KR20220159754A - 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 있어서,
회전판의 중심에 고속 촬영 카메라를 고정 설치하고, 원하는 파노라마 영상의 fps수와 동일한 회전수에 따라 회전판을 고속 회전시키면서 1회전시의 각 분할 영역에 따른 촬영횟수에 상기 fps수를 곱한 촬영 횟수로 고속 촬영 카메라가 촬영을 수행하여 원하는 분할 영역들에 대한 프레임들을 스티칭하여 파노라마 영상을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명을 이용하면, 파노라마 영상을 촬영하는 카메라의 시각 시작점이 항상 동일한 위치에 존재하게 하여 시각차 효과를 제거할 수 있게 된다.

Description

파노라마 영상 제작용 카메라 시스템{Camera System for Making Panorama Image}

본 발명은 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 관한 것이다.

파노라마 영상은 기존의 카메라 영상보다 넓은 시야각을 가지는 영상을 말하는데, 도1처럼 특정 각도 내의 일반 파노라마 영상도 있고 도2처럼 360도 파노라마 영상도 있다.

또한, 이러한 파노라마 영상을 얻기 위해서는, 도3과 같이 스마트폰과 같은 단일 카메라를 회전시키면서 순차적으로 촬영하여 스티칭(Stitching)을 이용한 합성하거나, 도4와 같이 여러 개의 카메라를 동일 몸체에 배열한 다양한 형태의 리그 카메라 시스템에 의해 각 카메라에서 한 번에 영상을 촬영하여 각 영상을 스티칭하여 합성하는 방법을 사용하게 된다.

그런데, 단일 카메라를 회전시키면서 순차적으로 촬영하는 방법에서 카메라의 촬영 시점들에서의 카메라의 시각 시작점(Perspective Origin)이나 리그 카메라 시스템의 각 카메라의 시각 시작점이, 도5에서와 같이 원주 상에 위치하여(도5에서는 카메라 CAM1, CAM2, CAM3의 시각 시작점이 도시됨) 월드 시각 시작점(World Perspective Origin)에 위치하지 않기 때문에, 즉 카메라들 사이의 위치 차이(Translation)가 존재하기 때문에, 이러한 시각 시작점의 위치 차이로 인하여 시각차 효과(Parallax Effect)가 발생하여 각 카메라의 영상에서 각 물체의 위치가 상이하게 되어 스티칭하는데에 어려움이 발생하여 연결된 파노라마 영상이 매끄럽게 연결되지 않게 된다.

다시 말하면, 이러한 시각차 효과를 방지하기 위해서는 도6과 같이 모든 카메라(CAM1, CAM2, CAM3)가 동일한 시각 시작점(World Perspective Origin)에 있도록 하여 회전(Rotation)만 존재하고 위치 차이(Translation)가 없어야 하는데, 단일 카메라를 이용하는 방법에서 카메라를 중심점을 중심으로 회전시키기가 상당히 어렵고, 리그 카메라 시스템을 이용하는 방법에서도 리그 카메라 시스템의 중심점에 각 카메라를 설치하는 것이 불가능하여(주변에 설치할 수 밖에 없어서), 기존의 파노라마 영상 촬영 방법에서는 이러한 시각차 효과가 반드시 발생하게 된다.

한국특허 출원번호 10-2018-93776호(2018.8.10일 출원)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여, 파노라마 영상을 촬영하는 카메라의 시각 시작점이 항상 동일한 위치에 존재하게 하여 시각차 효과를 제거할 수 있는 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템을 제공한다.

이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 있어서,

회전판의 중심에 고속 촬영 카메라를 고정 설치하고, 원하는 파노라마 영상의 fps수와 동일한 회전수에 따라 회전판을 고속 회전시키면서 1회전시의 각 분할 영역에 따른 촬영횟수에 상기 fps수를 곱한 촬영 횟수로 고속 촬영 카메라가 촬영을 수행하여 원하는 분할 영역들에 대한 프레임들을 스티칭하여 파노라마 영상을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 파노라마 영상을 촬영하는 카메라의 시각 시작점이 항상 동일한 위치에 존재하게 하여 시각차 효과를 제거할 수 있게 된다.

도1은 특정 각도 내의 파노라마 영상을 도시함.
도2는 360도 파노라마 영상을 도시함.
도3은 종래기술에서 파노라마 영상을 얻기 위해 스마트폰을 회전시키는 것을 도시함.
도4는 종래기술에서 파노라마 영상을 얻기 위한 다양한 형태의 리그 카메라 시스템을 도시함.
도5는 종래기술에 따른 시각차 효과를 설명하는 도면.
도6은 시각차 효과를 제거하기 위해 모든 카메라의 시각 시작점이 동일한 위치에 존재하는 것을 도시함.
도7은 본 발명에 따른 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템의 전체적인 구성을 도시함.
도8은 본 발명의 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에서 1회전 당 촬영횟수에 따른 촬영 패턴을 설명함.
도9는 본 발명의 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 따른 동작 순서도를 도시함.
도10은 본 발명의 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에서 360도 파노라마 영상 제작 방법을 도시함.

먼저, 도7을 참고로 하여 본 발명에 따른 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템의 전체적인 구성을 자세히 설명하기로 한다.

본 발명은 고속 회전하는 고속 회전 기구의 회전판의 중심에 고속 촬영 카메라를 설치하여 카메라의 시각 시작점을 회전판의 중심에 위치하게 고정하고, 회전판을 고속으로 회전시키면서 고속 촬영 카메라가 촬영을 수행합니다.

