KR20130015664A - 이미지 변환 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20130015664A
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삼성전자주식회사
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Abstract

이미지 변환 방법이 개시된다. 본 방법은, 개별적으로 촬영된 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받는 단계, 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 단계, 매칭 포인트를 이용하여 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 단계, 제1 변환 파라미터를 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 제2 변환 파라미터를 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 변환 단계를 포함한다. 이에 따라, 개별적으로 촬영된 이미지를 이용하여 3D 이미지를 생성할 수 있게 된다.

Description

이미지 변환 장치 및 방법 { IMAGE TRANSFORMING DEVICE AND METHOD THEREOF }
본 발명은 이미지 변환 장치 및 그 방법에 대한 것으로 보다 상세하게는 복수의 이미지를 변환하여 3D 이미지를 생성하는 이미지 변환 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어, 다양한 종류의 전자 장치가 개발되고 있다. 특히, 최근에는 3D 디스플레이 기술이 향상되어 일반 가정에서 사용하는 디스플레이 장치에서도 3D 디스플레이 기능을 지원하고 있다.
이러한 디스플레이 장치로는 TV, PC 모니터, 노트북 PC, 휴대폰, PDA, 전자 액자, 전자 책 등이 있다. 이에 따라, 3D 디스플레이 장치에서 처리할 수 있는 3D 컨텐츠가 다양한 소스로부터 지원되고 있다.
3D 컨텐츠는 제작 과정에서 복수의 카메라를 이용하여 동일한 객체를 촬영하는 작업이 이루어진다. 즉, 사람의 양안 시차와 유사한 각도로 두 대 이상의 카메라를 배치하여 객체를 촬영하여 좌안 이미지 및 우안 이미지를 각각 생성하게 된다. 이에 따라, 3D 디스플레이 장치에서는 좌안 이미지 및 우안 이미지를 교번적으로 또는 기 설정된 패턴에 따라 반복적으로 출력하여, 사용자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다.
한편, 3D 디스플레이 장치의 종류 및 개수가 증대되고 있으나, 3D 컨텐츠는 일반 컨텐츠에 비해 제작 과정이 복잡하기 때문에, 사용자가 기대하는 만큼 다양하고 많은 3D 컨텐츠가 확보되기에는 어려움이 있었다.
이에 따라, 사용자는 자신이 직접 3D 컨텐츠를 제작하고자 하는 요구를 느낄 수 있다. 하지만, 일반 사용자의 경우 일반적인 디지털 카메라를 구비하고 있는 것이 보통이므로, 3D 컨텐츠를 직접 제작하는 것은 결코 용이하지 않은 것이 현실이었다.
이에 따라, 일반 카메라로 제작된 이미지를 이용하여 3D 컨텐츠를 제작할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은, 복수의 이미지를 선택하여, 3D 컨텐츠로 생성할 수 있는 이미지 변환 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 이미지 변환 방법은, 개별적으로 촬영된 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받는 단계, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 단계, 상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 단계, 상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 변환 단계를 포함한다.
여기서 이미지 변환 방법은, 상기 매칭 포인트를 추출하기 이전에, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 이미지 변환 방법은, 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 매칭 포인트들의 디스패리티 분포를 산출하는 단계, 상기 디스패리티 분포 상에서 최대 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내가 되도록, 픽셀 쉬프트양을 산출하는 단계, 상기 산출된 픽셀 쉬프트양에 따라 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 각 픽셀을 쉬프트시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 변환 파라미터는, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 각각의 매칭 포인트의 좌표를 이용하여 추정되는 변환 파라미터 행렬 및 그 역행렬일 수 있다.
또한, 본 이미지 변환 방법은, 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 크랍(Crop)하는 단계, 상기 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또는, 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 크랍(Crop)하는 단계, 상기 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지를 생성하는 단계, 상기 3D 이미지를 외부 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이미지 변환 장치는, 개별적으로 촬영된 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받는 입력부, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 매칭부, 상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하고, 상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 이미지 처리부를 포함한다.
여기서, 이미지 변환 장치는, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 보상부를 더 포함할 수도 있다.
