KR20200057287A - 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법은 피사체를 둘러싸도록 배치된 복수의 카메라들이 캘리브레이션 기구를 각각 촬영하되, 상기 캘리브레이션 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것인, 단계; 각 카메라들이 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하는 단계; 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 설정하는 단계 및 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 각 카메라에 대하여 캘리브레이션을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법 및 그 장치{CAMERA CALIBRATION METHOD FOR MULTI VIEW POINT SHOOTING AND APPARATUS FOR THE SAME }

본 발명은 타임 슬라이스 촬영에 사용할 수 있는 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

타임 슬라이스(time slice) 촬영 기법이란 한 피사체에 방향이 다른 수많은 카메라들을 설치하고 동시에 촬영한 뒤 영상 프레임으로 붙여, 피사체의 정지해 있는 모습을 입체적으로 묘사하는 촬영 기법이다. 이를 통해, 짧은 시간 동안 피사체의 주변을 360도 회전하는 듯 한 몰입감을 제공할 수 있다.

종래의 타임 슬라이스 촬영 시스템은 각각의 카메라로서 디에스엘알(digital single-lens reflex camera; DSLR)과 같은 고가의 장비를 사용하는 것이 일반적이다. 이 경우, 타임 슬라이스 촬영을 위해서는 고가의 비용과 넓은 설치 공간을 요하게 되며, 카메라 장비를 제어하기 위한 전문 인력이 필요한 문제가 있다.

또한, 타임 슬라이스 촬영을 위해서는 복수의 카메라 장비들이 시점 회전축을 형성하도록 카메라 장비들에 대해 캘리브레이션하는 과정이 요구된다.

종래의 경우, 격자패턴이 인쇄된 평면을 촬영하고, 이를 기반으로 중심점을 추출하는 형태로 캘리브레이션을 수행하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 복수의 카메라를 피사체를 중심으로 원형으로 배치할 경우 카메라의 위치에 따라 격자패턴을 회전시켜야하는 단점이 있다. 또 다른 방식으로, 구(球)형상의 캘리브레이션 기구가 사용될 수 있는데, 평면형 격자 패턴과는 달리, 구형상의 캘리브레이션 기구는 모든 카메라에서 일정하게 보이는 장점이 있으나, 색상 정보로 구형의 경계를 찾고, 자동으로 중점을 찾는 방식으로, 야외 및 실내 조명 환경에 따라 거의 색상구분이 불가능하다는 단점이 있다. 또한, 구형에 입힌 격자패턴의 기구부는 카메라 위치에 따라 격자패턴에 왜곡이 발생하며, 자동 중점 찾기가 어렵다는 문제점이 있다.

한국등록특허 제 10-1619478 호 (발명의 명칭: 타임 슬라이스 제어장치)

본 발명의 일 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 타임 슬라이스 촬영에 사용할 수 있는 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템에서의 캘리브레이션 방법을 제공하고자 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법은 피사체를 둘러싸도록 배치된 복수의 카메라들이 캘리브레이션 기구를 각각 촬영하되, 상기 캘리브레이션 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것인, 단계; 각 카메라들이 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하는 단계; 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 설정하는 단계 및 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 각 카메라에 대하여 캘리브레이션을 수행하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템은, 복수의 카메라 및 상기 복수의 카메라들의 동작을 제어하고, 상기 카메라들로부터 촬영 영상을 획득하는 카메라 컨트롤 유닛을 포함하되, 상기 각 카메라는 피사체를 둘러싸도록 배치된 후 캘리브레이션을 위한 전용 기구를 각각 촬영하되, 상기 전용 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것이고, 각 카메라들이 상기 전용 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하고, 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션 회전 각도를 설정하고, 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 캘리브레이션을 수행한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템은, 복수의 카메라 및 상기 복수의 카메라들의 동작을 제어하고, 상기 카메라들로부터 촬영 영상을 획득하는 카메라 컨트롤 유닛을 포함하되, 상기 각 카메라는 피사체를 둘러싸도록 배치된 후 캘리브레이션을 위한 전용 기구를 각각 촬영하되, 상기 전용 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것이고, 상기 카메라 컨트롤 유닛은 각 카메라들이 상기 전용 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하고, 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 각 카메라 별로 설정하고, 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 캘리브레이션을 수행한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 카메라 캘리브레이션 기구는, 바닥에 기립하는 수직 기둥 및 상기 수직 기둥을 따라 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 제 1 원기둥 및 제 2 원기둥을 포함하되, 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥은 각각 동일한 크기를 가지고, 각 원기둥을 균등하게 분할한 복수의 가로 줄무늬 패턴을 포함하는 것이고, 서로 인접한 가로 줄무늬 패턴의 색상이 상이하게 설정된 것이다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 2개의 원기둥을 포함하는 새로운 구조의 캘리브레이션 기구를 이용하여 카메라 캘리브레이션 동작을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다. 특히, 타임 슬라이스 영상의 촬영을 위해 피사체를 중심으로 피사체를 에워싸도록 배치된 복수의 카메라를 포함하는 카메라 시스템에 대해서는 본 발명의 캘리브레이션 방법을 통해 캘리브레이션의 편의성과 정확성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 기구를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 기구를 도시한 도면이다.

