KR102534282B1 - Method and apparatus for reducing the capacity of mesh data - Google Patents
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Abstract
메쉬 데이터의 용량 감소 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 방법은, 공간의 3D 구조를 나타내고 다수의 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터를 획득하는 단계, 상기 메쉬 데이터를 상기 공간의 2D 영상과 비교하고, 상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여 상기 메쉬 데이터로부터 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계, 및, 상기 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계를 포함한다.A method for reducing the capacity of mesh data is disclosed. A method for reducing the size of mesh data according to the present invention includes obtaining mesh data representing a 3D structure of space and including a plurality of vertices, comparing the mesh data with a 2D image of the space, and obtaining from the 2D image Extracting vertices belonging to the same plane of the same object from the mesh data using visual characteristics, and removing some vertices from the vertices within the same plane.
Description
본 발명은, 형상의 왜곡을 최소화 시키면서 메쉬 데이터의 용량을 감소시킬 수 있는, 메쉬 데이터의 용량 감소 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mesh data capacity reduction method and apparatus capable of reducing the capacity of mesh data while minimizing shape distortion.
최근 클라우드 포인트 등의 데이터를 이용하여 공간의 3차원 구조를 나타내는 기술이 발전하고 있다. 그리고 공간의 3차원 구조를 나타내기 위해, 폴리곤, 엣지 및 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터가 많이 사용된다.Recently, a technique for representing a three-dimensional structure of space using data such as cloud points is developing. In addition, mesh data including polygons, edges, and vertices is widely used to represent the 3D structure of space.
메쉬 데이터는 매우 큰 용량을 가지기 때문에, 저장, 유통, 메쉬 데이터를 이용한 작업 등에 있어서 그 활용에 큰 제약을 받는 문제가 있다. 또한 해상도 변환 등, 일부 점을 제거하여 영상 데이터의 용량을 줄이는 기존의 기술들은 해상도의 저하, 영상 데이터의 왜곡 등의 문제가 발생한다. Since mesh data has a very large capacity, there is a problem in that its utilization is greatly restricted in storage, distribution, work using mesh data, and the like. In addition, existing technologies that reduce the capacity of image data by removing some dots, such as resolution conversion, cause problems such as resolution degradation and distortion of image data.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 형상의 왜곡을 최소화 시키면서 메쉬 데이터의 용량을 감소시킬 수 있는, 메쉬 데이터의 용량 감소 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for reducing the size of mesh data, which can reduce the size of mesh data while minimizing shape distortion.
본 발명의 실시 예에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 방법은, 공간의 3D 구조를 나타내고 다수의 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터를 획득하는 단계, 상기 메쉬 데이터를 상기 공간의 2D 영상과 비교하고, 상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여 상기 메쉬 데이터로부터 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계, 및, 상기 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계를 포함한다.A method for reducing the capacity of mesh data according to an embodiment of the present invention includes obtaining mesh data representing a 3D structure of a space and including a plurality of vertices, comparing the mesh data with a 2D image of the space, and Extracting vertices belonging to the same plane of the same object from the mesh data by using visual characteristics obtained from, and removing some vertices from the vertices within the same plane.
한편 상기 메쉬 데이터로부터 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계는, 상기 동일 오브젝트의 일면이 돌출부 또는 함몰부를 포함하는 경우, 상기 돌출부 또는 함몰부를 제외한 면을 상기 동일 면으로써 선정하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the step of extracting vertices belonging to the same surface of the same object from the mesh data, when one surface of the same object includes a protrusion or depression, selecting a surface excluding the protrusion or depression as the same surface. can do.
한편 상기 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계는, 상기 동일 면의 경계에 속하는 버텍스들은 유지하고, 상기 경계 내부의 버텍스들로부터 상기 일부 버텍스를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the removing of some vertices from vertices within the same plane may include maintaining vertices belonging to a boundary of the same plane and removing some of the vertices from vertices inside the boundary.
이 경우 상기 경계 내부의 버텍스들로부터 상기 일부 버텍스를 제거하는 단계는, 상기 경계 내부의 버텍스들 중 최소 1개의 버텍스가 남도록 상기 일부 버텍스를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the removing of the partial vertices from the vertices inside the boundary may include removing the partial vertices so that at least one vertex among the vertices inside the boundary remains.
한편 상기 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계는, 상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여, 상기 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성은, 상기 동일 오브젝트의 종류 및 상기 동일 오브젝트에서 상기 동일 면이 속하는 부위를 포함할 수 있다.Meanwhile, the removing of some vertices from vertices within the same plane includes determining a degree to which vertices are removed from the same plane using visual characteristics obtained from the 2D image, and The visual characteristic to be used may include the type of the same object and a part to which the same surface belongs in the same object.
