KR20240048406A - 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법 및 시스템이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법은 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계, 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계, 광학 필드 생성부를 통해 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 단계 및 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계를 포함한다.

Description

비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법 및 시스템{Non-Hogel-based Computer Generated Hologram with Occlusion Processing Method and System for Between the Foreground Light Field and Background Hologram}

본 발명은 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법 및 시스템에 관한 것이다.

객체의 간섭성 빛은 진폭과 위상 분포가 있는 복잡한 광학 필드로 표현된다. 컴퓨터 생성 홀로그램(Computer Generated Hologram; CGH) 기술은 다양한 형태로 표현되는 3차원(3D) 장면을 위한 복잡한 광학 필드를 디지털 방식으로 합성한다. 광선 공간이라고도 하는 라이트 필드는 광선의 시공간 각도 분포이다. 라이트 필드에서 CGH 합성은 활발한 연구 주제였다. 전통적인 호겔 기반의 홀로그래픽 스테레오그램, 광선-파면 변환 등 다양한 기법이 제안되었다. 보다 최근에는 전통적인 호겔 기반의 라이트필드 타일링에 의존하지 않는 중첩된 호겔 기반 기법, 호겔이 없는 직접 위상 전용 홀로그램 합성 기법, 비호겔 기반 복잡한 필드 합성 기법, 시간 다중화 뉴럴 홀로그래피 기법들이 있다. 이러한 최근 기술은 공간적으로 중첩된 호겔 축적, 반복 최적화 또는 딥 러닝을 활용하여 라이트 필드에서 고품질 3D 홀로그램을 획득하여 전통적인 호겔 기반 접근법, 그리고 얕은 초점 깊이로 반점 억제 재구성을 달성했다.

3D 객체 간의 폐색은 재구성된 장면을 사실적으로 만드는 중요한 기능이다. 단일 시점만 고려하면 되는 일반적인 2차원(2D) 이미지 렌더링과 달리 CGH는 시야각 내에서 폐색에 대한 시각 의존적 연속 변화를 재현한다.

포인트 클라우드 기반 CGH, 레이어 기반 CGH 및 삼각형 메시 기반 CGH에 대한 폐색을 구현하기 위한 몇 가지 기술이 제안되었다. 종래기술에서, 개별 객체 지점으로부터의 구형파는 객체 지점 주변의 폐색 마스크를 사용하여 다중 파면 기록 평면(Wavefront Recording Planes; WRP)에서 계산된다. 그런 다음 WRP의 파면은 홀로그램 평면을 향해 수치적으로 전파되고 홀로그램이 최종적으로 획득된다. 레이어 기반 방법의 경우, 폐색은 각 이미지 레이어에서 순차적으로 처리된다. 복잡한 형상을 처리하고 계산 시간을 단축하기 위해 메시 마스크 또는 메시 조리개를 포함한 보다 진보된 기술도 제안되었다. 최근, 후방 객체로부터의 파면을 전방 객체에 대한 반송파로 간주하여 정확한 폐색을 달성하는 각도 스펙트럼 컨볼루션 기법이 제안되었다.

포인트 클라우드, 레이어 및 메시 기반 기술과 달리 라이트 필드 기반 CGH는 일반적으로 폐색을 구현하기 위한 특별한 기술이 필요하지 않다. 폐색은 이미 라이트 필드 데이터, 즉 라이트 필드를 구성하는 뷰 배열에 포함되어 있으며, 라이트 필드로부터 합성된 CGH는 장면 내의 객체 간의 폐색 효과를 자연스럽게 나타낸다. 이는 라이트 필드 기반 CGH 기술의 장점 중 하나이다.

[1] J.-H. Park and M. Askari, "Non-hogel-based computer generated hologram from light field using complex field recovery technique from Wigner distribution function," Opt. Express 27(3), 2562-2574 (2019).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 물체를 비추는 반송파로 간주함으로써 홀로그램과 라이트 필드 도메인 사이의 변환을 요구하지 않고 폐색을 처리하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법은 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계, 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계, 광학 필드 생성부를 통해 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 단계 및 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계를 포함한다.

상기 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계는 상기 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하고, 상기 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 따른 복합 필드 마스크를 생성함으로써 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 시야 의존적 폐색을 보장한다.

상기 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계는 비호겔 기반 기법을 이용하여 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체에 대해 연속적인 구형 파면을 생성하고, 3D 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 또는 위상 분포를 제어한다.

