KR102611537B1 - 초고품질의 디지털 데이터 생성 방법 및 장치 - Google Patents

초고품질의 디지털 데이터 생성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

초고품질의 디지털 데이터 생성 방법 및 장치가 개시된다. 디지털 데이터 생성 방법은 특정 위치에 배치된 타겟의 정보를 식별하는 단계; 상기 식별된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하기 위해 제1 디바이스의 움직임을 제어하는 단계; 상기 제1 디바이스에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는지 판단하는 단계; 및 상기 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하지 않는 경우, 상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 움직임을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

초고품질의 디지털 데이터 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING ULTRA HIGH-QUALITY DIGITAL DATA}
본 발명은 디지털 데이터 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 프로그램을 통해 움직임이 제어 가능한 디바이스를 사용하여 다양한 위치에서 타겟의 고품질 2차원 이미지 데이터를 획득함으로써 초고품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 코로나 바이러스의 등장으로 많은 것이 달라지고, 일반화되고, 표준화되는 '뉴노멀'(New Normal)이 점차 확산되고 있으며, 문화 유산을 직접 대면하여 경험하는 관람에서 간접적으로 비대면하여 체험할 수 있는 관람으로 변하고 있다. 문화 유산을 간접 체험하기 위해서는 실제 문화 유산을 디지털 데이터로 생성해야 하며, 디지털 데이터의 생성 과정에서 정교한 작업이 진행되어야 생성된 디지털 데이터의 품질이 좋아지며 관람객들의 몰입감을 높일 수 있다.
최근에는 2차원 이미지로 촬영된 사진들을 이용하여 기가 픽셀급의 초고해상도 2차원 이미지를 생성하거나, 타겟을 바라보며 다양한 위치와 자세로 촬영된 사진들을 정합 혹은 융합하거나 3차원 스캔 장비를 활용하여 초고품질의 3차원 디지털 데이터를 생성하기도 한다.
이와 같이 타겟에 대한 초고품질의 n차원 디지털 데이터를 획득하는 종래 방법은 전문 사진사가 직접 수동으로 카메라와 스캔 장비를 이용하여 촬영 및 스캔하거나 혹은 다수의 카메라를 동기화 시켜 동시에 촬영한 후에 컴퓨터 비전 기술을 이용함으로써 초고품질의 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
그러나 이와 같은 종래 방법 중 전자의 경우, 전문 사진사 혹은 전문 촬영자의 감과 경험 능력치에 따라 생성되는 n차원 디지털 데이터의 품질이 달라지는 문제가 발생하고, 후자의 경우, 다수의 카메라나 그 밖의 장비들을 수용하기 위해 많은 자원이 필요하다는 단점이 있다.
본 발명은 프로그램을 통해 움직임이 제어 가능한 디바이스를 사용하여 다양한 위치에서 타겟의 2차원 이미지 데이터를 획득함으로써 초고품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 방법은 특정 위치에 배치된 타겟의 정보를 식별하는 단계; 상기 식별된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하기 위해 제1 디바이스의 움직임을 제어하는 단계; 상기 제1 디바이스에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는지 판단하는 단계; 및 상기 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하지 않는 경우, 상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 움직임을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타겟의 정보를 식별하는 단계는 센서를 통해 수집된 정보를 이용하여 상기 타겟의 크기 및 상기 카메라와 타겟 사이의 거리를 식별할 수 있다.
상기 제1 디바이스의 움직임을 제어하는 단계는 상기 카메라와 타겟 사이의 거리가 일정하도록 상기 제1 디바이스의 이동 위치, 자세 및 경로를 계산할 수 있다.
상기 제2 디바이스의 움직임을 제어하는 단계는 상기 타겟의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 상기 제2 디바이스를 회전시킬 수 있다.
상기 제1 디바이스의 의해 움직이는 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 기록하는 단계를 더 포함하고, 상기 전역 좌표로 기록된 카메라의 위치 및 자세는 상기 타겟의 n차원 디지털 데이터를 생성하는데 이용될 수 있다.
