KR102403256B1 - 기계학습을 위한 프리핸드 스케치 이미지 생성 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 기계학습을 위한 3차원 모델의 프리핸드 스케치 생성 방법에 관한 것이다. 기계학습을 위한 프리핸드 스케치(freehand sketch) 데이터 생성 방법은 대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하는 단계 및 상기 3차원 모델에 기초하여 상기 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 각 프리핸드 스케치 이미지는 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기계학습을 위한 프리핸드 스케치 이미지 생성 방법 및 시스템{FREEHAND SKETCH IMAGE GENERATING METHOD AND SYSTEM FOR MACHINE LEARNING}
본 개시는 기계학습을 위한 프리핸드 스케치(freehand sketch) 이미지 생성 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로, 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 기계학습 모델은 기계학습의 복잡성을 단순화하기 위하여, 3차원 모델로부터 단일 선으로 구성된 프리핸드 스케치를 생성하였다. 그러나, 단일 선의 프리핸드 스케치는 디자이너의 실제 스케치 디자인을 충실히 반영하지 못하는 문제점이 있었다.
이를 보완하기 위하여 샘플 데이터를 이용하여 기계학습을 위한 적정 수준으로 스케치 데이터를 증강시키는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 방식 역시 충분한 양의 샘플 데이터가 요구되고, 사용자로부터 스케치 데이터를 획득하는 것은 시간과 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.
이에, 사용자로부터 스케치 데이터를 얻지 않고, 자동으로 스케치 데이터를 획득하기 위한 방법이 제시되었다. 이는 시간과 비용의 소모를 줄이는데 도움이 되지만, 사용자 프리핸드 스케치의 고유 특성이 남아 있지 않아, 프리핸드 스케치를 데이터베이스로 일반화하는데 도움이 되지 않는다는 문제점이 있었다.
본 개시는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기계학습을 위한 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법, 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 및 장치(시스템)를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 본 개시는 2차원 스케치를 3차원 모델로 변환하기 위한 기계학습 모델을 생성하기 위한 학습 데이터를 만들기 위해, 기 생성된 3차원 모델들로부터 2차원 프리핸드 스케치 데이터를 자동으로 생성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 개시는 방법, 장치(시스템) 또는 판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 기계학습을 위한 프리핸드 스케치(freehand sketch) 데이터 생성 방법은 대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하는 단계 및 3차원 모델에 기초하여 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 각 프리핸드 스케치 이미지는 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 3차원 모델에 기초하여 제1 지점에서 대상 물체를 제1 방향으로 바라본 제1 에지 맵을 생성하는 단계와 3차원 모델에 기초하여 제2 지점에서 대상 물체를 제2 방향으로 바라본 제2 에지 맵을 생성하는 단계와 제1 87에지 맵에 기초하여 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계 및 제2 에지 맵에 기초하여 제2 스케치 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 에지 맵을 생성하는 단계는, 3차원 모델 내의 버텍스를 조정하는 단계와 제1 지점 및 제1 방향에 기초하여 투영 행렬(projection matrix)을 결정하는 단계와 투영 행렬을 조정하는 단계 및 3차원 모델 및 조정된 투영 행렬에 기초하여 제1 에지 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 제1 에지 맵 내의 픽셀들을 연결하여 스트로크를 생성하되, 스트로크의 길이가 미리 정해진 제1 임계값에 도달하거나 정해진 미리 제2 임계값을 초과하는 각도로 꺽이는 경우 새로운 스트로크의 생성을 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 생성된 각 스트로크에 대해서 두께 프로필 및 투명도 프로필을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 생성된 각 스트로크에 대해 텍스처를 적용 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 생성된 스트로크 각각에 대해서 폴리곤화(poligonize)를 수행하여 2개의 직선으로 변환하는 단계 및 변환된 직선들 중 일부를 선택하고 선택된 직선들의 길이를 연장하여 제1 타입의 가이드 라인들을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는, 생성된 스트로크 각각에 대해서 폴리곤화(poligonize)를 수행하여 수직 방향의 직선과 수평 방향의 직선 2개로 변환하는 단계 및 변환된 수직 방향의 직선들 및 수평 방향의 직선들 중 일부를 선택하고 선택된 직선들이 길이를 연장하여 제2 타입의 가이드 라인들을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 기계학습을 위한 프리핸드 스케치 생성 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 정보 처리 시스템은, 통신 모듈, 메모리 및 메모리와 연결되고, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독 가능한 적어도 하나의 프로그램을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 프로그램은, 대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하고, 3차원 모델에 기초하여 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위한 명령어들을 포함하고, 각 프리핸드 스케치 이미지는 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치를 자동 생성함으로써, 기계학습을 위한 데이터를 보다 효율적이고 효과적으로 획득할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 스트로크를 활용한 다양한 형태의 스케치 이미지를 생성함으로써 일반적인 형태의 스케치 스타일을 이용한 스케치 데이터의 생성이 가능하여, 보다 보편적인 기계학습을 가능하게 할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(“통상의 기술자”라 함)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치 이미지가 생성되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 사용자 단말 및 정보 처리 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 스케치 이미지를 생성하는 방법을 나타내는 도면이다
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 스케치 이미지의 스트로크를 생성하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 3차원 모델로부터 스케치 이미지의 복수의 스트로크가 생성되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 두께 프로필과 알파 프로필의 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 1차 공간 노이즈와 2차 공간 노이즈의 예시를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 스트로크에 적용되는 텍스처의 예시를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 타입의 가이드 라인 생성 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 스케치 이미지의 제1 타입의 가이드 라인이 생성되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 11는 본 개시의 일 실시예에 따른 스케치 이미지의 제2 타입의 가이드 라인을 생성하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 스케치 이미지의 제2 타입의 가이드 라인이 생성되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 생성된 2차원 스케치 이미지의 예시를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 스케치 이미지를 생성하는 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 명세서에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만, '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, '모듈' 또는 '부'는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. '프로세서'는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서, '프로세서'는 주문형 반도체(ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. '프로세서'는, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다. 또한, '메모리'는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. '메모리'는 임의 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리(NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM(EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.
