KR0181035B1 - 스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀변환 장치 - Google Patents

스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀변환 장치

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Abstract

본 발명은 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽 처리하기 위한 아핀변환 장치에 관한 것으로, 입력되는 초기 3차원 영상데이터가 AT 연산부로 입력되어 반복적으로 AT 연산되고, 반복적으로 AT 연산된 3차원 영상데이터가 연산종료부에서 기설정된 종료조건에 만족될 때 발생되는 종료신호에 따라 버퍼에 저장되어 있는 3차원 영상데이터가 출력되고, 제1 후처리부와 제2 후처리부에서 스테레오 스코픽으로 처리된 다음 2차원 이미지로서 좌표 변환되어 디스플레이됨으로써, 애니메이션 풍경용 스테레오 스코픽 처리를 실시간으로 자연스럽게 처리할 수 있도록 한 것이다.

Description

스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀변환 장치
제1도는 본 발명에 따라서 구성된 스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀 변환 장치의 개략적인 블록구성도.
제2도는 제1도에 도시된 AT 연산부의 상세 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
300 : 선택부 400 : AT 연산부
410,415,420,425 : 승산부 435,440,445,450 : 가산기
500 : 연산종료부 600 : 버퍼
900,950 : 후처리부
본 발명은 스테레오 스코픽(stereo scopic) 처리를 위한 아핀변환(Affine Transformation : 이하 AT 라 약칭함) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 영상 신호를 스테레오 스코픽 처리를 위한 AT 장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 시대에 발맞추어 방대한 양의 영상데이터를 제한된 대역폭을 갖는 통신채널을 통해 전송하기 위한 디지털 영상 압축기법이 이와 관련된 여러분야에서 계속적으로 연구되고 있다.
영상 압축기법에서의 영상신호는 크게 정지영상과 동영상으로 구분할 수가 있으며, 정지영상에서의 영상데이터 압축기법이 화소간의 공간적인 중복성을 제거함으로써 영상데이터를 압축하는 것으로, 이러한 압축기법으로 주파수 영역에서 수행되는 변환 부호화(transform coding) 기법과, 벡터 양자화(vector quantization) 기법이 널리 알려져 있다.
그리고, 화상 전화기나 디지털 텔레비전 등에서 사용되는 동영상에서의 영상 데이터 압축기법은 정지영상의 기법에 연속되는 화면 사이의 시간적(temporal) 중복성을 제거하기 위한 화면간, 프레임간 부호화 기법이 주로 사용된다.
한편, 자연계에 존재하는 대부분의 물체는 강한 자기 닮음성, 즉 그들 자신 각각의 변환된 복사본에 의해 구성된다는 특성을 갖고 있으므로, 이런 물체의 영상 데이터를 압축하는 경우, 영상의 중복성을 이용하여 효율적으로 영상데이터를 압축 할 수 있다고 가정하는 이른바 프랙탈(fractal) 기법을 이용한 영상압축에 관한 연구가 최근들어 진행되고 있다.
이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 프랙탈 기법은 1970년대 중반 Benoit Mandelbrot에 의해 그 이름이 명명된 것으로, 자연계의 대부분의 물체가 자기유사성(self-similarity)과, 부분적인 차원(fractional dimension)을 갖고 있으므로, 해안선, 눈송이, 구름, 낙엽, 산봉우리 등을 프랙탈 기법에 의해 자연스럽게 표현할 수 있다는 것이다.
한편, 애니메이션 제작에 있어서 숲이나 나무, 도시 등의 풍경을 나타내는 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽으로 처리하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 상술한 바와 같은 프랙탈 기법에 관한 알고리즘 및 방법은 이미 널리 알려진 바이지만, 프랙탈 기법을 이용하여 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽으로 수행하기 위한 장치, 특히 AT 장치는 구체적으로 제시된 바 없다.
