KR100439341B1 - Depth of field adjustment apparatus and method of stereo image for reduction of visual fatigue - Google Patents

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KR100439341B1 KR10-2002-0050938A KR20020050938A KR100439341B1 KR 100439341 B1 KR100439341 B1 KR 100439341B1 KR 20020050938 A KR20020050938 A KR 20020050938A KR 100439341 B1 KR100439341 B1 KR 100439341B1
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to an apparatus and method for adjusting depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 두 대의 카메라에 의해 취득된 영상으로부터 변이 정보를 구하고, 이 변이 정보를 바탕으로 인간의 초점심도(Depth of field) 범위를 벗어나는 영역을 필터링함으로써, 입체 영상의 시청 시에 발생하는 시각 피로 현상을 줄이기 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention obtains the disparity information from the images acquired by two cameras, and filters the region out of the depth of field range of the human being based on the disparity information, thereby visualizing the time generated when viewing the stereoscopic image. To provide a device for adjusting the depth of focus of a stereo image for reducing fatigue and a method thereof and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에 있어서, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받기 위한 영상입력수단; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하기 위한 변이지도 생성수단; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하기 위한 영상필터링수단; 및 상기 영상필터링수단을 통해 필터링된 기준영상과 상기 영상입력수단을 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원영상으로 출력하기 위한 영상출력수단을 포함함.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting a depth of field of a stereo image for reducing visual fatigue, the apparatus comprising: image input means for receiving a stereo left and right image captured by a camera; A disparity map generating means for selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the stereo left and right images, and calculating a disparity of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; Image filtering means for performing filtering to blur an area outside the depth of focus of the reference image based on the disparity map; And image output means for synthesizing the reference image filtered through the image filtering means and the unfiltered target image transmitted through the image input means and outputting the three-dimensional image.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 3차원 영상 디스플레이용 초점심도 조정 장치 등에 이용됨.The present invention is used in the depth of focus adjustment device for three-dimensional image display.

Description

시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치 및 그 방법{Depth of field adjustment apparatus and method of stereo image for reduction of visual fatigue}Depth of field adjustment apparatus and method of stereo image for reduction of visual fatigue

본 발명은 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 기존의 양안식 스테레오 카메라에 의해 취득된 스테레오 동영상을 3차원으로 디스플레이할 때 큰 값의 변이에 의해 관찰자가 느끼는 시각 피로 현상을 줄이기 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adjusting the depth of field of a stereo image for reducing visual fatigue, and a method and a computer readable recording medium recording a program for realizing the method. An apparatus for adjusting the depth of focus of a stereo image, and a method and a program for realizing the method, for reducing visual fatigue caused by a large value variation when displaying a stereo movie acquired by a camera in three dimensions. The present invention relates to a recording medium which can be read by.

컴퓨터 기술과 디지털 방송 기술의 발전으로 고해상도의 HDTV에 이어 3DTV (3차원 TV) 방송 기술에 대한 연구가 최근 많이 이뤄지고 있다. 3차원 방송 시스템의 구성과 원리를 안경식 3DTV 방송 시스템을 예로 들어 간단히 설명하면 다음과 같다.Due to the development of computer technology and digital broadcasting technology, research on 3DTV (3D TV) broadcasting technology has been conducted recently. The configuration and principle of the three-dimensional broadcasting system will be briefly described by taking an eyeglass type 3DTV broadcasting system as an example.

먼저, 보통 2대의 카메라를 이용하여 각각 영상을 취득한다. 이때, 각 카메라는 카메라 장치의 종류에 따라 두 카메라를 평행하게 배열하거나 두 카메라를 3차원 상의 하나의 점으로 수렴하도록 배열할 수 있다. 이렇게 취득된 두 장의 서로 다른 위치에서 촬영한 두 영상을 비디오 카세트 리코더(VCR : Video Cassette Recorder)에 기록하거나, 또는 다중화기를 통하여 다중화한 후 인코딩하여 전송한 다음, 이를 수신기를 통하여 수신한 다음 두 영상을 하나의 모니터나 프로젝터 화면에 순차적으로 또는 겹치게 디스플레이하여 시청자로 하여금 안경을 쓰고 영상을볼 때 깊이를 느낄 수 있도록 한다. 인간이 느끼게 되는 깊이 정보는 3차원 상의 동일 지점이 좌우 스테레오카메라에 촬영되어 좌우 영상 위에 투영되는 위치가 서로 달라짐에 따라 발생하는 좌우 스테레오 영상 상의 한 지점에 대한 위치의 차이인 변이 정보(Disparity)를 인간의 뇌에서 합성하여 3차원적인 깊이 감을 느끼게 된다.First, images are usually acquired using two cameras. At this time, each camera may be arranged to arrange the two cameras in parallel or to converge the two cameras to one point on the three-dimensional according to the type of the camera device. The two images captured at two different positions are recorded on a video cassette recorder (VCR), or multiplexed through a multiplexer, encoded, transmitted, and then received through a receiver. Display sequentially or overlapping on one monitor or projector screen so that viewers can feel the depth when wearing glasses and watching images. Depth information felt by humans is disparity, which is a difference between the positions of one point on the left and right stereo images, which are generated when the same point on the 3D is photographed by the left and right stereo cameras and the positions projected on the left and right images are different from each other. It is synthesized in the human brain and feels three-dimensional depth.

그러나, 실제 환경에서 인간의 시각 시스템은 도 1에서 제시한 바와 같이 관찰되는 장면 영상의 화질 저하 없이도 자연스럽게 볼 수 있는 범위인 초점심도(Depth of field)가 한정되어 있어 어떤 물체의 3차원 공간 위치가 관찰자가 현재 주시하고 있는, 다른 물체의 3차원 공간 위치로부터 앞 또는 뒤의 방향으로 일정 거리를 벗어나게 되면, 인간의 시각 시스템은 그 물체를 몽롱화(Blurring)시켜 보게 된다. 또한, 인간 시각의 눈동자는 지금 주시(Fixating)하고 있는 물체의 중심 쪽으로 각도를 조정하여 보게 된다.However, in a real environment, as shown in FIG. 1, the human visual system has a limited depth of field, which is a range that can be naturally seen without degrading the quality of the scene image observed. When the observer is out of a certain distance in the forward or backward direction from another object's three-dimensional space position, the human visual system will blur the object. In addition, the pupil of human vision sees the angle adjusted toward the center of the object being fixed.

