KR102455716B1 - 실시간 3d vr영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템 - Google Patents

실시간 3d vr영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상을 스티칭하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 영상수신부가 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신하는 단계와, ST맵적용부가 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용하는 단계와, 스피어맵변환부가 ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환하는 단계를 포함한다.

Description

실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템{Video stitching method and system for real-time 3D VR video relay}
본 발명은 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 기녹화된 3D VR영상이 아닌 서클 영상을 스티칭 작업을 통해 스피어맵으로 변형함으로써 실시간으로 실사 기반의 3D VR 중계가 가능한 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템에 관한 것이다.
몰입감 있는 영상에 대한 수요가 높아짐에 따라 3D 가상 현실(VR)기반의 영상 컨텐츠가 VOD서비스 뿐 아니라 라이브 스트리밍 서비스에도 적용되고 있다. 일반적으로 3D VR 영상은 HMD와 같은 영상 처리 장치를 통해 감상할 수 있으며, HMD는 3D VR 영상 구동시 시야 영역에 대응하는 일부 영상에 대해 양안 시차를 가지는 좌안 영상과 우안 영상을 출력하여 사용자가 입체감 및 거리감을 느끼도록 하고 있다.
한편, 스포츠 중계와 같은 라이브 스트리밍으로 3D VR영상을 송출하는 경우, 양안카메라를 통해 180도 3D 서클영상을 촬영하여 중계 서비스를 제공하고 있으나, 양안의 스피어이미지가 합쳐진 경우 얼라인먼트의 불일치로 인한 시각적 피로도가 발생하는 문제가 있다.
선행특허로는 공개특허 제10-2021-0084248호(VR 컨텐츠 중계 플랫폼 제공 방법 및 그 장치)이 있으나, VR 비디오 스트리밍을 위해 VR 비디오 데이터를 변환하여 송출하는 기술을 개시하고 있을 뿐이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 180도 3D VR 영상을 실시간 중계가 가능하도록 서클 영상을 스티칭 작업을 통해 스피어맵으로 변형하고 입체안정화 작업을 수행하여 좌안 영상과 우안 영상의 얼라인먼트 불일치를 해소하는 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상을 스티칭하는 방법은, 영상수신부가 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신하는 단계와, ST맵적용부가 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용하는 단계와, 스피어맵변환부가 ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템은, 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신하는 영상수신부와, 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용하는 ST맵적용부와, ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환하는 스피어맵변환부와, 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에 대해 입체안정화를 수행하는 입체안정화부와, 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지의 일부 영역을 제거하는 보정을 수행하는 보정부와, 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지를 병합하여 180도 영상을 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명에 의하면 좌안 영상과 우안 영상의 얼라인먼트 불일치를 해소하여 몰입감있고 피로도가 적은 180도 3D VR 영상의 실시간 중계가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간으로 3D VR영상을 중계하기 위한 영상 스티칭 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3D VR영상을 중계하기 위한 영상 스티칭 방법의 설명하는 예시도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시 된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간으로 3D VR영상을 중계하기 위한 영상 스티칭 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법은 먼저 영상 수신부가 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신한다(S101).
ST맵적용부가 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용한다(S103).
스피어맵변환부가 ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환한다(S105). 즉, 굴곡영상을 HMD 평면영상 트렌스 시스템을 통해 변환하여 180도 3D 송출에 적합한 좌안, 우안 모드를 지원할 수 있다.
입체안정화부가 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에 대해 입체안정화를 수행한다(S107).
보정부가 입체안정화가 완료된 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지의 일부 영역을 제거하는 보정을 수행한다(S109).
출력부가 보정이 완료된 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지를 병합하여 180도 영상을 출력한다(S111).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템(100)은 영상수신부(110), ST맵적용부(120), 스피어맵변환부(130), 입체안정화부(140), 보정부(150), 출력부(160), 저장부(170), 통신부(180), 제어부(190)로 구성된다.
영상수신부(110)는 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신한다.
ST맵적용부(120)는 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용한다. 상기 ST맵은 이미지 원본이 배치되는 위치 및 왜곡의 정도에 대한 정보에 대한 맵일 수 있다. ST맵은 각 위치에 대하여 vector2를 적용하여 x축 및 y축 좌표의 형태로 나타낸 이미지일 수 있고, 왼쪽 아래의 점(0,0)을 기준으로 하여 각 화면의 끝을 1로 두고 그에 맞추어 1/해상도의 공식으로 좌표를 설정할 수 있다. 화면의 x축, y축은 빨강(R), 초록(G)에 대응하도록 설정할 수 있고, (0,1)으로 향할 수록 초록(0,1,0)의 값을 가지며 (1,0)으로 향할수록 빨강(1,0,0)의 값을 가짐으로써 ST맵은 그라데이션 형태의 플레이트로 표현될 수 있다. 상기 ST맵은 이미지 원본을 촬영한 카메라의 기능 및 재원 중 일부 정보를 이용하여 생성될 수 있다
스피어맵변환부(130)는 ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환한다.
입체안정화부(140)는 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에 대해 입체안정화를 수행한다. 입체안정화부(140)는 제1스피어이미지와 제2스피어이미지를 합쳐서 입체(anaglyph)이미지로 볼 때 얼라인먼트 불일치로 인해 시각적 피로도가 발생할 수 있기 때문에, 이러한 문제점을 해결하기 위해 입체안정화 작업을 수행한다. 입체안정화부(140)는 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에서 ST맵적용부에서 추가했던 ST맵을 추출한다. 보정부(150)는 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지의 일부 영역을 제거하는 보정을 수행한다. 출력부(160)는 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지를 병합하여 180도 3D VR영상을 출력한다.
저장부(170)는 수신된 제1서클영상과 제2서클영상을 저장하고, 제1스피어이미지와 제2스피어이미지를 저장한다. 또한, 저장부(170)는 출력부에서 병합한 180도 3D VR영상을 저장한다.
통신부(180)는 유무선통신모듈에 의해 방송 송출 시스템과 데이터를 송수신하여 3D VR 영상을 실시간 송출할 수 있다.
제어부(190)는 영상 스티칭 시스템(100)의 각 구성을 제어하기 위한 운영 소프트웨어가 설치되어 영상수신부, ST맵적용부, 스피어맵변환부, 입체안정화부, 보정부, 출력부, 저장부, 통신부를 제어할 수 있다
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3D VR영상을 중계하기 위한 영상 스티칭 방법의 설명하는 예시도이다.
도 3a와 도 3b는 영상수신부가 양안카메라로부터 수신된 제1서클영상(200a)과 제2서클영상(200b)을 수신한다. 제1서클영상은 좌안 영상이고, 제2서클영상은 우안 영상이고, 제1서클영상과 제2서클영상은 좌우 반전된 영상이다. 양안카메라에서 촬영된 좌안 영상과 우안 영상으로서, 이미지 원형의 서클 형태로 촬영되어 수신된다.
도 4a는 제1서클영상에 기제작한 ST맵(210a)을 적용한 도면이고, 도 4b는 제2서클영상에 기제작한 ST맵(210b)을 적용한 도면이다.
도 5a는 ST맵을 적용한 후 스티칭 작업을 통해 제1서클영상을 제1스피어 이미지로 변환한 도면이고, 도 5b는 ST맵을 적용한 후 스티칭 작업을 통해 제2서클영상을 제2스피어이미지로 변환한 도면이다.
도 6은 3D VR 라이브 스트리밍 송출 화면으로 입체안정화 작업을 수행하고, 불필요한 부분을 제거하여 180도 좌안 및 우안 영상을 송출할 수 있다. 입체안정화 작업을 통해 시각적 피로도를 개선할 수 있다.
발명의 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100; 영상 스티칭 시스템 110; 영상수신부
120; ST맵적용부 130; 스피어맵변환부
140; 입체안정화부 150; 보정부
160; 출력부 170; 저장부
180; 통신부 190; 제어부

