KR100935891B1

KR100935891B1 - 입체 영상 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100935891B1
Application number: KR1020070054462A
Authority: KR
Inventors: 이영훈
Original assignee: 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2010-01-07
Also published as: KR20080106707A

Abstract

본 발명은 입체 영상 생성 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 2개의 카메라를 마운팅 플레인(mounting plain)에 설치하여 위치 조정을 수행하고, 상기 2개의 카메라를 통해 좌측 영상과 우측 영상을 촬영한 후, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하며, 그 후 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리, 상대적 각도, 및 2개의 카메라 각각의 상하 이동을 조정함으로써, 상기 합성 영상의 깊이(depth)를 포함한 입체감을 조정하는 단계를 수행하며, 이를 통해 손쉽고 보다 정교한 입체 영상을 생성할 수 있다.

입체영상, 마운팅 플레인

Description

입체 영상 생성 방법 및 장치{Method And Apparatus For Generating Stereoscopic Image}

도 1a는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 단면도.

도 1b는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 사시도.

도 2는 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 각각 도시한 도면.

도 3은 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 합성한 영상을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 거리 조정 수단에 의해, 촬영된 좌측 영상과 우측 영상의 합성 영상의 깊이(depth)를 조절하는 원리를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 각도 조정 수단에 의해, 촬영된 좌측 영상과 우측 영상의 합성 영상의 깊이를 조절하는 원리를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 입체 영상을 생성하는 방법을 나타내는 순서도.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 개략적인 구성 을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 마운팅 플래인(mounting plain)의 세부 구성을 개념적으로 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

401 : 스크린 402, 403 : 좌우측 영상

501 : 피사체 503a, 503b, 503c : 인식되는 스크린 위치

502a, 502b : 카메라 701 : 마운팅 플래인

702 : 합성 모듈 703 : 프리뷰 모듈

704 : 저장 장치 705a, 705b : 카메라

706a, 706b, 706c : 조정 수단 707 : 동기화 모듈

본 발명은 기존의 2개의 카메라를 이용한 입체 영상 생성 방법 및 입체 영상 생성 장치에 대한 것으로서, 더 구체적으로는 2개의 카메라 사이의 거리, 각 카메라의 각도, 각 카메라의 상하 이동의 조정을 마운팅 플래인(mounting plain)의 조정 수단을 통해 정밀하게 수행하여 입체영상을 생성하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

일반적으로 입체 영상(또는 3D 영상)을 구현하는 방법은 인간의 두 눈에 서로 다른 영상을 조명함으로써 구현되며, 이러한 입체영상을 생성하기 위해서는 좌 안을 위안 좌측 영상과 우안을 위한 우측 영상을 각각 촬영하여 합성함으로써 이루어진다.

이하에서는 효율적인 입체 영상 컨텐츠의 생성 방법을 설명하기 위해 입체 영상을 표시하는 기술에 대해 간단히 살펴본다.

입체영상 표시 장치는 인간의 두 눈에 서로 다른 영상을 조명하기 위하여 별도의 안경착용이 필요한지 여부에 따라 크게 안경식 입체영상 표시 장치와 비안경식 (나안방식) 입체영상 표시 장치로 구분된다.

안경식 입체영상 표시장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하는 불편함을 감수하여야 하지만, 비안경식 입체영상 표시 장치는 상술한 안경을 착용하지 않고 직접 스크린을 주시하는 것만으로도 입체영상을 느낄 수 있어 안경식 입체영상 표시 장치의 단점을 해소할 수 있기 때문에, 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

비안경식 입체영상 표시 장치는 렌티큘러 (lenticular) 방식에 의한 장치와 패럴랙스-베리어 (parallax-barrier) 방식에 의한 장치로 크게 구분된다.

이하에서 패럴랙스-베리어 방식에 의한 입체영상 표시 장치의 동작을 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.

도 1a는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 단면도, 도 1b는 패럴랙스-베리어를 이용한 입체영상 표시장치의 사시도이다.

패럴랙스-베리어 방식에 의한 입체영상 표시 장치는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 좌/우 두 눈에 각각 대응하는 수직방향(도 1b 의 Y-Y' 방향)을 향하 는 좌측영상(L)과 우측영상(R)을 수평방향(도 1b에서 X-X' 방향)으로 교대로 배치한 디스플래이 모듈(10), 및 그 전단에 베리어(20; barrier)라 불리는 수직방향을 향하는 막대 형태의 차단막을 포함한다. 이러한 입체영상 표시 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이 좌측영상(L)에 해당하는 빛은 좌안으로만 입사되고, 우측영상(R)에 해당하는 빛은 우안으로만 입사되도록 상기 디스플레이 모듈(10) 및 베리어(20)를 배치하며, 이를 통해 분할된 2 개의 좌, 우 영상(L, R)이 분리 관측되어 입체감을 느끼게 하는 방식이다.

