KR20170103259A - 실시간 스테레오 영상 제공 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20170103259A
KR20170103259A KR1020160025796A KR20160025796A KR20170103259A KR 20170103259 A KR20170103259 A KR 20170103259A KR 1020160025796 A KR1020160025796 A KR 1020160025796A KR 20160025796 A KR20160025796 A KR 20160025796A KR 20170103259 A KR20170103259 A KR 20170103259A
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Abstract

본 발명은 실시간 스테레오 영상 제공 서버로, 좌안 영상 및 우안 영상을 촬영하는 스테레오 카메라와, 실시간 스테레오 영상 제공 단말과 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와, 상기 통신부를 통해 수신한 시점 정보를 수신하여 상기 스테레오 카메라의 촬영 시점 방향을 제어하는 카메라 제어부와, 상기 스테레오 카메라에 의해 촬영된 영상을 획득하여 상기 통신부에 전송하는 스테레오 영상 획득부를 포함한다.

Description

실시간 스테레오 영상 제공 장치 및 방법{Apparatus and Method for Providing Real Time Stereo Image}
본 발명은 3D 입체 영상 촬영과 사용자 제어 기술에 관한 것이다.
스테레오 영상 기술이 오큘러스 리프트나 삼성 GearVR와 같은 가상현실을 위한 몰입재생시스템의 등장으로 새롭게 재조명 받고 있다. 특히 삼성 GearVR과 구글의 카드 보드는 모바일 스마트 디바이스를 지원하고 있다.
콘텐츠 소비가 모바일 스마트 디바이스를 기반으로 개인화되고 있는 현 흐름과 결합하여 대중적 시장 트랜드가 될 가능성이 매우 높은 것으로 추정되고 있다. 이러한 VR을 위한 몰입재생시스템을 지원하기 위해서는 기존 스테레오 카메라의 시점 방향을 능동적으로 바꾸어주는 데이터 입출력 모듈이 필요하다.
본 발명은 기존 스테레오 카메라의 시점 방향을 사용자의 제어에 따라 사용자가 착용한 몰입재생시스템의 시점방향과 동일하도록 바꾸어주고, 사용자가 바라보는 시점의 스테레오 영상을 사용자가 착용한 몰입재생시스템에 출력시키는 실시간 스테레오 영상 제공 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 실시간 스테레오 영상 제공 서버로, 좌안 영상 및 우안 영상을 촬영하는 스테레오 카메라와, 실시간 스테레오 영상 제공 단말과 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와, 상기 통신부를 통해 수신한 시점 정보를 수신하여 상기 스테레오 카메라의 촬영 시점 방향을 제어하는 카메라 제어부와, 상기 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상으로 구성된 스테레오 영상을 획득하여 상기 통신부에 전송하는 스테레오 영상 획득부를 포함한다.
일 실시 예에 따라, 상기 스테레오 영상 획득부는 상기 스테레오 카메라에서 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 각각 캡쳐하는 영상 캡쳐부들과, 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 부호화하는 인코딩부들과, 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화하여 스테레오 영상을 생성하는 채널 동기화부를 포함한다.
다른 실시 예에 따라, 상기 실시간 음향을 획득하는 오디오 획득부를 더 포함하고, 상기 인코딩부들 중 적어도 하나는 상기 실시간 음향을 인코딩한다.
본 발명은 실시간 스테레오 영상 제공 단말로, 실시간 스테레오 영상 제공 서버와 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와, 사용자가 착용한 상태에서 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 각각 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되도록 출력하는 몰입 재생부와, 상기 몰입 재생부의 위치 및 방향을 감지하여 사용자의 시점 정보를 상기 통신부를 통해 전송하는 자이로 센서와, 상기 통신부를 통해 수신한 스테레오 영상을 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력하는 영상 디코딩부를 포함한다.
일 실시 예에 따라, 상기 통신부를 통해 수신한 오디오를 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력하는 오디오 디코딩부를 더 포함한다.