또한 본 이미지 변환 장치는, 안전 가이드 라인에 대한 정보가 저장된 저장부 및 상기 매칭 포인트로부터 디스패리티 분포를 산출하고, 상기 안전 가이드 라인, 상기 디스패리티 분포 및 입력 영상 해상도를 이용하여 픽셀 쉬프트양을 산출하는 연산부, 상기 이미지 처리부에서 생성된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내의 범위를 가지도록 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 각 픽셀을 쉬프트하는 픽셀 처리부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 이미지 처리부는, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 각각의 매칭 포인트의 좌표를 이용하여 변환 파라미터 행렬을 추정하고, 추정된 변환 파라미터 행렬 및 그 역행렬을 상기 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 변환 파라미터로 산출하는 파라미터 산출부, 상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 상기 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 상기 우안 이미지를 생성하는 변환부를 포함할 수 있다.
한편, 본 이미지 변환 장치는, 디스플레이부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이미지 처리부는, 생성된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 각각 크랍하고, 상기 디스플레이부를 제어하여, 상기 크랍된 이미지들을 중첩하여 3D 이미지로 디스플레이할 수 있다.
또는, 본 이미지 변환 장치는, 외부 장치와 연결되는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이미지 처리부는, 생성된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 각각 크랍하고, 상기 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩한 3D 이미지를 상기 인터페이스부를 통해 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이미지 변환 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록 매체가 개시된다. 여기서, 이미지 변환 방법은, 기 저장된 복수의 이미지를 디스플레이하는 단계, 상기 복수의 이미지 중에서 제1 이미지 및 제2 이미지가 선택되면, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 단계, 상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 단계, 상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 변환 단계, 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지로 표시하는 단계를 포함한다.
상기 이미지 변환 방법은, 상기 매칭 포인트를 추출하기 이전에, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 이미지 변환 방법은, 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 매칭 포인트들의 디스패리티 분포를 산출하는 단계, 상기 디스패리티 분포 상에서 최대 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내가 되도록, 픽셀 쉬프트양을 산출하는 단계, 상기 산출된 픽셀 쉬프트양에 따라 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 매칭 포인트들을 쉬프트시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자가 복수의 이미지를 선택하면, 선택한 이미지들을 이용하여 3D 컨텐츠가 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 이미지 변환 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4 내지 도 8은 복수의 이미지를 선택한 후 각각 처리하여 3D 이미지를 생성하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 이미지 변환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 변환 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 따르면, 이미지 변환 장치는 입력부(110), 매칭부(120), 이미지 처리부(130)를 포함한다.
입력부(110)는 다양한 사용자 명령 또는 선택을 입력받는 부분이다. 구체적으로는, 입력부(110)는 키보드, 마우스, 리모콘, 터치 스크린, 조이스틱 등과 같은 다양한 형태의 입력 수단이나, 이들 입력 수단으로부터 입력된 신호를 수신하여 처리하는 입력 수신 수단 등으로 구현될 수 있다. 사용자는 입력부(110)를 통해 3D 이미지로 변환하기 위한 복수의 이미지를 선택할 수 있다. 선택 대상인 이미지는 이미지 변환 장치 내부에 마련된 저장부(미도시)나 외부 저장 수단으로부터 독출되거나, 이미지 변환 장치에 연결된 카메라 또는 서버 등과 같은 장치로부터 제공되는 것일 수 있다. 사용자는 육안으로 볼 때 어느 정도 유사성이 있는 두 개의 이미지를 선택할 수 있다.
3D 이미지는 동일한 객체를 서로 다른 각도에서 촬영한 최소 두 개의 이미지가 중첩되어 생성될 수 있다. 따라서, 사용자는 최소한 두 개 이상의 이미지를 선택할 수 있다. 이하에서는 사용자가 선택한 이미지를 제1 이미지 및 제2 이미지로 칭한다. 즉, 입력부(110)는 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받게 된다.
매칭부(120)는 선택된 제1 이미지 및 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출한다. 매칭 포인트란 제1 이미지 및 제2 이미지 사이에서 서로 매칭되는 지점을 의미한다.