그래서, 회전판이 360도 회전하는 사이에 8회의 촬영을 하게 된다면 도8과 같은 형태의 촬영 패턴이 형성되게 된다. 이때 도8에 나타난 바와 같이 각 촬영 시점(45도 각도 차이)에서의 시점 시작점은 모두 회전판의 중심에 존재하게 되므로 종래 기술에 따른 시각차 효과가 제거되게 된다.

이제, 도7에 나타난 본 발명에 따른 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템을 사용하여 360도 파노라마 영상을 제작하는 방법을 도9,10을 참고로 하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에서 초당 30fps의 파노라마 영상을 지원하고 1회전 당 6번 촬영하여 360도 파노라마 영상을 형성한다고 가정한다.

먼저 fps=1, 각도=60으로 설정한다(S1).

다음으로 본 발명에 따른 고속 촬영 카메라로 영상 촬영을 하여(S2), 도10의 1번 영역의 첫 번째 영상 프레임을 촬영하게 된다.

이제, 회전판을 각도(60도)만큼 회전시키고(S2), 회전판이 360도 회전했는지를 검사한다(S3).

검사 결과, 아직 360도 회전이 아니라면 단계(S2)로 되돌아가는 과정을 반복하여 영상 촬영을 하여 도10의 2번 영역부터 6번 영역의 첫 번째 영상 프레임들을 형성하게 된다.

그리고, 단계(S4)에서 회전판이 360도 회전이라면 fps를 1만큼 증가시키고(S5), 60도 간격으로 촬영된 6개의 영상을 스티칭하여(S6) 1번째 시퀀스 영상을 출력한다.

다음으로, fps가 30을 초과하는지를 검사하여(S7), 초과하지 않는다면 다시 단계(S2)로 되돌아가서 단계(S2) 내지 단계(S6)를 수행하는 과정을 반복 수행하여 도10에서 1번 영역부터 6번 영역까지의 2번째 이상의 영상 프레임들을 형성하고 각 번째 영상 프레임들의 각 번호 영역에서의 영상들을 스티칭하여 출력하면 2번째 이상의 시퀀스 영상들을 출력하게 된다.

결국, 이상과 같은 과정을 수행하면 각 영역에 대해 30개씩의 영상 프레임이 형성되고 각 영역에 대한 각각의 해당 프레임을 스티칭하여 출력하면 30fps의 파노라마 영상이 형성되게 된다.

여기서, 30fps의 360도 파노라마 영상을 제공하기 위해 초당 6 X 30= 180회의 영상 촬영 단계(S2)가 수행되어야 하므로, 본 발명의 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 사용되는 고속 촬영 카메라는 180fps의 촬영 속도가 되어야 하고, 초당 30 프레임의 360도 파노라마 영상을 제공해야 하므로 회전판은 초당 30회전을 해야 한다.

물론, 60fps의 360도 파노라마 영상을 제공하고자 하는 경우에는 초당 6 X 60=360회의 영상 촬영 단계(S2)이 수행되어야 하므로, 본 발명의 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 사용되는 고속 촬영 카메라는 360fps의 촬영 속도가 되어야 하고, 초당 60 프레임의 360도 파노라마 영상을 제공해야 하므로 회전판은 초당 60회전을 해야 한다.

따라서, 고속 촬영 카메라의 촬영속도 및 회전판 회전 속도를 조절하여 원하는 fps(예: 30fps, 60fps)를 구현하는 것이 가능해진다.

또한, 상기에서는 360도 파노라마 영상을 제공하는 경우에 대해 설명하였지만, 특정 각도(예: 도10에서 1, 2, 3번 영역)만의 파노라마 영상을 제공하고자 하는 경우에는 영역들만을 스티칭하면 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것에 유의해야 한다.

Claims (5)

1. 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템에 있어서,
   회전판의 중심에 고속 촬영 카메라를 고정 설치하고, 원하는 파노라마 영상의 fps수와 동일한 회전수에 따라 회전판을 고속 회전시키면서 1회전시의 각 분할 영역에 따른 촬영횟수에 상기 fps수를 곱한 촬영 횟수로 고속 촬영 카메라가 촬영을 수행하여 원하는 분할 영역들에 대한 프레임들을 스티칭하여 파노라마 영상을 형성하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원하는 분할 영역들은 360도 영역인 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 fps수는 30인 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 제작용 카메라 시스템.
4. 파노라마 영상 제작 방법에 있어서,
   회전판의 중심에 고속 촬영 카메라를 고정 설치하는 단계;
   원하는 파노라마 영상의 fps수와 1회전시의 각 분할 영역에 따른 각도를 설정하는 단계;
   fps수를 초기값으로 설정하는 단계;
   상기 회전판을 상기 각도만큼 회전시킨 위치마다 분할 영역에 대한 영상 촬영을 하는 과정을 회전판의 360도 회전시까지 반복하는 영상 촬영 반복 단계;
   fps수를 1만큼 증가시키는 단계;
   상기 영상 촬영의 반복시에 형성되는 영상들을 스티칭하여 스퀀스 영상 출력하는 단계;
   상기 증가된 fps수의 합이 상기 설정된 fsp수에 도달할 때까지 상기 영상 촬영 반복 단계부터 스퀀스 영상 출력 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 제작 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전판의 회전 속도는 fps수와 동일한 회전수인 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 제작 방법.

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