한편 상기 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계는, 상기 동일 면이 굴곡된 정도에 기초하여, 상기 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the removing some of the vertices from the vertices within the same plane may include determining a degree to which vertices are to be removed from the same plane based on a degree of curvature of the same plane.
본 발명에 따르면, 메쉬 데이터 내의 버텍스, 엣지 및 폴리곤이 다량 제거되어 메쉬 데이터의 용량을 현격히 낮출 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 라이다 장치로부터 획득된 포인트 클라우드는 수백만개의 포인트를 포함할 수 있으며, 이러한 포인트로 메쉬 데이터를 구성하는 경우에는 용량이 매우 커진다. 다만 본 발명에서는 포인트의 개수를 십분의 일 / 이십분의 일 수준으로 줄이는 바, 메쉬 데이터의 용량을 현격히 감소시키고 메쉬 데이터의 활용도를 높힐 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that a large amount of vertices, edges, and polygons in mesh data can be removed, thereby significantly reducing the capacity of mesh data. For example, a point cloud obtained from a lidar device may include millions of points, and when mesh data is constructed with these points, the capacity becomes very large. However, in the present invention, since the number of points is reduced to one-tenth/one-twentieth level, there is an advantage in that the capacity of mesh data can be significantly reduced and the utilization of mesh data can be increased.
본 발명에 따르면, 메쉬 데이터의 용량을 현격히 감소시키면서도, 2D 영상으로부터 획득한 시각적 특성을 이용하여 형상의 왜곡을 최소화 시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that distortion of a shape can be minimized by using visual characteristics obtained from a 2D image while significantly reducing the size of mesh data.
도 1은 본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 메쉬 데이터 및 2D 영상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른, 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른, 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른, 공간의 2D 영상을 이용하여 메쉬 데이터를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram for explaining an apparatus for reducing capacity of mesh data according to the present invention.
2 is a diagram for explaining a method for reducing the capacity of mesh data according to the present invention.
3 is a diagram illustrating mesh data and 2D images according to the present invention.
4 is a diagram for explaining a method of extracting vertices belonging to the same surface of the same object according to the present invention.
5 is a diagram for explaining a method of removing some vertices from vertices belonging to the same plane of the same object according to the present invention.
6 is a diagram for explaining a method of correcting mesh data using a 2D image of a space according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다. In implementing the present invention, components may be subdivided for convenience of description, but these components may be implemented in one device or module, or one component may be divided into multiple devices or modules may be implemented in
도 1은 본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining an apparatus for reducing capacity of mesh data according to the present invention.
본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 장치(100)(이하 “장치(100)”라 함)는, 통신부(110), 제어부(120), 메모리(130), 입력부(140) 및 출력부(150)를 포함할 수 있다.The
도 1에서 도시한 구성 요소들이 모두 필수적인 구성요소는 아닌 것으로, 색 변환 장치(800)는 더 적은 또는 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있다.All of the components shown in FIG. 1 are not essential components, and the color conversion device 800 may include fewer or more components.
통신부(110)는 장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 그리고 장치(100)는 통신부(110)에 접속된 네트워크 또는 접속된 네트워크에 링크된 다른 네트워크를 통해, 외부 장치와 통신할 수 있다.The
또한 통신부(110)는 입력 인터페이스를 더 포함하고, 외부로부터 데이터를 수신할 수 있다.In addition, the
제어부(120)는 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. The
또한 메모리(130)는 제어부(120) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램, GUI를 제공하기 위한 데이터, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호, 기타 데이터 등을 저장할 수 있다. 또한 메모리(130)는 장치(100)의 동작을 위한 응용 프로그램 또는 기타 데이터를 저장할 수 있다. 또한 메모리(130)는 메쉬 데이터 및 2D 데이터 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.In addition, the
입력부(140)는 외부로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이를 위해, 입력부(140)는 키보드, 터치 패드, 입력 단자 등의 인터페이스를 포함할 수 있다.The
출력부(150)는 장치(100) 내에서 처리되는 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어 출력부(150)는 디스플레이부를 포함하고, 메쉬 데이터, 2D 영상, 메쉬 데이터와 2D 영상의 합성 영상 등을 디스플레이 할 수 있다. The
도 2는 본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a method for reducing the capacity of mesh data according to the present invention.
본 발명에 따른 메쉬 데이터의 용량 감소 방법은, 공간의 3D 구조를 나타내고 다수의 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터를 획득하는 단계(S210), 상기 메쉬 데이터를 상기 공간의 2D 영상과 비교하여, 상기 메쉬 데이터로부터 동일한 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계(S220), 및, 상기 동일한 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.A method for reducing the size of mesh data according to the present invention includes obtaining mesh data representing a 3D structure of space and including a plurality of vertices (S210), comparing the mesh data with a 2D image of the space, and obtaining the mesh data It may include extracting vertices belonging to the same plane from (S220), and removing some vertices from the vertices within the same plane (S230).