카메라 시스템(10)은 복수의 카메라(100), 카메라 컨트롤 유닛(200) 및 사용자 인터페이스부(300)가 포함될 수 있다. 또한, 카메라 시스템(10)의 캘리브레이션을 위해 캘리브레이션 기구(400)가 피사체로서 임시적으로 배치될 수 있다.

도면에서와 같이, 복수의 카메라의 동작을 제어하는 카메라 컨트롤 유닛(200)이 복수개 배치되어 있고, 사용자 인터페이스부(300)가 각각의 카메라 컨트롤 유닛(200)과 결합되어 있는 형태로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 사용자 인터페이스부(300)가 생략된 채로 카메라 시스템(10)이 구성될 수 있다. 또는, 카메라 컨트롤 유닛(200)이 사용자 인터페이스부(300)에 내장된 형태로 구성될 수 있다.

카메라(100)는 시모스(Complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 센서 혹은 씨씨디(Charge-Coupled Device; CCD) 센서와 같은 이미지 센서를 포함하는 것일 수 있다. 카메라(100)는 카메라 컨트롤 유닛(200)으로부터 캡처 시작 신호를 수신하고, 캡처 시작 신호에 응답하여 피사체를 촬영하고, 촬영된 화상을 캡처 이미지로서 카메라 컨트롤 유닛(200)에 전송한다. 이와 같이 촬영된 이미지는 카메라 컨트롤 유닛(200) 또는 사용자 인터페이스부(300)에서 후처리를 거쳐 사용자 인터페이스부(300)의 디스플레이를 통해 출력될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 각 카메라(100)가 캘리브레이션 과정을 개별적으로 수행할 수 있다. 이와 같은 캘리브레이션 과정의 수행을 위해, 개별 카메라(100)는 디지털 신호 처리를 위한 프로세서 및 캘리브레이션 프로그램이 저장된 메모리를 각각 포함할 수 있다. 구체적인 캘리브레이션 과정에 대해서는 추후 설명하기로 한다.

카메라 컨트롤 유닛(200)은 복수의 카메라(100)와 연결되어, 복수의 카메라(100)들에 캡처 시작 신호를 전달하고, 카메라(100)들로부터 획득된 캡처 이미지를 수신한다. 이와 같은 캡처 시작 신호는 사용자 인터페이스부(300)에서 출력되어 카메라 컨트롤 유닛(200)을 통해 각 카메라(100)로 전송될 수 있다. 이를 위해, 각 카메라 컨트롤 유닛(200)은 각 카메라(100)의 동작을 제어하는 신호를 전송하고, 카메라(300)의 이미지를 수신하는 통신 모듈, 제어 신호 처리 및 화상 이미지 처리를 수행하는 프로세서 및 제어 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리를 각각 포함할 수 있다.

또한, 카메라 컨트롤 유닛(200)들 각각은 다른 카메라 컨트롤 유닛(200)들과 함께 동기화된 캡처 이미지를 생성할 수 있도록, 자동 동기화 과정을 수행한다. 이를 위해 카메라 컨트롤 유닛(200)들은 하나의 마스터 카메라 컨트롤 유닛과 마스터 카메라 컨트롤 유닛을 제외한 슬레이브 카메라 컨트롤 유닛들로 구성되어, 마스터 카메라 컨트롤 유닛의 제어에 의해 전체 카메라 컨트롤 유닛(200)들이 동기화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 카메라 컨트롤 유닛(200)이 자신과 결합된 복수의 카메라(100)에 대하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 이와 같은 캘리브레이션 과정의 수행을 위해, 카메라 컨트롤 유닛(200)은 디지털 신호 처리를 위한 프로세서 및 캘리브레이션 프로그램이 저장된 메모리를 각각 포함할 수 있다.

