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단일 프레임 영상에서 초점을 이용한 깊이정보 생성에 관한 연구
A Study on Create Depth Map using Focus/Defocus in single frame 원문보기

디지털정책연구 = The Journal of digital policy & management, v.10 no.4, 2012년, pp.191 - 197  

한현호 (광운대학교 대학원) ,  이강성 (광운대학교 교양학부) ,  이상훈 (광운대학교 교양학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 단일 프레임 영상에서 초점을 이용하여 초기 깊이정보를 추출한 후 입체 영상을 생성하는 방법을 제안하였다. 단일 프레임 영상에서 깊이를 추정하기 위해 원본 영상과 가우시안 필터를 중첩 적용하여 생성된 영상의 비교를 통해 영상의 초점 값을 추출하고 추출된 값을 기반으로 초기 깊이정보를 생성하도록 하였다. 생성된 초기 깊이정보를 Normalized cut을 이용한 객체 분할 결과에 할당하고 각 객체의 깊이를 객체 내 깊이 정보의 평균값으로 보정하여 동일 객체가 같은 깊이 값을 갖도록 하였다. 객체를 제외한 배경 영역은 객체를 제외한 배경 영역의 에지 정보를 이용하여 깊이를 생성하였다. 생성된 깊이를 DIBR(Depth Image Based Rendering)을 이용하여 입체 영상으로 변환하였고 기존 알고리즘을 통해 생성된 영상과 비교 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we present creating 3D image from 2D image by extract initial depth values calculated from focal values. The initial depth values are created by using the extracted focal information, which is calculated by the comparison of original image and Gaussian filtered image. This initial dept...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 각 객체 별 평균값 보정 결과를 합성하여 해당 프레임에서 전체 객체의 깊이 정보를 생성하였다.
  • 각 객체별 깊이 할당을 위해 Normalized cut을 기반으로 객체 분할을 하였다.
  • 객체 분할 결과로 생성된 객체에 각각 초기 깊이 값을 할당하고 동일 객체의 깊이 값을 같게 보정하기 위해 해당 객체에 적용된 깊이 값들의 평균을 할당하였다.
  • 생성된 초기 깊이 정보를 각 객체에 할당하기 위해 Normalized cut을 이용하여 객체를 분할하고 각 객체에 초기 깊이 정보를 할당한 뒤 동일 객체의 깊이를 같게 하기 위해 객체 내 깊이의 평균값으로 보정하였다. 객체를 제외한 배경 영역의 깊이 생성을 위해 영상에서 객체를 제외한 배경 영역의 에지 정보를 이용하여 깊이를 생성하였고 생성된 깊이정보 값들을 합성하여 최종 입체 영상을 생성하였다.
  • 객체를 제외한 배경 영역의 깊이정보를 생성하기 위해 객체 영역을 제외한 에지 수를 기반으로 깊이정보를 생성하여 이전 과정에서 정의되지 않은 배경 영역의 깊이정보를 할당할 수 있도록 하였다[8].
  • 본 논문에서는 2D 영상을 3D 영상으로 변환하기 위해 영상의 단일 프레임을 추출하고 영상의 초점 값을 추정하여 초기 깊이 정보를 생성하고 Normalized cut을 이용하여 얻은 객체 분할 결과에 초기 깊이 값을 할당한 뒤 각 객체의 내부 깊이 값이 같도록 평균값으로 보정하였다. 객체 외의 배경 영역은 영상의 에지 정보를 이용해 깊이 정보를 생성하였다.
  • 본 논문에서는 단일 프레임 영상에서 가우시안 필터를 이용하여 초점 값을 추정하고 추정된 초점 값을 기반으로 초기 깊이정보를 생성한 뒤 객체 분할 과정을 거쳐 생성된 객체 별 깊이를 할당하여 객체의 깊이를 생성하였고 객체 외 배경 영역은 객체를 제외한 배경의 에지를 이용하여 깊이를 생성함으로써 움직임이 없는 영역과 배경 영역의 깊이를 생성할 수 있도록 하였다.
  • 본 논문에서는 현재 이미지와 깊이 정보를 이용하여 새 시점의 영상을 만든 뒤 현재이미지와 합성하는 방법인 DIBR(Depth Image Based Rendering)을 이용하여 최종 입체 영상을 생성하도록 하였다.
  • 제안하는 방법은 2D 영상에서 한 장의 프레임을 추출한 뒤 원본 프레임과 가우시안 필터를 중첩 적용하여 생성된 영상을 비교하여 초점 값을 추출하고 초점 값을 이용하여 영상의 초기 깊이 정보를 생성한다. 생성된 초기 깊이 정보를 각 객체에 할당하기 위해 Normalized cut을 이용하여 객체를 분할하고 각 객체에 초기 깊이 정보를 할당한 뒤 동일 객체의 깊이를 같게 하기 위해 객체 내 깊이의 평균값으로 보정하였다. 객체를 제외한 배경 영역의 깊이 생성을 위해 영상에서 객체를 제외한 배경 영역의 에지 정보를 이용하여 깊이를 생성하였고 생성된 깊이정보 값들을 합성하여 최종 입체 영상을 생성하였다.
  • 생성된 초점 값을 초기 깊이 생성을 위해 추정된 초점 영상에서 일정 값 이상을 갖는 픽셀에 대해 상대적 높이의 개념을 이용하여 초점 값을 보정하고 생성된 보정 결과에서 (x,y)좌표에 대한 깊이 값을 y축 1부터 y까지의 값 중에 최대값으로 할당하여 영상의 초기 깊이 정보를 생성하도록 하였다.
  • 얻어진 에지 누적 값을 이용하여 각 행에 에지 누적값 정보를 할당하여 배경 영역의 깊이 정보를 생성하고 객체의 깊이 정보와 합성하여 입체 영상으로 변환하기 위한 최종 깊이 정보를 생성한다.
  • 이러한 단점을 보완하기 위해 움직임 정보가 없는 영역에 대해 깊이정보를 생성할 수 있도록 영상의 초점 값을 이용하여 움직임 정보가 없는 영역에도 깊이 정보를 생성하도록 하였고 각 객체에 얻어진 깊이정보 값의 평균을 이용하여 각 객체가 동일한 깊이 값을 갖도록 하였으며 영상의 에지정보를 이용하여 배경 영역에 대한 깊이를 추정함으로써 최종 입체 영상을 생성하도록 하였다.
  • 제안하는 방법은 2D 영상에서 한 장의 프레임을 추출한 뒤 원본 프레임과 가우시안 필터를 중첩 적용하여 생성된 영상을 비교하여 초점 값을 추출하고 초점 값을 이용하여 영상의 초기 깊이 정보를 생성한다. 생성된 초기 깊이 정보를 각 객체에 할당하기 위해 Normalized cut을 이용하여 객체를 분할하고 각 객체에 초기 깊이 정보를 할당한 뒤 동일 객체의 깊이를 같게 하기 위해 객체 내 깊이의 평균값으로 보정하였다.

