KR20130028594A - 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치 - Google Patents

구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하는 단계; 상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서, 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법에 관한 것이다.
또한, 본 명세서는 임의의 패턴을 갖는 광을 조사하는 광원; 및 상기 광원으로부터 조사된 광을 평행광으로 바꾸어 출사하는 집광 렌즈를 포함하되, 상기 임의의 패턴은, 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하고, 상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하고, 상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬의 원소인 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 장치에 관한 것이다.
또한, 본 명세서는 임의의 패턴을 갖는 구조광을 생성하고, 상기 구조광을 피사체에 조사하는 구조광 생성 장치; 상기 피사체에 조사된 구조광을 촬영하는 카메라; 상기 촬영된 구조광을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 획득하는 연산부를 포함하되, 상기 구조광 생성 장치는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 모션 인식 장치에 관한 것이다.

Description

구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치{METHOD FOR CREATING STRUCTURED LIGHT, APPARATUS THEREOF AND APARATUS FOR MOTION DETECTION BY USING APPARATUS THEREOF}
본 명세서는 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치에 관한 것이다.
모션 인식이란 물체가 동작하는 움직임을 컴퓨터 데이터 형태로 기록하고, 기록된 정보를 바탕으로 컴퓨터에 위치 정보를 포함하는 정보를 전달하여 물체의 움직임이 그대로 컴퓨터에 의해 나타낼 수 있도록 하는 작업을 말한다. 이러한 모션 인식의 응용이 발달함에 따라, 물체를 인식하기 위한 여러 가지 기술이 개발되어 왔다.
모션 인식을 위해 대상 물체를 인식하는 기술 중의 하나는 구조광(Structured Light)을 이용하는 방식이다. 이는 LCD/DLP 프로젝터와 같은 능동 광원(Active Vision)을 통해 구조광을 해당 피사체에 영사하고 이를 카메라와 같은 센서를 통해 촬영하여 3차원 정보를 얻는 방법으로, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 모션 인식 장치에 의한 구조광 및 그 촬영 영상을 나타낸 도면이다.
구조광은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 특정 형태의 패턴(Pattern)을 가지는데, 예를 들어 흑백 이진 패턴(BW binary pattern), 흑백 줄무늬 경계 패턴 및 정현파 줄무늬 패턴(fringe pattern) 및 각각의 픽셀마다 별개의 심볼을 갖는 패턴을 가질 수 있다. 도 1의 (a)를 참조하면, 상기 구조광은 '┌','┬','├','┐'의 네 종류의 심볼을 가질 수 있다.
상기 모션 인식 장치는 상기 패턴을 갖는 구조광을 형성하기 위해 네 종류의 심볼을 각각 0, 1, 2, 3의 심볼 값으로 설정하고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 전체 픽셀에 대한 심볼 값을 하나의 시퀀스(Sequence)로 생성한다. 그 다음, 상기 모션 인식 장치는 광원을 제어하여 상기 시퀀스를 기초로 특정 패턴을 갖는 구조광을 형성한다.
일반적으로, 상기 모션 인식 장치에는 상기 패턴을 형성하는 복수의 광을 동시에 영사하기 위하여 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element; DOE)가 이용된다.
상기 구조광을 피사체에 영사하고 이를 카메라로 촬영하면, 도 1의 (c)에 도시 된 바와 같이 각 픽셀의 심볼이 피사체의 3차원 정보에 따라 변화된 형태로 나타난다.
상기 모션 인식 장치는 상기 촬영된 영상에서 임의의 픽셀과 상기 임의의 픽셀의 공간 인접(Spatial Neighborhood) 픽셀의 심볼 값을 기초로 상기 임의의 픽셀의 좌표를 분석한다. 즉, 상기 모션 인식 장치는 상기 임의의 픽셀 x(i, j)과 상기 임의의 픽셀의 공간 인접 픽셀 x(i, j-1), x(i-1, j), x(i, j+1), x(i+1, j)의 심볼 값을 행렬 성분으로 갖는 코드 워드 {x(i, j), x(i, j-1), x(i-1, j), x(i, j+1), x(i+1, j)}를 생성하고, 상기 코드 워드로부터 상기 임의의 픽셀의 좌표를 인식한다.
예를 들어, 도 1의 (c)를 참조하면, 상기 모션 인식 장치는 임의의 픽셀과 상기 임의의 픽셀의 공간 인접 픽셀의 심볼 값을 행렬 성분으로 갖는 코드 워드가 {0, 1, 2, 1, 1}인 경우, 상기 임의의 픽셀의 좌표가 x(4, 4)라고 인식한다.
상기 모션 인식 장치는, 상기 임의의 픽셀의 심볼 형태 변화를 분석하고, 상기 피사체의 3차원 복원 맵의 상기 인식된 좌표에 상기 피사체의 3차원 정보를 입력하게 된다.
