KR20100094602A

KR20100094602A - 이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의렌더링 방법 및 시스템 구성 방법

Info

Publication number: KR20100094602A
Application number: KR1020090013644A
Authority: KR
Inventors: 최호성
Original assignee: 최호성
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-08-27

Abstract

모든 그리기 행위는 일차적으로 대상 이미지를 관찰자가 분석한 정보에 근거하지만 이차적으로는 그리기 도구 및 방법의 변화에 따라 결과물에 대한 정의를 달리할 수 있다. 가령 동일한 원본 이미지에 대해 유성 안료를 이용한 그리기 결과를 유화라 정의한다면 수성 안료를 이용한 경우를 수채화로 정의할 수 있다. 그리고 붓이나 칼과 같이 그리기 도구를 달리할 경우 최종 결과는 다른 것으로 정의될 수 있다. 또한 대상 이미지를 분석하는 일반적인 방법은 색상 정보의 변화나 경계선의 이어짐 등과 같이 관찰자 개인이 판단한 정보를 기반으로 한다. 그리고 대부분 대상에 부합한 그리기를 시도하지만 판단의 주체인 관찰자의 목적에 따라 의도적으로 대상을 왜곡하여 그리기를 시도할 수도 있다. 본 발명은 상기 그리기 방법을 통해 대상 이미지를 렌더링하는 기술 및 구체화된 결과물에 대한 것으로, 그리기를 위한 원본 이미지의 단순화 방법과 그리기 스트로크 정보를 생성하는 방법과 디지털 이미지를 취득할 수 있는 장치를 이용하여 그리기 스트로크 이미지를 정의하는 방법과 정의된 그리기 스트로크 이미지를 이용하여 새로운 형식으로 해석된 이미지를 렌더링하는 알고리즘에 대한 것이며, 상기 핵심 원리를 실물로 구현한 시스템의 구성 방법에 대한 것을 포함한다.

이미지 렌더링, 이미지 변환, 회화, 스트로크, 그리기 행위, 손실압축

Description

이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법 및 시스템 구성 방법 {Rendering method based image deformation level control and information of stroke direction}

본 발명은 대상 이미지를 분석하여 생성된 정보를 기반으로 새로운 이미지를 그려내는 형식의 렌더링 방법 및 발명의 실시를 위한 시스템을 구성하는 방법에 관한 것으로, 2차원 평면 이미지를 인식할 수 있는 관찰자의 판단 능력에 따라 구체화된 그리기 방법과, 이를 실제화하기 위한 도구를 통해 생성한 가상의 그리기 이미지로, 그리기 행위를 시도하는 주체의 목적과 의도에 따라 대상을 왜곡하여 새로운 이미지로 해석한 그리기를 시도하는 일련의 처리절차를 논리적 흐름 단위로 구성하여 이룬 것이다.

일반적으로 인간의 그리기 행위는 대상 이미지와 흡사한 모습을 가지려 노력한다. 이를 위해 대상 이미지의 구성 및 주요 요소와 배경의 경계를 명확히 구별하는 것은 물론 각 영역에 대응하는 적절한 색상 정보를 판단하여 그리기를 시도한다. 그리고 그리기에 사용되는 안료 및 도구에 따라서 회화의 외적 모습과 분야는 달라질 수 있다. 그리고 경우에 따라 그리기 주체자의 의도에 따라 본래의 이미지와 다른 형식이나 모양의 그리기를 시도할 수도 있다.

또한 그리기에 사용되는 가장 일반적인 도구는 붓이나 펜이지만 그리는 사람의 목적과 의도에 따라 모래, 동전, 종이 조각 혹은 사진과 같이 전혀 다른 것이 그리기의 도구가 될 수 있다. 가장 중요한 그리기의 핵심은 이 도구들을 이용해서 만들 수 있는 직선 혹은 점으로 구성된 새로운 이미지이다.