한편, 현재의 안경식 양안 스테레오 입체 디스플레이 기술은 시청자로 하여금 초점과 주시점을 분리시켜 3차원 영상을 시청하도록 요구한다. 즉, 도 1에서 제시한 바와 같이 현재 주시하고 있는 위치에 관계없이 시청자의 눈은 초점이 맞춰진 영상을 보기 위해 디스플레이 화면 상에 초점을 맞추게 된다. 이로 인해 디스플레이 된 3차원 영상이 모든 영역이 전혀 몽롱화되지 않은 영상일 경우, 시청자의 망막에는 화질 저하없이 볼 수 있는 초점심도 깊이의 범위를 벗어난 3차원 공간 상의 위치(깊이)를 가지는 물체의 영상까지도 몽롱화없는 상태로 맺히게 되고 이는 자연스러운 인간의 시각 환경에 맞지 않으므로, 시각 피로를 유발하게 된다. 이를초점-주시의 일치 파괴(Accommodation-convergence correspondence breakdown)라고 한다.On the other hand, the current binocular stereoscopic stereoscopic display technology requires the viewer to watch a three-dimensional image by separating the focus and gaze point. That is, as shown in FIG. 1, the viewer's eyes focus on the display screen to view the focused image regardless of the position currently being viewed. As a result, when the displayed 3D image is an image in which all regions are not obscured at all, an image of an object having a position (depth) in a 3D space outside the depth of focal depth that can be viewed without deterioration in the viewer's retina. Even a haze is not formed, which is not suitable for the natural human visual environment, causing visual fatigue. This is called accommodation-convergence correspondence breakdown.

이러한 문제점을 해결하고 편안한 3차원 영상의 시청을 위하여 깊이 정보의 변화 범위를 제한하거나 화면에서 시청자를 멀리 띄어 놓거나 하는 방법 등이 제안되었으나 다양한 3차원 영상의 상황에 모두 적용하기에는 한계가 있었다. 그러다가 1995년에에 의해 발표된 연구에서 이러한 문제점을 앞에서 설명한 인간 시각 시스템을 흉내냄으로써 해결할 수 있음이 보여졌으며, 이를 토대로 Blohm 등에 의한 초점심도 시뮬레이션(Depth of field simulation)에 대한 연구가 이뤄졌다.In order to solve this problem and to view comfortable 3D images, a method of limiting the range of change of depth information or keeping the viewer away from the screen has been proposed, but there are limitations in applying them to various 3D image situations. Then in 1995 The research presented by the study shows that this problem can be solved by mimicking the human visual system described above, and based on this, the study of depth of field simulation by Blohm et al.

이들의 연구는 입체 시각 피로 문제가 초점심도(Depth of field) 조정을 통하여 개선될 수 있음을 보여줬으나 영상의 평균 화질 저하라는 새로운 문제점을 가지고 있다.Their research has shown that stereoscopic fatigue problems can be improved by adjusting the depth of field, but there is a new problem of average image quality deterioration.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 두 대의 카메라에 의해 취득된 영상으로부터 변이 정보를 구하고, 이 변이 정보를 바탕으로 인간의 초점심도(Depth of field) 범위를 벗어나는 영역을 필터링함으로써, 입체 영상의 시청 시에 발생하는 시각 피로 현상을 줄이기 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and obtains variation information from an image acquired by two cameras, and based on the variation information, an area outside the depth of field of a human being. The present invention provides a device for adjusting the depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue caused by viewing a stereoscopic image, and a computer readable recording medium having recorded thereon a program for implementing the method. There is this.

도 1 은 종래 인간 시각 시스템의 주시 위치와 초점을 맞추는 위치의 차이를 나타낸 예시도.1 is an exemplary diagram showing a difference between a gaze position and a focusing position of a conventional human visual system.

도 2 는 본 발명에 따른 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치의 일실시예 구성도.2 is a configuration diagram of an apparatus for adjusting the depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue according to the present invention;

도 3 은 상기 도 2에서 사용된 변이 값에 따른 필터 크기와 계수의 변화를 표현하는 함수의 로지스틱 함수 그래프를 나타낸 예시도.3 is an exemplary diagram illustrating a logistic function graph of a function representing a change in a filter size and a coefficient according to a variation value used in FIG. 2.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21 : 스테레오 영상 입력부 22 : 카메라 보정부21: stereo image input unit 22: camera correction unit

23 : 변이지도 생성부 24 : 영상 필터링부23: disparity map generator 24: image filtering unit

25 : 영상 출력부 26 : 주시영역 검출부25: video output unit 26: gaze detection unit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에 있어서, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받기 위한 영상입력수단; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하기 위한 변이지도 생성수단; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하기 위한 영상필터링수단; 및 상기 영상필터링수단을 통해 필터링된 기준영상과 상기 영상입력수단을 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하기 위한 영상출력수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting a depth of field of a stereo image for reducing visual fatigue, the apparatus comprising: image input means for receiving stereo left and right images captured by a camera; A disparity map generating means for selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the stereo left and right images, and calculating a disparity of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; Image filtering means for performing filtering to blur an area outside the depth of focus of the reference image based on the disparity map; And image output means for synthesizing the base image filtered through the image filtering means and the unfiltered target image transmitted through the image input means and outputting the three-dimensional image.

그리고, 본 발명은, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 상기 변이지도 생성수단으로 전달하는 영상보정수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention may further include image correction means for correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment, and transmitting the corrected stereo left and right images to the disparity map generation means.

