WO2017195985A1 - 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2017195985A1
WO2017195985A1 PCT/KR2017/003714 KR2017003714W WO2017195985A1 WO 2017195985 A1 WO2017195985 A1 WO 2017195985A1 KR 2017003714 W KR2017003714 W KR 2017003714W WO 2017195985 A1 WO2017195985 A1 WO 2017195985A1
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a portable three-dimensional (3D) document scanning technology, and more particularly, a portable 3D document scanning apparatus and method that can easily scan a document in 3D by using a projector and a 3D scanning camera and It is related.
  • 3D three-dimensional
  • the three-dimensional (3D) scanning device is an optical device for acquiring 3D shape and color information of an object, and is used in a wide range of fields such as commerce, architecture, medicine, industry, science, and culture.
  • the 3D scanning apparatus can be implemented by various methods such as laser triangulation, structured light projection, and TOF (Time Of Flight), and stores the 3D shape information of the obtained object in a 3D file format that can be used in a computer.
  • 3D scanning technology acquires and stores object shape information as a computer model, and its demands are gradually increasing in areas such as robot driving, component defect inspection, reverse engineering, human computer interaction, and cultural restoration. Doing.
  • Embodiments of the present invention provide a portable 3D document scanning apparatus and method capable of easily scanning a document in 3D using a projector and a 3D scanning camera.
  • embodiments of the present invention shoots the pattern and the document projected into the document photographed by the 3D scanning camera, the size, rotation degree, photographing angle, shape, roughness of the document based on the photographed pattern and the document
  • a portable 3D document scanning apparatus and method capable of easily 3D scanning a document by estimating at least one or more of the values and correcting image data of the photographed document based on the estimated information.
  • a portable three-dimensional document scanning apparatus includes a projector for projecting light of a preset pattern into a document; A three-dimensional scanning camera which photographs the pattern of the light projected onto the document and the document; And estimating the size of the photographed document based on the image data of the photographed document, estimating the shape of the photographed document based on the pattern of the projected light and the pattern of the photographed light, and the estimated size. And a controller configured to correct image data of the photographed document based on a shape.
  • the control unit detects an edge of the photographed document, estimates the size and degree of rotation of the photographed document, and compares the pattern of the projected light with the pattern of the photographed light to include bending or wrinkling of the document.
  • the shape of the document may be estimated, and the image data of the photographed document may be corrected based on the estimated information.
  • the controller may correct image data of the photographed document to convert the photographed document into a predetermined predetermined size and shape based on the estimated information.
  • the controller may detect whether a preset object is included in the photographed document, and when the object is detected, the controller may remove the detected object from the photographed document.
  • the controller may be an illuminance for each area of the photographed document based on the image data of the photographed document, the pattern of the projected light and the pattern of the photographed light, the material of the photographed document, and the angle of the projected light.
  • the value may be estimated, and the image data of the photographed document may be corrected by using the estimated illuminance value for each region of the photographed document as a preset reference illuminance value.
  • the projector may project a plurality of structured light having different preset patterns into the document, and the 3D scanning camera may photograph a pattern of each of the plurality of structured light projected into the document.
  • a portable three-dimensional document scanning method comprises the steps of projecting light of a predetermined pattern into a document using a projector; Photographing the document and the pattern of light projected onto the document using a three-dimensional scanning camera; Estimating the size of the photographed document based on the image data of the photographed document, and estimating the shape of the photographed document based on the pattern of the projected light and the pattern of the photographed light; And correcting image data of the photographed document based on the estimated size and shape.
  • the estimating may include detecting an edge of the photographed document to estimate a size and a degree of rotation of the photographed document, and comparing the pattern of the projected light with the pattern of the photographed light to include bending or wrinkling of the document.
  • the estimating of the shape of the photographed document and the correcting may correct the image data of the photographed document based on the estimated information.
  • the image data of the photographed document may be corrected to convert the photographed document into a predetermined predetermined size and shape based on the estimated information.
  • the portable three-dimensional document scanning method comprises the steps of detecting whether or not the object included in the preset document; And if the object is detected, removing the detected object from the photographed document, wherein the correcting step is the photographed document from which the detected object is removed based on the estimated size and shape. Image data with respect to can be corrected.
  • the estimating may be performed on each region of the photographed document based on the image data of the photographed document, the pattern of the projected light and the pattern of the photographed light, the material of the photographed document, and the angle of the projected light.