매칭부(120)는 제1 이미지 및 제2 이미지의 각 픽셀들의 픽셀 값을 확인하여 동일 또는 기 설정된 오차 범위 이내의 픽셀 값을 가지는 지점들을 탐색한다. 이 경우, 하나의 픽셀들끼리만 비교하는 것이 아니라, 주변 픽셀들까지 고려하여 탐색한다. 즉, 동일 또는 유사한 픽셀 값을 가지는 복수의 픽셀이 동일한 패턴으로 연속적으로 나타나는 부분이 있으면, 해당 부분 또는 그 부분 내의 픽셀을 매칭 포인트로 검출할 수 있다.
구체적으로는, 매칭부(120)는 SURF(Speeded Up Robust Features) 기법, 확장 SURF 기법, SIFT(Scale Invariant Feature Transform)기법 등을 이용하여 매칭 포인트를 탐색할 수 있다. 이러한 기법에 대해서는 공지된 바 있으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
이미지 처리부(130)는 매칭 포인트를 이용하여 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 각각 추출한다.
제1 변환 파라미터 및 제2 변환 파라미터는 매칭부(120)에서 탐색한 매칭 포인트들 각각의 좌표값을 이용하여, 산출할 수 있다. 즉, 이미지 처리부(130)는 아래 수학식을 이용하여 제1 및 제2 변환 파라미터를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 제1 이미지의 매칭 포인트의 각 좌표를 (xl, yl), 제2 이미지의 매칭 포인트의 각 좌표를 (xr, yr)로 각각 대입하면, m11 내지 m33을 각각 산출할 수 있다. m11 내지 m33으로 구성된 변환 파라미터 행렬을 제1 변환 파라미터로 정하고, 그 역행렬을 제2 변환 파라미터로 정할 수 있다. 이 경우, 실시 예에 따라서, 역행렬을 제1 변환 파라미터로 정하고, 변환 파라미터 행렬 그 자체를 제2 변환 파라미터로 정할 수도 있음은 물론이다.
이미지 처리부(130)는 제1 이미지의 각 픽셀을 제1 변환 파라미터를 이용하여 변환하여 새로운 픽셀 좌표값을 계산한다. 이에 따라, 계산된 픽셀 좌표값들로 구성된 좌안 이미지를 생성할 수 있다. 마찬가지로 제2 이미지에 대하여 제2 변환 파라미터를 이용하여 새로운 픽셀 좌표값을 계산하여, 우안 이미지를 생성할 수 있다.
제1 이미지와 제2 이미지는 각각 별도로 촬영되어 생성된 이미지이므로, 동일한 객체를 찍었다고 하더라도 그 촬영 위치, 객체와의 거리, 촬영 각도, 조명의 위치 등에 따라 이미지 내의 객체 위치, 형상, 크기 등이 상이하게 된다. 즉, 두 이미지 사이에는 기하학적 왜곡(geometric distortion)이 존재하게 된다. 이미지 처리부(130)는 제1 및 제2 변환 파라미터를 각각 이용하여 제1 및 제2 이미지를 각각 변환하여, 기하학적 왜곡을 보상한다. 이에 따라, 각 이미지가 회전되고, 객체 크기가 확대 또는 축소되어, 좌안 이미지 및 우안 이미지로 각각 변환된다.
이상에서는 제1 이미지가 좌안 이미지로 변환되고 제2 이미지가 우안 이미지로 변환되는 것으로 설명하였으나, 그 순서는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 먼저 선택된 제1 이미지가 우안 이미지가 되고, 제2 이미지가 좌안 이미지가 될 수도 있음은 물론이다.
이미지 처리부(130)는 생성된 좌안 이미지와 우안 이미지를 각각 크랍(crop)한 후, 서로 중첩하여 3D 이미지를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이미지 변환 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 따르면, 이미지 변환 장치는 입력부(110), 매칭부(120), 이미지 처리부(130) 및 보상부(140)를 포함한다.
보상부(140)는 사용자가 선택한 복수의 이미지들 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 부분이다. 복수의 이미지를 이용하여 하나의 3D 이미지를 생성하는 경우, 두 이미지 간의 컬러나 휘도가 상이하여 포토메트릭 왜곡이 발생하면 시청 피로도가 증대될 수 있다.
