the ceiling area, and the floor area in the image frame may be provided to the user. It is possible to provide a guide that guides all of them to be taken. For example, the processor 140 may display a GUI including text such as "Please take a picture to include the ceiling and the floor" through the display 120.
  • the processor 140 may determine the degree to which the position of the wall area is changed in a plurality of image frames acquired by the camera 130 while the electronic device 100 is moving. In this case, it is assumed that the electronic device 100 rotates within an angle within a predetermined range.
  • the processor 140 acquires the angle at which the electronic device 100 rotates by the sensor 110 and calculates the distance that the boundary area obtained in the image frame moves, thereby obtaining a plurality of the cameras 130 It is possible to determine the degree to which the position of the wall area is changed in the image frame of.
  • the processor 140 is based on the degree of change in the position of the wall area and the degree of movement of the electronic device 100 acquired by the sensor 110, the boundary corresponding to the boundary area and the distance between the electronic devices 100 Can judge.
  • the processor 140 determines the distance between the electronic device 100 and the wall area, based on the distance between the electronic device 100 and the boundary and the height of the electronic device 100 acquired by the sensor 110. can do.
  • the processor 140 determines the height of the electronic device 100 based on the floor surface based on the position of the electronic device 100 determined by the sensor 110 and corresponds to the second boundary area
  • the distance between the wall and the electronic device 100 may be determined using a triangular ratio according to the boundary and the distance between the electronic devices 100 and the height of the electronic device 100.
  • the processor 140 may control the display 120 such that the object is displayed on the wall area with a size corresponding to the determined distance.
  • the processor 140 may determine the size corresponding to the determined distance based on the preset size and the preset distance of the object, and control the display 120 such that the object is displayed on the wall area at the determined size.
  • the preset size and the preset distance are preset values or values set by the user, and may be changed by the user.
  • the processor 140 may display the object on the wall area in the image frame to have a size of 440 X 250.
  • the processor 140 may display the wall area in the image frame so that the object has a size of 88 X 50.
  • the distance between the wall area and the electronic device 100 and the size of the object matching the predetermined size may be pre-stored in the electronic device 100.
  • the preset size is a value set in advance or a value set by the user, and may be changed by the user.
  • the processor 140 may control the display 120 so that the object is displayed at the selected position when a user command for selecting the position from the wall area is received.
  • 3 to 6 are diagrams for describing a control method of the electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor 140 may determine a monochromatic wall surface area in an image frame obtained by the camera 130 performing shooting using a single lens.
  • the processor 140 may acquire the image frame 300 for the space 200 photographed by the camera 130 using a single lens.
  • the space 200 is the wall surface 10, the ceiling surface 20, the floor surface 30, the wall surface 10 and the boundary 40 of the ceiling surface 20, the wall surface 10 and the floor surface 30 ) May include a boundary 50.
  • the image frame 300 includes a reference pixel 310, a wall surface area 320 corresponding to the wall surface 10, a ceiling area 330 corresponding to the ceiling surface 20, and a floor surface corresponding to the floor surface 30
  • a second boundary area 360 between the wall area 320 and the bottom area 340 corresponding to the boundary area 50 of the bottom surface 30 may be included.
  • the processor 140 may determine a monochromatic wall surface area 320 from the image frame 300 acquired by the camera 130.
  • the image frame 300 may be a plurality of image frames obtained in real time by continuously photographing the space 200.
  • the processor 140 includes, in each of the plurality of image frames obtained by the camera 130, a region including a reference pixel 310 and a similar pixel having a color similarity with the reference pixel 310 and a predetermined threshold or higher. Can decide.
  • the reference pixel 310 may be set as a pixel located in the center of the image frame 300.
  • the processor 140 compares the difference in the size of the region including the reference pixel 310 and the similar pixel between the plurality of image frames, and when the difference in size is a predetermined threshold range, the reference pixel 310 and the similar
  • the area including the pixel may be determined as the wall area 320.
  • the processor 140 determines a boundary area between the wall area and the area other than the wall area in the image frame, and a boundary corresponding to the boundary area based on the movement of the electronic device 100 acquired by the sensor 110. And the distance between the electronic devices 100.
  • the processor 140 may determine an area other than the wall area based on the wall area in the image frame 300 and determine a boundary area between the wall area and the area. have.
  • the processor 140 determines a pattern area including a specific pattern in an area other than the wall surface area, and patterns based on the movement of the electronic device 100 acquired by the sensor 110 in each of the plurality of image frames A set of 3D points 410 and 420 in the region may be obtained.
  • the processor 140 may determine a pattern area including a specific pattern only for an area having a predetermined threshold range among areas other than the wall surface area. For example, the processor 140 may not determine the pattern area for an area outside the preset threshold range 450 even though the pattern 460 exists in an area outside the preset threshold range 450. Accordingly, the speed and accuracy in which the processor 140 determines the pattern area may be improved.
  • the processor 140 may determine the straight lines 430 and 440 corresponding to the set of 3D points 410 and 420 as a boundary area.
  • the processor 140 is between the boundary corresponding to the boundary area and the electronic device 100 based on the movement of the electronic device 100 acquired by the sensor 110. You can judge the distance.
  • the camera 130 of the electronic device 100 faces the wall as shown in (a) of FIG. 4, the camera 130 is rotated toward the floor as shown in FIG. 4 (b).
  • the electronic device 100 may acquire the degree of movement (eg, rotation angle, etc.) of the electronic device 100 by the sensor 110.
  • the electronic device 100 compares the center positions of the first boundary areas 430 and 431 in the plurality of image frames, respectively, and compares the center positions of the second boundary areas 440 and 441, respectively, and thereby the first boundary areas 430 and It is possible to determine the degree of change in the position of the wall surface area according to the degree of change in the center position of the center position and the second boundary areas 440 and 441).
  • the electronic device 100 is based on the degree of change in the position of the wall area and the degree of movement of the electronic device 100 acquired by the sensor 110 between the boundary corresponding to the boundary area and the electronic device 100. You can judge the distance.
  • the electronic device 100 pre-stores information about the distance between the electronic device 100 and the boundary corresponding to the boundary area that matches the angle at which the electronic device 100 rotates and the distance the boundary area has moved. It can be.
  • the processor 140 obtains information that matches the angle at which the electronic device 100 obtained by the sensor 110 rotates and the distance at which the boundary region moves in the image frame among information on the pre-stored distance. , It is possible to determine the distance between the electronic device 100 and the boundary.
  • the electronic device 100 may store a case in which the distance between the electronic device 100 and the boundary is 5 m when the angle at which the electronic device 100 is rotated is 10 degrees and the distance at which the boundary area is moved is 10 degrees. I assume.
  • the processor 140 may adjust the electronic device 100 and the electronic device 100 according to the rotated angle and the distance at which the boundary area is moved. It can be determined that the distance between the boundaries is 5 m.
  • the processor 140 based on the distance between the electronic device 100 and the boundary and the height of the electronic device 100 determined by the sensor 110, the electronic device 100 and the wall surface 10 ) Can determine the distance between.
  • the processor 140 may determine the distance d4 between the electronic device 100 and the wall surface 10 using Equation 1 below.
  • the distance between the electronic device 100 and the second boundary 50 is d1
  • the distance between the electronic device 100 and the bottom surface is d3.
  • Equation 2 the distance d5 between the electronic device 100 and the ceiling is expressed by Equation 2 below.
  • the distance between the electronic device 100 and the first boundary 40 is d2.
  • the processor 140 in real time determines the distance between the electronic device 100 and the wall surface 10 and the height of the wall surface 10 (ie, the distance between the floor and the ceiling) in the image frame photographed by a single lens. You can judge.
  • the processor 140 controls the display 120 such that the object 610 for augmented reality is displayed on the wall area 320 at a size corresponding to the distance between the wall surface and the electronic device 100. Can be.
  • the processor 140 may determine a size corresponding to the distance between the wall surface and the electronic device 100 based on the preset size and the preset distance of the object 610. In addition, the processor 140 may control the display 120 such that the object 610 is displayed on the wall area 320 at a determined size.
  • information about the distance between the electronic device 100 and the wall area 320 and the size to which the object 610 matching the preset size of the object 610 will be displayed on the wall area 320 is displayed on the electronic device ( 100) may be pre-stored.
  • the processor 140 obtains information about a distance between the wall area 320 and the electronic device 100 and a size matching the predetermined size of the object 610, so that the object 610 is on the wall area 320
  • the size to be displayed can be determined.
  • the object 610 that renders a 100-inch TV (220 cm wide x 125 cm wide) 220 x 125 on the image frame 300 It is assumed that it is displayed in a predetermined size of.
  • the processor 140 may display the distance between the electronic device 100 and the wall area 320 and the object ( By acquiring the size of 440 X 250 that matches the preset size of 610, the object 610 may display the size of 440 X 250 on the wall area 320 of the image frame 300.
