KR20090100741A - 영상 합성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 합성 방법에 관한 것으로서, 카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상을 합성하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치면, 겹치는 부분의 픽셀 면적을 계산하는 단계와, 계산된 픽셀 면적이 소정 민감도를 초과하면 해당 객체에 대한 터치 이벤트를 발생시키는 단계와 피사체의 이동속도와 객체의 이동속도를 계산하여 피사체와 객체 사이의 충돌 속도와 충돌 각도를 산출하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 크로마키를 이용한 영상합성시에 배경영상과 피사체 간에 인터랙티브한 화면을 구현할 수 있는 효과가 있다.

크로마키, 영상합성, 이벤트, 객체, 피사체, 카메라, 인코딩, 배경영상.

Description

영상 합성 방법 {Method for composing image}

본 발명은 영상 합성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크로마키 기법을 이용하여 영상을 합성하는 방법에 관한 것이다.

크로마키(chroma key)는 영상합성을 위한 기술로서 특정한 색(chroma)을 키(key)로 지정한 후, 주 영상에서 키에 해당하는 화소(pixel)를 다른 영상으로 대체하는 기술이다. 이때, 크로마키를 수행하는 알고리즘에서 키는 단일한 크로마 값이 아니라 크로마 값의 범위를 의미한다. 따라서, 크로마키를 수행하기 위해서는 키가 될 배경 스크린이 필요하며, 배경 스크린의 크로마 값의 변위는 작아야 한다. 그리고, 배경 스크린과 객체(object)는 크로마를 기준으로 서로 분리되어 있어야 한다.

종래 크로마키를 이용한 영상합성에 있어서 배경 픽셀을 피사체에서 분리해 내는 방법 중에는 평면 방정식을 이용하는 방법이 있다. 이 세 개의 평면방정식은 다음과 같다.

(1)

(2)

(3)

이때, angle1=45, angle2=35, angle3=H-30, angle4=H+30, angle5=H+90이며, H는 색상(Hue) 값을 나타낸다.

도 1은 크로마키 합성에서 키 값을 조절할 수 있는 대화상자를 도시하고 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 종래에는 사용자가 키 값을 입력하여 채도(Saturation)와 색상(Hue) 등을 조절할 수 있다.

그러나, 종래 크로마키를 이용한 영상합성은 단순히 피사체를 배경영상에 합 성하는 방식이 주를 이루었고, 피사체와 배경영상 간의 인터랙티브한 영상을 구현하는 기술은 제안되어 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피사체와 배경영상을 합성함에 있어서 피사체와 배경영상의 특정 객체간의 인터랙티브 영상을 구현하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상을 합성하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치면, 겹치는 부분의 픽셀 면적을 계산하는 단계와, 계산된 픽셀 면적이 소정 민감도를 초과하면 해당 객체에 대한 터치 이벤트를 발생시키는 단계와 상기 피사체 영역과 객체 영역의 이동거리를 계산하여 속도를 구하는 단계와, 상기 피사체 영역과 객체 영역의 충돌각도를 구하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면 크로마키를 이용한 영상합성시에 배경영상과 피사체 간에 인터랙티브한 화면을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 합성 장치의 내부구조를 보여주는 블록도이다. 영상 합성 장치는 카메라 입력부(110), 배경영상 저장부(120), 사운드 입력부(130), 영상합성부(140), 표시부(150), 동영상 인코딩부(160)를 포함하여 이루어진다.

카메라 입력부(110)는 카메라로부터 영상신호를 입력받고, 입력된 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.

배경영상 저장부(120)는 배경영상 데이터베이스로부터 배경영상을 입력받아 디코딩하여 저장하는 역할을 한다.

사운드 입력부(130)는 아날로그 사운드 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.

영상합성부(140)는 카메라 입력부(110), 배경영상 저장부(120), 사운드 입력부(130)로부터 신호를 수신하여 영상을 합성한다. 예를 들어, 크로마키를 이용하여 영상을 합성하는 경우, 영상합성부(140)는 카메라 입력부(110)에서 수신한 영상에 서 피사체를 추출하고, 추출된 피사체와 배경영상을 합성하는 방식으로 영상을 생성한다.

표시부(150)는 영상합성부(140)에서 합성된 영상을 디스플레이한다.

동영상 인코딩부(160)는 영상합성부(140)에서 합성된 영상을 소정 동영상 형식으로 인코딩하는 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 합성 방법을 보여주는 흐름도이다.

카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출한다(S301). 도 5의 화면예에서 검출된 피사체 영역(10)을 확인할 수 있다.

피사체 영역과 배경영상을 합성한다(S303). 도 5의 화면예에서 피사체 영역(10)과 배경영상이 합성된 이미지를 확인할 수 있다.

피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치는지 여부를 확인한다(S305).

피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치면, 겹치는 부분의 픽셀 면적을 계산한다(S307).

계산된 픽셀 면적이 소정 민감도를 초과하면 터치 이벤트를 발생시킨다(S311). 본 발명의 일 실시예에서 민감도는 사용자가 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 민감도를 높게 설정한 경우 터치 이벤트가 발생하기 위해서는 피사체 영역과 객체 영역이 겹치는 픽셀 면적이 상대적으로 작아도 되고, 사용자가 민감도를 낮게 설정한 경우 피사체 영역과 객체 영역이 겹치는 면적이 상대적으로 커야 터치 이벤트가 발생하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서 터치 이벤트는 소정 객체 영역이 화면의 중앙에서 확대되어 디스플레이되는 것일 수 있다.

