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문제 정의
- 광류 방법을 이용하여 생성된 모션 정보는 모션 방향은 비교적 정확 하나 영상의 노이즈나 겹침 현상 때문에 모션 크기는 다소 부정확하다 [3]. Litwinowicz[4], Hertzmann[5t6] 등 기존의 연구에서는 광류 방법만을 이용하여 모션 정보를 계산하였으나 본 논문에서는 두 가지 모션 추정 방법[1, 2]중 신호대 잡음비(PSNR)가 가장 큰 방법을 선택함으로써 다소 부정확한 모션 정보를 개선하고자 하였다. 또한 브러시스트로크의 여러 가지 파라미터 중 방향을 결정해주는 강한에지들에 대해서만 모션 정보를 적용함으로써 프레임 간 일관성을 유지하고자 하였다.
- Litwinowicz[4], Hertzmann[5t6] 등 기존의 연구에서는 광류 방법만을 이용하여 모션 정보를 계산하였으나 본 논문에서는 두 가지 모션 추정 방법[1, 2]중 신호대 잡음비(PSNR)가 가장 큰 방법을 선택함으로써 다소 부정확한 모션 정보를 개선하고자 하였다. 또한 브러시스트로크의 여러 가지 파라미터 중 방향을 결정해주는 강한에지들에 대해서만 모션 정보를 적용함으로써 프레임 간 일관성을 유지하고자 하였다.
- 이 부분 또한 프레임마다 변화는 발생할 수 있기 때문에 모션맵 부분에 브러시 스트로크를 적용한 캔버스와 현재 소스 영상 간의 차이맵을 만들고 그 맵 을 기준으로 모션맵 영역을 덧칠하였다. 본 논문에서 적용한 방법은 와핑된 이전 소스 영상과 현재 소스 영상 간에 차이맵을 만들어 캔버스에 적용하는 Hertzmann [6]의 방법과는 달리 모션맵 부분이 덧칠해진 캔버스와 현재 소스 영상의 차이맵을 만들어 브러시스트로크를 덧칠함으로써 프레임 간 플릭커링 현상을 줄이고자 하였다. 왜냐하면 프레임 간 일관성을 가장 잘 유지되는 영상은 소스 영상이기 때문이며 와핑된 이전 소스 영상과 현재 소스 영상의 차이는 와핑된 이전 캔버스와 현재 캔버스 간의 차이가 다르기 때문이다.
- 플릭커링(flickering)의 문제점을 해결하지 못했다 [6]. 본 논문에서는 모션 정보는 프레임 간 브러시스트로크의 방향을 결정하는 강한에 지에만 적용하고 모션맵을 이용하여 플릭커링 현상을 줄이고자 한다. 둘째, 실제 페인트 온 글라스 애니메이션에서는 이전 프레임의 캔버스를 그대로 다음 프레임의 초기 캔버스로 사용하고 덧그리는 부분만 찾아내서 브러시를 적용함으로써 프레임 간 시간적 일관성을 유지한다.
- 본 논문에서는 모션맵 기반 회화적 애니메이션 방법을 제안하였다. 에지정보와 모션 추정을 통해 얻은 모션 정보를 이용한 모션맵을 생성하여 프레임 간 덧그리는 부분을 구분하였다.
- 다시 말해서, 2D 영상에서의 에 지 정보는 객체 간 구분을 지어주는 하나의 기준이 되며 움직임을 파악할 수 있는 핵심적인 요소이다. 본 논문에서는 비디오 동영상을 이용한 회화적 애니메이션을 표현하기 위해 페인트 온 글라스(paint-on-glass) 애니메이션 기법[12]을 분석하고, 분석된 특징을 기반으로 에지 및 모션 정보를 이용하는 모션맵 생성 알고리즘을 제안한다. 모션맵이란 프레임 간 모션이 발생한 영역을 말한다.
- 그래서 브러 시 스트로크의 방향이 에지의 방향을 따르지 않는다는 단점이 발생한다. 본 논문에서는 이런 단점을 보완하고 자 브러시스트로크의 방향을 결정하는 임의의 강한 에 지(strong edges)를 설정하고 주변 픽셀의 방향을 강한 에지를 따르도록 보간 하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 Hays[기의 방법과 유사한 방법이나 Hays[기는 모든 강한에지들에 대하여 방향을 계산해야 하기 때문에 계산 시간이 오래 걸린다.
- 왜냐하면 시간적 일관성이 가장 잘 유지되는 영상은 소스 영상이기 때문이다. 본 논문에서는 현재 소스 영상과 모션맵을 적용한 캔버스 간 디퍼런스맵을 계산함으로써 프레임 간 일관성을 유지하고자 하였다.
- 그림 7의 영상에서 알 수 있듯이 프레임 간 브러시 방향은 시간적 일관성이 유지되고 있으며 새로운 장면으로 인한 새로운 강한 에지가 생성되고 있다. 영상의 노이즈나 프레임 간 겹침 현상 때문에 발생할 수 있는 부정확한 모션 정보를 브러시 스트로크의 모든 파라미터(방향, 위치, 색상, 모양 등에 적용하지 않고 프레임 간 방향에만 적용함으로써 브러시스트 로크의 일관성을 유지하고자 하였다. 그림8은 다중 노출 기법을 적용하여 만든 결과영상이다.
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