KR101453531B1 - 3D Real-Time Virtual Studio System And Method For Producting Virtual Studio Image In Real-Time Virtual Studio System - Google Patents

3D Real-Time Virtual Studio System And Method For Producting Virtual Studio Image In Real-Time Virtual Studio System Download PDF

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KR101453531B1
KR101453531B1 KR1020130151728A KR20130151728A KR101453531B1 KR 101453531 B1 KR101453531 B1 KR 101453531B1 KR 1020130151728 A KR1020130151728 A KR 1020130151728A KR 20130151728 A KR20130151728 A KR 20130151728A KR 101453531 B1 KR101453531 B1 KR 101453531B1
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Abstract

Disclosed are a 3D real-time virtual studio device, capable of freely adjusting the size and the position of a 3D virtual studio image, and a method for producing a virtual studio image in the real-time virtual studio device. To this end, the 3D real-time virtual studio device according to the present invention includes a render engine unit to create a first virtual studio image after rendering and synthesizing 3D image information together with a subject image in 3D. The render engine unit includes: an actor plate creating unit to create an actor plate at a predetermined position for the subject image of the first virtual studio image; an actor image outputting unit to output a second virtual studio image after mapping a video signal of the subject image with the actor plate; and a moving image outputting unit to output the third virtual studio image, which has been zoomed out, zoomed in, and moved left and right, in real time as a relevant image is clicked after the second virtual studio image is zoomed in, zoomed out, and moved left and right using a 360-degree camera moving function of the virtual camera. Therefore, according to the present invention, the virtual studio image mapped with the video signal is zoomed out, zoomed in, and moved left and right in real time using the camera moving function (linear moving function), so that various realistic virtual images can be viewed.

Description

3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치 및 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법{3D Real-Time Virtual Studio System And Method For Producting Virtual Studio Image In Real-Time Virtual Studio System}Technical Field [0001] The present invention relates to a 3D real-time virtual studio apparatus and a 3D real-time virtual studio apparatus,

본 발명은3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치 및 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 가상 스튜디오 영상의 크기 및 위치를 자유롭게 조절할 수 있는 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치 및 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional real-time virtual studio apparatus and a method for generating a virtual-studio image in a three-dimensional real-time virtual studio apparatus, and more particularly, Time virtual studio apparatus and a method for generating a virtual studio image in a three-dimensional real-time virtual studio apparatus.

1960년대 흑백 텔레비전의 등장 이후, 텔레비전 부분의 방송기술은 전자 통신 기술 분야의 발전과 더불어 눈부시게 발전을 거듭하였다. 1980년대에는 칼라 TV가 도입되면서 사회전반에 획기적인 변화를 일으켰으며, 90년대 말부터 시작된 고화질 텔레비전(High Definition TeleVision; 이원, 간단히 'HDTV'라 함)의 방송은 또 다른 방송시대를 열었다.Since the advent of black and white television in the 1960s, the broadcasting technology of the television segment has developed remarkably with the development of the field of electronic communication technology. In the 1980s, the introduction of color television revolutionized the entire society. Broadcasting of High Definition TeleVision ("HDTV") started at the end of the 90s opened another broadcasting era.

최근의 고화질 텔레비전 방송에서는 그래픽과 실사 영상의 합성 기술의 발전은 실사 영상과 가상의 그래픽 영상을 구분할 수 없을 정도로 정교한 실시간 합성 영상을 방송하기에 이르렀다.In recent high-definition television broadcasting, the development of the synthesis technique of graphics and live-action video has resulted in broadcasting a sophisticated real-time composite image that can not distinguish live-action video from virtual live-action video.

실시간 합성 영상의 대표적인 예로서 가상 스튜디오(Virtual Studio), 가상 캐릭터(Virtual Character), 가상 이미징(Virtual Imaging) 기술 등을 들 수 있다. 이중에서도 가상 스튜디오 기술이 각광받고 있었다.Virtual studio, virtual character, and virtual imaging technologies are examples of real-time composite images. Virtual studio technology has been attracting attention.

이러한 가상 스튜디오 기술은 색상차를 이용하여 화면의 합성을 전기적으로 수행하는 특수 효과인 크로마키(Chroma Key) 기법을 사용한다. 예를 들면, 날씨 예보와 같이 기상 아나운서의 뒤배경으로 구름영상이나 그래픽 화면을 합성시키는 것이 그 대표적인 예라 할 수 있었다.This virtual studio technology uses Chroma Key technique, which is a special effect to electrically synthesize the screen using the color difference. For example, as a weather forecast, it is a typical example to combine a cloud image or a graphic screen as a background behind a meteorological announcer.