상술한 바와 같은 입체 영상을 구현하기 위하여는 좌측 영상과 우측 영상이 교대로 배치되어 저장된 입체 영상 컨텐츠가 필요하다. 다만, 현재 이와 같은 입체영상 컨텐츠 생성은 입체영상을 촬영하기 위한 장비가 고가이며, 대중화되어 있지 않아 특정 서비스 제공자에 의해서만 제공되고 있으며, 일반 사용자들에 의해 널리 활성화되어 있지 않고 있다.

또한, 입체 영상의 입체감을 조절하기 위해 좌측 영상과 우측 영상 촬영을 위한 2개의 카메라 사이의 상대적 위치를 정량적으로 정확하게 조절하기 어려워 높은 품질의 입체 영상 컨텐츠를 생성하기 어려웠다.

따라서, 높은 품질의 입체 영상 컨텐츠를 손쉽게 제작하기 위한 기술이 여전히 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 기존의 2개의 카메라 사이의 상대적 위치, 구체적으로 2개의 카메라 사이의 상대적 거리, 각 카 메라의 각도, 각 카메라의 상하 이동의 조정을 마운팅 플래인(mounting plain)의 조정 수단을 통해 정밀하게 수행하여, 좌측 영상과 우측 영상의 시프트와 같은 상대적 배치를 조정하여 입체감을 조정하여 촬영함으로써 높은 품질의 입체영상을 손쉽게 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 상술한 바와 같은 위치 조절을 마운팅 플래인의 조정 수단의 눈금에 의해 정량적으로 조정함으로써 입체감 조정을 위한 조정 파라미터를 구체적 데이터로서 규정하여 정밀한 입체감 조정이 가능하게 하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 방법은, 2개의 카메라를 마운팅 플레인(mounting plain)에 설치하여 위치 조정을 수행하는 단계; 상기 2개의 카메라를 통해 좌측 영상과 우측 영상을 촬영하는 단계; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하는 단계; 및 상기 마운팅 플래인의 조정 수단에 의해 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 수행함으로써, 상기 합성 영상의 깊이(depth)를 포함한 입체감을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정은, 상기 2개의 카메라를 고정하는 상기 마운팅 플래인의 눈금에 의해 정량적으로 조정되는 것이 바람직하며, 상기 입체감 조정 단계 후, 상기 마운팅 플래인의 눈금에 따른 위치 조정 파라미터 값을 저장하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 합성 영상 생성 단계는, 상기 2개의 카메라를 통해 촬영한 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 촬영 시간 동기를 맞추어 공간적으로 교대로 배치하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 입체감 조정 단계는, 프리 뷰(pre-view) 모듈을 통해 상기 합성 영상의 입체감을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 입체감 조정 단계 후, 상기 합성 영상을 하나의 영상으로서 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치는, 좌측 영상과 우측 영상 촬영을 위한 2개의 카메라를 이용하여 입체영상을 생성하는 장치로서, 상기 2개의 카메라로부터 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상 입력 받아 합성하여 합성 영상을 생성하는 합성 모듈; 및 상기 2개의 카메라를 고정하는 마운팅 플래인(mounting plain)을 포함하며, 상기 마운팅 플레인은 주정 수단에 의해 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 수행함으로써 상기 합성 영상의 깊이를 포함한 입체감을 조정하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 마운팅 플래인은, 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 정량적으로 수행하기 위한 눈금을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 합성 모듈은, 상기 2개의 카메라의 동기화를 위한 동기화 모듈을 포함하며, 상기 동기화 모듈을 이용하여, 상기 2개의 카메라를 통해 촬영한 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 촬영 시 간 동기를 맞추어 공간적으로 교대로 배치하여 상기 합성 영상을 생성할 수 있다.

또한, 상기 마운팅 플레인의 조정 수단을 이용하여 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 수행하는 과정에서 상기 합성 영상의 입체감을 확인하기 위한 프리 뷰 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 합성 영상을 하나의 영상으로서 저장하는 저장 모듈을 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 기존의 카메라 2개를 마운팅 플래인(mounting plain)에 장착한 후, 개략적인 위치 조정을 수행한다. 이 위치조정은 주로 각 카메라의 수평 조정, 각도 조정 등을 포함하는 통상적인 위치 조정 작업이다.

다만, 이하에서 후술할 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 입체감 조정이 완료된 후의 위치 조정 파라미터 값이 저장되어 있는 경우, 저장된 값을 통해 초기에 정확한 위치 조정을 수행할 수도 있으나, 우선 개략적인 위치 조정만이 이루어진 경우, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 방법에 따라 입체감을 조정하여 높은 품질의 입체 영상 컨텐츠를 획득하는 방법에 대해 먼저 설명한다.