상기 기록하는 단계는 (i)상기 제1 디바이스에 장착된 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 방법은 타겟의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 기준 이미지 데이터를 선택하는 단계; 상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터를 결정하는 단계; 상기 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 결정된 이웃 이미지 데이터 각각에 대한 특징점들을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 특징점들 중 매칭되는 특징점들의 쌍을 이용하여 상기 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 n차원 디지털 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 n차원 디지털 데이터를 생성하는 단계는 상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
상기 전역 좌표는 (i)제1 디바이스에 장착된 상기 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표가 계산될 수 있다.
상기 기준 이미지 데이터를 선택하는 단계는 상기 2차원 이미지 데이터들 중 특징점이 가장 많은 2차원 이미지 데이터를 기준 이미지 데이터로 선택할 수 있다.
상기 이웃 이미지 데이터를 결정하는 단계는 상기 2차원 이미지 데이터들 중 상기 기준 이미지 데이터와 시공간적으로 가장 가까운 2차원 이미지 데이터를 이웃 이미지 데이터로 선택할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 특정 위치에 배치된 타겟의 정보를 식별하고, 상기 식별된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하기 위해 제1 디바이스의 움직임을 제어하며, 상기 제1 디바이스에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는지 판단하고, 상기 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하지 않는 경우, 상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 움직임을 제어할 수 있다.
상기 프로세서는 센서를 통해 수집된 정보를 이용하여 상기 타겟의 크기 및 상기 카메라와 타겟 사이의 거리를 식별할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 카메라와 타겟 사이의 거리가 일정하도록 상기 제1 디바이스의 이동 위치, 자세 및 경로를 계산할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 타겟의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 상기 제2 디바이스를 회전시킬 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 디바이스의 의해 움직이는 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 기록하고, 상기 전역 좌표로 기록된 카메라의 위치 및 자세는 상기 타겟의 n차원 디지털 데이터를 생성하는데 이용될 수 있다.
상기 프로세서는 (i)상기 제1 디바이스에 장착된 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 타겟의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 기준 이미지 데이터를 선택하고, 상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터를 결정하며, 상기 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 결정된 이웃 이미지 데이터 각각에 대한 특징점들을 계산하고, 상기 계산된 특징점들 중 매칭되는 특징점들의 쌍을 이용하여 상기 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 n차원 디지털 데이터를 생성하며, 상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
상기 전역 좌표는 (i)제1 디바이스에 장착된 상기 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표가 계산될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 2차원 이미지 데이터들 중 특징점이 가장 많은 2차원 이미지 데이터를 기준 이미지 데이터로 선택할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 2차원 이미지 데이터들 중 상기 기준 이미지 데이터와 시공간적으로 가장 가까운 2차원 이미지 데이터를 이웃 이미지 데이터로 선택할 수 있다.
본 발명은 프로그램을 통해 움직임이 제어 가능한 디바이스를 사용하여 다양한 위치에서 타겟의 고품질 2차원 이미지 데이터를 획득함으로써 초고품질의 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라와 타겟 사이의 거리가 일정하도록 촬영하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영 가능한 타겟의 전체 영역 중 부분 영역을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 타겟의 2차원 이미지 데이터 획득 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4에 기초하여 획득된 2차원 이미지 데이터로 초고품질의 n 차원 디지털 데이터를 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템을 나타낸 도면이다.
문화 유산처럼 외부 충격에 예민하거나 특수 또는 귀한 물품은 작업자와의 접촉을 최대한 줄여야 한다. 게다가 이것을 특수한 목적으로 분석과 활용해야 한다면 디지털 데이터가 초고해상도를 포함하는 초고품질로 생성되어야 할 것이다.
이를 위해 도 1을 참고하면, 본 발명의 디지털 데이터 생성 시스템(100)은 카메라(110)가 장착된 제1 디바이스(120), 타겟(130)을 적재한 제2 디바이스(140) 및 프로그램을 통해 제1 디바이스(120)와 제2 디바이스(140)의 움직임을 제어하여 타겟(130)의 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성 장치(150)로 구성될 수 있다. 도 1의 예에서는 초고품질의 3차원 디지털 데이터를 생성하기 위해서 고품질의 2차원 이미지 데이터들을 촬영하고 획득하기 위한 구성을 보여준다.