하지만, 종래의 크로마키 기법을 이용한 가상 스튜디오 영상은 가상 스튜디오 안에 비쳐진 각 영상들의 크기 및 위치 조절이 어려운 문제점이 있었고, 설사 가능하더라도 별도의 프로그램화하여 출력할 수 밖에 없어 크기 및 위치 조절된 영상을 바로 보여주지 못한 문제점이 있었다.However, there is a problem that it is difficult to adjust the size and position of each image seen in the virtual studio by using the conventional chromakey technique, and even if it is possible, it is only necessary to output it as a separate program, There was a problem that I could not immediately show.

이러한 문제점을 안고 있는 대표적인 종래기술로서, 2008년 01월 10일자로 등록된 한국등록특허 제0795552호에서 비디오 텍스투어링을 이용한 삼차원 가상 스튜디오 장치를 들 수 있다.As a representative prior art having such a problem, Korean Patent No. 0795552, registered on Jan. 10, 2008, discloses a three-dimensional virtual studio device using video-texting.

1. 한국등록특허 제0795552호, 등록일자 : 2008년 01월 10일, 발명의 명칭 : 비디오 텍스투어링을 이용한 삼차원 가상 스튜디오 장치.1. Korean Patent No. 0795552, Registration Date: January 10, 2008 Title: Three-dimensional virtual studio device using Videotex touring. 2. 한국등록특허 제0335617호, 등록일자 : 2002년 04월 23일, 발명의 명칭 : 3차원 입체영상 합성방법.2. Korean Registered Patent No. 0335617, filed on Apr. 23, 2002, entitled " 3D stereoscopic image synthesis method " 3. 한국등록특허 제0541011호, 등록일자 : 2005년 12월 28일, 발명의 명칭 : 가상 영상 합성 장치.3. Korean Patent Registration No. 0541011, Date of Registration: December 28, 2005 Title of Invention: Virtual Image Synthesizer.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가상 스튜디오상에 구현된 각 영상 객체의 크기 및 위치를 실시간 형태로 다양하게 조절할 수 있는3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치 및 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional real-time virtual studio device and a three-dimensional real-time virtual studio device capable of variously adjusting the size and position of each video object implemented on a virtual studio, And a method for generating a virtual studio image in a device.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.The features of the present invention for achieving the objects of the present invention as described above and performing the characteristic functions of the present invention described below are as follows.

본 발명의 일 관점에 따르면, 피사체와 배경 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 영상 카메라부; 생성된 상기 영상 정보에서 배경 영상을 제거한 피사체 영상만을 출력하는 크로마키 엔진부; 가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체를 포함한 3차원 영상정보를 생성하는 가상 카메라부; 및 출력된 상기 피사체 영상과 생성된 상기 3차원 영상 정보를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상을 생성하는 랜더 엔진부;를 포함하고, 상기 랜더 엔진부는 상기 제1 가상 스튜디오 영상의 피사체 영상이 위치할 임의의 지점에 액터판을 생성하는 액터판 생성부; 상기 액터판에 상기 피사체의 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상을 출력하는 액터 영상 출력부; 및 상기 가상 카메라의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 상기 제2 가상 스튜디오 영상을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상을 클릭함에 따라 실시간 형태로 상기 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상을 출력하는 무빙 영상 출력부를 포함하는 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus comprising: an image camera unit for photographing a subject and a background image to generate image information; A chroma key engine unit for outputting only the subject image from which the background image is removed from the generated image information; A virtual camera unit for generating three-dimensional image information including a plurality of background image objects to be a background of the virtual studio; And a render engine unit that three-dimensionally renders and synthesizes the output subject image and the generated three-dimensional image information, and then generates a first virtual studio image, wherein the render engine unit comprises: An actor plate generation unit for generating an actor plate at an arbitrary point at which an image is to be positioned; An actor image output unit for mapping a video signal of the subject to the actor plate and outputting a second virtual studio image; Enlarging, and moving the second virtual studio image using a 360-degree camera moving image of the virtual camera, and then clicking the corresponding image. Then, the first virtual studio image is reduced, enlarged, And a moving image output unit for outputting the moved third virtual studio image.

여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 랜더 엔진부는 상기 제2 가상 스튜디오 영상 또는 제3 가상 스튜디오 영상에 포함된 복수개의 배경 영상 객체중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하는 배경 객체 크기 조정부;를 더 포함할 수 있다.Here, the render engine unit according to an aspect of the present invention may include a background object size adjuster that adjusts the size of a background image object among a plurality of background image objects included in the second virtual studio image or the third virtual studio image .

또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 랜더 엔진부는 상기 액터판의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 상기 액터판에 맞게 상기 피사체 영상을 조절하여 투사하는 액터판 조정부;를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the render engine unit may further include an actor plate adjusting unit adjusting the size and position of the actor plate, and adjusting and projecting the object image according to the adjusted actor plate.