  • the processor 140 may display the distance between the electronic device 100 and the wall area 320 and the object ( By acquiring a size of 88 X 50 that matches the preset size of 610, the object 610 may display the size of 88 X 50 on the wall area 320 of the image frame 300.
  • the processor 140 may determine the size of the object 610 according to the height of the wall surface 10 and the height of the wall area 320 (or the distance between the first boundary and the second boundary).
  • the electronic device 100 may include a distance between the electronic device 100 and the wall surface 10 in the image frame photographed by a single lens, the height of the electronic device 100 and the wall surface 10 ) May be determined in real time, and accordingly, the electronic device 100 may provide an image obtained by synthesizing an object for augmented reality in real time on a monochromatic wall surface.
  • FIG. 7 is a diagram for describing an electronic device 100 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 may be implemented with various types of devices.
  • the electronic device 100 may be implemented as a wearable device worn by a user.
  • the wearable device may be an accessory type (for example, a watch, ring, bracelet, anklet, necklace, glasses, contact lens, or head-mounted device (HMD)), a fabric or an integrated garment (for example, electronic clothing) ), Body-attached, or bio-portable circuits.
  • HMD head-mounted device
  • the electronic device 100 determines the distance between the electronic device 100 and the wall surface, and accordingly, an object for augmented reality displays the image synthesized in the wall area on the display 120
  • the external electronic device 700 may be implemented through a system including the electronic device 100 and at least one external electronic device.
  • the external electronic device 700 is illustrated as a TV in FIG. 7B, but is not limited thereto and may be implemented as various electronic devices such as a server.
  • the electronic device 100 may transmit an image of a wall surface and information on the location (or height) of the electronic device 100 determined by the sensor 110 to the external electronic device 700.
  • the external electronic device 700 uses the information received from the electronic device 100 (images of the wall surface and information on the location (or height) of the electronic device 100) and the wall surface and the electronic device 100. You can judge the distance between them.
  • the external electronic device 700 may determine the size of the object corresponding to the determined distance, and display an image of the object synthesized on the wall area through the display of the external electronic device 700. .
  • the external electronic device 700 may transmit information on the determined distance between the wall surface and the electronic device 100 to the electronic device 100.
  • the electronic device 100 displays the object on the wall surface area of the image in a size corresponding to information about the distance between the wall surface and the electronic device 100 received from the external electronic device 700. Can be displayed through
  • the external electronic device 700 determines the distance between the wall surface and the electronic device 100 using the information received from the electronic device 100, determines the size of the object according to the distance, and augments An image in which an object for reality is synthesized may be generated, and the generated image may be transmitted to the electronic device 100.
  • the external electronic device 700 performs a calculation operation such as determining a distance using the information received from the electronic device 100, and transmits data obtained as a result of performing the calculation operation to the electronic device 100. Can transmit.
  • the electronic device 100 may display an image received from the external electronic device 700 through the display of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 and the external electronic device 700 may have various types of data communication methods (eg, Wi-Fi, Bluetooth, LAN, etc.) and / or various types of voice and / or video signal communication methods (eg, DVI, HDMI, Thunderbolt, etc.) can be used for communication.
  • data communication methods eg, Wi-Fi, Bluetooth, LAN, etc.
  • voice and / or video signal communication methods eg, DVI, HDMI, Thunderbolt, etc.
  • the electronic device 100 determines a distance between the electronic device 100 and a wall surface as a result of performing speech recognition, and displays an image in which the object is synthesized in the wall area 120 ).
  • a distance between the electronic device 100 and a wall surface as a result of performing speech recognition
  • displays an image in which the object is synthesized in the wall area 120
  • the processor 140 of the electronic device 100 is a microphone (not shown) provided inside the electronic device 100 or an external microphone connected to the wire through an input / output port (not shown) of the electronic device 100 ( It is possible to obtain a voice signal by converting the user's voice, which is an analog signal, into a digital signal.
  • the processor 140 of the electronic device 100 may acquire a voice signal from an external electronic device (not shown).
  • the electronic device 100 and the external electronic device may each include a communication unit (not shown), and transmit and receive data through the communication unit.
  • the communication unit includes at least one of a Wi-Fi (Wi-Fi or Wi-Fi DIRECT) communication module, a Bluetooth module, an infrared data association (IrDA) module, a Near Field Communication (NFC) module, and a communication module.
  • Wi-Fi Wi-Fi or Wi-Fi DIRECT
  • Bluetooth Bluetooth
  • IrDA infrared data association
  • NFC Near Field Communication
  • Each module may be implemented separately, or each module may be integrated and implemented.
  • the external electronic device converts a user's voice, which is an analog signal, into a digital signal by a microphone provided inside the external electronic device or an external microphone to obtain a voice signal, and electronically transmits the voice signal obtained through the above-described communication unit. It can be transmitted to the device 100.
  • the external electronic device may be implemented as a device such as a smart phone or a remote control.
  • the external electronic device when the external electronic device is implemented as a smart phone, an application that can control the electronic device 100 may be installed or stored, and the external electronic device may be an electronic device 100 such as a TV or set-top box through the application. ). Furthermore, the external electronic device may directly perform voice recognition on the acquired voice signal, or transmit a result of performing voice recognition through the server to the electronic device 100.
  • the external electronic device when the external electronic device is implemented as a remote control, the external electronic device may include an input unit (for example, a button, joystick, etc.) that can control the electronic device 100, and a TV or It may be implemented to control the electronic device 100 such as a set-top box.
  • an input unit for example, a button, joystick, etc.
  • TV or It may be implemented to control the electronic device 100 such as a set-top box.
  • the processor 140 of the electronic device 100 may control the electronic device 100 to perform voice recognition on the acquired voice signal and perform an operation corresponding to a result of performing voice recognition.
  • the processor 140 of the electronic device 100 may transmit the acquired voice signal to a voice recognition server (not shown).
  • the voice recognition server may convert the received user's voice into text using an STT algorithm.
  • the speech recognition server may obtain response information that allows the user to perform the requested operation based on the converted text.
  • the speech recognition server may be implemented as a main server that performs a function of acquiring STT (Speech to Text) and response information.
  • the voice recognition server may transmit response information to the electronic device 100 to cause the electronic device 100 to perform the operation requested by the user.
  • the voice recognition server may be implemented as a system including a first server performing an STT function and a second server performing a function for obtaining response information.
  • the first server converts the received user's voice into text and transmits it to the second server, and the second server obtains response information based on the received text and transmits it to the electronic device 100. Meanwhile, the first server may transmit the converted text to the electronic device 100, so that the electronic device 100 may obtain response information based on the received text.
  • the processor 140 of the electronic device 100 may control the electronic device 100 to perform the operation requested by the user according to the response information.
  • the processor 140 of the electronic device 100 performs a speech to text (STT) function to convert text and obtain response information accordingly, such as the electronic device 100 May perform voice recognition directly.
  • STT speech to text
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure in detail.
  • the electronic device 100 may include one of the input unit 150, the speaker 160, and the communication unit 170 in addition to the sensor 110, the display 120, the camera 130, and the processor 140. It can contain.
  • the processor 140 may include a RAM 141, a ROM 142, a graphics processor 143, a main CPU 144, first to n interfaces 145-1 to 145-n, and a bus 146. have. At this time, the RAM 141, the ROM 142, the graphic processing unit 143, the main CPU 144, and the first to n interfaces 145-1 to 145-n may be connected to each other through the bus 146. .
  • the memory 150 may store various programs and data necessary for the operation of the electronic device 100.
  • the memory 150 may be implemented as a non-volatile memory, a volatile memory, a flash-memory, a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
  • the memory 150 is accessed by the processor 140, and data read / write / modify / delete / update by the processor 140 may be performed.
  • the term memory of the present disclosure is a memory card (not shown) mounted on a memory 150, a RAM 141 in a processor 140, a ROM 142, or an electronic device 100 (eg, a micro SD card, Memory stick, etc.).
  • the input unit 160 may receive various user inputs and transmit them to the processor 140.
  • the input unit 160 may include, for example, a touch panel, a (digital) pen sensor, or a key.
  • the touch panel for example, at least one of capacitive, pressure-sensitive, infrared, and ultrasonic methods may be used.
  • the touch panel may further include a control circuit.
  • the touch panel may further include a tactile layer to provide a tactile reaction to the user.
  • the (digital) pen sensor may be part of the touch panel, or may include a separate recognition sheet.
  • the key can include, for example, a physical button, an optical key or a keypad.
  • the input unit 160 may be connected by wire or wirelessly from an external device (not shown) such as a keyboard, mouse, or the like to receive user input.
  • the input / output port 170 allows the electronic device 100 and the external device (not shown) to transmit and / or receive signals and / or data for external devices (not shown) and images and / or voices. (Not shown) is a configuration that connects by wire. At this time, the input / output port 170 may include a module that processes a signal that is transmitted or received.