예를 들어, 도 1의 (c)를 참조하면, 상기 모션 인식 장치는 상기 피사체의 3차원 복원 맵의 x(4.4) 좌표에, 상기 심볼이 변화된 형상에 의하여 분석된 피사체의 3차원 정보를 입력한다.
이러한 종래의 모션 인식 방법은, 임의의 픽셀의 좌표를 인식하기 위해 공간 인접 픽셀을 포함한 다섯 개의 심볼 값을 분석해야 하므로 연산량이 많고, 하나의 픽셀에 대한 심볼 값이 소실될 경우, 이를 복원하기 위해 많은 작업이 필요하게 된다.
또한, 각 픽셀의 심볼을 임의로 결정할 경우, 모션 인식 장치에서 사용되는 회절 광학 소자로 인해 나타나는 고스트(Ghost) 현상을 해결할 수 없어 심볼을 잘못 인식하게 될 수 있다.
본 명세서는 선형 궤환 시프트 레지스터(Linear Feedback Shift Register; LFSR)를 이용하여 2×2 윈도우 특성(Window Property)을 지니는 의사 난수 시퀀스(Pseudo Random Sequence)를 심볼 값으로 하여, 상기 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 형성하고, 상기 행렬의 크기를 최소 요구 크기로 확장할 수 있는 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치를 제공한다.
또한, 본 명세서는 확장된 행렬을 기초로 구조광의 패턴을 점대칭으로 형성하여 구조광 생성을 위해 이용되는 회절 광학 소자의 고스트 현상을 제거할 수 있는 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치를 제공한다.
본 명세서에 개시된 구조광 생성 방법은, 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하는 단계, 상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하는 단계, 및 상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서, 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 행렬은, 상기 행렬에서 선택된 임의의 2×2 크기 영역을 행 방향, 열 방향 또는 대각선 방향으로 시프트하면서 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별하는 경우, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장된 행렬은, 임의의 연속된 복수의 행 또는 임의의 연속된 복수의 열에 대하여, 상기 복수의 심볼 값의 개수에 대한 비율이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 행렬은, 상기 행렬의 중심을 이루는 열의 원소가 모두 동일하고, 상기 중심을 이루는 열을 기준으로 좌우의 열을 이루는 원소가 대칭인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장된 행렬과 동일 또는 상이한 복수의 확장된 행렬을 생성하는 단계, 및 상기 복수의 확장된 행렬을 상기 확장된 행렬에 행 방향 및 열 방향으로 이어붙이되, 이어붙인 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장된 행렬은, 상기 확장된 행렬의 중심 원소를 기준으로 점대칭 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 구조광 생성 장치는, 임의의 패턴을 갖는 광을 조사하는 광원, 및 상기 광원으로부터 조사된 광을 평행광으로 바꾸어 출사하는 집광 렌즈를 포함하되, 상기 임의의 패턴은, 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하고, 상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하고, 상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬의 원소인 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 행렬은, 상기 행렬에서 선택된 임의의 2×2 크기 영역을 행 방향, 열 방향 또는 대각선 방향으로 시프트하면서 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별하는 경우, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 확장된 행렬은, 임의의 연속된 복수의 행 또는 임의의 연속된 복수의 열에 대하여, 상기 복수의 심볼 값의 개수에 대한 비율이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 행렬은, 상기 행렬의 중심을 이루는 열의 원소가 모두 동일하고, 상기 중심을 이루는 열을 기준으로 좌우의 열을 이루는 원소가 대칭인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임의의 패턴은, 상기 확장된 행렬과 동일 또는 상이한 복수의 확장된 행렬을 생성하고, 상기 복수의 확장된 행렬을 상기 확장된 행렬에 행 방향 및 열 방향으로 이어붙이되, 이어붙인 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖고, 상기 전체 행렬의 원소에 대응하는 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임의의 패턴은, 상기 확장된 행렬을 상기 확장된 행렬의 중심 원소를 기준으로 점대칭 형태를 갖도록 형성하고, 상기 확장된 행렬의 원소에 대응하는 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 한다