본 발명의 목적은 기존 이미지처리 방식의 정형화된 렌더링 방법의 단점을 극복하기 위해, 대상 이미지를 분석하여 얻은 정보에 기반한 그리기 행위의 논리적 흐름을 자동화하고, 그리기 도구의 극단적 다양화 및 의도된 원본 이미지의 왜곡을 통해, 새로운 이미지를 제작하는 방법을 컴퓨터와 같은 디지털 기기를 통해 재현하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 그리기를 위한 원본 이미지의 단순화 방법, 그리기 스트로크 정보를 생성하는 방법, 디지털 이미지를 취득할 수 있는 장치를 이용하여 그리기 스트로크 이미지를 정의하는 방법, 정의된 그리기 스트로크 이미지를 이용하여 새로운 형식으로 해석된 이미지로 렌더링하는 알고리즘과 이를 실시한 시스템을 구성함에 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존의 정형화된 렌더링 방법의 한계를 극복하여 인간의 예술적 창조에 의해 생성될 수 있는 새로운 이미지를 만들어 내는 일련의 처리절차를 논리적 흐름 단위로 구성하여 디지털 기기로 재현할 수 있다는데 그 효과가 있으며, 이를 통해 각종 전문 그리기 기법에 따른 결과 이미지를 쉽고 빠르게 얻을 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화상 입력장치나 이동식 디스크와 같이 저장된 디지털 이미지 정보를 취득할 수 있는 입력수단과 상기 디지털 이미지를 분석하여 렌더링을 위한 연산이 가능한 컴퓨터 장치와 사용자의 그리기 스트로크 이미지 정보를 취득할 수 있는 입력수단과 이미지의 변환 과정을 외부에 보일 수 있는 화면출력 장치와 렌더링이 완성된 최종 결과 이미지를 인쇄할 수 있는 출력장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 핵심 원리 및 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법에 대한 흐름도이다. 최초 화상정보 취득 장치를 이용하여 렌더링 대상 이미지를 취득(A1)하고, 상기 이미지에 대한 그리기 정보를 분석(A2)한 후, 손실 압축 방식으로 상기 이미지를 단순화(B1)하고, 그리기를 수행할 임의의 대상 영역을 상기 이미지에서 선정(C1)하여, 이미지를 분석하고 그리기 스트로크 이미지의 적절한 회전각도 및 두께정보를 판별(C2)한다. 상기 이미지에서 선택된 영역에 대한 최적의 그리기 스트로크 이미지를 결정하여 렌더링을 진행(D1)하고, 손실율이 일정한 현재 단계에서의 모든 가능성 있는 그리기가 있는지 확인(E1)하고, 더 이상의 가능성이 없다면 손실율을 낮추어 상기 이미지를 다시 단순화하여 원본에 좀더 가깝게 하고, 상기 과정을 반복(F1)하여 일련의 처리절차를 완료하는 것으로, 이에 대한 원리를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

최초 대상 이미지를 결정하면, 원본 이미지에 존재하는 영역 및 외곽선 정보를 추출하는데, 이 정보는 차후 그리기 행위의 정확성을 판단하는 정보로 활용되며, 이후로 이미지를 손실 압축하고 도 2, 도 3, 도 4, 도 5에 기술한 방법으로 그리기 정보를 분석하여 데이터 베이스로 구성한다.

그리기 스트로크 이미지는 미리 정해진 이미지를 사용할 수도 있으나, 사용자의 손동작 이미지를 취득할 수 있는 입력장치를 이용하여 동적으로 생성하여 사용할 수 있고, 경우에 따라 사용자가 입력한 문자열이 될 수도 있다. 중요한 것은 렌더링의 주요 도구에 대한 그리기 스트로크 이미지는 사용자의 의지에 따라 임의 변경이 가능 하다는 것이며, 이를 통해 전혀 다른 렌더링 결과를 얻을 수 있도록 사용자가 일련의 과정에 직접 참여할 수 있다.

도 2는 대상 이미지를 단순화하여 손실 압축하고 선택된 픽셀들을 5*5행 배열로 열거한 후, 색상이 일치하는 인접 픽셀을 검사하여 적절한 직선 스트로크 이미지의 방향을 선택하는 예를 설명한 것이다. 5*5 형식의 스트로크는 수평선을 기 준으로 0˚, 30˚, 60˚, 90˚, 120˚, 150˚ 등에 해당하는 스트로크 각도를 결정할 수 있음을 보여준다.