또한, 본 발명의 일 관점에 따르면, (a) 영상 카메라를 통해 피사체와 배경 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 단계; (b) 크로마키 엔진을 통해 생성된 상기 영상 정보에서 배경 영상을 제거한 피사체 영상만을 출력하는 단계; (c) 가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체를 포함한 3차원 영상정보를 가상 카메라에서 생성하는 단계; 및 (d) 출력된 상기 피사체 영상과 가상 카메라를 통해 생성된 상기 3차원 영상 정보를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상을 랜더 엔진부에서 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 (d) 단계는 상기 제1 가상 스튜디오 영상의 피사체 영상이 위치할 지점에 생성된 액터판에 상기 피사체의 비디오신호를 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상을 출력하고, 상기 가상 카메라의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 상기 제2 가상 스튜디오 영상을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상을 클릭함에 따라 실시간 형태로 상기 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상을 출력하는 가상 스튜디오 영상 생성 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating a video image, comprising: (a) capturing a subject and a background image through a video camera to generate image information; (b) outputting only the object image from which the background image is removed from the image information generated through the chroma key engine; (c) generating three-dimensional image information including a plurality of background image objects as a background of the virtual studio in a virtual camera; And (d) rendering the output of the subject image and the three-dimensional image information generated through the virtual camera in a three-dimensional rendering manner, and then generating a first virtual studio image in the render engine unit, wherein (d ) Maps a video signal of the subject to an actor plate generated at a position where the subject image of the first virtual studio image is located, and outputs a second virtual studio image, The second virtual studio image is reduced, enlarged, moved up, down, left, and right using moving and stored, and then the corresponding virtual image is clicked. The third virtual studio image is reduced, enlarged, A virtual studio image generation method is provided.

여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 (d) 단계는 (d-1) 상기 제2 가상 스튜디오 영상 또는 제3 가상 스튜디오 영상에 포함된 복수개의 배경 영상 객체중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하는 단계; 및 (d-2) 상기 액터판의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 상기 액터판에 맞게 상기 피사체의 비디오신호를 맵핑(Mapping)하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, the step (d) includes the steps of (d-1) adjusting the size of a background image object among a plurality of background image objects included in the second virtual studio image or the third virtual studio image ; And (d-2) adjusting the size and position of the actor plate and mapping the video signal of the subject to the adjusted actor plate.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 카메라 무빙(moving, 선형적인 움직임)을 이용하여 비디오 신호를 맵핑한 가상 스튜디오 영상을 실시간으로 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시킴으로써 다양한 형태의 실감나는 가상 영상을 보여줄 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a virtual studio image in which a video signal is mapped using a moving camera (linear motion) can be displayed in real time by reducing, enlarging, and moving up and down and left and right. There is an effect.

특히, 본 발명은 가상 스튜디오 영상에 포함된 배경 영상 각 객체와 피사체 영상을 독립적으로 실행시켜 각 객체와 피사체의 크기를 각기 다르게 조정할 수 있게 되어 강조하고자 하는 영상을 제대로 보여줄 수 있고, 이로써 다양한 형태의 더욱더 실감나는 가상 영상을 보여줌과 동시에 운영자 측면에서 보면 기존 제품의 제작 번거로움을 대폭 개선하여 제작자의 생산성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, according to the present invention, each background image object and an object image included in a virtual studio image are independently executed, and the size of each object and a subject can be adjusted differently so that an image to be emphasized can be displayed properly. It is possible to maximize the productivity of the maker by dramatically improving the production hassle of the existing product from the viewpoint of the operator as well as showing the realistic virtual image.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)의 랜더 엔진부(140)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)의 랜더 엔진부(140)에서 기존의 그래픽 배경을 조절하여 원근감을 표현하는 방식이 아닌 X,Y,Z의 위치 값과 FOV(Field of View) 값을 갖는 가상 카메라 방식의 영상 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법(S100)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법(S100)의 S140 단계를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예들에 의해 구현된 제3 가상 스튜디오 영상(148)의 일례를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an exemplary 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the render engine unit 140 of the 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining an example of a method of rendering a 3D virtual real-time virtual studio apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, in which the render engine unit 140 of the 3D real- , A position value of Z, and a field of view (FOV) value.
5 is a diagram illustrating a virtual studio image generation method (S100) in a 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a detailed view illustrating step S140 of the virtual studio image generation method S100 in the 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention.
7 and 8 are views showing an example of the third virtual studio image 148 implemented by one embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

제1 실시예First Embodiment

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)의 랜더 엔진부(140)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)의 랜더 엔진부(140)에서 생성된 영상 화면을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. 3 and 4 are diagrams illustrating a configuration of the render engine unit 140 of the 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. And FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)는 영상 카메라부(110), 크로마키 엔진부(120), 가상 카메라부(130) 및 랜더 엔진부(140)를 포함한다.As shown, the 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes an image camera unit 110, a chroma key engine unit 120, a virtual camera unit 130, (140).

