KR100851612B1 - 쌍방향 원격회의 표시 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 원격 회의 시스템은 선택된 배경 영상 전방의 피사체의 비디오 영상이 추출되어, 배경 영상을 저장하고 있는 다른 원격지로 전송한다. 각 원격지에서 상기 피사체와 상기 배경을 합성함으로써, 원본을 유지한 채 두 영상 요소는 디테일 손실 없이 투영된다. 전방 프로젝션 스크린에 관하여는, 상기 프로젝터가 발표자를 비추는 것을 방지한다.
원격 회의, 프로젝션, 비디오, 그래픽스, 합성, 인히비트

Description

쌍방향 원격회의 표시 시스템{INTERACTIVE TELECONFERENCING DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 쌍방향 원격회의 표시 시스템에 관한 것으로, 피사체에 대한 전경과 그래픽스에 대한 후경을 합성하여 복수의 원격지에 제공하는 쌍방향 원격회의 표시 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 2001년 2월 16일 출원된 미국 특허출원 09/788,026의 일부 계속 출원이다.
영상 및 음성을 이용하여 복수의 원격지를 연결하는 원격회의는 원격지의 복수 그룹의 시청자가 제3원격지에 위치한 발표자를 시청할 수 있도록 한다. 전형적으로, 원격지에 위치한 발표자는 화면 분할 기술 또는 듀얼 모니터를 이용하여 그래픽과 결합된다.
후방 프로젝션 및 대형 액정 표시 스크린을 사용하여 상기 발표자와 그래픽을 결합하는 경우에는, 발표자와 동일 장소에 있는 시청자는 상기 후방 프로젝션 스크린 및 대형 액정 표시 스크린의 전방에 위치하여, 1차 생성 영상을 볼 수 있지만, 촬영된 영상이 제3 원격지로 전송되는 경우에는 2차 생성 영상을 형성하여야만 한다. 따라서 2차 생성으로 인한 데이터 손실로 인해, 원격지의 그래픽 데이터가 악화되어, 다수의 그래프, 차트, 및 텍스트를 정확하게 식별하기 어렵게 된다.
전방 프로젝션을 이용하여 상기 그래픽과 상기 발표자를 결합시키는 경우에는, 상기 발표자의 눈부심 현상과 발표자 신체에 의한 영상 왜곡의 추가적인 문제점이 발생한다.
원격회의 시 발표자와 선택된 그래픽을 결합하는 기술은 다수의 변형된 기술이 존재하나, 그 중 어떤 기술도 충분하지 않다. 또한 스크린에 발표자가 표시되지 않은 채 졸음을 유발하는 그래픽 영상과 비교하여 발표자와 시청자간의 개인적 친밀감을 향상시키기 위해서는, 발표자를 주사된 그래픽 전방에 위치시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 쌍방향 원격회의 표시 시스템은 각 원격지에서 동일한 기능을 수행하는 장비를 이용함으로써, 모든 원격지에서 발표 및 시청이 가능하다. 상기 장비는 전방 또는 후방 프로젝션 스크린, 전자 프로젝터, 및 신호 처리기를 포함한다. 상기 발표자가 전방 프로젝션 스크린의 전방에 위치하는 경우, 매트 신호(matte signal)가 생성되어 상기 프로젝터로부터의 영상을 선택적으로 인히비트(inhibit)하여 프로젝션 영상이 발표자를 비추는 것을 방지한다. 상기 그래픽은 다른 모든 원격지으로 전송되어 저장된다. 매트 신호에 의해 추출된 상기 발표자의 영상은 모든 원격지로 전송되어 투영되기 전 상기 전송된 그래픽 영상과 합성된다. 상기 그래픽 영상과 상기 발표자 영상을 개별적으로 전송하고, 원격지에서 결합함으로써, 각각의 영상은 원 영상을 유지할 수 있고, 디테일(detail)에 대한 손실이 발생하지 않게 된다.
제3 원격지에 위치한 각 개인은 언제라도 스크린 앞쪽으로 이동함으로써 회의에 참가할 수 있으며, 모든 원격지의 시청자는 발표자 및 추가적인 참가자를 시청할 수 있게 된다.
도 1은 전방 프로젝션을 사용한 경우, 상기 프로젝터에 대한 신호 처리기의 위치를 도시한 도면.
