KR20210132499A - Apparatus and method for producing a stereoscopic image that is easy to shoot and edit images - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상의 촬영과 편집이 용이한 입체 영상 제작장치 및 제작방법에 관한 것으로 특히, 카메라를 이용하여 실사 입체 영상의 촬영 및 편집을 용이하게 할 수 있도록 하는 입체 영상 제작장치 및 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional image production apparatus and method for easy image shooting and editing, and more particularly, to a three-dimensional image production apparatus and method for facilitating shooting and editing of a live-action stereoscopic image using a camera. will be.
입체 디스플레이 기기에서 입체 영상을 감상하기 위해서는 입체 영상을 제작할 수 있는 시스템이 필요하다.In order to enjoy a stereoscopic image on a stereoscopic display device, a system capable of producing a stereoscopic image is required.
현재 컴퓨터를 이용한 입체 영상 그래픽 프로세싱 방법은 다양한 제작방법이 널리 활용되고 있으나, 실사 입체 영상 제작방법은 일반 사용자가 사용하기에는 어려움이 있다.Currently, various production methods are widely used for stereoscopic image graphic processing using a computer, but the actual stereoscopic image production method is difficult for general users to use.
이는, 입체(3차원) 디스플레이의 뷰(view) 방식이 다양하여 그 방식들에 개별적으로 대응하는 카메라의 수, 제어방법 등이 일반 사용자에게는 다루기가 매우 어렵게 되어 있다.This is because the view (view) method of the stereoscopic (3D) display is diverse, and the number of cameras individually corresponding to the methods, the control method, etc. are very difficult for general users to handle.
즉, 컴퓨터 그래픽 방법에서는 일반 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 소프트웨어적으로 쉽게 구현되어 수정과 편집이 편리한 반면에, 실사 입체 영상 제작에 있어서는 많은 한계가 존재한다는 것이다.That is, in the computer graphic method, it is easily implemented in software so that general users can use it conveniently, so that correction and editing are convenient, but there are many limitations in the production of live-action stereoscopic images.
종래의 실사 입체 영상 촬영방법을 보면 도 1 및 도 2에서와 같이, 두 대의 카메라를 이용하는(Two-camera) 촬영방식(도 1)과 한 대의 카메라를 이용하는(Single-camera) 촬영방식(도 2)이 대표적이다.Looking at the conventional live-action stereoscopic image shooting method, as in Figs. 1 and 2, a shooting method using two cameras (Two-camera) (Fig. 1) and a single-camera shooting method (Fig. 2) ) is an example.
두 카메라를 이용하는(Two-camera) 방식은, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 카메라(1)의 두 렌즈 간의 간격을 일정하게 조절하면서 피사체(2)에 대하여 좌측 이미지와 우측 이미지를 촬영하여, 이를 컴퓨터를 이용하여 3차원 디스플레이에서 볼 수 있는 입체 영상으로 제작하는 방법이다.In the method using two cameras, as shown in FIG. 1 , the left image and the right image are taken with respect to the
반면 한 대의 카메라를 이용하는(Single-camera) 방법은, 도 2에서와 같이, 한 대의 카메라(1)로 먼저 피사체(2)의 좌측 이미지를 촬영한 다음 일정한 간격으로 카메라(1)를 이동한 다음 피사체(2)의 우측 이미지를 촬영하는 방식이다.On the other hand, in the method using a single camera (single-camera), as shown in FIG. 2 , the left image of the
이러한 방식들은 좌우측의 두 개의 이미지를 이용하는 입체 3차원 디스플레이 방식에서는 그리 불편함을 느끼지 못할 수도 있다.These methods may not feel very uncomfortable in a stereoscopic 3D display method using two images on the left and right.
그러나 다수의 평행 이미지(parallel image)를 이용하는 3차원 디스플레이에 맞는 입체 영상을 제작하기 위해서는 다수의 카메라를 연결하거나 하나의 카메라를 이동시키며 촬영해야 하는 번거로움과 촬영 후, 편집 과정이라는 일반 사용자에게는 불편한 과정들을 거쳐야 하는 단점이 있다.However, in order to produce a three-dimensional image suitable for a three-dimensional display using a plurality of parallel images, it is inconvenient for general users to connect multiple cameras or move one camera to shoot, and the editing process after shooting is inconvenient for general users. The downside is that you have to go through the process.
