KR101280226B1 - Method for composing the image signals in a robot and a robot thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇에서 영상을 합성하는 방법 및 그 로봇에 관한 것이다. 좀 더 자세하게는 로봇이 구비한 화상 카메라로 찍은 동화상을 특정의 애니메이션과 합성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing an image in a robot and the robot. More specifically, the present invention relates to a method of synthesizing a moving image taken by an image camera provided by a robot with a specific animation.
본 발명에서는 로봇의 각 구성요소를 제어하기 위한 제어부와; 저장되어 있는 그래픽 에니메이션과 구비하고 있는 화상 카메라로 촬영한 화상을 합성하기 위한 영상 합성 수단을 포함하고,In the present invention, a control unit for controlling each component of the robot; Image synthesizing means for synthesizing the stored graphic animation and the image photographed with the image camera included;
상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 영상 합성 수단에서 저장되어 있는 그래픽 에니메이션과 구비하고 있는 화상 카메라로 로봇의 전방부를 촬영한 화상을 합성한 후 합성된 이미지를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 영상을 합성하는 로봇 및 그 방법이 제시된다.According to the control signal of the control unit, a robot for synthesizing the image, characterized in that the image is stored in the image synthesizing means and the image camera provided with the image of the front part of the robot synthesized and then displays the synthesized image And methods thereof are presented.
로봇, 영상 합성 Robot, Image Synthesis
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상을 합성하는 로봇의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a robot synthesizing an image according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 구비하는 영상 합성 수단의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of an image synthesizing means included in a robot according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 로봇에서 영상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of synthesizing an image in a robot according to an exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부호에 대한 설명 ><Description of Major Symbols in Drawing>
101 : 키입력부 103 : 이동매커니즘101: key input unit 103: moving mechanism
104 : 영상 합성 수단104: image synthesis means
201 : 화상 카메라 202 : 화상 카메라 버퍼201: image camera 202: image camera buffer
203 : 그래픽 애니메이션 저장부 204 : 그래픽 애니메이션 입력부203: Graphic animation storage unit 204: Graphic animation input unit
205 : 합성부 206 : 스크린 버퍼205: synthesis unit 206: screen buffer
207 : 디스플레이부207: display unit
본 발명은 로봇에서 영상을 합성하는 방법 및 그 로봇에 관한 것이다. 화상 카메라를 구비한 로봇에서 화상 카메라로 사용자의 동화상을 입력받고, 일정한 프로그램에 따라 사용자의 동화상과 소정의 그래픽 애니메이션을 합성하여 화면으로 출력하는 동영상 처리 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing an image in a robot and the robot. The present invention relates to a moving picture processing technology for receiving a moving picture of a user from a robot having an image camera to a moving picture camera, synthesizing the moving picture of the user and a predetermined graphic animation according to a predetermined program, and outputting it to the screen.
