KR101040253B1 - Method of producing and recognizing marker for providing augmented reality - Google Patents
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Abstract
증강 현실 제공을 위한 마커 제작 및 인식 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 마커 제작 방법은, 마커와 관련된 맥락 정보를 정의하는 단계, 상기 정의된 맥락 정보를 인코딩하여 이진 코드를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 이진 코드에 따라서 이진 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 본 발명에 따른 마커 인식 방법은, 마커가 상기 마커와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴을 포함하고, 상기 이진 패턴은 상기 맥락 정보가 인코딩되어 생성된 이진 코드에 따라서 형성되어 있으며, 상기 마커를 촬영하여 영상을 획득하는 단계, 상기 획득된 영상에서 상기 이진 패턴으로부터 이진 코드를 추출하는 단계, 및 상기 추출된 이진 코드를 디코딩하여 상기 맥락 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 마커와 관련된 다양한 맥락 정보를 마커에 담을 수 있다. Disclosed are a method of manufacturing and recognizing a marker for providing augmented reality. The marker manufacturing method according to the present invention includes the steps of defining context information associated with a marker, generating a binary code by encoding the defined context information, and forming a binary pattern according to the generated binary code. Characterized in that. The marker recognition method according to the present invention includes a binary pattern in which a marker contains contextual information related to the marker, wherein the binary pattern is formed according to a binary code generated by encoding the contextual information. And capturing an image by capturing an image, extracting a binary code from the binary pattern from the obtained image, and obtaining the context information by decoding the extracted binary code. According to the present invention, various contextual information related to the marker can be contained in the marker.
증강 현실, 마커, 마커 제작, 마커 인식 Augmented Reality, Markers, Marker Making, Marker Recognition
Description
본 발명은 증강 현실에 관한 것으로 보다 상세하게는 증강 현실 제공을 위한 마커와, 마커의 제작 방법 및 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to augmented reality, and more particularly, to a marker for providing augmented reality, and a method of manufacturing and recognizing a marker.
기존의 증강 현실(augmented reality) 기술을 응용한 시스템들은 대부분 마커(marker)나 태그(tag) 기반으로 제작되어 왔다. 종래의 마커 또는 태그는 단순히 마커 또는 태그의 아이디 정보만을 담고 있다. 이 경우 마커 인식 시에 마커의 크기나 위치와 같은 정보는 미리 알고 있다고 가정하고, 마커 또는 태그를 해석함으로써 마커로부터 아이디를 추출하고 아이디에 대응하는 콘텐츠를 마커로부터 얻어진 좌표에 증강시킨다.Most systems using the existing augmented reality technology have been manufactured based on markers or tags. The conventional marker or tag simply contains ID information of the marker or tag. In this case, it is assumed that information such as the size or position of the marker is known in advance when the marker is recognized, and the ID is extracted from the marker by analyzing the marker or the tag, and the content corresponding to the ID is augmented in the coordinates obtained from the marker.
서로 다른 마커들이 주변 환경에 분포되어 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 모바일 증강현실 응용 서비스를 고려할 때, 마커들은 일반적으로 서로 다른 크기와 위치를 가지게 된다. 기존의 마커 디자인과 같이 마커에서 추출하는 정보가 아이디 하나 뿐인 경우, 다음과 같은 여러 문제들이 발생할 수 있다. Considering mobile augmented reality application services in a ubiquitous computing environment where different markers are distributed in the surrounding environment, the markers generally have different sizes and positions. If the information extracted from the marker is only one ID as in the existing marker design, various problems may occur as follows.
마커가 갖는 정보가 아이디 뿐이므로, 마커에 관련된 다른 정보는 원격지 또는 모바일 장치에 마련된 데이터베이스를 통해서만 얻을 수 있다. 그러나 모바일 장치에 수많은 마커들에 대한 정보를 모두 담는 것은 사실상 불가능하다. 원격지의 데이터베이스에 관련 정보를 저장하는 경우 마커의 개수가 증가함에 따라 검색 속도가 저하될 수 있으며 항상 데이터베이스와 통신이 가능해야 한다.Since the information of the marker is only an ID, other information related to the marker can be obtained only through a database provided at a remote or mobile device. However, it is virtually impossible to contain all the information about numerous markers on a mobile device. In case of storing the related information in the remote database, the search speed may be slowed down as the number of markers increases and the communication with the database should be possible at all times.