  • the input / output port 170 may be implemented as a wired port such as an HDMI port, a display port, an RGB port, a digital visual interface (DVI) port, a thunderbolt, and a component port.
  • a wired port such as an HDMI port, a display port, an RGB port, a digital visual interface (DVI) port, a thunderbolt, and a component port.
  • the electronic device 100 transmits a signal for the image and / or voice through an input / output port 170 from an external device (not shown).
  • the electronic device 100 may transmit a signal for a specific image and / or voice through the input / output port 170 so that an external device (not shown) outputs an image and / or voice. You can send it to the device.
  • a signal for an image and / or voice may be transmitted in one direction through the input / output port 170.
  • the input / output port 170 may include a USB port (2.0, USB 3.0, USB C, etc.), a SD (Secure Digital) card port, a Micro SD (Secure Digital) card port, and the like.
  • a USB port 2.0, USB 3.0, USB C, etc.
  • SD Secure Digital
  • Micro SD Secure Digital
  • the electronic device 100 may include a microphone (not shown) and a speaker (not shown).
  • the microphone (not shown) may directly acquire a signal for voice from external sounds.
  • the speaker (not shown) can directly output various notification sounds or voice messages, as well as various audio data performed by various processing tasks such as decoding, amplification, and noise filtering by the audio processing unit (not shown).
  • the communication unit 180 may communicate with various types of external devices according to various types of communication methods.
  • the communication unit 180 may include at least one of a Bluetooth chip (not shown), a Wi-Fi chip (not shown), a wireless communication chip (not shown), and an NFC chip (not shown).
  • the communication unit 180 may be controlled by the processor 140 to communicate with various external devices (not shown) such as other electronic devices and servers.
  • the communication unit 180 may transmit / receive data to / from an external device (not shown) through a wireless communication method, and in this case, the communication unit 180 may include a Wi-Fi or Wi-FiDIRECT communication module, a Bluetooth module, and infrared rays.
  • Communication (IrDA, infrared data association) module, NFC (Near Field Communication) module, Zigbee module, cellular communication module, 3G (3rd generation) mobile communication module, 4G (4th generation) communication module, 4th generation LTE (Long Term Evolution) may include at least one of a 5G (5th generation) communication module.
  • the communication unit 180 may transmit / receive data to / from an external device (not shown) through a wired communication method through an input / output port, and in this case, the communication unit 180 may include a wired LAN module, an Ethernet module, and the like.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of the electronic device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a boundary area between a wall surface area and an area other than the wall surface area may be determined (S910).
  • the camera may take a picture on a monochromatic wall surface using a single lens, and obtain an image frame including a wall surface area corresponding to the monochromatic wall surface as a photographed result.
  • a reference pixel existing at a predetermined position and a similar pixel having a color similarity of more than a predetermined threshold value are determined, and a reference pixel and When the difference in the size of the area including the similar pixel is a predetermined threshold range, the area including the reference pixel and the similar pixel may be determined as a wall surface area.
  • a pattern area including a specific pattern may be determined in an area other than the wall surface area, a set of 3D points may be obtained based on the pattern area, and a boundary area may be determined according to a straight line corresponding to the set of 3D points. have.
  • the area other than the wall area includes a ceiling area present above the wall area and a floor area present below the wall area in the image frame, in this case a first boundary between the ceiling area and the wall area in the image frame.
  • the second boundary area between the area and the bottom area and the wall area can be determined.
  • the distance between the wall surface and the electronic device 100 may be determined based on the position of the electronic device determined by the sensor 110 and the determined boundary area (S920).
  • a change in the position of the electronic device by the sensor 110 and a change in the position of the wall area in the plurality of image frames obtained by the camera 130 are determined, and
  • the distance between the boundary and the electronic device 100 corresponding to the boundary area may be determined according to the degree of change in the position and the degree of change in the position of the electronic device 100 determined by the sensor 110.
  • the wall surface and the electronic device 100 corresponding to the wall surface area and the distance between the boundary corresponding to the boundary area and the distance between the electronic device 100 and the position of the electronic device 100 determined by the sensor 110 and You can judge the distance between them.
  • the height of the electronic device 100 based on the floor surface is determined based on the position of the electronic device 100 determined by the sensor 110, and a boundary and an electronic device corresponding to the second boundary area
  • the distance between the electronic device 100 and the wall area may be determined based on the distance between the 100 and the height of the electronic device 100.
  • the object may be displayed on the wall area with a size corresponding to the determined distance (S930).
  • an object having a predetermined size may be determined to be displayed on the wall area, and the object may be displayed on the wall area at the determined size.
  • an object may be displayed at a selected position among the wall surface areas based on the received input.
  • an electronic device capable of providing a virtual object generated image on a monochromatic wall surface of an image photographed by a single lens and a control method thereof.
  • the accuracy of distance measurement by a single lens can be improved, and compared to the case of a dual lens, the product can be miniaturized, simplified, and reduced in cost.
  • unit or “module” used in the present disclosure includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits. .
  • the "unit” or the “module” may be an integrally configured component or a minimum unit performing one or more functions or a part thereof.
  • the module can be configured with an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may be implemented with software including instructions stored in a machine (eg, computer) readable storage media. And, as a device capable of operating according to the called instruction, and may include an electronic device (eg, the electronic device 100) according to the disclosed embodiments.
  • the processor When the command is executed by a processor, the processor may directly or Under the control of the processor, other components may be used to perform functions corresponding to the above instructions, which may include code generated or executed by a compiler or interpreter. It can be provided in the form of (non-transitory) storage medium, where 'non-transitory' means that the storage medium does not contain a signal. It means that it is tangible and does not distinguish between data being stored semi-permanently or temporarily on a storage medium.
  • a method according to various embodiments of the present disclosure may be provided as being included in a computer program product.
  • Computer program products are commodities that can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed online in the form of a storage medium readable by the device (eg compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (eg Play StoreTM).
  • CD-ROM compact disc read only memory
  • application store eg Play StoreTM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored at least temporarily on a storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.
  • Each component may be composed of a singular or a plurality of entities, and some of the aforementioned sub-components may be omitted, or other sub-components may be various. It may be further included in the embodiment. Alternatively or additionally, some components (eg, modules or programs) may be integrated into one entity, performing the same or similar functions performed by each corresponding component before being integrated. According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be sequentially, parallelly, repeatedly, or heuristically executed, at least some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added. You can.

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Abstract

본 개시에서는 전자 장치 및 그 제어 방법이 제공된다. 본 개시의 전자 장치는 센서, 디스플레이, 카메라 및 카메라에 의해 획득된 이미지 프레임에서 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하고, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치 및 판단된 경계 영역에 기초하여 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트가 벽면 영역에 표시되도록 디스플레이를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

증강 현실을 이용한 영상 데이터를 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법
본 개시는 증강 현실을 이용한 영상 데이터를 제공하는 전자 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증강 현실 정보를 포함하는 영상 데이터를 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달로 다양한 전자 장치들이 개발되고 있다. 최근에는 증강 현실(augmented reality, AR) 또는 혼합 현실(mixed reality, MR)이 적용된 전자 장치들이 상용화되고 있다. 여기서, 증강 현실 또는 혼합 현실(이하에서는 증강 현실로 통칭하도록 한다)은 가상적인 사물을 실제적인 환경에 합성하여 현실에 존재하는 사물처럼 보이도록 하거나, 실제적인 환경에 필요한 정보를 추가적으로 제공해 줄 수 있다.
특히, 제조업, 마케팅 등과 같은 산업 분야뿐만 아니라 일상 생활에서도 증강 현실을 이용하여, 사용자가 현실의 공간을 촬영한 이미지 상에 실존하는 사물(또는 상품)처럼 특정한 크기를 갖는 가상의 사물을 배치할 수 있다. 이때, 사물이 배치된 공간까지의 거리가 멀수록 피사체인 사물의 크기가 작게 보이게 되므로, 사물이 배치되는 평면을 검출하여 평면까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있는 기술이 요구된다.
한편, 듀얼 렌즈를 이용해 촬영한 이미지의 경우 각 렌즈가 서로 다른 각도에서 하나의 피사체를 동시에 촬영한 이미지에서 3차원 정보를 획득하여 거리를 측정할 수 있다. 다만, 싱글 렌즈(또는 단일 렌즈, 이하에서는 단일 렌즈라 한다)의 경우 렌즈가 하나라는 점에서 듀얼 렌즈의 방식을 차용할 수 없는 구조적인 한계가 존재한다.
또한, 단일 렌즈에 의해 단색의 벽면을 촬영한 이미지의 경우, 텍스쳐 또는 패턴이 없는 단색의 벽면을 수직한 평면으로 검출할 수 없어, 벽면까지의 정확한 거리를 측정할 수 없게 된다는 문제가 있다.