최근에는 로봇을 이용한 각종 프로그램이 개발되어 오고 있다. 로봇이 단지 집안 경비나 청소 등의 기능에만 한정되는 것이 아니라 로봇이 구비한 화면에 소정의 어린이 프로그램을 디스플레이함으로써 어린이들에게 좀 더 친숙하게 어린이 프로그램이 전달될 수 있게 하고 있다. 이런 어린이 프로그램은 대개 캐릭터 애니메이션으로 구성됨이 일반적인데, 단지 캐릭터 애니메이션으로 구성되어 있는 임의의 프로그램은 사용자가 참여하고 있다는 체감을 줄 수 없으며 이로 인해 프로그램에 대한 참여도를 높이기에 충분하지 않다. 또한 사용자의 동작만을 화상 카메라로 입력받아서 재구성 없이 화면으로 내보내는 형태로는 프로그램의 완성도를 높이기에 충분하지 않다.Recently, various programs using robots have been developed. The robot is not only limited to functions such as house expenses or cleaning, but also displays a predetermined children's program on the screen provided by the robot so that the children's program can be more familiar to children. Such children's programs are generally composed of character animations. Any program consisting only of character animations cannot give the user a sense of participation, which is not enough to increase participation in the program. In addition, only the user's motion is input to the image camera and exported to the screen without reconfiguration, which is not enough to increase the completeness of the program.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 화상카메라가 장착된 로봇에서 이미 제작된 그래픽 캐릭터나 그래픽 애니메이션과 화상카메라를 통해 입력받은 동화상을 합성하는 방법 및 그 방법을 수행하는 로봇을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to synthesize a graphic character or graphic animation already produced in a robot equipped with an image camera and a method for synthesizing a moving image input through the image camera and performing the method To provide a robot.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 로봇의 각 구성요소를 제어 하기 위한 제어부와; 저장되어 있는 그래픽 에니메이션과 구비하고 있는 화상 카메라로 촬영한 화상을 합성하기 위한 영상 합성 수단을 포함하고,In order to achieve the above object, the present invention, the control unit for controlling each component of the robot; Image synthesizing means for synthesizing the stored graphic animation and the image photographed with the image camera included;
상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 영상 합성 수단에서 저장되어 있는 그래픽 애니메이션의 이미지와 구비하고 있는 화상 카메라로 촬영한 화상이미지를 합성한 후 합성된 이미지를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 동화상을 합성하는 로봇 및 그 로봇에서 동화상을 합성하는 방법이 제시된다.A robot for synthesizing a moving image, comprising synthesizing an image of a graphic animation stored in the image synthesizing means and an image image photographed by an image camera according to a control signal of the controller and displaying the synthesized image; A method of synthesizing moving images in the robot is presented.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동화상을 합성하는 로봇의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a robot synthesizing a moving image according to an embodiment of the present invention.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(100)은 키입력부(101)와, 이동 매커니즘(103)과, 영상 합성 수단(104) 및 상기 구성요소를 제어하기 위한 제어부(105)를 포함하여 이루어진다.As can be seen in Figure 1, the
상기 키입력부(101)는 다양한 기능을 갖는 로봇에게 특정의 기능을 수행하도록 하는 신호를 입력하기 위한 수단이다. 상기 키입력부(101)로 본 발명의 영상 합성 기능이 선택되는 신호가 입력되면 상기 로봇(100)은 본 발명의 실시예에 따라 영상 합성을 수행하게 된다.The
상기 이동 매커니즘(103)은 로봇을 이동시키기 위한 기계적 구성으로서, 바퀴 형태, 인간 다리 형태 등으로 이루어지며, 상기 제어부(105)로부터의 제어 신호 에 따라 로봇을 이동하게 한다.The
상기 영상 합성 수단(104)은 화상카메라가 찍은 영상을 로봇에 저장되어 있는 특정의 동영상과 합성하기 위한 구성요소로서, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 영상을 합성하게 된다. 이에 대한 좀 더 구체적인 구성 및 작동은 아래에서 도2를 참조하면서 설명하기로 한다.The image synthesizing means 104 is a component for synthesizing an image taken by an image camera with a specific video stored in a robot, and synthesizes an image according to a control signal of the controller. More specific configuration and operation thereof will be described with reference to FIG. 2 below.
상기 제어부(105)는 로봇의 전체적인 시스템을 제어하는 기능을 수행한다. 특히 본 발명에서는 영상 합성 수단(104)에 의한 영상 합성을 본 발명의 방법에 따라 제어하는 데 주기능이 있다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 로봇이 구비하는 영상 합성 수단의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of an image synthesizing means included in a robot according to an embodiment of the present invention.