  • the estimating of the illuminance value for the photographed document may include correcting the image data of the photographed document by using a predetermined illuminance value that is estimated for each region of the photographed document.
  • a pattern and a document projected onto a document photographed by a 3D scanning camera are photographed, and among the size, rotation degree, photographing angle, shape, and illuminance value of the document based on the photographed pattern and document.
  • the document can be easily 3D scanned.
  • the document since the size of the photographed document, the degree of rotation, the photographing angle, and the like can be estimated to scan the document with a preset document size and a predetermined form or shape, the document is independent of the photographing distance and the photographing direction. Can be easily scanned.
  • the document can be corrected using the projected pattern, the document can be scanned without bending, bending, wrinkles, etc. Even if a finger or forefinger is photographed with the document, only the document can be easily scanned by removing an object such as a finger or forefinger from the photographed image data.
  • FIG. 1 shows an exemplary view for explaining an apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a configuration of a portable 3D document scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary diagram for describing an operation of scanning a document in a portable 3D document scanning apparatus.
  • FIG. 4 illustrates another exemplary diagram for describing an operation of scanning a document in a portable 3D document scanning apparatus.
  • 5 shows an exemplary view of patterns of structured light.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a portable 3D document scanning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates another exemplary diagram for describing an operation of scanning a document in a portable 3D document scanning apparatus.
  • Embodiments of the present invention photographing the pattern and the document projected to the document photographed by the 3D scanning camera, and based on the photographed pattern and the document, at least one of the size, rotation degree, photographing angle, shape, roughness value of the document
  • the main point is to easily estimate 3D scanning of the document by estimating the abnormality and correcting the image data for the photographed document based on the estimated information.
  • the embodiments of the present invention can estimate the size, rotation degree, shooting angle, and the like of the photographed document, so that the document can be scanned in a preset document size and in a predetermined form or shape, regardless of the shooting distance and the shooting direction.
  • the document can be easily scanned, and even if the document is photographed with warpage and wrinkles, it can be corrected using the pattern projected into the document, so that the document can be scanned without warpage and wrinkles, and the finger or forefinger can be scanned. Even if the back is photographed together with the document, only the document can be easily scanned by removing an object such as a finger or forefinger from the photographed image data.
  • the 3D scanning camera may photograph light of a plurality of patterns projected into a document by a projector, for example, structured light of a plurality of patterns projected 18 times per second.
  • the document to be scanned can also be photographed, and the apparatus and method according to the present invention can perform 3D scanning of a photographed document at a predetermined size and shape by estimating information on a comparison of patterns and size, rotation, etc. of the photographed document. can do.
  • the projector may project only one pattern into the document, and by photographing the projected one pattern, the projector may 3D scan the photographed document in a predetermined size and shape.
  • Figure 1 shows an exemplary view for explaining the apparatus according to the present invention
  • Figure 2 shows a configuration for a portable 3D document scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the portable 3D document scanning apparatus 100 is an apparatus for 3D scanning a document 200 to be scanned, and includes a projector 110 and a 3D scanning camera 120. ), The controller 130 and the storage 140.
  • the projector 110 is a constituent means for projecting a predetermined pattern of light for estimating the shape of the document into the document 200.
  • the projector 110 may project or irradiate light having a certain shape into the document under control by the controller 130. Can be.
  • the projector 110 may control a plurality of structured lights having different patterns preset for a predetermined time, for example, 1 second, for example, by controlling the control unit 130, for example, 18 different patterns of structured lights as documents. It may be projected, or only one structured light having a certain pattern may be projected into the document. Of course, the number and pattern of structured light projected into the document by the projector 110 may be determined by the operator providing the present invention.
  • the pattern projected into the document by the projector 110 may have various stripe patterns having different widths in the horizontal direction, as in the example shown in FIG. 5A, and as in the example shown in FIG. 5B, It may have various stripe patterns having different widths in the vertical direction, and may have a grid pattern or a check pattern as shown in FIG. 5C.
  • the pattern projected by the projector is not limited to the patterns shown in FIG. 5, and may include various applicable patterns, such as a cross pattern and an X-shaped pattern, and only one pattern among the patterns shown in FIG. 5. It may be projected into a document by this projector.
  • the projection direction of the projector 110 may coincide with the photographing direction of the 3D scanning camera, and the direction may be different according to circumstances. Of course, when the directions are different, the document can be scanned in consideration of the difference.