도 2는 신호처리기의 기능부들을 도시한 도면;
도 3은, 도 2와 관련하여 두 원격지간의 상호 연결을 도시한 도면;
도 4는 본 발명을 구성하는 구성요소를 도시한 블록도;
도 5는 스크린으로부터의 적외선 편차와 비디오 신호 레벨 감소 사이의 관계를 도시한 도면;
도 6은 운영시스템의 구성요소에 관한 논리 선도;
도 7은 후방 프로젝션 또는 액정 표시 스크린을 사용하는 경우, 신호 처리기의 기능부를 도시한 도면;
도 8은 네 원격지의 원격회의를 위한 상호 연결을 도시한 도면; 및
도 9는 제3 원격지 및 제4 원격지를 추가하는 경우 요구되는 구성을 도시한 도면.
도 1은 전형적인 회의지점을 도시한다. 각 회의지점은 스크린(2), 참가 발표 자(3), 시청자 상방에 위치하는 전자 프로젝터(4), 그래픽을 저장하고 추출하는 DVD, VCR 등과 같은 컴퓨터 또는 저장장치, 및 신호처리기(5)를 구비한다.
하나의 영역 내에 유지되는 상기 신호 처리기는 본 발명의 주요 구성요소로서, 프로젝터, 프로젝션 스크린, 영상 저장 기구를 제외한 본 발명의 모든 구성요소를 포함한다. 상기 신호 처리기는 컴퓨터로 구비될 수 있으며, 조작자가 용이하게 접근할 수 있는 영역에 위치한다.
상기 신호 처리기의 일 구성요소는 카메라로서, 전방 프로젝션 스크린을 사용하는 경우, 상기 프로젝터의 하부 또는 상부에 근접 배치되거나 상기 프로젝터와 일체로 형성된다. 프로젝션 스크린의 후방에 충분한 공간이 확보되어 후방 프로젝션 스크린이 사용되는 경우에는, 이상적인 카메라는 시청자 상방으로 상기 프로젝션 스크린과 수직으로, 상기 프로젝션 스크린의 중심과 상기 프로젝터 렌즈를 관통하는 동축(common axis) 상에 위치한다. 액정 표시 스크린의 경우에는 아직 상대적으로 소형의 크기이지만, 대형화되는 추세이고 향후에는 충분히 대형화되어 다수의 시청자에 대해서도 충분한 크기를 갖출 것이다. 또한 다중 음극선관을 이용하는 것도 가능하나, 비용이 과도하게 소요되고 및 각 튜브간의 연결선이 존재하는 단점이 있다. 대부분의 사용자는 전방 프로젝션 스크린을 사용하리라 예상되지만, 이하 시스템의 설명은 특별히 언급한 곳을 제외하고는 모든 표시 방법에 적용된다.
상기 카메라는 상기 발표자 및 발표자에 의한 부가사항 예컨대 화이트 보드에 기재된 기재사항에 대한 영상을 제공한다. 상기 참가자는 저장된 배경 그래픽이 항상 필요한 것은 아니며, 이때 메모리(26)는 검정 슬라이드를 유지하거나 사용되 지 않는다.
도 2 및 도 3은 원거리에 위치한 원격지 A 와 원격지 B에 구비되는 표시부를 나타낸 것으로서, 표시부 사이에서 발생하는 상호작용을 도시한다. 도면부호 20~29는 신호처리부에 포함된 복수의 기능부를 나타내며, 도면부호 30~39는 제2 원격지에 구비된 동일한 신호처리부에 포함된 복수의 기능부를 나타낸다.
원격지 A에 관한 도 2를 보면, 메모리(26)로부터 선택된 그래픽 영상은 합성 기능부(25) 및 인히비트 기능부(24)를 거쳐 프로젝터(27)로 전달되어, 스크린(29) 상에 투영된다. 로컬 메모리에 저장되며 상기 프로젝션 스크린으로 투영되는 그래픽 영상을 원격지 A에 위치한 시청자는 디테일 손실 없이 시청하게 된다.
원격지 B에 관한 도 3을 보면, 원격지 A와 동일한 그래픽 영상이 컴퓨터(36)로부터 추출되어 합성기능부(35) 및 인히비트 기능부(34)를 거쳐 프로젝터(37)로 전달되며, 상기 프로젝터(37)는 상기 선택된 그래픽을 스크린(39) 상에 주사한다.
제3 및 제4 참가 원격지가 있는 경우에도, 제3 및 제4 원격지의 시청자 또한 그 원격지에 구비된 컴퓨터로부터 추출한 동일한 그래픽 영상을 디테일 손실 없이 시청한다.
프로젝션 스크린 앞쪽에 발표자가 없는 한, 발표자 매트 추출 기능부(22,23)는 추출할 대상이, 상기 합성 기능부(25,35)는 합성할 전경(foreground image)이, 상기 인히비트 기능부(24,34)는 인히비트할 발표자가 존재하지 않는다. 사람 또는 물체가 상기 스크린(29) 전방으로 진입하게 되면, 전경(foreground image) 생성되며, 상기 선행 영상과 관련된 기능부가 활성화된다.