본 발명은 실시간 스테레오 영상 제공 방법으로, 실시간 스테레오 영상 제공 단말로부터 유/무선 네트워크를 통해 사용자 시점 정보를 수신하는 단계와, 상기 사용자 시점 정보에 따라 스테레오 카메라의 촬영 시점 방향을 제어하는 단계와, 상기 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상으로 구성된 스테레오 영상을 획득하는 단계와, 상기 획득된 스테레오 영상을 상기 실시간 스테레오 영상 제공 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따라, 상기 획득하는 단계는 상기 스테레오 카메라에서 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 각각 캡쳐하는 단계와, 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 부호화하는 단계와, 상기 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화하여 스테레오 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시 예에 따라, 실시간 음향을 획득하는 단계와, 상기 실시간 음향을 부호화하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 실시간 스테레오 영상 제공 단말로, 사용자가 착용한 몰입 재생부의 위치 및 방향을 감지하여 사용자의 시점 정보를 획득하는 단계와, 상기 사용자의 시점 정보를 유/무선 네트워크를 통해 실시간 스테레오 영상 제공 서버에 전송하는 단계와, 상기 실시간 스테레오 영상 제공 서버로부터 스테레오 영상을 수신하는 단계와, 수신된 스테레오 영상을 복호화하여 몰입 재생부에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따라, 상기 실시간 스테레오 영상 제공 서버로부터 수신한 오디오를 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력한다.
기존의 몰입재생시스템은 이미 360도로 촬영되거나 그래픽스기술로 만들어진 데이터에 대하여 재생되었지만, 본 발명은 사용자가 카메라를 제어하고, 그 제어하는 카메라 시점 영상을 실시간으로 볼 수 있다는 이점이 있다. 즉, 사용자는 원격 전방향 스테레오 시스템이 설치되어있는 곳은 어디라도 직접 방문하지 않고도 눈으로 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 서버의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 단말의 블록 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 사용자 시점 정보 획득 방식의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시간 스테레오 영상 제공 시스템은 실시간 스테레오 영상 제공 서버(이하 '서버'라 기재함)(100) 및 실시간 스테레오 영상 제공 단말(이하 '단말'이라 기재함)(200)이 유/무선 네트워크를 통해 접속된 형태를 갖는다. 실시간 스테레오 영상 제공 단말(200)이 사용자가 착용한 몰입 재생부(도 3의 210)의 움직임 정보를 실시간 스테레오 영상 제공 서버(100)에 전송하면, 실시간 스테레오 영상 제공 서버(100)의 스테레오 카메라(도 2의 110)가 몰입 재생부(도 3의 210)의 움직임을 추종하여 촬영하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 서버의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 서버(100)는 통신부(110), 스테레오 카메라(120), 카메라 제어부(130), 스테레오 영상 획득부(140) 및 오디오 획득부(150)를 포함한다.
통신부(110)는 단말(200)과 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 것으로, 주지된 구성이다. 본 발명의 실시 예에 따라, 통신부(110)는 단말(200)로부터의 시점 정보를 수신하고, 시점 정보에 따라 촬영된 스테레오 영상을 단말(200)에 전송한다.
스테레오 카메라(120)는 동시에 2장의 영상을 얻을 수 있게 한 특수카메라로, 2개의 촬영용 렌즈를 일정 간격 띄워놓고 같은 물체를 촬영한다. 여기서, 2장의 영상은 사용자가 바라보는 시점의 좌안 영상 및 우안 영상에 해당하는 것으로, 2개의 렌즈를 통해 얻은 영상들을 스테레오 뷰어를 이용하여 보면 상이 입체적으로 보인다. 또한, 스테레오 카메라(120)는 영상을 확대 또는 축소하거나, 자동 또는 수동으로 회전 가능한 카메라일 수 있다. 여기서, 스테레오 카메라(120)는 서버(100)의 다른 구성 요소들과 일체형으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 스테레오 카메라(120)는 서버(100)의 다른 구성 요소들과 원격에 위치하여 유/무선 통신 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
카메라 제어부(130)는 통신부(110)를 통해 수신한 시점 정보를 수신하여 스테레오 카메라(120)의 촬영 시점 방향을 제어한다. 즉, 스테레오 카메라(120)는 단말(200) 사용자의 얼굴의 움직임과 동일하게 이동 및 좌우 회전된다.