또한, 상기 광원에서 입사된 광을 회절시켜 복수의 광으로 분기하여 출사하되, 상기 복수의 광은 각각 상기 복수의 심볼 중 하나의 형태를 갖도록 하는 회절 광학 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회절 광학 소자는, 상기 행렬의 심볼 값이 임의로 선택된 복수의 2×2 행렬 영역에 대하여 서로 동일하지 않거나, 또는 상기 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖도록 하기 위하여 균일한 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 모션 인식 장치는, 임의의 패턴을 갖는 구조광을 생성하고, 상기 구조광을 피사체에 조사하는 구조광 생성 장치, 상기 피사체에 조사된 구조광을 촬영하는 카메라, 및 상기 촬영된 구조광을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 획득하는 연산부를 포함하되, 상기 구조광 생성 장치는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에 개시된 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치에 따르면, 구조광의 특정 패턴 형성시 선형궤환시프트레지스터(Linear Feedback Shift Register; LFSR)를 이용하여 2×2 윈도우 특성(Window Property)을 지니는 의사 난수 시퀀스(Pseudo Random Sequence)를 심볼 값으로 하여, 상기 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 형성하고, 상기 행렬의 크기를 최소 요구 크기로 확장하여 촬영 영상으로부터 3D 정보 인식 시 처리 속도가 빠르고 그 결정성(Resolution)을 향상시키면서 인식도를 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 구조광 생성 방법, 그 장치 및 그 장치를 이용한 모션 인식 장치에 따르면, 확장된 행렬을 기초로 구조광의 패턴을 점대칭으로 형성하여 구조광 생성을 위해 이용되는 회절 광학 소자의 고스트 현상을 제거할 수 있어 촬영 영상으로부터 3D 정보 인식 시 그 정확도가 매우 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 모션 인식 장치에 의한 구조광 및 그 촬영 영상을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 분할된 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 확장된 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 점대칭 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치를 포함한 모션 인식 장치를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 구조광의 패턴 형성을 위한 심볼 값 행렬(20)은 선형궤환시프트레지스터(Linear Feedback Shift Register; LFSR)를 이용하여 2×2 윈도우 특성(Window Property)을 지니는 의사 난수 시퀀스(Pseudo Random Sequence)를 기초로 하여 형성될 수 있다.
성형궤환시프트레지스터는 선형 피드백을 사용하여 순서화된 2진 비트열의 의사 난수 시퀀스를 생성하는 회로를 말한다. 성형궤환시프트레지스터는 클록의 주기에 맞추어 여러 개의 시프트 레지스터의 내용을 하나씩 시프트하고, 동시에 출력값과 시프트 레지스터의 배타적 논리합 연산값이 시프트 레지스터의 입력으로 인가시킨다.
상기 성형궤환시프트레지스터는 전송을 위한 데이터의 암호화나 동기화를 위해 사용될 수 있으며, 대표적으로 cdma 2000이나 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)와 같은 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 방식 이동 통신시스템의 의사 잡음(Pseudo Noise; PN) 생성기 등에 적용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 심볼 값 행렬(20)은 상기 심볼 값 행렬(20)이 2×2 윈도우 특성을 가질 수 있도록 형성될 수 있다. 2×2 윈도우 특성을 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
상기 구조광의 패턴에 네 가지 심볼을 갖는 경우, 각각의 심볼을 0, 1, 2, 3의 심볼 값으로 대응시키면, 상기 의사 난수 시퀀스는 0, 1, 2, 3으로 구성될 수 있다. 모션 인식을 위해 상기 심볼 값 행렬(20)을 기초로 형성된 패턴의 구조광을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 심볼 값(20)의 좌표를 정확하게 결정할 수 있으려면, 상기 심볼 값 행렬(20)이 2×2 윈도우 특성을 가져야한다.
즉, 상기 심볼 값 행렬(20)을 2×2 크기로 시프트하며, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별하고, 식별된 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 기초로 좌표를 결정할 때, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않아야 한다. 이때, 상기 시프트는 행 방향, 열 방향 또는 대각선 방향으로 이루어질 수 있다.
이때, 윈도우 특성을 2×2로 결정한 것은 임의의 픽셀의 좌표를 결정할 때 종래의 다섯 개의 픽셀에 대한 심볼 값을 고려했던 것에 비해 연산량을 줄이고 에러 수를 줄여 위치 검출의 정확도를 높이기 위한 것으로, 상기 윈도우 특성 값은 본 명세서에 개시된 발명의 특정한 응용 또는 일부 변화를 위해 제한을 두지 않는다.
상기 심볼 값 행렬(20)이 2×2 윈도우 특성을 갖도록 형성하기 위하여, 상기 의사 난수 시퀀스의 반복 주기 길이(Periodic Length)는 아래의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00001
또한, 상기 의사 난수 시퀀스의 행 및 열의 수는 아래의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 상기 심볼 값 행렬(20)은 상기 구조광 패턴의 심볼이 네 종류인 경우 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2를 참조하면, 상기 심볼 값 행렬(20)의 (1, 1)을 기준으로 하는 2×2 크기 영역의 원소를 행 방향으로 나열한 코드 워드는 1330이 된다. 또한, 상기 2×2 크기 영역을 행 방향으로 시프트하여, 상기 심볼 값 행렬(20)의 (1, 2)를 기준으로 하는 2×2 크기 영역의 원소를 행 방향으로 나열한 코드 워드는 3301이 된다. 상기 2×2 크기 영역을 반복적으로 행 방향 시프트 하여 상기 심볼 값 행렬(20)의 (2, 3)을 기준으로 하는 2×2 행렬 영역의 원소에 대한 코드 워드는 1232가 된다.