보상부(140)는 제1 이미지 및 제2 이미지들의 히스토그램이 서로 매칭이 될 수 있도록 휘도 및 컬러를 보상하여 준다. 구체적으로는, 보상부(140)는 두 이미지 중 하나를 기준으로 히스토그램을 산출할 수 있다. 이에 따라, 나머지 이미지의 휘도 및 컬러를 보상하여, 기준 이미지의 히스토그램과 동일해지도록 조정한다.
휘도 및 컬러 보상을 위해서 보상부(140)는 먼저 보상할 이미지를 이루는 영상 정보를 이용하여 휘도값(Y) 및 색도값(CrCb)을 추출한다. 영상 정보가 R, G, B 신호로 이루어져 있다면, 아래 수학식과 같은 색좌표 변환 과정을 통해 휘도값 및 색도값을 추출한다.
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
보상부(140)는 산출된 Y, Cb, Cr을 휘도 곡선 및 감마 곡선에 변경하여, 기준이 되는 이미지의 히스토그램과 매칭되도록 조정한다. 그리고 나서, 조정된 Y, Cb, Cr을 이용하여 다시 R, G, B 값을 산출하고, 산출된 R, G, B 값으로 이미지를 재구성한다. 이에 따라, 제1 이미지 및 제2 이미지 간의 휘도 및 컬러 차이를 보상하여 줄 수 있다.
매칭부(120)는 보상부(140)에서 보상된 제1 이미지 및 제2 이미지를 이용하여 매칭 포인트를 탐색한다. 도 1의 실시 예와 달리 컬러 및 휘도 차이가 보상된 상태에서 매칭 포인트를 탐색하게 되므로, 정확도가 더 증대될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 이미지 변환 장치의 구성을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3에 따르면, 이미지 변환 장치는 입력부(110), 매칭부(120), 이미지 처리부(130), 보상부(140), 저장부(150), 연산부(160), 픽셀 처리부(170), 디스플레이부(180), 인터페이스부(190)를 포함하며, 이미지 처리부(130)는 파라미터 산출부(131), 변환부(132), 3D 이미지 생성부(133)를 포함한다.
이미지 처리부(130)에 포함된 파라미터 산출부(131)는 제1 이미지 및 제2 이미지 각각의 매칭 포인트의 좌표를 이용하여 변환 파라미터 행렬을 추정하고, 추정된 변환 파라미터 행렬 및 그 역행렬을 상기 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 변환 파라미터로 산출한다. 구체적으로는, 제1 이미지 및 제2 이미지 각각의 매칭 포인트들의 좌표값을 상술한 수학식 1에 대입하여 복수의 방정식을 산출한 후, 그 방정식의 해인 m11 내지 m33을 연산하여, 변환 파라미터 행렬을 계산하고 그 역행렬까지 계산할 수 있다. 상술한 수학식 1은 3x3 행렬로 구성되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 nxm 행렬(n, m은 임의의 자연수)로 구성될 수 있다.
변환부(132)는 파라미터 산출부(131)에서 산출한 제1 변환 파라미터를 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 제2 변환 파라미터를 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성한다.
한편, 저장부(150)는 안전 가이드 라인(safety guide-line)에 대한 정보를 저장할 수 있다. 안전 가이드 라인이란 사용자가 3D 이미지를 장시간 시청하더라도 어지러움이나 피로를 느끼지 않을 수 있도록 디스패리티, 주파수, 시청 거리 등을 설정해 둔 것을 의미한다.
연산부(160)는 매칭부(120)에서 검출된 매칭 포인트로부터 디스패리티 분포를 산출한다. 즉, 좌안 이미지 및 우안 이미지의 각 매칭 포인트들 간의 디스패리티의 최대값, 최소값 등을 검출한다. 그리고 나서, 검출된 디스패리티의 최대값이 안전 가이드 라인에서 정한 디스패리티를 만족하는지 여부를 판단한다. 만족한다면, 픽셀 쉬프트양은 0으로 정할 수 있다. 즉, 별도의 픽셀 위치 조정 없이, 이미지 처리부(130)에서 생성한 좌안 이미지 및 우안 이미지를 그대로 이용하여 3D 이미지를 생성한다.