이때, 제1 디바이스(120)는 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득하기 위하여 다양한 시점과 자세를 만들 수 있어야 하므로 6 자유도 이상을 지원할 수 있다. 이와 같은 제1 디바이스(120)는 복수로 설치 가능하며, 서로 협력하여 작업을 수행함으로써 2차원 이미지 데이터의 획득 속도를 향상시킬 수 있다. 이때, 제1 디바이스(120)는 공간과 요구사항 등에 따라 설치 가능한 개수가 가감될 수 있다.
한편, 제1 디바이스(120)에 탑재된 카메라를 통해 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터를 균일하게 촬영하면 융합하는 경우, 균일하지 못한 2차원 이미지 데이터를 융합하는 경우에 비해 생성되는 초고품질의 3차원 디지털 데이터의 품질이 우수할 수 있다. 이때, 균일하게 촬영을 한다는 것은 카메라와 타겟(130) 사이의 거리가 일정하다는 것을 의미하며, 이상적으로는 타겟(130)을 둘러싸는 반구(semi-sphere) 형태로 2차원 이미지 데이터를 획득하는 것이다. 도 2는 카메라와 타겟(130) 사이의 거리가 일정하도록 촬영하는 예를 보여준다.
여기서 제1 디바이스(120)의 이동이 불가능한 경우, 제1 디바이스(120)에 탑재된 카메라를 통해 촬영 가능한 타겟(130)의 영역은 제한적일 수 있다. 도 3을 참고하면, 이동성이 없는 제1 디바이스(120)와 고정된 타겟(130)의 상태에서 제1 디바이스(120)에 장착된 카메라는 도 3의 부분 영역(310)에 대해서만 고품질의 2차원 이미지 데이터를 부분적으로 획득할 수 있다. 이와 같은 부분 영역(310)의 면적은 타겟(130)의 크기 및 제1 디바이스(120)의 도달 거리에 따라 달라질 수 있다.
이때, 도 3에서 표시된 부분 영역(310) 이외의 다른 영역에 대해서도 2차원 이미지 데이터를 획득하기 위해서는 카메라가 탑재된 제1 디바이스(120)가 이동성을 가져 타겟(130)을 기준으로 한 바퀴 회전함으로써 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
이와는 달리 제2 디바이스(140)는 타겟(130)을 적재할 수 있으며, 타겟(130)의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 회전함으로써 제1 디바이스(120)에 탑재된 카메라가 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득하도록 할 수 있다.
이와 같은 제1 디바이스(120) 및 제2 디바이스(140)의 움직임은 디지털 데이터 생성 장치(150)를 통해 제어될 수 있으며, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 이와 같이 획득된 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 이용하여 타겟(130)에 대한 n차원의 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 제1 디바이스(120)의 특성 및 요구사항으로 인해 반구의 형태가 아닌 원기둥의 형태로 타겟(130)을 촬영하여 2차원 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이 경우 미분의 개념을 활용하여 부분 영역을 제일 작게 만들면, 제1 디바이스(120)는 반구나 원기둥의 표면을 따라 상하 방향으로 왕복하고, 제2 디바이스(140)가 미세하게 회전함으로써 해당 반구 혹은 원기둥의 표면을 중복해서 덮을 수 있는 2차원 이미지 데이터를 촬영할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 타겟의 2차원 이미지 데이터 획득 방법을 플로우챠트로 나타낸 도면이다.
단계(410)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 카메라가 장착된 제1 디바이스(120)를 이용하여 제2 디바이스(140)에 적재되어 특정 위치에 배치된 타겟(130)의 정보를 식별할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120)에 배치된 광학 센서, 거리 센서 또는 깊이 센서 등을 이용함으로써 타겟(130)의 크기 및 카메라와 타겟(130) 사이의 거리를 식별할 수 있다.