모든 마커의 크기가 동일하다는 가정 하에 마커를 해석하므로, 마커로부터 얻는 3D 좌표계의 스케일(scale)이 마커의 크기에 비례 또는 반비례하여 달라지게 된다. 이 때 동일한 크기의 3D 콘텐츠를 다른 크기의 마커를 기준으로 디스플레이하는 경우, 마커의 크기에 따라 디스플레이 되는 콘텐츠의 크기가 달라진다. 일반적으로 모바일 장치의 스크린이 크지 않다는 점을 고려할 때, 디스플레이된 콘텐츠가 스크린보다 커지게 되어 콘텐츠를 사용자가 제대로 보지 못할 수가 있다. Since the markers are interpreted under the assumption that all markers have the same size, the scale of the 3D coordinate system obtained from the markers varies in proportion to or inversely proportional to the size of the markers. In this case, when 3D content of the same size is displayed based on markers of different sizes, the size of the displayed content varies according to the size of the marker. In general, given that the screen of the mobile device is not large, the displayed content may be larger than the screen, and the user may not be able to see the content properly.
마커로부터 얻어지는 3D 좌표계는 마커를 기준으로 하는 지역 좌표계 (local coordinate system)이다. 따라서 서로 다른 두 마커가 있는 경우 두 마커 A와 B 사이의 관계는 상대적인 좌표계 변환(transformation)으로만 나타낼 수 있다. 따라서 여러 마커를 상대로 상호작용을 할 때 모든 마커가 화면에 보이지 않는다면 서로 다른 두 마커 A와 B 사이의 관계는 알 수 없다. 또한 마커 A와 B 각각에 대해 디스플레이된 콘텐츠가 서로 상호작용하는 경우 좌표계 변환을 항상 수행해 주어야 한다.The 3D coordinate system obtained from the marker is a local coordinate system based on the marker. Therefore, when there are two different markers, the relationship between the two markers A and B can be represented only by relative coordinate system transformation. Therefore, when interacting with multiple markers, if all the markers are not visible on the screen, the relationship between the two different markers A and B is unknown. In addition, coordinate system transformation should always be performed when the displayed contents for each of markers A and B interact with each other.
또한, 기존의 마커 해석 방법은 한 가지 종류의 마커에 대해서만 동작하도록 제작되었으므로 다양한 종류의 마커가 존재하는 경우 특정 마커들 외에 나머지 마커는 해석할 수가 없다. In addition, the conventional marker interpretation method is designed to operate only for one type of marker, and thus, if various kinds of markers exist, the remaining markers cannot be interpreted except for specific markers.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 증강 현실 제공을 위한 마커와 관련된 다양한 맥락 정보를 마커에 담을 수 있는 마커 및 그러한 마커의 제작 방법, 그리고 마커의 인식 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a marker capable of containing various contextual information related to a marker for providing augmented reality, a method of manufacturing such a marker, and a method of recognizing the marker.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 제작 방법은, 마커와 관련된 맥락 정보를 정의하는 단계; 상기 정의된 맥락 정보를 인코딩하여 이진 코드를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 이진 코드에 따라서 이진 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a method for manufacturing a marker for providing augmented reality according to the present invention includes: defining context information related to a marker; Generating a binary code by encoding the defined context information; And forming a binary pattern according to the generated binary code.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커는, 상기 마커와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴을 포함하고, 상기 이진 패턴은 상기 맥락 정보가 인코딩되어 생성된 이진 코드에 따라서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a marker for providing augmented reality according to the present invention includes a binary pattern containing context information associated with the marker, and the binary pattern is based on a binary code generated by encoding the context information. It is characterized by being formed.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 인식 방법에서, 상기 마커는 상기 마커와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴을 포함하고, 상기 이진 패턴은 상기 맥락 정보가 인코딩되어 생성된 이진 코드에 따라서 형성되어 있으며, 상기 방법은 상기 마커를 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상에서 상기 이진 패턴으로부터 이진 코드를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 이진 코드를 디코딩하여 상기 맥락 정보를 획득하는 단계를 포함하 는 것을 특징으로 한다. In the marker recognition method for providing augmented reality according to the present invention to solve the technical problem, the marker includes a binary pattern containing the context information associated with the marker, the binary pattern is generated by encoding the context information It is formed according to the binary code, the method comprising the steps of: photographing the marker to obtain an image; Extracting a binary code from the binary pattern in the obtained image; And decoding the extracted binary code to obtain the contextual information.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 상기된 본 발명에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 인식 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.In order to solve the above technical problem, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a marker recognition method for providing augmented reality according to the present invention.