스테레오 영상 획득부(140)는 카메라 제어부(130))에 의해 제어된 상태에서 스테레오 카메라(120)에 의해 실시간 촬영된 영상을 획득하여 통신부(110)에 전송한다. 상세하게는, 영상 캡쳐부들(141a, 141b), 인코딩부들(142a, 142b) 및 동기화부(143)를 포함한다.
영상 캡쳐부들(141a, 141b)은 스테레오 카메라(120)에서 동시에 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 각각 캡쳐한다. 인코딩부들(142a, 142b)은 영상 캡쳐부들(141a, 141b)에 의해 캡쳐된 좌안 영상 및 우안 영상을 부호화한다. 동기화부(113)은 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화하여 통신부(110)를 통해 단말(200)에 전송한다.
오디오 획득부(150)는 촬영 시점에 발생되는 실시간 음향을 획득하는 것으로, 녹음기 등이 해당될 수 있다. 그러면, 인코딩부들(142a, 142b) 중 하나는 오디오 획득부(150)에 의해 획득된 음향을 영상과 함께 부호화한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 단말의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 단말(200)은 몰입 재생부(210), 자이로 센서(220), 통신부(230), 영상 디코딩부(240) 및 오디오 디코딩부(250)를 포함한다.
몰입 재생부(210)는 사용자가 착용한 상태에서 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 각각 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되도록 출력하는 장치로, 일 예로 구글 카드 보드, 삼성 갤럭시 GearVR, PC 기반 오큘러스 리프트 등이 포함될 수 있다. 즉, 안경 형태의 HMD(Head-Mounted Display)에 스테레오 비젼 처리를 이용하여 3차원 영상이 출력되도로 한다.
자이로 센서(220)는 몰입 재생부(210)의 이동 및 회전 정보를 감지하여 사용자의 시점 정보를 통신부(230)를 통해 서버(100)에 전송한다. 여기서, 자이로 센서(220)가 사용자의 시점 정보를 획득하는 방식은 다양할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 사용자 시점 정보 획득 방식의 일 예를 도시한 도면이다.
사용자가 몰입 재생부(210)를 착용한 상태에서 머리를 회전하여 시점을 변경하면, 회전하기 전의 위치정보와 회전후 위치정보를 자이로 센서(220)로부터 획득할 수 있으며, 회전 전후의 위치 정보를 기준으로 사용자의 시점이 도 4a에 도시된 바와 같이 이동한 거리와, 도 4b에 도시된 바와 같이 회전 방향 및 각도 등을 계산할 수 있다.
통신부(230)는 서버(100)와 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 것으로, 주지된 구성이다. 본 발명의 실시 예에 따라, 통신부(230)는 서버(100)에 시점 정보를 전송하고, 시점 정보에 따라 촬영된 스테레오 영상을 서버(100)로부터 수신한다.
영상 디코딩부(240)는 통신부(230)를 통해 수신한 스테레오 영상을 복호화하여 몰입 재생부(210)에 출력한다. 즉, 사람은 양안의 시차에 의해 입체감을 느끼게 된다는 기본 원리를 이용하여, 실제 영상의 깊이가 주어지고, 깊이에 따른 좌/우 영상을 구성하여 몰입 재생부(210)에 출력한다.
오디오 디코딩부(250)는 통신부(230)를 통해 수신한 오디오를 복호화하여 몰입 재생부(210)에 출력한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 스테레오 영상 제공 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단말(200)은 자이로 센서를 이용하여 사용자가 착용한 몰입 재생부의 이동 및 회전 정보를 획득(S510)하여 사용자의 시점 정보를 서버(100)에 전송한다(S520). 여기서, 자이로 센서가 사용자의 시점 정보를 획득하는 방식은 다양할 수 있다.
그러면, 서버(100)는 수신한 사용자 시점 정보를 이용하여 스테레오 카메라(120)의 촬영 시점 방향을 제어한다(S530). 즉, 스테레오 카메라(120)는 단말(200) 사용자의 얼굴의 움직임과 동일하게 이동 및 좌우 회전된다.