반면, 최대값이 안전 가이드 라인을 만족하지 않는 경우, 연산부(160)는 최대 디스패리티가 안전 가이드 라인 이내가 되도록 픽셀 쉬프트 양을 결정한다. 이 경우, 연산부(160)는 입력 영상 해상도 및 출력 장치의 해상도를 고려할 수 있다. 즉, VGA, XGA, FHD, 4K 등과 같이 다양한 입력/출력 영상 해상도에 따라, 디스패리티 조정을 위한 픽셀 쉬프트 단위가 달라질 수 있다. 구체적으로는, 동일한 디스패리티 조정을 위해서, 해상도가 높은 이미지인 경우에는 상대적으로 많은 픽셀을 쉬프트하여야 하고, 해상도가 낮은 이미지인 경우에는 상대적으로 적은 픽셀을 쉬프트하여야 한다. 연산부(160)는 입력/출력 영상 해상도 비율에 대응하는 픽셀 쉬프트 단위를 고려하여 픽셀 쉬프트 양을 연산할 수 있다.
또한, 연산부(160)는 최소 디스패리티를 가지는 부분에 대해서는 좌우 역전 현상이 일어나지 않도록, 디스패리티의 크기에 따라 비선형적으로 픽셀 쉬프트 양을 결정할 수 있다. 즉, 디스패리티가 큰 부분에 대해서는 픽셀 쉬프트 양을 큰 값으로 설정하고, 디스패리티가 작은 부분에 대해서는 상대적으로 낮은 비율로 픽셀 쉬프트 양을 결정하거나 픽셀 쉬프트 양을 0으로 설정할 수도 있다.
연산부(160)에서 연산된 픽셀 쉬프트 양은 픽셀 처리부(170)로 제공된다.
픽셀 처리부(170)는 이미지 처리부(130)에서 생성된 좌안 이미지 및 우안 이미지 간의 디스패리티가 안전 가이드라인 이내의 범위를 가지도록, 연산부(160)에서 제공되는 픽셀 쉬프트 양에 따라, 좌안 이미지 및 우안 이미지 중 적어도 하나의 이미지의 픽셀들을 쉬프트시킨다. 픽셀 쉬프트된 이미지들은 3D 이미지 생성부(133)로 제공된다.
3D 이미지 생성부(133)는 픽셀 처리부(170)에서 처리된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 서로 대응되는 크기로 크랍하여 3D 이미지를 생성한다. 여기서, 3D 이미지란 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지가 중첩하여 생성한 하나의 3D 이미지 파일을 의미할 수도 있고, 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지 각각이 저장된 파일을 의미할 수도 있다.
디스플레이부(180)는 3D 이미지 생성부(133)에서 출력되는 데이터를 이용하여 3D 이미지를 디스플레이한다. 즉, 3D 이미지 생성부(133)에서 크랍된 좌안 및 우안 이미지를 중첩하여 하나의 3D 이미지로 생성한 경우에는, 그 3D 이미지를 바로 디스플레이할 수 있다. 또는, 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 별도로 출력하는 경우, 출력된 두 이미지들을 중첩하여 3D 이미지 형태로 출력할 수 있다.
인터페이스부(190)는 3D 이미지 생성부(133)에서 출력된 데이터를 외부 장치로 전송한다.
3D 이미지의 디스플레이 또는 외부 전송은 사용자의 선택에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3의 이미지 변환 장치는 그 자체로 TV나 PC, 셋탑 박스 등과 같은 영상 처리 장치로 구현될 수도 있고, 아니면 이들 영상 처리 장치에 내장 또는 연결되어 사용되는 단일 칩이나, 모듈, 장치 등으로 구현될 수도 있다.