따라서, 본 발명은 자연스러운 풍경에 대한 3차원 영상 데이터를 스테레오 스코픽으로 처리할 수 있는 스테레오 스코픽 처리를 위한 AT 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3차원 영상의 스테레오 스코픽처리용 아핀변환 장치는, 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호에 의거하여 입력되는 초기 3차원 영상데이터 또는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 선택적으로 출력하기 위한 선택수단; 상기 선택수단으로부터 선택적으로 출력된 3차원 영상데이타를 선형확대, 축소 및 형태변환을 위한 제1 변환계수 및 선형이동을 위한 제2 변환계수를 이용하여 아핀변환하여 상기 아핀변환된 3차원 영상 데이터를 생성하는 아핀 변환수단; 상기 아핀변환수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상 데이터가 기설정 연산 종료조건에 만족될 때 종료신호를 발생하는 연산종료 수단; 상기 아핀변환 수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 일시 저장하며, 상기 연산 종료수단으로부터 제공된 종료신호에 따라 상기 저장된 아핀변환된 3차원 영상데이터를 출력하는 메모리수단; 상기 메모리수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽으로 처리한 다음 좌표변환하여 2차원 이미지로서 디스플레이하기 위한 후처리수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 스코픽 처리를 위한 AT 장치의 개략적인 블록구성도로서, 선택부(300), AT연산부(400), 연산종료부(500), 버퍼(600) 및 제1 후처리부(900), 제2후처리부(950)를 포함한다.
선택부(300)는 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의거하여 입력되는 초기 3차원 영상데이터와 AT 연산부(400)에서 AT 연산되어 출력되는 3차원 영상데이터(W0',W1',W2',W3')를 선택적으로 출력한다.
AT 연산부(400)는, 제2도에 상세히 도시된 바와 같이, 제1 승산부(410), 제2승산부(415), 제3승산부(420), 제4승산부(425), 제1가산기(435), 제2가산기(440), 제3가산기(445), 제4가산기(450)로 구성된다. 제1 내지 제4승산부(410,415,420,425)는 각기 N×N, 예로 4×4 매트릭스 형태의 제1 변환계수(A)를 수신하여, 선택부(300)로부터 출력되는 3차원 영상데이터와 승산하며, 승산결과로 얻어진 N×1, 예로 4×1 매트릭스 형태의 데이터를 출력한다. 제1 내지 제4가산기(435,440,445,450)는 각기 N×1, 예로 4×1의 제2변환계수(B)를 수신하며, 각기 대응하는 승산부(410,415,420,425)로부터 출력되는 3차원 영상데이터와 가산하여 가산된 4×1 매트릭스 형태의 데이터를 출력한다.
연산종료부(500)는 AT 연산부(400)로부터 출력되는 3차원 영상 데이터를 체크하여 종료조건(예를 들면, 제1변환계수(A)의 고유치가 0.01 이하로 되는 조건)을 만족하면 종료신호(E)를 발생하여 버퍼(600)로 제공한다. 버퍼(600)는 AT 연산부(400)에서 AT 연산된 3차원 영상데이터를 저장하고 있다가 연산종료부(500)로부터 출력되는 종료신호(E)에 응답하여 저장되어 있는 3차원 영상데이터를 제1 및 제2 후처리부(900,950)로 각기 출력한다.
제1후처리부(900)는 버퍼(600)로부터 출력되는 3차원 영상데이터를 수신하고, 수신된 3차원 영상 데이터를 좌측시각에 대한 위상으로 처리한 다음 좌표변환하여 2차원 이미지로서 디스플레이될 수 있도록 처리하고, 제2후처리부(950)는 버퍼(600)로부터 출력되는 프레임 단위의 3차원 영상데이터를 수신하고, 수신된 3차원 영상 데이터를 우측시각에 대한 위상으로 처리한 다음 좌표변환하여 2차원 이미지로서 디스플레이될수 있도록 처리한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 스테레오 스코픽 처리를 위한 AT 장치의 동작은 제1도와 제2를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
먼저, AT 연산부(400)에 의해 수행되는 AT 연산은 하기 수학식 1과 같이 처리된다.