도 3은 대상 이미지를 단순화하여 손실 압축하고 선택된 픽셀을 4*4행 배열로 열거한 후, 색상이 일치하는 인접 픽셀을 검사하여 적절한 직선 스트로크 이미지의 방향을 선택하는 예를 설명한 것이다. 4*4 형식의 스트로크는 수평선을 기준으로 15˚, 75˚, 105˚, 165˚ 등에 해당하는 스트로크 각도를 결정할 수 있음을 보여준다.

도 4, 도 5는 각각 3*3, 2*2 형식의 스트로크 예를 보인 것으로, 상기 5*5 형식과 유사하지만 길이가 짧은 경우로 한정한 방법으로 45˚, 90˚, 135˚ 등에 해당하는 스트로크 각도를 결정할 수 있다.

상기 방법으로 구체화된 그리기 정보를 기반으로 그리기가 진행되는데, 도 7은 상기 이미지에 대한 손실 압축 결과를 보인 것으로 손실율에 따라 원본 이미지의 왜곡 정도를 단계별로 보인 것이며, 도 8은 상기 이미지를 단계별로 손실 압축하고 임의의 영역을 분석한 후 적절한 그리기 스트로크 이미지를 적용하여 렌더링이 진행되는 과정을 단계별로 보인 것이다.

이와 같은 일련의 처리 절차가 완료되면 결정된 손실율에 따른 그리기가 완 료된 것이며, 이후로 손실율을 낮추고 이미지를 보다 원본에 가까워지도록 한 후, 상기 과정을 반복하여 전체 그리기를 완료한다. 따라서 그리기 과정은 넓고 단순한 영역에서 복잡하고 정교한 영역의 순서로 진행된다.

그리고 도 6은 렌더링에 사용할 스트로크 이미지를 15˚ 단위로 열거한 것인데, 이처럼 그리기 스트로크 이미지를 미리 생성함으로써 렌더링 도중에 스트로크 이미지의 회전 연산을 수행하지 않을 수 있고, 그만큼 렌더링 속도를 개선할 수 있다.

도 9는 상기 이미지의 렌더링 결과를 자세히 볼 수 있도록 확대한 모습이며, 그리기 스트로크 이미지를 달리한 렌더링 결과를 보인 것으로, 글자를 이용한 렌더링(A1), 사진을 이용한 렌더링(A2), 유화 붓 터치를 이용한 렌더링(A3) 결과를 비교한 것이다. 이는 그리기 정보가 동일해도 도구에 의해 결과물이 달라질 수 있음을 보인 것이다.

도 10은 본 발명을 실시하기 위한 시스템의 물리적 구성을 표현한 블록도로서, 대상 이미지를 취득할 수 있는 화상 입력장치(A1)와, 사용자의 손동작 이미지를 취득할 수 있는 입력 장치(A2)와, 본 발명의 핵심 원리를 실행할 수 있는 컴퓨터 혹은 모바일 디바이스(B1)와 렌더링 과정 및 결과를 출력할 수 있는 모니터 장치(C1)와 최종 렌더링 결과를 출력할 수 있는 장치(C2)로 이루어지는 것을 특징으 로 한다. 화상입력장치의 실질적 예로는 웹캠 카메라와 같은 전통적이고 일반적인 장치에서 스캐너 혹은 디지털 이미지가 저장된 이동식 디스크도 해당 될 수 있고, 사용자의 손동작 이미지를 취득할 수 있는 입력장치의 실질적 예로는 터치스크린이나 디지타이저가 있고, 렌더링 연산을 수행할 수 있는 장치로는 운영체제를 기반으로 동작하는 컴퓨터가 될 수 있으며 일반적인 PC이외에 휴대성이 뛰어난 모바일 디바이스도 가능하다.

도 1은 본 발명의 이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법을 설명한 흐름도.

도 2는 5*5 형식의 직선 그리기 스트로크의 각도를 결정하는 방법을 보인 예시도.