카메라(20)는 상기 프로젝터(27)의 하부에 위치하여 발표자(28)를 촬영하고 인히비트 매트(inhibit matte)의 적절한 배치를 유지한다. 빔 스플리터(beam splitter)가 상기 카메라(20)에 구비되어 매트 신호 생성기(21)의 매트 신호 생성을 위해 적외선 영상 또는 다른 영상을 스플리트 한다.
몇 가지 매트 신호 생성 방법이 알려져 있으며, 그 중 하나는 2001년 2월 16일 출원된 미국 특허출원 09/788,026에 개시되어 있다. 이하 매트 신호 발생 방법을 도 4와 관련하여 설명한다.
도 4의 프로젝션 영상 소스(41)는 상기 프로젝션 스크린(43)에 투영되는 비디오 영상의 소스를 의미한다. 상기 영상 소스(41)는 컴퓨터, 비디오카세트, 디지털 비디오 디스크, 또 다른 비디오 영상 소스 등 일 수 있다.
상기 영상 소스(41)의 비디오 프로그램 신호는 인히비터(42)로 전달되고, 상기 인히비터(42)는 선택된 픽셀(pixel)에 위치하는 비디오 신호를 인히비트 한다. 선택된 픽셀에 대해 인히비트가 수행된 비디오 프로그램 신호는 프로젝터(46)로 전송되고, 상기 프로젝터(46)는 프로젝션 스크린으로 상기 비디오 프로그램 영상을 투영한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 적외선 소스(47)가 사용되어 프로젝션 스크린(43)을 균일하게 조명한다. 적외선을 이용한 조명은 시청자가 인식하지 못한다. 카메라(45)는 적외선 감지 비디오 카메라로서 프로젝션 스크린(43)에 대한 조명도의 균일성을 감지한다. 상기 카메라(45)의 출력은 인히비터(42)에 연결되며, 상기 프로젝션 스크린(43)으로부터 상기 인히비터(42)로 전달된 적외선 신호는 무 효화된다. 피사체(44)가 프로젝션 빔의 경로 상에 진입한 경우, 상기 피사체에 대한 적외선 반사 레벨은 프로젝션 스크린(43)에 대한 반사 레벨과 차이를 가지게 되며, 따라서 적외선 신호 반사 레벨의 차이에 의해 피사체의 진입을 식별할 수 있다. 적외선 반사 레벨이 다른 픽셀이 검출되고, 검출된 픽셀의 어드레스(address)에 의해 피사체의 위치가 식별되며, 상기 어드레스에 위치한 비디오 프로그램 신호를 인히비트 한다.
피사체 의상의 일부 영역이 스크린에 대한 적외선 반사 레벨과 동일한 레벨을 가질 가능성이 있다. 상기 영역에 대해서는 인히비터가 작동되지 않으며 비디오 신호는 프로그램 신호는 인히비트 되지 않는다. 그러나 피사체의 얼굴에 대한 적외선 반사 레벨이 스크린에 대한 적외선 반사 레벨과 일치할 가능성이 작으므로, 상기 영역에 대한 중요도는 매우 작다.
적외선 감지 카메라의 통과 대역(pass band)을 피사체의 반사 레벨과 상이한 범위로 설정함으로써, 인히비트 로직의 오동작 가능성을 감소시킬 수 있다.
근적외선의 대역폭은 광범위하고, 백열광에 의해 공급되는 적외선은 평탄한 광대역 조명을 제공한다. 상기 적외선 감지 카메라는 700~800, 800~900, 및 900~1000 나노미터와 같이 인접한 통과 대역폭을 갖는 필터를 구비할 수 있다. 상기 통과 대역을 약간 변경함으로써 적외선 반사 레벨의 변화에 큰 영향을 미칠 수 있게 된다. 따라서, 상기 필터를 적절히 선택함으로써 상기 피사체의 적외선 반사 레벨을 스크린의 적외선 반사 레벨과 불일치 시키는 것이 가능하다.
적외선 감지 카메라 필터의 통과 대역을 선택하는 것 대신에, 다른 통과 대 역을 갖고, 각각 통과 대역에 대한 별개의 저장된 적외선 기준 프레임(infrared reference frame)을 구비한 복수의 적외선 영상 채널을 상기 카메라에 통합하는 방법도 이용될 수 있다. 이는 상기 피사체 적외선 반사 레벨이 복수의 통과 대역의 적외선 반사 레벨과 동시에 일치할 가능성은 매우 작기 때문이다.
선택적 사항으로서, 피사체가 프로젝션 영상의 경로 상으로 진입하는 경우, 피사체에 형성되는 상기 프로젝션 영상을 인히비트하기 위해 피사체를 프로젝션 영상과 분리하는 것이 필요하다.