단계(420)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 식별된 타겟(130)의 정보를 사용자가 확인, 수정하거나 비교할 수 있도록 별도의 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
단계(430)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120)에 장착된 카메라를 이용하여 촬영 가능한 타겟(130)의 부분 영역을 결정하고, 결정된 부분 영역에 기초하여 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득하기 위한 제2 디바이스(140)의 회전량을 결정할 수 있다.
이후 단계(440)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 단계(430)에서, 결정된 타겟(130)의 부분 영역 중 N 번째 부분 영역에 대한 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터를 획득하기 위해 제1 디바이스(120)의 움직임을 결정할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 N 번째 부분 영역에 대해 카메라와 타겟(130) 사이의 거리가 일정하도록 제1 디바이스(120)의 이동 위치, 자세 및 경로를 계산할 수 있다.
단계(450)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 계산된 제1 디바이스(120)의 이동 위치, 자세 및 경로에 기초하여 카메라가 타겟(130)에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하도록 제어할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120)가 이동을 완료한 후 일정한 정지 시간을 가지도록 제어함으로써 카메라가 흔들리는 것을 방지해 보다 향상된 품질의 2차원 이미지 데이터를 획득하도록 할 수 있다.
단계(460)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120)에 의해 움직이는 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 기록할 수 있으며, 이와 같이 전역 좌표로 기록된 카메라의 위치 및 자세는 이후 타겟(130)의 n 차원 디지털 데이터를 생성하는데 이용될 수 있다.
이때, 전역 좌표는 Global Coordinate System 혹은 World Coordinate System에 대응하여 기록될 수 있다. 보다 구체적으로 전역 좌표는 (i)제1 디바이스(120)에 장착된 카메라의 위치와 자세, (ii)제2 디바이스(140)의 회전량 및 (iii)제1 디바이스(120)와 제2 디바이스(140) 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 계산될 수 있다. 여기서 제1 디바이스(120)의 기준점은 제1 디바이스(120)에 장착된 카메라의 위치 기준점을 의미하고, 제2 디바이스(140)의 기준점은 제2 디바이스(140)의 회전 중심의 위치 기준점을 의미할 수 있다.
단계(470)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120)에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟(130)의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 타겟(130)의 전체 영역에 대응하는지 판단할 수 있다.
만약 카메라를 통해 촬영된 타겟(130)의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 타겟(130)의 전체 영역에 대응하는 것으로 판단되면, 단계(480)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터 획득 작업을 완료할 수 있다.
이와는 달리 디지털 데이터 생성 장치(150)는 카메라를 통해 촬영된 타겟(130)의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 타겟(130)의 전체 영역에 대응하지 않는 것으로 판단되면, 단계(490)에서, 타겟(130)을 적재한 제2 디바이스(140)의 움직임을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제2 디바이스(140)의 회전 중심, 즉, 타겟(130)의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 제2 디바이스(140)를 회전시키도록 제어하고, 단계(440) 내지 단계(470)을 반복하여 수행함으로써 타겟(130)의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4에 기초하여 획득된 2차원 이미지 데이터로 초고품질의 n 차원 디지털 데이터를 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.
단계(510)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 제1 디바이스(120) 및 제2 디바이스(140)를 통해 획득된 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 기준 이미지 데이터를 선택할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 2차원 이미지 데이터를 임의로 선택하여 기준 이미지 데이터로 결정할 수 있다. 또는 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 특징점이 가장 많은 2차원 이미지 데이터를 선택하여 기준 이미지 데이터로 결정할 수 있다.
단계(520)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터를 결정할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 기준 이미지 데이터와 시공간적으로 가장 가까운 2차원 이미지 데이터를 선택하여 이웃 이미지 데이터로 결정할 수 있다.
단계(530)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 결정된 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터 각각에 대한 특징점들을 계산할 수 있다. 이때, 특징점은 2차원 이미지 데이터가 지닌 고유한 특성을 표현할 수 있는 다중 차원의 벡터 값으로 다양한 알고리즘을 이용하여 계산할 수 있다.