또한, 카메라 컨트롤 유닛(200)은 복수의 카메라(100)가 거치되는 함체 구성, 카메라(100)를 함체에 고정시키기 위한 체결부 구성, 카메라(100) 또는 함체를 지상으로부터 소정 높이 만큼 상승시켜 지지하기 위한 지지부 구성등을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 하나의 카메라 컨트롤 유닛(200)에 복수의 카메라(100)들이 연결될 수 있으며, 카메라 컨트롤 유닛(200)에 연결되는 카메라(100)의 수는 도 1의 실시예로 제한되는 것은 아니다.

사용자 인터페이스부(300)는 복수의 카메라 컨트롤 유닛(200)과 접속되고, 이를 통해 각 카메라(100)의 동작을 제어하는 신호를 전송하고, 각 카메라(100)에서 촬영된 이미지를 카메라 컨트롤 유닛(200)을 통해 수신한다. 사용자 인터페이스부(300)는 키오스크 형태의 장비로서, 타임 슬라이스 영상을 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스부(300)는 사용자가 카메라 시스템(10)을 조작하도록 안내하는 사용자 인터페이스를 출력하며, 이에 대한 사용자 입력에 기초하여 타임 슬라이스 영상을 생성하고, 디스플레이를 통해 타임 슬라이스 영상을 출력할 수 있다.

또한, 사용자 인터페이스부(300)는 캘리브레이션 동작의 개시 여부에 대한 사용자 입력을 수신하고, 이를 전체 카메라 컨트롤 유닛(200) 또는 마스터 카메라 컨트롤 유닛에 전송하여 카메라 캘리브레이션 동작이 수행되도록 한다. 즉, 사용자는 사용자 인터페이스부(300)를 통해 카메라 캘리브레이션 수행 신호를 입력하고, 카메라 캘리브레이션이 완료된 뒤 카메라 모듈들 앞에서 타임 슬라이스 촬영을 하고, 다시 사용자 인터페이스부(300)를 통해 타임 슬라이스 촬영 결과물을 확인할 수 있다.

또한, 사용자 인터페이스부(300)는 각 카메라에서 촬영된 이미지를 수신하고, 이를 미리 설정된 규칙에 따라 배치하고 이를 적절히 병합하여 타임 슬라이스 영상을 생성한다. 특히, 본 발명에서 제시하는 카메라 캘리브레이션 방법에 의하여 캘리브레이션된 영상들을 병합하여 타임 슬라이스 영상을 생성한다. 한편, 본 발명은 카메라 캘리브레이션 방법에 대한 것으로서, 이후 단계에 해당하는 타임 슬라이스 영상을 생성하는 구체적인 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 캘리브레이션 기구를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 카메라 캘리브레이션 기구(400)는 바닥에 기립하는 수직 기둥(430), 수직 기둥(430)을 따라 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 제 1 원기둥(410) 및 제 2 원기둥(430)을 포함한다. 이때, 제 1 원기둥(410)과 제 2 원기둥(420)은 각각 동일한 크기를 가지고, 소정의 패턴이 표면에 형성된다.

바람직하게는, 각 원기둥(410, 420)은 각 원기둥을 균등하게 분할한 복수의 가로 줄무늬 패턴(412, 414, 422, 424)을 포함하되, 서로 인접한 가로 줄무늬 패턴의 색상이 상이하게 설정된 된다. 예를 들면, 가로 줄무늬 패턴(412, 422)은 흑색으로 채색되고, 다른 가로 줄무늬 패턴(414, 424)는 백색으로 채색될 수 있다.

이와 같이, 캘리브레이션 기구(400)가 원기둥 형상으로 구성됨에 따라 이를 에워싸도록 원형으로 배치된 카메라(100)의 캘리브레이션 동작을 보다 원활하게 수행할 수 있다. 또한, 가로 줄무늬 패턴을 사용하므로, 각 원기둥의 중심점을 보다 정확하게 추출할 수 있다. 한편, 원기둥의 지름은 대략 20cm, 각 패턴의 너비는 5cm 등으로 형성될 수 있으나, 이는 예시에 해당하는 것으로, 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 앞서 설명한 캘리브레이션 기구가 미리 설정된 위치에 배치된다. 예를 들면, 카메라 시스템의 중심점 위치에 캘리브레이션 기구가 배치될 수 있다.

다음으로, 각 카메라들이 캘리브레이션 기구를 각각 촬영한 이미지에서 패턴 인식을 통해 제 1 원기둥(410)과 제 2 원기둥(420)의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정한다(S310). 즉, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 원기둥의 중심점(a)과 제 2 원기둥의 중심점(b)이 각각 패턴 인식을 통해 추출될 수 있으며, 이를 연결하는 선분(510)가 특정될 수 있다.