피사체의 위치를 검출하는 몇 가지 기술이 알려져 있다. 표준 상위 키(stand difference key) 또는 매트(matte)는 빈 스크린의 기준 프레임을 기초로 각각의 연속적인 프레임을 비교하여 피사체의 위치를 검출한다. 본 발명에서는 가시 스펙트럼 범위의 영상은 스크린 상에 투영되므로, 표준 상위 키는 본 출원의 기능에 해당되지 않는다.
또 다른 선택적 사항으로서, 가시광선 파장 범위 밖에 존재하는 적어도 하나의 자외선을 프로젝션 스크린에 비추는 것이다.
또한, 신체의 온도를 감지하는 장파장 적외선 카메라를 이용하여 프로젝션 스크린과 피사체를 구별하는 것도 가능하다. 상기 장파장 적외선 카메라는 신체 온도를 감지할 수 있어 장파장 적외선을 상기 프로젝션 스크린에 비출 필요가 없다.
피사체를 식별하는 다른 방법으로서, 스크린보다 단거리에 위치한 피사체를 레이더 또는 센서 기술을 이용하여 검출하는 방법이 있다.
스테레오 스코프(stereo scope) 장치 및 영상 디테일(detail) 최대화와 같은 방법이 차간 거리를 판단하는 자동차 카메라에서 이용되어 왔다.
상기 피사체를 프로젝션 영상으로부터 분리하는 어떠한 방법도 프로젝션 영상에서 피사체가 차지한 영역을 인히비트 하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 선택적 사항은 상기 프로젝션 스크린을 조명하는데 근적외선을 사용하는 것이다. 프로젝션 스크린의 적외선 조명 레벨은 모니터링 되며, 적외선 광원에 대한 라인 전압 변화를 보상하기 위해 기준 프레임이 갱신된다. 갱신된 상기 기준 프레임은 적외선 편차가 크지 않은 경우에 피사체에 대한 검출 능력을 향상시킬 수 있다. 복사 스펙트럼 중 적외선 부분을 사용함으로써, 프로젝션 영상 및 검출된 적외선 영상은 프로젝션 영상의 변화로부터 자유롭게 된다.
편차 매트(difference matte) 또는 비 매트(ratio matte)를 생성하기 위한 적외선 조명의 사용은 피사체에 의해 점유된 픽셀을 구별하기 위한 실질적인 방법을 제공한다. 적합한 비 매트(ratio matte) 또는 편차 매트(difference matte)를 생성하기 위한 식은 다음과 같다.
비 매트를 산출하는 식은 다음의 수학식 1에 의해 표현되며, 편차 매트를 산출하는 식은 다음의 수학식 2에 의해 표현된다.
IRo <= IRm 이면, RM = IRo / IRm
IRo > IRm 이면, RM = IRm / IRo
IRm = IRo = 0 이면, RM=0
여기서, IRo : 관찰된 적외선 픽셀 값
IRm : 저장된 적외선 픽셀 값
RM = 산출된 비 매트 값
DM = 1 - (max [(IRo - IRm) , (IRm - IRo)]}
여기서, IRo : 관찰된 적외선 픽셀 값
IRm : 저장된 적외선 픽셀 값
DM = 산출된 편차 매트 값
프로젝션 영상의 인히비트는 스위치 동작과 상반되어 연속적이며, 선형 또는 비선형이다. 비선형인 경우, 상기 적외선 신호에 대한 최선(earliest) 및 최소 검출 가능 변화량은 비디오 신호 레벨의 감소가 적게 유발되도록 설정된다. 상기 변화량이 증가할수록 인히비트 비(inhibition rate)는 증가한다. 상기 변화량이 선택된 레벨에 근접하는 경우, 상기 인히비트 비는 급격하게 상승하여 차단되거나 차단 부근의 선택된 낮은 레벨으로 된다. 신호에 대하여 인히비트가 수행하는 인히비트 비는 스위치 동작의 온/오프 점멸 현상을 방지한다. 도 5에는 상기 관계가 도시되어 있다.
상기 용어 인히비트는 피사체에 의해 점유된 영역의 프로젝션 영상 레벨의 감소를 의미하는 것으로 정의된다. 즉, 프로젝션 영상 레벨이 완전 레벨의 약 5%로 감소하는 경우, 상기 피사체의 가시성(visibility)은 시각적 검정으로 변화된다. 피사체에 대한 프로젝터 조명이 미미하거나 없는 경우, 피사체는 주변 공간 조명 이외에는 조명을 받을 수 없으며, 더구나 프로젝터가 사용되는 때 상기 주변 공간 의 조명은 전형적으로 매우 약하게 형성된다.