단계(540)에서, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터 각각에 대해 계산된 특징점들을 비교하여 동일한 특징점으로 인식되는 특징점들을 매칭함으로써 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합할 수 있다. 이때, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함에 있어 타겟(130)을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
이후 디지털 데이터 생성 장치(150)는 단계(550)에서, 타겟(130)의 모든 2차원 이미지 데이터들에 대한 융합이 완료되었는지 판단할 수 있다. 만약, 타겟(130)의 모든 2차원 이미지 데이터들에 대한 융합이 완료되었다고 판단되면, 디지털 데이터 생성 장치(150)는 단계(560)에서, 타겟(130)의 n차원 디지털 데이터 생성 작업을 완료할 수 있다.
이와는 달리 디지털 데이터 생성 장치(150)는 타겟(130)의 모든 2차원 이미지 데이터들에 대한 융합이 완료되지 않았다고 판단되면, 단계(570)에서, 타겟(130)의 2차원 이미지 데이터들 중 새로운 이웃 이미지 데이터를 결정하고, 단계(520) 내지 단계(550)를 반복하여 수행함으로써 타겟(130)의 n차원 디지털 데이터를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 디지털 데이터 생성 시스템(600)은 카메라(610)를 탑재한 제1 디바이스(620)가 이동이 가능한 제2 디바이스(630)에 적재되어 타겟(640)의 2차원 이미지 데이터를 획득하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로 디지털 데이터 생성 장치(650)는 타겟(640)에 대한 부분 영역을 설정하고, 설정된 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득하기 위하여 제1 디바이스(620) 및 제2 디바이스(630)의 움직임을 제어할 수 있다.
즉, 디지털 데이터 생성 장치(650)는 제1 디바이스(620)를 적재한 제2 디바이스(630)가 타겟(640)을 따라 이동하면서 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 획득하고, 획득된 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 전체 영역에 2차원 이미지 데이터와 동일할 때까지 제1 디바이스(620) 및 제2 디바이스(630)의 움직임을 제어할 수 있다.
이후 디지털 데이터 생성 장치(650)는 도 5에 제공된 n 차원 디지털 데이터를 획득 과정을 진행함으로써 초고품질의 2차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다. 도 6의 예에서는 타겟(640)이 회화 작품인 관계로 2차원 디지털 데이터가 생성되지만 타겟(640)의 종류는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 데이터 생성 시스템의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참고하면, 디지털 데이터 생성 시스템(700)의 제1 디바이스(710)는 베이스에 상하 이동이 가능한 엘리베이션 장치(720)를 포함할 수 있다. 이를 통해 디지털 데이터 생성 시스템(700)은 제1 디바이스(710)를 통해 일반 회화 작품 보다 더 큰 벽화와 같은 타겟에 대해서도 고품질의 2차원 이미지 데이터를 획득할 수 있으며, 획득된 2차원 이미지 데이터를 이용하여 n차원 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 디지털 데이터 생성 시스템
110 : 카메라
120 : 제1 디바이스
130 : 타겟
140 : 제2 디바이스
150 : 디지털 데이터 생성 장치

Claims (20)

  1. 특정 위치에 배치된 타겟의 정보를 식별하는 단계;
    상기 식별된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하기 위해 제1 디바이스의 움직임을 제어하는 단계;
    상기 제1 디바이스에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는지 판단하는 단계;
    상기 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하지 않는 경우, 상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 움직임을 제어하는 단계; 및
    상기 타겟의 전체 영역에 대응하는 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터의 특징점들에 기초하여 n 차원의 디지털 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 n 차원의 디지털 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용하여 상기 선택된 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟의 정보를 식별하는 단계는,
    센서를 통해 수집된 정보를 이용하여 상기 타겟의 크기 및 상기 카메라와 타겟 사이의 거리를 식별하는 디지털 데이터 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 움직임을 제어하는 단계는,
    상기 카메라와 타겟 사이의 거리가 일정하도록 상기 제1 디바이스의 이동 위치, 자세 및 경로를 계산하는 디지털 데이터 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 움직임을 제어하는 단계는,
    상기 타겟의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 상기 제2 디바이스를 회전시키는 디지털 데이터 생성 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 n 차원의 디지털 데이터를 생성하는 단계는,
    (i)상기 제1 디바이스에 장착된 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 계산하는 디지털 데이터 생성 방법.