  • the projector 110 may determine the projection time of the structured light for the plurality of patterns through the control by the controller 130, and the 3D scanning camera may also be synchronized with the projection of the structured light through the control by the controller.
  • a plurality of patterns projected into the document can be photographed, and the document can also be photographed.
  • the 3D scanning camera 120 is a constituent means for photographing a plurality of patterns projected into a document and a document to be 3D scanned, and a point in time at which each of the plurality of patterns is projected into the document under control by the controller 130.
  • Each of the plurality of patterns projected into the document in synchronization is photographed, and a document to be 3D scanned is photographed at different views.
  • the 3D scanning camera 120 photographs a plurality of patterns projected into the document, and photographs the document to be scanned to estimate the bending, bending, or wrinkling of the document to be 3D scanned.
  • the size of the document, the degree of rotation, the photographing angle, and the like, can be estimated from the captured image.
  • the controller 130 is a constituent means for controlling all the components constituting the apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 130 is a type of light projected by the projector 110, for example, a pattern of structured light and a 3D scan. Based on the pattern of the structured light photographed by the camera 120, the shape of the document is estimated for the degree of warpage, the degree of bending, or the degree of wrinkles, and the size of the document in the captured image by detecting edges in the photographed document. And the degree of rotation, and the image data of the photographed document is corrected using the estimated information.
  • control unit 130 is the degree of warpage or bending for each part of the document photographed using the pattern of the structured light projected into the document by the projector 110 and the pattern of the structured light photographed by the 3D scanning camera 120
  • the degree or degree of wrinkling By estimating the degree or degree of wrinkling, detecting the edges of the photographed document and estimating the size of the photographed document and the degree of rotation to the right or left, correcting the image data so that the estimated warpage or wrinkling becomes flat,
  • the document is corrected with image data having a predetermined predetermined size and shape.
  • the controller 130 detects whether a predetermined object, for example, a finger, a forefinger, or the like, is included from the photographed image, and if it is detected that the object is included, the controller 130 stores the image data of the photographed document. After the correction is performed to remove from the image information, the photographed document may be corrected by using the above-described estimation information in a predetermined size and shape, and the photographed document may be corrected by using the estimation information. After correcting the image data by the shape, a correction may be performed to remove the corresponding object.
  • a predetermined object for example, a finger, a forefinger, or the like
  • the controller 130 estimates an illuminance value for each region of the photographed document based on the photographed document, the photographed pattern, the material or type of the photographed document, and the angle of the projected light (or the angle of the light source).
  • the photographed document may be corrected by using the predetermined illuminance value for each area of the photographed document thus estimated.
  • the controller 130 may detect an edge of the photographed document when the document photographed by the 3D scanning camera 120 is photographed vertically and rotated by an angle to the right as illustrated in FIG. 3.
  • the size of the document image and the degree of rotation in the right direction are estimated, and the degree of warpage, the degree of bending and the degree of wrinkles are estimated by comparing the projected pattern with the photographed pattern, and as shown in FIG. 3A based on the estimated information.
  • FIG. 3B the document is rotated to the left by the estimated rotation degree and enlarged by a predetermined size, and the correction is performed according to the estimated bending degree, the bending degree, and the wrinkle degree. Can be scanned.
  • the controller 130 performs a correction process of removing the object and correcting the estimated illuminance value to a reference illuminance value when the illuminance value is estimated.
  • Image data for a document can be corrected.
  • the controller 130 estimates the size of the document by detecting the edge of the photographed document after performing 3D modeling on the patterned document and the photographed document after capturing the document using the 3D scanning camera.
  • the controller 130 estimates the size of the document by detecting the edge of the photographed document after performing 3D modeling on the patterned document and the photographed document after capturing the document using the 3D scanning camera.
  • the corrected image data may store the binarized image data through a binarization process, and in the case of a color document, may store a document corrected in color.
  • the controller 130 detects an edge of the document taken when the document photographed by the 3D scanning camera is photographed from the bottom of the document without rotating the document, as shown in FIG. 4. Estimate the size of the image and the photographing angle, and estimate the degree of warpage, the degree of bending and the degree of wrinkles by comparing the projected pattern and the photographed pattern, and based on the estimated information, the document taken as shown in Figure 4a As shown in 4b, the document can be scanned in 3D by rotating in the vertical direction and expanding by a predetermined size in consideration of the estimated photographing angle, and by performing correction according to the estimated bending degree, bending degree, and wrinkle degree. Can be.