도 2는 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 각각 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 마운팅 플래인에 장착된 2개의 카메라를 이용하여 각각 도 2의 (1)과 같은 좌측 영상(L)과 도 2의 (2)와 같은 우측 영상(R)을 촬영한다. 이와 같이 촬영된 좌측 영상은 정지화상일 수도 있고, 동영상일 수도 있으며, 각각의 카메라를 통한 일반적인 영상 컨텐츠에 해당한다. 또한, 본 발명에 있어 "카메라"는 기존의 정지 화상 촬영을 위한 일반 카메라뿐만 아니라 동영상 촬영을 위한 켐코더 등을 포함하는 개념을 말한다.

도 3은 2개의 카메라를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상을 합성한 영상을 도시한 도면이다.

구체적으로, 도 2의 (1) 및 (2)에 도시된 바와 같은 좌측 영상과 우측 영상은 각각 세로방향 열을 단위로 분할되어 가로 방향으로 교대로 배치되어 합성된다. 이와 같이 공간적으로 교대로 배치된 좌우 영상은 도 1a 및 도 1b와 같은 패럴랙스 베리어를 이용한 디스플레이 모듈을 통해 사용자의 좌안에는 좌측 영상만 보이고, 우안에는 우측 영상만이 보여 전체적으로 입체 영상으로 인지되게 된다.

종래의 패럴랙스 베리어 방식 입체 영상 디스플레이 모듈의 경우에는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 좌측 영상과 우측 영상이 각각 세로 방향 열을 단위로 분할되어 가로 방향으로 배치되어 합성된 입체 영상만이 사용자에게 입체 영상으로서 인지가 가능하였다. 다만, 본 발명자에 의해 발명되어, 본 출원인에 의해 출원되었으며, 여기에 참조로서 포함된 "셀 구조 패럴랙스-베리어 및 이를 이용하는 입체영상 표시 장치(특허출원번호 제 2005-0127631 호)에 따르면, 상술한 패럴랙스 베리어를 셀 방식으로 구현하여, 이를 가로방향 또는 세로 방향으로 선택적으로 구동할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따라 입체 영상을 합성하는 경우, 합성의 방향은 어느 한 방향으로 한정될 필요는 없으며, 입체 영상을 합성하는 방향과 이를 상영하는데 이용되는 패럴랙스 베리어 방식의 디스플레이 모듈의 베리어 방향을 조절하여 입체 영상을 상영할 수 있다.

다만, 일반적으로 입체 영상이 상영될 때, 사용자가 입체감을 느끼기 위해서는 가로방향으로 좌우 영상이 배치되어야 하며, 따라서, 입체 영상을 합성하는 방향 역시 도 3에 도시된 바와 같이 세로 방향 열을 단위로 가로방향으로 좌우 영상을 반복적으로 배치하여 합성하는 것으로 통일하는 것이 구현을 간단하게 할 수 있다.

한편, 이때 2개의 카메라를 통해 촬영한 좌우 영상이 동영상인 경우, 각각의 영상은 시간 동기에 맞게 합성되어야 한다. 이와 같은 시간 동기는 후술하는 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 합성 모듈에 포함된 동기화 모듈에 의해 획득될 수 있다.

다만, 상술한 바와 같이 좌측 영상과 우측 영상은 공간적으로 교대로 배치하여 합성하는 경우, 디스플레이 수단 및 사용자에 따라 인지되는 입체감이 서로 상이할 수 있다. 사용자에 따라서는 보다 강한 입체감을 느끼기를 원할 수도 있고, 인지 과정에서의 불편함 등을 이유로 보다 약한 입체감을 느끼기를 원할 수도 있으므로, 입체감을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이와 같은 입체감 조절은 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 위치를 조정하는 조정 수단에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로 2개 카메라간 상대적 거리를 조정하는 수단, 및 2개 카메라간 상대적 각도를 조정하는 수단에 의해 합성된 입체 영상의 깊이(depth)가 조절될 수 있으며, 2개 카메라 각각의 상하 이동 조정에 의해 사용자가 보다 편한한 입체감을 느끼도록 조정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 거리 조정 수단에 의해, 촬영된 좌측 영상과 우측 영상의 합성 영상의 깊이(depth)를 조절하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 입체 영상을 구성하는 좌측 영상과 우측 영상의 합성 위치에 따라, 사용자에게 해당 사물이 스크린(401) 전면(예를 들어, 좌측 영상과 우측 영상이 "402"로 지칭된 위치)에 위치하는 것으로 인지될 수도, 스크린(401) 후면(예를 들어, 좌측 영상과 우측 영상이 "403"으로 지칭된 위치)에 위치하는 것으로 인지될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 좌측 영상을 촬영하는 카메라와 우측 영상을 촬영하는 카메라의 상대적 거리를 조정하여, 합성된 좌 측 영상과 우측 영상의 좌우 배치의 시프트(shift)를 통해 조정함으로써 상술한 바와 같이 입체 영상의 깊이를 조정하는 것을 제안한다. 또한, 이와 같은 좌측 영상과 우측 영상의 시프트를 통한 입체감 조정은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 마운팅 플래인의 눈금이 표시된 카메라간 상대적 거리 조정 수단에 의해 정량적으로 수행될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