먼저 S210과 관련해서 도 3을 참고하여 설명한다.First, S210 will be described with reference to FIG. 3 .
도 3은 본 발명에 따른 메쉬 데이터 및 2D 영상을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating mesh data and 2D images according to the present invention.
메쉬 데이터는 공간의 구조를 나타내기 위해, 폴리곤(polygon)(313), 엣지(edge)(312) 및 버텍스(vertex)(311) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 공간에는 다양한 오브젝트들이 존재할 수 있으며, 이러한 오브젝트의 표면은 폴리곤(polygon)(313)들의 집합으로 표현될 수 있다. 또한 폴리곤(313)은 복수의 엣지(edge)(312)에 의해 다른 폴리곤과 구분되고, 엣지(312)는 버텍스(vertex)(311)와 다른 버텍스를 연결함으로써 생성될 수 있다. The mesh data may include at least one of a
또한 메쉬 데이터는 공간의 3D 구조를 나타낼 수 있다. 구체적으로 메쉬 데이터는 공간의 3D 구조를 표현할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. Mesh data may also represent the 3D structure of space. Specifically, the mesh data may include information capable of expressing the 3D structure of space.
예를 들어 메쉬 데이터는 각 버텍스(311)의 3차원 좌표 정보나, 각 버텍스(311)의 3차원 좌표를 추적할 수 있는 기타 정보를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 공간의 3차원 위치를 나타낼 수 있는 다양한 정보 들이, 폴리곤, 엣지 및 버텍스 중 적어도 하나에 매칭될 수 있다. 그리고 폴리곤, 엣지 및 버텍스는 공간 내 오브젝트의 표면 상에 형성되는 바, 메쉬 데이터는 공간의 3차원 구조를 표현할 수 있다.For example, the mesh data may include 3D coordinate information of each
한편 제어부(120)는 다수의 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터를 획득할 수 있다(S210).Meanwhile, the
메쉬 데이터의 일 예로, 메쉬 데이터는 라이다(LiDAR) 장치 등 공간의 3차원 구조를 측정하는 장치를 이용하여 생성될 수 있다. 이 경우 라이다(LiDAR) 장치에 의해 포인트 클라우드가 생성되며, 포인트 클라우드에 포함되는 포인트들의 일부 또는 전부는 메쉬 데이터의 버텍스를 구성할 수 있다.As an example of the mesh data, the mesh data may be generated using a device for measuring a 3D structure of space, such as a LiDAR device. In this case, a point cloud is generated by a LiDAR device, and some or all of the points included in the point cloud may constitute vertices of mesh data.
다만 이에 한정되지 않으며, 메쉬 데이터는 공간의 3차원 구조를 표현하는 다양한 데이터를 이용하여 생성될 수 있다.However, it is not limited thereto, and mesh data may be generated using various data representing a 3D structure of space.
그리고 제어부(120)는 메쉬 데이터를 직접 생성하거나, 통신부(110)를 통하여 메쉬 데이터를 수신할 수 있다.The
한편 도 3에서 도시된 바와 같이 메쉬 데이터는 매우 많은 폴리곤, 엣지 및 버텍스를 포함한다. 따라서 메쉬 데이터는 매우 큰 용량을 가지기 때문에, 저장, 유통, 메쉬 데이터를 이용한 작업 등에 있어서 그 활용에 큰 제약을 받는 문제가 있다. 일 예로, 다수의 작업자들이 클라우드로 연결되어 메타 버스 공간을 공동 작업한다고 가정한다. 다만 메쉬 데이터는 매우 큰 용량을 가지기 때문에, 작업자 간에 호환되기가 매우 어려운 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는, 메쉬 데이터 내 버텍스들 중 일부를 제거하는 방식으로 문제를 해결한다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, mesh data includes a large number of polygons, edges, and vertices. Therefore, since mesh data has a very large capacity, there is a problem that its utilization is greatly restricted in storage, distribution, work using mesh data, and the like. As an example, it is assumed that multiple workers are connected to the cloud and collaborate on the metaverse space. However, since mesh data has a very large capacity, it is very difficult to be compatible between operators. Therefore, in the present invention, the problem is solved by removing some of the vertices in the mesh data.