상기와 같이, 상기 심볼 값 행렬(20)을 2×2 크기로 시프트하며, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별할 때, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않기 때문에, 임의의 픽셀의 좌표를 결정할 때 네 개의 심볼 값만으로 상기 임의의 픽셀의 좌표를 유일하게 결정할 수 있다. 이때, 상기 시프트는 행 방향, 열 방향 또는 대각선 방향으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 심볼 값을 원소로 하는 행렬(20a)을 생성한다(s310).
상기 구조광 생성 장치(100)는 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬(20a)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 심볼이 '┌','┬','├','┐'의 네 종류이고, 상기 심볼에 각각 대응하는 심볼 값이 0, 1, 2, 3일 때, 상기 구조광을 형성하는 복수의 픽셀은 각 픽셀의 심볼에 대응하는 상기 심볼 값 중 하나를 가질 수 있다. 이때, 상기 복수의 픽셀은 임의의 피사체의 전체 영역에 대하여 모션을 인식할 수 있도록, 행렬 형태로 배열될 수 있다.
따라서, 상기 구조광 생성 장치(100)는 복수의 픽셀에 대하여, 각 픽셀의 심볼 값을 원소로 하는 행렬(20a)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 심볼이 네 종류인 경우, 상기와 생성된 행렬(20a)은 도 2에 도시된 바와 같다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 행렬(20a)은 임의로 선택된 복수의 2×2 행렬 영역이 서로 동일하지 않을 수 있다. 즉, 상기 행렬(20a)에서 임의로 2×2 크기를 갖는 행렬을 선택했을 때, 상기 선택된 2×2 크기의 행렬을 구성하는 원소는 서로 동일하지 않을 수 있다. 이는 상기에서 설명한 바와 같이, 선형궤환시프트레지스터를 이용하여 생성된 의사 난수 시퀀스의 2×2 윈도우 특성일 수 있다. 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 2×2 윈도우 특성을 갖는 의사 난수 시퀀스를 생성하기 위해 난수 발생 알고리즘을 기초로 하는 의사 난수 발생기를 포함할 수 있다.
그 다음, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 행렬(20a)을 복수의 행으로 나누어 서브 행렬(21 내지 25)을 형성한다(s320).
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 생성된 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 예를 들어 상기 심볼이 네 종류인 경우, 생성된 행렬에 대하여 각각 세 개의 행으로 구성된 다섯 개의 서브 행렬(21 내지 25)을 형성할 수 있다. 그러나 상기 복수의 서브 행렬(21 내지 25)을 구성하는 행의 수 또는 상기 서브 행렬의 수는, 하기에서 확장된 행렬을 형성할 때, 상기 피사체의 모션을 인식하기에 알맞은 픽셀의 수를 고려하여 기 설정할 수 있고, 특별한 제한을 두지 않는다.
상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 복수의 서브 행렬(21 내지 25)을 저장하기 위한 저장부를 포함할 수 있다.
마지막으로, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 서브 행렬(21 내지 25)을 천이시키면서, 상기 행렬에 이어붙인다(s330).
상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 서브 행렬(21 내지 25)을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서, 상기 행렬(20a)에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬(200)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 구조광 생성 장치(100)가 다섯 개의 서브 행렬(21 내지 25)을 형성한 경우, 각각의 서브 행렬을 제 1 서브 행렬(21), 제 2 서브 행렬(22), 제 3 서브 행렬(23), 제 4 서브 행렬(24) 및 제 5 서브 행렬(25)이라 할 수 있다.
상기 구조광 생성 장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 서브 행렬(21)부터 제 5 서브 행렬(25)까지 순서대로 나열된 상기 행렬(20a)에 상기 다섯 개의 서브 행렬(21 내지 25)을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서 행 방향으로 이어붙일 수 있다.
즉, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 행렬(20a)을 열 방향으로 한번 천이시켜 제 2 서브 행렬(22), 제 3 서브 행렬(23), 제 4 서브 행렬(24), 제 5 서브 행렬(25) 및 제 1 서브 행렬(21)의 순으로 나열된 행렬(20b)을 형성할 수 있다.
그 다음, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 행렬(20a)을 열 방향으로 두 번 천이시켜 제 3 서브 행렬(23), 제 4 서브 행렬(24), 제 5 서브 행렬(25) 및 제 1 서브 행렬(21), 제 2 서브 행렬(22)의 순으로 나열된 행렬(20c)을 형성할 수 있다.