  • the controller 130 performs a correction process of removing the object and correcting the estimated illuminance value to a reference illuminance value when the illuminance value is estimated.
  • Image data for a document can be corrected.
  • the controller 130 may estimate the photographing angle by comparing the upper edge and the lower edge length of the document, and correct the photographed document to the vertical photographing angle based on the estimated photographing angle.
  • the method of estimating the photographing angle is not limited thereto, and any method that can be estimated may be used.
  • the controller 130 may be configured to compare the projected pattern with the photographed pattern when the document photographed by the 3D scanning camera is photographed with the curved surface as shown in FIG. 7.
  • the degree of bending, the degree of bending and the degree of wrinkling are estimated in each area of the document.
  • the document taken as shown in FIG. 7A based on the estimated information is shown in FIG.
  • the document can be scanned in 3D by performing correction according to the estimated degree of deflection, degree of deflection, and degree of wrinkling in consideration of the degree of accuracy, and by performing a correction to enlarge by a certain size.
  • the controller 130 corrects the roughness value of each estimated region to a reference illuminance value when the photographed document includes a preset object and when the illuminance value is estimated for each region. By performing the process, it is possible to correct the image data for the photographed document.
  • the present invention is not limited thereto, and by providing a separate illuminance sensor, the illuminance value of the photographed document may be detected.
  • the storage unit 140 is a constituent means for storing all data related to the present invention.
  • the storage unit 140 stores image data binarized by the controller, 3D scanned image data, data for a plurality of patterns, an estimation algorithm, and the like.
  • the portable 3D document scanning apparatus photographs a pattern and a document projected onto a document photographed by a 3D scanning camera, and the size, rotation degree, and shape of the document based on the photographed pattern and document.
  • 3D scanning of the document can be easily performed.
  • the apparatus estimates the size, rotation degree, and shooting angle of the photographed document, and scans the document in a predetermined size and preset form, so that the document is independent of the shooting distance and the shooting direction. Can be easily scanned.
  • the apparatus according to the embodiments of the present invention can be corrected by using a pattern projected into a document even when the document is photographed in a state where warpage, bending, wrinkles, etc. are generated, so that the document does not have warpage, bending, wrinkles, or the like. It is possible to scan, and even if a finger or forefinger is photographed with the document, only the document can be easily scanned by removing an object such as a finger or forefinger from the photographed image data.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for scanning a portable 3D document according to an embodiment of the present invention, and illustrating an operation flowchart of the portable 3D document scanning apparatus of FIGS. 1 to 5 described above.
  • a portable 3D document scanning method projects a light of a preset pattern onto a document to be 3D scanned using a projector, and is projected into a document using a 3D scanning camera.
  • the pattern of the light and the document are photographed (S610 and S620).
  • step S610 may sequentially project the structured light for a plurality of patterns into a document by using a projector
  • step S620 may be an image of the patterns projected into the document in synchronization with the projection point of time for the plurality of patterns. You can shoot.
  • step S610 and S620 When the pattern of the light projected onto the document and the document are photographed in step S610 and S620, at least one of the size, rotation degree, and photographing angle of the photographed document is estimated based on the image data of the photographed document, and the pattern of the projected light The shape of the photographed document is estimated based on the photographed light pattern (S630 and S640).
  • step S630 may detect the edge of the photographed document to estimate the size and rotation degree, the shooting angle, etc. of the document in the photographed image
  • step S640 is a pattern projected by the projector and photographed by the 3D scanning camera By comparing the patterns, it is possible to estimate the shape of the document such as the degree of warping, the degree of bending, the degree of wrinkling, or the like for each part of the document.
  • the image data of the photographed document is determined based on the estimated information.
  • the document is stored by 3D scanning (S650).
  • the method according to an exemplary embodiment of the present invention may detect whether a preset object such as a finger or a forefinger is present from the image data of the photographed document.
  • a preset object such as a finger or a forefinger
  • the correction process may be performed to remove the object from the image. If the illumination value of each area of the document is detected by the image data of the photographed document or by a separately provided illumination sensor, the detected illumination value is previewed. By correcting the set reference illuminance value, it is possible to correct image data on the photographed document.
  • the scanned document may be binarized and stored in a storage means in black and white, and in the case of scanning in color, the corrected color document itself may be scanned and stored. have.
  • the portable 3D document scanning method according to the embodiment of the present invention may include all operations in the portable 3D document scanning apparatus described with reference to FIGS. 1 to 5 and 7.