또한 해상도 변환 등, 일부 점을 제거하여 영상 데이터의 용량을 줄이는 기존의 기술들은 해상도의 저하, 영상 데이터의 왜곡 등의 문제가 발생한다. 다만 본 발명에서는, 데이터의 품질에는 영향을 미치지 않으면서 용량을 줄일 수 있는 방법을 제안한다.In addition, existing technologies that reduce the capacity of image data by removing some dots, such as resolution conversion, cause problems such as resolution degradation and distortion of image data. However, the present invention proposes a method for reducing the capacity without affecting the quality of data.
본 발명에서는 공간에 대한 메쉬 데이터를 상기 공간에 대한 2D 영상과 비교한 후 버텍스를 제거한다. 따라서 공간의 3D 구조를 나타내는 메쉬 데이터 및 동일한 공간이 촬영된 2D 영상이 필요하다. In the present invention, vertices are removed after comparing mesh data of a space with a 2D image of the space. Therefore, mesh data representing the 3D structure of space and 2D images of the same space are required.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 제어부(120)는 공간의 3D 구조를 나타내는 메쉬 데이터 및 상기 공간의 2D 영상을 합성하고, 합성 영상을 이용하여 버텍스를 제거할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 두 영상을 합성하지 않은 상태에서 2D 영상 내 오브젝트의 2D 좌표와, 메쉬 데이터 내 버텍스의 2D 좌표(즉 버텍스의 3D 좌표 로부터, 2D 영상의 구도에 맞게 변환된 2D 좌표)를 비교하는 방식으로도 버텍스의 제거가 가능하다.As shown in FIG. 3 , the
도 4는 본 발명에 따른, 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a method of extracting vertices belonging to the same surface of the same object according to the present invention.
도 4에는 다수의 버텍스를 포함하는 메쉬 데이터 및 2D 영상이 도시되어 있다.4 shows mesh data including a plurality of vertices and a 2D image.
제어부(120)는 공간의 3D 구조를 나타내는 메쉬 데이터를 공간의 2D 영상과 비교하여, 메쉬 데이터로부터 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출할 수 있다(S220).The
먼저 제어부(120)는 공간의 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여, 동일 오브젝트를 선정할 수 있다. 여기서 시각적 특성은 공간의 2D 영상으로부터 추출되는 오브젝트를 포함할 수 있다.First, the
구체적으로, 공간 내 오브젝트들의 3D 구조를 보존하기 위해서는, 오브젝트들을 서로 구분하는 것이 필요하다. 예를 들어 제1 오브젝트와 제2 오브젝트를 동일한 오브젝트로 취급하여 버텍스를 제거하게 되면, 3D 구조에 왜곡이 발생한다.Specifically, in order to preserve the 3D structure of objects in space, it is necessary to distinguish objects from each other. For example, if vertices are removed by treating the first object and the second object as the same object, distortion occurs in the 3D structure.
그리고 메쉬 데이터만으로는 오브젝트를 구분하기가 힘들기 때문에, 제어부(120)는 2D 영상을 이용하여 공간 내 오브젝트들을 구분하고, 그 중 하나의 오브젝트를 동일 오브젝트로 선정할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 공간 내 다양한 오브젝트들 중 건물을 동일 오브젝트로써 선정할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(120)는 공간 내 다양한 오브젝트들 중 도로를 동일 오브젝트로써 선정할 수 있다. In addition, since it is difficult to classify objects only with mesh data, the
또한 제어부(120)는 2D 영상 내에서, 하나의 오브젝트 상에 다른 오브젝트가 존재하는 경우에도, 두 오브젝트를 구분할 수 있다. 예를 들어 도 4의 건물 상에 창문(420)이 존재하는 경우, 제어부(120)는 창문(420)을 제외한 건물 만을 동일 오브젝트로 선정할 수 있다. 이 경우 제어부(120)는, 창문(420)을 건물과는 다른 별도의 오브젝트로 선정하고, 일부 버텍스를 제거하는 처리를 별도로 수행할 수 있다.In addition, the
한편 제어부(120)는 공간의 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여, 동일 오브젝트의 동일 면을 선정할 수 있다. 여기서 시각적 특성은 공간의 2D 영상으로부터 추출되는, 오브젝트의 면을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
구체적으로 오브젝트의 3D 구조를 보존하기 위해서는, 오브젝트의 각 면들을 보존하는 것이 필요하다. 그리고 메쉬 데이터 만으로는 면을 구분하기가 힘들기 때문에, 제어부(120)는 2D 영상을 이용하여 오브젝트의 복수의 면을 구분하고, 하나의 면을 선정할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 2D 영상 내 면들의 경계(모서리 등)를 이용하여 오브젝트의 복수의 면을 구분하고, 하나의 오브젝트를 선정할 수 있다. 도 4에서는 건물의 측면(410)이 선정된 상태가 도시되어 있다.Specifically, in order to preserve the 3D structure of an object, it is necessary to preserve each facet of the object. Also, since it is difficult to classify faces only with mesh data, the
