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집적영상에서 기본영상 재배열시 수렴광축을 이용한 불연속성 개선
Reduction of Discontinuity by Using Converging Pick-Up in Remapped Three-Dimensional Integral Imaging 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.30 no.3, 2019년, pp.106 - 113  

유현우 (강원대학교 물리학과, 레이저&비선형 광학 연구실) ,  서광범 (강원대학교 물리학과, 레이저&비선형 광학 연구실) ,  이호철 (강원대학교 물리학과, 레이저&비선형 광학 연구실) ,  차성도 (강원대학교 물리학과, 레이저&비선형 광학 연구실) ,  신승호 (강원대학교 물리학과, 레이저&비선형 광학 연구실)

초록
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집적영상에서 깊이역전 문제를 해결하기 위해 기본영상 재배열이 제안되었지만 시점영상이 연속적으로 재생되지 못하는 불연속성 문제를 포함하고 있다. 본 논문에서는 불연속성 요인을 분석하였다. 수렴광축으로 기본영상을 획득하고, 재배열한 후 실상 및 허상모드를 동시에 재생하는 불연속성 개선 방법을 제안하고, 평행광축을 이용하여 획득하고 실상모드로 재생하는 일반적인 방법과 비교하여 유효성을 정량적으로 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

When elemental images are remapped to solve the depth conversion in integral imaging, the integrated image is inevitably accompanied by discontinuity. This paper analyzes the discontinuity factor caused by elemental-image remapping, to validate the reduction of the discontinuity through converging p...

주제어

#3차원 디스플레이   #집적영상   #불연속성   #재배열   #해상도  

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 물체가 구현되는 결상면의 위치와 불연속성과의 관계를 확인하고, 불연속성 문제가 최소화되는 조건을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 획득단계에서 광축의 수렴조건과 평행조건을 설정하기 위해 CGII (computer generated integral imaging)를 사용하였고, 획득방법은 그림 6과 같다.
  • 집적영상에서 수렴광축 배열을 활용한 경우는 커브형 렌즈어레이를 이용한 것인데 수렴광축으로 기본영상을 획득하고, 커브형 디스플레이로 재생함으로써 시야각과 깊이감을 개선하는 연구이다[14,15]. 본 논문에서는 수렴광축 배열을 기본영상 재배열과 결합하여 해상도 저하 없이 불연속성을 개선하는 방법을 연구하였다. 이 방법은 획득단계에서 카메라의 광축을 수렴시켜 실상모드와 허상모드를 동시에 구현하고, 광축의 수렴지점을 기준으로 물체를 표현함으로써 불연속성이 최소화된 영상을 재생한다.
  • 본 논문에서는 집적영상에서 기본영상 재배열에 의한 불연속성 문제를 해상도 저하 없이 개선하기 위한 조건을 제안하였다. 획득단계에서 수렴광축을 이용하여 획득한 기본영상을 재배열하여 재생하는 경우, 재생영상의 깊이 표현영역이 확장되어 실상모드와 허상모드에서 동시에 구현됨을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3차원 디스플레이 기술을 안경 사용 여부에 따라 구분하시오. 최근 3차원 디스플레이 기술은 영화, 전시, 광고 등 다양한 분야에서 활용되고 있고, 상용화의 적용범위가 점차 증가하고 있다. 일반적으로 3차원 디스플레이 기술은 안경식과 무안경식으로 나눠진다. 안경식은 3차원 디스플레이 기술로 상용화된 방식이지만, 안경을 써야 하는 불편함과 하나의 시점만 제공되는 한계, 눈의 피로감 누적 등의 단점이 있다.
PGR 방법은 무엇인가? 이러한 문제를 해결하기 위해 기본영상 재배열을 비롯하여 다양한 연구가 진행되어 왔다. PGR (parallel group rendering) 방법은 기본영상을 픽셀 단위로 나누어 시점영상 정보에 따라 배열하는 방식으로 디스플레이와 렌즈어레이 사이의 거리가 초점거리인 초점모드(focused mode)로 재생된다[6]. 이와 달리, VVR (viewpoint vector rendering)방법은 시점영상을복수의 픽셀 단위로 재배열하여 실상모드(real mode)와 허상모드(virtual mode)의 선택적인 재생이 가능하다[7].
3차원 영상 구현기술 중 집적영상에서 발생하는 문제점은 무엇인가? 그러나 집적영상에서는 획득 및 재생 결상계의 대칭성 때문에 대상 물체의 깊이 표현영역이 반대가 되는 깊이역전이 발생한다. 즉, 기본영상의 획득과 재생 시 물체를 관찰하는 시점이 서로 반대이기 때문에 물체의 오목한 깊이 표현영역과 볼록한 깊이 표현영역이 서로 반대로 보이는 깊이역전이 나타난다[5].
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참고문헌 (15)