상기 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계는 폐색된 배경 홀로그램이 라이트필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성함으로써 배경 홀로그램의 도메인 변환을 필요로 하지 않아 계산적을 감소시키고, 홀로그램에서 라이트 필드로의 변환을 필요로 하지 않아 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지한다.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템은 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 이진 라이트필드 생성부, 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분은 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 푸리에 변환부, 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 광학 필드 생성부 및 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 홀로그램 합성부를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 물체를 비추는 반송파로 간주함으로써 홀로그램과 라이트 필드 도메인 사이의 변환을 요구하지 않고 폐색을 처리한다. 또한, 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 적합한 복합 필드 마스크를 생성하고, 그 후, 폐색된 배경 홀로그램은 단순히 필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 복합 홀로그램이 완성된다. 제안된 방법은 배경 홀로그램의 도메인 변환이 필요하지 않기 때문에 계산적으로 효율적이며 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지할 수 있다. 또한, 반송파 접근법은 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 물체 사이의 정확하고 지속적인 시야 의존적 폐색을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐색 처리가 있는 배경 홀로그램 및 전경 라이트 필드의 합성 홀로그램을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전경 조명 필드와 배경 홀로그램 간의 폐색 처리를 사용하여 합성 홀로그램을 합성하는 접근 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 홀로그램 합성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 깊이 개체의 경우 주어진 데이터 및 합성 홀로그램을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 깊이를 가진 객체를 사용한 결과를 종래기술과 비교하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 깊이 개체의 경우 주어진 데이터 및 합성 홀로그램 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 깊이의 대상과 제안된 방법 및 실측 자료와의 비교를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출된 방향도를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 JPEG Pleno 홀로그램 데이터 세트의 홀로그램을 사용하여 제안한 방법의 검증 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출된 방향도를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐색 처리가 있는 배경 홀로그램 및 전경 라이트 필드의 합성 홀로그램을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 다루는 문제는 라이트필드 데이터 외부의 3D 장면의 폐색이다. 배경 3D 장면의 홀로그램이 주어졌다고 가정하고, 도 1과 같이 전경 라이트필드와 배경 3D 장면을 포함하는 합성 홀로그램을 합성하고자 한다.

본 발명에서 홀로그램은 평면에서의 진폭과 위상 분포로 표현되는 복잡한 광학필드를 의미한다는 점에 유의한다. 배경 홀로그램은 최종 합성 장면의 배경으로 사용될 3D 장면의 복잡한 광학 필드이다. 배경 홀로그램은 수치적으로 합성된 CGH일 수도 있고, 광학적으로 캡처된 실제 객체에 대한 디지털 홀로그램일 수도 있다. 라이트필드는 3D 장면의 각도 뷰 배열로 표현되는 시공간 각도 광선 분포를 의미한다. 라이트필드의 개별 보기는 위상 정보가 없는 진폭 데이터이다. 복합 홀로그램은 전경에 있는 라이트필드에 의해 주어진 객체와 배경에 있는 홀로그램에 의해 주어진 객체를 갖는 혼합 3D 장면의 복잡한 광학필드, 즉 진폭과 위상 분포를 의미한다. 배경과 전경 3D 장면의 경우, 본 발명에서는 깊이 맵을 사용할 수 없다고 가정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전경 조명 필드와 배경 홀로그램 간의 폐색 처리를 사용하여 합성 홀로그램을 합성하는 접근 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 2(a)는 배경 홀로그램을 라이트 필드로 변환하고 라이트 필드 도메인에서 폐색을 처리하고 라이트 필드에서 홀로그램을 합성하는 기술을 설명하기 위한 도면이다.

도 2(b)는 홀로그램-라이트 필드 변환 없이 폐색을 직접 처리하는 제안하는 기술을 설명하기위한 도면이다.

복합 홀로그램에서, 라이트필드 형식으로 표현되는 전경 3D 장면은 그것의 홀로그램에 의해 주어진 배경 3D 장면을 폐색할 필요가 있다. 전경과 배경 장면이 모두 깊이 맵과 함께 제공되면 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 그러나 전경 라이트필드와 깊이 맵이 없는 배경 홀로그램은 문제점이 있다. 이러한 상황은 다양한 애플리케이션을 위한 홀로그램 콘텐츠의 편집 및 저작에서 자주 발생할 수 있다. 가능한 접근법은 파면-레이 변환 또는 공간 주파수 필터링을 사용하여 배경 홀로그램을 필드로 변환하고 전경과 배경 필드 사이의 폐색을 처리하는 것이다. 상기 폐색 처리된 필드와 새로운 홀로그램을 합성함으로써, 원하는 복합 홀로그램을 도 2(a)와 같이 생성할 수 있다. 그러나 이 접근 방식은 홀로그램과 라이트 도메인 사이의 양방향 변환을 위한 많은 계산이 필요하다. 홀로그램으로부터의 도메인 변환에 수반되는 해상도 손실은 또 다른 문제이다.