  • the system or apparatus described above may be implemented with hardware components, software components, and / or combinations of hardware components and software components.
  • the systems, devices, and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable arrays (FPAs). ), A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers.
  • the processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software.
  • processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include.
  • the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller.
  • other processing configurations are possible, such as parallel processors.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device.
  • Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to the embodiments may be embodied in the form of program instructions that may be executed by various computer means and recorded on a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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Abstract

휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치는 문서로 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하는 프로젝터; 상기 문서로 프로젝션된 상기 광의 패턴과 상기 문서를 촬영하는 3차원 스캔용 카메라; 및 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영된 문서의 크기를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴에 기초하여 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 제어부를 포함한다.

Description

휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치 및 방법
본 발명의 실시예들은 휴대용 3차원(3D) 문서 스캐닝 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로젝터와 3D 스캔용 카메라를 이용하여 문서를 3D로 용이하게 스캐닝할 수 있는 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치 및 방법과 관련된 것이다.
3차원(3D) 스캐닝 장치는 물체의 3D 형상 및 색상 정보를 획득하는 광학기기로서 상업, 건축, 의학, 공업, 학술, 문화 등 광범위한 분야에 걸쳐 사용된다. 3D 스캐닝 장치는 레이저 삼각법, 구조광 투영, TOF(Time Of Flight) 등 여러 가지의 방법으로 구현이 가능하며, 획득된 물체의 3차원 형상 정보를 컴퓨터에서 사용할 수 있는 3차원 파일 형식으로 저장한다.
3D 스캐닝 기술은 물체의 형상 정보를 획득하여 컴퓨터 모델로 저장하며, 로봇의 주행, 부품의 결함 검사, 리버스(reverse) 엔지니어링, HCI (Human Computer Interaction), 문화재복원 등의 분야에서 그 요구가 점차 증가하고 있다.
본 발명의 실시예들은, 프로젝터와 3D 스캔용 카메라를 이용하여 문서를 3D로 용이하게 스캐닝할 수 있는 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치 및 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예들은 3D 스캐닝 카메라에 의해 촬영되는 문서로 프로젝션된 패턴과 문서를 촬영하고, 촬영된 패턴과 촬영된 문서에 기초하여 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도, 형상, 조도 값 중 적어도 하나 이상을 추정하고, 추정된 정보에 기초하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정함으로써, 문서를 용이하게 3D 스캐닝할 수 있는 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치는 문서로 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하는 프로젝터; 상기 문서로 프로젝션된 상기 광의 패턴과 상기 문서를 촬영하는 3차원 스캔용 카메라; 및 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영된 문서의 크기를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴에 기초하여 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 촬영된 문서의 에지를 검출하여 상기 촬영된 문서의 크기와 회전 정도를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴을 비교하여 상기 문서의 휨 또는 구겨짐을 포함하는 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 변환되도록 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트의 포함 여부를 검출하고, 상기 오브젝트가 검출되는 경우 상기 검출된 오브젝트를 상기 촬영된 문서에서 제거할 수 있다.
상기 제어부는 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴, 상기 촬영된 문서의 재질, 및 상기 프로젝션되는 광의 각도에 기초하여 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 추정하고, 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대해 추정된 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상기 프로젝터는 미리 설정된 상이한 패턴들을 가지는 복수의 구조광(structured light)을 상기 문서로 프로젝션하고, 상기 3차원 스캔용 카메라는 상기 문서로 프로젝션된 상기 복수의 구조광 각각의 패턴을 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법은 프로젝터를 이용하여 문서로 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하는 단계; 3차원 스캔용 카메라를 이용하여 상기 문서로 프로젝션된 상기 광의 패턴과 상기 문서를 촬영하는 단계; 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영된 문서의 크기를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴에 기초하여 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하는 단계; 및 상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 단계를 포함한다.