  1. B.-S. Kim, K.-W. Kim, K.-H. Lee, and W.-S. Park, "Optical analysis for the 3D display with a lenticular array," J. Korean Inst. Electr. Electron. Mater. Eng. 26, 534-538 (2013). 

  2. M. Park and H.-J. Choi, "A three-dimensional transparent display with enhanced transmittance and resolution using an active parallax barrier with see-through areas on an LCD panel," Curr. Opt. Photon. 1, 95-100 (2017). 

    원문보기 상세보기

  3. M. Martinez-Corral and B. Javidi, "Fundamentals of 3D imaging and displays: a tutorial on integral imaging, light-field, and plenoptic systems," Adv. Opt. Photon. 10, 512-566 (2018). 

  4. G. Lippmann, "Integral photography," C. R. Acad. Sci. 146, 446-451 (1908). 

  5. J.-I. Ser and S.-H. Shin, "Depth-Conversion in integral imaging three-dimensional display by means of elemental image recombination," Korean J. Opt. Photon. 18, 24-30 (2007). 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. S.-W. Min, J. Kim, and B. Lee, "New characteristic equation of three-dimensional integral imaging system and its applications," Jpn. J. Appl. Phys. 44, L71-L74 (2005). 

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  7. J. Yim, Y.-M. Kim, and S.-W. Min, "Real object pickup method for real and virtual modes of integral imaging," Opt. Eng. 53, 073109 (2014). 

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  8. J. Jung, K. Hong, G. Park, I. Chung, J. Park, and B. Lee, "Reconstruction of three-dimensional occluded object using optical flow and triangular mesh reconstruction in integral imaging," Opt. Express 18, 26373-26387 (2010). 

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  9. Y. Takaki, K. Tanaka, and J. Nakamura, "Super multi-view with lower resolution flat-panel display," Opt. Express 19, 4129-4139 (2011). 

  10. M. Tanimoto, M. P. Tehrani, T. Fujii, and T. Yendo, "Free-viewpoint TV," IEEE Signal Process. Mag. 28, 67-76 (2011). 

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  11. M.-K. Kang, H.-P. Nguyen, D. Kang, S.-G. Park, and S.-K. Kim, "Adaptive viewing distance in super multi-view displays using aperiodic 3-D pixel location and dynamic view indices," Opt. Express 26, 20661-20679 (2018). 

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  12. Y. Takaki, Y. Urano, and H. Nishio, "Motion-parallax smoothness of short-, medieum-, and long-distance 3D image presentation using multi-view display," Opt. Express 20, 27180-27197 (2012). 

  13. K.-H. Yoon, M.-K. Kang, H. Lee, and S.-K. Kim, "Autostereoscopic 3D display system with dynamic fusion of the viewing zone under eye tracking: principles, setup, and evaluation [Invited]," Appl. Opt. 57, A101-A117 (2018). 

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  14. D. Shin, B. Lee, and E. Kim, "Multidirectional curved integral imaging with large depth by additional use of a large-aperture lens," Appl. Opt. 45, 7375-7381 (2006). 

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  15. J. Jang, D. Shin, and E. Kim, "Improved 3-D image reconstruction using the convolution property of periodic functions in curved integral-imaging," Opt. Lasers Eng. 54, 14-20 (2014). 

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