그리고, 본 발명은, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 상기 영상필터링수단으로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 주시영역 검출수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention automatically detects a region of interest (viewing region) of an observer and inputs a detection result to the image filtering means to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes. The apparatus further comprises a gaze detection means.

또한, 본 발명은, 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에 적용되는 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법에 있어서, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받는 제 1 단계; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하는 제 2 단계; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계를 통해 필터링된 기준영상과 상기 제 1 단계를 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a method for adjusting the depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue applied to an apparatus for adjusting a depth of field of a stereo image, the method comprising: receiving a stereo left and right image captured by a camera; ; Selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the left and right stereo images, and calculating a disparity of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; A third step of performing filtering to blur an area outside the depth of focus of the reference image based on the disparity map; And a fourth step of synthesizing the reference image filtered through the third step and the unfiltered target image transmitted through the first step and outputting the three-dimensional image.

그리고, 본 발명은, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 변이지도 생성부로 전달하는 제 5 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention may further include a fifth step of correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment and transferring the corrected stereo left and right images to the disparity map generator.

그리고, 본 발명은, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 영상필터링부로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 제 6 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention provides a sixth method for automatically detecting a region of interest (viewing region) of an observer and inputting a detection result to an image filtering unit to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes. Characterized in that further comprises the step.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받는 제 1 기능; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하는 제 2 기능; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하는 제 3 기능; 및 상기 제 3 기능을 통해 필터링된 기준영상과 상기 제 1 기능을 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention also provides a device for adjusting a depth of field of a stereo image having a processor, comprising: a first function of receiving a stereo left and right image captured by a camera; A second function of selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the left and right stereo images and calculating a variation of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; A third function of performing filtering to blur an area out of a depth of focus of the reference image based on the disparity map; And a program for realizing a fourth function of synthesizing the reference image filtered through the third function and the unfiltered target image transmitted through the first function and outputting the result as a 3D image. Provide the medium.

그리고, 본 발명은, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 변이지도 생성부로 전달하는 제 5 기능을 을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention further provides a computer-readable recording medium having a program for further realizing a fifth function of correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment and transferring the corrected stereo left and right images to the disparity map generator. Provide the medium.

그리고, 본 발명은, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 영상필터링부로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 제 6 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention provides a sixth method for automatically detecting a region of interest (viewing region) of an observer and inputting a detection result to an image filtering unit to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes. A computer readable recording medium having recorded thereon a program for further realizing the function is provided.

본 발명에 따른 스테레오 영상 입력부(21)는 두 대의 카메라로부터 취득된 영상을 직접 입력하거나 VCR에 기록된 영상을 입력받는다. 변이지도 생성부(23)는 스테레오 영상 정합 알고리즘을 이용하여 상기한 바와 같이 좌우 스테레오 영상 간의 변이 정보를 계산하여 기록하게 된다. 이 때 좌우 영상은 에피폴라 라인이 정렬 되었으면 그대로 정합을 수행하고, 그렇지 않으면 카메라 보정부(22)를 거쳐 에피폴라 라인 정렬을 수행한 후 변이 정보를 계산하게 된다.The stereo image input unit 21 according to the present invention directly inputs images acquired from two cameras or receives images recorded in a VCR. The disparity map generator 23 calculates and records the disparity information between the left and right stereo images as described above using a stereo image matching algorithm. At this time, if the epipolar lines are aligned, the left and right images are matched as they are. Otherwise, the epipolar line alignment is performed through the camera correction unit 22 to calculate the disparity information.

여기서, 변이 정보 계산은 어느 영상을 기준영상으로 선택하느냐에 따라 두 종류의 변이 정보를 얻게 되며, 다음 단계의 영상 필터링부(24)에서 입력 영상으로 사용할 영상도 기준영상에 따라 결정된다.Here, in the calculation of the disparity information, two types of disparity information are obtained according to which image is selected as the reference image, and the image to be used as the input image by the image filtering unit 24 of the next step is also determined according to the reference image.

즉, 좌측 영상을 기준으로 우측영상에 대한 변이를 계산하였을 경우에는 좌측영상의 변이지도를 얻게 되고, 따라서 필터링할 영상은 좌측 영상이 된다. 반대로, 우측 영상을 기준으로 좌측영상에 대한 변이를 계산하였을 경우에는 우측 영상을 필터링하게 된다. 기준 영상의 선택은 사용자에 의해 자유롭게 결정된다. 영상 필터링부(24)에서는 사용자에 의해 미리 선택된 영상에 대해 관찰자의 주시영역 검출부(26)로부터의 검출 결과 및 변이 정보에 기반하여 해당 화소의 변이 값이 일정한 기준 또는 범위를 만족하지 않는 화소는 필터링 대상에서 제외시키고, 나머지 화소들에 대해 변이 값 기반 필터링을 수행하여 변이 값이 인간에 의해 감지할 수 있는 변이를 범위를 벗어난 경우 그 해당 화소는 그 벗어난 정도에 따라 몽롱화되도록 함으로써 입체 시각 피로 현상을 줄일 수 있도록 하게 된다.That is, when the variation of the right image is calculated based on the left image, the disparity map of the left image is obtained, and thus the image to be filtered becomes the left image. On the contrary, when the variation of the left image is calculated based on the right image, the right image is filtered. The selection of the reference image is freely determined by the user. The image filtering unit 24 filters the pixels whose disparity values of the corresponding pixels do not satisfy a predetermined criterion or range based on the detection result and the disparity information from the observer gaze detection unit 26 of the image previously selected by the user. If you exclude the object from the target and perform the disparity value-based filtering on the remaining pixels, and the disparity value is out of range of the human detectable disparity, the corresponding pixel is hazy depending on the deviation. To reduce the