상기된 본 발명에 의하면, 증강 현실 제공을 위한 마커와 관련된 다양한 맥락 정보를 마커에 담을 수 있는 마커 및 그러한 마커의 제작 방법, 그리고 마커의 인식 방법을 제공한다.According to the above-described present invention, there is provided a marker capable of containing various contextual information related to a marker for providing augmented reality in a marker, a method of manufacturing such a marker, and a method of recognizing the marker.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커의 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 마커(10)는 마커(10)와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴(11), 로고, 그림 또는 문자 이미지가 삽입되는 이미지 삽입부(12), 마커(10)의 영역을 한정하는 영역 한정부(13)를 포함하여 이루어진다.1 shows a configuration of a marker for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
이진 패턴(11)은 맥락 정보가 인코딩되어 생성된 이진 코드에 따라서 형성되어 있는데, 도시된 바와 같이 여러 격자들로 이루어지며, 격자들 각각에 흰색 또는 검은 색을 채워 넣음으로써 0 또는 1을 나타낸다. 이진 패턴(11)에 담겨 있는 맥락 정보로는 마커의 아이디, 마커의 종류, 마커의 크기, 절대 좌표계에서의 위치, 문자 정보의 유무, 문자 정보, 회전 정보 등이 있다. The
이미지 삽입부(12)에는 로고, 그림 또는 문자 이미지가 삽입되며, 이진 패턴(11)은 로고, 그림 또는 문자 이미지가 삽입되어 있는지 여부를 나타내는 정보를 담을 수 있다. 도 2는 본 실시예에 따른 마커(10)의 이미지 삽입부(12)에 다양한 로그, 그림 또는 문자 이미지가 삽입된 모습의 예를 나타낸다. 로그, 그림 또는 문자 이미지는 도시된 바와 같이, 마커(10)의 이진 패턴(11)과 영역 한정부(13) 사이 의 공간에 적절하게 배치될 수 있다. 한편, 도 2의 네 번째에 도시된 바와 같이, 그림 또는 문자 이미지가 마커의 경계 외부까지 확장될 수도 있다.The image inserter 12 may insert a logo, picture or text image, and the
도시된 바와 같이, 사용자는 마커(10)의 이미지 삽입부(12)에 삽입된 로고, 그림 또는 문자 이미지를 통해 마커(10)가 나타내는 내용을 파악할 수 있다. 이미지 삽입부(12)는 삽입될 이미지의 크기에 따라서 이진 패턴(11)과 영역 한정부(13)를 침범하지 않는 범위에서 좌우 또는 위아래로 그 크기가 확장될 수 있다. As shown, the user can grasp the contents indicated by the
영역 한정부(13)는 마커의 영역을 한정하여 그 크기를 특정하는 역할을 하며 예를 들어 도시된 바와 같이 마커의 경계 부분에 특정 패턴을 삽입함으로써 영역을 한정한다. 영역 한정부(13)는 마커 인식 시에 마커를 촬영하는 카메라와 마커 사이의 변환행렬을 보다 정확하게 얻을 수 있도록 한다. The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 제작 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a marker manufacturing method for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention.