본 개시에서, '시스템'은 서버 장치와 클라우드 장치 중 적어도 하나의 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 시스템은 하나 이상의 서버 장치로 구성될 수 있다. 다른 예로서, 시스템은 하나 이상의 클라우드 장치로 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 시스템은 서버 장치와 클라우드 장치가 함께 구성되어 동작될 수 있다.
본 개시에서, '기계학습 모델'은 주어진 입력에 대한 해답(answer)을 추론하는데 사용하는 임의의 모델을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기계학습 모델은 2차원 스케치 데이터를 학습하여 3차원 모델을 생성하는 기계학습 모델일 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에서, 하나의 기계학습 모델로 설명된 모델은 복수 개의 기계학습 모델을 포함할 수 있으며, 또한, 별도의 기계학습 모델로 설명된 복수 개의 모델은 단일 기계학습 모델로서 구현될 수도 있다.
본 개시에서, '디스플레이'는 컴퓨팅 장치와 연관된 임의의 디스플레이 장치를 지칭할 수 있는데, 예를 들어, 컴퓨팅 장치에 의해 제어되거나 컴퓨팅 장치로부터 제공된 임의의 정보/데이터를 표시할 수 있는 임의의 디스플레이 장치를 지칭할 수 있다.
본 개시에서, '복수의 A의 각각' 또는 '복수의 A 각각'은 복수의 A에 포함된 모든 구성 요소의 각각을 지칭하거나, 복수의 A에 포함된 일부 구성 요소의 각각을 지칭할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, '복수의 이미지'는 복수의 이미지를 포함하는 영상을 지칭할 수 있으며, '영상'은 영상에 포함된 복수의 이미지를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치가 생성되는 예시를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 정보 처리 시스템은 3차원 모델과 그에 대응하는 2차원 프리핸드 스케치로 구성된 복수의 학습 데이터 쌍을 학습함으로써, 2차원 스케치를 3차원 모델로 변환할 수 있는 기계학습 모델을 생성할 수 있다. 이를 위하여, 정보 처리 시스템은 대상 물체에 대한 3차원 모델에 기초하여 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성할 수 있다. 프리핸드 스케치는 사용자(예를 들어, 디자이너 등)가 디자인하기 위한 대상 물체를 직접 스케치한 것과 유사한 형태의 이미지를 지칭할 수 있다.
일 실시예에서, 정보 처리 시스템은 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위하여 3차원 모델(110)을 수신할 수 있다. 이 경우, 정보 처리 시스템은 하나의 3차원 모델(110)에 대하여 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지(120, 130, 140)를 생성할 수 있다.
복수의 프리핸드 스케치 이미지(120, 130, 140)는 3차원 모델(110)을 서로 다른 각도에서 바라본 2차원 이미지일 수 있다. 예를 들어, 복수의 프리핸드 스케치 이미지는 정면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면에서 바라본 프리핸드 스케치를 생성할 수 있다. 도 1에서는 하나의 3차원 모델(110)로부터 3개의 프리핸드 스케치 이미지(120, 130, 140)가 생성되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 임의의 수의 프리핸드 스케치 이미지가 생성될 수 있다.
3차원 모델(110)과 제1 프리핸드 스케치 이미지(120)의 쌍, 3차원 모델(110)과 제2 프리핸드 스케치 이미지(130)의 쌍, 그리고 3차원 모델(110)과 제1 프리핸드 스케치 이미지(120)의 쌍은 각각 기계학습 모델을 학습시키기 위한 학습 데이터로 사용될 수 있다. 이와 유사한 방식은 기 생성된 다양한 3차원 모델과 그에 대응하는 프리핸드 스케치 이미지의 쌍이 생성되고, 학습 데이터로 사용될 수 있다.
복수의 프리핸드 스케치 이미지(120, 130, 140)는 각각 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함할 수 있다. 복수의 스트로크는 스케치 이미지 내의 대상 물체를 구성하는 선분일 수 있다. 복수의 가이드 라인은 스케치의 주방향을 나타내는 제1 타입의 가이드 라인(supporting guide line), 스케치의 기하학적 구조를 단순화하여 표시하는 제2 타입의 가이드 라인(construction line) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 정보 처리 시스템은 스트로크 생성을 위하여, 투영 행렬을 이용한 에지 맵을 생성할 수 있다. 그리고, 정보 처리 시스템은 에지 맵 내 픽셀들을 이용하여 스트로크를 생성할 수 있다. 이에 대하 자세한 설명은 후술하는 도 4 내지 도 8의 설명으로 대체한다.
또한, 정보 처리 시스템은 가이드 라인을 생성하기 위하여 3차원 모델로부터 스트로크를 생성하거나, 스트로크의 두께 및 투명도를 조정하거나, 텍스처를 조정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하는 도 9 내지 도 12의 설명으로 대체한다.
상술한 설명에서, 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 과정은 정보 처리 시스템에 의해 수행되는 것으로 기재하였으나, 이에 한정되지 않으며 다른 실시예에서는 다르게 구현될 수 있다. 예를 들어, 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 일련의 과정 중 적어도 일부 또는 모든 과정이 사용자 단말에 의해 수행될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 정보 처리 시스템에 의해 프리핸드 스케치 이미지의 생성 과정이 수행되는 것을 전제로 설명하고자 한다.
