KR20120057468A

KR20120057468A - 모바일 증강현실을 위한 ｑｒ 코드 데이터 표현

Info

Publication number: KR20120057468A
Application number: KR1020100119208A
Authority: KR
Inventors: 우운택; 윤효석; 박노영; 이원우; 장영균
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-05

Abstract

본 발명은 문자 데이터를 저장하여 다양한 방법으로 활용할 수 있는 QR 코드 (Quick Response Code)의 데이터를 모바일 증강현실의 목적에 맞게 표준화하여 여러 응용의 상호 연동성을 보장하고 국제적인 호환성을 유지할 수 있도록 QR 코드가 포함해야할 데이터에 대한 표현을 제공한다.

Description

모바일 증강현실을 위한 ＱＲ 코드 데이터 표현 {QR Code Data Representation for Mobile Augmented Reality}

모바일 증강현실을 위한 QR 코드 데이터의 표현 방식에 관한 것이다.

모바일 증강현실 기술은 모바일 기기에서 현실 환경에 대한 정보에 가상 환경 또는 가상 객체에 대한 정보 또는 이미지 등을 증강시키는 기술이다.

본 발명은 QR 코드에 모바일 증강현실을 위한 데이터를 인코딩하는 규격으로서 모바일 증강현실에서 사용되는 기본필드 및 확장필드의 내용을 제공한다.

또한 QR 코드 규격 등과 호환 가능하도록 정의하여 상호 연동성을 보장한다.

이를 위해, 첫 번째로 코드 메타 데이터에 대해 기술한다..

두 번째로 QR 코드 인식 후 모바일 증강현실로 보여줄 콘텐츠에 관한 콘텐츠 메타 데이터를 기술한다.

세 번째로 QR 코드 인식 후 안정적이고 효율적인 모바일 증강현실을 위해 트래킹 메타 데이터를 기술한다.

문자 데이터를 저장하여 다양한 방법으로 활용할 수 있는 QR 코드 (Quick Response Code)의 데이터를 모바일 증강현실의 목적에 맞게 표준화하여 상호 연동성을 보장한다.

도 1은 코드 메타데이터를 도식화한 도면이다.
도 2는 합계 비트 수 산출에 관한 도면이다.
도 3은 PML과 QL을 도시한 도면이다.
도 4는 콘텐츠 메타데이터를 도식화한 도면이다.
도 5는 트래킹 메타데이터를 도식화한 표현이다.
도 6은 도 발명에 따른 QR 코드를 명함에 적용한 예를 도시한다.
도 7은 명함 어플리케이션 예제로 생성된 QR 코드이다.
도 8은 명함 어플리케이션 구현을 예시한 도면이다.

<용어 정의>

본 발명의 설명에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다.

가. 모바일 증강현실 (Mobile Augmented Reality) : 모바일 기기 (휴대폰, 스마트폰, PDA, 넷북, TabletPC)등 이동이 가능한 모바일기기에서 부착된 카메라를 통해 구현/구동되는 증강현실을 말한다.

나. 트래킹 (Tracking) : 일반적으로 특정 객체의 위치 좌표를 쫓아가는 기술을 말한다. 예로는 움직이는 영상에서의 특정 자동차 추적, 얼굴 추적을 포함한다. 증강현실에서의 추적 기술은 해당 객체의 위치뿐 아니라 영상에서 객체가 기울어진 자세까지 동시에 계산하면서 추적한다는데 특이성이 있다.

다.콘텐츠 (Content) : 증강현실에서 증강되는 가상 콘텐츠를 말한다. 예로는 텍스트, 이미지를 비롯하여 3D 모델을 들 수 있다.

라. 필수 필드 (Required Field) : 본 발명에서 제시하는 QR코드 기반의 모바일 증강현실을 구현/구동하기 위한 필수 정보를 담고 있는 필드를 말한다.

마. 확장 필드 (Extended Field) : 본 발명에서 제시하는 QR코드 기반의 모바일 증강현실을 구현/구동하기 위한 확장 정보를 담고 있는 필드를 말한다.

바. 구분자 (Delimiter) : 각 필드를 구분하는 구분자 공백(Space)와 필드 내 값을 구분하는 구분자 콤마(,)를 말한다.

<코드 데이터>

QR 코드에 대한 메타데이터는 표 1의 내용으로 구성된다. 확장필드에 내용이 없을 경우에는 해당 필드에 공백 구분자를 기입한다. 코드 메타데이터는 도 1과 같이 표현된다.