한편 동일 면을 선정하는 것에, 하나의 면에 존재하는 다른 색상은 고려되지 않는다. 예를 들어 도로의 상면이 회색 영역 및 노란색 영역(예를 들어 중앙선)으로 구성된다고 가정한다. 다만 메쉬 데이터는 오브젝트의 형상을 나타내기 위한 데이터이며, 오브젝트의 색상을 나타내지는 않는다. 따라서 제어부(120)는 복수의 색상을 포함하는 하나의 면을 동일 면으로 선정할 수 있다.On the other hand, in selecting the same surface, different colors existing on one surface are not considered. For example, it is assumed that the upper surface of the road consists of a gray area and a yellow area (for example, a center line). However, mesh data is data for representing the shape of an object, and does not represent the color of the object. Accordingly, the
한편, 하나의 면에 돌출부 또는 함몰부가 존재한다고 가정한다. 돌출부 또는 함몰부는 오브젝트의 형상에 영향을 미치는 것으로, 돌출부 또는 함몰부를 주변과 하나의 면으로 취급하는 경우에는 돌출부 또는 함몰부의 구조적 특징이 보존되지 않는다. On the other hand, it is assumed that there are protrusions or depressions on one surface. Protrusions or depressions affect the shape of an object, and structural characteristics of the protrusions or depressions are not preserved when the protrusions or depressions are treated as one plane with the surroundings.
따라서, 동일 오브젝트의 일면이 돌출부 또는 함몰부를 포함하는 경우, 제어부(120)는 돌출부 또는 함몰부를 제외한 면을 동일 면으로써 선정할 수 있다. 예를 들어 도로의 상면에 과속 방지턱이 설치되어 있는 경우, 제어부(120)는 도로의 상면 중 과속 방지턱을 제외한 나머지를 동일 면으로 선정할 수 있다. 이 경우 제어부(120)는, 과속 방지턱을 도로와는 다른 별도의 오브젝트로 선정하고, 동일 면의 선정 및 일부 버텍스를 제거하는 처리를 별도로 수행할 수 있다.Accordingly, when one surface of the same object includes a protrusion or depression, the
이 경우에도 제어부(120)는 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여 동일 면을 선정할 수 있다. 여기서 시각적 특성은 오브젝트의 종류를 포함할 수 있다.Even in this case, the
구체적으로 제어부(120)는 2D 영상 내 오브젝트의 종류를 이용하여 돌출부 또는 함몰부를 선정할 수 있다. 예를 들어 택시 지붕 위의 캡이나 도로 위의 과속 방지턱은 돌출된 구조를 가지고 있다. 따라서 제어부(120)는 2D 영상 내 과속 방지턱을 돌출부로 선정하고, 선정된 돌출부를 주변의 면으로부터 분리할 수 있다. Specifically, the
또한 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성은, 돌출부 또는 함몰부를 선정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 2D 영상으로부터 추출 가능한 형상 정보(굴곡, 그림자 등)을 이용하여 돌출부 또는 함몰부를 선정할 수 있다.Also, the visual characteristics acquired from the 2D image may include information for selecting a protrusion or depression. For example, the
추가적으로, 제어부(120)는 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성 및 메쉬 데이터로부터 획득되는 구조적 특성을 모두 이용하여, 동일 오브젝트 및 동일 면을 선정할 수 있다.Additionally, the
예를 들어 제어부(120)는 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성과 함께, 메쉬 데이터로부터 획득되는 구조적 특성(경계에서 꺾이는 구조, 굴곡진 구조 등)을 이용하여 오브젝트들을 구분하고 오브젝트 간의 경계를 설정할 수 있다. 또한 제어부(120)는 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성과 함께, 메쉬 데이터로부터 획득되는 구조적 특성(경계에서 꺾이는 구조, 굴곡진 구조 등)을 이용하여 오브젝트의 면들을 정확히 구분하거나, 돌출부/함몰부를 선정할 수 있다.For example, the
한편 동일 오브젝트의 동일 면이 선정되면, 제어부(120)는 메쉬 데이터로부터 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출할 수 있다. 예를 들어 도 4와 같이 건물의 측면(410)이 존재하는 경우, 제어부(120)는 메쉬 데이터로부터 해당 면에 속하는 버텍스들을 추출할 수 있다.Meanwhile, when the same face of the same object is selected, the
도 5는 본 발명에 따른, 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a method of removing some vertices from vertices belonging to the same plane of the same object according to the present invention.
도 5a는 버텍스 제거 전, 동일 오브젝트의 동일 면을 도시한 도면이다.5A is a diagram showing the same face of the same object before vertex removal.
