KR20030026683A - 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상필터링 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 기 제작된 디지털 영상을 입력받아 각 프레임별로 실시간 애니메이션 영상을 생성하기 위한 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 디지털 영상을 이용한 영상 필터링 장치에 있어서, 기 제작된 디지털 영상을 입력받기 위한 입력 수단; 상기 입력 수단을 통해 입력된 디지털 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키기 위한 잡음 감소 수단; 상기 잡음 감소 수단에 의해 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하고, 폐쇄 경계선을 추출하기 위한 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단; 및 상기 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단에 의해 에지 검출 및 폐쇄 경계선이 추출된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 적용하기 위한 대표색 결정 및 적용 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 디지털 비디오를 실시간, 자동으로 애니메이션 비디오로 변환하는 시각 특수 효과 등에 이용됨.
Description
본 발명은 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기 제작된 디지털 영상을 입력받아 각 프레임별로 실시간 애니메이션 영상을 생성하기 위한 애니메이션 효과를 내는 영상필터링 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래에는, 이미 획득된 디지털 비디오 영상을 애니메이션 영상으로 변환하기 위한 장치나 방법이 거의 존재하지 않았을 뿐만 아니라, 간혹 존재했다 하더라도, 종래의 영상 처리 소프트웨어를 사용함으로써 프레임 단위의 작업에 의존하게 되어, 개발 시간, 필요 노동력 및 소요 경비면에서 효율적이지 못하다는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 영상 처리 소프트웨어를 이용할 경우, 프레임 단위로 작업을 수행함으로써, 디지털 비디오를 실시간, 자동으로 애니메이션 비디오로 변환함이 불가능할 뿐만 아니라, 상기 변환 과정을 관찰하며, 필요에 따라 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기 제작된 디지털 영상을 입력받아 각 프레임별로 실시간 애니메이션 영상을 생성하기 위한 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치의 일실시예 구성도.
도 1b 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 의해 생성된 애니메이션 영상의 일예시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 영상을 이용한 영상 필터링 장치에 있어서, 기 제작된 디지털 영상을 입력받기 위한 입력 수단; 상기 입력 수단을 통해 입력된 디지털 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키기 위한 잡음 감소 수단; 상기 잡음 감소 수단에 의해 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하고, 폐쇄 경계선을 추출하기 위한 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단; 및 상기 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단에 의해 에지 검출 및 폐쇄 경계선이 추출된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 적용하기 위한 대표색 결정 및 적용 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 영상 필터링 장치에 적용되는 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 있어서, 기 제작된 디지털 영상을 입력받아, 상기 입력된 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키는 제 1 단계; 상기 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지를 통해 폐쇄 경계선을 추출하는 제 2 단계; 및 상기 폐쇄 경계선 추출이 완료된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 프레임별로 적용하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 영상 필터링 장치에, 기 제작된 디지털 영상을 입력받아, 상기 입력된 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키는 제 1 기능; 상기 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지를 통해 폐쇄 경계선을 추출하는 제 2 기능; 및 상기 폐쇄 경계선 추출이 완료된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 프레임별로 적용하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 기 제작된 디지털 비디오를 애니메이션 효과가 적용된 애니메이션 비디오로 변환하기 위해 현재 가능한 방법인 영상 처리 소프트웨어를 이용한 프레임 단위의 작업 방법과는 달리, 잡음(noise) 감소, 에지(edge) 검출, 폐쇄 경계선(closed boundary) 추출 등의 목적을 위해 사용될 수 있는 다양한 디지털 영상 처리 기법들을 통합하여 PC 기반 윈도우즈 계열 운영체제상에서 다이렉트쇼(DirectShow) 인터페이스를 갖는 그래프 편집기를 사용하여 일괄적으로 실시간, 자동으로 수행, 관찰 및 편집하고 저장하는 것을 시각 특수 효과 필터의 형태로 구현한 것이며, 본 발명에서 구현한 애니메이션 필터는 정지영상을 만화로 변환하는 만화 필터로도 사용될 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1a 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1a 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치는, 기 제작된 디지털 영상을 입력받기 위한 입력부(101), 상기 입력부(101)를 통해 입력된 디지털 영상의 잡음을 제거하거나 또는 감소시키기 위한 잡음 감소부(102), 상기 잡음 감소부(102)에 의해 잡음이 감소된 영상의 에지(edge)를 검출하기 위한 에지 검출부(103), 상기 에지 검출부(103)에의해 에지가 검출된 영상의 폐쇄 경계선을 추출하기 위한 폐쇄 경계선 추출부(104), 상기 폐쇄 경계선 추출부(104)에 의해 폐쇄 경계선이 추출된 영상에 대해 대표색을 결정하여 적용시키기 위한 대표색 결정 및 적용부(105) 및 상기 대표색 결정 및 적용부(105)에 의해 대표색이 결정되어 적용된 애니메이션 영상을 프레임별로 저장하기 위한 저장부(106)를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치의 각 구성부의 상세 동작 및 작용은, 이하 도 1b 에 도시된, 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법의 일실시예 흐름도의 설명을 통해 상세히 설명하기로 한다.