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an apparatus for adjusting the depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치는, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받기 위한 스테레오 영상 입력부(21)와, 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하기 위한 변이지도 생성부(23)와, 변이지도를 바탕으로 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하기 위한 영상 필터링부(24)와, 영상 필터링부(24)를 통해 필터링된 기준영상과 스테레오 영상 입력부(21)를 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하기 위한 영상 출력부(25)를 구비한다.As shown in FIG. 2, an apparatus for adjusting depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue according to the present invention includes a stereo image input unit 21 for receiving stereo left and right images captured by a camera, and a stereo left and right image. A variation map generator 23 for generating a variation map of the reference image by selecting a reference image to perform focus depth filtering and calculating a variation of the target image based on the selected reference image, and based on the variation map An image filtering unit 24 for performing filtering that blurs an area out of the depth of focus of the image, and the reference image filtered through the image filtering unit 24 and the stereo image input unit 21 are transmitted. And an image output unit 25 for synthesizing the unfiltered target image and outputting the 3D image.

또한, 본 발명에 따른 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치는, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 변이지도 생성부(23)로 전달하는 카메라 보정부(22)를 더 포함한다.In addition, the apparatus for adjusting depth of focus of a stereo image for reducing visual fatigue according to the present invention corrects the stereo left and right images through epipolar line alignment, and transmits the corrected stereo left and right images to the disparity map generator 23. It further comprises a camera correction unit 22.

또한, 본 발명에 따른 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치는, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 영상 필터링부(24)로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 주시영역 검출부(26)를 더 포함한다.In addition, the apparatus for adjusting the depth of focus of the stereoscopic image for reducing visual fatigue according to the present invention automatically detects a region of interest (viewing region) of an observer, inputs a detection result to the image filtering unit 24, and observes. The apparatus further includes a gaze detection unit 26 configured to change an area to be adaptively filtered as an object changes.

여기서, 변이지도 생성부(23)는 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을 사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준 영상이 사용자에 의해 초기에 한번만 선택된 후 이 기준영상에 대해서만 모든 프레임에 걸쳐 변이지도를 생성한다.Here, the disparity map generator 23 uses stereo matching among the stereo left and right images, and selects a reference image to be used as a reference for the disparity map to be calculated initially by the user only once, and then uses the disparity map for all the reference images only. Create

또한, 변이지도 생성부(23)는 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준영상을 사용자에 의해 정해진 프레임 간격마다 좌우 교대로 바꿔가면서 변이지도를 생성한다.In addition, the disparity map generator 23 generates a disparity map by alternately changing the reference image to be used as a reference of the disparity map to be calculated in left and right at frame intervals determined by the user using stereo matching among stereo left and right images.

영상 필터링부(24)는 입력 영상으로 사용할 영상도 기준영상에 따라 결정된다. 즉, 좌측 영상을 기준으로 우측영상에 대한 변이를 계산하였을 경우에는 좌측영상의 변이지도를 얻게 되고, 따라서 필터링 할 영상은 좌측 영상이 된다. 반대로, 우측 영상을 기준으로 좌측영상에 대한 변이를 계산하였을 경우에는 우측 영상을 필터링하게 된다. 기준 영상의 선택은 사용자에 의해 자유롭게 결정된다.The image filtering unit 24 also determines an image to be used as an input image according to the reference image. That is, when the variation of the right image is calculated based on the left image, the disparity map of the left image is obtained, and thus the image to be filtered becomes the left image. On the contrary, when the variation of the left image is calculated based on the right image, the right image is filtered. The selection of the reference image is freely determined by the user.

또한, 영상 필터링부(24)에서는 사용자에 의해 미리 선택된 영상에 대해 관찰자의 주시영역 검출부(26)로부터의 검출 결과 및 변이 정보에 기반하여 해당 화소의 변이 값이 일정한 기준 또는 범위를 만족하지 않는 화소는 필터링 대상에서 제외시키고, 나머지 화소들에 대해 변이 값 기반 필터링을 수행하여 변이 값이 인간에 의해 감지할 수 잇는 변이를 범위를 벗어난 경우 그 해당 화소는 그 벗어난 정도에 따라 몽롱화 되도록 함으로써 입체 시각 피로 현상을 줄이게 된다.In addition, the image filtering unit 24, based on the detection result and the variation information from the observer gaze detection unit 26 for the image previously selected by the user, the pixel whose variation value does not satisfy a certain reference or range Excludes from the filtering target and performs variation-based filtering on the remaining pixels so that if the variation is out of range of human-detectable variation, the corresponding pixel is dim according to the deviation. It will reduce fatigue.

즉, 영상 필터링부(24)는 변이정보를 독립변수로 필터의 크기와 필터의 계수를 종속변수로 하는 다음과 같은 필터링 함수를 이용하여 필터 파라미터를 결정한다.That is, the image filtering unit 24 determines the filter parameter by using the following filtering function using the variation information as the independent variable and the filter size and the coefficient of the filter as the dependent variable.

(a) 1차 함수 y = ax + b를 이용하는 경우; 또는(a) using the linear function y = ax + b; or

(b) 2차 함수 y = ax2+ bx + c를 이용하는 경우; 또는(b) using the quadratic function y = ax 2 + bx + c; or

(c) 지수 함수y= a* exp(bx) + c를 이용하는 경우; 또는(c) using the exponential function y = a * exp (bx) + c; or

(d) 로지스틱(logistic) 함수 y = a+ (b/(1+(x/c)d))(d) logistic function y = a + (b / (1+ (x / c) d ))

(e) 제곱근 함수 (e) square root function

또한, 영상 필터링부(24)는 다음과 같이 4가지 종류의 화소 변이 정보에 의존하는 변이 기반 필터링 방식을 사용한다.In addition, the image filtering unit 24 uses a disparity-based filtering method that depends on four types of pixel disparity information as follows.