본 개시는 상술한 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 개시의 목적은, 이미지 프레임에서 벽면 영역을 검출하여 벽면 영역 상에 증강 현실을 위한 오브젝트를 합성한 이미지를 실시간으로 제공할 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 센서, 디스플레이, 카메라 및 카메라에 의해 획득된 이미지 프레임에서 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하고, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치 및 판단된 경계 영역에 기초하여 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트가 벽면 영역에 표시되도록 디스플레이를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
여기에서, 프로세서는 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단하고, 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위 이내인 경우, 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역으로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서는 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치에 기초하여 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득하고, 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 경계 영역을 판단할 수 있다.
한편, 프로세서는 전자 장치가 움직이는 동안 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단하고, 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치가 변경되는 정도에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
한편, 벽면 영역 이외의 영역은 이미지 프레임에서 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함하고, 프로세서는 이미지 프레임에서 천장 영역과 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 바닥 영역과 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단할 수 있다.
여기에서, 프로세서는 전자 장치 및 경계 영역 사이의 거리 및 센서에 의해 획득된 전자 장치의 높이에 기초하여, 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
여기에서, 프로세서는 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치에 기초하여 바닥면을 기준으로 하는 전자 장치의 높이를 판단하고, 제2 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치 사이의 거리 및 전자 장치의 높이에 기초하여 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
한편, 프로세서는 오브젝트의 기설정된 크기 및 기설정된 거리에 기초하여 판단된 거리에 대응되는 크기를 판단하고, 오브젝트가 판단된 크기로 벽면 영역에 표시되도록 제어할 수 있다.
한편, 프로세서는 벽면 영역을 선택하는 입력이 수신되면 수신된 입력에 기초하여 벽면 영역 중에서 선택된 위치에 오브젝트를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법은, 카메라에 의해 획득된 이미지 프레임에서, 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하는 단계, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치 및 판단된 경계 영역에 기초하여, 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계 및 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트를 벽면 영역에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 경계 영역을 판단하는 단계는, 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단하고, 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위 이내인 경우, 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 경계 영역을 판단하는 단계는, 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치에 기초하여 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득하고, 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 경계 영역을 판단할 수 있다.
한편, 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계는, 전자 장치가 움직이는 동안 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단하고, 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치가 변경되는 정도에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 벽면 영역 이외의 영역은, 이미지 프레임에서 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함하고, 경계 영역을 판단하는 단계는 이미지 프레임에서 천장 영역과 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 바닥 영역과 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단할 수 있다.
여기에서, 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계는, 전자 장치 및 경계 영역 사이의 거리 및 센서에 의해 획득된 전자 장치의 높이에 기초하여, 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
여기에서, 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계는, 센서에 의해 판단된 전자 장치의 위치에 기초하여 바닥면을 기준으로 하는 전자 장치의 높이를 판단하고, 제2 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치 사이의 거리 및 전자 장치의 높이에 기초하여 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단할 수 있다.
한편, 표시하는 단계는, 오브젝트의 기설정된 크기 및 기설정된 거리에 기초하여 판단된 거리에 대응되는 크기를 판단하고, 오브젝트를 판단된 크기로 벽면 영역에 표시할 수 있다.
한편, 표시하는 단계는, 벽면 영역을 선택하는 입력이 수신되면, 수신된 입력에 기초하여 벽면 영역 중에서 선택된 위치에 오브젝트를 표시할 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 이미지에서 벽면 영역을 검출하여 벽면 영역에 증강 현실을 위한 오브젝트를 합성한 이미지를 실시간으로 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 단일 렌즈에 의해 촬영된 이미지 프레임을 이용해 전자 장치 및 단색의 벽면 사이의 거리를 측정하는 경우 거리 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있으며, 듀얼 렌즈를 구비하는 경우에 비해 제품을 소형화, 단순화시킬 수 있고 생산비용을 절감할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3 내지 도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 상세히 도시한 블록이다.
도 9는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는 증강 현실을 제공할 수 있는 장치로서, 스마트폰으로 구현될 수 있다.
전자 장치(100)는 사용자가 사물이 점유하는 공간을 직관적으로 파악할 수 있도록, 사용자에게 현실의 공간을 촬영한 이미지에 증강 현실을 위한 오브젝트를 배치한 이미지를 제공할 수 있다.
구체적으로, 전자 장치(100)는 단색의 벽면(10)을 포함하는 공간을 촬영한 이미지에 증강 현실을 위한 오브젝트가 오버랩된 이미지를 생성하여 사용자에게 실시간으로 제공할 수 있다. 이때, 단색의 벽면(10)은 텍스쳐 또는 패턴이 없는 형태로 단일한 색상을 갖는 수직한 평면을 의미한다.
이를 위해, 전자 장치(100)는 단일 렌즈를 이용하여 단색의 벽면(10)을 포함하는 공간을 촬영한 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임에서 단색의 벽면 영역을 판단하고, 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치 사이의 거리를 판단하고, 증강 현실을 위한 오브젝트를 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대응되는 크기에 기초하여 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임 내의 벽면 영역 상에 표시할 수 있다.
이때, 증강 현실을 위한 오브젝트는 실존하는 사물이 3차원으로 렌더링된 것일 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는 월 마운트 TV, 디지털 액자, 사운드 바 등과 같이 벽면에 부착되어 배치될 수 있는 사물이 3차원으로 렌더링 된 이미지와 같은 형태로 구현될 수 있다. 다만 이는 일 실시 예일 뿐이며, 이에 한정되지 아니하고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 오브젝트는 월 마운트 TV가 렌더링 된 이미지로 상정하고 설명하도록 한다.
이에 따라, 전자 장치(100)는 단일 렌즈를 이용하여 단색의 벽면(10)을 촬영하는 경우에도 단색의 벽면(10) 상에 배치될 월 마운트 TV의 위치, 높이, 크기(예를 들어 50인치, 60인치, 70인치) 등을 쉽고 편리하게 비교할 수 있도록 하는 증강 현실을 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 도 1에서는 전자 장치(100)를 스마트폰으로 도시하였으나 이는 일 예일 뿐이고, 전자 장치(100)는 태블릿 PC, 스피커, 이동 전화기, 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimediaplayer), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 전자 액자 또는 웨어러블 장치 등과 같은 장치로 구현될 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 증강 현실을 제공하는 전자 장치 및 그 제어 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(100)는 센서(110), 디스플레이(120), 카메라(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
센서(110)는 전자 장치(100)의 각도, 높이, 모션(이동 및/또는 회전하는 속도, 방향, 거리 등) 등을 감지할 수 있다. 이때 센서(110)는 가속도 센서, 자이로(gyro) 센서, 근접 센서, 지자기 센서, 중력 센서 및 압력 센서 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이들을 결합한 모션 센서 등을 포함할 수 있다.
센서(110)는 전자 장치(100)의 주변 환경에 대한 광량(또는 밝기)을 감지할 수 있으며, 이때 센서(110)는 조도 센서 등과 같은 광 센서를 포함할 수 있다.
센서(110)는 레이저 센서, 적외선 센서 등과 같은 빔 센서를 포함할 수 있으며, 이 경우 센서(110)는 전자 장치(100)와 주변 공간 사이의 거리를 직접 감지할 수도 있다.
디스플레이(120)는 영상 처리부(미도시)에서 처리한 영상 데이터를 디스플레이 영역(또는, 디스플레이)에 표시할 수 있다. 디스플레이 영역은 전자 장치(100)의 하우징의 일면에 노출된 디스플레이(120)의 적어도 일부를 의미할 수 있다.
디스플레이(120)의 적어도 일부는 플렉서블 디스플레이(flexible display)의 형태로 전자 장치(100)의 전면 영역, 측면 영역 및 후면 영역 중 적어도 하나에 결합될 수도 있다. 플렉서블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 손상 없이 휘거나 구부리거나 말 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
디스플레이(120)는 터치 패널(미도시)과 결합하여 레이어 구조의 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 터치 스크린은 표시 기능뿐만 아니라 터치 입력의 위치, 터치 입력의 면적뿐만 아니라 터치 입력의 압력까지도 검출하는 기능을 가질 수 있고, 또한 터치 스크린에 실질적으로 접촉하는 터치(real-touch)뿐만 아니라 터치 스크린에 근접한 터치(proximity touch)도 검출하는 기능을 가질 수 있다.
카메라(130)는 단일 렌즈를 이용하여 공간을 촬영하여 공간에 대한 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 이때, 공간은 벽면을 포함하는 공간이 될 수 있다. 이후, 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임은 영상 처리부(미도시)에서 처리되어 디스플레이(120)에 표시될 수 있다.