비디오 프로젝터의 피사체에 대한 조명도는 제로 근처로 인히비트 되고, 백색광(또는 천연색광)을 나타내는 RGB 레벨이 피사체 영역으로 정의된 픽셀에 부가된다. 따라서 주변 공간 조명에 의한 조명도보다 향상된 조명도를 갖게 된다. 주변 공간 조명을 증가하여 피사체를 보조적으로 조명하는 경우에는 그 조명 레벨이 낮은 경우라도 프로젝터를 마주하고 있는 피사체를 괴롭히게 된다.
미국 특허 5,270,820에 개시된 기술은 발표자의 머리(또는 다른 종단부)의 위치를 결정하는데 이용될 수 있다. 상기 추가적인 정보를 이용하여, 피사체로 투영되는 백색광(또는 천연색광)은 피사체의 머리 또는 눈의 영역에서 인히비트 하는 것이 가능하다.
상기 용어 프로젝션 스크린 또는 스크린은 백색 스크린, 구슬무늬 스크린, 금속성 스크린, 금속 코팅 스크린이거나, 투영된 영상을 볼 수 있는 임의의 평면으로 구비된다.
보충하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로젝션 영상 소스(41) 즉 비디오 프로그램 소스는 사용자에 의해 선택된 컴퓨터, 비디오테이프, 또는 비디오디스크일 수 있다.
비디오 프로젝터(46)와 프로젝션 스크린(43)은 사용자에 의해 선택된 상업적 제품이며, 필요한 경우 적외선 필터가 구비되어 상기 비디오 프로젝션 빔에 잔류하고 있는 적외선을 제거할 수 있다.
상기 적외선 감지 카메라(45)는 감지 범위가 파장 700나노미터를 초과하는 근적외선으로 확대되는 광수용소자(photoreceptor)를 가진 비디오 카메라이다.
적어도 하나의 적외선 광원(47)은 백열광 램프를 사용하는 프로젝터로서, 필터를 사용하여 상기 적외선 광원을 덮음으로써 가시광선을 제거한다. 인히비터(42)는 검출기/인히비터로서, 그 기능은 상기한 바와 같다.
도 6에는 피사체 검출 및 프로그램 신호의 인히비트를 위한 기능을 나타내는 논리 흐름 선도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적외선 카메라(61)는 480라인 VGA 프로그레시브 스캔 방식의 저해상도 카메라이거나, 근적외선을 감지할 수 있는 임의의 저해상도 카메라일 수 있다. 공백 프레임 메모리(62)는 장면에서 피사체가 제거된 채로 적외선에 의해 조명된 스크린의 적외선 영상을 저장한다. 마스크 생성기(63)는 적외선 카메라의 영상과 공백 프레임 메모리(62)에 저장된 공백 프레임 이미지를 비교하고, 구분할 수 있는 차이가 존재하는 경우 피사체에 의해 점유된 영역을 구분한다. 형상 기능부(64)는 도 5에 도시된 바와 같이 온-오프 신호로부터 선형신호 또는 비선형 신호까지의 피사체 검출 신호를 형상화한다.
프로젝터 영상 소스(65)는 프로젝션 스크린 상에 투영되는 프로그램 소스이다. 프로그램 비디오는 일반적으로 NTSC 신호에 비하여 고해상도의 영상이다. 영상 크기 검출부(66)는 프로그램 영상의 해상도를 판단하고 스케일 및 필터부(67)로 상기 크기의 데이터를 전송한다. 상기 스케일 및 필터부는 표준 컨버터로 동작하여 적외선 카메라에 의한 영상을 스케일링하여 프로젝션 영상의 크기와 일치시킨다. 영상의 크기를 일치시킨 후, 상기 프로그램 영상은 프로젝터 영상 인히비트부(68) 에 의하여, 피사체가 존재하는 경우 피사체가 점유한 영역을 인히비트 한다. 따라서, 프로젝터(99)는 프로그램 영상을 스크린에 투영하나 상기 피사체에는 투영하지 않게 된다.
매트 신호(21)가 카메라(20)에 의해 제공되는 정보로부터 현존하는 방법 중 하나에 의해 생성된다.