(a) 모든 화소를 필터링 하는 방식(a) How to filter all pixels

(b) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치 보다 작은 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(b) a method of filtering only pixels having a variation smaller than a variation threshold given by a user

(c) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치보다 큰 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(c) a method of filtering only pixels having a variation greater than a variation threshold given by the user

(d) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치1보다 작거나 변이 임계치2 보다 큰(변이 임계치 1 < 변이 임계치 2) 화소만을 필터링 하는 방식(d) A method of filtering only pixels that are smaller than the variation threshold 1 or greater than the variation threshold 2 given by the user (variation threshold 1 <transition threshold 2).

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the apparatus for adjusting the depth of focus of the stereo image according to the present invention having the above structure will be described in detail as follows.

먼저, 두 대의 카메라로부터 촬상된 좌우 스테레오 영상이 VCR에 기록되어 있다고 가정하고, VCR로부터의 아날로그 비디오 출력 신호를 전달받아 아날로그/디지털 변환장치를 통하여 디지털 영상 데이터로 변환한 다음 스테레오 영상 입력부(21)로 각각 입력한다. 또는, VCR이 디지털 출력을 지원할 경우 직접 그 출력신호를 스테레오 영상 입력부(21)로 각각 입력한다. 이때, 카메라 보정이 필요한 지 여부를 나타내는 플래그 데이터를 영상데이터에 더하여 같이 입력한다.First, assuming that left and right stereo images captured by two cameras are recorded in the VCR, the analog video output signal from the VCR is received and converted into digital image data through an analog / digital converter, followed by the stereo image input unit 21. Enter each as Alternatively, when the VCR supports digital output, the VCR directly inputs the output signal to the stereo image input unit 21, respectively. At this time, flag data indicating whether or not camera correction is necessary is input together with image data.

그러면, 스테레오 영상 입력부(21)에서는 이 플래그 데이터를 분석하여 카메라 보정이 필요한 경우 입력된 신호를 카메라 보정부(22)로 보내고, 그렇지 않으면 직접 변이지도 생성부(23)로 좌우 영상을 보낸다. 변이지도 생성부(23)로 전달된 영상은 미리 저장된 변이 추출 알고리즘에 따라 각 화소에 대한 변이 정보를 계산하게 된다. 변이 추출 알고리즘으로는 특정한 크기와 모양을 가지는 창틀 내 두 영역 간의 유사성을 조사하여 가장 유사한 두 화소를 찾아내고 이로부터 변이를 계산하는 영역기반 정합 방법과 영상의 특징, 예를 들어 에지 등의 영상 특징을 찾아 내어 그 특징 간의 변이를 구하는 특징기반 정합 방법으로 크게 구분 되는데, 어느 방법이든지 구해진 정합점들에 대해 신뢰성을 검증하고, 잘못된 정합점들을 제거하며, 변이가 구해지지 않은 화소들에 대한 보간 과정이 필요하다. 이렇게 해서 얻어진 변이지도는 영상 필터링부(23)로 원 영상과 함께 보내진다.Then, the stereo image input unit 21 analyzes the flag data and sends the input signal to the camera correction unit 22 when the camera correction is necessary. Otherwise, the stereo image input unit 21 directly sends the left and right images to the disparity map generator 23. The image transferred to the disparity map generator 23 calculates disparity information for each pixel according to a disparity extraction algorithm stored in advance. The disparity extraction algorithm is an area-based matching method that finds the two most similar pixels by calculating similarity between two regions in a window frame having a specific size and shape, and calculates the disparity therefrom and features of the image such as edges. The feature-based matching method finds and finds the variation between the features.Either method verifies the reliability of the obtained matching points, removes the incorrect matching points, and interpolates the pixels for which the mutations are not obtained. This is necessary. The disparity map thus obtained is sent to the image filtering unit 23 together with the original image.

영상 필터링부(24)에서는 주시영역 검출부(26)의 검출 결과, 변이지도와 필터링될 영상으로 선택된 영상을 입력으로 받는 것 외에 사용자에 의해 결정된 필터링 조건 또한 입력받게 된다.As a result of the detection of the gaze detection unit 26, the image filtering unit 24 receives an image selected as the disparity map and the image to be filtered, and receives filtering conditions determined by the user.

예를 들어, 입력 스테레오 비디오의 변이 범위가 -20 화소에서 20화소의 범위를 가지며, 실제 사람 눈에 의해 편안하게 시청 가능한 변이의 범위가 -10 화소에서 10 화소 범위라고 가정하면, 편안한 시청이 가능한 범위를 벗어나는 화소들은 필터링되어야 한다. 또는, 스테레오 비디오의 변이 범위가 0 ~ 20 화소의 범위를 가질 경우 10화소 이상의 변이를 가지는 화소들은 필터링되어야 한다. 그 반대의 경우인 -20 ~ 0의 변이 범위를 가지는 경우에는 -10 이하의 변이를 범위를 가지는화소들은 필터링되어야 한다.For example, assuming that the variation range of the input stereo video ranges from -20 pixels to 20 pixels, and that the variation range that can be comfortably viewed by a real human eye ranges from -10 pixels to 10 pixels, comfortable viewing is possible. Pixels out of range should be filtered. Alternatively, when the variation range of the stereo video has a range of 0 to 20 pixels, pixels having more than 10 pixels of variation should be filtered. In the opposite case, if the range is -20 to 0, pixels having a range of -10 or less should be filtered out.

한편, 필터링할 필터의 크기나 계수는 변이 정보에 의존하며, 기준 변이값과의 차이가 큰 변이를 가지는 화소 일수록 더욱 심하게 몽롱화되도록 필터의 크기나 계수가 결정되어야 한다. 따라서, 변이값에 따른 필터 크기와 계수의 변화를 표현하는 함수의 정의가 필요하다. 이러한 함수는 1차 함수, 2차 함수, 지수함수, 제곱근 함수, 로지스틱(logistic) 함수 등이 가능하다. 본 발명에서는 도 3에 주어진 바와 같은 로지스틱 함수를 예로 들어 설명한다.On the other hand, the size or coefficient of the filter to be filtered depends on the variation information, and the size or coefficient of the filter should be determined so that the pixel having a large difference from the reference variation value is further deteriorated. Therefore, it is necessary to define a function that expresses a change in filter size and coefficient according to the variation value. These functions can be linear functions, quadratic functions, exponential functions, square root functions, and logistic functions. In the present invention, a logistic function as shown in FIG. 3 will be described as an example.