310단계에서 마커와 관련된 맥락 정보를 정의한다. 맥락 정보는 이미 설명된 바와 같이 마커의 아이디, 마커의 종류, 마커의 크기, 절대 좌표계에서의 위치, 문자 정보의 유무, 문자 정보, 회전 정보 등이 있다. In
320단계에서 맥락 정보 중 마커의 종류를 나타내는 정보를 인코딩하여 이진 코드를 생성하고, 330단계에서, 마커의 종류에 따라서 적절한 인코딩 방식을 선택한다. 한다. 마커의 종류에 따라서 마커의 이진 패턴이 담는 맥락 정보가 달라지므로, 그에 따라 적절한 인코딩 방식(마커 인식 시에는 디코딩 방식)이 선택되어야 한다. In
340단계에서 맥락 정보 중 마커의 종류를 나타내는 정보를 제외한 나머지 정보를 인코딩하여 이진 코드를 생성한다. 마커의 종류를 나타내는 정보를 포함하여 마커와 관련된 맥락 정보를 인코딩하는 과정은 뒤에 자세히 설명하기로 한다. In
350단계에서, 상기 320단계 및 340단계에서 생성된 이진 코드를 에러 보정을 위하여 재인코딩한다. 이때 예를 들어 BCH (Boss-Chaudhuri-Hocquenghen) 인코딩 방식을 사용할 수 있다. In
360단계에서, 상기 320단계, 340단계 및 350단계를 거쳐 생성된 이진 코드에 따라서 마커가 마련될 위치에 이진 패턴을 형성한다. 이때 도 1에 관하여 설명된 바와 같이 격자들 각각에 흰색 또는 검은 색을 채워 넣음으로써 이진 패턴을 형성한다. In
370단계에서, 마커와 관련된 맥락 정보 중 마커의 크기 정보에 따라서 마커의 영역 한정부를 형성하고, 마커에 삽입할 로고, 그림 또는 문자 이미지가 있는 경우 해당 이미지를 마커에 삽입한다. In
이하에서는, 마커와 관련된 맥락 정보를 인코딩하는 과정을 각 정보 별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a process of encoding context information related to a marker will be described in detail for each information.
마커의 종류를 나타내는 정보에 관하여 설명하면 다음과 같다. 마커의 종류는 인식하고자 하는 마커의 종류에 따라 숫자를 부여하고 이를 이진수로 나타낸다. 나타내고자 하는 마커의 종류가 n개라면 을 만족하는 k의 최소값이 마커의 종류를 나타내는데 필요한 비트 수가 된다. 예를 들어 마커의 종류가 7개라면 마커의 종류를 나타내기 위해서는 3비트가 필요하다. 마커의 종류 정보를 마커에 담음으로 써 여러 종류의 마커를 동시에 인식할 수 있는 장점이 있다. Information indicating the type of marker will be described as follows. The type of marker is assigned a number according to the type of marker to be recognized and represented as a binary number. If there are n kinds of markers to display The minimum value of k that satisfies is the number of bits necessary to indicate the type of marker. For example, if there are seven types of markers, three bits are required to indicate the types of markers. By putting the type information of the marker in the marker, there is an advantage that can recognize several kinds of markers at the same time.
마커의 크기는 마커의 가로 및 세로의 길이로 정의할 수 있다. 예를 들어 가로의 길이를 과 같이 나타내고 n 과 m을 이진수로 변환한다. 길이의 경우 가로 길이에 대한 비율 k를 이진수로 변환한다. 이 때, 가로 또는 세로 중 어느 쪽이 더 긴 쪽인지를 나타내기 위해 이진수의 마지막에 역수(inverse) 여부를 나타내기 위해 1비트를 추가한다. 마커의 크기 정보를 마커에 담음으로써, 마커의 크기를 미리 정해 놓지 않더라도 마커를 촬영한 후 카메라와 마커 사이의 올바른 변환 행렬을 구할 수 있다.The size of the marker can be defined as the length of the marker. For example, the width And convert n and m to binary. For length, convert the ratio k to the width to binary. At this time, one bit is added to indicate whether the inverse is at the end of the binary number to indicate whether the length is horizontal or vertical. By including the size information of the marker in the marker, it is possible to obtain a correct transformation matrix between the camera and the marker after shooting the marker even if the size of the marker is not predetermined.