본 발명에서는 배경 홀로그램과 전경 라이트필드 데이터 사이의 폐색을 처리하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법은 홀로그램과 라이트 필드 도메인 사이의 변환을 요구하지 않고 폐색을 처리한다. 핵심 아이디어는 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하는 것이다. 제안된 방법은 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 적합한 복합 필드 마스크를 생성한다. 그 후, 폐색된 배경 홀로그램은 단순히 필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 복합 홀로그램이 완성된다. 제안된 방법은 배경 홀로그램의 도메인 변환이 필요하지 않기 때문에 계산적으로 효율적이며 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지한다. 반송파 접근법은 또한 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 정확하고 지속적인 시야 의존적 폐색을 보장한다. 제안된 방법은 연속적인 깊이를 가진 객체에 대한 수치 홀로그램 합성 및 재구성을 통해 검증된다. JPEG Pleno 데이터베이스의 홀로그램도 배경 홀로그램으로 채택하여 배경 홀로그램의 유형에 대해 제안된 방법의 독립성을 증명하였다.

제안된 폐색 처리는 최근 보고된 비호겔 기반 CGH 기법을 기반으로 한다. 기존의 호겔 기반 기법과 달리, 비호겔 기반 기법은 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체 포인트에 대해 연속적인 구형 파면을 생성한다. 3D 객체 표면의 반송파 또는 위상 분포를 완전히 제어하는 것은 비호겔 기반 CGH 기술의 또 다른 특징이다. 이 기능은 본 발명에서 제안된 폐색의 정확하고 효율적인 처리에 광범위하게 사용된다.

비호겔 기반 CGH의 초기 제안에서는 엄청난 계산 부하가 문제가 되었다. 그러나 더 효율적인 계산 방법이 제안되어 계산 시간이 크게 단축되었다. 비호겔 기반 CGH 기술은 라이트 필드 데이터를 사용하여 3D 장면의 복잡한 필드를 합성한다. 라이트필드 데이터는 로 표현될 수 있으며, 여기서 는 광선의 공간 위치이고 는 라디안에서의 각도 방향이다. 광선의 각도 방향 은 대응하는 공간 주파수 를 이용하여 나타낼 수 있으며, 여기서 는 파장이다. 본 발명에서는 을 사용하여 라이트필드를 나타낸다. 비호겔 기반 CGH에 의한 필드 로부터의 홀로그램 합성에는 두 단계가 있다. 첫 번째 단계는 축을 따라 라이트필드의 2차원 푸리에 변환이며,

(1)

는 축에 대한 2D 푸리에 변환 후 축을 나타낸다. 홀로그램 는

(2)

홀로그램 합성 중에 임의로 할당될 수 있는 반송파인 에 의해 얻어진다. 식(2)에 나타난 바와 같이, 각각의 에 대하여, 의 해당 슬라이스에 반송파 항 W를 곱하여 홀로그램 평면에 축적하여 홀로그램을 완성한다.

라이트 필드 데이터는 위상 정보를 포함하지 않는 진폭 뷰의 배열이다. 홀로그램 합성의 경우, 대부분의 이전 기술들은 객체 표면에 직접 또는 라이트 필드의 각 뷰에 동등하게 깊이 맵을 기반으로 위상을 할당한다. 반대로, 본 발명에서 사용된 비호겔 기반 기술[1]은 객체 위상을 암묵적으로 할당한다. 이 기술은 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 를 정의한다. 비호겔 기반 기술에서 설명한 바와 같이, 반송파 는 깊이 맵을 필요로 하지 않고 그 표면의 위상 분포를 결정하는 객체를 비추는 빛의 역할을 한다. 이 반송파 는 본 발명에서 제안된 폐색 처리에 중요한 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

제안된 기술은 비호겔 기반 CGH 방법을 사용하여 배경 홀로그램과 전경 라이트필드의 합성 홀로그램을 합성한다. 제안된 기술은 비호겔 기반 CGH의 반송파 제어 기능을 사용하여 원래의 배경 홀로그램을 전경 라이트필드의 반송파로 간주하여 마스킹해야 할 배경 광학필드를 찾는다.

제안하는 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법은 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계(310), 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계(320), 광학 필드 생성부를 통해 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 단계(330) 및 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계(340)를 포함한다.

단계(310)에서, 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하고, 상기 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 따른 복합 필드 마스크를 생성함으로써 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 시야 의존적 폐색을 보장한다.