상기 구조광 생성 장치(100)는 상기의 과정을 반복하여 상기 서브 행렬(21 내지 25)을 순차적으로 천이시키면서, 복수의 행렬(20b 내지 20e)을 형성할 수 있다. 상기 천이는 상기 피사체의 모션을 인식하기에 알맞은 크기의 확장된 행렬을 형성하기 위한 만큼 반복될 수 있으며, 특별한 제한을 두지 않는다.
그 후, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 형성된 복수의 행렬(20b 내지 20e)을 행 방향으로 이어붙일 수 있다. 상기 구조광 생성 장치(100)가 상기 과정을 통하여 형성한 상기 확장된 행렬(200)은 도 5에 도시된 바와 같다.
상기 확장된 행렬(200)은 2×2 윈도우 특성을 갖는 유사 난수 시퀀스를 기초로 한 상기 행렬(20a)을 확장한 것으로, 상기 확장된 행렬(200)의 행 방향에 따라서 상기 행렬(20a)의 2×2 윈도우 특성이 유지될 수 있다. 따라서, 상기 구조광을 상기 피사체에 조사하여 촬영된 영상을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 인식할 때 임의의 픽셀의 좌표를 결정하기 위하여 네 개의 심볼 값만으로 연산을 수행하기 때문에 처리 속도가 빠르고 그 결정성(Resolution)을 향상시키면서 인식도를 높일 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 확장된 행렬(200)은 임의의 연속된 복수의 행 또는 임의의 연속된 복수의 열에 대하여, 상기 복수의 심볼 값의 개수에 대한 비율이 일정하게 유지될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 상기 확장된 행렬(200)에 대하여 임의의 연속된 제7행 내지 제9행을 구성하는 심볼 값 0, 1, 2, 3의 개수에 대한 비율은 63:64:64:64이다. 또한, 상기 확장된 행렬(200)에 대하여 임의의 연속된 제13행 내지 제15행을 구성하는 심볼 값 0, 1, 2, 3의 개수에 대한 비율도 63:64:64:64이다. 이러한 비율의 일정성은 상기 확장된 행렬(200)에 대하여 임의의 연속된 열에 대하여도 적용될 수 있다.
이는, 상기 확장된 행렬이(200), 발생 가능한 복수의 난수를 하나의 반복 주기 내에 일정한 비율로 발생시키는 상기 유사 난수 시퀀스를 기초로 생성된 상기 행렬(20a)을 원소의 변화 없이 단순히 천이시키면서 확장시켜 형성된 것이라는 점으로부터 당연하게 도출될 수 있다.
따라서, 상기 구조광을 상기 피사체에 조사하여 촬영된 영상을 기초로 상기 피사체의 모션을 인식할 때, 일부 픽셀의 심볼 값이 누락되더라도 임의의 행렬 내에서 상기 복수의 심볼 값의 개수에 대한 비율을 기초로 누락된 심볼 값을 복구할 수 있다. 이로써 상기 피사체의 모션 인식 시 정확도를 높이고 오류 발생률을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 확장된 행렬(200)을 구성하는 상기 복수의 행렬(20a 내지 20e)은 상기 행렬의 중심을 이루는 열의 원소가 모두 동일하고, 상기 중심을 이루는 열을 기준으로 좌우의 열을 이루는 원소가 대칭일 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 상기 확장된 행렬(200)을 구성하는 복수의 행렬(20a 내지 20e)은 상기 행렬의 중심을 이루는 열의 원소가 모두 0일 수 있다. 상기 복수의 행렬(20a 내지 20e)은 상기 행렬의 중심을 이루는 열을 기준으로 좌우의 양쪽 원소가 대칭을 이룰 수 있다.
따라서, 상기 구조광을 상기 피사체에 조사하여 촬영된 영상을 기초로 상기 피사체의 모션을 인식할 때, 일부 픽셀의 심볼 값이 누락되더라도 상기 중심을 이루는 열의 원소 또는 상기 중심을 이루는 원소를 기준으로 상기 누락된 심볼 값과 대칭을 이루는 원소를 기초로 누락된 심볼 값을 복구할 수 있다. 이로써 상기 피사체의 모션 인식 시 정확도를 높이고 오류 발생률을 감소시킬 수 있다.
도 3에 도시한 구조광 생성 방법의 각 단계가 모두 필수인 것은 아니며, 도 3에 도시한 단계에 일부 과정이 추가되거나 일부 과정을 생략하여 구조광을 생성할 수 있다.
도 6은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광의 점대칭 심볼 값 행렬을 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 구조광을 생성하기 위해 회절 광학 소자(130)를 포함할 수 있다.