상기 수학식 1에서, W는 상기 수학식 1에 의해 AT 연산부(400)에서 AT 연산되어 출력되는 3차원 영상데이터이고, A는 3차원 영상데이터의 선형 확대 및 축소, 형태 변환(deformation) 등을 구현하기 위한 제1 변환계수이고, D는 입력 되는 3차원 영상데이터이며, B는 입력되는 3차원 영상데이터(D)의 선형 이동 등을 구현하기 위한 제2 변환계수를 나타낸다.
통상적으로, W 와 A는 N×N 개의 매트릭스 형태이고, D 와 B 는 N×1의 매트릭스 형태이나, 본 발명에서는 일예로서 W 와 A 는 4×4 매트릭스 형태, 그리고 D 와 B 는 4×1 형태의 매트릭스 형태로 하여 설명한다.
따라서, 상기 수학식 1은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
상술한 수학식 2에서, x, y, z는 입력되는 3차원 영상데이터의 위치를 나타내는 좌표값이며, L은 3차원 영상데이터 좌표(x, y, z)의 휘도신호값을 나타낸다.
다음에, 입력되는 초기 3차원 영상데이터(제2도의 x, y, z, L)가 선택부(300)로 입력되면, 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의해 초기 3차원 영상데이터(x, y, z, L)가 선택되어 AT 연산부(400)의 제1, 제2, 제3, 제4승산부(410, 4156,420,425)로 각각 제공된 다음 제1 변환계수(A)와 승산된다.
보다 상세히 설명하면, 제1승산부(410)에서 제1 변환계수(A)의 제1 행(a1, a2, a3, a4)이 선택부(300)로부터 출력되는 3차원 영상데이터의 x와, 제2승산부(415)에서 제1변환계수(A)의 제2행(a4, a5, a6, a7)이 선택부(300)로부터 출력되는 3차원 영상데이타의 y와, 제3승산부(420)에서 제1변환계수(A)의 제3행(a8, a9, a10, a11)이 선택부(300)로부터 출력되는 3차원 영상데이터의 z와, 제4승산부(425)에서 제1변환계수(A)의 제4행(a12, a13, a14, a15)이 선택부(300)로부터 출력되는 3차원 영상데이터의 휘도신호 L과 승산된다.
그 다음, 제1, 제2, 제3, 제4승산부(410, 415, 420, 425)에서 승산 결과로 얻어진 3차원 영상데이터가 제1, 제2, 제3, 제4가산기(435, 440, 445, 450)로 각각 출력되면, 승산결과로 얻어진 프레임 단위의 3차원 영상데이터와 제 2변환계수(b0, b1, b2, b3)가 가산되어 버퍼(600)에 저장된다.
이때, AT 연산부(400)로부터 출력되는 3차원 영상데이터는 AT 연산이 한번 수행된 상태이고, 그 수렴여부에 따라 선택부(300)로 피드백되거나, 또는 버퍼(600)에 저장되어 있는 3차원 영상데이터가 출력되기도 하는데, 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
AT 연산부(400)에서 AT 연산되어 출력되는 3차원 영상데이터가 연산종료부(500)로 입력되면, 연산종료부(500)는 3차원 영상데이터의 종료여부를 체크하여, 종료조건, 예를 들면 제1 변환계수(A)의 고유치가 0.01 이하로 되는 승산횟수 조건을 만족하지 않으면 AT 연산부(400)로부터 출력되는 3차원 영상데이터가 선택부(300)로 피드백되어 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의해 AT 연산부(400)로 다시 입력되어 상술한 바와 같은 AT 연산이 반복적으로 수행된다. 상술한 바와 같이, AT 연산부(400)에 의해 기설정 조건을 만족할 때까지 AT 연산을 반복하는 것은 한번의 AT 연산에 의하여는 원하는 아핀변환이 정확히 이루어지지 않기 때문으로 연산종료부(500)에 의해 AT 연산의 종료조건, 즉 제1 변환계수(A)가 기설정값인 0.01을 갖게될 때 까지 반복하는 것이다.