단계(320)에서, 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비호겔 기반 기법을 이용하여 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체에 대해 연속적인 구형 파면을 생성하고, 3D 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 또는 위상 분포를 제어한다.

단계(330)에서, 광학 필드 생성부를 통해 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타낸다.

단계(340)에서, 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐색된 배경 홀로그램이 라이트필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성함으로써 배경 홀로그램의 도메인 변환을 필요로 하지 않아 계산적을 감소시키고, 홀로그램에서 라이트 필드로의 변환을 필요로 하지 않아 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 폐색 처리 시스템(400)은 프로세서(410), 버스(420), 네트워크 인터페이스(430), 메모리(440) 및 데이터베이스(450)를 포함할 수 있다. 메모리(440)는 운영체제(441) 및 전경 라이트 필드와 배경 홀로그램 간 폐색처리 루틴(442)을 포함할 수 있다. 프로세서(410)는 이진 라이트필드 생성부(411), 푸리에 변환부(412), 광학필드 생성부(413) 및 홀로그램 합성부(414)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 폐색 처리 시스템(400)은 도 4의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 폐색 처리 시스템(400)은 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.

메모리(440)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(440)에는 운영체제(441)와 전경 라이트 필드와 배경 홀로그램 간 폐색처리 루틴(442)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(440)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(430)를 통해 메모리(440)에 로딩될 수도 있다.

버스(420)는 폐색 처리 시스템(400)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(420)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.

네트워크 인터페이스(430)는 폐색 처리 시스템(400)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(430)는 폐색 처리 시스템(400)을 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.

데이터베이스(450)는 전경 라이트 필드와 배경 홀로그램 간 폐색처리를 위해 필요한 모든 정보를 저장 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 도 4에서는 폐색 처리 시스템(400)의 내부에 데이터베이스(450)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 시스템 상에 구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한 가능하다.

프로세서(410)는 기본적인 산술, 로직 및 폐색 처리 시스템(400)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(440) 또는 네트워크 인터페이스(430)에 의해, 그리고 버스(420)를 통해 프로세서(410)로 제공될 수 있다. 프로세서(410)는 이진 라이트필드 생성부(411), 푸리에 변환부(412), 광학필드 생성부(413) 및 홀로그램 합성부(414)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리(440)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.

이진 라이트필드 생성부(411), 푸리에 변환부(412), 광학필드 생성부(413) 및 홀로그램 합성부(414)는 도 3의 단계들(310~340)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.

폐색 처리 시스템(400)은 이진 라이트필드 생성부(411), 푸리에 변환부(412), 광학필드 생성부(413) 및 홀로그램 합성부(414)를 포함할 수 있다.

이진 라이트필드 생성부(411)는 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하고, 상기 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 따른 복합 필드 마스크를 생성함으로써 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 시야 의존적 폐색을 보장한다.

푸리에 변환부(412)는 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분은 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비호겔 기반 기법을 이용하여 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체에 대해 연속적인 구형 파면을 생성하고, 3D 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 또는 위상 분포를 제어한다.

광학필드 생성부(413)는 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타낸다.

홀로그램 합성부(414)는 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐색된 배경 홀로그램이 라이트필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성함으로써 배경 홀로그램의 도메인 변환을 필요로 하지 않아 계산적을 감소시키고, 홀로그램에서 라이트 필드로의 변환을 필요로 하지 않아 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지한다. 이하, 도 5 내지 도 12를 참조하여 제안하는 비호겔 기반 컴퓨터 생성 홀로그램의 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법 및 시스템에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 홀로그램 합성 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5(a) 주어진 데이터, 즉 배경 홀로그램 및 전경 조명 필드를 나타내고, 도 5(b)는 복합 홀로그램 합성 과정을 나타내는 도면이다.

배경 3D 장면 의 홀로그램과 전경 3D 장면 의 라이트필드가 주어졌다고 가정하자. 둘 다 공통 평면에서 정의된다고 가정한다. 제안된 기술은 최종 합성 홀로그램 를 다음과 같이 합성한다.

(3)

식 (3)에서, 는 이미 주어진 배경 홀로그램이다. 는 비호겔 기반 CGH 방법을 사용하여 전경 라이트필드 로부터 계산되는 전경 홀로그램이다.

(4)

즉, 여기서 는 전경라이트필드 축에 대한 2D 푸리에 변환이다. 식 (4)의 는 전경 홀로그램 합성을 위한 반송파이며 임의로 선택할 수 있다. 반송파 위상의 랜덤성이 증가함에 따라 전경 객체 위상 분포의 랜덤성도 증가하여 더욱 확산되는 표면 특성을 나타낸다. 재구성에서는 전경 객체에 대해 초점 깊이가 얕고 시야각이 넓으며 스펙클 노이즈가 발생한다. 반대로 균일한 위상 반송파는 시야각이 작고 초점 깊이가 긴 스펙클 없는 재구성으로 이어진다. 본 발명의 모든 수치 결과에서 무작위 위상 반송파는 전경 홀로그램의 시야각을 최대화하기 위해 사용된다.