본 개시의 기계학습을 위한 3차원 모델로부터 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 방법에 의하면, 복수의 스트로크 및 복수의 가이드 라인이 포함된 다양한 형태의 프리핸드 스케치 이미지를 생성함으로써, 보다 효율적이고 효과적으로 3차원 모델의 기계학습을 수행할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 사용자 단말(210) 및 정보 처리 시스템(230)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다. 사용자 단말(210)은 3차원 모델링 애플리케이션, 3차원 모델 학습을 위한 프리핸드 스케치 이미지 생성 애플리케이션, 웹 브라우저 등을 실행 가능하고 유/무선 통신이 가능한 임의의 컴퓨팅 장치를 지칭할 수 있으며, 예를 들어, 휴대폰 단말, 태블릿 단말, PC 단말 등을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 사용자 단말(210)은 메모리(212), 프로세서(214), 통신 모듈(216) 및 입출력 인터페이스(218)를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 정보 처리 시스템(230)은 메모리(232), 프로세서(234), 통신 모듈(236) 및 입출력 인터페이스(238)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(210) 및 정보 처리 시스템(230)은 각각의 통신 모듈(216, 236)을 이용하여 네트워크(220)를 통해 정보 및/또는 데이터를 통신할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 입출력 장치(240)는 입출력 인터페이스(218)를 통해 사용자 단말(210)에 정보 및/또는 데이터를 입력하거나 사용자 단말(210)로부터 생성된 정보 및/또는 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다.
메모리(212, 232)는 비-일시적인 임의의 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(212, 232)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, ROM, SSD, 플래시 메모리, 디스크 드라이브 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치는 메모리와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 사용자 단말(210) 또는 정보 처리 시스템(230)에 포함될 수 있다. 또한, 메모리(212, 232)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드(예를 들어, 사용자 단말(210)에 설치되어 구동되는 3차원 모델링 애플리케이션, 3차원 모델의 기계학습을 위한 프리핸드 스케치 이미지 생성 애플리케이션 등을 위한 코드)가 저장될 수 있다.
이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(212, 232)와는 별도의 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체는 이러한 사용자 단말(210) 및 정보 처리 시스템(230)에 직접 연결가능한 기록 매체를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 모듈을 통해 메모리(212, 232)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 애플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템이 네트워크(220)를 통해 제공하는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램에 기반하여 메모리(212, 232)에 로딩될 수 있다.
프로세서(214, 234)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(212, 232) 또는 통신 모듈(216, 236)에 의해 프로세서(214, 234)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(214, 234)는 메모리(212, 232)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(216, 236)은 네트워크(220)를 통해 사용자 단말(210)과 정보 처리 시스템(230)이 서로 통신하기 위한 구성 또는 기능을 제공할 수 있으며, 사용자 단말(210) 및/또는 정보 처리 시스템(230)이 다른 사용자 단말 또는 다른 시스템(일례로 별도의 클라우드 시스템 등)과 통신하기 위한 구성 또는 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 사용자 단말(210)의 프로세서(214)가 메모리(212) 등과 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청 또는 데이터(예를 들어, 프리핸드 스케치 데이터 생성 요청, 3차원 모델 데이터 등)는 통신 모듈(216)의 제어에 따라 네트워크(220)를 통해 정보 처리 시스템(230)으로 전달될 수 있다. 역으로, 정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령이 통신 모듈(236)과 네트워크(220)를 거쳐 사용자 단말(210)의 통신 모듈(216)을 통해 사용자 단말(210)에 수신될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(210)은 정보 처리 시스템(230)으로부터 통신 모듈(216)을 통해 프리핸드 스케치 이미지 등을 수신할 수 있다.
입출력 인터페이스(218)는 입출력 장치(240)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 일 예로서, 입력 장치는 오디오 센서 및/또는 이미지 센서를 포함한 카메라, 키보드, 마이크로폰, 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커, 햅틱 피드백 디바이스(haptic feedback device) 등과 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 입출력 인터페이스(218)는 터치스크린 등과 같이 입력과 출력을 수행하기 위한 구성 또는 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(210)의 프로세서(214)가 메모리(212)에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 정보 처리 시스템(230)이나 다른 사용자 단말이 제공하는 정보 및/또는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면 등이 입출력 인터페이스(218)를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다. 도 2에서는 입출력 장치(240)가 사용자 단말(210)에 포함되지 않도록 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 사용자 단말(210)과 하나의 장치로 구성될 수 있다. 또한, 정보 처리 시스템(230)의 입출력 인터페이스(238)는 정보 처리 시스템(230)과 연결되거나 정보 처리 시스템(230)이 포함할 수 있는 입력 또는 출력을 위한 장치(미도시)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 도 2에서는 입출력 인터페이스(218, 238)가 프로세서(214, 234)와 별도로 구성된 요소로서 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 입출력 인터페이스(218, 238)가 프로세서(214, 234)에 포함되도록 구성될 수 있다.
사용자 단말(210) 및 정보 처리 시스템(230)은 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(210)은 상술된 입출력 장치(240) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 사용자 단말(210)은 트랜시버(transceiver), GPS(Global Positioning system) 모듈, 카메라, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(210)이 스마트폰인 경우, 일반적으로 스마트폰이 포함하고 있는 구성요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 가속도 센서, 자이로 센서, 카메라 모듈, 각종 물리적인 버튼, 터치패널을 이용한 버튼, 입출력 포트, 진동을 위한 진동기 등의 다양한 구성요소들이 사용자 단말(210)에 더 포함되도록 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(210)의 프로세서(214)는 프리핸드 스케치 이미지를 제공하는 애플리케이션 등이 동작하도록 구성될 수 있다. 이 때, 해당 애플리케이션 및/또는 프로그램과 연관된 코드가 사용자 단말(210)의 메모리(212)에 로딩될 수 있다.
프리핸드 스케치 이미지를 제공하는 애플리케이션 등을 위한 프로그램이 동작되는 동안에, 프로세서(214)는 입출력 인터페이스(218)와 연결된 터치 스크린, 키보드, 오디오 센서 및/또는 이미지 센서를 포함한 카메라, 마이크로폰 등의 입력 장치를 통해 입력되거나 선택된 텍스트, 이미지, 영상, 음성 및/또는 동작 등을 수신할 수 있으며, 수신된 텍스트, 이미지, 영상, 음성 및/또는 동작 등을 메모리(212)에 저장하거나 통신 모듈(216) 및 네트워크(220)를 통해 정보 처리 시스템(230)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(214)는 입출력 인터페이스(218)를 통하여 3차원 모델을 입력받고, 3차원 모델에 대한 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위하여 3차원 모델 및 프리핸드 스케치 이미지 생성 요청을 통신 모듈(216) 및 네트워크(220)를 통해 정보 처리 시스템(230)에 제공할 수 있다.