스테레오 카메라(120)는 촬영 시점 방향이 제어된 상태에서 사용자가 바라보는 시점의 좌안 영상 및 우안 영상을 획득하여 서버(100)에 출력한다(S540).
서버(100)는 스테레오 카메라(120)에서 동시에 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 부호화한다(S550). 이때, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 서버(100)는 촬영 시점에 발생되는 실시간 음향을 획득하여 영상과 함께 부호화할 수 있다.
서버(100)는 부호화된 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화(S560)하고, 단말(200)에 동기화된 실시간 스테레오 영상을 전송한다(S570).
단말(100)은 서버(100)로부터 수신한 스테레오 영상을 복호화(S580)하여 몰입 재생부에 출력한다(S590). 즉, 사람은 양안의 시차에 의해 입체감을 느끼게 된다는 기본 원리를 이용하여, 실제 영상의 깊이가 주어지고, 깊이에 따른 좌/우 영상을 구성하여 몰입 재생부에 출력한다. 이때, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 단말(100)은 서버(100)로부터 오디오가 수신될 경우, 오디오를 복호화하여 몰입 재생부에 출력할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 좌안 영상 및 우안 영상을 촬영하는 스테레오 카메라와,
    실시간 스테레오 영상 제공 단말과 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와,
    상기 통신부를 통해 수신한 시점 정보를 수신하여 상기 스테레오 카메라의 촬영 시점 방향을 제어하는 카메라 제어부와,
    상기 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상으로 구성된 스테레오 영상을 획득하여 상기 통신부에 전송하는 스테레오 영상 획득부를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 서버.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 스테레오 영상 획득부는
    상기 스테레오 카메라에서 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 각각 캡쳐하는 영상 캡쳐부들과,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 부호화하는 인코딩부들과,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화하여 스테레오 영상을 생성하는 채널 동기화부를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 서버.
  3. 제2 항에 있어서,
    실시간 음향을 획득하는 오디오 획득부를 더 포함하고,
    상기 인코딩부들 중 적어도 하나는 상기 실시간 음향을 인코딩함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 서버.
  4. 실시간 스테레오 영상 제공 서버와 유/무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와,
    사용자가 착용한 상태에서 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 각각 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상이 디스플레이되도록 출력하는 몰입 재생부와,
    상기 몰입 재생부의 위치 및 방향을 감지하여 사용자의 시점 정보를 상기 통신부를 통해 전송하는 자이로 센서와,
    상기 통신부를 통해 수신한 스테레오 영상을 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력하는 영상 디코딩부를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 단말.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 통신부를 통해 수신한 오디오를 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력하는 오디오 디코딩부를 더 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 단말.
  6. 실시간 스테레오 영상 제공 단말로부터 유/무선 네트워크를 통해 사용자 시점 정보를 수신하는 단계와,
    상기 사용자 시점 정보에 따라 스테레오 카메라의 촬영 시점 방향을 제어하는 단계와,
    상기 스테레오 카메라에 의해 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상으로 구성된 스테레오 영상을 획득하는 단계와,
    상기 획득된 스테레오 영상을 상기 실시간 스테레오 영상 제공 단말로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 획득하는 단계는
    상기 스테레오 카메라에서 촬영된 좌안 영상 및 우안 영상들을 각각 캡쳐하는 단계와,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 부호화하는 단계와,
    상기 좌안 영상 및 우안 영상을 동기화하여 스테레오 영상을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    실시간 음향을 획득하는 단계와,
    상기 실시간 음향을 부호화하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 방법.
  9. 사용자가 착용한 몰입 재생부의 위치 및 방향을 감지하여 사용자의 시점 정보를 획득하는 단계와,
    상기 사용자의 시점 정보를 유/무선 네트워크를 통해 실시간 스테레오 영상 제공 서버에 전송하는 단계와,
    상기 실시간 스테레오 영상 제공 서버로부터 스테레오 영상을 수신하는 단계와,
    수신된 스테레오 영상을 복호화하여 몰입 재생부에 디스플레이하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 실시간 스테레오 영상 제공 서버로부터 수신한 오디오를 복호화하여 상기 몰입 재생부에 출력하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 실시간 스테레오 영상 제공 방법.
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