그리고, 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 이미지를 회전시키는 캘리브레이션 회전 각도를 설정한다(S320). 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 특정된 선분(510)과 기준 수직선(500) 사이에 각도 차이가 발생할 수 있다. 이러한 각도 차이가 최소화하도록 (c)와 같이 촬영 이미지를 회전 시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 설정할 수 있다.

또한, 이와 같이 캘리브레이션 회전 각도에 따라 이미지를 회전하는 회전 캘리브레이션을 수행할 경우 영상의 최초 중심점이 기준 중심점에서 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 영상의 최초 중심점은 캘리브레이션 동작을 수행하기 전에 설정되는 영상의 가운데 지점을 기초로 설정될 수 있다. 그리고, 기준 중심점은 영상과는 무관하게 각 카메라별로 프레임의 가장 가운데 지점을 기초로 설정될 수 있다. 이러한 중심점 이동을 보정하기 위해 영상 이동 캘리브레이션을 추가로 수행할 수 있다(S330). 즉, (a)에 도시된 바와 같이, 회전 캘리브레이션의 수행 전 또는 회전 캘리브레이션의 수행 후 영상의 최초 중심점을 기준 중심점과 일치시키는 영상 이동 캘리브레이션을 수행한다.

한편, 위의 단계에 더하여 복수의 카메라들 중 미리 설정된 카메라와 캘리브레이션 기구와의 거리를 기준으로, 전체 카메라의 촬영 영상 크기를 동일하게 설정하는 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 즉, 각 카메라와 캘리브레이션 기구의 거리에 미세한 오차가 있을 수 있으므로, 이를 보정하기 위하여, 특정 카메라의 영상 크기와 동일하게 영상의 크기를 수정한다. 예를 들면, 마스터 컨트롤 유닛에 포함된 카메라의 영상의 크기 정보를 마스터 컨트롤 유닛이 다른 슬레이브 컨트롤 유닛에 전달하고, 각 슬레이브 컨트롤 유닛이 영상 크기 정보를 카메라에 전달하여 각 카메라가 영상 크기를 동일하게 설정하는 영상 크기 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

이와 같은 캘리브레이션 과정은 각 카메라 별로 수행되거나, 각 컨트롤 유닛에서 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 개별 카메라에서 회전 캘리브레이션을 위한 회전 각도, 중심점 이동 캘리브레이션을 위한 중심점 이동 거리, 영상 크기 캘리브레이션을 위한 영상 크기 정보를 포함하는 캘리브레이션 파라미터가 저장되고, 영상을 촬영할 때 마다, 캘리브레이션 파라미터가 적용되어 각 영상에 대하여 캘리브레이션이 수행될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 개별 카메라의 이미지를 기초로, 각 컨트롤 유닛이 각 카메라 별로 캘리브레이션 파라미터를 저장한다. 예를 들어, 제 1 컨트롤 유닛이 4개의 카메라의 동작을 제어한다면, 제 1 카메라의 촬영 이미지를 기초로 캘리브레이션 파라미터를 생성하고, 제 2 카메라의 촬영 이미지를 기초로 캘리브레이션 파라미터를 생성하는 등의 형태로 4개의 카메라에 대하여 각각의 캘리브레이션 파라미터를 생성한다. 그리고, 이렇게 생성된 캘리브레이션 파라미터에 기초하여, 각 카메라가 촬영한 이미지에 대하여 각 카메라의 캘리브레이션 파라미터를 적용하여 이미지를 캘리브레이션하는 동작을 수행한다.

다른 실시예에 따르면, 컨트롤 유닛이 사용자 인터페이스부(300)에 내장된 형태로 구성될 수 있고, 해당 컨트롤 유닛 또는 사용자 인터페이스부(300)가 각 카메라의 캘리브레이션 파라미터를 저장한 후 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 조사 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

또한, 본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수도 있다.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 카메라 시스템
100: 카메라
200: 카메라 컨트롤 유닛
300: 사용자 인터페이스부
400: 캘리브레이션 기구

Claims (12)