즉, 종래의 방식으로 적정 수준(depth)의 입체 영상을 얻기 위해서는 시행착오의 문제가 발생하게 되는 것이다. 그리고 안경이 필요 없는 입체 3차원 디스플레이 방식에서는 다수의 뷰(view)를 활용하는 경우가 많으며, 촬영 후 입체 영상 생성방식도 다양하므로 이들 시스템 대부분에 대응할 수 있고 일반 사용자도 쉽게 사용할 수 있는 실사 입체 영상 제작 시스템의 필요성이 대두된다.That is, in order to obtain a stereoscopic image of an appropriate depth in the conventional method, a problem of trial and error occurs. In addition, in the stereoscopic 3D display method that does not require glasses, multiple views are often used, and since there are various methods for generating a stereoscopic image after shooting, it can respond to most of these systems and can be easily used by ordinary users. The need for a production system emerges.
본 발명의 기술적 과제는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카메라에 의한 촬영, 이미지 편집, 입체 영상 생성의 과정을 통하여 입체 영상을 제작하는 과정을 일반 사용자도 용이하고 편리하게 작업할 수 있도록 하는 입체 영상 제작장치 및 제작방법을 제공하고자 한다.The technical problem of the present invention is to solve the above problems, so that general users can easily and conveniently work in the process of producing a stereoscopic image through the process of photographing, image editing, and stereoscopic image generation by a camera. An object of the present invention is to provide a stereoscopic image production apparatus and production method.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 카메라와; 상기 카메라를 선형 이동시킬 수 있는 스테이지와;In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention, a camera; a stage capable of linearly moving the camera;
상기 카메라의 촬영과 상기 스테이지의 구동을 제어하는 동기신호제어부와; 입력되는 촬영 정보에 따라 동기신호제어부를 통하여 상기 카메라와 스테이지를 제어하고, 상기 카메라로부터 이미지를 전송받아 입체 영상을 생성하는 입체영상생성부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.a synchronization signal control unit controlling the photographing of the camera and driving of the stage; This is achieved by including a stereoscopic image generator for controlling the camera and the stage through a synchronization signal controller according to input shooting information, and receiving an image from the camera to generate a stereoscopic image.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 관점으로서, 본 발명은, 입체 영상을 제작하는 방법에 있어서, 촬영 정보를 입력받아, 카메라 이동량을 계산하는 단계와; 상기 계산된 양만큼 카메라를 이동하여 촬영을 반복하는 단계와; 상기 촬영된 이미지들을 이용하여 입체 영상을 생성하는 단계를 포함하여 구성함으로써 달성된다As another aspect for achieving the object of the present invention, the present invention provides a method for producing a stereoscopic image, the method comprising: receiving photographing information and calculating a camera movement amount; repeating photographing by moving the camera by the calculated amount; This is achieved by constructing a stereoscopic image using the photographed images.
이상과 같은 본 발명은, 실사 입체 영상 촬영에 있어서 종래의 촬영방식에서 깊이(depth)의 양을 조절하기 위해 카메라 이동 양을 변경해가면서 촬영한 후 적정 깊이(depth)를 가진 입체 영상을 제작하는데 발생하는 문제점을 최소화시키는 효과가 있으며, 실제 촬영상황에서 입체 효과를 주고자 하는 피사체와 카메라 사이의 정보만을 이용하여 손쉽게 원하는 깊이를 가진 입체 영상을 제작할 수 있다. 이는 입체 영상 제작 전문가가 아니더라도 일반 사용자 계층에서도 입체 영상을 쉽게 제작하고 3차원 디스플레이(3d display)에서 감상할 수 있는 효과가 있다. 그리고 입체 영상 광고업체에서 단시간에 실사 입체 광고 영상을 제작할 수 있으므로 비용적인 측면에서도 그 효과가 큰 것이다The present invention as described above occurs in producing a stereoscopic image having an appropriate depth after photographing while changing the amount of camera movement in order to control the amount of depth in the conventional photographing method in shooting a live-action stereoscopic image. This has the effect of minimizing the problem of the image, and it is possible to easily produce a stereoscopic image having a desired depth using only the information between the subject and the camera to give a stereoscopic effect in an actual shooting situation. This has the effect of being able to easily produce a stereoscopic image and enjoy it on a 3D display even for a general user class, even if you are not a stereoscopic image production expert. And since a stereoscopic image advertising company can produce a live-action stereoscopic advertising image in a short time, the effect is also great in terms of cost.