도 1b 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법은, 먼저 기 제작된 디지털 비디오 영상을 편집 화면에 적재한 다음(110), 각 프레임에 대해 잡음 처리 알고리즘을 적용하여 잡음을 감소시키거나, 또는 제거한다(120).
다음, 상기 잡음이 감소되거나 제거된 영상 프레임에 대해 에지(edge) 검출 알고리즘을 적용하여, 프레임 내의 각 영역(또는 물체)을 구분하기 위한 에지를 검출하고(130), 그 결과 프레임의 각 영역을 나타내는 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하지 않으면(140), 곡선 피팅(fitting)이나 폴리고날(polygonal) 피팅 알고리즘을 사용하여 각 영역을 구분하는 폐쇄된 경계선을 추출한다(150).
그리고, 상기의 과정(110 내지 150)을 통해 정해진 영역에 대해 각 영역별 대표색을 정의하거나 원래 프레임에서 대표색을 결정하여(160) 각 영역에 적용시키며(170), 이를 통해 애니메이션 효과를 도출한다.
그리고, 상기의 과정(110 내지 170)이 모두 종료되면, 프레임 단위로 생성된 파일을 다양한 형태의 파일 형식(AVI, MPEG, DV 등)으로 저장하며(180), 후속 프레임들에 대해 다시, 상기 잡음 감소 알고리즘을 적용하여 잡음을 감소시키거나, 또는 제거하는 과정(120)부터 수행한다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법이 적용된 애니메이션 영상의 일예시도이다.
즉, 도 2a 는 기 제작된 디지털 영상이며, 도 2b 는, 상기 도 2a 의 디지털 영상을 이용하여, 본 발명에 따른 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 의해 생성된 애니메이션 영상이다.
도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에서는, 기 제작된 디지털 비디오를 적재하고, 잡음 감소 또는 제거, 에지 검출, 폐쇄 경계선 추출, 영역별 대표색 결정 및 적용의 기능을 갖는 애니메이션 영상의 생성 과정을 수행함으로써, 입력 디지털 비디오 영상이 애니메이션 비디오 영상으로 실시간 자동 변환되는 과정 및 결과를 시각적으로 확인할 수 있으며, 그 결과 생성된 애니메이션 비디오 영상을 다양한 디지털 비디오 형식으로 저장할 수 있다.