사용자 단말(210)의 프로세서(214)는 입력 장치(240), 다른 사용자 단말, 정보 처리 시스템(230) 및/또는 복수의 외부 시스템으로부터 수신된 정보 및/또는 데이터를 관리, 처리 및/또는 저장하도록 구성될 수 있다. 프로세서(214)에 의해 처리된 정보 및/또는 데이터는 통신 모듈(216) 및 네트워크(220)를 통해 정보 처리 시스템(230)에 제공될 수 있다. 사용자 단말(210)의 프로세서(214)는 입출력 인터페이스(218)를 통해 입출력 장치(240)로 정보 및/또는 데이터를 전송하여, 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(214)는 수신한 정보 및/또는 데이터를 사용자 단말의 화면에 디스플레이할 수 있다.
정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)는 복수의 사용자 단말(210) 및/또는 복수의 외부 시스템으로부터 수신된 정보 및/또는 데이터를 관리, 처리 및/또는 저장하도록 구성될 수 있다. 프로세서(234)에 의해 처리된 정보 및/또는 데이터는 통신 모듈(236) 및 네트워크(220)를 통해 사용자 단말(210)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)는 사용자 단말(210)로부터 대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하고, 3차원 모델에 대한 복수의 스트로크 및 복수의 가이드 라인을 포함한 프리핸드 스케치 이미지를 생성할 수 있다. 정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)는 이렇게 생성된 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 통신 모듈(236) 및 네트워크(220)를 통해 사용자 단말(210)로 제공할 수 있다.
정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)는 사용자 단말(210)의 디스플레이 출력 가능 장치(예: 터치 스크린, 디스플레이 등), 음성 출력 가능 장치(예: 스피커) 등의 출력 장치(240)를 통해 처리된 정보 및/또는 데이터를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템(230)의 프로세서(234)는, 대상 물체에 대한 3차원 모델을 통신 모듈(236) 및 네트워크(220)를 통해 사용자 단말(210)로 제공하고, 3차원 모델을 사용자 단말(210)의 디스플레이 출력 가능 장치 등을 통해 출력하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 본 개시에 따른 3차원 모델로부터 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 우선 정보 처리 시스템은 3차원 모델을 수신(312)할 수 있다. 3차원 모델은 대상 물체의 3차원 형상을 나타내는 데이터일 수 있다.
정보 처리 시스템은 3차원 모델이 수신되면, 3차원 모델 내의 버텍스(vertex)의 위치를 조정(322)할 수 있다. 3차원 모델 내의 버텍스의 위치를 미세 조정한 후, 정보 처리 시스템은 모델뷰 변환(324)을 수행할 수 있다. 모델뷰 변환은 모델링 변환(Modeling Transformation) 및 뷰 변환(viewing transformation)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 정보 처리 시스템은 스케일-회전 조정(314)을 통하여 3차원 모델의 로컬(local) 좌표계에서 월드(global) 좌표계로 변환하는 모델링 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 위치값, 회전값, 크기값 중 적어도 하나를 조합하여 모델링 변환을 수행할 수 있다.
또한, 정보 처리 시스템은 모델링 변환 후 모델뷰 변환(324)을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 모델뷰 변환(324)은 3차원 모델의 월드 좌표계를 특정 지점 및 특정 방향에서 바라본 뷰 좌표계로 변환하는 것을 나타낼 수 있다. 즉, 정보 처리 시스템은 서로 다른 지점 및 서로 다른 방향에서 바라본 복수의 뷰 좌표계에 대응하여 복수의 뷰 변환을 수행할 수 있다.
정보 처리 시스템은 모델뷰 변환(324)이 수행된 후, 프로젝션 조정(316)에 근거하여, 프로젝션 변환(326)을 수행할 수 있다. 프로젝션 변환(326)은 뷰 좌표계를 클립 좌표계로 변환하는 것을 나타낼 수 있다. 프로젝션 변환은 원근으로 인한 축소가 있는 선형 프로젝션 변환과 원근 축소가 없는 프로젝션 변환으로 구분될 수 있다.
구체적으로, 정보 처리 시스템은 프로젝션 변환(326)을 위하여 특정 지점 및 특정 방향에 따른 투영 행렬을 결정할 수 있다. 그 후, 정보 처리 시스템은 원근으로 인한 축소 여부에 따라 투영 행렬을 조정하여 프로젝션 변환(326)을 수행할 수 있다. 정보 처리 시스템은 특정 지점 및 특정 방향을 변경하면서 투영 행렬을 결정할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 제1 지점 및 제1 방향에 기초하여 투영 행렬을 결정하거나, 제1 지점과 다른 제2 지점 및 제1 방향과 다른 제2 방향에 기초하여 투영 행렬을 결정할 수 있다. 즉, 정보 처리 시스템은 지점 및 방향에 따라 복수의 투영 행렬 중 어느 하나의 투영 행렬로 결정할 수 있다.
정보 처리 시스템은 노말(법선) 데이터(332) 및 깊이 데이터(334)로부터 에지 맵(342)을 생성할 수 있다. 노말 데이터(332) 및 깊이 데이터(334)는 프로젝션 변환에 의하여 생성될 수 있다. 이에, 정보 처리 시스템은 투영 행렬을 결정한 지점 및 방향에 따라 서로 다른 노말 데이터(332) 및 깊이 데이터(334)를 생성할 수 있다. 이에, 정보 처리 시스템은 서로 다른 노말 데이터(332) 및 깊이 데이터(334)에 근거하여, 서로 다른 에지 맵을 생성할 수 있다.
정보 처리 시스템은 적어도 하나 이상의 에지 맵이 생성되면, 적어도 하나 이상의 에지 맵 내 픽셀들을 연결하여 스트로크를 구성(354)할 수 있다. 이에, 정보 처리 시스템은 서로 다른 에지 맵 별로 프리핸드 스케치 이미지를 구성하는 스트로크를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 서로 다른 에지 맵 별로 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성할 수 있다.