도 5 및 도 6은 도 3의 실시예에 따른 화면예를 도시하고 있다.

도 5 및 도 6에서는 배경영상 중에서 다수의 객체 영역(a, b, c, d)과 피사체 영역(10)이 도시되어 있다.

도 5에서 피사체 영역(10)과 앵무새 모양의 객체 영역(c)이 겹쳐진 상태가 도시되어 있다. 이때, 본 발명에서는 피사체 영역(10)과 객체 영역(c)이 겹쳐진 부분의 픽셀 면적을 계산하고, 계산된 픽셀 면적이 민감도를 초과하면 터치 이벤트가 발생하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 터치 이벤트는 객체 영역(c)이 화면의 중앙에 확대되어 디스플레이되는 것일 수 있는데, 이때의 화면예가 도 6에 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 합성 방법을 보여주는 흐름도이다.

카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출한다(S401). 본 발명의 일 실시예에서 피사체 영역을 검출하는 방법으로 크로마키 방식을 이용할 수 있다.

피사체 영역에서 외곽선을 추출한다(S403). 즉, 도 5의 화면예에서 사람 모양의 피사체 영역(10)은 검은 부분으로 도시되어 있는데, 이러한 피사체 영역에서 외곽선을 추출한 모습이 도 7의 화면예에 도시되어 있다. 도 7에서 사람 모양의 피사체 영역에서 추출한 외곽선(20)이 도시되어 있다.

피사체 영역의 외곽선과 배경영상을 합성한다(S405). 도 7의 화면예에서 외곽선(20)과 배경영상이 합성된 영상이 도시되어 있는 것을 확인할 수 있다.

다음, 피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치는지 여부를 확인한다(S407). 예를 들어, 도 7의 화면예에서 사람 모양의 외곽선(20)과 배경영상 중의 객체 영역들(a, b, c, d) 중에서 고양이 모양의 객체 영역(d)이 겹치는 것을 확인할 수 있다.

피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치면, 피사체의 이동 속도와 객체 영역의 이동 속도를 계산하여 충돌 속도와 충돌 각도를 산출한다(S409). 예를 들어, 피사체의 이동 속도와 객체 영역의 이동 속도는 단위 시간동안 이동한 거리를 계산하여 구할 수 있다. 그리고, 피사체의 이동 속도와 객체 영역의 이동 속도는 각각 벡터로 표현할 수 있고, 이러한 벡터를 이용하여 충돌 후의 해당 객체 영역의 충돌 속도와 충돌 각도를 산출할 수 있다.

산출된 충돌 속도와 충돌 각도에 따라 해당 객체 영역이 이동된다(S411). 본 발명의 일 실시예에서 산출된 충돌 각도에 따른 방향으로 해당 객체 영역이 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 화면예에서 외곽선(20)과 고양이 모양의 객체 영역(d)이 겹치는 것을 확인할 수 있고, 그 후 도 8의 화면예에서 객체 영역(d)이 이동된 것을 확인할 수 있으며, 특히 산출된 충돌 각도에 따른 방향인 왼쪽으로 객체 영역(d)이 이동된 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 해당 객체 영역은 산출된 충돌 속도에 따라 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 화면예에서 피사체 영역의 속도벡터가 좌측 방향으로 1Km/h의 속력으로 움직이고, 객체 영역(d)이 정지해 있다면, 도 8의 화면예에서 충돌 후에 객체 영역(d)은 좌측 방향으로 1Km/h의 속력으로 이동되는 것이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 종래 크로마키 값 조절 대화상자를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 합성 장치의 내부구조를 보여주는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 합성 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 합성 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면예이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 카메라 입력부 120 배경영상 디코딩부

130 사운드 입력부 140 영상합성부

150 표시부 160 동영상 디코딩부

Claims (7)

1. 카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출하는 단계와,

   상기 피사체 영역과 배경영상을 합성하는 단계와,

   상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치는지 여부를 확인하는 단계와,

   상기 피사체 영역과 배경영상 중의 소정 객체 영역이 겹치면, 겹치는 부분의 픽셀 면적을 계산하는 단계와,

   계산된 픽셀 면적이 소정 민감도를 초과하면 해당 객체에 대한 터치 이벤트를 발생시키는 단계

   를 포함하는 영상 합성 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 터치 이벤트는 상기 소정 객체 영역이 화면의 중앙에서 확대되어 디스플레이되는 것임을 특징으로 하는 영상 합성 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 민감도는 사용자가 설정할 수 있는 것임을 특징으로 하는 영상 합성 방법.
4. 카메라로부터 수신한 영상신호에서 피사체 영역을 검출하는 단계와,

   상기 피사체 영역에서 외곽선을 추출하는 단계와,

   상기 피사체 영역의 외곽선과 배경영상을 합성하는 단계와,

   상기 피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치는지 여부를 확인하는 단계와,

   상기 피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치면, 해당 객체 영역이 이동되는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 합성 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치면, 피사체 영역의 이동 속도와 해당 객체 영역의 이동 속도를 계산하여 충돌 후의 객체 영역의 이동 속도를 산출하고, 산출된 이동 속도로 해당 객체 영역이 이동되는 것을 특징으로 하는 영상 합성 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 피사체 영역의 외곽선과 배경영상 중의 객체 영역들 중의 어느 하나가 겹치면, 겹친 부분에 해당하는 외곽선의 충돌각도를 계산하여 해당 객체 영역이 상기 충돌각도에 따른 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 영상 합성 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   크로마키를 이용하여 피사체 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 합성 방법.

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