본 발명의 주요 기여는 식(3)에서 을 계산하는 방법, 즉 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분이다. 먼저, 제안된 방법은 h가 폐색에 대한 임계값인 곳에 의해 주어지는 이진 라이트필드 마스크 을 준비한다. 본 발명의 모든 수치 시뮬레이션에서 폐색 임계값은 0으로 설정된다. 즉, 0이 아닌 라이트필드는 배경 광학필드를 폐색한다.

(5)

(6)

그런 다음, 은 이 축에 걸쳐 이진화된 라이트필드 마스크 의 2D 푸리에 변환인 것으로 계산된다. 식(6)에서 배경 홀로그램 는 의 합성을 위한 반송파 으로 사용된다. 라이트필드 이 이진화됨에 따라, 식(6)의 은 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 조리개의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 효과적으로 나타낸다. 따라서, 배경 홀로그램 에서 을 빼고, 식 (3)과 같이 전경 홀로그램 를 더함으로써, 적절한 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성할 수 있다.

제안된 기법은 배경 홀로그램 또는 전경 라이트필드에 포함된 3D 객체의 깊이 정보를 필요로 하지 않는다. 단순히 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용함으로써 전경과 배경 객체 사이의 폐색이 자연스럽게 처리된다. 또한, 이 반송파 처리는 홀로그램의 시야각 내에서 정확한 시야 의존적 폐색을 보장한다. 제안된 기술은 홀로그램에서 라이트 필드로 변환할 필요가 없으므로 전체 프로세스를 해상도 손실에서 자유롭다. 마지막으로, 폐색 처리를 위해 추가된 유일한 절차는 의 계산이며, 따라서 제안된 기술은 계산적으로 효과적이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 깊이 개체의 경우 주어진 데이터 및 합성 홀로그램을 나타내는 도면이다.

도 6(a)는 제안된 방법에 대한 배경 홀로그램 및 전경 조명 필드를 나타내고, 도 6(b)는 정답 홀로그램 합성에 사용되는 합성 장면의 라이트 필드를 나타내고, 도 6(c)는 제안된 방법으로 합성된 홀로그램, 즉 중간 홀로그램(왼쪽)과 최종 합성 홀로그램(오른쪽)을 나타내고, 도 6(d)는 실측 홀로그램을 나타내는 도면이다.

제안된 방법은 합성한 홀로그램과 JPEG Pleno 데이터베이스에 있는 홀로그램을 포함하는 여러 개의 라이트필드와 홀로그램 데이터를 사용하여 검증되었다. 도 4(a)는 배경 홀로그램 H _B 및 전경 라이트필드 L _F 의 예시를 나타낸다. 이 예에서는 처음에 3D 렌더링 소프트웨어 블렌더(Blender)를 사용하여 4개의 주사위가 포함된 3D 장면을 준비했다. 파란색, 녹색, 노란색 세 개의 주사위가 동일한 깊이 평면 z=-0.675mm에 있어 배경 장면을 구성한다. 이 예에서는 z=-0.425mm의 빨간색 주사위가 전경 장면으로 간주된다. 본 발명의 실시예에서는 블렌더 소프트웨어를 사용하여 배경 3개의 주사위와 전경 적색 주사위의 라이트필드를 별도로 렌더링했다. 배경광필드를 추가로 처리하여 진폭과 위상이 도6(a)에 나타낸 배경 홀로그램 H _B 를 합성하였다. 합성된 배경 홀로그램 H _B 는 2.4K×2.4K 해상도와 0.93μm 픽셀 피치를 갖는다. 도 6(a)의 전경 라이트필드(L _F )는 64×64 직교투영뷰로 구성되며, 각각 600×600 해상도와 3.74 μm 픽셀 피치를 갖는다. 도 6(b)는 실측 자료(ground truth) 합성 홀로그램을 합성하는 데 사용되는 4개의 주사위를 포함하는 전체 3D 장면에 대해 렌더링된 또 다른 라이트 필드를 나타낸다. 제안된 방법에는 도 6(a)의 배경 홀로그램 H _B 와 전경 라이트필드 L _F 를 적용하여 폐색 처리로 복합 홀로그램을 합성하였다. 배경 홀로그램의 공간 해상도와 일치하도록 홀로그램 합성 시 라이트필드의 공간 해상도를 3.74μm 픽셀 피치로 600×600에서 0.93μm 픽셀 피치로 2.4K×2.4K 로 보간하였다. 도 6(c)는 전경 홀로그램이 추가되기 전의 중간 홀로그램 H _B - H _M 과 제안된 방법의 최종 합성 홀로그램 HC= H _B - H _M + L _F 를 나타낸다. 도 6(d)는 도 6(b)의 합성라이트필드에서 직접 합성한 실측 자료 합성 홀로그램이다. 중간, 최종 합성 및 실측 자료 홀로그램은 동일한 2.4K×2.4K 해상도와 0.93μm 픽셀 피치를 갖는다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산 깊이를 가진 객체를 사용한 결과를 종래기술과 비교하는 도면이다.