상기 회절 광학 소자(130)는 상기 광원(100)에서 입사되는 하나의 광을 회절 현상을 이용하여 복수의 광(111, 111a, 111a', 111b, 111b')으로 분기하여 출사함으로써 상기 피사체에 특정 패턴을 갖는 구조광을 조사시키기 위한 목적으로 제작된 광학 소자이다.
상기 회절 광학 소자(130)를 통해 광을 분기시키는 경우, 하나의 광은 0차 광(111), 1차 광(111a) 및 2차 광(111b)으로 분기 될 수 있다. 또한, 이 경우 상기 회절 광학 소자(130)의 회절 현상에 의해 상기 1차 광(111a) 및 상기 2차 광(111b)에 대응하는 -1차 광(111a') 및 -2차 광(111b')이 형성될 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 1차 광(111a)이 형성하는 심볼(61)이 '┌'형태인 경우, 이에 대응되는 -1차 광(111a')이 형성하는 심볼(61')은 상기 1차 광(111a)이 형성하는 심볼(61)과 점대칭인 픽셀에 점대칭 형태로 나타나는 '┘'형태를 갖게 된다. 상기 -1차 광(111a')의 심볼(61')이 형성되는 픽셀에는 상기 픽셀의 특정 심볼(62)도 마찬가지로 조사되므로, 상기 -1차 광(111a')이 형성하는 심볼(61')과 중첩될 수 있다.
이를 회절 광학 소자(130)에 의한 고스트 현상이라 하는데, 의도한 상기 1차 광(111a)에 대하여 고스트인 상기 -1차 광(111a')이 형성되는 것을 말한다. 피사체의 모션 인식을 위해 상기 회절 광학 소자(130)를 이용하는 경우, 상기 구조광을 상기 피사체에 조사하여 촬영된 영상을 기초로 상기 피사체의 모션을 인식할 때, 상기와 같은 고스트 현상으로 인해 촬영된 영상의 심볼을 올바르게 인식할 수 없게 된다.
상기 고스트 현상을 해결하기 위해 본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 행렬(200)을 기초로 점대칭 형태의 새로운 행렬을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 확장된 행렬(200)과 점대칭이 되는 위치에, 상기 확장된 행렬(200)과 점대칭을 이루는 대칭 행렬(200')을 이어붙일 수 있다.
또한, 상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 확장된 행렬(200)과 동일 또는 상이한 확장된 행렬(210)을 생성하고, 상기 확장된 행렬(200)에 행 방향 또는 열 방향으로 이어붙일 수 있다. 도 6의 (b)에는 상기 동일 또는 상이한 확장된 행렬(210)을 행 방향으로 이어붙인 경우를 도시하고 있다.
상기 구조광 생성 장치(100)는 상기 동일 또는 상이한 확장된 행렬(210)과 점대칭이 되는 위치에, 상기 동일 또는 상이한 확장된 행렬(210)과 점대칭을 이루는 대칭 행렬(210')을 이어붙일 수 있다.
이렇게 하여 생성된 새로운 행렬은 전체 행렬의 중심 원소를 기준을 점대칭 형태를 가질 수 있다.
상기 새로운 행렬은 점대칭 형태를 갖기 때문에, 상기 새로운 행렬의 원소에 대응하는 심볼 값을 기초로 형성된 패턴을 갖는 광을 조사하고, 상기 회절 광학 소자(130)를 이용하여 피사체의 모션을 인식하더라도, 임의의 픽셀의 고스트 심볼이 상기 임의의 픽셀이 갖고 있는 원래 심볼과 동일하여 심볼 인식시 오류가 발생하지 않을 수 있다.
상기 전체 행렬을 점대칭 형태로 형성하기 위해, 상기 전체 행렬을 구성하는 상기 확장된 행렬(200, 210)은 짝수 개를 만족해야할 수 있다.
도 7은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 상기 구조광 생성 장치(100)는 광원(110), 집광 렌즈(120) 및 회절 광학 소자(130)를 포함할 수 있다.
상기 광원(110)은 상기 피사체로 광을 조사할 수 있다. 상기 광원(100)은 지정된 파워 및 구경을 갖는 레이저 빔을 조사할 수 있으며, 바람직하게는 근적외선 라인 레이저(line laser) 빔을 조사할 수 있다. 상기 광원(100)은 LCD/DLP 프로젝터와 같은 능동 광원일 수 있다.