먼저, 본 발명에 따른 영상 카메라부(110)는 배경 영상(112)을 뒤로하는 피사체 영상(111)과 함께 배경 영상(112)을 촬영한 후 영상 정보(110a)를 생성한다. 이러한 영상 카메라부(110)는 통상적으로 널리 알려진 사진 카메라, 스마트폰 카메라와 같은 원리를 갖는다.First, the image camera unit 110 according to the present invention shoots the background image 112 together with the subject image 111 with the background image 112 back, and then generates the image information 110a. The image camera unit 110 has a principle that is generally known as a photo camera or a smartphone camera.

다음으로, 본 발명에 따른 크로마키 엔진부(120)는 앞서 설명한 영상 카메라부(110)에서 생성된 영상 정보(110a)에서 배경 영상(112)을 제거한 피사체 영상(111)만을 크로마키 기법을 이용하여 출력하여 가상의 피사체 영상(121)을 생성하는 역할을 한다.Next, the chroma key engine 120 according to the present invention uses the chroma key technique only for the subject image 111 from which the background image 112 is removed from the image information 110a generated by the image camera unit 110 described above And generates a virtual object image 121. [0033]

이때 사용되는 크로마키 기법은 영상 카메라(110)로부터의 나오는 신호를 전자적으로 읽고, 화상의 특정한 성분들을 체계적으로 제거하여 공백으로 만드는 기법을 의미한다. 상기 공백은 가상 카메라로부터 나오는 영상 신호로 채워져 두 개의 카메라로부터 전자적으로 결합된 화면을 구성하여 실제로는 존재하지 않는 가상의 영상 화면을 만들어내는데 필요하다.The chroma key technique used here is a technique for electronically reading the signal from the image camera 110 and systematically removing specific components of the image to make it blank. The blank space is filled with video signals coming from the virtual camera and is necessary to construct a screen that is electronically combined from two cameras to create a virtual image screen that does not actually exist.

다음으로, 본 발명에 따른 가상 카메라부(130)는 가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체(131,132,133)를 포함한 가상의 3차원 영상정보(130a)를 생성하는 역할을 한다.Next, the virtual camera unit 130 according to the present invention generates virtual three-dimensional image information 130a including a plurality of background image objects 131, 132, and 133, which are backgrounds of the virtual studio.

다음으로, 본 발명에 따른 랜더 엔진부(140)는 크로마키 엔진부(120)로부터 출력된 피사체 영상(121)과 가상 카메라부(130)에 의해 생성된 3차원 영상 정보(130a)를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상(146)을 생성한다. Next, the render engine unit 140 according to the present invention converts the object image 121 output from the chroma key engine unit 120 and the three-dimensional image information 130a generated by the virtual camera unit 130 into three-dimensional And generates a first virtual studio image 146 after rendering.

이러한 제1 가상 스튜디오 영상은 통상적으로 알려진 두개의 영상을 3차원 랜더링하여 합성하는 기법과 동일하다고 할 수 있으나, 본 실시예에서는 크로마키된 피사체 영상을 합성대상중 하나로 인식하여 처리하는 것이 다르다 할 수 있을 것이다.Such a first virtual studio image can be said to be the same as a technique of three-dimensionally rendering and synthesizing two known images, but in this embodiment, it is different from recognizing and processing the chroma keyed object image as one of the objects to be synthesized There will be.

이와 같은 본 발명의 랜더 엔진부(140)는 제1 가상 스튜디오 영상(146)안에 합성된 피사체 영상(121)을 제1 가상 스튜디오 영상(146)안에 존재하는 3차원 영상 정보(130a)의 임의의 지점에 위치시키도록 비디오신호 맵핑(Mapping)기법을 사용하고, 비디오신호 맵핑(Mapping)된 피사체 영상(121)과 함께 3차원 영상 정보(130a)의 각 객체의 크기 및 위치를 가상 카메라(130)의 무빙 기능을 이용하여 조정하는 역할을 한다.The render engine unit 140 of the present invention may convert the object image 121 synthesized in the first virtual studio image 146 into an arbitrary image of the 3D image information 130a existing in the first virtual studio image 146 And the size and position of each object of the three-dimensional image information 130a together with the video signal mapping mapped image 121 are stored in the virtual camera 130, To adjust using the moving function.