로지스틱 함수는 다음과 같이 정의된다.Logistic functions are defined as follows.

y = y_min + y_max/(1+(x/middle))slope y = y_min + y_max / (1+ (x / middle)) slope

y_min과 y_max는 y값이 주어진 x의 범위 내에서 가지는 y값의 범위를 결정하며, 본 발명에서는 필터링할 필터의 크기와 계수의 범위를 결정한다. 미들(middle)과 슬로프(slope)는 로지스틱 함수의 증가 또는 감소 속도를 결정하는 파라미터로서 미들(middle)은 y가 y_min과 y_max의 평균값이 되는 x값으로서, 본 발명에서는 기준 변이값과 해당화소의 변이값과의 차이의 절대값을 x로 사용한다. 슬로프는 로지스틱 함수의 기울기로서 절대값이 크면 급격한 증가나 감소가 이뤄지고, 절대값이 작으면 완만한 증가나 감소가 이뤄진다. 또한, 슬로프의 부호가 양이면, x가 증가함에 따라 y는 감소하는 형태를 가지며, 슬로프의 부호가 음이면, x가 증가함에 따라 y는 증가하는 형태를 가진다.y_min and y_max determine the range of y-values that y-values have within a given range of x. In the present invention, the size of the filter to be filtered and the range of coefficients are determined. Middle and slope are parameters that determine the rate of increase or decrease of the logistic function. Middle is an x value where y is an average value of y_min and y_max. In the present invention, the reference variation value and the corresponding pixel Use x as the absolute value of the difference from the variation. The slope is the slope of the logistic function, where a large absolute value causes a sharp increase or decrease, while a small absolute value causes a gentle increase or decrease. If the sign of the slope is positive, y decreases as x increases, and if the sign of the slope is negative, y increases as x increases.

이렇게 결정된 필터 크기와 필터 계수를 이용하여 각 화소마다 필터링을 수행하게 되며, 결과 영상은 영상 출력부(25)로 전달되어 필터링되지 않은 다른 쪽 영상과 함께 디스플레이부를 통하여 3차원 영상으로 디스플레이 되며, 시청자는 시각 피로가 덜한 3차원 화면을 즐길 수 있게 된다.Filtering is performed for each pixel by using the filter size and the filter coefficient thus determined, and the resultant image is transferred to the image output unit 25 and displayed as a 3D image through the display unit along with the other unfiltered image. It is possible to enjoy a three-dimensional screen with less visual fatigue.

한편, 변이지도 추출이 실시간으로 수행되기 어려울 경우 미리 오프라인으로 각 프레임마다 변이지도를 구하여 별도의 버퍼나 저장장치에 따로 저장해놓은 다음 이를 각 프레임의 필터링을 할 때마다 읽어 들여 필터링에 이용할 수 있다.On the other hand, when it is difficult to extract the disparity map in real time, the disparity map may be obtained in advance for each frame offline, stored separately in a separate buffer or storage device, and then used for filtering by reading each frame.

다시 정리해보면, 두 대의 카메라로부터 입력된 두 스테레오 영상은 사전에 또는 카메라 보정부(22)를 거쳐 에피폴라 라인 정렬(epipolar line alignment)되고, 두 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 영상이 선택된 다음, 변이지도 생성부(23)로 입력되어 필터링될 영상을 기준 영상으로, 나머지 영상을 대상영상으로 하여 각 화소에 대한 변이 정보를 추출하는데 이용된다. 변이지도 생성부(23)에서는 두 스테레오 영상을 이용하여 스테레오 영상 정합(Stereo image matching) 알고리즘을 이용하여 한쪽 영상 상의 각 화소에 대응되는 다른 쪽 영상의 화소 위치를 찾아낸 다음, 이 두 화소의 위치 차이인 변이를 계산한다. 다음으로 이전에 선택된 초점 심도(depth of field) 필터링을 수행할 영상에 대해, 이 영상을 기준영상으로 하여 추출된 변이지도를 이용하여 일정한 범위를 벗어난 변이를 가지는 화소 또는 영역을 몽롱화(blurring)시켜 영상 출력부(25)로 전달하여 시청자로 하여금 3차원 영상을 관찰할 수 있도록 한다.In summary, two stereo images input from two cameras are epipolar line aligned in advance or through a camera correction unit 22, and an image to be subjected to depth depth filtering is selected. The disparity map generator 23 is used to extract disparity information for each pixel by using the image to be filtered as a reference image and the remaining image as a target image. The disparity map generator 23 finds the pixel position of the other image corresponding to each pixel on one image using a stereo image matching algorithm using the two stereo images, and then positions the two pixels. Compute the phosphorus variation. Next, blurring a pixel or an area having a deviation out of a predetermined range by using a disparity map extracted using the image as a reference image for a previously selected depth of field filtering. It is delivered to the image output unit 25 so that the viewer can observe the three-dimensional image.