구체적으로, 합성된 좌측 영상과 우측 영상의 배치 관계에 따라 스크린(401) 전면에 "402"로 지칭된 위치에 사물이 위치하는 것으로 인지되는 경우, 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 더 멀게 조정하여 우측 영상 촬영용 카메라를 "A" 방향으로, 좌측 영상 촬영용 카메라를 "A'"방향으로 이동함에 따라, 우측 영상을 "A" 방향으로, 좌측 영상을 "A'" 방향으로 시프트한다면, 사용자에게는 좌우 영상 사이의 간격으로 인하여 이들 좌측 영상과 우측 영상이 "402a"로 지칭된 위치에 위치하는 것으로 인지되어 결과적으로 사물이 더욱 스크린(401)으로부터 멀어지는 방향(즉, "a" 방향)으로 이동하는 것과 같은 효과를 가지게 된다.

이 경우, 동일한 영상 내에서 스크린(401) 후면에 위치("403" 위치)하는 것으로 인지되는 사물의 경우, 상술한 바와 같이 카메라 사이의 거리를 더 멀게 하여 우측 영상을 "A" 방향으로, 좌측 영상을 "A'" 방향으로 시프트하는 경우, 사용자에게는 좌우 영상 사이의 간격으로 인하여 이들 우측 영상과 우측 영상이 "403a"로 지칭된 위치에 위치하는 것으로 인지되어 결과적으로 사물이 스크린(401) 쪽(즉, "a" 방향)으로 이동하는 것과 같은 효과를 가지게 된다.

결국, 마운팅 플래인의 카메라간 거리 조정 수단에 의해 2개의 카메라 사이 의 상대적 거리를 더 멀게 조절하는 경우, 사물을 전체적으로 "a" 방향으로 이동시키는 효과를 가지게 되어 전체적인 입체 영상의 깊이를 조정할 수 있다.

반대로, 스크린(401) 전면에 "402"로 지칭된 위치에 사물이 위치하는 것으로 인지되는 경우, 2개의 카메라 사이의 간격을 좁혀, 이에 따라 우측 영상을 "B" 방향으로, 좌측 영상을 "B'" 방향으로 시프트하는 경우, 사용자에게는 이들 영상이 "402b" 위치에 위치하는 것과 같이 인지되어, 결과적으로 스크린(401) 쪽(즉, "b" 방향)으로 이동하는 것과 같은 효과를 가지게 되며, 스크린(401) 후면에 "403"으로 지칭된 위치에 사물이 위치하는 것으로 인지되는 경우 역시, 카메라간 간격을 좁혀 우측 영상을 "B" 방향으로, 좌측 영상을 "B'" 방향으로 시프트하는 경우, 사용자에게는 이들 영상이 "403b" 위치에 위치하는 것과 같이 인지되어, 결과적으로 스크린(401)으로부터 멀어지는 방향(즉, "b" 방향)으로 이동하는 것과 같은 효과를 가지게 된다.

결국, 마운팅 플래인의 카메라간 거리 조정 수단에 의해 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 더 가깝게 조절하는 경우, 사물을 전체적으로 "b" 방향으로 이동시키는 효과를 가지게 되어 전체적인 입체감을 조정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 각도를 조정하여 깊이를 조정하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 마운팅 플래인의 2개 카메라간 상대적 각도 조정 수단에 의해, 촬영된 좌측 영상과 우측 영상의 합성 영상의 깊이를 조절하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 피사체(501)를 촬영하는 좌측 영상용 카메라(502a)와 우측 영상용 카메라(502b)의 상대적 각도에 따라 사용자에게 피사체(501)가 스크린의 전면에 위치하는 것으로 인식되거나 스크린의 후면에 위치하는 것으로 인식될 수 있다.

구체적으로 예를 들어, 좌측 영상용 카메라(502a)와 우측 영상용 카메라(502b)사이의 상대적 각도가 피사체(501)를 향한 방향에서 도 5에 도시된 바와 같이 θ₁을 이루는 경우, 피사체(501)가 사용자에게 스크린 상에 위치하는 것으로 인식되는 것으로 가정한다. 물론, 이는 개념적인 기준을 설정하기 위한 것으로서 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 카메라 사이의 초점 위치에 위치하는 피사체(501)가 사용자에게 반드시 스크린 상에 위치하는 것으로 인식되지 않을 수도 있다. 다만, 이하에서 설명하는 2개의 카메라 사이의 상대적 각도에 따라 초점 위치가 이동하는 경우, 그 이동 방향으로 사용자에게 인식되는 스크린 위치 역시 이동하는 원리는 초점 위치와 사용자가 인식하는 피사체의 위치 사이의 관계가 어떻게 설정되더라도 적용될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따라 마운팅 플래인의 카메라간 각도 조정 수단에 의해 2개 카메라간 상대적 각도를 줄여 피사체(501) 방향에서 각도가 θ₂를 이루도록 조절하는 경우, 사용자에게 인식되는 스크린(503a)은 2개의 카메라 사이의 초점위치가 "a" 방향으로 이동함에 따라 사용자에게 인식되는 스크린의 위치 역시 "a" 방향으로 이동하여 스크린(503b)의 위치에 있는 것으로 인식된다. 이 에 따라 상술한 예에서 사용자에게 스크린(503a) 상에 위치하는 것으로 인식되는 피사체(501)는 스크린(503b)의 후방에 위치하는 것으로 인식되어 결과적으로 합성된 입체 영상의 깊이를 조절할 수 있다.

