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3D 디스플레이에서의 화면 시차 제어를 위한 입체 영상재생성 기법
A Method for Reproducing Stereo Images to Adjust Screen Parallax on a 3D Display 원문보기

컴퓨터그래픽스학회논문지 = Journal of the Korea Computer Graphics Society, v.16 no.4, 2010년, pp.1 - 10  

이선민 ,  최종무 ,  최수미 (세종대학교 컴퓨터공학과)

초록
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본 논문에서는 3D 디스플레이에서 사용자가 인지하는 깊이감을 조절하기 위하여 촬영된 스테레오 영상으로부터 중간시점 영상들을 생성하기 위한 방법을 제안한다. 두 대의 카메라로부터 획득된 스테레오 영상은 카메라의 물리적인 위치와 간격에 따라 고정된 시점과 화면 시차를 갖는다. 본 논문에서는 입력 스테레오 영상에 대한 시점 보간을 수행함으로써, 두 입력 영상 사이의 중간 시점에 대한 스테레오 영상을 생성하였다. 또한, 시점 보간에 사용되는 선형 보간 계수를 조절하여 재생성 될 스테레오 영상의 카메라 간격을 조절할 수 있도록 하였다. 제안방법을 이용하면 사용자의 양안간격이나 어플리케이션 특성에 적합하도록 깊이감이나 입체감을 조절하여 스테레오 영상을 재생성 할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We present a method to reproduce in-between views from captured stereo images to control depth feeling that a user can perceive on a 3D display. The stereo images captured from a pair of cameras have a fixed viewpoint and a screen parallax which depend on the physical position and the distance betwe...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기존에 획득된 실사 스테레오 영상에 시점보간 (view interpolation)을 수행하여 재촬영 없이 카메라의 시점을 바꾸거나 카메라 간 간격을 조절함으로써 깊이감과 입 체감을 조절하기 위 한 방법을 제 안한다. 3D 디스플레 이 에서 깊이감 및 입체감에 영향을 미치는 요인으로는, 카메라 간 간격, 카메라 초점 거리, 수렴 거리 등이 있으나 본 논문에서는카메 라 간 간격을 중심 으로 살펴본다.
  • 본 논문에서는 넓은 간격의 카메라로부터 획득된 스테레오 영상으로부터 시점 보간을 이용하여 카메라 위치 및 간격이 조절된 스테레오 영상을 재생성 하는 방법을 제안하였다. 제안 방법은 카메라 렌즈가 물리적으로 고정되어 있는 스테레오 카메라를 사용하거나' 두 대의 카메라를 원하는 위치 혹은 간격으로 배치하지 못 하는 경우 이를 물리적인 카메라 재배치 없이 교정할 수 있도록 하였다.
  • 본 장에서는 사람의 양안 간격 보다 넓게 배치된 두 대의 카메라로부터 획득된 스테레오 영상을 이용하여 입 력 카메라 사이의 중간 시점에서, 사용자가 원하는 카메라 간격으로 스테레오 영상을 재생성 하기 위한 방법을 기술한다. 이를 위해서는 입력 스테레오 영상에 대한 시차 영상이 필요하며, 기존에 제 안된 다양한 방법 回을 이용하여 구할수 있다.
  • 본 장에서는 입력 스테레오 영상 및 시차 영상으로부터 중간시점어}서, 다양한 카메라 간격으로 재생성 한 스테레오 영상 결과를 보이고, 카메라 간격 변화에 따른 깊이감 및 입체 감정 도를 측정 하기 위해 수행 한 사용자 평 가 결과를 제 시 한다.
  • 본 절에서는 카메라 간격은 일정하게 고정하고, 기준 시점 을다르 게 하여 재생 성 한 스테 레오 영 상을 결과를 제 시 한다. 그림 9는 카메라 간격을 60mm으로 고정시 키고 기준 시 점 Q 위 치를 각각 (30, 0, 0), (60, 0, 0), (90, 0, 0), (120, 0, 0)로 조정하여 생성한 스테레오 영상을 적청 애너글리프 방식으로 합성한 결과이다.
  • 제안한 방법에 의해 생성한스테레오 영상이 사용자의 깊이감 및 입체감 인지에 영향을 미치는가를 실험하기 위하여 사용자테스트를 하였다. 본 실험에는 20대 남녀 38명 이 참여하였고, 이 중 13명은 스테레오 디스플레이를 사용한 경험 이 있었다.

가설 설정

  • 구멍 영 역은 앞서 설명한 것과 같이 뒤쪽에 있던 영역이 나타남에 따라 드러나는 영역이다. 따라서, 구멍 영역의 스캔 라인 양 끝 위치를 시차 영상에서 검색하여 작은 값과 동일한 변위를 갖는다고 가정하였다. 이 과정 후에 남은구멍 영역에 대해서는 위의 기법 중한방법을택하여 정의할수 있다.
  • 시차 영상은 구조 광 (structured light) 등을 이용하는 능동 (active) 방식에 의해 획득하는 경우가 많은데, 객체 간 가려짐 혹은 반사 등에 의하여 화소 값이 정의되지 않는 영역이 생긴다. 본 연구에서는 이러한 영역은 주변과연속적 인 표면 상 한 점이라고 가정하여, 8-방향 이웃 화소를 검색하여 가장 많은 값을 갖는 값으로 정의하였다. 그림 3 은 8 방향 이웃 화소 값을 참조하여 시차 영상에서 정의되지 않은 화소 값을 정의한 결과를보여준다'
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참고문헌 (13)

  1. O. Schreer, P. Kauffand T. Sikora, "3D Video Communication: Algorithm, Concepts and Real-time Systems in Human Centered Communication", John Wiley & Sons, Ltd, 2005. 

  2. A Ariyaeeinia, Analysis and design of stereoscopic television systems, Signal Processing: image Communication, Vol. 13, No,3, pp.201-208, 1998. 

  3. P. Milgram and M. Kruger, Adaptation effects in stereo due to on-line changes in camera configuration, SPIE Vol. 1669 Stereoscopic Display and Applications III, pp.122-134, 1992. 

  4. Bumblebee2 CCD Camera, Point GreyCorporation. 

  5. I. Sexton and P. Surman Stereoscopic and auto stereoscopic display systems, IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 16, No.3, pp.85-99, 1999. 

  6. N. A Dodgson, Autostereoscopic 3D Display, IEEE Computer, pp. 31-36. 2005. 

  7. S. M. Seitz and C. R. Dyer, "View Morphing", Proceedings of SIGGRAPH 1996, pp.21-30, 1996. 

  8. S. E.Chen and L William, "View Interpolation for Image Synthesis", 20th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, pp.279-288, 1993. 

  9. D. Scharstein and R. Szeliski, "A Taxonomy and Evaluation of Dense Two-Frame Stereo Correspondence Algorithms", International Journal of Computer Vision, Vol. 47, No.1-3, pp.7-42,2002. 

  10. A. Fusiello, E. Trucco, A Vern and Ro Verri, "A Compact Algorithm for Rectification of Stereo Pairs", 1999. 

  11. A Criminisi, A Blake, C. Rother, J. Shotton and P. H. S.Torr, "Efficient Dense Stereo with Occlusions for New ViewSynthesis by Four-State Dynamic Programming", International Journal of Computer Vision, Vol. 71, No.1, pp.89-110,2007. 

  12. M. Bertalmio, G. Sapiro, V. Caselles and C. Ballester., "Image Inpainting", Proceedings of SIGGRAPH 2000, , pp. 417-424, 2000. 

  13. Middlebury Stereo Data, http://vision.middlebury.edu/stereo/data/ 

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