이를 위해, 본 발명에 따른 랜더 엔진부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 액터판 생성부(141), 액터 영상 출력부(142), 무빙 영상 출력부(143), 배경 객체 크기 조정부(144) 및 액터판 조정부(145)를 포함한다.2, the render engine unit 140 includes an actor plate generation unit 141, an actor image output unit 142, an moving image output unit 143, a background object size adjustment unit 144 and an actor plate adjustment section 145. [

먼저, 본 발명에 따른 액터판 생성부(141)는 랜더 엔진부(140)에서 생성된 제1 가상 스튜디오 영상(146)의 피사체 영상(121)이 위치할 임의의 지점에 액터판(146a)을 생성하는 역할을 한다. The actor plate generation unit 141 according to the present invention includes an actor plate 146a at an arbitrary point where the subject image 121 of the first virtual studio image 146 generated by the render engine unit 140 is located It is the role to create.

이런 다음, 본 발명에 따른 액터 영상 출력부(142)는 액터판 생성부(141)에서 생성된 액터판(146a)에 제1 가상 스튜디오 영상(146)의 피사체 영상(121)을 투사하여 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 출력한다. The actor image output unit 142 according to the present invention projects the subject image 121 of the first virtual studio image 146 to the actor plate 146a generated by the actor plate generation unit 141, And then outputs the second virtual studio image 147. [0050]

이로써, 제1 가상 스튜디오 영상(146)에 포함된 배경 영상 객체(130a)의 해당하는 객체속에 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 피사체 영상(121)이 위치하여 제1 가상 스튜디오 영상(146)과 다른 형태의 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 출력할 수 있게 된다.The object image 121 obtained by mapping the video signal to the corresponding object of the background image object 130a included in the first virtual studio image 146 is located and It is possible to output the second virtual studio image 147 of the form.

다음으로, 본 발명에 따른 무빙 영상 출력부(143)는 가상 카메라(130)의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 액터 영상 출력부(142)에서 생성된 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상(피사체 영상, 배경 영상 객체 전체중 적어도 하나 이상을 의미함)을 클릭함에 따라 실시간 형태로 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상(148)을 출력하게 된다. 이와 같이 구현된 제3 가상 스튜디오 영상(148)의 예는 도 7 및 도 8에 나타내었다.Next, the moving image output unit 143 according to the present invention transmits the second virtual studio image 147 generated by the actor image output unit 142 using the 360-degree camera moving of the virtual camera 130 Enlarged and enlarged, enlarged, and moved up and down, left and right, and then clicked on the corresponding image (meaning at least one of all the object image and background image object) (148). Examples of the third virtual studio image 148 thus implemented are shown in FIGS. 7 and 8. FIG.

다시말해, 상기 제3 가상 스튜디오 영상(148)은 배경 영상 객체(130a) 및 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 피사체 영상(121)을 포함한 제3 가상 스튜디오 영상 전체(148)를 본 발명의 가상 카메라를 통해 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 결과가 가장 근접한 결과이다.In other words, the third virtual studio image 148 includes the entire virtual studio image 148 including the background image object 130a and the subject image 121 mapped with the video signal, And the result of moving up, down, left, and right is the closest result.

다음으로, 본 발명에 따른 배경 객체 크기 조정부(144)는 앞서 설명한 제2 가상 스튜디오 영상(147) 또는 제3 가상 스튜디오 영상(148)에 포함된 복수개의 배경 영상 객체(130a)중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하는 역할을 한다. Next, the background object size adjuster 144 according to the present invention adjusts the background image size of an arbitrary background image among a plurality of background image objects 130a included in the second virtual studio image 147 or the third virtual studio image 148, It controls the size of the object.

더욱이, 본 발명에 따른 액터판 조정부(145)는 액터판 생성부(141)에서 생성된 액터판(146a)의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 액터판에 맞게 피사체 영상(121)을 조절하여 맵핑(Mapping)할 수 있게 된다.In addition, the actor plate adjusting unit 145 according to the present invention adjusts the size and position of the actor plate 146a generated by the actor plate generating unit 141, adjusts the subject image 121 to match the adjusted actor plate So that mapping can be performed.

이와 같이, 제3 가상 스튜디오 영상 전체(148)를 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시킬 수 있을뿐만 아니라, 특정 영상인 배경 영상 객체(130a)의 해당하는 객체 및/또는 피사체 영상(121)을 더욱더 조정할 수 있게 되어 강조하고자 하는 특정 가상 스튜디오 영상을 표출시킬 수 있음과 동시에 다양한 가상 스튜디오 영상을 보여줄 수 있는 잇점을 제공하게 되는 것이다.In this way, not only can the entire third virtual studio video 148 be reduced, enlarged, and moved up and down and left and right, but also the corresponding object and / or the subject image 121 of the background video object 130a, It is possible to display a specific virtual studio image to be emphasized and to display various virtual studio images.