그러나, 연산종료부(500)는 AT 연산부(400)에서 AT 연산되어 출력되는 3차원 영상데이터를 체크한 결과 상술한 종료조건이 만족되면, AT 연산을 종료하기 위한 종료신호(E)를 발생하고, 연산종료부(500)로부터의 종료신호(E)에 의거하여 AT 연산부(400)에서 AT 연산되어 버퍼(600)에 저장되어 있는 3차원 영상데이터가 출력된다.
그 다음, 버퍼(600)로부터 출력되는 3차원 영상데이터가 제1 후처리부(900)와 제2 후처리부(950)로 입력되고, 제1 후처리부(900)로 입력된 3차원 영상데이터는 좌측시각에 대한 위상으로 처리된 다음 2차원 이미지로서 좌표변환되어 디스플레이되며, 제2 후처리부(950)로 입력된 3차원 영상데이터는 우측시각에 대한 위상으로 처리된 다음 2차원 이미지로서 좌표변환되어 디스플레이된다.
상술한 바와같이, 입력되는 초기 3차원 영상 데이터가 AT 연산부(400)로 입력되어 AT 연산되고, AT 연산된 3차원 영상데이터가 AT 연산부(400)에서 AT 연산이 반복수행되어 AT 연산부(400)로부터 출력되는 3차원 영상데이터가 연산종료부(500)에서 기설정 종료조건을 만족할 때 종료신호(E)가 발생되어 버퍼(600)에 저장되어 있는 3차원 영상데이터가 출력되고, 제1 후처리부(900)와 제2 후처리부(950)에서 스테레오 스코픽으로 처리된 다음 2차원 이미지로서 좌표 변환되어 디스플레이된다.
따라서, 본 발명을 이용하면, 애니메이션 풍경용 스테레오 스코픽 처리를 실시간으로 자연스럽게 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽 처리하는 아핀변환 장치에 있어서, 외부로부터의 클럭에 의한 선택신호(S)에 의거하여 입력되는 초기 3차원 영상데이터(D) 또는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 선택적으로 출력하기 위한 선택수단; 상기 선택수단으로부터 선택적으로 출력된 3차원 영상데이터를 선형확대, 축소 및 형태변환을 위한 제1 변환계수 및 선형이동을 위한 제2 변환계수를 이용하여 아핀변환하여 상기 아핀변환된 3차원 영상 데이터를 생성하는 아핀 변환수단; 상기 아핀변환수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상 데이터가 기설정 연산 종료조건에 만족될 때 종료신호(E)를 발생하는 연산종료수단; 상기 아핀변환수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 일시저장하며, 상기 연산종료수단으로부터 제공된 종료신호(E)에 따라 상기 저장된 아핀 변환된 3차원 영상데이터를 출력하는 메모리 수단; 상기 메모리수단으로부터 출력되는 아핀변환된 3차원 영상데이터를 스테레오 스코픽으로 처리한 다음 좌표변환하여 2차원 이미지로서 디스플레이하기 위한 후처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 스코픽를 위한 아핀변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아핀변환수단은, 상기 선택수단으로부터 출력되는 3차원 영상데이터와 상기 제1 변환계수를 승산하기위한 복수개의 승산기; 각기 대응하는 각각의 상기 승산기에 연결되어 있으며, 각각의 상기 승산기에서 승산된 3차원 영상데이터와 상기 제2 변환계수를 가산하기 위한 복수개의 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 후처리수단은, 상기 각각의 메모리수단으로부터 출력되는 3차원 영상데이터를 수신하고, 상기 수신된 3차원 영상 데이터를 좌측시각에 대한 위상으로 스코픽 처리하기 위한 제1 후처리수단; 상기 각각의 메모리수단으로부터 출력되는 3차원 영상데이터를 수신하고, 상기 수신된 3차원 영상 데이터를 우측시각에 대한 위상으로 스코픽 처리하기 위한 제2 후처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 스코픽 처리를 위한 아핀변환 장치.
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