도 1은 종래의 실사 입체 영상 촬영방식의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래의 실사 입체 영상 촬영방식의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 입체 영상 제작장치의 일 실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 입체 영상 제작장치를 이용하여 촬영하는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 입체 영상 제작장치의 이미지 시프트를 설명하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 입체 영상 제작장치를 이용한 이미지 프로세싱을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an example of a conventional live-action stereoscopic image shooting method.
2 is a schematic diagram showing another example of a conventional live-action stereoscopic image shooting method.
3 is a block diagram illustrating an embodiment of a stereoscopic image production apparatus of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a state of photographing using the stereoscopic image production apparatus of the present invention.
5 is a schematic diagram illustrating image shift of the stereoscopic image production apparatus of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating image processing using the stereoscopic image production apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은, 카메라(10)와, 이 카메라(10)를 선형으로 이송시킬 수 있도록하는 스테이지(20)를 동시에 제어할 수 있도록 하는 동기신호제어부(30)와, 이러한 구성의 시스템 전체를 제어하는 입체영상생성부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the overall configuration of the present invention is a synchronization
상기 입체영상생성부(40)는 도 3에서와 같이, 퍼스널 컴퓨터(PC)와 같은 컴퓨터에 수록되어 구동될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the stereoscopic
상기 카메라(10)가 장착되는 스테이지(20)는 모터에 의하여 구동되며, 카메라(10)가 가이드홈(21)을 따라 이송될 수 있도록 할 수 있다.The
이러한 스테이지(20)는 장착된 카메라(10)를 동기신호제어부(30)의 구동에 의하여 일정 거리만큼 이동시킬 수 있는 장치이며, 입체영상생성부(40) 또는 이 입체영상생성부(40)가 수록되는 컴퓨터에 의하여 제어가 가능하고, 일반적인 카메라 삼각대에 장착될 수 있다.This
이와 같이, 동기신호제어부(30)는 입체영상생성부(40) 또는 컴퓨터로부터 제어되며 카메라(10)의 셔터(shutter) 또는 조리개 등을 이용하여 카메라(10)를 구동하고 스테이지(20)의 구동을 제어한다. 따라서, 이러한 동기신호제어부(30)는 카메라 셔터 제어부(31)와, 스테이지 모터 제어부(32)로 구분되어 구성될 수 있다.In this way, the synchronization
또한, 상기 입체영상생성부(40)는, 상기 카메라(10)의 촬영을 제어하는 촬영제어부(41)와, 상기 카메라(10)의 이동량을 설정하는 이동제어부(42)와, 상기 촬영된 이미지를 처리하는 이미지처리부(43)로 세부 구성될 수 있다.In addition, the stereoscopic
이와 같이, 입체영상생성부(40)의 구동에 의하여 촬영된 이미지는 이러한 입체영상생성부(40)로 전송된다.As described above, the image captured by the driving of the
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에서의 전체 제어 흐름을 설명하면, 도 3 및 4에서 보는 바와 같이, 사용자가 입체영상생성부(40)에 촬영 정보를 입력하면, 입체영상생성부(40)의 이동제어부(42)에서는 카메라(10)의 이동량을 계산하여 동기신호제어부(30)를 통하여 카메라(10)와 스테이지(20)를 제어하게 된다.When explaining the overall control flow in the present invention having such a configuration, as shown in FIGS. 3 and 4 , when the user inputs shooting information to the
이때, 사용자에 의하여 입력될 수 있는 촬영 정보는, 촬영할 이미지 수, 촬영상황에서의 카메라(10) 렌즈의 초점거리, depth zero point(A)와 카메라(10) 렌즈간의 거리, depth zero point(A)에서 카메라(10) 렌즈로부터 가장 가까운 피사체(50)까지의 거리 등이 있을 수 있다. 여기서 depth zero point(A)란, 가상스크린 면(depth zero)에 피사체(50)가 위치하는 면을 말한다.At this time, the shooting information that can be input by the user includes the number of images to be taken, the focal length of the lens of the
즉, 상기 입체영상생성부(40)의 제어에 의하여 위에서 계산된 이동량만큼 스테이지(20)를 구동하여 카메라(10)를 이동시키고, 이러한 카메라(10)의 이동이 끝남과 동시에 촬영제어부(41)에서 카메라(10)를 구동하여 피사체(50)의 영상을 촬영하게 된다.That is, the
이와 같은 촬영의 과정은 촬영할 이미지의 수에 따라 반복될 수 있다.Such a photographing process may be repeated according to the number of images to be photographed.