스트로크의 구성에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 정보 처리 시스템은 에지 맵을 통하여 구성된 스트로크의 길이 및 스트로크의 각도에 근거하여, 멀티 스트로크 랜더링(352)을 수행할 수 있다. 즉, 정보 처리 시스템은 스트로크의 길이 및 스트로크의 각도에 근거하여, 적어도 하나 이상의 스트로크를 생성할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 스트로크의 길이가 미리 정해진 제1 임계값에 도달하는 경우, 기존 스트로크의 생성을 종료하고 새로운 스트로크를 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 정보 처리 시스템은 스트로크의 꺽이는 각도가 미리 정해진 제2 임계값을 초과하는 경우, 기존 스트로크의 생성을 종료하고 새로운 스트로크를 생성할 수 있다.
또한, 정보 처리 시스템은 에지 맵을 통하여 생성된 스트로크에 대하여 가이드 라인 랜더링(356)을 수행할 수 있다. 가이드 라인은 스케치의 주방향을 나타내는 제1 타입의 가이드 라인이거나, 스케치의 기하학적 구조를 단순화하여 표시하는 제2 타입의 가이드 라인일 수 있다. 제1 타입의 가이드 라인은 서포팅 가이드 라인(supporting guideline)이라고 명명될 수 있다. 제2 타입의 가이드 인은 구조 가이드 라인(construction guideline)으로 명명될 수 있다.
구체적으로, 정보 처리 시스템은 스트로크에 대한 폴리곤화(polygonise)를 수행하여 스트로크를 복수의 직선으로 변환할 수 있다. 그 후, 복수의 직선 중 일부를 이용하여 가이드 라인을 생성할 수 있다. 가이드 라인의 생성에 대한 상세한 기술은 도 9 내지 도 12에서 후술하는 설명으로 대체한다.
정보 처리 시스템은 스트로크 및 가이드 라인 랜더링 후, 이미지-공간 증강(362)을 수행할 수 있다. 이미지 공간 증강(362)은 픽셀 레벨에서 적용될 수 있다. 정보 처리 시스템은 이미지-공간 증강 수행이 완료된 후, 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성(372)할 수 있다.
이상에서는 3차원 모델로부터 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 방법에 대하여 설명하였다. 이를 통하여 본 개시에서는 기계학습을 위하여, 사용자가 3차원 모델에 대한 다양한 프리핸드 스케치를 그리지 않더라도, 보다 편리하게 다양한 형태의 프리핸드 스케치 이미지를 학습할 수 있다.
이하에서는 3차원 모델로부터 스케치 이미지의 스트로크를 생성하는 방법을 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 스케치 이미지의 스트로크를 생성하는 방법을 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 정보 처리 시스템은 우선 윤곽선(412)과 에지 검출(414)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 에지 맵의 윤곽선(412) 및 에지(414)에 근거하여, 실루엣 및 깊이 에지를 검출할 수 있다. 그리고 정보 처리 시스템은 윤곽선(412)과 에지(414)를 병합(420)할 수 있다.
정보 처리 시스템은 사람이 손으로 그린 것과 같은 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위하여 스트로크의 두께, 투명도, 노이즈 적용, 텍스쳐 적용 중 적어도 하나를 서로 다르게 하여 스케치 이미지를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 정보 처리 시스템은 서로 상이한 스트로크 생성 과정을 기 설정된 횟수(예를 들어, N번)만큼 반복하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 랜덤 시드 #0(430_0)부터, 랜덤 시드 #N(430_N)까지 스트로크 두께, 투명도, 노이즈 적용, 텍스쳐 적용 중 적어도 하나를 변경하여 반복하여 수행할 수 있다. 이하에서는 동일 과정의 반복이므로, 랜덤 시드 #0(430_0)을 기준으로 설명하고, 랜덤 시드 #1부터 랜덤 시드 #N까지의 과정은 랜덤 시드 #0의 설명으로 대체한다.
랜덤 시드 #0이 시작되면, 정보 처리 시스템은 스트로크를 생성(440_0)할 수 있다. 스트로크들은 임의의 지점에서의 윤곽선의 픽셀이나 에지 체인에 의하여 생성될 수 있다. 이때, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크의 길이 및 스트로크의 회전 각도에 근거하여, 새로운 스트로크를 생성을 종료할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크의 길이가 제1 임계값에 도달하거나, 생성된 스트로크가 제2 임계값을 초과하는 각도로 휘어지는 경우, 새로운 스트로크를 생성을 종료할 수 있다.
스트로크 생성 후, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크에 두께 및 알파 프로필을 적용(450_0)할 수 있다. 구체적으로, 정보 처리 시스템은 스트로크의 두께 프로필 및 투명도 프로필 중 적어도 하나를 특정 값으로 적용할 수 있다. 이는 도 6을 참조하여 후술한다.
그 다음, 정보 처리 시스템은 1차 공간 노이즈 적용(460_0) 및 2차 공간 노이즈 적용(470_0)을 순차적으로 수행할 수 있다. 1차 공간 노이즈 및 2차 공간 노이즈는 스케일 레벨이 다른 펄린 노이즈(perlin noise) 함수일 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다. 마지막으로 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크에 텍스처를 적용(480_0)할 수 있다. 예를 들어, 종이에 연필, 펜 등을 이용하여 선을 그린 텍스처를 생성된 스트로크에 적용할 수 있다.