도 7(a)는 중간체, 도 7(b)는 최종 합성 홀로그램, 도 7(c)는 실측 홀로그램, 도 7(d)는 제안된 방법 없이 배경 및 전경 홀로그램에 대하여 z=-0.675mm에서 z=-0.425mm까지 수행된 결과를 나타내는 도면이다. 도 7(e)는 흰색 점선으로 표시된 단면을 따라 도 7(b), 도 7(c), 도 7(d)의 차이를 나타내고, 도 7(b), 도 7(c), 도 7(d)의 차이는 도 7(b), 도 7(c), 도 7(d)에 표시된 색상 재구성을 회색 이미지로 변환한 후 계산되었다.

도 7은 z의 다양한 깊이, 즉 |Propz(H)|에 대한 합성 홀로그램의 수치 재구성 진폭을 나타낸다. 도 7(a)는 제안된 방법으로 계산된 중간 홀로그램 H _B - H _M , 즉 폐색 배경 홀로그램의 결과를 나타낸다. 도 7(a)와 같이 배경 장면 거리 z=-0.675mm에서는 배경의 황색, 녹색, 청색 주사위가 선명하게 초점이 맞춰져 있다. 전경 적색 주사위에 해당하는 영역이 마스크되어 흐릿하게 나타난다. 대조적으로, 전경 객체 거리 z=-0.425mm에서는 마스크된 전경 적색 주사위 영역이 초점이 맞춰지고 배경 객체가 흐릿해진다. 이는 제안된 방법에 의해 계산된 H _B - H _M 이 해당 깊이에서 전경 객체에 의해 가려진 배경 장면을 성공적으로 나타낸다는 것을 명확하게 보여준다. 도 7(b)는 제안된 방법으로부터 최종 합성 홀로그램 H _C = H _B - H _M + H _F 의 결과를 나타낸다. 예상대로, 배경 및 전경 객체가 있는 전체 합성 장면이 해당 깊이로 재구성되고, 전경 적색 주사위에 의한 배경 3 주사위의 폐색이 성공적으로 실현된다. 도 7(c)는 실측 자료 결과이다. 도 7(d)는 제안된 방법 없이 배경 홀로그램과 전경 라이트필드로 합성된 홀로그램을 단순 결합했을 때의 결과를 보여준다. 예상대로, 배경 객체가 전경 객체에 의해 가려지지 않는 문제를 드러낸다. 도 7(e)는 도 7(b)-(d)에서 흰색 점선으로 표시된 단면을 따라 제안된 방법, 지면 진실 및 단순 덧셈의 픽셀 단위 차이를 나타낸다. 도 7(e)는 제안된 방법이 실제와 동일한 정확한 결과를 생성하는 반면 단순한 추가 결과는 중복 영역에서 크게 편차를 보인다는 것을 보여준다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 깊이 개체의 경우 주어진 데이터 및 합성 홀로그램 결과를 나타내는 도면이다.

도 8(a)는 제안된 방법에 대한 배경 홀로그램 및 전경 조명 필드를 나타내고, 도 8(b)는 정답 홀로그램 합성에 사용되는 합성 장면의 라이트 필드를 나타내고, 도 8(c)는 제안된 방법으로 합성된 홀로그램, 즉 중간 홀로그램(왼쪽)과 최종 합성 홀로그램(오른쪽)을 나타내고, 도 8(d)는 실측 홀로그램을 나타낸다.