마커의 절대 좌표계에서의 위치를 나타내는 정보는 다음과 같이 인코딩한다. 마커의 위치는 마커의 가로 및 세로 길이를 아는 경우 마커의 네 꼭지점 중 왼쪽 상단(또는 다른 꼭지점)에 해당하는 점의 절대 좌표 (x, y)만을 정의하면 된다. 그리고 x와 y 를 이진화한다. 이때 마커의 가로 길이를 표현하는 방식처럼 의 형태로 표현 가능하다면 n과 m을 이진화함으로써 필요한 비트수를 줄일 수 있다. 종래의 마커 해석 방법에 의하면, 절대 좌표를 고려하지 않고 마커에 대한 지역 좌표계(local coordinate system)만을 계산하기 때문에 서로 다른 두 마커 사이의 관계는 상대적으로만 정의가 가능하다. 그러나 본 실시예에서와 같이 마커의 위치 정보를 마커에 담음으로써 서로 다른 여러 마커들 사이의 절대적인 위치 관계를 알 수 있다. Information indicating the position of the marker in the absolute coordinate system is encoded as follows. The location of the marker only needs to define the absolute coordinates (x, y) of the point corresponding to the upper left (or other vertex) of the four vertices of the marker when the width and length of the marker are known. And binarizes x and y. In this case, like the way to express the width of the marker If you can express in the form of, you can reduce the number of bits needed by binarizing n and m. According to the conventional marker analysis method, since only a local coordinate system for a marker is calculated without considering absolute coordinates, the relationship between two different markers can be defined relatively. However, as in this embodiment, by including the position information of the marker in the marker, it is possible to know the absolute positional relationship between different markers.
마커의 아이디는 보통 양의 정수로 정의되는데, 이를 이진수로 변환한다. 12비트로 표현한다면 최대 4096개의 마커 아이디를 생성할 수 있다.The ID of a marker is usually defined as a positive integer, which is converted to binary. In 12-bit representation, up to 4096 marker IDs can be generated.
문자 정보의 유무는 마커에 문자 정보가 담겨 있는지 여부를 나타내는 것으로 0 또는 1로 나타낼 수 있다. 따라서 1비트로 표현 가능하다.The presence or absence of the character information indicates whether the marker contains the character information and may be represented by 0 or 1. Therefore, it can be represented by 1 bit.
문자 정보는 마커에 두 가지 방법으로 담을 수 있다. 첫째로, 문자는 0에서 255 사이의 이진 코드로 표현이 가능하므로 문자를 이진 코드로 변환하여 이진 패턴에 담는 것이다. 둘째는 이진 패턴에 사용 가능한 비트가 부족한 경우에 문자를 이미지 형태로 마커의 이미지 삽입부에 삽입하는 것이다. 삽입된 문자 이미지는 마커 인식 시에 OCR(optical character recognition)과 같은 문자 인식 알고리즘을 이용하여 파악할 수 있다. Character information can be contained in the marker in two ways. First, since characters can be represented with binary codes between 0 and 255, they are converted to binary codes and put in binary patterns. The second is to insert a character in the form of an image into the marker's image insert if there are not enough bits available for the binary pattern. The inserted character image may be identified using a character recognition algorithm such as optical character recognition (OCR) at the time of marker recognition.
마커의 이미지 삽입부에 문자 이미지가 삽입되는 경우 OCR 등을 이용하여 문자를 인식하기 위해서는 문자열의 위치를 알아야 한다. 따라서 이 경우 문자열의 위치 정보가 마커에 담겨져 있어야 한다. 문자열의 위치 정보는 마커의 위치 정보인 마커의 왼쪽 상단 꼭지점으로부터 떨어진 거리 (dx, dy) 및 문자열의 폭과 높이 (w, h)로 정의할 수 있다. 이때 (dx, dy)는 마커의 왼쪽 상단 꼭지점으로부터 각각 x축 및 y축 방향에 대하여 떨어져 있는 격자의 수 r과 s로 나타내고, 문자열의 폭과 높이는 각각에 대응하는 격자의 수 u와 v로 나타낸다. 그리고 이들 각 숫자를 이진 코드로 변환하여 배열함으로써 문자의 위치 정보를 이진화할 수 있다. When a character image is inserted into the image insertion unit of the marker, the position of the character string must be known in order to recognize the character by using an OCR or the like. Therefore, in this case, the location information of the string should be contained in the marker. The position information of the string may be defined as a distance (dx, dy) away from the upper left vertex of the marker, which is the position information of the marker, and the width and height (w, h) of the string. Where (dx, dy) is represented by the number of grids r and s away from the upper left corner of the marker with respect to the x- and y-axis directions, respectively, and the width and height of the string are represented by the number of grids u and v, respectively. . By converting each of these numbers into a binary code and arranging them, it is possible to binarize character position information.