프로세서(140)(또는 제어부)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(140)는 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임에서 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(140)는 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임에서 단색의 벽면 영역을 판단할 수 있다. 이때, 이미지 프레임은 단일 렌즈를 이용하는 카메라(130)에 의해 획득될 수 있으며, 단색의 벽면을 포함하는 공간을 연속적으로 촬영하여 실시간으로 획득되는 복수의 이미지 프레임이 될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단할 수 있다. 이때, 기준 픽셀은 이미지 프레임의 센터에 위치한 픽셀로 설정될 수 있다. 여기서, 기설정된 위치 또는 기설정된 임계 값은 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 이미지 프레임의 센터에 위치한 픽셀의 색상 값(예: R,G,B)을 기준으로, 센터에 위치한 픽셀의 색상 값과 이를 제외한 나머지 픽셀의 색상 값의 차이를 비교하여, 색상 값의 차이가 작을수록 유사도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 그리고 프로세서(140)는 유사도가 기설정된 임계 값 이상을 갖는 픽셀을 유사 픽셀로 판단할 수 있다. 여기서, 기설정된 임계 값은 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위인 경우, 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역으로 판단할 수 있다. 여기서, 기설정된 임계 범위는 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 복수의 이미지 프레임 각각에 대해 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 결정하고, 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기(또는 위치 등)의 차이를 비교하여, 크기의 차이가 기설정된 임계 범위 이내인 경우(즉, 영역의 크기가 복수의 이미지 프레임에서 기설정된 임계 범위 이내에서 일정하게 유지되는 경우), 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 주변 환경의 빛의 밝기, 빛의 반사 등에 따라 일시적으로 픽셀의 색상이 변화될 수 있는 경우에도, 프로세서(140)는 단색 벽면 영역을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 어두운 환경(즉, 저조도 환경)에서 획득된 이미지 프레임의 경우 픽셀의 색상 값이 왜곡될 수 있다는 점에서, 프로세서(140)는 센서(110)에 의해 감지된 조도 값이 기설정된 값(예: 3 lx) 이상인 경우에만 이미지 프레임에서 단색의 벽면 영역을 검출하는 동작을 수행할 수도 있다. 여기서 기설정된 값은 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
한편, 이미지 프레임은 전자 장치(100)에 포함된 단일 렌즈를 이용하는 카메라(130)에 의해 직접 획득될 수 있으나, 이는 일 실시 예일뿐이고, 전자 장치(100)는 단일 렌즈를 이용하는 외부 장치가 촬영된 이미지 프레임을 외부 장치로부터 수신할 수도 있다.
그리고, 프로세서(140)는 이미지 프레임에서 벽면 영역과 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단할 수 있다. 이때, 벽면 영역 이외의 영역은 벽면 영역과 구분되는 특정한 텍스쳐 또는 패턴을 갖거나 단색의 영역이 될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 복수의 이미지 프레임 각각에 대해 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단할 수 있다. 이때, 패턴은 특정한 형태를 형성하는 픽셀의 집합 또는 일정한 규칙으로 반복되는 픽셀의 집합을 의미할 수 있다. 예를 들어, 패턴 영역은 그림자 영역, 비가시 영역 등이 될 수 있다.
여기에서, 프로세서(140)는 다른 영역 중에서 벽면 영역과 기설정된 임계 범위를 갖는 인접한 영역에 대해서만 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(140)의 연산 범위를 줄여 패턴 영역을 판단하는 속도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 프로세서(140)는 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 위치 및 판단된 경계 영역에 기초하여 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 벽면(현실 공간)은 이미지 프레임에서의 벽면 영역(가상 공간)에 대응될 수 있다.
이를 위해, 프로세서(140)는 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 움직임에 기초하여 및 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 이때, 경계(현실 공간)는 이미지 프레임에서의 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역의 사이의 경계 영역(가상 공간)에 대응될 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 복수의 이미지 프레임 각각에서 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 움직임에 기초하여 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 전자 장치(100)가 회전하는 경우, 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 회전 정보에 따라 이미지 프레임이 촬영된 각도를 결정할 수 있다. 이후, 프로세서(140)는 서로 다른 각도에서 연속적으로 촬영된 2 개의 이미지 프레임에 대해 스테레오 합성을 수행하여 깊이 이미지(depth image)을 획득할 수 있다. 이후, 프로세서(140)는 스테레오 합성을 수행한 깊이 이미지의 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득할 수 있다.
이때, 3차원 점들의 집합은 X,Y,Z 축 상 위치(또는 벡터) 정보, 반사 강도 등과 같은 속성 값을 가질 수 있으며, 포인트 클라우드와 같이 구현될 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 경계 영역을 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 3차원 점들의 집합을 선형화하는 알고리즘에 따라 생성된 직선을 경계 영역으로 판단할 수 있다.
한편, 벽면 영역 이외의 영역은 이미지 프레임에서 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함할 수 있다. 이때, 프로세서(140)는 이미지 프레임에서 천장 영역과 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 바닥 영역과 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단할 수 있다.
이때, 프로세서(140)는 촬영된 이미지 프레임에서 벽면 영역, 천장 영역 및 바닥 영역이 모두 포함되지 않는 경우 사용자에게 이를 알리는 메시지 제공할 수 있으며, 사용자에게 이미지 프레임에 벽면 영역, 천장 영역 및 바닥 영역이 모두 포함되어 촬영될 수 있도록 유도하는 가이드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 디스플레이(120)를 통해 "천장 및 바닥을 포함하도록 촬영해 주세요"와 같은 텍스트를 포함하는 GUI를 표시할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 전자 장치(100)가 움직이는 동안 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단할 수 있다. 이때, 전자 장치(100)는 기설정된 범위의 각도 이내에서 회전하는 것을 가정한다.
여기에서, 프로세서(140)는 전자 장치(100)가 회전한 각도를 센서(110)에 의해 획득하고, 이미지 프레임에서 획득된 경계 영역이 이동한 거리를 계산하여 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 움직임 정도에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100)사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 전자 장치(100) 및 경계 사이의 거리 및 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 높이에 기초하여, 전자 장치(100) 및 벽면 영역 사이의 거리를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 위치에 기초하여 바닥면을 기준으로 하는 전자 장치(100)의 높이를 판단하고, 제2 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리 및 전자 장치(100)의 높이에 따라 삼각비를 이용하여 벽면 및 전자 장치(100)사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 판단된 거리에 대응되는 크기로, 오브젝트가 벽면 영역에 표시되도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 오브젝트의 기설정된 크기 및 기설정된 거리 에 기초하여 판단된 거리에 대응되는 크기를 판단하고, 오브젝트가 판단된 크기로 벽면 영역에 표시되도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다. 여기서, 기설정된 크기 및 기설정된 거리는 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
예를 들어, 벽면 영역 및 전자 장치(100) 사이의 기설정된 거리가 10m 일 때 100인치 TV(가로 220cm X 세로 125cm)를 렌더링 한 오브젝트가 이미지 프레임 상에 220 X 125 의 기설정된 크기로 표시되는 경우를 가정한다. 벽면 영역 및 전자 장치(100) 사이의 거리가 5m 인 경우, 프로세서(140)는 오브젝트가 440 X 250 의 크기를 갖도록 이미지 프레임 내의 벽면 영역 상에 표시할 수 있다. 벽면 영역 및 전자 장치(100) 사이의 거리가 15m 인 경우, 프로세서(140)는 오브젝트가 88 X 50 의 크기를 갖도록 이미지 프레임 내의 벽면 영역 상에 표시할 수 있다. 이와 같이 벽면 영역 및 전자 장치(100) 사이의 거리 및 기설정된 크기에 매칭되는 오브젝트의 크기는 전자 장치(100)에 기저장되어 있을 수 있다. 여기서, 기설정된 크기는 사전에 설정된 값 또는 사용자에 의해 설정된 값으로서, 사용자에 의해 변경될 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 벽면 영역 중에서 위치를 선택하기 위한 사용자 명령이 수신되면, 오브젝트가 선택된 위치에 표시되도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(140)는 단일 렌즈를 이용하여 촬영을 수행하는 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임에서 단색의 벽면 영역을 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 단일 렌즈를 이용하는 카메라(130)에 의해 촬영된 공간(200)에 대한 이미지 프레임(300)을 획득할 수 있다.
여기에서, 공간(200)은 벽면(10), 천장면(20), 바닥면(30), 벽면(10) 및 천장면(20)의 경계(40), 벽면(10) 및 바닥면(30)의 경계(50)를 포함할 수 있다.