상기 광원(110)은 임의의 패턴을 갖는 광을 조사할 수 있다. 예를 들어 상기 광원(110)은 흑백 이진 패턴(BW binary pattern), 흑백 줄무늬 경계 패턴 및 정현파 줄무늬 패턴(fringe pattern) 및 각각의 픽셀마다 별개의 심볼을 갖는 패턴을 갖는 광을 조사할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 광원(110)은 '┌','┬','├','┐'의 네 종류의 심볼을 갖는 패턴의 광을 조사할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 광원(110)이 조사하는 특정 패턴은, 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬(20a)을 기초로 형성될 수 있다. 또한, 상기 광원(110)이 조사하는 특정 패턴은, 상기 행렬(20a)을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬(21 내지 25)을 형성하고, 상기 복수의 서브 행렬(21 내지 25)을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서, 상기 행렬(20a)에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬(200)을 기초로 형성될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 광원(110)이 조사하는 특정 패턴은, 상기 확장된 행렬(200)과 동일 또는 상이한 복수의 확장된 행렬을 생성(210)하고, 상기 복수의 확장된 행렬(210)을 상기 확장된 행렬(200)에 행 방향 및 열 방향으로 이어붙이되, 이어붙인 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖는 행렬을 기초로 형성될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 광원(110)이 조사하는 특정 패턴은, 상기 확장된 행렬(200)의 중심 원소를 기준으로 점대칭 형태를 갖도록 형성된 상기 확장된 행렬(200)을 기초로 형성될 수 있다.
상기 집광 렌즈(Collimator LENS; CL)(120)는 상기 광원(110)에서 조사된 광을 평행광으로 바꾸어 준다. 또한, 상기 집광 렌즈(120)는 상기 광원(110)에서 조사된 광을 시차가 없는 상을 맺도록 한다.
상기 집광 렌즈(120)는 상기 광원(110)에서 조사된 광이 입사되고 출사되는 조정 가능한 관(Tube)으로 구성될 수 있다.
상기 집광 렌즈(120)는 상기 집광 렌즈(120)의 일 측에 구비되고, 상기 집광 렌즈(120)의 초점 평면에 위치하는 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 집광 렌즈(120)는 상기 집광 렌즈(120)의 주 초점거리에 상기 슬릿을 구비하는 망원경의 형태일 수도 있다. 또한 상기 집광 렌즈(120)는 상기 집광 렌즈(120)의 다른 일 측에 구비되고, 입사된 광을 확대 또는 축소하여 출사하는 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 회절 광학 소자(130)는 회절 광학 소자는 광의 회절 현상을 이용하여 상기 광원(110)으로부터 입사되는 하나의 광을 복수로 분기하여 출사할 수 있다. 상기 회절 광학 소자(130)는 상기 피사체와 평행하게 설치되고, 회전축을 중심으로 상기 피사체에 대하여 수평 하게 회전할 수 있다.
상기 회절 광학 소자(130)는 상기 광원(100)으로부터 입사된 광을 분기시켜 상기 피사체의 복수의 픽셀에 복수의 광을 동시에 조절할 수 있다. 따라서, 상기 회절 광학 소자(130)는 상기 피사체를 향하여 각각의 픽셀마다 별개의 무늬를 갖는 패턴을 갖는 구조광을 형성할 수 있다.
상기 회절 광학 소자(130)는 N*M 어레이 구조(N, M은 자연수)의 패턴을 가질 수 있다. 상기 회절 광학 소자(130)의 패턴은 상기 회절 광학 소자(130)의 상부 면을 요구되는 패턴에 대응되도록 습식 또는 건식 식각 함으로써 형성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예에 따르면, 상기 회절 광학 소자(130)는 상기 행렬(20a)의 심볼이 임의로 선택된 복수의 2×2 행렬 영역에 대하여 서로 동일하지 않거나, 또는 상기 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖도록 하기 위하여 균일한 패턴을 가질 수 있다.
도 7에 도시한 구조광 생성 장치(100)의 구성 요소가 모두 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 7에 도시한 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구조광 생성 장치(100)가 구현될 수 있다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치를 포함한 모션 인식 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 모션 인식 장치는 상기 구조광 생성 장치(100), 카메라(300) 및 연산부(400)를 포함할 수 있다.
상기 구조광 생성 장치(100)는 임의의 패턴을 갖는 구조광을 생성하고 상기 피사체에 조사할 수 있다. 상기 구조광 생성 장치(100)는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 구조광 생성 장치일 수 있다.
상기 카메라(300)는 상기 피사체에 조사된 구조광을 촬영할 수 있다.
상기 카메라(300)는 회전체 반사경과 집광 렌즈 및 촬상 소자를 이용하여 전방위를 촬영하는 카메라 시스템으로서, 보안 시설과 감시 카메라, 로봇 비전 등에 응용될 수 있다. 회전체 반사경의 형상으로는 쌍곡면이나 구면, 원추형, 복합형 등다양하다. 또는 상기 카메라(300)는 반사된 광을 인식하는 광 센서로 구성되거나, 영상 촬상이 가능한 임의의 모든 카메라 모듈로 구성될 수 있다.