필드명	설명	데이터 형	필수/확장	예
ID	QR 코드 ID	최대 5자리 문자열	필수	85023
Position Marker Length (PML)	포지션 마커 영역 길이(cm)	a.b 형태의 실수 (a: 0~99, b: 0~9)	필수	1.4
QR Code Length (QL)	QR 코드 한 변의 길이(cm)	a.b 형태의 실수 (a: 0~99, b: 0~9)	필수	8.0
AR Code	AR 코드 플래그	Y / N	필수	Y
Author	제작자	최대 20자리 문자열 (“”로 표기)	확장	“Hong Gil-Dong”

세부적인 비트 수 계산은 도 2와 같이 산출된다.

표 1에 있어서, ID 필드는 QR 코드를 식별하기 위한 고유의 문자열 10자리의 ID를 나타낸다. Position Marker Length (PML) 필드 도 3과 같이 QR 코드의 포지션 마커의 한 변의 길이(cm)를 나타낸다. QR Code Length 필드는 도 3과 같이 QR 코드의 한 변의 길이(cm)를 나타낸다. Author 필드는 QR 코드의 제작자 정보를 나타낸다.

<콘텐츠 메타데이터>

QR 코드에 인코딩된 콘텐츠에 메타데이터는 표 2의 내용으로 구성된다.

필드명	설명	데이터 형	필수/확장	예
Type	콘텐츠 타입	최대 7자리 문자열 (“”로 표기)	필수	“JPEG”
URL	콘텐츠 URL	최대 30자리 URL (“”로 표기)	확장	“http://mycompany.com/mycontent.jpg”
Text	QR 코드 내부에 포함할 단문 텍스트 정보	최대 30자리 문자열 (“”로 표기)	확장	“Simple Text Message”
Position	절대좌표계(3축)에서의 콘텐츠 증강위치 정보	2개의 콤마(,)로 구분된 (-)a.b 형태의 3개의 최대 7자리 실수 (a: -999~9999, b: 0~99) 최대 23자리 문자열	확장	0.0,15.0,0.0
Scale	콘텐츠 스케일	(-)a.b 형태의 실수 (a: 0~9, b: 0~9) 최대 4자리 문자열	확장	2.5

도 4는 콘텐츠 메타데이터를 도식화한 도면이다.

도 4에 있어서, Type 필드는 증강현실로 보여줄 콘텐츠의 종류를 나타낸다. URL 필드는 콘텐츠를 획득할 수 있는 URL을 나타낸다. Text 필드는 QR 코드 내부에 인코딩할 텍스트 정보를 나타낸다. Position 필드는 증강현실로 보여줄 콘텐츠의 3차원 기준 위치를 나타낸다. Scale 필드는 콘텐츠의 스케일 정보를 나타낸다. 스케일이 2로 설정되면 콘텐츠 실제 크기의 2배로 콘텐츠를 보여준다.

<트래킹 메타데이터>

QR 코드에 표 3의 메타데이터 내용을 포함하여 QR 코드를 인식 후 모바일 증강현실에서 사용할 트래킹 영역과 방법을 획득하고 이를 통해 보다 안정적이고 빠른 트래킹 성능과 다양한 트래킹 방법을 적용할 수 있다.

필드명	설명	데이터 형	필수/확장	예
ROI Region	추적하려는 객체의 좌표 정보 (추적 영역의 X좌표, Y좌표, Width, Height)	a.b 실수 4개, 콤마로 구분 (3) a: 최대 2자리 실수 b: 소수점 1자리 (총 19자리)	필수	0.3, 0.0, 10.0, 15.0
Multiple Tracking (MT)	멀티플 트래킹 여부	트래킹 영역 수 (1~9)	필수	2
Method	트래킹 방법	a# 형태의 트래킹 방법 분류 코드 (a: A~Z, #:0~9) (부록1 예시 참조)	필수	A3
ROI Type	관심 영역 타입	관심 영역 타입 분류 코드 (0~9)	필수	3

도 5는 트래킹 메타데이터를 도식화한 표현이다.

ROI Region 필드는 추적하려는 객체의 좌표 정보를 나타내고, 이 좌표 영역에서 트래킹이 수행된다. Multiple Tracking 필드는 다수의 객체를 트래킹할지에 대한 정보를 나타낸다. Method 필드는 트래킹 하는 방법을 명시하는 필드이다. ROI Type 필드는 관심 영역의 구분을 명시하는 필드이다.

<사용예>

본 발명에 따른 실시에 있어서, 본 발명에서 명시한 모든 필수 필드와 확장 필드를 표현하기 위해 필요한 크기는 코드 메타데이터 (최대 39자리, 필수 18자리), 콘텐츠 메타데이터 (최대 99자리, 필수 8자리), 트래킹 메타데이터 (최대 27자리, 필수 27자리)로 최대 문자열 165자리이다. 이를 완벽히 표현하기 위해서는 QR 코드 버전 6 이상을 사용하여야 한다. 최소로 필수 필드만을 사용할 경우에는 문자열 53자리가 필요하고, 이를 위해서는 QR 코드 버전 3 이상의 사용이 바람직하다.