또한, 이미지 프레임(300)은 기준 픽셀(310), 벽면(10)에 대응되는 벽면 영역(320), 천장면(20)에 대응되는 천장 영역(330), 바닥면(30)에 대응되는 바닥 영역(340), 벽면(10) 및 천장면(20)의 경계 영역(40)에 대응되는 벽면 영역(320) 및 천장 영역(330) 사이의 제1 경계 영역(350), 벽면(10) 및 바닥면(30)의 경계 영역(50)에 대응되는 벽면 영역(320) 및 바닥 영역(340) 사이의 제2 경계 영역(360)을 포함할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임(300)에서 단색의 벽면 영역(320)을 판단할 수 있다. 이때, 이미지 프레임(300)은 공간(200)을 연속적으로 촬영하여 실시간으로 획득되는 복수의 이미지 프레임이 될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기준 픽셀(310) 및 기준 픽셀(310)과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 포함하는 영역을 결정할 수 있다. 이때, 기준 픽셀(310)은 이미지 프레임(300)의 센터에 위치한 픽셀로 설정될 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀(310) 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이를 비교하여, 크기의 차이가 기설정된 임계 범위인 경우에 기준 픽셀(310) 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역(320)으로 판단할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 이미지 프레임에서 벽면 영역과 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하고, 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 움직임에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
이 경우, 도 4의 (a)를 참조하면, 프로세서(140)는 이미지 프레임(300)에서 벽면 영역을 기준으로 벽면 영역 이외의 영역을 판단하고, 벽면 영역 및 영역 사이의 경계 영역을 판단할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(140)는 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고, 복수의 이미지 프레임 각각에서 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 움직임에 기초하여 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합(410, 420)을 획득할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 벽면 영역 이외의 영역 중에서 기설정된 임계 범위를 갖는 영역에 대해서만 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 기설정된 임계 범위(450) 밖의 영역에 패턴(460)이 존재하더라도 기설정된 임계 범위(450) 밖의 영역에 대해서는 패턴 영역을 판단하지 않을 수 있다. 이에 따라, 프로세서(140)가 패턴 영역을 판단하는 속도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 3차원 점들의 집합(410, 420)에 대응되는 직선(430, 440)을 경계 영역으로 판단할 수 있다.
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 프로세서(140)는 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 움직임에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 (a)와 같이 전자 장치(100)의 카메라(130)가 벽면을 정면으로 향하던 상태에서 도 4의 (b)와 같이 카메라(130)가 바닥면을 향해 회전되는 경우, 전자 장치(100)는 센서(110)에 의해 전자 장치(100)의 움직임 정도(예: 회전 각도 등)를 획득할 수 있다.
이때, 전자 장치(100)는 복수의 이미지 프레임에서 제1 경계 영역(430, 431)의 중심 위치를 제2 경계 영역(440, 441)의 중심 위치를 각각 비교하여, 제1 경계 영역(430, 431)의 중심 위치 및 제2 경계 영역(440, 441)의 중심 위치가 변화하는 정도에 따라 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단할 수 있다.
그리고, 전자 장치(100)는 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)의 움직임 정도에 기초하여 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
이를 위해, 전자 장치(100)에는 전자 장치(100)가 회전한 각도 및 경계 영역이 이동한 거리에 매칭되는 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대한 정보가 기저장되어 있을 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 기저장된 거리에 대한 정보 중에서, 센서(110)에 의해 획득된 전자 장치(100)가 회전한 각도 및 이미지 프레임에서 경계 영역이 이동한 거리에 매칭되는 정보를 획득하여, 전자 장치(100) 및 경계 사이의 거리를 판단할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 전자 장치(100)가 회전된 각도가 10도이고 경계 영역이 이동한 거리가 10일 때, 전자 장치(100) 및 경계 사이의 거리가 5m라고 저장된 경우를 가정한다.
이때, 전자 장치(100)가 회전된 각도가 10도이고 경계 영역이 이동한 거리가 10인 경우, 프로세서(140)는 회전된 각도 및 경계 영역이 이동한 거리에 따라, 전자 장치(100) 및 경계 사이의 거리가 5m 인 것으로 판단할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프로세서(140)는 전자 장치(100) 및 경계 사이의 거리와 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 높이에 기초하여, 전자 장치(100) 및 벽면(10) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 하기의 수학식 1을 이용하여 전자 장치(100) 및 벽면(10) 사이의 거리 d4를 판단할 수 있다.
Figure PCTKR2019008021-appb-M000001
여기서, 전자 장치(100) 및 제2 경계(50) 사이의 거리는 d1가 되고, 전자 장치(100) 및 바닥면 사이의 거리는 d3가 된다.
이때, 전자 장치(100) 및 천장 사이의 거리 d5는 하기의 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2019008021-appb-M000002
여기서, 전자 장치(100) 및 제1 경계(40) 사이의 거리는 d2가 된다.
이에 따라, 프로세서(140)는 단일 렌즈에 의해 촬영된 이미지 프레임에서 전자 장치(100) 및 벽면(10) 사이의 거리와 벽면(10)의 높이(즉, 바닥과 천장 사이의 거리) 등을 실시간으로 판단할 수 있다.
도 6을 참조하여, 프로세서(140)는 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대응되는 크기로 증강 현실을 위한 오브젝트(610)가 벽면 영역(320)에 표시되도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 오브젝트(610)의 기설정된 크기 및 기설정된 거리에 기초하여 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대응되는 크기를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 오브젝트(610)가 판단된 크기로 벽면 영역(320)에 표시되도록 디스플레이(120)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리와 오브젝트(610)의 기설정된 크기에 매칭되는 오브젝트(610)가 벽면 영역(320) 상에서 표시될 크기에 대한 정보가 전자 장치(100)에 기저장되어 있을 수 있다.
프로세서(140)는 벽면 영역(320)과 전자 장치(100) 사이의 거리와 오브젝트(610)의 기설정된 크기에 매칭되는 크기에 대한 정보를 획득하여, 오브젝트(610)가 벽면 영역(320) 상에서 표시될 크기를 판단할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리가 10m 일 때 100인치 TV(가로 220cm X 세로 125cm)를 렌더링 한 오브젝트(610)가 이미지 프레임(300) 상에 220 X 125 의 기설정된 크기로 표시되는 경우를 가정한다.
도 6의 (a)와 같이, 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리가 5m 인 경우, 프로세서(140)는 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리와 오브젝트(610)의 기설정된 크기에 매칭되는 440 X 250 의 크기를 획득하여, 오브젝트(610)가 이미지 프레임(300)의 벽면 영역(320) 상에 440 X 250 의 크기로 표시할 수 있다.
도 6의 (b)와 같이, 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리가 15m 인 경우, 프로세서(140)는 전자 장치(100) 및 벽면 영역(320) 사이의 거리와 오브젝트(610)의 기설정된 크기에 매칭되는 88 X 50 의 크기를 획득하여, 오브젝트(610)가 이미지 프레임(300)의 벽면 영역(320) 상에 88 X 50 의 크기로 표시할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 벽면(10)의 높이 및 벽면 영역(320)의 높이(또는 제1 경계 및 제2 경계 사이의 거리)에 따라 오브젝트(610)의 크기를 판단 할 수 있다.
이상의 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 단일 렌즈에 의해 촬영된 이미지 프레임에서 전자 장치(100) 및 벽면(10) 사이의 거리, 전자 장치(100)의 높이 및 벽면(10)의 높이 등을 실시간으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 전자 장치(100)는 단색의 벽면 상에 증강 현실을 위한 오브젝트를 합성한 이미지를 실시간으로 제공할 수 있다.
도 7은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 전자 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이 전자 장치(100)는 다양한 타입의 장치로 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (a)와 같이, 전자 장치(100)는 사용자가 착용할 수 있는 웨어러블 장치로 구현될 수 있다. 여기서, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형, 또는 생체 이식형 회로 등과 같이 다양한 타입의 장치로 구현될 수 있다.
한편, 전술한 예에서는, 전자 장치(100)가 전자 장치(100)와 벽면 사이의 거리를 판단하고, 그에 따라 증강 현실을 위한 오브젝트가 벽면 영역에 합성된 이미지를 디스플레이(120)에 표시하는 것으로 설명하였으나 이는 일 예에 불과하며, 도 7의 (b)와 같이, 전자 장치(100)에서 수행되는 기능의 적어도 일부는 외부 전자 장치(700)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 전자 장치(100) 및 적어도 하나의 외부 전자 장치를 포함하는 시스템을 통해 구현될 수 있다. 이때, 외부 전자 장치(700)는 도 7의 (b)에서는 TV로 도시하였으나, 이에 한하지 아니하고 서버 등과 같이 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다.
먼저, 전자 장치(100)는 벽면을 촬영한 영상 및 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 위치(또는 높이)에 대한 정보를 외부 전자 장치(700)로 전송할 수 있다.