이와 같이, 종래 기술과 본 발명의 다른 점은 관심있는 물체 영역(현재 관찰자가 주시하고 있는 영역)은 그대로 두고, 나머지 영역은 변이 값이 커질수록 더욱몽롱화되는 필터링 방법을 사용함으로써, 입체 영상 시청시의 시각 피로 현상을 줄이고, 한쪽 영상만 몽롱화시킴으로써 실제 3차원 영상을 관찰할 시 화질 저하를 느끼지 못하게 하는 것이다. 또한, 본 발명은, 관찰자의 관심영역 또는 주시영역을 자동으로 검출할 수 있는 주시영역 검출부(26)를 추가로 설치함으로써, 이의 검출 결과를 영상 필터링부(24)로 입력하여 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키게 된다.As such, the difference between the prior art and the present invention is that the stereoscopic image is viewed by using a filtering method in which the object region of interest (the region currently observed by the observer) is left as it is and the remaining region is further hazy as the variation value increases. By reducing the visual fatigue phenomenon of the poetry, and by illuminating only one image, the image quality is not felt when observing the actual 3D image. In addition, the present invention further provides a gaze detection unit 26 capable of automatically detecting a region of interest or gaze of an observer, thereby inputting the detection result into the image filtering unit 24 so that an object to be gazed at. As you change, it will change the area that is adaptively filtered.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, 두 대의 카메라에 의해 촬상된 영상으로부터 변이지도 정보를 구하고, 이 변이지도 정보를 바탕으로 인간의 초점심도(depth of field) 범위를 벗어나는 영역을 필터링 함으로써, 입체 영상의 시청시에 발생하는 시각 피로 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention obtains disparity map information from an image captured by two cameras, and filters an area that is outside the depth of field range of a human being based on the disparity map information. There is an effect that can reduce the visual fatigue that occurs during viewing.

또한, 본 발명은, 두 영상 중 한쪽 영상만을 필터링 함으로써, 두 영상을 모두 필터링 함으로써 발생하였던 종래의 해상도 저하 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, by filtering only one of the two images, there is an effect that can solve the conventional resolution degradation problem caused by filtering both images.

Claims (17)