매트 신호 생성기(21)는 인히비트 매트 신호를 생성하고, 생성된 인히비트 매트 신호를 인히비터(24)에 제공한다. 상기 매트 신호는 전경 피사체를 구성하는 픽셀에 대해 0.0 값을 부여하고, 상기 피사체를 둘러싼 그래픽을 표시하는 스크린 영역의 픽셀에 대해 1.0의 값을 부여한다. 그래픽 영상(26)은 합성기(25)를 통과하여 인히비트 곱셈기(24)로 전달되어, 상기 매트 신호 생성기(21)로부터의 인히비트 매트 신호와 곱해진다. 결과적으로 피사체 영역의 인히비트 매트 신호 값 0.0에 의해 피사체 영역의 프로젝터 신호는 인히비트 된다. 이때, 도 2에서 원격지 A의 시청자는 공간 조명에 의하여 비추어지는 발표자를 발표자 후방의 스크린에 표시되는 그래픽 영상과 함께 보게 된다. 상기 발표자는 프로젝터에 의한 눈부심 현상 없이 시청자를 바라볼 수 있게 된다. 인히비트 신호를 생성하는 데에 있어서의 매트 신호의 사용은 상기한 바와 같다. (매트 신호가 상기 피사체를 고립시키기 위해 필요한 반면, 후방 투영 영상 또는 액정 표시 장치를 이용하는 경우에는 인히비트 신호가 필요 없다)
매트 신호 생성기(21)로부터의 인히비트 매트 신호는 반전되어, 제2 매트 신호를 생성한다. 제2 매트 신호는 피사체 영역에 대하여 1.0의 값을, 피사체를 둘러 싼 배경 영역에 대해서는 0.0의 값을 부여한다. 제2 매트 신호와 카메라로부터의 비디오 신호는 곱셈기(23)에서 연결된다. 상기 곱셈기(23)의 출력은 처리된 전경 신호(PrFg)로서 0.0 값을 가지는 검정 영역에 대비되어 피사체의 영상을 구성하게 된다. 0.0의 값을 가지는 검정 영역 상에 피사체를 포함하는 상기 처리된 전경 신호는 의도적인 것으로서, 비디오 신호 중 가장 어두운 검정을 약 7% 백색 바탕 위에 부가하는 것이다. 따라서 처리된 전경 비디오의 0.0 값은 고립된 피사체와 함께 전송되는 매트 신호이다. 원격지 A에서 곱셈기(23)에 의해 처리된 전경 신호는 원격지 B의 매트 추출 기능부(32) 및 합성 기능부(35)로 전송된다.
상기 매트 추출 기능부(32)는 0.0 값을 가지는 검정 영역으로부터 최저 레벨이 7% 백색 바탕인 처리된 전경 신호를 분리한다. 임계값(threshold)을 초과하는 모든 픽셀은 전경에 속하는 것으로서 1.0의 값이 할당된다. 상기 임계값 아래의 모든 픽셀은 후경에 속하는 것으로서 0.0의 값이 할당된다. 1.0 또는 0.0으로 픽셀 값을 할당하는 것은 임의적인 것으로서, 제어하고자 하는 기능에 의해 요구되는 값으로 변환될 수 있다. 후경 영역의 노이즈 피크(peak)가 피사체 픽셀로서 잘못 인식되는 것을 방지하기 위해서는 카메라 및 시스템의 노이즈를 초과하는 임계 레벨이 요구된다.
추출된 매트 신호는 변환되어 처리된 전경 영역에 0.0의 값이 할당되고, 피사체를 둘러싼 그래픽스 영역에 1.0의 값이 할당된다. 배경 소스(36)로부터 그래픽스 영상에 상기 변환된 매트 신호 값을 곱하여 피사체를 둘러싼 그래픽스는 최고 신호 레벨을 유지시키되, 피사체 영역은 투영된 그래픽스 상에서 0.0 값을 갖는 검 은 홀을 형성하게 된다. 합성 기능부(35)는 오직 피사체만을 포함한 처리된 전경 신호를 상기 검은 홀에 부가한다. 합성 기능부(35)로부터의 합성 영상은 인히비트 기능부(34) 및 프로젝터(39)를 통과한다. 원격지 B의 시청자는 자신의 배경 소스(36)로부터의 그래픽스를 보되, 상기 그래픽스에는 원격지 A의 발표자의 비디오 영상이 함께 스크린에 투영된다.
상기 영상의 품질은 원본 이미지의 해상도 및 프로젝터의 해상도에 의해 오로지 제한된다. 각 원격지에서 그래픽스를 예비적으로 로딩(loading) 함으로써, 다른 원격지으로 전송해야 할 데이터를 소리가 부가된 처리된 비디오 신호로 축소할 수 있다.
후경에 첨부된 영상을 합성하기 위해 매트 신호를 사용하는 과정은 피사체의 에지 투과도(edge transparency)를 보존하게 된다. 그러나 할당된 매트 신호가 바이너리 스위치(binary switch)로서 예컨대 0.0 또는 1.0인 경우에는, 저장된 영상과 발표자를 구분하기 위해 상기 매트 신호로부터 추출된 키 기능에 의해 상기 합성 영상이 형성될 수 있다. 어느 경우에나 발표자 영상에 대한 픽셀 값은 합성 영상을 형성하기 위한 후경 픽셀 값을 대체한다.