정보 처리 시스템은 랜덤 시드 #0부터 랜덤 시드 #N까지 스트로크를 생성하는 과정을 반복하여 수행하고, 각 스트로크를 병합하여, 복수의 스트로크를 생성할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 3차원 모델로부터 스케치 이미지의 복수의 스트로크가 생성되는 예시를 나타내는 도면이다. 제1 그림(510)은 에지 맵의 윤곽선과 에지를 병합한 결과를 나타낸다. 제2 그림(520)은 복수의 랜덤 시드 중 하나를 이용하여 스트로크를 생성한 예시를 나타낸다. 제3 그림(530)은 복수의 스트로크에 두께 및 알파 프로필을 적용한 예시를 나타낸다. 제4 그림(540)과 제5 그림(550)은 각각 복수의 스트로크에 1차 공간 노이즈와 2차 공간 노이즈를 적용한 예시를 나타낸다. 제6 그림(560)은 복수의 랜덤 시드로부터 생성된 복수의 스캐치를 병합하여 복수의 스트로크로 구성된 스케치를 생성한 예시를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 두께 프로필(610)과 알파 프로필(620)의 예시를 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 정보 처리 시스템은 스트로크를 따라 두께와 투명도가 변하는 프로필을 사용할 수 있다. 스트로크의 두께는 중간 지점에 가까워질수록 증가하고, 중간 지점에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 반대로, 스트로크의 투명도는 중간 지점에 가까워질수록 감소하고, 중간 지점에서 멀어질수록 증가할 수 있다. 도시된 바와 같이, 하나의 스트로크에서 위치에 따라 두께와 투명도를 가지도록 함으로써, 사람이 손으로 그린 것과 같은 스트로크를 생성할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 1차 공간 노이즈(710)와 2차 공간 노이즈(720)의 예시를 나타낸다. 도시된 것과 같이, 1차 공간 노이즈(710)는 디자이너의 스케치 스킬 수준을 시뮬레이션하기 위하여 스트로크 변이를 생성할 수 있다. 2차 공간 노이즈(720)는 디자이너 손의 안정성을 시뮬레이션하기 위하여 스트로크를 따라 작은 섭동을 통합할 수 있다. 정보 처리 시스템은 제1 및 제2 공간 노이즈(710, 720)를 병합(730)하여 통합 공간 노이즈(740)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 정보 처리 시스템은 스트로크에 통합 공간 노이즈(740)를 적용할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 스트로크에 적용되는 텍스처(810)의 예시를 나타낸다. 도시된 것과 같이, 텍스처(810)는 종이 및 종이에 그려진 연필, 펜 등의 질감, 펜의 질감을 구현하기 위한 것일 수 있다.
이하에서는 프리핸드 스케치 이미지에 포함되는 가이드 라인을 생성하는 방법을 설명한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 타입의 가이드 라인 생성 방법을 나타내는 도면이다. 실제 디자이너들은 스케치 시 스케치의 주방향을 나타내는 가이드 라인을 스케치할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 스케치의 주방향을 나타내는 제1 타입의 가이드 라인을 생성하여 디자이너의 스케치와 유사한 프리핸드 스케치를 구현한다.
도시된 바와 같이, 정보 처리 시스템은 3차원 모델로부터 윤곽선(910)을 추출할 수 있다. 그 뒤 정보 처리 시스템은 윤곽선(910)에 기초하여 스트로크를 생성(920)할 수 있다. 정보 처리 시스템은 그 뒤 스트로크에 두께 및 알파 프로필을 적용(930)하고, 공간 노이즈를 적용(940)할 수 있다. 910부터 940 단계는 구체적인 설명의 편의를 위하여 앞서 도 4의 412부터 470_0의 설명으로 대체한다.
공간 노이즈 적용 후, 정보 처리 시스템은 스트로크의 단순화(950)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 스트로크에 대하여 폴리곤화를 수행하여 복수의 스트로크를 복수의 직선으로 변환할 수 있다. 정보 처리 시스템은 폴리곤화에 의하여 변환된 복수의 직선들 중 일부를 선택하는 샘플링(960)을 수행할 수 있다.
그 후 정보 처리 시스템은 선택된 일부의 직선을 연장(970)할 수 있다. 이때, 정보 처리 시스템은 대상 물체의 윤곽선 외부로 직선을 양 방향으로 확장할 수 있다. 즉 윤곽선 스케치를 위한 스케치의 주방향으로 직선을 확장할 수 있다.
정보 처리 시스템은 최종적으로 생성된 직선에 텍스처를 적용(980)하여 제1 타입의 가이드 라인을 생성할 수 있다. 이상에서는 제1 타입의 가이드 라인의 생성 방법에 대하여 설명하였다. 이를 통하여 본 발명은 실제 디자이너의 스케치에 포함된 가이드 라인을 구현할 수 있으며, 보다 실제와 유사한 프리핸드 스케치 이미지를 구현할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 스케치 이미지의 제1 타입의 가이드 라인이 생성되는 예시를 나타내는 도면이다. 제1 그림(1010)은 3차원 모델로부터 윤곽선이 추출된 예시를 나타낸다. 제2 그림(1020)은 윤곽선에 기초하여 스트로크가 생성된 예시를 나타낸다. 제3 그림(1030)은 스트로크에 공간 노이즈가 적용된 예시를 나타낸다. 제4 그림(1040)은 스트로크에 대하여 폴리곤화를 수행하여 복수의 스트로크를 복수의 직선으로 변환한 예시를 나타낸다. 제5 그림(1050)은 생성된 복수의 직선들 중 일부를 선택하는 샘플링을 수행하고, 선택된 일부의 직선을 연장하여 제1 타입의 가이드 라인이 생성된 예시를 나타낸다.
이하에서는 제2 타입의 가이드 라인 생성방법에 대하여 설명한다.
도 11는 본 개시의 일 실시예에 따른 스케치 이미지의 제2 타입의 가이드 라인을 생성하는 방법을 나타내는 도면이다. 디자이너들은 스케치 시 대상 물체의 구조를 나타내는 가이드 라인을 스케치할 수 있다. 제2 타입의 가이드 라인은 대상 물체의 구조적 특징을 나타내는 가이드 라인일 수 있다.
도시된 바와 같이, 정보 처리 시스템은 제2 타입의 가이드 라인 생성을 위하여 윤곽선(1110)을 추출하고, 스트로크(1120)를 생성하고, 두께 및 알파 프로필 적용(1130)할 수 있다. 1110부터 1130단계는 설명의 편의를 위하여 앞서 도 4의 412부터 450_0의 설명으로 대체한다.