1. 다시점 촬영을 위한 카메라 캘리브레이션 방법에 있어서,
   피사체를 둘러싸도록 배치된 복수의 카메라들이 캘리브레이션 기구를 각각 촬영하되, 상기 캘리브레이션 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것인, 단계;
   각 카메라들이 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하는 단계;
   각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 설정하는 단계 및
   상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 각 카메라에 대하여 캘리브레이션을 수행하는 단계를 포함하는 캘리브레이션 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상의 최초 중심점과 상기 카메라의 기준 중심점의 차이가 최소화되도록 촬영 영상을 이동시키는 영상 이동 캘리브레이션을 수행하는 단계를 더 포함하는 캘리브레이션 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 복수의 카메라들 중 미리 설정된 카메라와 상기 캘리브레이션 기구와의 거리를 기준으로, 전체 카메라의 촬영 영상 크기를 동일하게 설정하는 영상 크기 캘리브레이션을 수행하는 단계를 더 포함하는 캘리브레이션 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 소정의 패턴은 각 원기둥을 균등하게 분할한 복수의 가로 줄무늬 패턴을 포함하되, 서로 인접한 가로 줄무늬 패턴의 색상이 상이하게 설정된 것인 캘리브레이션 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한항에 해당하는 캘리브레이션 방법을 수행하는 컴퓨 터프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
6. 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템에 있어서,
   복수의 카메라 및
   상기 복수의 카메라들의 동작을 제어하고, 상기 카메라들로부터 촬영 영상을 획득하는 카메라 컨트롤 유닛을 포함하되,
   상기 각 카메라는 피사체를 둘러싸도록 배치된 후 캘리브레이션을 위한 전용 기구를 각각 촬영하되, 상기 전용 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것이고,
   각 카메라들이 상기 전용 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하고, 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션 회전 각도를 설정하고, 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 캘리브레이션을 수행하는 것인 카메라 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 각 카메라는 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상의 최초 중심점과 상기 카메라의 기준 중심점의 차이가 최소화되도록 촬영 영상을 이동시키는 영상 이동 캘리브레이션을 더 수행하는 것인 카메라 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 각 카메라는 상기 복수의 카메라들 중 미리 설정된 카메라와 상기 캘리브레이션 기구와의 거리를 기준으로, 전체 카메라의 촬영 영상 크기를 동일하게 설정하는 영상 크기 캘리브레이션을 더 수행하는 것인 카메라 시스템.
9. 다시점 촬영을 위한 카메라 시스템에 있어서,
   복수의 카메라 및
   상기 복수의 카메라들의 동작을 제어하고, 상기 카메라들로부터 촬영 영상을 획득하는 카메라 컨트롤 유닛을 포함하되,
   상기 각 카메라는 피사체를 둘러싸도록 배치된 후 캘리브레이션을 위한 전용 기구를 각각 촬영하되, 상기 전용 기구는 소정의 패턴이 각각 표면에 형성된 제 1 원기둥과 제 2 원기둥이 수직한 방향으로 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 것이고,
   상기 카메라 컨트롤 유닛은 각 카메라들이 상기 전용 기구를 촬영한 영상에서 패턴 인식을 통해 상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥의 중심점을 각각 추출하고, 추출된 각 중심점을 연결하는 선분을 특정하고, 각 카메라에 미리 설정된 기준 수직선과 상기 특정된 선분 사이의 각도에 기초하여, 해당 각도가 최소화되도록 촬영 영상을 회전시키는 회전 캘리브레이션의 회전 각도를 각 카메라 별로 설정하고, 상기 설정된 캘리브레이션 회전 각도를 포함하는 캘리브레이션 파라미터에 기초하여 각 카메라의 촬영 영상에 대하여 캘리브레이션을 수행하는 것인 카메라 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 카메라 컨트롤 유닛은 상기 캘리브레이션 기구를 촬영한 영상의 최초 중심점과 상기 카메라의 기준 중심점의 차이가 최소화되도록 촬영 영상을 이동시키는 영상 이동 캘리브레이션을 더 수행하는 것인 카메라 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 카메라 컨트롤 유닛은 상기 복수의 카메라들 중 미리 설정된 카메라와 상기 캘리브레이션 기구와의 거리를 기준으로, 전체 카메라의 촬영 영상 크기를 동일하게 설정하는 영상 크기 캘리브레이션을 더 수행하는 것인 카메라 시스템.
12. 카메라 캘리브레이션 기구에 있어서,
    바닥에 기립하는 수직 기둥 및
    상기 수직 기둥을 따라 소정 간격 만큼 이격되어 결합된 제 1 원기둥 및 제 2 원기둥을 포함하되,
    상기 제 1 원기둥과 제 2 원기둥은 각각 동일한 크기를 가지고, 각 원기둥을 균등하게 분할한 복수의 가로 줄무늬 패턴을 포함하되, 서로 인접한 가로 줄무늬 패턴의 색상이 상이하게 설정된 것인 카메라 캘리브레이션 기구.

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