초록 ▼

연구개요
가상증강현실을 구현할 수 있는 착용형 디스플레이(Head-mounted display, HMD) 기기는 이동성 향상과 사용자 편의성을 극대화하기 위해 외부 장치 없이 동작하는 독립형(Standalone) HMD 형태로 발전하였는데 미디어 컨텐츠의 손실 없이 고품질의 영상을 제공하기 위해서는 그래픽 연산 부하를 줄이는 기술이 반드시 필요하다. 또한, 장시간 사용을 위한 독립형 HMD 기기의 전원 수명의 중요성이 높아지고 있다.
이에 따라 본 연구과제를 통해 저연산 및 저전력 효과를 얻을 수 있는 영상표시 기술을

연구개요
가상증강현실을 구현할 수 있는 착용형 디스플레이(Head-mounted display, HMD) 기기는 이동성 향상과 사용자 편의성을 극대화하기 위해 외부 장치 없이 동작하는 독립형(Standalone) HMD 형태로 발전하였는데 미디어 컨텐츠의 손실 없이 고품질의 영상을 제공하기 위해서는 그래픽 연산 부하를 줄이는 기술이 반드시 필요하다. 또한, 장시간 사용을 위한 독립형 HMD 기기의 전원 수명의 중요성이 높아지고 있다.
이에 따라 본 연구과제를 통해 저연산 및 저전력 효과를 얻을 수 있는 영상표시 기술을 개발하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구과제를 통해서 연산효율을 개선하는 영상표시 기술을 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 사람의 시각 인지 특성을 활용해 사람의 시선 중심부에 해당되는 중심시 영역과 그 밖인 주변시 영역으로 영상 영역을 구분하였고, 주변시 영역의 프레임 레이트를 낮추는 방식으로 연산처리량을 감소시키고자 하였다. 이를 위해 시선추적 기반 HMD 시스템 개발과 중심시 영역의 적정 형태 및 프레임 레이트 조절 임계조건 도출을 위한 연구를 계획하였고, 계획에 따라 연구를 수행하였다.
HMD 시스템 개발을 위해 적외선 카메라가 통합된 스마트폰 기반 HMD 기기를 활용하였는데, 렌즈에 의한 영상 왜곡을 보상하였고, 시선 추적의 정확도를 높이기 위해 칼리브레이션 S/W를 활용하였다. 구축한 HMD 시스템을 기반으로 파일럿 테스트를 통해 중심시 영역이 레터박스 형태일 때 테어링 현상이 적게 관측됨을 확인하였다. 이에 따라 중심시 영역을 레터박스 형태로 가정하였고, 그 크기를 다양하게 하여 2-AFC(Two-alternative forced choice)를 기반으로 한 주관평가를 실시, 사용자의 인지화질 저하 없이 주변시 영역 프레임 레이트 감소가 가능한 임계조건을 도출하였다.
이에 더하여, 연구계획서상 작성되어 있지는 않지만, HMD 기기의 이동성 향상 및 장시간 사용을 위한 전력효율 개선 연구를 추가적으로 진행하였다. 해당 기술은 중심시 영역의 밝기는 유지하고 주변시 영역의 밝기를 점진적으로 감소시키는 것이었다. 주관평가를 통해 사용자의 인지화질 저하 없이 전력저감이 가능한 것을 확인하였고, 사용자 선호도에 따라 중심시 영역의 크기를 다양하게 해도 동일한 전력저감 효과를 거둘 수 있다는 결과를 얻었다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
개발한 기술들은 기존 독립형 HMD 기기의 부족한 연산처리 능력, 낮은 배터리 성능 등의 문제점들을 해결할 수 있는 저연산 및 저전력 기술들로 사용자 경험을 해치지 않고도 구현 가능하다. 이에 따라 HMD 기기의 무게 감소, 발열 감소, 사용시간 증가, 이동성 개선 등의 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.
개발한 연구개발성과의 기술적 우수성을 바탕으로 실제 HMD 기기에 적용할 수 있는지 관련 기업체와 논의를 진행하고 있으며, 연구가 종료된 이후에도 실용화를 위해 연구를 지속적으로 수행하고자 한다.
본 연구과제를 통해 얻은 우수한 연구 결과를 바탕으로 SCI(E)급 학술지 IEEE ACCESS에 논문을 게재하였으며, 관련하여 추가적인 연구를 통해 SCI(E)급 학술지에 논문 1편을 더 게재할 계획이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 시선추적 기반 연산효율 극대화 연구 ... 5
• (2) 시선추적 기반 전력효율 극대화 연구 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 18