또한, 디스플레이부(180) 및 인터페이스부(190)는 실시 예에 따라 모두 구비될 수도 있고, 둘 중 하나만 구비될 수도 있다. 즉, 이미지 변환 장치가 PC로 구현된 경우라면, PC에 연결된 모니터를 통해 직접 디스플레이할 수도 있고, 외부 서버와 같은 장치로 전송하여 줄 수도 있다. 반면, 셋탑 박스로 구현된 경우라면, 셋탑 박스에 연결된 TV 등과 같은 외부 장치로 3D 이미지를 전송하여 주는 인터페이스부(190)만을 포함할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3과 같은 실시 예들에서, 이미지 변환 장치는 사용자가 이미지를 용이하게 선택할 수 있도록 각 이미지에 대한 썸네일 이미지나, 관련 텍스트 등을 포함하는 UI 창을 디스플레이할 수 있다. 즉, 이미지 변환 장치는, 이미지 변환을 위한 사용자 명령이 입력부(110)를 통해 입력되면, 저장부(150), 이미지 변환 장치에 연결된 저장 매체, 외부 장치 등에 저장되어 있는 이미지들을 검출하여, 이들 이미지를 포함하는 UI 창을 화면 상에 디스플레이한다. 이 경우, UI 창에는 각 이미지들에 대한 썸네일 이미지나, 제목, 관련 텍스트, 선택 영역 등이 추가적으로 표시될 수도 있다. 사용자는 선택 영역을 체크하여 복수의 이미지를 직접 선택할 수 있다.
또는, 사용자가 이미지 변환을 위한 사용자 명령을 입력한 경우, 이미지 변환 장치가 사용 가능한 각 이미지들을 자체적으로 비교하여, 어느 정도 매칭되는 복수의 이미지를 자동으로 선택할 수도 있다. 즉, 상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 이미지 변환이 이루어지기 위해서는 선택된 두 이미지 사이에 매칭 포인트가 존재하여야 한다. 따라서, 사용자가 전혀 다른 두 이미지를 선택하였을 때에는 이미지 변환이 정상적으로 이루어질 수 없게 된다. 이에 따라, 사용자가 이미지 변환을 위한 메뉴를 선택하였을 경우, 이미지 변환 장치는 기 저장되어 있는 복수의 이미지들을 서로 비교하여 매칭 포인트가 일정 개수 이상 존재하는 이미지들을 자동으로 선택하거나, 이러한 이미지들만을 UI 창에 표시하여 사용자가 선택하도록 유도할 수도 있다. 이러한 동작은 도 1 내지 도 3에 도시되지 않은 별도의 구성, 가령, 제어부와 같은 구성이 수행할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 매칭부(120)가 자동적으로 수행하도록 프로그래밍될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 변환 장치에서 선택된 제1 이미지(a) 및 제2 이미지(b)를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 동일한 객체에 대한 두 개의 이미지를 선택할 수 있다. 하지만, 각 이미지는 단안 카메라에 의해 각각 촬영된 것이므로, 이미지 내의 객체들의 위치, 형태, 표시 각도 등은 차이가 있을 수 밖에 없다. 사용자는 파일 이름을 입력하거나, 썸네일 이미지를 직접 선택하는 방식으로 제1 및 제2 이미지를 각각 선택할 수 있다.
도 5는 제1 및 제2 이미지의 컬러를 보상하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이 제1 이미지(a)의 히스토그램(11a), 제2 이미지(b)의 히스토그램(11b)을 비교하면 컬러 분포가 틀린 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제1 이미지(a) 및 제2 이미지(b) 중 하나의 이미지를 기준으로 다른 하나의 컬러를 조정하여 히스토그램을 맞추어 줄 수도 있고, 양 이미지의 컬러를 각각 조정하여 서로 매칭시킬 수도 있다.
컬러 조정이 이루어지면, 컬러 조정 후의 제1 이미지의 히스토그램(12a), 컬러 조정 후의 제2 이미지의 히스토그램(12b)은 완전히 일치하는 수준까지는 아니더라도, 어느 정도 유사하게 매칭된다. 도 5에서는 컬러 히스토그램을 도시하였으나, 컬러 뿐 아니라 휘도도 함께 조정할 수 있음은 물론이다.
도 6은 컬러 및 휘도가 매칭된 이후의 제1 및 제2 이미지(a, b)에서 매칭 포인트를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이 매칭 포인트 검출을 위해서는 SURF(Speeded Up Robust Features) 기법, 확장 SURF 기법, SIFT(Scale Invariant Feature Transform)기법 등과 같이 다양하게 알려진 기법이 사용될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 이미지(a)와 제2 이미지(b) 사이에는 복수의 매칭 포인트가 존재한다.