도 2에서 알 수 있듯이 그 구성은, 화상 카메라(201)와, 카메라 화상 버퍼(202)와, 애니메이션 저장부(203)와, 애니메이션 입력부(204)와, 합성부(205)와, 스크린 버퍼(206) 및 디스플레이부(207)를 포함하여 이루어진다.As can be seen from FIG. 2, the configuration includes an
상기 화상 카메라(201)는 디지털 카메라로서, 로봇 전방의 상황을 촬영하여 이를 디지털화한 후 그 이미지를 상기 카메라 화상 버퍼에 전송한다. 상기 카메라의 촬영 속도는 30 FPS(frame for second)로 촬영하는 것이 적당하다. 이때 이미지는 bmp 파일형으로 만들어진다.The
상기 카메라 화상 버퍼(202)는 상기 화상 카메라(201)에서 촬영한 화상을 bmp형의 이미지로 저장하고 있다가 상기 제어부(105)의 제어 신호에 따라 각각의 프레임 이미지를 합성부(205)로 전송하게 된다.The
상기 애니메이션 저장부(203)는 상기 화상 카메라가 촬영한 화상과 합성될 특정의 그래픽 애니메이션을 저장하고 있다가 상기 제어부(105)의 제어 신호에 따라 저장된 그래픽 애니메이션의 각 이미지를 상기 합성부(205)로 전송하게 된다.The
여기에서 다음과 같은 과정으로 분류된다. 그래픽의 종류가 단위별 그래픽의 경우에는 스토리 보드에 따라 제어부에서는 해당 그래픽 이미지를 불러내어 화상 카메라가 촬영한 각 화상 이미지와 합성하게 되고, 그래픽의 종류가 Flash형인 경우에는 제어부에서 저장된 Flash 이미지를 Flash 엔진을 사용하여 실행하다가 그 중 추출한 특정의 이미지를 화상 카메라가 촬영한 각 화상 이미지와 합성하게 된다. 이때 추출되어 합성되는 flash 이미지는 화상 카메라의 각 프레임 촬영시각과 동일한 시각에 실행된 flash이미지이다. 즉, 화상 카메라의 각 촬영 프레임과 flash엔진을 사용하여 실행중 추출되는 flash 이미지는 동기되어 있다.Here it is classified into the following processes. If the graphic type is graphic by unit, the control unit calls out the graphic image according to the storyboard and synthesizes it with each image image captured by the image camera. If the graphic type is flash type, the control unit stores the flash image stored in the control unit. It executes using the engine and synthesizes a specific image extracted from each image with each image taken by the image camera. In this case, the extracted and synthesized flash image is a flash image executed at the same time as the shooting time of each frame of the image camera. That is, the flash image extracted during execution by using each shooting frame of the image camera and the flash engine is synchronized.
상기 애니메이션 입력부(204)는 상기 화상 카메라(201)가 촬영한 화상과 합성될 특정의 그래픽 애니메이션을 로봇에 입력하기 위한 부분이다. The
상기 합성부(205)는 상기 제어부(105)의 영상 합성 제어 신호에 따라 상기 카메라 화상 버퍼(202) 및 상기 애니메이션 저장부(203)로부터 전송받은 각 이미지들을 합성한다. 본 발명의 실시예에서는 영상 합성 방법으로서 PIPP 방식을 따랐다. 즉, 애니메이션 각 이미지의 일정 부분에 대한 투명처리를 위하여 지정된 색(예를 들면 청색)으로 그 일정 부분을 처리하고, 그 투명 처리된 부분에 상기 화상 카메라가 촬영한 이미지가 합성되도록 하였다.The synthesizing
상기 합성부에서 카메라 화상과 그래픽 애니메이션을 합성함에 있어서 그래 픽의 종류에 따라 차이가 있다. 먼저, 단위별 그래픽의 경우에는 그래픽 제작과정에서 생성된 스토리 보드에 의한 시간 간격 정보를 이용하여 합성하게 된다. 이러한 스토리 보드는 그래픽 이미지와 함께 상기 저장부에 저장되었다가 제어부에서 이를 읽어낸 후 스토리 보드에 따라 합성하게 된다.In synthesizing the camera image and the graphic animation in the synthesis unit, there is a difference depending on the type of graphic. First, in the case of the graphic for each unit, it is synthesized using the time interval information by the storyboard generated in the graphic production process. The storyboard is stored in the storage unit together with the graphic image and then read by the control unit and synthesized according to the storyboard.