이론/모형

  • 생성된 입체영상의 오차율을 분석하기 위해 SSIM 방법을 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
2D/3D 변환 방법을 이용하여 3D 영상을 생성하는 방법의 장점은 무엇인가? 스테레오 카메라를 이용하여 3D 영상을 생성하는 경우 많은 비용으로 인해 제작이 어려운 문제가 있고 이미지 편집 툴을 이용한 방법은 많은 시간이 소요되어 다양한 콘텐츠를 생성하는데 문제가 있다. 그러나 2D/3D 변환 방법을 이용하는 경우 기존의 2D 영상을 이용하여 3D로 변환하기 때문에 기존에 촬영된 2D 영상 콘텐츠가 존재해 다양한 3D 영상 콘텐츠를 생성할 수 있고 시간과 비용이 절약되는 장점이 있다. 그러나 2D/3D 변환 방법은 정확한 3D 영상을 얻기가 어렵기 때문에 정확성을 높이는 연구가 진행되고 있다[1].
현재 3D 영상을 생성하기 위한 방법에는 무엇이 있는가? 현재 3D 영상을 생성하기 위한 방법으로는 스테레오 카메라를 이용한 방법과 이미지 편집 툴을 이용한 방법, 기존의 2D 영상을 3D로 변환하는 방법이 있다. 스테레오 카메라를 이용하여 3D 영상을 생성하는 경우 많은 비용으로 인해 제작이 어려운 문제가 있고 이미지 편집 툴을 이용한 방법은 많은 시간이 소요되어 다양한 콘텐츠를 생성하는데 문제가 있다.
3D 영상을 생성하기 위한 방법 중 스테레오 카메라를 이용한 방법의 문제점은 무엇인가? 현재 3D 영상을 생성하기 위한 방법으로는 스테레오 카메라를 이용한 방법과 이미지 편집 툴을 이용한 방법, 기존의 2D 영상을 3D로 변환하는 방법이 있다. 스테레오 카메라를 이용하여 3D 영상을 생성하는 경우 많은 비용으로 인해 제작이 어려운 문제가 있고 이미지 편집 툴을 이용한 방법은 많은 시간이 소요되어 다양한 콘텐츠를 생성하는데 문제가 있다. 그러나 2D/3D 변환 방법을 이용하는 경우 기존의 2D 영상을 이용하여 3D로 변환하기 때문에 기존에 촬영된 2D 영상 콘텐츠가 존재해 다양한 3D 영상 콘텐츠를 생성할 수 있고 시간과 비용이 절약되는 장점이 있다.
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