반대로, 본 발명의 일 실시형태에 따라 마운팅 플래인의 카메라간 각도 조정 수단에 의해 2개의 카메라간 상대적 각도를 늘여 피사체(501) 방향에서 각도가 θ₃를 이루도록 조절하는 경우, 사용자에게 인식되는 스크린(503a)은 2개의 카메라 사이의 초점 위치가 "b" 방향으로 이동함에 따라 사용자에게 인식되는 스크린의 위치 역시 "b" 방향으로 이동하여 스크린(503c)의 위치에 있는 것으로 인식된다. 이에 따라 상술한 예에서 사용자에게 스크린(503a) 상에 위치하는 것으로 인식되는 피사체(501)는 스크린(503c)의 전방에 위치하는 것으로 인식되어 결과적으로 합성된 입체 영상의 깊이를 조절할 수 있다.

이와 같이, 도 5와 관련하여 상술한 바와 같은 합성된 입체 영상의 깊이 조절은 도 4와 관련하여 상술한 입체 영상의 깊이 조절과 함께 정밀한 입체 영상의 깊이를 조절할 수 있다. 구체적으로 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 조절함으로써 하나의 입체 영상 내에서 스크린 전방에 위치하는 것으로 인식되는 영상과 스크린 후방에서 위치하는 것으로 인식되는 영상을 각각 스크린에서 더 멀게 또는 더 가깝게 조절하는 것이 가능하며, 도 5와 관련하여 상술한 바와 같은 2개의 카메라 사이의 상대적 각도를 조절함에 따른 입체 영상의 깊이 조절은 사용자에게 인식되는 전체적인 영상을 스크린과의 관계에서 전방 방향으로 이동시킬 것인지, 후방 방향으로 이동시킬 것인지를 포함한 입체 영상 깊이를 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따라 마운팅 플래인의 상하방향 위치 조정 수단에 의해 2개의 카메라 각각의 상하방향 위치 조정을 통해 입체감을 조정하는 원리는 다음과 같다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치는 후술하는 바와 같이 2 개의 기존의 일반 카메라를 간편하게 탈부착하여 각각 좌측 영상과 우측 영상을 촬영하도록 할 수 있다. 이 경우, 탈부착 과정에서 2개의 카메라 각각이 수평을 이루지 않는 경우, 촬영된 좌측 영상과 우측 영상의 상하방향 영상이 일치하지 않아 사용자에게 불편한 느낌을 줄 수 있다.

즉, 사용자가 입체 영상을 느끼기 위해서 사용자의 좌안과 우안이 각각 서로 다른 영상을 보도록 하여, 실제 이들 사이의 양안 시차에서 느껴지는 거리감을 입체 영상을 통해 느끼도록 하는 것이지만, 사용자의 좌안과 우안이 보는 각각의 영상의 상하방향 위치가 서로 상이한 경우, 이는 사용자에게 불편함으로 초래하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 2개의 카메라 각각의 상하 방향 위치를 조절함으로써 카메라 탈부착에 의해 카메라의 상하방향 위치가 어긋나는 것을 방지하여, 사용자가 편안하게 입체감을 느끼도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 입체감 조정은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 프리 뷰(pre-view) 모듈을 통해 합성된 입체 영상의 입체감을 확인하면서 동시에 수행될 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 모듈 및 사용자에 따 라 상이하게 요구되는 입체감을 조정하여 입체 영상을 생성할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 마운팅 플래인의 조정 수단에 의한 2개의 카메라 사이의 상대적 위치 조정은 조정 수단에 표시된 눈금에 의해 정량적으로 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 방법에 있어서 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정 및 각각의 상하방향 이동 조정은 마운팅 플래인의 눈금에 의해 이미 정해진 각각의 파라미터 값에 따라 조절될 수 있으며, 이와 같이 상대적 거리, 상대적 각도 등에 대한 파리미터 값은 이후 표준화 작업 등을 통해 규정되어 보다 정밀한 데이터로 발전할 수 있다.