제어부(120)는 동일한 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거할 수 있다(S230). 이 경우 제어부(120)는 동일한 면 내의 버텍스들로부터 무작위로 일부 버텍스를 제거하거나, 다양한 기준 하에 일부 버텍스를 제거할 수 있다.The
한편 동일 면에 속하는 버텍스들은 동일면의 경계에 속하는 버텍스(예를 들어, 511) 및 경계 내부의 버텍스(예를 들어, 512, 513)으로 구분된다.Meanwhile, vertices belonging to the same plane are divided into vertices belonging to the boundary of the same plane (eg, 511) and vertices inside the boundary (eg, 512 and 513).
여기서 동일 면의 경계는 동일 면을 다른 면과 구분하는 것으로, 동일 면의 경계에 속하는 버텍스(예를 들어, 511)를 잘못 제거하는 경우에는 오브젝트의 형상 자체에 손실이 가해진다. 따라서 제어부(120)는 동일 면의 경계에 속하는 버텍스(예를 들어, 511)들은 유지하고, 경계 내부의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거할 수 있다.Here, the boundary of the same plane distinguishes the same plane from another plane, and when a vertex (eg, 511) belonging to the boundary of the same plane is mistakenly removed, a loss is applied to the object shape itself. Accordingly, the
도 5b는 버텍스 제거 후의, 동일 오브젝트의 동일 면을 도시한 도면이다. 도 5b를 참고하면, 동일 면의 경계에 속하는 버텍스들은 제거되지 않은 상태에서, 경계 내부의 버텍스들만이 제거된 것을 알 수 있다.5B is a diagram showing the same face of the same object after vertex removal. Referring to FIG. 5B , it can be seen that only vertices inside the boundary are removed while vertices belonging to the boundary of the same plane are not removed.
한편 경계에 속하는 모든 버텍스를 유지할 수 있지만, 이에 한정되지는 않으며, 제어부(120)는 경계에 속하는 버텍스에서도 일부 버텍스를 제거할 수 있다. 다만 이 경우에도, 경계에 속하는 버텍스를 제거하는 정도는, 경계 내부의 버텍스를 제거하는 정도보다 작을 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 경계에 속하는 버텍스들 중 30프로의 버텍스를 제거하고, 경계 내부의 버텍스들 중 90프로의 버텍스를 제거할 수 있다.Meanwhile, all vertices belonging to the boundary may be maintained, but the present invention is not limited thereto, and the
한편 제어부(120)는 경계 내부의 버텍스들 중 최소 1개의 버텍스가 남도록 일부 버텍스를 제거할 수 있다. 구체적으로 경계 내부의 모든 버텍스를 제거하는 경우, 해당 면에는 엣지 및 폴리곤이 형성되지 않으며, 따라서 메쉬 데이터에는 해당 면의 형상에 대한 정보가 남지 않는다. 즉 메쉬 데이터를 조회하는 경우, 해당 면이 없는 것(즉 뚫려 있는 것)으로 인식될 수 있다. 따라서 제어부(120)는 경계 내부에 최소 1개의 버텍스를 남기고 나머지 버텍스들을 제거할 수 있다. 도 5b에서는, 제1 버텍스(512) 및 제2 버텍스(513)를 포함한 4개의 버텍스가 남아 있는 것으로 도시하였다.Meanwhile, the
제어부(120)는 오브젝트의 형상에 손실이 가해지는 것을 최소화 시키면서, 동일 면 내의 버텍스들로부터 일부 버텍스를 제거할 수 있다.The
구체적으로 면의 형상은 다양할 수 있다. 구체적으로 어떤 면은 완전 평면인데 반해, 또 다른 면은 다소 굴곡진 형상일 수 있다. 예를 들어 자동차의 창문은 평면인데 반해, 자동차의 보닛은 굴곡진 형상을 가진다.Specifically, the shape of the surface may vary. Specifically, while some surfaces are perfectly flat, other surfaces may be somewhat curved. For example, while the windows of a car are flat, the bonnet of a car has a curved shape.
면이 완전 평면이라고 가정하는 경우에는, 경계 내부에 하나의 버텍스만 존재하더라도 해당 면의 형상을 완벽히 표현이 가능하다. 다만 면이 굴곡진 형상인 경우, 버텍스를 과도하게 제거하는 경우에는 해당 형상을 완벽히 표현할 수 없다.If it is assumed that the face is perfectly flat, even if there is only one vertex inside the boundary, the shape of the face can be perfectly expressed. However, if the surface has a curved shape and vertices are excessively removed, the shape cannot be perfectly expressed.