그리고, 외부 전자 장치(700)는 전자 장치(100)로부터 수신된 정보(벽면을 촬영한 영상 및 전자 장치(100)의 위치(또는 높이)에 대한 정보)를 이용하여 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 일 실시 예로서, 외부 전자 장치(700)는 판단된 거리에 대응되는 오브젝트의 크기를 결정하고, 오브젝트가 벽면 영역에 합성된 이미지를 외부 전자 장치(700)의 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
다른 실시 예로서, 외부 전자 장치(700)는 판단된 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대한 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 외부 전자 장치(700)로부터 수신된 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리에 대한 정보에 대응되는 크기로 오브젝트를 이미지의 벽면 영역에 전자 장치(100)의 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 외부 전자 장치(700)는 전자 장치(100)로부터 수신된 정보를 이용하여 벽면과 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단하고, 거리에 따라 오브젝트의 크기를 결정하고, 증강 현실을 위한 오브젝트가 합성된 이미지를 생성하여, 생성된 이미지를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다. 이와 같이 외부 전자 장치(700)는 전자 장치(100)로부터 수신된 정보를 이용하여 거리를 판단하는 등의 연산 동작을 수행하고, 연산 동작을 수행한 결과로서 획득된 데이터를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 외부 전자 장치(700)로부터 수신된 이미지를 전자 장치(100)의 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
이들 경우에서, 전자 장치(100) 및 외부 전자 장치(700)는 다양한 유형의 데이터 통신 방식(가령, 와이파이, 블루투스, LAN 등) 및/또는 다양한 유형의 음성 및/또는 영상 신호 통신 방식(가령, DVI, HDMI, 썬더볼트 등)을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 음성 인식을 수행한 결과로서 전자 장치(100)및 벽면 사이의 거리를 판단하고, 오브젝트가 벽면 영역에 합성된 이미지를 디스플레이(120)를 통해 표시할 수 있다. 이하에서는 중복되는 내용을 제외하고 음성 인식을 수행하는 동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 전자 장치(100)의 내부에 구비된 마이크(미도시) 또는 전자 장치(100)의 입출력 포트(미도시)를 통해 유선으로 연결된 외부의 마이크(미도시)에 의해 아날로그 신호인 사용자의 음성을 디지털 신호로 변환하여 음성 신호를 획득할 수 있다.
다만, 이는 일 실시 예일 뿐, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 외부 전자 장치(미도시)로부터 음성 신호를 획득할 수 있다.
이때, 전자 장치(100) 및 외부 전자 장치는 각각 통신부(미도시)를 포함할 수 있고, 통신부를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 통신부는 와이파이(Wi-Fi 또는 Wi-Fi DIRECT) 통신 모듈, 블루투스(bluetooth)모듈, 적외선 통신(IrDA, infrared data association)모듈, NFC(Near Field Communication)모듈, 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 각각의 모듈이 별개로 구현되거나 각각의 모듈이 통합되어 구현될 수 있다.
구체적으로, 외부 전자 장치는 외부 전자 장치 내부에 구비된 마이크 또는 외부의 마이크에 의해 아날로그 신호인 사용자의 음성을 디지털 신호로 변환하여 음성 신호를 획득하고, 상술한 통신부를 통해 획득된 음성 신호를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다. 이때, 외부 전자 장치는 스마트폰, 리모컨 등의 장치로 구현될 수 있다.
일 예로, 외부 전자 장치가 스마트폰으로 구현되는 경우, 외부 전자 장치는 전자 장치(100)를 제어할 수 있는 어플리케이션이 설치 또는 저장될 수 있고, 어플리케이션을 통해 TV 또는 셋톱박스 등과 같은 전자 장치(100)를 제어하도록 구현될 수 있다. 나아가, 외부 전자 장치는 획득된 음성 신호에 대해 직접 음성 인식을 수행하거나, 서버를 통해 음성 인식을 수행한 결과를 전자 장치(100)로 전송할 수도 있다.
다른 예로, 외부 전자 장치가 리모컨으로 구현되는 경우, 외부 전자 장치는 전자 장치(100)를 제어할 수 있는 입력부(예를 들어 버튼, 조이스틱 등)가 내재될 수 있고, 입력부의 조작을 통해 TV 또는 셋톱박스 등과 같은 전자 장치(100)를 제어하도록 구현될 수 있다.
다음으로, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 획득된 음성 신호에서 음성 인식을 수행하고, 음성 인식을 수행한 결과에 대응되는 동작을 수행하도록 전자 장치(100)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 획득된 음성 신호를 음성 인식 서버(미도시)로 전송할 수 있다.
그리고, 음성 인식 서버는 사용자 음성이 수신되면, STT 알고리즘을 이용하여 수신된 사용자 음성을 텍스트로 변환할 수 있다. 음성 인식 서버는 변환된 텍스트에 기초하여 사용자가 요청한 동작을 수행하도록 하는 응답 정보를 획득할 수 있다. 이때, 음성 인식 서버는 STT(Speech to Text) 기능 및 응답 정보를 획득하는 기능을 함께 수행하는 메인 서버로 구현될 수 있다.
그리고, 음성 인식 서버는 사용자가 요청한 동작을 전자 장치(100)가 수행하도록 하는 응답 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.
다만, 이는 일 실시 예 일뿐, 음성 인식 서버는 STT 기능을 수행하는 제1 서버 및 응답 정보를 획득하는 기능을 수행하는 제2 서버를 포함하는 시스템으로 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 서버는 수신된 사용자 음성을 텍스트로 변환하여 제2 서버로 전송하고, 제2 서버는 수신된 텍스트에 기초해 응답 정보를 획득하여 전자 장치(100)로 전송할 수 있다. 한편, 제1 서버는 변환된 텍스트를 전자 장치(100)로 전송하여, 전자 장치(100)가 수신된 텍스트에 기초해 응답 정보를 획득할 수도 있다.
그리고, 전자 장치(100)의 프로세서(140)는 응답 정보에 따라, 사용자가 요청한 동작을 수행하도록 전자 장치(100)를 제어할 수 있다.
한편 이와 다른 실시 예로서, 전자 장치(100)의 프로세서(140)가 STT(Speech to Text) 기능을 수행하여 텍스트를 변환하고, 이에 따른 응답 정보를 획득하는 등의 방식으로, 전자 장치(100)가 직접 음성 인식을 수행할 수도 있다.
도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 구성을 상세히 도시한 블록이다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(100)는 센서(110), 디스플레이(120), 카메라(130), 프로세서(140) 외에도 입력부(150), 스피커(160) 및 통신부(170)를 중 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(140)는 RAM(141), ROM(142), 그래픽 처리부(143), 메인 CPU(144), 제1 내지 n 인터페이스(145-1~145-n), 버스(146)를 포함할 수 있다. 이때, RAM(141), ROM(142), 그래픽 처리부(143), 메인 CPU(144), 제1 내지 n 인터페이스(145-1~145-n) 등은 버스(146)를 통해 서로 연결될 수 있다.
메모리(150)는 전자 장치(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(150)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다. 메모리(150)는 프로세서(140)에 의해 액세스되며, 프로세서(140)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다. 본 개시의 메모리라는 용어는 메모리(150), 프로세서(140) 내의 RAM(141), ROM(142) 또는 전자 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱 등)를 포함할 수 있다.
입력부(160)는 다양한 사용자 입력을 수신하여 프로세서(140)로 전달할 수 있다. 입력부(160)는 예를 들면, 터치 패널, (디지털) 펜 센서 또는 키를 포함할 수 있다. 터치 패널은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서는 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키는 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키 또는 키패드를 포함할 수 있다. 또는, 입력부(160)는 키보드, 마우스 등과 같은 외부 장치(미도시)로부터 유선으로 연결되거나 또는 무선으로 연결되어 사용자 입력을 수신할 수 있다.
입출력 포트(170)는 전자 장치(100)가 외부 장치(미도시)와 이미지 및/또는 음성에 대한 신호 및/또는 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있도록, 전자 장치(100) 및 외부 장치(미도시)를 유선으로 연결해주는 구성이다. 이때 입출력 포트(170)는 송신 또는 수신 되는 신호를 처리하는 모듈을 포함할 수 있다.
이를 위해, 입출력 포트(170)는 HDMI 포트, 디스플레이 포트, RGB 포트, DVI(Digital Visual Interface) 포트, 썬더볼트 및 컴포넌트 포트 등 유선 포트로 구현될 수 있다.
일 예로, 전자 장치(100)가 해당 이미지 및/또는 음성을 출력할 수 있도록, 전자 장치(100)는 입출력 포트(170)를 통해 이미지 및/또는 음성에 대한 신호를 외부 장치(미도시)로부터 수신할 수 있다.다른 예로, 외부 장치(미도시)가 이미지 및/또는 음성을 출력할 수 있도록, 전자 장치(100)는 입출력 포트(170)를 통해 특정한 이미지 및/또는 음성에 대한 신호를 외부 장치로 송신할 수 있다.
이와 같이, 입출력 포트(170)를 통해 이미지 및/또는 음성에 대한 신호가 일방향으로 전송될 수 있다. 다만, 이는 일 실시 예일 뿐, 입출력 포트(170)를 통해 이미지 및/또는 음성에 대한 신호가 양방향으로 전송될 수 있음은 물론이다.
또한, 입출력 포트(170)는 USB 포트(2.0, USB 3.0, USB C 등), SD(Secure Digital) card 포트, Micro SD(Secure Digital) card 포트 등을 포함할 수 있다.