두께 및 알파 프로필 적용 후, 정보 처리 시스템은 스트로크 단순화(1140)를 진행할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 스트로크를 폴리곤화하여, 수직 방향의 직선과 수평 방향의 직선 2개로 변환할 수 있다. 즉, 변환된 2개의 직선은 90도 각도를 이룰 수 있다.
정보 처리 시스템은 변환된 수직 방향의 직선과 수평 방향의 직선들 중 일부를 선택하고, 선택된 직선들의 길이를 연장(1150)할 수 있다. 그 후, 정보 처리 시스템은 텍스처를 적용(1160)하여 제2 타입의 가이드 라인을 생성할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 스케치 이미지의 제2 타입의 가이드 라인이 생성되는 예시를 나타내는 도면이다. 제1 그림(1210)은 3차원 모델로부터 윤곽선이 추출된 예시를 나타낸다. 제2 그림(1220)은 윤곽선에 기초하여 스트로크가 생성된 예시이다. 제3 그림(1230)은 스트로크에 대하여 폴리곤화를 수행하여 복수의 스트로크를 수직 방향의 직선과 수평 방향의 직선으로 변환하고 직선들의 길이를 연장한 예시를 나타낸다.
이하에서는 복수의 스트로크 및 복수의 가이드 라인으로 구성된 프리핸드 스케치를 생성하는 방법에 대하여 설명한다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델(1310)로부터 생성된 2차원 스케치 이미지(1320)의 예시를 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이, 2차원 스케치 이미지(1320)는 복수의 스트로크 및 복수의 가이드 라인을 포함한다. 이와 같은 구성에 의해 실제 디자이너의 스케치와 유사한 형태의 프리핸드 스케치 이미지를 자동으로 생성할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 3차원 모델로부터 스케치 이미지를 생성하는 방법(1400)의 예시를 나타내는 도면이다. 방법(1400)은 정보 처리 시스템 또는 사용자 단말의 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 도시된 것과 같이, 정보 처리 시스템은 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위하여 대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신할 수 있다(S1410).
정보 처리 시스템은 3차원 모델이 수신되면, 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성할 수 있다(S1420). 보다 구체적으로, 정보 처리 시스템은 제1 지점에서 제1 방향으로 대상 물체를 바라본 제1 스케치 이미지와 제1 지점과 다른 제2 지점에서 제1 방향과 다른 제2 방향으로 대상 물체를 바라본 제2 스케치 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 동일한 3차원 모델을 다양한 각도에서 바라본 스케치 이미지를 생성할 수 있다.
이를 위하여, 정보 처리 시스템은 서로 상이한 스케치 이미지 생성을 위하여 서로 다른 에지 맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 제1 지점에서 제1 방향으로 대상 물체를 바라본 제1 에지 맵과 제2 지점에서 제2 방향으로 대상 물체를 바라본 제2 에지맵을 생성할 수 있다.
정보 처리 시스템은 에지 맵을 생성하기 위하여, 3차원 모델 내 버텍스를 조정할 수 있다. 그리고, 에지 맵이 표현하는 지점 및 방향에 기초하여 투영 행렬을 결정할 수 있다. 이때, 정보 처리 시스템은 원근에 따른 오류를 감안하여 투영 행렬을 조정할 수 있다. 그 후, 정보 처리 시스템은 조정된 투영 행렬과 3차원 모델에 기초하여 에지 맵을 생성할 수 있다. 이때, 에지 맵에는 노말 데이터와 깊이 데이터가 포함될 수 있다.
정보 처리 시스템은 에지 맵을 이용하여 프리핸드 스케치 이미지를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 정보 처리 시스템은 에지 맵 내 픽셀들을 연결하여 스트로크를 생성할 수 있다. 이때 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크의 길이 및 회전 각도에 근거하여, 새로운 스트로크를 생성할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크의 길이가 미리 정해진 제1 임계값을 초과하거나, 스트로크의 회전 각도가 제2 임계값을 초과하는 경우, 새로운 스트로크를 생성할 수 있다.
또한, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크의 두께 및 투명도, 노이즈, 텍스처 중 적어도 하나를 적용할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 앞선 도 4 내지 도 8의 설명으로 대체한다.
한편, 정보 처리 시스템은 생성된 스트로크를 이용하여 복수의 가이드 라인을 생성할 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 시스템은 스케치의 주방향을 나타내는 제1 타입의 가이드 라인을 생성하거나, 대상 물체의 구조적 특징을 나타내는 제2 타입의 가이드 라인을 생성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 9 내지 도 12의 설명으로 대체한다. 그 후, 정보 처리 시스템은 생성된 프리핸드 스케치 이미지 및 3차원 모델에 기초하여 3차원 모델을 생성할 수 있는 모델을 학습시킬 수 있다(S1430).
상술한 방법은 컴퓨터에서 실행하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 제공될 수 있다. 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록 수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.
본 개시의 방법, 동작 또는 기법들은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 본원의 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리적 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로 구현될 수도 있음을 통상의 기술자들은 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 대체를 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 소프트웨어로서 구현되는 지의 여부는, 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 요구사항들에 따라 달라진다. 통상의 기술자들은 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수도 있으나, 그러한 구현들은 본 개시의 범위로부터 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
하드웨어 구현에서, 기법들을 수행하는 데 이용되는 프로세싱 유닛들은, 하나 이상의 ASIC들, DSP들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스들(digital signal processing devices; DSPD들), 프로그램가능 논리 디바이스들(programmable logic devices; PLD들), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(field programmable gate arrays; FPGA들), 프로세서들, 제어기들, 마이크로제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 본 개시에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 컴퓨터, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다.