도 3은 4*4 형식의 직선 그리기 스트로크의 각도를 결정하는 방법을 보인 예시도.

도 4는 3*3 형식의 직선 그리기 스트로크의 각도를 결정하는 방법을 보인 예시도.

도 5는 2*2 형식의 직선 그리기 스트로크의 각도를 결정하는 방법을 보인 예시도.

도 6은 렌더링 속도를 개선하기 위해 미리 만드는 15˚ 단위의 회전 그리기 스트로크 이미지

도 7은 손실압축에 따라 단순화된 단계별 이미지의 예시도.

도 8은 단계별 이미지에 대한 렌더링 과정을 보인 예시도.

도 9는 그리기 스트로크 이미지의 변화에 따라 달라진 결과를 비교할 수 있는 예시도.

도 10은 본 발명의 실시에 바람직한 시스템 구성도.

Claims

이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법으로서,

대상 이미지를 분석하여 초기 그리기 정보 생성하는 단계와 손실을 무시하고 정해진 수준만큼 대상 이미지를 단순화하는 단계와 단순화된 이미지에서 임의의 특정 영역을 선택하여 그리기 스트로크 정보를 생성하는 단계와 생성된 스트로크 정보를 기반으로 적절한 그리기 스트로크 이미지를 선택하여 대상에 적용하는 단계와 손실율을 낮추어 상기 단계들을 반복하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법.
제1항에 있어서, 초기 그리기 정보의 생성은,

미리 정의한 범위에 내에서 색상 정보가 일치하는 2차원 이미지 영역들의 정보 및 영역에 대한 외곽선의 정보를 추출하여 분석된 그리기 정보로 규정하여 데이터 베이스로 만들고, 이후 단순화된 이미지에 대한 렌더링을 진행하는 과정에서 단순화 단계의 척도로 사용하는 방법.
제1항에 있어서, 그리기 스트로크 정보의 생성은,

단순화된 이미지에서 그리기 정보를 분석하기 위한 임의의 대상 영역을 선택한 후, 영역 내의 각 픽셀들의 색상 정보를 검사하여 유효한 직선 그리기 스트로크를 찾은 후 이를 데이터 베이스로 만드는 방법.
제3항에 있어서, 유효한 직선 그리기 스트로크는,

그리기 스트로크 이미지가 적용될 임의의 영역의 폭과 높이가 5, 4, 3, 2 픽셀 중 하나일 때, 영역의 중앙을 중심으로 0˚~360˚ 사이에서 15˚ 단위의 직선 그리기가 가능한지 검사하여 적절한 그리기 스트로크 이미지의 회전 각을 결정하는 방법.
제1항에 있어서, 그리기 스트로크 이미지의 적용은,

대상 이미지의 본래 모습과 달리 계산된 유효 직선 그리기 스트로크 정보 데이터 베이스에 기반하여 새로운 이미지를 렌더링하는 방법.
제1항 혹은 제5항에 있어서, 그리기 스트로크 이미지는,

미리 정해진 이미지 혹은 인간의 손동작을 입력받을 수 있는 장치를 기반으로 생성된 디지털 정보를 특징으로 하는 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법.
대상 이미지 정보를 취득할 수 있는 영상 입력장치와,

이미지의 단순화 수준조절 및 그리기 스트로크 정보 기반의 렌더링 방법에 따라 렌더링 결과를 도출할 수 있는 연산장치와 스트로크 이미지를 생성하기 위해 인간의 손동작을 입력받을 수 있는 장치와 렌더링 과정을 볼 수 있는 모니터 장치와 최종 결과를 출력하기 위한 프린트 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링 시스템.
제7항에 있어서,

인간의 손동작을 입력할 수 있는 장치가 만들어 내는 최종 산출물인 이미지는 렌더링 전반에 사용되는 그리기 스트로크 이미지로 활용되며, 렌더링 속도를 개선하기 위해 중심점을 기준으로 15 단위 회전한 변형 이미지를 적용 여부와 상관없이 미리 생성하는 것으로 이루어지는 렌더링 시스템.