한편, 전자 장치(100)는 마이크(미도시) 및 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 마이크(미도시)는 외부의 소리로부터 음성에 대한 신호를 직접 획득할 수 있다. 스피커(미도시)는 오디오 처리부(미도시)에 의해 디코딩이나 증폭, 노이즈 필터링과 같은 다양한 처리 작업이 수행된 각종 오디오 데이터뿐만 아니라 각종 알림 음이나 음성 메시지를 직접 출력할 수 있다.
통신부(180)는 다양한 유형의 통신방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(180)는 블루투스 칩(미도시), 와이파이 칩(미도시), 무선 통신 칩(미도시) 및 NFC 칩(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(180)는 프로세서(140)에 의해 제어되어, 다른 전자 장치, 서버 등과 같은 각종 외부 기기(미도시)와 통신을 수행할 수 있다.
통신부(180)는 무선 통신 방식으로 외부 장치(미도시)와 데이터를 송수신할 수 있고, 이 경우 통신부(180)는 와이파이(Wi-Fi 또는 Wi-FiDIRECT) 통신 모듈, 블루투스(bluetooth)모듈, 적외선 통신(IrDA, infrared data association)모듈, NFC(Near Field Communication)모듈, 지그비(Zigbee) 모듈, 셀룰러 통신모듈, 3G(3세대) 이동통신 모듈, 4G(4세대) 통신 모듈, 4세대 LTE(Long Term Evolution) 통신 모듈, 5G(5세대) 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 통신부(180)는 입출력 포트를 통하여 유선 통신 방식으로 외부 장치(미도시)와 데이터를 송수신할 수 있고, 이 경우 통신부(180)는 유선 LAN 모듈, 이더넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
도 9는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하여, 우선 카메라(130)에 의해 획득된 이미지 프레임에서 벽면 영역 및 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단할 수 있다(S910). 이때, 카메라는 단일 렌즈를 이용하여 단색의 벽면에 대해 촬영을 수행하고, 촬영된 결과로서 단색의 벽면에 대응되는 벽면 영역이 포함되는 이미지 프레임을 획득할 수 있다.
여기에서, 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단하고, 복수의 이미지 프레임 간에 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위인 경우, 기준 픽셀 및 유사 픽셀을 포함하는 영역을 벽면 영역으로 판단할 수 있다.
그리고, 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고, 패턴 영역에 기초하여 3차원 점들의 집합을 획득하고, 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 경계 영역을 판단할 수 있다.
여기에서, 벽면 영역 이외의 영역은 이미지 프레임에서 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함하고, 이 경우 이미지 프레임에서 천장 영역과 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 바닥 영역과 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단할 수 있다.
다음으로, 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치의 위치 및 판단된 경계 영역에 기초하여, 벽면 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다(S920).
이를 위해, 전자 장치(100)가 움직이는 동안 센서(110)에 의해 전자 장치의 위치의 변화 및 카메라(130)에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 벽면 영역의 위치의 변화를 판단하고, 벽면 영역의 위치의 변화 정도 및 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 위치의 변화 정도에 따라 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리를 판단할 수 있다.
그리고, 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리 및 센서(110)에 의해 판단된 전자 장치(100)의 위치에 기초하여, 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 전자 장치(100) 및 사이의 거리를 판단할 수 있다.
여기에서, 센서(110)에 의해 판단된 상기 전자 장치(100)의 위치에 기초하여 바닥면을 기준으로 하는 전자 장치(100)의 높이를 판단하고, 제2 경계 영역에 대응되는 경계 및 전자 장치(100) 사이의 거리 및 전자 장치(100)의 높이에 기초하여 전자 장치(100) 및 벽면 영역 사이의 거리를 판단할 수 있다.
다음으로, 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트를 벽면 영역에 표시할 수 있다(S930).
여기에서, 벽면 영역과 전자 장치(100) 사이의 거리에 기초하여 기설정된 크기를 갖는 오브젝트가 벽면 영역 상에서 표시될 크기를 판단하고, 오브젝트를 판단된 크기로 벽면 영역 상에 표시할 수 있다.
한편, 벽면 영역을 선택하는 입력이 수신되면, 수신된 입력에 기초하여 벽면 영역 중에서 선택된 위치에 오브젝트를 표시할 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 단일 렌즈에 의해 촬영된 영상의 단색 벽면 상에 가상적인 오브젝트를 생성한 영상을 제공할 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 단일 렌즈에 의한 거리 측정 정확도를 향상시킬 수 있으며, 듀얼 렌즈의 경우에 비해, 제품을 소형화, 단순화시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어 "부" 또는 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "부" 또는 "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(100))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    센서;
    디스플레이;
    카메라; 및
    상기 카메라에 의해 획득된 이미지 프레임에서 벽면 영역 및 상기 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하고,
    상기 센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 위치 및 상기 판단된 경계 영역에 기초하여 상기 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하고,
    상기 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트가 상기 벽면 영역에 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서;를 포함하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단하고,
    상기 복수의 이미지 프레임 간에 상기 기준 픽셀 및 상기 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위 이내인 경우, 상기 기준 픽셀 및 상기 유사 픽셀을 포함하는 영역을 상기 벽면 영역으로 판단하는, 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고,
    상기 센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 움직임에 기초하여 상기 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득하고,
    상기 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 상기 경계 영역을 판단하는, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치가 움직이는 동안 상기 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 상기 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단하고,
    상기 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 상기 센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 움직임 정도에 기초하여 상기 경계 영역에 대응되는 경계 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 벽면 영역 이외의 영역은,
    상기 이미지 프레임에서 상기 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 상기 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 이미지 프레임에서 상기 천장 영역과 상기 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 상기 바닥 영역과 상기 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단하는, 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치 및 상기 경계 영역 사이의 거리 및 상기 센서에 의해 획득된 상기 전자 장치의 높이에 기초하여, 상기 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는, 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 센서에 의해 바닥면을 기준으로 하는 상기 전자 장치의 높이를 판단하고,
    상기 제2 경계 영역에 대응되는 제 2 경계 및 상기 전자 장치 사이의 거리 및 상기 전자 장치의 높이에 기초하여 상기 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 오브젝트의 기설정된 크기 및 기설정된 거리에 기초하여 상기 판단된 거리에 대응되는 크기를 판단하고,
    상기 오브젝트가 상기 판단된 크기로 상기 벽면 영역에 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 벽면 영역 중에서 위치를 선택하기 위한 사용자 명령이 수신되면, 상기 오브젝트가 상기 선택된 위치에 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는, 전자 장치.
  10. 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
    카메라에 의해 획득된 이미지 프레임에서, 벽면 영역 및 상기 벽면 영역 이외의 영역 사이의 경계 영역을 판단하는 단계;
    센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 위치 및 상기 판단된 경계 영역에 기초하여, 상기 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 거리에 대응되는 크기로 오브젝트를 상기 벽면 영역에 표시하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 경계 영역을 판단하는 단계는,
    상기 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임 각각에서, 기설정된 위치에 존재하는 기준 픽셀과 기설정된 임계 값 이상의 색상 유사도를 갖는 유사 픽셀을 판단하고,
    상기 복수의 이미지 프레임 간에 상기 기준 픽셀 및 상기 유사 픽셀을 포함하는 영역의 크기의 차이가 기설정된 임계 범위 이내인 경우, 상기 기준 픽셀 및 상기 유사 픽셀을 포함하는 영역을 상기 벽면 영역으로 판단하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 경계 영역을 판단하는 단계는,
    상기 벽면 영역 이외의 영역에서 특정한 패턴을 포함하는 패턴 영역을 판단하고,
    상기 센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 움직임에 기초하여 상기 패턴 영역에서 3차원 점들의 집합을 획득하고,
    상기 3차원 점들의 집합에 대응되는 직선에 따라 상기 경계 영역을 판단하는, 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계는,
    상기 전자 장치가 움직이는 동안 상기 카메라에 의해 획득된 복수의 이미지 프레임에서 상기 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도를 판단하고,
    상기 벽면 영역의 위치가 변경되는 정도 및 상기 센서에 의해 판단된 상기 전자 장치의 움직임 정도에 기초하여 상기 경계 영역에 대응되는 경계 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 벽면 영역 이외의 영역은,
    상기 이미지 프레임에서 상기 벽면 영역의 상측에 존재하는 천장 영역 및 상기 벽면 영역의 하측에 존재하는 바닥 영역을 포함하고,
    상기 경계 영역을 판단하는 단계는,
    상기 이미지 프레임에서 상기 천장 영역과 상기 벽면 영역 사이의 제1 경계 영역 및 상기 바닥 영역과 상기 벽면 영역 사이의 제2 경계 영역을 판단하는, 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는 단계는,
    상기 전자 장치 및 상기 경계 영역 사이의 거리 및 상기 센서에 의해 획득된 상기 전자 장치의 높이에 기초하여, 상기 벽면 영역에 대응되는 벽면 및 상기 전자 장치 사이의 거리를 판단하는, 제어 방법.
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