마커의 회전 정보는 마커를 인식하는 방향을 알기 위한 정보이다. 마커의 회전 정보는 이진 패턴의 비트들 특정 위치에 0 또는 1을 부여함으로써 나타낼 수 있다. 예를 들어 이진 패턴의 좌우 상단 및 하단 4개의 비트들 중에 3개는 0을, 나머지 1개는 1을 부여함으로써 나타낸다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다. 만일 마커 가 회전 정보를 가지고 있지 않다면 마커 인식 시에 4가지 방향 모두에 대하여 디코딩을 시도해 보아야 한다. 본 실시예처럼 마커가 회전 정보를 가지고 있는 경우 마커 인식 시에 회전 정보를 추출하고 그에 따라 1회의 디코딩이 가능하게 된다. The rotation information of the marker is information for knowing the direction in which the marker is recognized. The rotation information of the marker can be indicated by giving 0 or 1 to bits specific position of the binary pattern. For example, three of the left, right, top, and bottom four bits of the binary pattern are represented by giving 0 and the other one. Of course the opposite is also true. If the marker does not have rotation information, you should try decoding in all four directions when recognizing the marker. When the marker has the rotation information as in the present embodiment, the rotation information is extracted at the time of marker recognition, and accordingly, one time decoding is possible.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 인식 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a marker recognition method for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention.
410단계에서, 카메라로 마커를 촬영하여 영상을 획득한다. 본 실시예에서 마커는 이미 설명된 바와 같이, 마커와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴을 포함하고, 이진 패턴은 맥락 정보가 인코딩되어 생성된 이진 코드에 따라 형성되어 있다. In
420단계에서 영상으로부터 이진 패턴을 검출하고, 430단계에서 이진 패턴으로부터 이진 코드를 추출한다. 그리고 440단계에서, 추출된 이진 코드에 대하여 에로 검출 및 보정을 위한 디코딩을 수행한다. In
450단계에서, 추출된 이진 코드 중 마커의 종류를 나타내는 비트를 읽어내어 마커의 종류를 식별한다.In
460단계에서, 식별된 마커의 종류에 따라서 적절한 디코딩 방식을 선택하고, 470단계에서 이진 코드를 디코딩하여 마커와 관련된 맥락 정보를 획득한다.In
도 5는 마커의 맥락 정보를 획득하는 상기 470단계를 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating in detail the
510단계에서 이진 코드를 디코딩하여 마커와 관련된 맥락 정보를 획득하고, 520단계에서 마커에 그림 이미지가 포함되어 있는지 판단하여, 그러한 경우 530단 계로 진행하여 그림을 인식하고, 그렇지 않은 경우 540단계로 진행한다.In
540단계에서, 마커에 문자 이미지가 포함되어 있는지 판단하고, 그러한 경우 550단계로 진행하여, OCR 등 문자 인식 알고리즘을 이용하여 문자를 인식한다.In
상술한 본 발명의 실시예들에 의하면 다음과 같은 장점들이 있다.According to the embodiments of the present invention described above has the following advantages.