따라서, 일 실시 예로, 제어부(120)는 동일 면이 굴곡된 정도에 기초하여, 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정할 수 있다. 구체적으로 제 1면이 평면이고 제 2면이 굴곡을 가지는 경우, 제 1면에서 버텍스를 제거하는 정도는 제 2면에서 버텍스를 제거하는 정도보다 클 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 제1 면에 속하는 버텍스들 중 99프로의 버텍스를 제거하고, 제2 면에 속하는 버텍스들 중 60프로의 버텍스를 제거할 수 있다. 이 경우 제어부(120)는 공간의 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성 및 메쉬 데이터로부터 획득되는 구조적 특성 중 적어도 하나를 이용하여 동일 면이 굴곡된 정도를 산출할 수 있다.Accordingly, as an example, the
다른 실시 예로, 제어부(120)는 공간의 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정할 수 있다. 구체적으로 제어부(120)는 동일 오브젝트의 종류, 동일 오브젝트에서 동일 면이 속하는 부위, 2D 영상으로부터 표현되는 형상 정보(예를 들어 굴곡 등) 중 적어도 하나를 이용하여 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정할 수 있다.As another embodiment, the
예를 들어 동일 오브젝트가 도로인 경우, 도로의 상면은 배수를 위해 다소 굴곡진 구조를 가진다. 이 경우 제어부(120)는 오브젝트의 종류(도로)에 기초하여 도로의 상면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정할 수 있다.For example, when the same object is a road, the upper surface of the road has a slightly curved structure for drainage. In this case, the
다른 예를 들어 동일 오브젝트가 건물인 경우, 건물의 측면은 평면 구조를 가진다. 이 경우 제어부(120)는 오브젝트의 종류(건물) 및 동일 면이 속하는 부위(건물의 측면)에 기초하여 건물의 측면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정할 수 있다.For another example, when the same object is a building, the side of the building has a flat structure. In this case, the
한편 제어부(120)는 동일 오브젝트의 다른 면과 다른 오브젝트에 대해서도 S220 내지 S230의 처리를 수행할 수 있다. 또한 처리가 완료되면, 제어부(120)는 버텍스들 중 일부가 제거된 새로운 메쉬 데이터를 메모리(130)에 저장할 수 있다. Meanwhile, the
또한 제어부(120)는 새로운 메쉬 데이터를 2D 영상과 별도로 저장하고, 2D 영상과 분리하여 활용할 수 있다. 예를 들어 공간의 3D 구조만이 필요한 상황에서, 제어부(120)는 새로운 메쉬 데이터만을 외부로 전송하거나, 새로운 메쉬 데이터를 이용한 작업을 처리할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 새로운 메쉬 데이터는 2D 영상 또는 2D 영상으로부터 추출된 텍스쳐와 결합되어 활용될 수도 있다.In addition, the
본 발명에 따르면, 메쉬 데이터 내의 버텍스, 엣지 및 폴리곤이 다량 제거되어 메쉬 데이터의 용량을 현격히 낮출 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 라이다 장치로부터 획득된 포인트 클라우드는 수백만개의 포인트를 포함할 수 있으며, 이러한 포인트로 메쉬 데이터를 구성하는 경우에는 용량이 매우 커진다. 다만 본 발명에서는 포인트의 개수를 십분의 일 / 이십분의 일 수준으로 줄이는 바, 메쉬 데이터의 용량을 현격히 감소시키고 메쉬 데이터의 활용도를 높힐 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that a large amount of vertices, edges, and polygons in mesh data can be removed, thereby significantly reducing the capacity of mesh data. For example, a point cloud obtained from a lidar device may include millions of points, and when mesh data is constructed with these points, the capacity becomes very large. However, in the present invention, since the number of points is reduced to one-tenth/one-twentieth level, there is an advantage in that the capacity of mesh data can be significantly reduced and the utilization of mesh data can be increased.
또한 본 발명에 따르면, 메쉬 데이터의 용량을 현격히 감소시키면서도, 2D 영상으로부터 획득한 시각적 특성을 이용하여 형상의 왜곡을 최소화 시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, there is an advantage in that distortion of a shape can be minimized by using visual characteristics acquired from a 2D image while significantly reducing the size of mesh data.
도 6은 본 발명에 따른, 공간의 2D 영상을 이용하여 메쉬 데이터를 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a method of correcting mesh data using a 2D image of a space according to the present invention.
도 6a에서 분홍색으로 표시된 부분은, 물에 의한 난반사 등의 이유로 포인트가 획득되지 않은 부분이다. 따라서 메쉬 데이터에는, 해당 영역에 대한 구조적 정보(버텍스, 메쉬, 폴리곤)가 포함되지 않은 상태이다.A portion marked in pink in FIG. 6A is a portion for which points are not obtained due to diffuse reflection by water or the like. Therefore, the mesh data is in a state in which structural information (vertex, mesh, polygon) for the corresponding area is not included.