Claims (5)

  1. 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상을 스티칭하는 방법에 있어서,
    영상수신부가 양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신하는 단계;
    ST맵적용부가 제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용하는 단계;
    스피어맵변환부가 ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환하는 단계;
    입체안정화부가 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에 대해 입체안정화를 수행하는 단계;
    보정부가 입체안정화가 완료된 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지의 일부 영역을 제거하는 보정을 수행하는 단계; 및
    출력부가 보정이 완료된 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지를 병합하여 180도 영상을 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 ST맵은 이미지 원본이 배치되는 위치 및 왜곡의 정도에 대한 정보에 대한 맵이고,
    상기 입체안정화부는 제1스피어이미지와 제2스피어이미지에서 ST맵적용부에서 추가했던 ST맵을 추출하는 것을 특징으로 하는 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템에 있어서,
    양안카메라로부터 촬영된 제1서클영상 및 제2서클영상을 수신하는 영상수신부;
    제1서클영상과 제2서클영상에 ST맵을 각각 적용하는 ST맵적용부;
    ST맵이 적용된 제1서클이미지와 제2서클이미지 각각을 스티칭을 통해 제1스피어이미지 및 제2스피어이미지로 변환하는 스피어맵변환부;
    제1스피어이미지와 제2스피어이미지에서 ST맵적용부에서 추가했던 ST맵을 추출하는 입체안정화를 수행하는 입체안정화부;
    제1스피어이미지 및 제2스피어이미지의 일부 영역을 제거하는 보정을 수행하는 보정부; 및
    제1스피어이미지 및 제2스피어이미지를 병합하여 180도 영상을 출력하는 출력부를 포함하고
    상기 ST맵은 이미지 원본이 배치되는 위치 및 왜곡의 정도에 대한 정보에 대한 맵인 것을 특징으로 하는 실시간 3D VR영상 중계를 위한 영상 스티칭 시스템.





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