따라서, 본 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA나 다른 프로그램 가능 논리 디바이스, 이산 게이트나 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 것들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 구성의 조합으로서 구현될 수도 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 있어서, 기법들은 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory; ROM), 비휘발성 RAM(non-volatile random access memory; NVRAM), PROM(programmable read-only memory), EPROM(erasable programmable read-only memory), EEPROM(electrically erasable PROM), 플래시 메모리, 컴팩트 디스크(compact disc; CD), 자기 또는 광학 데이터 스토리지 디바이스 등과 같은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수도 있다. 명령들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능할 수도 있고, 프로세서(들)로 하여금 본 개시에 설명된 기능의 특정 양태들을 수행하게 할 수도 있다.
소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기법들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하여 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들 양자를 포함한다. 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체들일 수도 있다. 비제한적인 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 이송 또는 저장하기 위해 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 칭해진다.
예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 본원에서 사용된 디스크(disk) 와 디스크(disc)는, CD, 레이저 디스크, 광 디스크, DVD(digital versatile disc), 플로피디스크, 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크들(disks)은 보통 자기적으로 데이터를 재생하고, 반면 디스크들(discs) 은 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
소프트웨어 모듈은, RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM, 또는 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록, 프로세서에 연결될 수 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 존재할 수도 있다. ASIC은 유저 단말 내에 존재할 수도 있다. 대안으로, 프로세서와 저장 매체는 유저 단말에서 개별 구성요소들로서 존재할 수도 있다.
이상 설명된 실시예들이 하나 이상의 독립형 컴퓨터 시스템에서 현재 개시된 주제의 양태들을 활용하는 것으로 기술되었으나, 본 개시는 이에 한정되지 않고, 네트워크나 분산 컴퓨팅 환경과 같은 임의의 컴퓨팅 환경과 연계하여 구현될 수도 있다. 또 나아가, 본 개시에서 주제의 양상들은 복수의 프로세싱 칩들이나 장치들에서 구현될 수도 있고, 스토리지는 복수의 장치들에 걸쳐 유사하게 영향을 받게 될 수도 있다. 이러한 장치들은 PC들, 네트워크 서버들, 및 휴대용 장치들을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
110: 3차원 모델
120, 130, 140: 프리핸드 스케치 이미지

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 기계학습을 위한 프리핸드 스케치(freehand sketch) 데이터 생성 방법에 있어서,
    대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하는 단계; 및
    상기 3차원 모델에 기초하여 상기 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 3차원 모델에 기초하여 제1 지점에서 상기 대상 물체를 제1 방향으로 바라본 제1 에지 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 에지 맵에 기초하여 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 에지 맵을 생성하는 단계는,
    상기 3차원 모델 내의 버텍스를 조정하는 단계;
    상기 제1 지점 및 상기 제1 방향에 기초하여 투영 행렬(projection matrix)을 결정하는 단계;
    상기 투영 행렬을 조정하는 단계; 및
    상기 3차원 모델 및 상기 조정된 투영 행렬에 기초하여 상기 제1 에지 맵을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    각 프리핸드 스케치 이미지는 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 3차원 모델에 기초하여 제2 지점에서 상기 대상 물체를 제2 방향으로 바라본 제2 에지 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 에지 맵에 기초하여 제2 스케치 이미지를 생성하는 단계
    를 더 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 제1 에지 맵 내의 픽셀들을 연결하여 스트로크를 생성하되, 미리 정해진 임계값을 초과하는 각도로 꺽이는 경우 새로운 스트로크의 생성을 시작하는 단계
    를 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    생성된 각 스트로크에 대해서 두께 프로필 및 투명도 프로필을 서로 상이하게 적용하는 단계
    를 더 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    생성된 각 스트로크에 대해 텍스처를 서로 상이하게 적용하는 단계
    를 더 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    생성된 스트로크 각각에 대해서 폴리곤화(poligonize)를 수행하여 2개의 직선으로 변환하는 단계;
    변환된 직선들 중 일부를 선택하고 선택된 직선들의 길이를 연장하여 제1 타입의 가이드 라인들을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 스트로크 및 상기 생성된 제1 타입의 가이드 라인들을 병합하는 단계
    를 더 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스케치 이미지를 생성하는 단계는,
    생성된 스트로크 각각에 대해서 폴리곤화(poligonize)를 수행하여 수직 방향의 직선과 수평 방향의 직선 2개로 변환하는 단계;
    변환된 수직 방향의 직선들 및 수평 방향의 직선들 중 일부를 선택하고 선택된 직선들이 길이를 연장하여 제2 타입의 가이드 라인들을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 스트로크 및 상기 생성된 제2 타입의 가이드 라인들을 병합하는 단계
    를 더 포함하는, 프리핸드 스케치 데이터 생성 방법.
  9. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위해 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 정보 처리 시스템으로서,
    통신 모듈;
    메모리; 및
    상기 메모리와 연결되고, 상기 메모리에 포함된 컴퓨터 판독 가능한 적어도 하나의 프로그램을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로그램은,
    대상 물체에 대한 3차원 모델을 수신하고,
    상기 3차원 모델에 기초하여 상기 대상 물체에 대한 서로 상이한 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하기 위한 명령어들을 포함하고,
    상기 복수의 프리핸드 스케치 이미지를 생성하는 것은,
    상기 3차원 모델에 기초하여 제1 지점에서 상기 대상 물체를 제1 방향으로 바라본 제1 에지 맵을 생성하는 것,
    상기 제1 에지 맵에 기초하여 제1 스케치 이미지를 생성하는 것
    을 포함하고,
    상기 제1 에지 맵을 생성하는 것은,
    상기 3차원 모델 내의 버텍스를 조정하는 것,
    상기 제1 지점 및 상기 제1 방향에 기초하여 투영 행렬을 결정하는 것,
    상기 투영 행렬을 조정하는 것,
    상기 3차원 모델 및 상기 조정된 투영 행렬에 기초하여 상기 제1 에지 맵을 생성하는 것
    을 포함하고,
    각 프리핸드 스케치 이미지는 복수의 스트로크(stroke) 및 복수의 가이드 라인을 포함하는, 정보 처리 시스템.
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