이미지 변환 장치는 매칭 포인트를 이용하여 제1 및 제2 변환 파라미터를 생성한 후, 각 변환 파라미터를 이용하여 제1 및 제2 이미지를 각각 변환한다.
도 7은 변환된 제1 이미지, 즉, 좌안 이미지(a)와, 변환된 제2 이미지, 즉, 우안 이미지(b)를 나타낸다. 도 7에 따르면, 좌안 이미지 및 우안 이미지는 각각 변환되어, 이미지 내의 객체들의 위치, 형태, 표시 각도 등이 어느 정도 유사한 범위로 변경된다. 즉, 좌안 이미지 및 우안 이미지를 각각 일 방향으로 회전시키고, 객체의 크기를 조정하는 등의 처리를 통해서, 좌안 이미지 내의 일정 영역 및 우안 이미지 내의 일정 영역이 서로 매칭되게 된다. 이에 따라, 좌안 이미지 및 우안 이미지 각각의 매칭 영역을 크랍(crop)한다. 한편, 크랍 이전에, 안전 가이드 라인 정보에 따라 좌안 이미지 및 우안 이미지 중 적어도 하나의 이미지의 픽셀들을 쉬프트시켜서, 사용자가 어지러움이나 시청 피로를 느끼지 않도록 조정하는 과정이 수행될 수도 있다.
도 8은 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지로 생성한 상태를 나타낸다. 도 8과 같이 생성된 3D 이미지는 이미지 변환 장치에서 디스플레이 또는 저장되거나, 외부 장치로 전송될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 변환 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9에 따르면, 사용자로부터 제1 이미지 및 제2 이미지가 선택되면(S910), 선택된 제1 및 제2 이미지들 사이의 매칭 포인트를 추출한다(S920).
그리고 나서, 매칭 포인트를 이용하여 제1 및 제2 변환 파라미터를 추출한다(S930). 그리고 나서, 제1 변환 파라미터를 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 제2 변환 파라미터를 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성한다(S940).
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10에 따르면, 사용자가 제1 및 제2 이미지를 선택하면(S1010), 선택된 이미지들 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상한다(S1020). 여기서는 컬러 차이 및 휘도 차이만을 명시하였으나, 그 밖의 이미지 특성들도 서로 매칭되도록 보상하여 줄 수 있음은 물론이다.
그리고 나서, 컬러 및 휘도 차이가 보상된 제1 및 제2 이미지 사이에서 매칭 포인트를 추출하고(S1030), 추출된 매칭 포인트를 이용하여 제1 및 제2 변환 파라미터를 추출한다(S1040).
그리고 나서, 추출된 제1 및 제2 변환 파라미터를 이용하여 좌안 이미지 및 우안 이미지를 각각 생성한다(S1050).
그리고 나서, 생성된 좌안 이미지 및 우안 이미지의 각 픽셀들 간의 디스패리티 분포를 산출하고(S1060), 산출된 디스패리티 분포를 이용하여 픽셀 쉬프트양을 산출한다(S1070). 상술한 바와 같이 픽셀 쉬프트양은 안전 가이드라인에 기초하여 결정된다. 그리고 나서, 픽셀 쉬프트양에 따라 픽셀을 쉬프트시킨다(S1080). 이에 따라, 안전 가이드라인을 초과하는 디스패리티를 가지는 픽셀은 쉬프트된다.
그리고 나서, 최종 생성된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 합성하여 3D 이미지를 생성한다(S1090). 생성된 3D 이미지는 실시 예에 따라 디스플레이 또는 외부로 전송된다(S1100). 결과적으로, 사용자는 단안 카메라를 이용하여 개별적으로 촬영한 복수의 이미지를 이용하여 3D 이미지를 생성할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 이미지 변환 방법은 다양한 유형의 기록 매체에 저장되어 각종 전자 장치에 구비된 CPU에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 실행될 수도 있다.