바이너리 입출력 매트 신호(binary I/O matte signal)는 날카로운 에지 스위치를 생성하고, 매트 에지는 상기 피사체의 형상에 알맞게 크기가 조정될 수 있으며, 크기의 조정에 의해 발표자로부터 배경으로의 변화가 부드럽게 이루어 질 수 있다.
인히비트 기능부(34)는 발표자(38)의 등장에 대비하고 있으며, 원격지 B의 발표자(38)가 참가를 원하는 경우, 발표자(38)는 스크린 전방으로 이동한다. 복수의 기능부(30,31,34)에서는 처리된 전경 신호(PrFr)가 생성되어 원격지 A의 매트 추출 기능부(22) 및 합성 기능부(25)를 거쳐 역 전송된다. 원격지 B의 스크린 전방의 발표자 비디오(피사체 영상)는 원격지 A에서 투영되는 그래픽스 위에 합성된다. 원격지 B의 시청자는 투영된 그래픽스 전방의 참가자(38)를 직접 보게 되고, 발표자(28)를 상기 그래픽스 위에 합성된 채로 보게 된다.
스크린을 바라보는 것에 의해, 양측의 참가자들은 그래픽스와 함께 합성된 다른 사람의 비디오 영상을 볼 수 있다. 상기 참가자들은 보거나 서로 대면할 수 있으며, 그래픽스의 요점 사항에 대해 토론할 수 있다. 원격지 C 및 D의 시청자는 원격지 A의 발표자 및 원격지 B의 참가자를 그들의 프로젝션 스크린 상에서 볼 수 있다. 참가자가 있는 원격지의 시청자는 자신의 원격지의 발표자를 직접 보게 되며, 다른 원격지의 발표자는 자신의 지점의 발표자 후방에 위치하는 스크린 상 투영된 그래픽스 전방에 나타난다.
장면에 동시 포함될 있는 참가자의 수에는 명백한 제한이 있다. 만약 발표가 다수의 음성 형태인 경우, 상기 그래픽스는 상기 스크린의 상부를 점유하도록 생성된다. 따라서 착석한 참가자의 영상에 의해 시청자에게 제시되어야 할 자료가 가려지는 것을 방지한다. 이 경우, 각각의 발표자는 차례로 발표를 하고, 모든 원격지의 시청자는 발표자를 보거나 또는 앉은 채로 대응하는 것이 가능하다.
프로젝션 스크린으로 대형 화이트 보드가 사용되는 경우, 발표자 및 발표자에 의해 기재된 사항 모두가 피사체가 되며, 복수의 다른 원격지의 화이트 보드에 투영된다. 또 다른 원격지의 참가자가 자신의 화이트 보드에 기재하는 경우, 기재된 사항은 다른 모든 원격지의 화이트 보드에 투영된다. 상기의 방법으로 각 원격지는 그리기 작업, 목록의 추가, 지도상 위치 표시등에 기여할 수 있다.
후방 프로젝션 및 액정 표시 시스템을 이용하는 경우에는 인히비트 기능부(24)가 불필요하다. 도 7은 인히비트 기능부가 삭제되거나 활성화되지 않은 상태에서 신호 처리기를 통한 신호의 흐름을 도시한다.
복수의 원격지를 연결하기 위하여, 도 8은 참가 원격지가 예컨대 A, B, C, 및 D의 네 지점인 경우, 요구되는 상호 연결을 도시한다. 각 원격지의 출력 신호는 처리된 전경 신호(PrFg)이며 다른 모든 원격지의 합성 기능부로 연결된다. 각 원격지에서 요구되는 입력 신호는 다른 모든 원격지의 처리된 전경 신호(PrFg)이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 원격지 A의 곱셈기(23)로부터 상기 처리된 전경신호는 다른 원격지의 입력 단계로 연결된다. 나머지 연결은 도 8에 도시된 바와 같다.
도 9는 네 곳의 참가 원격지가 있는 경우 원격지 A에서 요구되는 합성 기능부를 도시한다. 오직 원격지 B가 원격지 A로 처리된 전경 신호(PrFg)를 전송하는 경우에는 각각 하나의 매트 추출 기능부(22)와 합성 기능부(25)가 원격지 A에 필요하다. 그러나 제3 원격지 C가 추가된 경우에는 별개의 매트 추출 기능부(22')와 합성 기능부(25')가 더 필요하며, 제4원격지 D가 추가되는 경우에는 별개의 매트 추출 기능부(22)와 합성 기능부(25)가 더 필요하다.