제안된 방법은 연속적인 깊이 분포를 갖는 3D 장면을 사용하여 검증되었다. 입력 데이터로는 도 8(a)의 배경 홀로그램과 전경 라이트필드를 사용하였다. 배경 객체는 -0.438mm≤z≤-0.344mm 이내의 2개의 공이며, 전경 객체는 -0.263mm≤z≤-0.081mm 이내의 연속 곡선 형상을 갖는 바스켓이다. 배경 홀로그램은 12K×8K 해상도와 0.47μm 픽셀 피치를 가지고 있다. 라이트 필드는 64×64 직교 투영 뷰 배열과 3.74μm 픽셀 피치를 가진 1563×1042 해상도를 가지고 있다. 도 8(b)는 실측 자료 홀로그램 합성에 사용된 합성 장면의 라이트필드를 나타낸다. 제안된 방법에 의한 합성 홀로그램과 실측 자료 홀로그램은 각각 도 8(c) 및 도 8(d)에 나타내었다. 홀로그램 합성 시 라이트필드는 12K×8K 해상도를 가지도록 공간적으로 보간하였으며, 배경 홀로그램과 일치하는 해상도는 배경 홀로그램과 일치하였다. 배경, 중간, 최종 합성 및 실측 자료 홀로그램은 동일한 12K×8K 해상도와 0.47μm 픽셀 피치를 갖는다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 깊이의 대상과 제안된 방법 및 실측 자료와의 비교를 나타내는 도면이다.

도 9(a)는 중간체, 도9(b)는 복합 홀로그램, 도 9(c)는 실측 홀로그램에 대한 z=-0.250mm에서 z=-0.125mm까지 수치적 재구성 수행 결과를 나타내는 도면이다. 도 9(d)는 도 9(b)와 도 9(c)를 비교하여 계산한 PSNR과 SSIM를 나타낸다.

도 9는 도 9(c)에서 제안된 방법으로 합성된 홀로그램의 수치적 재구성을 나타낸다. 도 9(a) 및 도 9(b)로부터 배경객체와 전경객체가 각각의 깊이에 뚜렷하게 초점을 맞추고 있음을 알 수 있다. 도 9(a)는 또한 마스크가 예상대로 전경 바스켓과 동일한 깊이에서 잘 형성되어 있음을 나타낸다. 도 9(b)와 도 9(c)의 비교를 통해 제안된 기법에 의해 합성된 복합 홀로그램이 실측 자료 홀로그램과 잘 일치함을 알 수 있다. 도 9(d)는 제안된 방법과의 합성 홀로그램(도 9(b))과 실측값(도 9(c))의 정량적 비교를 나타낸다. 피크 신호 대 잡음비(PSNR)는 깊이 z=-0.250mm, z=-0.188mm, z=-0.125mm에 대해 각각 43, 43.8, 42.7dB이며, 구조 유사도 지수 맵(SSIM)은 0.997, 0.997, 0.995로 제안된 방법이 정확한 결과를 제공함을 입증한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출된 방향도를 나타내는 도면이다.

도 10(a)는 중간, 도 10(b)는 합성 홀로그램에서 추출한 방향도를 나타낸다. 도 10에는 도 8(c)에서 제안된 홀로그램의 각도 재구성이 도시되어 있다. 도 10에서는 홀로그램에 밴드 패스 필터링을 적용하여 합성된 홀로그램에서 다양한 방향도를 추출하였다. 도 10(a)는 마스크와 배경 객체(빨간색 점선박스로 강조 표시) 사이의 명확한 수평 및 수직 시차를 나타내며, 도 10(b)의 전경 객체와 배경 객체 사이의 시차와 정확히 일치한다. 따라서, 제안된 기법은 특정 시점뿐만 아니라, 이 예시에서 홀로그램의 전체 시야각 또는 회절각 내에서의 정확한 폐색을 발생시키는 것을 확인할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 JPEG Pleno 홀로그램 데이터 세트의 홀로그램을 사용하여 제안한 방법의 검증 결과를 나타내는 도면이다.

도 11(a)는 배경 및 전경 개체, 도 11(b)는 주어진 데이터, 즉 JPEG Pleno 데이터 세트(왼쪽) 및 전경 조명 필드(오른쪽)의 배경 홀로그램 'Dices8k4k', 도 11(c)는 제안된 방법에 의한 전경 홀로그램(상단 행), 중간 마스킹된 홀로그램(가운데 행) 및 최종 합성 홀로그램(하단 행)의 수치적 재구성을 나타내는 결과이다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출된 방향도를 나타내는 도면이다.

도 12(a)는 중간, 도 12(b)는 합성 홀로그램에서 추출한 방향도를 나타낸다.