1. QR 코드를 사용한 명함 어플리케이션

도 6은 도 발명에 따른 QR 코드를 명함에 적용한 예를 도시하고, 도 7은 명함 어플리케이션 예제로 생성된 QR 코드이며, 도 8은 명함 어플리케이션 구현을 예시한 도면이다.

QR 코드 생성 시, QR 코드의 영역 정보 및 추적 객체(명함)의 영역정보를 추가적으로 삽입한다. 또한 사용자에 대한 신상정보 및 관련 URL과 증강현실 구현에 필요한 정보를 삽입한다. 삽입 정보과 순서는 앞서 설명한 코드 메타 데이터, 콘텐츠 메타 데이터, 트래킹 메타 데이터 순서에 따른다.

2. QR 코드를 사용한 증강현실 광고

도 9는 발명에 따른 QR 코드를 광고에 적용한 예를 도시하고, 도 10은 광고 어플리케이션 예제로 생성된 QR 코드이며, 도 11은 광고 어플리케이션 구현을 예시한 도면이다.

QR 코드 생성 시, QR 코드의 영역 정보 및 추적 객체(광고지 전면의 그림)의 영역정보를 추가적으로 삽입한다. 광고 대상에 대한 텍스트 정보 및 관련 URL과 증강현실 구현에 필요한 정보를 기입한다.

<트래킹 방법 코드 예시>

데이터 형: 문자열(String) 형

데이터 범위: A0 ~ Z9 ( (A~Z)(0~9)의 형식에서 영문자는 트래킹 방법의 카테고리를 표현하고 숫자는 카테고리에 포함될 수 있는 구체적인 트래킹 알고리즘의 명칭을 나타낸다.)

데이터 예:

A0: 특징점 기반 트래킹 카테고리의 SIFT 알고리즘

A1: 특징점 기반 트래킹 카테고리의 PCA-SIFT 알고리즘

A2: 특징점 기반 트래킹 카테고리의 SURF 알고리즘

...

이와 같이 트래킹 방법에 대한 카테고리와 그 카테고리에 속하는 구체적인 알고리즘을 명시함으로써 지정된 영역 내에서 트래킹 하기에 알맞은 방법을 선택적으로 사용하여 트래킹 할 수 있다. 가수부 및 소수부에 활용 될 수 있는 구체적인 예는 다음에 나열된 바와 같다.

트래킹 방법의 영문자가 나타내는 카테고리는 다음과 같이 분류한다.

A : 특징점(Feature) 기반 트래킹 방법

B : 템플릿(Template) 기반 트래킹 방법

C : 에지(Edge) 기반 트래킹 방법

D : 모델(Model) 기반 트래킹 방법

E : 히스토그램(Histogram) 기반 트래킹 방법

F ~ Z : 확장 가능한 사용자 정의 부분

트래킹 방법 A(특징점 기반 트래킹 방법 카테고리)의 각 숫자는 다음의 세부 알고리즘으로 분류한다.

0 : SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) 알고리즘

1 : PCA-SIFT(Principal Component Analysis - Scale-Invariant Feature Transform) 알고리즘

2 : SURF (Speeded Up Robust Features) 알고리즘

3~9 : 확장 가능한 사용자 정의 부분

트래킹 방법 B(템플릿 기반 트래킹 방법 카테고리)의 각 숫자는 다음의 세부 알고리즘으로 분류한다.

0 : ESM 알고리즘

1 : ESM-BLUR 알고리즘

2~9 : 확장 가능한 사용자 정의 부분

트래킹 방법 C(에지 기반 트래킹 방법 카테고리)의 각 숫자는 다음의 세부 알고리즘으로 분류한다.

0 : Line Signature 이용한 Wide-Baseline Image Matching 알고리즘

1~9 : 확장 가능한 사용자 정의 부분

트래킹 방법 D(모델 기반 트래킹 방법 카테고리)의 각 숫자는 다음의 세부 알고리즘으로 분류한다.

0 : 삼각형 모델 기반 트래킹 알고리즘

1 : 사각형 모델 기반 트래킹 알고리즘

2 : 원형 모델 기반 트래킹 알고리즘

3 : 박스형 모델 기반 트래킹 알고리즘

4 : 실린더형 모델 기반 트래킹 알고리즘

5~9 : 확장 가능한 사용자 정의 부분

트래킹 방법 E(히스토그램 기반 트래킹 방법 카테고리)의 각 숫자는 다음의 세부 알고리즘으로 분류한다.

0 : 공간 히스토그램 (spatial histogram) 사용 알고리즘

1 : 일체 히스토그램 (integral histogram) 사용 알고리즘

2~9 : 확장 가능한 사용자 정의 부분

Claims

모바일 증강현실을 위한 QR 코드 데이터의 표현 방법.