이와 같이, 입체감이 조정된 입체 영상은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 저장 모듈에 저장될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 방법에 의하면, 기존의 일반 카메라 2개를 이용하여 손쉽게 입체 영상을 촬영, 입체감 조정을 하여, 이를 저장할 수 있으며, 프리 뷰 모듈을 통해 실제 입체 영상을 확인하면서 마운팅 플래인의 눈금을 통해 2개의 카메라 사이의 위치를 정량적으로 조정함으로 보다 높은 품질의 입체 영상 컨텐츠를 획득할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 방법을 정리하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 입체 영상을 생성하는 방법을 나타내는 순서도이다.

우선, 단계 S601에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치에 2개의 카메라를 설치한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치는 후술할 바와 같이 2개의 카메라를 고정하고 용이하게 탈부착이 가능하도록 하는 구조를 가지고 있다.

그 후, 단계 S602에서는 2개의 카메라의 개략적인 위치 조정을 수행한다. 이 위치조정은 상술한 바와 같이 주로 각 카메라의 수평 조정, 각도 조정 등을 포함하는 통상적인 위치 조정 작업이다. 다만, 상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 입체감 조정 작업을 완료한 후, 2개의 카메라의 상대적 위치, 2개의 카메라의 상대적 각도, 및 각 카메라의 상하 위치 조정에 대한 정확한 파라미터 값이 확보되어 있고, 확보된 파라미터와 동일한 조건에서의 입체 영상을 생성하기를 원하는 경우, 이러한 값을 이용하여 위치 조정을 완료함으로써 즉시 입체 영상 촬영 및 저장 단계를 통해 입체 영상을 생성할 수도 있다. 도 6은 이와 같은 초기 위치 조정 단계에서 위치 조정 파라미터 값을 이용하는 것을 이하의 단계 S608에서 획득된 파리미터가 단계 S602에서 선택적으로 이용될 수 있는 것으로 도시하고 있다.

다만, 이하에서는 본 발명의 일반적인 실시형태에 따라 입체 영상의 입체감 확인 및 입체감 조정을 거쳐 입체 영상을 생성하는 방법을 중심으로 설명한다.

단계 S602에서 대략적인 위치 조정을 완료한 후, 단계 S603에서는 2개의 카메라를 이용하여 각각 좌측 영상과 우측 영상을 촬영한다.

이와 같이 촬영된 좌측 영상과 우측 영상은 이후 단계 S604에서 합성된다. 좌측 영상과 우측 영상의 합성은 패럴랙스 베리어를 이용하는 입체영상 디스플레이 의 경우에는 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이 세로 방향 열을 단위로 가로 방향으로 좌측 영상과 우측 영상을 교대로 배치하여 수행되는 것이 바람직하다.

이와 같이 입체 영상이 합성된 경우, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 프리 뷰 모듈을 통해 표시되는 입체 영상의 입체감을 확인한다(단계 S605). 입체감을 확인한 결과, 입체감이 부적절하다고 느껴지는 경우 단계 S606으로 진행하여 도 4 및 도 5 등과 관련하여 상술한 바와 같은 입체감 조정 과정을 거친다. 즉, 마운팅 플래인의 조정 수단에 의해 2개의 카메라 사이의 상대적 거리, 상대적 각도 및 각 카메라의 상하방향 이동을 조정한다.

이와 같은 입체감 조정 과정을 통해 단계 S605의 판정 결과 입체감이 적절한 것으로 판정되는 경우, 단계 S607로 진행하여 좌우 영상의 합성 위치가 조정된 입체 영상을 본 발명의 일 실시형태에 따른 저장 모듈에 하나의 입체 영상으로서 저장한다. 즉, 저장 모듈에 저장되는 것은 입체감이 조절된 하나의 입체 영상 컨텐츠이다.

한편, 이하에서는 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체영상 생성 방법을 수행하기 위한 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 입체영상 생성 장치에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치는 좌측 영상과 우측 영상 촬영을 위한 2개의 카메라(카메라 #1(705a) 및 카메라 #2(705b)를 이용하여 입체영상을 생성하는 장치로서, 2개의 카메라(705a, 705b)를 고정하는 마운팅 플래인(701), 및 2개의 카메라(705a, 705b)로부터 좌측 영상과 우측 영상 입력받아 합성하여 합성 영상을 생성하는 합성 모듈(702)을 포함한다. 여기서, 마운팅 플래인(701)은 상술한 바와 같이 2개의 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 위치를 조정함으로써 합성 영상의 깊이를 포함한 입체감을 조정한다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 마운팅 플래인(701)은 2개의 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 거리를 조정하는 거리조정 수단(706a), 2개의 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 각도를 조정하는 각도조정 수단(706b), 및 2개의 카메라(705a, 705b) 각각의 상하위치를 조정하는 상하이동 조정 수단(706c)을 포함하는 조정 수단(706)을 포함할 수 있으며, 이를 통해 도 4 및 도 5 등과 관련하여 상술한 바와 같이 합성 모듈(702)을 통해 합성되는 입체 영상의 깊이를 포함하는 전체적인 입체감을 조정할 수 있다.