기존의 마커들은 사각형 형태의 외곽선을 필요로 하기 때문에 외곽선의 일부가 가리워지는 경우 마커가 제대로 인식이 되지 않는 제약이 있었으나, 본 발명에서 제안하는 마커의 형태는 경계선을 이진 패턴(11)에만 적용함으로써 외곽선 가림으로 인해 마커가 제대로 인식이 되지 않는 경우를 줄일 수 있다.Conventional markers require a rectangular outline, so when a part of the outline is hidden, there is a limitation that the marker is not properly recognized, but the shape of the marker proposed in the present invention is applied by applying the boundary only to the
기존의 사각형 마커들의 경우, 외곽선 내부에 모든 패턴을 넣어야 하므로 패턴의 형태 및 크기가 외곽선의 내부 크기로 제한된다. 그러나 본 발명에 따른 마커는 이미지 삽입부(12)가 확장이 가능하므로 외곽선으로 인한 제약을 줄일 수 있다. In the case of the existing rectangular markers, since all patterns must be put inside the outline, the shape and size of the pattern is limited to the inside size of the outline. However, the marker according to the present invention can reduce the constraints due to the outline because the
기존의 마커를 사용하여 그 위에 콘텐츠를 증강시킬 때, 크기가 서로 다른 두 마커를 사용하는 경우 미리 정의된 마커의 크기를 기준으로 마커를 인식하기 때문에 같은 크기로 콘텐츠를 증강시키더라도 콘텐츠의 크기가 서로 달라지는 문제가 있다. 반면, 본 발명에 따른 마커 및 마커 인식 방법에 의하면, 마커의 크기가 서로 다르더라도 마커의 크기를 마커 인식 단계에서 알 수 있으므로, 콘텐츠의 크기를 일정하게 유지하면서 렌더링이 가능하다. 따라서 화면의 크기가 작은 모바일 단말 장치를 고려할 때 일관성 있게 콘텐츠의 크기를 유지할 수 있다.When using existing markers to augment content on top of each other, if two different markers are used, the markers are recognized based on the size of a predefined marker. There is a different problem. On the other hand, according to the marker and the marker recognition method according to the present invention, since the size of the marker can be known at the marker recognition step even if the sizes of the markers are different from each other, the rendering can be performed while maintaining the size of the content. Therefore, when considering a mobile terminal device having a small screen size, the content size can be maintained consistently.
또한, 본 발명에 따른 마커에는 마커와 관련된 맥락 정보를 담고 있는 이진 패턴과 그림, 로고 또는 문자 이미지를 함께 마커에 넣을 수 있으므로, 마커와 관 련된 정보를 데이터베이스 등에 미리 마련하지 않고도 마커로부터 직접 추출해 낼 수 있다. In addition, since the marker according to the present invention can include a binary pattern and a picture, a logo or a text image containing contextual information related to the marker, the marker related information can be extracted directly from the marker without preparing a database or the like in advance. Can be.
마커의 내부에 빈 공간을 마련하여 로고, 그림 또는 문자 이미지를 삽입함으로써 기존의 마커에 비해 시각적인 측면에서 거부감을 줄일 수 있으며 사용자는 이를 통해 마커가 의미하는 바를 직관적으로 파악할 수가 있다. By providing a blank space inside the marker and inserting a logo, picture or text image, it can reduce the visual dissatisfaction compared to the existing marker, and the user can intuitively grasp what the marker means.
기존의 마커들은 서로 상대적인 관계만을 알 수 있으므로, 서로 다른 마커들 사이의 상대적인 변환 행렬을 항상 계산해 주어야만 한다. 그러나 본 발명에 의하면, 마커의 이진 패턴에 마커의 위치 정보를 저장함으로써 서로 다른 두 마커들 사이의 변환 행렬의 계산이 필요치 않으며 두 마커 사이의 관계를 절대 좌표계에서 해석하는 것이 가능하다. Since existing markers can only know relative relations with each other, it is necessary to always calculate relative transformation matrices between different markers. However, according to the present invention, by storing the position information of the marker in the binary pattern of the marker, it is not necessary to calculate the transformation matrix between two different markers, and it is possible to interpret the relationship between the two markers in the absolute coordinate system.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading medium (e.g., CD ROM,
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관 점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커의 구성을 나타낸다.1 shows a configuration of a marker for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention.
도 2는 마커(10)의 이미지 삽입부(12)에 다양한 로그, 그림 또는 문자 이미지가 삽입된 모습의 예를 나타낸다. 2 illustrates an example in which various log, picture or text images are inserted into the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 제작 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a marker manufacturing method for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 제공을 위한 마커 인식 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a marker recognition method for providing augmented reality according to an embodiment of the present invention.
도 5는 마커의 맥락 정보를 획득하는 470단계를 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다. 5 is a
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