아래와 같이 각 단위별 그래픽과 해당하는 시간 간격 정보를 갖는 스토리 보드가 작성되었다고 가정하자.Suppose a storyboard is created with graphics for each unit and corresponding time interval information, as shown below.
그리고, 카메라 화상은 초당 30프레임이 입력되므로 위의 단위별 그래픽 시간 간격과 맞추어 버퍼에 순차적으로 들어오는 카메라 화상 이미지와 해당 시간의 이미지와 합성하게 된다. 즉, 아래 표와 같이 합성하게 된다.In addition, since 30 frames per second are input to the camera image, the camera image is sequentially synthesized with the image of the camera image and the corresponding time which sequentially enter the buffer according to the graphic time interval of each unit. That is, it is synthesized as shown in the table below.
다음으로, Flash 그래픽의 경우에는 애니메이션 엔진이 별도로 운영되어 제작해 둔 Flash 그래픽을 Flash 그래픽 엔진에 실행하게 되면 화상 카메라로 입력되는 화상 프레임 수와 맞추어서 애니메이션 엔진에 의해 출력되는 이미지를 받아내어 두 개의 이미지를 합성하게 된다. 즉, 화상 카메라가 촬영하는 개별 프레임의 촬영 시각에 실행되는 그래픽 이미지와 각 개별 프레임 이미지를 합성하게 되는 것이다.Next, in the case of Flash graphics, when an animation engine is operated separately and executed, the Flash graphics engine receives the images output by the animation engine according to the number of image frames input to the image camera. Will be synthesized. In other words, a graphic image executed at the time of capturing the individual frames captured by the image camera and the respective frame images are synthesized.
상기 스크린 버퍼(206)는 합성된 이미지들을 일시적으로 저장하고 있다가 제어부의 신호에 따라 상기 디스플레이부(207)로 각 합성된 이미지를 전송한다.The
상기 디스플레이부(207)는 상기 스크린 버퍼(206)로부터의 이미지들을 디스플레이하여 사용자들이 합성된 영상을 화면상으로 볼 수 있게 한다. 이에는 LCD 패널 등이 포함된다.The
로봇에서 그래픽 애니메이션과 카메라 화상을 합성하기 위하여는 먼저 합성될 그래픽 애니메이션의 제작과 그것의 로봇에의 저장이 필요하다. 본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 과정에 따른다.In order to synthesize a graphic animation and a camera image in a robot, it is first necessary to create a graphic animation to be synthesized and store it in the robot. In an embodiment of the present invention, the following procedure is followed.
먼저, 캐릭터 및 그래픽 애니메이션을 제작한다. 이때 단위별 그래픽을 제작할 경우에는 스토리 보드에 의해 애니메이션 시간 간격을 확정해 둔다. flash 등의 그래픽 애니메이션을 제작할 경우에는 스토리 보드에 의한 애니메이션 시간 간격을 flash 내에서 설정하게 된다.First, create character and graphic animation. At this time, when producing graphic for each unit, animation time interval is decided by story board. When producing graphic animation such as flash, the animation time interval by storyboard is set in flash.
다음으로, 카메라 화상과 합성하기 위해 그래픽 애니메이션 내에 내용에 따라 필요없는 부분은 투명처리한다. 이 투명처리를 위하여 내용상 빈 부분을 청색 등 합성 프로그램과 약속된 색으로 처리하여 둔다. 그러면, 합성 프로그램에 의하여 그래픽 애니메이션과 카메라 화상을 합성할 때 그래픽 애니메이션의 투명처리부분(예컨대 청색 부분) 영역만큼만 카메라 화상 이미지가 합성되게 된다. 이때 화상 카메라로 들어오는 동화상의 초당 입력 수만큼 처리하게 되며, 프로그램의 효율을 위하여 초당 입력수는 30 FPS(frame per second)에서 10FPS까지 조절한다.Next, parts that are not necessary in the graphic animation for the composition with the camera image are transparently processed. For this transparent processing, the blank areas are processed in the color promised with the synthesis program such as blue. Then, when synthesizing the graphic animation and the camera image by the compositing program, only the transparent image portion (for example, the blue portion) of the graphic animation is synthesized. At this time, the inputs per second are processed as the number of inputs per second of the moving image coming into the image camera. For the efficiency of the program, the inputs per second are adjusted from 30 FPS (frame per second) to 10 FPS.