이러한 촬영이 끝난 후, 입체영상생성부(40)의 이미지처리부(43)는 촬영된 이미지들을 카메라(10)로부터 전송 받아 이미지 프로세싱 과정을 통해 최종적으로 실사 입체 영상을 생성하게 된다.After the photographing is finished, the
상기 카메라(10) 이동량(S) 계산은, 도 4에서 보는 바와 같이, 실제 촬영 상황에서 카메라(10)의 렌즈로부터 depth zero point(A)까지의 거리(D), 가상 스크린 면(depth zero)의 가로 크기(w'), 카메라(10) 렌즈의 초점거리(f), 깊이(depth)량을 결정하게 되는 스크린 디스패리티(screen disparity: ds), 카메라(10)의 센서의 가로 크기(wf), 3차원 디스플레이(3ddisplay)의 가로 크기(w)값 등을 이용한 하기의 수학식 1으로부터 수학식 2와 같이 계산한다.The calculation of the movement amount (S) of the
이러한 과정을 통하여 얻어진 이미지를 이용하여 이미지 프로세싱(Image processing) 과정을 수행함에 있어서, 상기 촬영된 이미지의 각 제일 좌측 이미지와 제일 우측 이미지에서부터 중심 이미지에 가장 가까운 이미지까지 depth zero point(A)를 일치시키기 위해 각 이미지를 시프트(shift)시킨다(도 6 참고).In performing image processing using the image obtained through this process, the depth zero point (A) is matched from the leftmost image and the rightmost image of each of the photographed images to the image closest to the center image. Each image is shifted (see FIG. 6) to
이때 시프트시키는 양(Q)은 도 5에서 보는 바와 같이 영상센서의 크기(L), 카메라(10) 렌즈(11)로부터 depth zero point(A)까지의 거리(D), 카메라(10)의 초점거리(f), 카메라(10)의 영상센서(12) 중심축으로부터의 이미지 편차 값(g)을 카메라(10) 사이의 간격(S) 이용하여 아래의 수학식 3을 통해 구한다.At this time, the shifting amount (Q) is the size (L) of the image sensor, the distance (D) from the
따라서 최종적인 이미지 프로세싱(image processing) 과정에서는 도 6에서 보는 바와 같이, 촬영된 n개의 이미지들을 중심 이미지(51)를 중심으로 계산된 시프트 양(Q)만큼 시프트하여 depth zero point(A)를 일치시켜 각 3차원 디스플레이(3d display)의 입체 영상 생성방식으로 멀티플렉싱(multiplexing) 함으로서 원하는 깊이(depth)를 가진 입체영상(60)을 최종적으로 생성한다.Therefore, in the final image processing process, as shown in FIG. 6 , the depth zero point (A) is matched by shifting the n images taken by the shift amount (Q) calculated based on the central image (51). The three-
즉, 상기 촬영된 이미지의 각 좌측 이미지(52)에 대하여, 중심 이미지(51)에 가장 가까운 이미지까지 depth zero point(A)를 일치시키기 위해 해당 좌측 이미지(52)에 대하여 계산된 시프트 양(Q)만큼 이미지를 시프트(shift)시킨다.That is, for each
마찬가지로, 촬영된 이미지의 각 우측 이미지(53)에 대하여, 중심 이미지(51)에 가장 가까운 이미지까지 depth zero point(A)를 일치시키기 위해 해당 우측 이미지(53)에 대하여 계산된 시프트 양(Q)만큼 이미지를 시프트(shift)시킨다.Similarly, for each
이와 같은 촬영된 n개의 이미지들에 대하여 이미지 프로세싱이 수행되어 각 촬영 조건에 해당하는 입체 영상(60)이 최종적으로 생성된다.Image processing is performed on the n images taken as described above to finally generate a
즉, 이와 같은 본 발명을 이용하면 다양한 방식의 3차원 디스플레이에 실사 입체영상을 편리하게 제작할 수 있도록 일반 사용자가 실제 촬영상황에서의 촬영정보만 입력하면, 입체영상생성부(40) 및 컴퓨터를 통해 카메라(10) 이동 양과 시프트 양이 즉시 계산되어, 입체 영상으로 이미지 프로세싱이 수행되는 것이다.That is, using the present invention as described above, if a general user inputs only shooting information in an actual shooting situation, the stereoscopic
따라서, 상기 입체영상생성부(40)의 자동제어에 의한 카메라(10)의 이동 촬영과 촬영된 영상의 입체 영상 생성까지 시행착오를 최소화하며 일괄적으로 작업을 할 수 있는 것이다.Therefore, it is possible to work collectively, minimizing trial and error, from moving the
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, the present invention is not limited to the above embodiment, various types of modifications are possible, and various embodiments of these technical ideas are all protected by the present invention It goes without saying that it is within the scope.