  7. 타겟의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 기준 이미지 데이터를 선택하는 단계;
    상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터를 결정하는 단계;
    상기 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 결정된 이웃 이미지 데이터 각각에 대한 특징점들을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 특징점들 중 매칭되는 특징점들의 쌍을 이용하여 상기 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 n차원 디지털 데이터를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 n차원 디지털 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전역 좌표는,
    (i)제1 디바이스에 장착된 상기 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표가 계산되는 디지털 데이터 생성 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준 이미지 데이터를 선택하는 단계는,
    상기 2차원 이미지 데이터들 중 특징점의 개수가 최대인 2차원 이미지 데이터를 기준 이미지 데이터로 선택하는 디지털 데이터 생성 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이웃 이미지 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 2차원 이미지 데이터들 중 상기 기준 이미지 데이터와 시공간적으로 가장 가까운 2차원 이미지 데이터를 이웃 이미지 데이터로 선택하는 디지털 데이터 생성 방법.
  11. 디지털 데이터 생성 장치에 있어서,
    상기 디지털 데이터 생성 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    특정 위치에 배치된 타겟의 정보를 식별하고, 상기 식별된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터를 촬영하기 위해 제1 디바이스의 움직임을 제어하며, 상기 제1 디바이스에 장착된 카메라를 통해 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는지 판단하고, 상기 촬영된 타겟의 부분 영역에 대한 2차원 이미지 데이터가 상기 타겟의 전체 영역에 대응하지 않는 경우, 상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 움직임을 제어하며, 상기 타겟의 전체 영역에 대응하는 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터의 특징점들에 기초하여 n 차원의 디지털 데이터를 생성하고,
    상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용하여 상기 선택된 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    센서를 통해 수집된 정보를 이용하여 상기 타겟의 크기 및 상기 카메라와 타겟 사이의 거리를 식별하는 디지털 데이터 생성 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 카메라와 타겟 사이의 거리가 일정하도록 상기 제1 디바이스의 이동 위치, 자세 및 경로를 계산하는 디지털 데이터 생성 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 타겟의 중심축을 기준으로 미리 설정된 각도만큼 상기 제2 디바이스를 회전시키는 디지털 데이터 생성 장치.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    (i)상기 제1 디바이스에 장착된 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세를 전역 좌표로 계산하는 디지털 데이터 생성 장치.
  17. 디지털 데이터 생성 장치에 있어서,
    상기 디지털 데이터 생성 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    타겟의 전체 영역에 대한 2차원 이미지 데이터들 중 어느 하나의 기준 이미지 데이터를 선택하고, 상기 선택된 기준 이미지 데이터에 대한 이웃 이미지 데이터를 결정하며, 상기 선택된 기준 이미지 데이터와 상기 결정된 이웃 이미지 데이터 각각에 대한 특징점들을 계산하고, 상기 계산된 특징점들 중 매칭되는 특징점들의 쌍을 이용하여 상기 기준 이미지 데이터와 이웃 이미지 데이터를 융합함으로써 n차원 디지털 데이터를 생성하며, 상기 타겟을 촬영한 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표를 추가적으로 이용함으로써 보다 향상된 품질의 n차원 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전역 좌표는,
    (i)제1 디바이스에 장착된 상기 카메라의 위치와 자세, (ii)상기 타겟을 적재한 제2 디바이스의 회전량 및 (iii)상기 제1 디바이스와 제2 디바이스 각각에 대한 기준점 사이의 거리를 이용하여 상기 카메라의 위치 및 자세에 대한 전역 좌표가 계산되는 디지털 데이터 생성 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 2차원 이미지 데이터들 중 특징점의 개수가 최대인 2차원 이미지 데이터를 기준 이미지 데이터로 선택하는 디지털 데이터 생성 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 2차원 이미지 데이터들 중 상기 기준 이미지 데이터와 시공간적으로 가장 가까운 2차원 이미지 데이터를 이웃 이미지 데이터로 선택하는 디지털 데이터 생성 장치.
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