끝으로, 위와 같이 제작된 그래픽 애니메이션을 로봇의 애니메이션 입력부(204)를 통하여 애니메이션 저장부(203)에 저장해 둔다. Finally, the graphic animation produced as described above is stored in the
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 로봇에서 동화상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of synthesizing a moving image in a robot according to an embodiment of the present invention.
그 방법은, 먼저 제어부(105)에서 저장부(203)에 미리 저장되어 있는 합성할 그래픽 종류를 판단하는 단계(S301)와;The method comprises the steps of: first determining, by the
그래픽 종류가 Flash 형인 경우 제어부(105)에서 저장부(203)의 이미지데이터를 Flash엔진을 사용하여 실행함과 동시에 화상카메라로 카메라 전방을 촬영하는 단계(S302)와;If the graphic type is a Flash type, executing the image data of the
제어부에서 화상 카메라의 각 프레임 촬영시각에 맞추어 flash 실행 이미지를 추출하는 단계(S303)와:Extracting a flash execution image according to a shooting time of each frame of the image camera by the control unit (S303);
제어부(105)의 제어 신호에 따라 추출된 flash이미지와 화상 프레임 이미지를 합성부(205)로 전송하는 단계(S304)와;Transmitting the extracted flash image and the image frame image to the combining
그래픽 종류가 단위별 그래픽인 경우 제어부(105)에서 저장부(203)에 저장되어 있는 그래픽의 스토리 보드를 읽어내는 단계(S305)와;Reading the storyboard of the graphics stored in the
제어부(105)에서 화상 카메라(201)로 카메라 전방을 촬영하는 단계(S306)와;Photographing the front of the camera with the
제어부(105)의 제어 신호에 따라 저장부의 해당 이미지와 카메라 화상 프레임 이미지를 합성부로 전송하는 단계로서, 저장부의 해당 이미지는 제어부에서 스토리 보드를 참조하여 순서별로 합성할 지정 이미지인 것을 특징으로 하는 단계(S307)와;Transmitting the corresponding image of the storage unit and the camera image frame image to the synthesis unit according to the control signal of the
합성부(205)에서 전송받은 이미지를 합성하는 단계(S308)와;Synthesizing the image received from the combining unit 205 (S308);
합성부(205)에서 합성된 이미지를 스크린 버퍼(206)에 전송하는 단계(S309) 와;Transmitting the image synthesized by the combining
디스플레이부(207)에서 합성된 이미지를 스크린 버퍼(207)에서 전송받아 디스플레이하는 단계(S310)를 포함하고, 상기 저장부에 저장되어 있는 이미지 데이터에 대한 합성이 모두 완료할 때에 동화상 합성 절차가 끝나게 된다. 즉, 저장된 이미지데이터에 대한 flash엔진에 의한 실행이 완료하거나 또는 스토리 보드에 따른 그래픽 이미지와의 합성이 완료할 때에 합성 절차가 끝나게 된다.And receiving and displaying the image synthesized by the
본 발명에 의하면, 로봇의 화상 카메라에서 촬영한 동화상과 그래픽 애니메이션을 합성하여 이 합성된 애니메이션을 디스플레이함으로써 사용자가 애니메이션 속의 캐릭터와 함께 있는 체감을 느낄 수 있는 기능을 제공할 수 있으며, 사용자의 각종 컨텐츠에 대한 몰입감을 높일 수 있다.According to the present invention, by synthesizing the moving picture and the graphic animation taken by the image camera of the robot to display the synthesized animation can provide a function that allows the user to feel the sense of being with the character in the animation, the user's various contents Increase your immersion in
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