또한, 마운팅 플래인(701)은 2개의 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 위치 조정을 정량적으로 수행하기 위한 눈금을 포함할 수 있으며, 이러한 눈금을 통해 상술한 입체감 조정을 정량화하여, 이후 구체적인 카메라 조절 파라미터를 구축할 수 있다. 이와 같은 2개의 카메라 사이의 상대적 거리, 상대적 각도 및 상하 위치 이동을 포함하는 정량적인 카메라 위치 조정에 대해서는 이하 도 8과 관련하여 더욱 구체적으로 살펴본다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이 합성 모듈(702)은 2개의 카메라(705a, 705b)의 동기화를 위한 동기화 모듈(707)을 포함할 수 있다. 이와 같은 동기화 모 듈(707)을 통해, 합성 모듈(702)은 2개의 카메라(705a, 705b)를 이용하여 촬영한 좌측 영상과 우측 영상의 촬영 시간 동기를 맞추어 공간적으로 교대로 배치하여 도 3에 도시한 바와 같은 합성 영상을 생성할 수 있으며, 이를 통해 동영상과 같은 입체 영상 컨텐츠에서 좌우 영상의 동기화를 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체영상 생성 장치는 마운팅 플레인(701)의 조정 수단(706)을 이용하여 상술한 바와 같이 2개의 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 위치를 조정하는 과정에서, 직접 합성 영상의 입체감을 확인하기 위한 프리 뷰 모듈(703)을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 프리 뷰 모듈(703)을 통해 실제 표시되는 입체 영상의 입체감을 확인하면서 상술한 바와 같은 마운팅 플래인(701)의 조정 수단(706)에 의해 입체감을 조절함으로써, 미리 설정된 파라미터 값에 따라 카메라의 위치를 조정하더라도 사용자 및 상황에 따라 서로 상이하게 느낄 수 있는 입체감을 조절함으로써 보다 높은 품질의 입체 영상을 생성할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치는 도 7에 도시된 바와 같이 합성 영상을 하나의 영상으로서 저장하는 저장 모듈(704)을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 단일 입체 영상 컨텐츠를 획득할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 마운팅 플래인(mounting plain)의 세부 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 마운팅 플래인(701)은 2개의 카메라(705a, 705b) 하단에 2개의 카메라(705a, 705b) 각각의 수평방향 각도를 조절할 수 있는 각도 조정 수단(706b)을 포함할 수 있다. 이와 같은 각도 조정 수단은 일일이 사람의 손으로 카메라를 회전시키는 방식이 아닌 카메라의 회전을 정량적으로 조정하는 장치(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 각 카메라 하단에 위치한 각도 조정 수단(706b)에는 눈금이 표기되어 있어 카메라가 어느 정도의 각도로 회전되는지를 정량적으로 알 수 있어, 양 카메라(705a, 705b) 사이의 상대적 각도를 정확하게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 눈금은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 어느 측면에서도 용이하게 판독 가능하도록 적어도 2방향 이상에 동일한 눈금을 표기하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 마운팅 플래인(701)은 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 조정할 수 있는 거리 조정 수단(706a) 및 각 카메라의 상하방향 이동을 조정할 수 있는 상하이동 조정 수단(706c)을 포함할 수 있다. 이와 같은 거리 조정 수단(706a) 및 상하이동 조정 수단(706c)은 각도 조정 수단(706b)과 마찬가지로 일일이 사람의 손으로 카메라 사이의 거리를 조절하거나 상하방향 이동을 조정하는 것이 아닌 카메라의 상대적 거리 및 상항 방향 위치를 정량적으로 조정하는 장치(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 조정 수단에는 눈금이 표기되어 있어 카메라 사이의 상대적 거리 및 상하방향 위치의 이동 정도를 정량적으로 손쉽게 알 수 있다. 또한, 상술한 눈금 역시 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 영상 생성 장치의 어느 측면에서도 용이하게 판독 가능하도록 적어도 2방향 이상에 동일한 눈금을 표기하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 기존의 2개의 카메라 사이의 상대적 위치, 구체적으로 2개의 카메라 사이의 상대적 거리, 각 카메라의 각도, 각 카메라의 상하 이동의 조정을 마운팅 플래인의 조정 수단을 통해 정밀하게 수행하여, 좌측 영상과 우측 영상의 시프트와 같은 상대적 배치를 조정하여 입체감을 조정하여 촬영함으로써 높은 품질의 입체영상을 손쉽게 생성하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 위치 조절을 마운팅 플래인의 조정 수단의 눈금에 의해 정량적으로 조정함으로써 입체감 조정을 위한 조정 파라미터를 구체적 데이터로서 규정하여 정밀한 입체감 조정이 가능하게 한다.