구체적으로는, 상술한 방법들을 수행하기 위한 프로그램은, RAM(Random Access Memory), 플레시메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드, USB 메모리, CD-ROM 등과 같이, 단말기에서 판독 가능한 다양한 유형의 기록 매체에 저장되어 있을 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
110 : 입력부 120 : 매칭부
130 : 이미지 처리부 140 : 보상부
150 : 저장부 160 : 연산부
170 : 픽셀 처리부 180 : 디스플레이부
190 : 인터페이스부

Claims (15)

  1. 개별적으로 촬영된 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받는 단계;
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 단계;
    상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 단계;
    상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 변환 단계;를 포함하는 이미지 변환 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매칭 포인트를 추출하기 이전에, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 매칭 포인트들의 디스패리티 분포를 산출하는 단계;
    상기 디스패리티 분포 상에서 최대 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내가 되도록, 픽셀 쉬프트양을 산출하는 단계;
    상기 산출된 픽셀 쉬프트양에 따라 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 각 픽셀들을 쉬프트시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 변환 파라미터는, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 각각의 매칭 포인트의 좌표를 이용하여 추정되는 변환 파라미터 행렬 및 그 역행렬인 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 크랍(Crop)하는 단계;
    상기 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지를 디스플레이하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 크랍(Crop)하는 단계;
    상기 크랍된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지를 생성하는 단계;
    상기 3D 이미지를 외부 장치로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 방법.
  7. 이미지 변환 장치에 있어서,
    개별적으로 촬영된 제1 이미지 및 제2 이미지를 선택받는 입력부;
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 매칭부;
    상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하고, 상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 이미지 처리부;를 포함하는 이미지 변환 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 보상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    안전 가이드 라인에 대한 정보가 저장된 저장부; 및,
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 각각의 매칭 포인트로부터 디스패리티 분포를 산출하고, 상기 안전 가이드 라인, 상기 디스패리티 분포 및 입력 영상 해상도를 이용하여 픽셀 쉬프트양을 산출하는 연산부; 및
    상기 이미지 처리부에서 생성된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내의 범위를 가지도록 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 각 픽셀을 쉬프트하는 픽셀 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 각각의 매칭 포인트의 좌표를 이용하여 변환 파라미터 행렬을 추정하고, 추정된 변환 파라미터 행렬 및 그 역행렬을 상기 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 변환 파라미터로 산출하는 파라미터 산출부;
    상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 상기 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 상기 우안 이미지를 생성하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    디스플레이부;를 더 포함하며,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 픽셀 처리부에서 처리된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 각각 크랍하고 중첩하여 3D 이미지로 생성하고, 상기 3D 이미지를 상기 디스플레이부로 제공하는 3D 이미지 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    외부 장치와 연결되는 인터페이스부;를 더 포함하며,
    상기 이미지 처리부는,
    상기 픽셀 처리부에서 처리된 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 각각 크랍하고 중첩하여 3D 이미지로 생성하고, 상기 3D 이미지를 상기 인터페이스부를 통해 상기 외부 장치로 전송하는 3D 이미지 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 변환 장치.
  13. 이미지 변환 방법을 수행하는 프로그램이 저장된 기록 매체에 있어서,
    상기 이미지 변환 방법은,
    기 저장된 복수의 이미지를 디스플레이하는 단계;
    상기 복수의 이미지 중에서 제1 이미지 및 제2 이미지가 선택되면, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 매칭 포인트를 추출하는 단계;
    상기 매칭 포인트를 이용하여 상기 제1 이미지에 대한 제1 변환 파라미터 및 상기 제2 이미지에 대한 제2 변환 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 단계;
    상기 제1 변환 파라미터를 상기 제1 이미지에 적용하여 좌안 이미지를 생성하고, 상기 제2 변환 파라미터를 상기 제2 이미지에 적용하여 우안 이미지를 생성하는 변환 단계;
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지를 중첩하여 3D 이미지로 표시하는 단계;를 포함하는 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이미지 변환 방법은,
    상기 매칭 포인트를 추출하기 이전에, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 간의 컬러 차이 및 휘도 차이를 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이미지 변환 방법은,
    상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지 간의 매칭 포인트들의 디스패리티 분포를 산출하는 단계;
    상기 디스패리티 분포 상에서 최대 디스패리티가 상기 안전 가이드라인 이내가 되도록, 픽셀 쉬프트양을 산출하는 단계;
    상기 산출된 픽셀 쉬프트양에 따라 상기 좌안 이미지 및 상기 우안 이미지의 매칭 포인트들을 쉬프트시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.


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