시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에 있어서,In the apparatus for adjusting the depth of field of the stereo image for reducing visual fatigue, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받기 위한 영상입력수단;Image input means for receiving stereo left and right images captured by a camera; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하기 위한 변이지도 생성수단;A disparity map generating means for selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the stereo left and right images, and calculating a disparity of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하기 위한 영상필터링수단; 및Image filtering means for performing filtering to blur an area outside the depth of focus of the reference image based on the disparity map; And 상기 영상필터링수단을 통해 필터링된 기준영상과 상기 영상입력수단을 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하기 위한 영상출력수단Image output means for synthesizing the filtered base image filtered through the image filtering means and the unfiltered target image transmitted through the image input means and outputting the 3D image. 을 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.Depth adjustment device of the stereo image including a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 상기 변이지도 생성수단으로 전달하는 영상보정수단Image correction means for correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment, and transmitting the corrected stereo left and right images to the disparity map generation means. 을 더 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.Device for adjusting the depth of focus of the stereo image further comprising. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 상기 영상필터링수단으로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 주시영역 검출수단Observation region detection means for automatically detecting a region of interest (viewing region) of an observer and inputting a detection result to the image filtering means to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes. 을 더 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.Device for adjusting the depth of focus of the stereo image further comprising. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 변이지도 생성수단은,The variation map generating means, 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을 사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준 영상이 사용자에 의해 초기에 한번만 선택된 후 이 기준영상에 대해서만 모든 프레임에 걸쳐 변이지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.The stereo image is characterized by generating a disparity map over all frames only for the reference image after selecting a reference image to be used as a reference for the disparity map to be calculated, using stereo matching among stereo left and right images. Depth adjustment device. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 변이지도 생성수단은,The variation map generating means, 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을 사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준영상을 사용자에 의해 정해진 프레임 간격마다 좌우 교대로바꿔가면서 변이지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.An apparatus for adjusting the depth of focus of a stereo image, wherein a stereo map is generated by alternately changing a reference image to be used as a reference for the disparity map to be calculated, left and right at every frame interval determined by the user. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 영상필터링수단은,The image filtering means, 변이정보를 독립변수로 필터의 크기와 필터의 계수를 종속변수로 하는 하기와 같은 필터링 함수를 이용하여 필터 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.An apparatus for adjusting the depth of focus of a stereo image, characterized in that the filter parameter is determined by using the following filtering function using the variation information as an independent variable and the filter size as a dependent variable. (a) 1차 함수 y = ax + b를 이용하는 경우; 또는(a) using the linear function y = ax + b; or (b) 2차 함수 y = ax2+ bx + c를 이용하는 경우; 또는(b) using the quadratic function y = ax 2 + bx + c; or (c) 지수 함수y= a* exp(bx) + c를 이용하는 경우; 또는(c) using the exponential function y = a * exp (bx) + c; or (d) 로지스틱(logistic) 함수 y = a+ (b/(1+(x/c)d))(d) logistic function y = a + (b / (1+ (x / c) d )) (e) 제곱근 함수 (e) square root function 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 영상필터링수단은,The image filtering means, 하기와 같이 4가지 종류의 화소 변이 정보에 의존하는 변이 기반 필터링 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 장치.An apparatus for adjusting depth of focus of a stereo image, comprising using a disparity-based filtering method that depends on four types of pixel disparity information as follows. (a) 모든 화소를 필터링 하는 방식(a) How to filter all pixels (b) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치 보다 작은 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(b) a method of filtering only pixels having a variation smaller than a variation threshold given by a user (c) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치보다 큰 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(c) a method of filtering only pixels having a variation greater than a variation threshold given by the user (d) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치1보다 작거나 변이 임계치2 보다 큰(변이 임계치 1 < 변이 임계치 2) 화소만을 필터링 하는 방식(d) A method of filtering only pixels that are smaller than the variation threshold 1 or greater than the variation threshold 2 given by the user (variation threshold 1 <transition threshold 2). 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에 적용되는 시각 피로 감소를 위한 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법에 있어서,In the depth of field adjustment method for reducing visual fatigue applied to the depth of field adjustment device of the stereo image, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받는 제 1 단계;A first step of receiving stereo left and right images captured by a camera; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하는 제 2 단계;Selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the left and right stereo images, and calculating a disparity of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하는 제 3 단계; 및A third step of performing filtering to blur an area outside the depth of focus of the reference image based on the disparity map; And 상기 제 3 단계를 통해 필터링된 기준영상과 상기 제 1 단계를 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하는 제 4 단계A fourth step of synthesizing the filtered reference image through the third step and the unfiltered target image transmitted through the first step, and outputting the three-dimensional image; 를 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.Method of adjusting the depth of focus of the stereo image comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 변이지도 생성부로 전달하는 제 5 단계A fifth step of correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment and transferring the corrected stereo left and right images to the disparity map generator; 를 더 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.Focus depth adjustment method of the stereo image further comprising. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 영상필터링부로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 제 6 단계A sixth step of automatically detecting an observer's region of interest (viewing region) and inputting the detection result to the image filtering unit so as to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes; 를 더 포함하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.Focus depth adjustment method of the stereo image further comprising. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 변이지도 생성 과정은,The variation map generation process, 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을 사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준 영상이 사용자에 의해 초기에 한번만 선택된 후 이 기준영상에 대해서만 모든 프레임에 걸쳐 변이지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.The stereo image is characterized by generating a disparity map over all frames only for the reference image after selecting a reference image to be used as a reference for the disparity map to be calculated, using stereo matching among stereo left and right images. How to adjust the depth. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 변이지도 생성 과정은,The variation map generation process, 스테레오 좌우 영상 중에서 스테레오 정합을 사용하여, 계산할 변이지도의 기준으로 사용할 기준영상을 사용자에 의해 정해진 프레임 간격마다 좌우 교대로 바꿔가면서 변이지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.A method of adjusting the depth of focus of a stereo image, characterized by generating a disparity map by alternately changing a reference image to be used as a criterion of the disparity map to be calculated as a reference for the disparity map to be calculated from the left and right images. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 필터링을 수행하는 과정은,The process of performing the filtering, 변이정보를 독립변수로 필터의 크기와 필터의 계수를 종속변수로 하는 하기와 같은 필터링 함수를 이용하여 필터 파라미터를 결정하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.A method of adjusting the depth of focus of a stereo image, characterized in that the filter parameter is determined using the following filtering function using the variation information as an independent variable and the filter size as a dependent variable. (a) 1차 함수 y = ax + b를 이용하는 경우; 또는(a) using the linear function y = ax + b; or (b) 2차 함수 y = ax2+ bx + c를 이용하는 경우; 또는(b) using the quadratic function y = ax 2 + bx + c; or (c) 지수 함수y= a* exp(bx) + c를 이용하는 경우; 또는(c) using the exponential function y = a * exp (bx) + c; or (d) 로지스틱(logistic) 함수 y = a+ (b/(1+(x/c)d))(d) logistic function y = a + (b / (1+ (x / c) d )) (e) 제곱근 함수 (e) square root function 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 필터링을 수행하는 과정은,The process of performing the filtering, 하기와 같이 4가지 종류의 화소 변이 정보에 의존하는 변이 기반 필터링 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 스테레오 영상의 초점심도 조정 방법.A method of adjusting the depth of focus of a stereo image, characterized by using a disparity-based filtering method that depends on four types of pixel disparity information as follows. (a) 모든 화소를 필터링 하는 방식(a) How to filter all pixels (b) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치 보다 작은 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(b) a method of filtering only pixels having a variation smaller than a variation threshold given by a user (c) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치보다 큰 변이를 가지는 화소 만을 필터링 하는 방식(c) a method of filtering only pixels having a variation greater than a variation threshold given by the user (d) 사용자에 의해 주어진 변이 임계치1보다 작거나 변이 임계치2 보다 큰(변이 임계치 1 < 변이 임계치 2) 화소만을 필터링 하는 방식(d) A method of filtering only pixels that are smaller than the variation threshold 1 or greater than the variation threshold 2 given by the user (variation threshold 1 <transition threshold 2). 프로세서를 구비한 스테레오 영상의 초점심도(depth of field) 조정 장치에,In the depth of field adjusting device of the stereo image having a processor, 카메라를 통해 촬상된 스테레오 좌우 영상을 입력받는 제 1 기능;A first function of receiving stereo left and right images captured by a camera; 상기 스테레오 좌우 영상 중 초점심도 필터링을 수행할 기준영상을 선택하고, 선택된 기준영상을 기준으로 대상영상에 대한 변이를 계산하여 기준영상의 변이지도를 생성하는 제 2 기능;A second function of selecting a reference image to perform depth of focus filtering among the left and right stereo images and calculating a variation of the target image based on the selected reference image to generate a disparity map of the reference image; 상기 변이지도를 바탕으로 상기 기준영상 중 초점심도를 벗어나는 영역을 몽롱화(blurring)시키는 필터링을 수행하는 제 3 기능; 및A third function of performing filtering to blur an area out of a depth of focus of the reference image based on the disparity map; And 상기 제 3 기능을 통해 필터링된 기준영상과 상기 제 1 기능을 통해 전달된 필터링되지 않은 대상영상을 합성하여 3차원 영상으로 출력하는 제 4 기능A fourth function of synthesizing the filtered reference image through the third function and the unfiltered target image transmitted through the first function and outputting the synthesized image into a 3D image; 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 에피폴라 라인 정렬을 통해 상기 스테레오 좌우 영상을 보정하여, 보정된 스테레오 좌우 영상을 변이지도 생성부로 전달하는 제 5 기능A fifth function of correcting the stereo left and right images through epipolar line alignment and transferring the corrected stereo left and right images to the disparity map generator; 을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium that records a program for further realization. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,The method according to claim 15 or 16, 관찰자의 관심영역(주시영역)을 자동으로 검출하여, 검출결과를 영상필터링부로 입력하여, 주시하고 있는 물체가 변화함에 따라 적응적으로 필터링되는 영역을 변화시키도록 하는 제 6 기능Sixth function for automatically detecting the region of interest (viewing region) of the observer and inputting the detection result to the image filtering unit to change the region to be adaptively filtered as the object of interest changes. 을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium that records a program for further realization.
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