도 6-10에 도시된 검증에서는, 실측 데이터를 얻기 위해, 처음에는 전경 객체 및 그 홀로그램과 같이 라이트 필드 형식으로 배경 객체를 생성하였으며, 즉 배경 광필드에 비호겔 기반 CGH 기법을 적용하여 배경 홀로그램을 제조하였다. 그러나 제안된 기술은 수치 홀로그램 합성 알고리즘 또는 광학 캡처 방법에 관계없이 모든 배경 홀로그램에 적용될 수 있다. 제안된 방법의 배경 홀로그램 유형에 대한 독립성을 검증하기 위해 JPEG Pleno 홀로그램 데이터 세트에서 임의의 홀로그램을 선택하여 배경 홀로그램으로 사용했다.

검증 결과는 도 11(c) 및 도 12에 나타내었다. 도 11(c)는 제안된 방법으로 합성된 전경 홀로그램 H _F , 중간 홀로그램 H _B -H _M , 합성 홀로그램 H _C =H _B -H _M +H _F 의 다양한 깊이에서의 수치 재구성을 보여준다. 도 12는 중간 홀로그램 H _B -H _M 과 복합 홀로그램 H _C =H _B -H _M +H _F 에서 추출한 다양한 방향도를 회절각 내에서 나타낸다. 도 11(c)와 도 12에 나타난 결과는 지속적으로 곡면 깊이가 있는 전경 바스켓이 JPEG Pleno 데이터 세트에서 'Dice8k4k' 홀로그램에 포함된 배경 주사위 객체를 성공적으로 폐색하여 깊이별 재초점 및 아무런 아티팩트 없이 명확한 시차를 보인다는 것을 보여준다. 따라서, 제안된 방법은 일반적이며, 그것의 적용을 위한 특별한 요구 사항을 부과하지 않고 이미 존재하는 광범위한 홀로그램에 적용될 수 있음을 검증한다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

1. 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계;
   푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계;
   광학 필드 생성부를 통해 배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 단계; 및
   홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계
   를 포함하는 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이진 라이트필드 생성부를 통해 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 단계는,
   상기 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하고, 상기 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 따른 복합 필드 마스크를 생성함으로써 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 시야 의존적 폐색을 보장하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 푸리에 변환부를 통해 전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분에 대해 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 단계는,
   비호겔 기반 기법을 이용하여 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체에 대해 연속적인 구형 파면을 생성하고, 3D 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 또는 위상 분포를 제어하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 홀로그램 합성부를 통해 배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 단계는,
   폐색된 배경 홀로그램이 라이트필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성함으로써 배경 홀로그램의 도메인 변환을 필요로 하지 않아 계산적을 감소시키고, 홀로그램에서 라이트 필드로의 변환을 필요로 하지 않아 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 방법.
5. 폐색에 대한 임계값을 이용하여 이진 라이트필드 마스크를 구하는 이진 라이트필드 생성부;
   전경 라이트필드에 의해 가려져야 하는 배경 광학필드의 부분은 이진화된 라이트필드 마스크의 2D 푸리에 변환을 구하는 푸리에 변환부;
   배경 홀로그램에 의해 조명되는 전경 이진 애퍼처의 광학필드 또는 전경 라이트필드 3D 객체를 통과하는 배경 3D 객체로부터의 광학필드를 나타내는 광학 필드 생성부; 및
   배경 홀로그램에서 이진화된 라이트필드 마스크의 의 2D 푸리에 변환을 빼고, 전경 홀로그램을 더함으로써, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성하는 홀로그램 합성부
   를 포함하는 전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 이진 라이트필드 생성부는,
   상기 배경 홀로그램에 폐색을 적용할 때 배경 홀로그램을 전경 객체를 비추는 반송파로 간주하고, 상기 배경 홀로그램을 이진화된 전경 라이트필드의 반송파로 사용하여 배경 홀로그램에 따른 복합 필드 마스크를 생성함으로써 합성 홀로그램의 시야각 내에서 배경과 전경 객체 사이의 시야 의존적 폐색을 보장하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 푸리에 변환부는,
   비호겔 기반 기법을 이용하여 모든 뷰를 전역적으로 처리하여 장면의 깊이 맵 없이 개별 3D 객체에 대해 연속적인 구형 파면을 생성하고, 3D 객체 표면에 직접 위상을 할당하는 대신 홀로그램 평면에서 반송파 또는 위상 분포를 제어하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 홀로그램 합성부는,
   폐색된 배경 홀로그램이 라이트필드로부터 합성된 전경 홀로그램에 추가되어, 폐색을 갖는 최종 합성 홀로그램을 합성함으로써 배경 홀로그램의 도메인 변환을 필요로 하지 않아 계산적을 감소시키고, 홀로그램에서 라이트 필드로의 변환을 필요로 하지 않아 배경 홀로그램의 전체 해상도를 유지하는
   전경 라이트필드와 배경 홀로그램 간 폐색 처리 시스템.