이 경우 제어부(120)는 2D 영상의 시각적 특성을 이용하여 해당 영역의 구조적 정보를 복원할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 해당 영역에 배치된 오브젝트의 종류, 오브젝트에서 해당 면이 속하는 부위, 2D 영상으로부터 표현되는 형상 정보(예를 들어 경계, 굴곡 등) 등을 이용하여 해당 영역에 대한 구조적 정보를 복원할 수 있다. 이 경우 도 6b에서와 같이 메쉬 데이터가 복원될 수 있다. 또한 제어부(120)는 복원된 메쉬 데이터에 이미지 텍스쳐를 합성하여, 2D 영상을 복원할 수도 있다.In this case, the
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 서버의 프로세서를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above-described present invention can be implemented as computer readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. there is Also, the computer may include a processor of a server. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
110: 통신부 120: 제어부
130: 메모리 140: 입력부
150: 출력부110: communication unit 120: control unit
130: memory 140: input unit
150: output unit
Claims (6)
상기 공간의 2D 영상으로부터 상기 공간 내 오브젝트 및 오브젝트의 면을 포함하는 시각적 특성을 추출하고, 상기 시각적 특성을 이용하여 상기 메쉬 데이터로부터 상기 공간 내 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계; 및
상기 동일 면에 속하는 버텍스들 중 상기 동일 면의 경계 내부의 일부 버텍스를 제거하는 단계;를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.obtaining mesh data representing a 3D structure of space and including a plurality of vertices;
extracting visual characteristics including an object in the space and a surface of the object from a 2D image of the space, and extracting vertices belonging to the same surface of the same object in the space from the mesh data using the visual characteristic; and
Removing some of the vertices within the boundary of the same plane among the vertices belonging to the same plane;
A method for reducing the size of mesh data.
상기 메쉬 데이터로부터 상기 공간 내 동일 오브젝트의 동일 면에 속하는 버텍스들을 추출하는 단계는,
상기 동일 오브젝트의 일면이 돌출부 또는 함몰부를 포함하는 경우, 상기 돌출부 또는 함몰부를 제외한 면을 상기 동일 면으로써 선정하는 단계;를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.According to claim 1,
The step of extracting vertices belonging to the same plane of the same object in the space from the mesh data,
When one surface of the same object includes a protrusion or depression, selecting a surface excluding the protrusion or depression as the same surface;
A method for reducing the size of mesh data.
상기 일부 버텍스를 제거하는 단계는,
상기 동일 면의 경계에 속하는 버텍스들은 유지하고, 상기 경계 내부의 버텍스들로부터 상기 일부 버텍스를 제거하는 단계;를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.According to claim 1,
The step of removing some vertices,
Maintaining vertices belonging to the boundary of the same plane and removing some of the vertices from vertices inside the boundary;
A method for reducing the size of mesh data.
상기 일부 버텍스를 제거하는 단계는,
상기 경계 내부의 버텍스들 중 최소 1개의 버텍스가 남도록 상기 일부 버텍스를 제거하는 단계;를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.According to claim 3,
The step of removing some vertices,
removing some of the vertices so that at least one of the vertices inside the boundary remains;
A method for reducing the size of mesh data.
상기 일부 버텍스를 제거하는 단계는,
상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성을 이용하여, 상기 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 2D 영상으로부터 획득되는 시각적 특성은,
상기 동일 오브젝트의 종류 및 상기 동일 오브젝트에서 상기 동일 면이 속하는 부위를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.According to claim 1,
The step of removing some vertices,
Determining the degree to which vertices are removed from the same plane using visual characteristics obtained from the 2D image;
Visual characteristics obtained from the 2D image,
Including the type of the same object and a part to which the same surface belongs in the same object
A method for reducing the size of mesh data.
상기 일부 버텍스를 제거하는 단계는,
상기 동일 면이 굴곡된 정도에 기초하여, 상기 동일 면에서 버텍스를 제거하는 정도를 결정하는 단계;를 포함하는
메쉬 데이터의 용량 감소 방법.According to claim 1,
The step of removing some vertices,
Based on the degree of curvature of the same surface, determining the degree to which vertices are removed from the same surface; comprising
A method for reducing the size of mesh data.
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KR1020210167753A KR102534282B1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Method and apparatus for reducing the capacity of mesh data |
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KR102192714B1 (en) * | 2019-11-14 | 2020-12-17 | (주)올포랜드 | Weight lightening method of spatial object data and Computer program for the same |
KR20210096285A (en) * | 2018-12-13 | 2021-08-04 | 삼성전자주식회사 | Method, apparatus and computer readable recording medium for compressing 3D mesh content |
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