Claims (18)

  1. 복수의 원격지에서 배경 영상 또는 발표자 영상의 디테일 손실 없이, 선택된 배경 영상 전방에 상기 발표자의 합성 비디오 영상을 표시하는 방법에서,
    각 원격지에서 상기 선택된 배경 영상을 메모리에 저장하는 단계;
    상기 발표자를 표시하는, 비디오 영상 내의 픽셀을 식별하는 매트 신호(matte signal)를 생성하는 단계;
    상기 발표자를 포함하는 픽셀의 신호 레벨을 각 원격지로 전송하는 단계; 및
    상기 발표자 영상의 픽셀에 대응하는 어드레스에서, 상기 배경 영상의 픽셀 레벨을 상기 발표자 영상의 픽셀 레벨로 대체하여 상기 발표자와 상기 선택되어 저장된 배경 영상의 합성 비디오 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  2. 제1항에서,
    영상을 저장하고 검색하는 상기 메모리는 컴퓨터, DVD, VCR, 또는 다른 영상 저장 및 검색 장치를 포함하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 선택되어 저장된 배경 영상은 그래픽, 차트, 테이블, 및 사진 중 적어도 하나를 포함하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 선택된 배경 영상은 그 선택시에 원격지로 다운로드되는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  5. 제1항에서,
    원격지로 전송된 상기 발표자의 비디오 영상은 신호 레벨 0.0의 검정 필드 상의 상기 발표자를 포함하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  6. 제5항에서,
    0(zero) 보다 큰 임계값을 초과하는 신호 레벨을 갖는 픽셀에 의해 발표자의 비디오 신호를 식별하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 선택된 배경 영상은 원격 회의에 앞서 원격지에서 저장되는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 합성 비디오 영상은 전방 프로젝션 스크린, 후방 프로젝션 스크린, 자기 발광(self luminous) 액정 표시장치 및 음극선관 표시장치 중 적어도 하나 이상에 표시될 수 있는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 합성 비디오 영상을, 상기 전방 프로젝션 스크린 상에 표시되는 경우, 전자 프로젝터(electronic projector)를 사용하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 전자 프로젝터는 상기 발표자 영역에서 인히비트(inhibit)되어 프로젝션 영상에 의해 상기 발표자가 조명되는 것을 방지하는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  11. 제1항에서,
    적어도 하나의 원격지에 위치한 사람이 참가자가 될 수 있으며, 상기 참가자는 자신의 프로젝션 스크린 전방에 자신을 위치시킴으로써 모든 원격지의 상기 프로젝션 스크린 상에서 보이게되는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  12. 제11항에서,
    적어도 두 개의 원격지에 위치한 복수의 사람이 동시에 참가자가 될 수 있으며, 각 참가자는 자신의 스크린 전방에 자신을 위치시킴으로써 다른 모든 원격지의 프로젝션 스크린 상에서 보이게되는, 합성 비디오 영상 표시 방법.
  13. 복수의 원격지에서 배경 영상 또는 발표자 영상의 디테일 손실 없이, 선택된 배경 영상 전방에 상기 발표자의 합성 비디오 영상을 표시하는 신호 처리 장치에서,
    a) 각 원격지의 상기 선택된 배경 영상을 메모리에 저장하는 수단(26);
    b) 상기 발표자의 비디오 신호를 포함하는, 비디오 영상 내의 픽셀을 식별하는 매트 신호를 생성하는 수단(21);
    c) 상기 발표자를 포함하는 픽셀의 신호 레벨을 각 원격지로 전송하는 수단(23);
    d) 각 원격지에서 상기 발표자를 상기 배경 위에 합성하는 수단(22,25); 및
    e) 상기 합성 영상을 표시하는 수단(27,29)을
    포함하는, 신호 처리 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 선택된 배경 영상을 메모리에 저장하는 수단은 컴퓨터, DVD, VCR, 또는 다른 영상 저장 장치 중 어느 하나를 포함하는, 신호 처리 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 발표자를 상기 배경 위에 합성하는 수단은 상기 매트 신호에 따라 제어되는 합성 하드웨어 또는 소프트웨어를 포함하는, 신호 처리 장치.
  16. 제13항에서,
    영상 표시 수단은 범용 전자 프로젝터와 프로젝션 스크린, CRT 표시장치, 및 액정 표시 장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 신호 처리 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 프로젝션 스크린은 적외선 조명을 반사할 수 있는, 신호 처리 장치.
  18. 제13항에서,
    상기 신호 처리 장치는 모든 원격지에서 동일한 기능을 수행할 수 있는, 신호 처리 장치.
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