제2 실시예Second Embodiment

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법(S100)을 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법(S100)의 S140 단계를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a virtual studio image generation method (SlOO) in a three-dimensional real-time virtual studio apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart In step S140 of the virtual studio image generation method S100 in the three-dimensional real-time virtual studio apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치(100)에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법(S100)은 다양한 형태의 크기 및 위치 조정이 가능한 3차원 가상 스튜디오 영상을 생성하기 위하여 S110 단계 내지 S140 단계를 포함하여 이루어진다.5, a virtual studio image generation method (S100) in a 3D real-time virtual studio apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention includes a 3D virtual image generation method And steps S110 to S140 for generating a studio image.

먼저, 본 발명에 따른 S110 단계에서는 영상 카메라(110)를 통해 피사체(111)와 배경 영상(112)을 촬영하여 영상 정보(110a)를 생성한다.First, in step S110 according to the present invention, the subject 111 and the background image 112 are photographed through the image camera 110 to generate image information 110a.

이후, 본 발명에 따른 S120 단계에서는 크로마키 엔진(120)을 통해 생성된 영상 정보(110a)에서 배경 영상(112)을 크로마키 기법을 이용하여 제거한후 피사체 영상(121)만을 출력한다.In step S120 according to the present invention, the background image 112 is removed from the image information 110a generated through the chroma key engine 120 using the chroma key technique, and only the subject image 121 is output.

이때 사용되는 크로마키 기법은 영상 카메라(110)로부터의 나오는 신호를 전자적으로 읽고, 화상의 특정한 성분들을 체계적으로 제거하여 공백으로 만드는 기법을 의미한다. 상기 공백은 가상 카메라로부터 나오는 영상 신호로 채워져 두 개의 카메라로부터 전자적으로 결합된 화면을 구성하여 실제로는 존재하지 않는 가상의 영상 화면을 만들어내는데 필요하다.The chroma key technique used here is a technique for electronically reading the signal from the image camera 110 and systematically removing specific components of the image to make it blank. The blank space is filled with video signals coming from the virtual camera and is necessary to construct a screen that is electronically combined from two cameras to create a virtual image screen that does not actually exist.

이후, 본 발명에 따른 S130 단계에서는 가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체(131, 132, 133)를 포함한 3차원 영상정보(130a)를 가상 카메라(130)에서 생성한다.In step S130 according to the present invention, the virtual camera 130 generates three-dimensional image information 130a including a plurality of background image objects 131, 132, and 133 as the background of the virtual studio.

마지막으로, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 S130 단계에 의해 출력된 피사체 영상(121)과 가상 카메라(130)를 통해 생성된 3차원 영상 정보(130a)를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상(146)을 랜더 엔진부(140)에서 생성한다.Finally, in step S140 according to the present invention, the object image 121 output in step S130 and the three-dimensional image information 130a generated through the virtual camera 130 are three-dimensionally rendered and synthesized, And generates the image 146 in the render engine unit 140.

이때, 생성된 제1 가상 스튜디오 영상(146)은 통상적으로 알려진 두개의 영상을 3차원 랜더링하여 합성하는 기법과 동일하다고 할 수 있으나, 본 실시예에서는 크로마키된 피사체 영상(121)을 합성대상중 하나로 인식하여 처리하는 것이 다르다 할 수 있을 것이다.In this case, the generated first virtual studio image 146 may be said to be the same as a technique of three-dimensionally rendering and synthesizing two commonly known images. However, in this embodiment, a chroma keyed object image 121 may be synthesized It would be different to recognize and treat as one.

이에 더하여, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 가상 스튜디오 영상(146)의 피사체 영상(121)이 위치할 지점에 생성된 액터판(146a)에 피사체 영상(121)을 비디오 신호로 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 출력한다(S141).6, in step S140, a subject image 121 is created on an actor plate 146a created at a position where the subject image 121 of the first virtual studio image 146 is located, And outputs the second virtual studio image 147 (S141).

이로써, 제1 가상 스튜디오 영상(146)에 포함된 배경 영상 객체(130a)의 해당하는 객체속에 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 피사체 영상(121)을 위치시켜 제1 가상 스튜디오 영상(146)과 다른 형태의 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 출력할 수 있게 된다(S142).In this way, a subject image 121, in which a video signal is mapped, is positioned in a corresponding object of the background image object 130a included in the first virtual studio image 146, And outputs the second virtual studio image 147 of the form (S142).

이어서, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 가상 카메라(130)의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 출력된 상기 제2 가상 스튜디오 영상(147)을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상(피사체 영상, 배경 영상 객체 전체중 적어도 하나 이상을 의미함)을 클릭함에 따라 실시간 형태로 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상(148)을 출력하게 된다(S143).In step S140 according to the present invention, the second virtual studio image 147 outputted by using the 360-degree camera moving of the virtual camera 130 is reduced, enlarged, moved up and down, left and right, And then outputs the third virtual studio image 148 that has been reduced, enlarged, and moved up and down and left and right according to the click of the image (at least one of the entire object image and the background image object) (S143).