상기 연산부(400)는 상기 촬영된 구조광을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 획득할 수 있다.
상기 연산부(400)는 상기 카메라(300)로 촬영된 영상에서 상기 구조광의 패턴을 구성하는 각 심볼 값의 좌표를 결정할 수 있다. 상기 연산부(400)는 상기 구조광의 패턴을 구성하는 행렬의 형성 알고리즘을 기초로 상기 각 심볼 값의 좌표를 결정할 수 있다. 상기 연산부(400)는 본 명세서에 개시된 실시 예에 따른 심볼 값 행렬을 기초로 형성된 패턴을 분석하여 각 심볼 값의 좌표를 결정할 수 있다.
또한, 상기 연산부(400)는 상기 영상의 촬영시 광의 주사 각도, 상기 카메라(300)와 상기 구조광 생성 장치(100)까지의 거리 등을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 획득할 수 있다. 상기 연산부(400)는 촬영된 영상을 구성하는 각 심볼의 형태가 변화된 정도에 따라 상기 피사체의 돌출 또는 함몰 여부를 결정하여 3D 정보를 획득할 수 있다. 상기 연산부(400)는 상기 구조광 생성 장치(100)와 상기 피사체 사이의 거리를 삼각도법(Triangular Method) 또는 피크점 검출법(Peak Detection)에 의하여 상기 3D 정보를 계산할 수 있다.
상기 연산부(400)는 상기 3D 정보를 기초로 상기 피사체의 깊이 맵(Depth Map)을 작성하고, 상기 피사체의 모션을 인식할 수 있다.
도 8에 도시한 모션 인식 장치의 구성 요소가 모두 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 8에 도시한 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 모션 인식 장치가 구현될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 구조광 생성 장치
110: 광원
120: 집광 렌즈
130: 회절 광학 소자
300: 카메라
400: 연산부

Claims (9)

  1. 복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하는 단계;
    상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서, 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 행렬은,
    상기 행렬에서 선택된 임의의 2×2 크기 영역을 임의의 방향으로 시프트하면서 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별하는 경우, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 확장된 행렬은,
    임의의 연속된 복수의 행 또는 임의의 연속된 복수의 열에 대하여, 상기 복수의 심볼 값의 개수에 대한 비율이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 행렬은,
    상기 행렬의 중심을 이루는 열의 원소가 모두 동일하고, 상기 중심을 이루는 열을 기준으로 좌우의 열을 이루는 원소가 대칭인 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확장된 행렬과 동일 또는 상이한 복수의 확장된 행렬을 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 확장된 행렬을 상기 확장된 행렬에 행 방향 및 열 방향으로 이어붙이되, 이어붙인 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 방법.
  6. 임의의 패턴을 갖는 광을 조사하는 광원;
    상기 광원으로부터 조사된 광을 평행광으로 바꾸어 출사하는 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈에서 출사된 광을 회절시켜 각각이 복수의 심볼 중 하나의 형태를 갖는 복수의 광으로 분기하여 출사하고, 균일한 패턴을 갖는 회절 광학 소자를 더 포함하되,
    상기 임의의 패턴은,
    복수의 픽셀에 대하여, 복수의 심볼에 각각 대응하는 복수의 심볼 값 중 각 픽셀의 심볼에 대응하는 심볼 값을 원소로 하는 행렬을 생성하고, 상기 행렬을 복수의 행으로 나누어 복수의 서브 행렬을 형성하고, 상기 복수의 서브 행렬을 열 방향에 대하여 순차적으로 천이시키면서 상기 행렬에 행 방향으로 이어붙여 확장된 행렬의 원소인 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 행렬은,
    상기 행렬에서 선택된 임의의 2×2 크기 영역을 임의의 방향으로 시프트하면서 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값을 식별하는 경우, 상기 2×2 크기 영역의 심볼 값이 서로 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 구조광 생성 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 임의의 패턴은,
    상기 확장된 행렬과 동일 또는 상이한 복수의 확장된 행렬을 생성하고, 상기 복수의 확장된 행렬을 상기 확장된 행렬에 행 방향 및 열 방향으로 이어붙이되, 이어붙인 전체 행렬이 점대칭 형태를 갖고, 상기 전체 행렬의 원소에 대응하는 심볼 값을 기초로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조광 생성 장치.
  9. 임의의 패턴을 갖는 구조광을 생성하고, 상기 구조광을 피사체에 조사하는 구조광 생성 장치;
    상기 피사체에 조사된 구조광을 촬영하는 카메라; 및
    상기 촬영된 구조광을 기초로 상기 피사체의 3D 정보를 획득하는 연산부를 포함하되,
    상기 구조광 생성 장치는 제6항에 따른 구조광 생성 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 모션 인식 장치.
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