이때, 상기 설명된 본 발명의 일실시예에서는, 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상의 생성을 위해 다이렉트쇼(DirectShow) 기반의 인터페이스를 갖는 비디오 편집창에서 작업을 수행하였으며, 알고리즘은 C++로 구현되었고, 사용환경은 윈도우 계열의 운영체제로서, 컴퓨터 시스템은 PC 플랫폼이었다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 기 제작된 디지털 영상을 입력받아 각 프레임별로 실시간, 자동으로 애니메이션 영상을 생성하여 저장할 수 있으며, 실시간으로 변환되는 과정을 관찰하면서 애니메이션 필터의 파라미터들을 조절하여 다양한 애니메이션 형태로 변환할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기 제작된 이미지에 실시간, 자동으로 만화 효과를 적용할 수 있으므로, 실제 디지털 영상매체에 시각 특수 효과를 적용하는데 있어 시간 및 경비의 절약을 꾀할 수 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 디지털 영상을 이용한 영상 필터링 장치에 있어서,기 제작된 디지털 영상을 입력받기 위한 입력 수단;상기 입력 수단을 통해 입력된 디지털 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키기 위한 잡음 감소 수단;상기 잡음 감소 수단에 의해 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하고, 폐쇄 경계선을 추출하기 위한 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단; 및상기 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단에 의해 에지 검출 및 폐쇄 경계선이 추출된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 적용하기 위한 대표색 결정 및 적용 수단을 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 대표색 결정 및 적용 수단에 의해 대표색이 결정되어 적용된 영상을 프레임별로 저장하기 위한 저장 수단을 더 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단은,프레임내의 각 영역(또는 물체)을 구분하기 위한 에지를 검출하고, 그 결과 프레임의 각 영역을 나타내는 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하지 않으면 곡선 피팅(fitting) 알고리즘을 사용하여 각 영역을 구분하는 폐쇄된 경계선을 추출하는 것을 특징으로 하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 에지 검출 및 폐쇄 경계선 추출 수단은,프레임내의 각 영역(또는 물체)을 구분하기 위한 에지를 검출하고, 그 결과 프레임의 각 영역을 나타내는 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하지 않으면 폴리고날(polygonal) 피팅 알고리즘을 사용하여 각 영역을 구분하는 폐쇄된 경계선을 추출하는 것을 특징으로 하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 장치.
- 영상 필터링 장치에 적용되는 디지털 영상을 이용한 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법에 있어서,기 제작된 디지털 영상을 입력받아, 상기 입력된 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키는 제 1 단계;상기 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지를 통해 폐쇄 경계선을 추출하는 제 2 단계; 및상기 폐쇄 경계선 추출이 완료된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 프레임별로 적용하는 제 3 단계를 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 적용한 프레임을 저장하는 제 4 단계를 더 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 제 2 단계는,프레임내의 각 영역(또는 물체)을 구분하기 위한 에지를 검출하는 제 5 단계;상기 제 5 단계에 의해 검출된 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하는지를 확인하여 폐쇄 경계선을 구성하면 구성된 폐쇄 경계선을 추출하는 제 6 단계; 및상기 제 5 단계에 의해 검출된 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하는지를 확인하여 폐쇄 경계선을 구성하지 않으면 곡선 피팅(fitting) 알고리즘을 사용하여 각 영역을 구분하는 폐쇄된 경계선을 추출하는 제 7 단계를 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 제 2 단계는,프레임내의 각 영역(또는 물체)을 구분하기 위한 에지를 검출하는 제 5 단계;상기 제 5 단계에 의해 검출된 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하는지를 확인하여 폐쇄 경계선을 구성하면 구성된 폐쇄 경계선을 추출하는 제 6 단계; 및상기 제 5 단계에 의해 검출된 에지들이 폐쇄된 경계선을 구성하는지를 확인하여 폐쇄 경계선을 구성하지 않으면 폴리고날(polygonal) 피팅 알고리즘을 사용하여 각 영역을 구분하는 폐쇄된 경계선을 추출하는 제 7 단계를 포함하는 애니메이션 효과를 내는 영상 필터링 방법.
- 프로세서를 구비한 영상 필터링 장치에,기 제작된 디지털 영상을 입력받아, 상기 입력된 영상에 대해 프레임별로 잡음을 감소시키는 제 1 기능;상기 잡음이 감소된 영상에 대해 에지를 검출하여, 상기 검출된 에지를 통해 폐쇄 경계선을 추출하는 제 2 기능; 및상기 폐쇄 경계선 추출이 완료된 영상에 대해, 각각의 폐쇄 영역별 대표색을 결정하여 프레임별로 적용하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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