다시말해, 상기 제3 가상 스튜디오 영상(148)은 배경 영상 객체 및 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 피사체 영상을 포함하여 제3 가상 스튜디오 영상 전체(148)를 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 결과가 가장 근접한 결과이다. 이와 같이 구현된 제3 가상 스튜디오 영상(148)의 예는 도 7 및 도 8에 나타내었다.In other words, the third virtual studio image 148 includes a subject image, which is a mapping image of a background image object and a video signal, so that the entire third virtual studio image 148 is reduced, enlarged, This is the closest result. Examples of the third virtual studio image 148 thus implemented are shown in FIGS. 7 and 8. FIG.

그리고, 본 발명에 따른 S140 단계에서는 앞서 설명한 제2 가상 스튜디오 영상 또는 제3 가상 스튜디오 영상에 포함된 복수개의 배경 영상 객체중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하고, 액터판의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 상기 액터판에 맞게 상기 피사체 영상의 크기 및 위치등을 조절하여 맵핑(Mapping)하게 된다(S144).In step S140 according to the present invention, the size of an arbitrary background image object among the plurality of background image objects included in the second virtual studio image or the third virtual studio image described above is adjusted and the size and position of the actor plate are adjusted And adjusts the size and position of the subject image in accordance with the adjusted actor plate, thereby mapping (S144).

이와 같이, 제3 가상 스튜디오 영상 전체를 기존의 그래픽 배경을 조절하여 원근감을 표현하는 방식이 아닌 X,Y,Z의 위치 값과 FOV(Field of View) 값을 갖는 가상 카메라 방식의 영상 화면을 나타내어 제3 가상 스튜디오 영상 전체를 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시킬 수 있을뿐만 아니라, 특정 영상인 배경 영상 객체의 해당하는 객체 및/또는 피사체 영상을 더욱더 조정할 수 있게 되어 강조하고자 하는 특정 가상 스튜디오 영상을 표출시킬 수 있음과 동시에 다양한 가상 스튜디오 영상을 보여줄 수 있는 잇점을 제공하게 되는 것이다.As described above, a virtual camera-type image screen having a position value of X, Y, Z and a field of view (FOV) value is displayed instead of a method of expressing the perspective by adjusting the existing graphic background of the entire third virtual studio image The entire virtual studio image can be reduced, enlarged, and moved up and down and left and right. In addition, a corresponding virtual object image and / or a subject image of a background image object, which is a specific image, And can display various virtual studio images at the same time.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments or constructions. You can understand that you can do it. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

100 : 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치 110 : 영상 카메라부
120 : 크로마키 엔진부 130 : 가상 카메라부
140 : 랜더 엔진부 141 : 액터판 생성부
142 : 액터 영상 출력부 143 : 무빙 영상 출력부
144 : 배경 객체 크기 조정부 145 : 액터판 조정부100: three-dimensional real-time virtual studio device 110:
120: chroma key engine unit 130: virtual camera unit
140: Lander engine unit 141: Actor plate generating unit
142: Actor image output unit 143: Moving image output unit
144: background object size adjustment unit 145: actor plate adjustment unit

Claims (5)