10 : 카메라 20 : 스테이지
30 : 동기신호제어부 40 : 입체영상생성부
50 : 피사체 60 : 입체 영상10: camera 20: stage
30: synchronization signal control unit 40: stereoscopic image generation unit
50: subject 60: stereoscopic image
Claims (15)
상기 카메라를 선형 이동시킬 수 있는 스테이지와;
상기 카메라의 촬영과 상기 스테이지의 구동을 제어하는 동기신호제어부와;
입력되는 촬영 정보에 따라 동기신호제어부를 통하여 상기 카메라와 스테이지를 제어하고, 상기 카메라로부터 이미지를 전송받아 입체 영상을 생성하는 입체영상생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작장치.camera and;
a stage capable of linearly moving the camera;
a synchronization signal control unit controlling the photographing of the camera and driving of the stage;
and a stereoscopic image generator for controlling the camera and the stage through a synchronization signal controller according to input shooting information, and receiving an image from the camera to generate a stereoscopic image.
상기 카메라 셔터 제어부와;
상기 스테이지 모터 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작장치.The method of claim 2, wherein the synchronization signal control unit,
the camera shutter control unit;
and the stage motor control unit.
상기 카메라의 촬영을 제어하는 촬영제어부와;
상기 카메라의 이동량을 설정하는 이동제어부와;
상기 촬영된 이미지를 처리하는 이미지처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작장치.According to claim 1, wherein the stereoscopic image generator,
a photographing control unit for controlling photographing of the camera;
a movement control unit for setting a movement amount of the camera;
and an image processing unit for processing the photographed image.
,
D: 카메라 렌즈로부터 depth zero point까지의 거리,
F: depth zerp 면으로부터 물체의 단부까지의 거리,
w': 가상 스크린면의 가로 크기,
ds: 스크린 디스패리티(disparity),
w: 스크린면 가로 크기.The stereoscopic image production apparatus according to claim 6, wherein the movement amount (S) of the camera is calculated by the following equation.
,
D: distance from camera lens to depth zero point,
F: distance from the depth zerp plane to the end of the object,
w': the horizontal size of the virtual screen plane,
d s : screen disparity,
w: The horizontal size of the screen.
,
g: 카메라의 센서 중심으로부터의 편차,
L: 카메라의 센서의 크기.11. The apparatus of claim 10, wherein the shift amount (Q) is calculated by the following equation.
,
g: the deviation from the sensor center of the camera,
L: The size of the camera's sensor.
촬영 정보를 입력받아, 카메라 이동량을 계산하는 단계와;
상기 계산된 양만큼 카메라를 이동하여 촬영을 반복하는 단계와;
상기 촬영된 이미지들을 이용하여 입체 영상을 생성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작방법.In the method of producing a stereoscopic image using the apparatus of claim 1,
receiving photographing information and calculating a camera movement amount;
repeating photographing by moving the camera by the calculated amount;
and generating a stereoscopic image by using the captured images.
상기 각 촬영된 이미지의 중심으로부터의 시프트 양을 계산하는 단계와;
상기 계산된 양만큼 각 이미지를 중심 이미지를 중심으로 시프트하는 단계와;
상기 시프트된 이미지를 depth zero point를 일치시켜 멀티플렉싱 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 제작방법.The method of claim 13, wherein the generating of the stereoscopic image comprises:
calculating a shift amount from the center of each photographed image;
shifting each image about a central image by the calculated amount;
and multiplexing the shifted image by matching the depth zero point.
The method of claim 13, wherein the photographing information is at least one of the number of images to be photographed, the focal length of the camera lens, the distance between the depth zero point and the camera lens, and the distance from the camera lens to the closest object at the depth zero point. A three-dimensional image production method.
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