Claims

2개의 카메라를 마운팅 플레인(mounting plain)에 설치하여 위치 조정을 수행하는 단계;

상기 2개의 카메라를 통해 좌측영상과 우측 영상을 촬영하는 단계;

상기 좌측 영상과 상기 우측 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하는 단계; 및

상기 마운팅 플레인의 조정 수단에 의해 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 수행함으로써, 상기 합성 영상의 깊이(depth)를 포함한 입체감을 조정하는 단계를 포함하며,

상기 상대적 거리 조정은 상기 합성 영상의 위치가 사용자 방향으로 이동하도록 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 크게 하거나, 상기 합성 영상의 위치가 상기 사용자 반대방향으로 이동하도록 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 작게 하여 상기 합성 영상의 깊이를 조정하며,

상기 상대적 각도 조정은 상기 사용자가 인식하는 스크린의 위치가 상기 사용자 방향으로 이동되어 상기 합성 영상이 상기 스크린의 후방에 위치하도록 상기 2개의 카메라 사이의 각도크기를 작게 하거나, 상기 사용자가 인식하는 스크린의 위치가 상기 사용자 반대방향으로 이동되어 상기 합성 영상이 상기 스크린의 전방에 위치하도록 상기 2개의 카메라 사이의 각도크기를 크게 하여 상기 합성 영상의 깊이를 조정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 생성방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마운팅 플래인의 조정 수단에 의한 상기 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정은 상기 2개의 카메라를 고정하는 상기 마운팅 플래인의 눈금에 의해 정량적으로 조정되는, 입체 영상 생성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 입체감 조정 단계 후, 상기 마운팅 플래인의 눈금에 따른 위치 조정 파 라미터 값을 저장하는 단계를 더 포함하는, 입체 영상 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 합성 영상 생성 단계는,

상기 2개의 카메라를 통해 촬영한 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 촬영 시간 동기를 맞추어 공간적으로 교대로 배치하는 단계를 포함하는, 입체 영상 생성 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 입체감 조정 단계는,

프리 뷰(pre-view) 모듈을 통해 상기 합성 영상의 입체감을 확인하는 단계를 포함하는, 입체 영상 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 입체감 조정 단계 후, 상기 합성 영상을 하나의 영상으로서 저장하는 단계를 더 포함하는, 입체 영상 생성 방법.
좌측영상과 우측영상 촬영을 위한 2개의 카메라를 이용하여 입체영상을 생성하는 장치에 있어서,

상기 2개의 카메라로부터 상기 좌측 영상과 상기 우측 입력받아 합성하여 합성 영상을 생성하는 합성모듈; 및

상기 2개의 카메라를 고정하는 마운팅 플레인(mounting plain)을 포함하며,

상기 마운팅 플레인은 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동조정을 수행함으로써 상기 합성 영상의 깊이(depth)를 포함한 입체감을 조정하는 것으로,

상기 상대적 거리 조정은 상기 합성 영상의 위치가 사용자 방향으로 이동하도록 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 크게 하거나, 상기 합성 영상의 위치가 상기 사용자 반대방향으로 이동하도록 상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리를 작게 하여 상기 합성 영상의 깊이를 조정하며,

상기 상대적 각도 조정은 상기 사용자가 인식하는 스크린의 위치가 상기 사용자 방향으로 이동되어 상기 합성 영상이 상기 스크린의 후방에 위치하도록 상기 2개의 카메라 사이의 각도크기를 작게 하거나, 상기 사용자가 인식하는 스크린의 위치가 상기 사용자 반대방향으로 이동되어 상기 합성 영상이 상기 스크린의 전방에 위치하도록 상기 2개의 카메라 사이의 각도크기를 크게 하여 상기 합성 영상의 깊이를 조정하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 생성 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 마운팅 플래인은,

상기 2개의 카메라 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 정량적으로 수행하기 위한 눈금을 포함하는, 입체 영상 생성 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 합성 모듈은,

상기 2개의 카메라의 동기화를 위한 동기화 모듈을 포함하며,

상기 동기화 모듈을 이용하여, 상기 2개의 카메라를 통해 촬영한 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 촬영 시간 동기를 맞추어 공간적으로 교대로 배치하여 상기 합성 영상을 생성하는, 입체 영상 생성 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 마운팅 플레인의 조정 수단을 이용하여 상기 2개의 카메라 사이의 사이의 상대적 거리 조정, 상대적 각도 조정, 및 상기 2개의 카메라 각각의 상하방향 이동 조정을 수행하는 과정에서 상기 합성 영상의 입체감을 확인하기 위한 프리 뷰 모듈을 더 포함하는, 입체 영상 생성 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 합성 영상을 하나의 영상으로서 저장하는 저장 모듈을 더 포함하는, 입체 영상 생성 장치.