피사체와 배경 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 영상 카메라부;
생성된 상기 영상 정보에서 배경 영상을 제거한 피사체 영상만을 출력하는 크로마키 엔진부;
가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체를 포함한 가상의 3차원 영상정보를 생성하는 가상 카메라부; 및
출력된 상기 피사체 영상과 생성된 상기 3차원 영상 정보를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상을 생성하는 랜더 엔진부;를 포함하고,
상기 랜더 엔진부는,
상기 제1 가상 스튜디오 영상의 피사체 영상이 위치할 임의의 지점에 액터판을 생성하는 액터판 생성부;
상기 제1 가상 스튜디오 영상에 포함된 배경 영상 객체의 해당 객체속에 비디오 신호를 맵핑한 상기 피사체 영상이 위치하여 상기 제1 가상 스튜디오 영상과 다른 형태의 영상을 출력할 수 있도록 상기 액터판에 상기 피사체 영상의 비디오신호를 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상을 출력하는 액터 영상 출력부;
상기 가상 카메라의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 상기 제2 가상 스튜디오 영상을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상을 클릭함에 따라 실시간 형태로 상기 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상을 출력하는 무빙 영상 출력부;
상기 제2 가상 스튜디오 영상 또는 제3 가상 스튜디오 영상에 포함된 복수개의 배경 영상 객체중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하는 배경 객체 크기 조정부; 및
상기 액터판의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 상기 액터판에 맞게 상기 피사체 영상을 조절하여 맵핑(Mapping)하는 액터판 조정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치.
An image camera unit for photographing a subject and a background image to generate image information;
A chroma key engine unit for outputting only the subject image from which the background image is removed from the generated image information;
A virtual camera unit for generating virtual three-dimensional image information including a plurality of background image objects to be a background of the virtual studio; And
And a render engine unit for three-dimensionally rendering and synthesizing the output subject image and the generated three-dimensional image information to generate a first virtual studio image,
The render engine unit,
An actor plate generation unit for generating an actor plate at an arbitrary point at which a subject image of the first virtual studio image is to be positioned;
The method of claim 1 or 2, wherein the object image, in which a video signal is mapped, is output to a corresponding object of a background image object included in the first virtual studio image, An actor image output unit for mapping a video signal of the first virtual studio and outputting a second virtual studio image;
Enlarging, and moving the second virtual studio image using the 360-degree camera moving of the virtual camera and storing the virtual studio image by moving it up, down, left, and right, A moving image output unit for outputting a third virtual studio image;
A background object size adjuster for adjusting a size of a background image object among a plurality of background image objects included in the second virtual studio image or the third virtual studio image; And
An actor plate adjusting unit adjusting the size and position of the actor plate and adjusting and mapping the subject image according to the adjusted actor plate;
Dimensional real-time virtual studio device.
삭제delete 삭제delete (a) 영상 카메라를 통해 피사체와 배경 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 단계;
(b) 크로마키 엔진을 통해 생성된 상기 영상 정보에서 배경 영상을 제거한 피사체 영상만을 출력하는 단계;
(c) 가상 스튜디오의 배경이 되는 복수개의 배경 영상 객체를 포함한 3차원 영상정보를 가상 카메라에서 생성하는 단계; 및
(d) 출력된 상기 피사체 영상과 가상 카메라를 통해 생성된 상기 3차원 영상 정보를 3차원 랜더링하여 합성한 후 제1 가상 스튜디오 영상을 랜더 엔진부에서 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 (d) 단계는,
상기 제1 가상 스튜디오 영상에 포함된 배경 영상 객체의 해당 객체속에 비디오 신호를 맵핑한 피사체 영상이 위치하여 상기 제1 가상 스튜디오 영상과 다른 형태의 영상을 출력할 수 있도록 상기 제1 가상 스튜디오 영상의 피사체 영상이 위치할 지점에 생성된 액터판에 상기 피사체 영상의 비디오 신호를 맵핑(Mapping)한 후 제2 가상 스튜디오 영상을 출력하고, 상기 가상 카메라의 360도 카메라 무빙(moving)을 이용하여 상기 제2 가상 스튜디오 영상을 축소, 확대 및 상하 좌우 이동시켜 저장한 후 해당하는 영상을 클릭함에 따라 실시간 형태로 상기 축소, 확대 및 상하 좌우 이동된 제3 가상 스튜디오 영상을 출력하며,
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 제2 가상 스튜디오 영상 또는 제3 가상 스튜디오 영상에 포함된 복수개의 배경 영상 객체중 임의의 배경 영상 객체의 크기를 조정하는 단계; 및
(d-2) 상기 액터판의 크기 및 위치를 조정하고, 조정된 상기 액터판에 맞게 상기 피사체 영상을 맵핑(Mapping)하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 리얼타임 가상 스튜디오 장치에서의 가상 스튜디오 영상 생성 방법.(a) capturing a subject and a background image through a video camera to generate image information;
(b) outputting only the object image from which the background image is removed from the image information generated through the chroma key engine;
(c) generating three-dimensional image information including a plurality of background image objects as a background of the virtual studio in a virtual camera; And
(d) rendering the output image of the subject and the 3D image information generated through the virtual camera in a 3D rendering manner, and creating a first virtual studio image in the render engine unit,
The step (d)
The object image of the video object is mapped to a corresponding object of the background object included in the first virtual studio image so that the object of the first virtual studio image A second virtual studio image is mapped by mapping a video signal of the subject image to an actor plate formed at a position where the image is to be positioned, and the moving image of the second Expanding and moving the virtual studio image in the up, down, left, and right directions, and then clicking the corresponding image, the third virtual studio image is reduced, enlarged, and moved up and down and left and right in real-
The step (d)
(d-1) adjusting the size of an arbitrary background image object among a plurality of background image objects included in the second virtual studio image or the third virtual studio image; And
(d-2) adjusting the size and position of the actor plate and mapping the subject image to the adjusted actor plate;
And generating a virtual studio image in the 3D real-time virtual studio apparatus. 삭제delete
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