상기 추정하는 단계는 상기 촬영된 문서의 에지를 검출하여 상기 촬영된 문서의 크기와 회전 정도를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴을 비교하여 상기 문서의 휨 또는 구겨짐을 포함하는 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 보정하는 단계는 상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상기 보정하는 단계는 상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 변환되도록 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법은 상기 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트의 포함 여부를 검출하는 단계; 및 상기 오브젝트가 검출되는 경우 상기 검출된 오브젝트를 상기 촬영된 문서에서 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 보정하는 단계는 상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 검출된 오브젝트가 제거된 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상기 추정하는 단계는 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴, 상기 촬영된 문서의 재질, 및 상기 프로젝션되는 광의 각도에 기초하여 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 추정하고, 상기 보정하는 단계는 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대해 추정된 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 스캐닝 카메라에 의해 촬영되는 문서로 프로젝션된 패턴과 문서를 촬영하고, 촬영된 패턴과 문서에 기초하여 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도, 형상, 조도 값 중 적어도 하나 이상을 추정하고, 추정된 정보에 기초하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정함으로써, 문서를 용이하게 3D 스캐닝할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도 등을 추정하여 미리 설정된 문서의 크기와 미리 설정된 형태 또는 모양으로 스캐닝할 수 있기 때문에 촬영 거리, 촬영 방향과 무관하게 문서를 용이하게 스캐닝할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 문서에 휨, 굴곡, 구겨짐 등이 발생된 상태로 촬영되더라도 문서로 프로젝션된 패턴을 이용하여 보정가능하기 때문에 휨, 굴곡, 구겨짐 등이 없는 상태로 문서를 스캐닝할 수 있으며, 손가락 또는 집게 등이 문서와 함께 촬영되더라도 손가락 또는 집게와 같은 오브젝트를 촬영된 영상 데이터에서 제거함으로써, 문서만을 용이하게 스캐닝할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에서 문서를 스캐닝하는 동작을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에서 문서를 스캐닝하는 동작을 설명하기 위한 다른 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 구조광의 패턴들에 대한 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7은 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에서 문서를 스캐닝하는 동작을 설명하기 위한 또 다른 일 예시도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 아래에서는 한정된 실시예들이 기술되지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 예이며, 당업자는 이러한 실시예들을 용이하게 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 3D 스캐닝 카메라에 의해 촬영되는 문서로 프로젝션되는 패턴과 문서를 촬영하고, 촬영된 패턴과 문서에 기초하여 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도, 형상, 조도 값 중 적어도 하나 이상을 추정하며, 추정된 정보에 기초하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정함으로써, 문서를 용이하게 3D 스캐닝하는 것을 그 요지로 한다.
이 때, 본 발명의 실시예들은, 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도 등을 추정하여 미리 설정된 문서의 크기와 미리 설정된 형태 또는 모양으로 스캐닝할 수 있기 때문에 촬영 거리, 촬영 방향과 무관하게 문서를 용이하게 스캐닝할 수 있고, 문서에 휨과 구겨짐이 발생된 상태로 촬영되더라도 문서로 프로젝션된 패턴을 이용하여 보정가능하기 때문에 휨과 구겨짐이 없는 상태로 문서를 스캐닝할 수 있으며, 손가락 또는 집게 등이 문서와 함께 촬영되더라도 손가락 또는 집게와 같은 오브젝트를 촬영된 영상 데이터에서 제거함으로써, 문서만을 용이하게 스캐닝할 수 있다.
이 때, 3D 스캔용 카메라는 프로젝터(projector)에 의해 문서로 프로젝션되는 복수의 패턴들에 대한 광 예를 들어, 1초에 18번 프로젝션되는 복수의 패턴들에 대한 구조광(structured light)을 촬영할 수 있으며, 스캐닝하고자 하는 문서 또한 촬영할 수 있고, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 패턴들의 비교와 촬영된 문서의 크기, 회전 등에 대한 정보를 추정함으로써, 촬영된 문서를 일정 크기와 일정 모양으로 3D 스캐닝할 수 있다. 물론, 본 발명에서 프로젝터는 문서로 1회의 패턴만을 프로젝션할 수도 있으며, 이렇게 프로젝션된 1회의 패턴을 촬영하는 것으로도 촬영된 문서를 일정 크기와 일정 모양으로 3D 스캐닝할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예들에 따른 장치 및 방법에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치(100)는 스캐닝하고자 하는 문서(200)를 3D 스캐닝하는 장치로, 프로젝터(110), 3D 스캐닝 카메라(120), 제어부(130) 및 저장부(140)를 포함한다.
프로젝터(110)는 문서의 형상을 추정하기 위한 미리 설정된 패턴의 광을 문서(200)로 프로젝션하는 구성 수단으로, 제어부(130)에 의한 제어에 의해 일정 형태를 가지는 광을 문서로 프로젝션 또는 조사할 수 있다.
이 때, 프로젝터(110)는 제어부(130)에 의한 제어에 의해 일정 시간 예를 들어, 1초 동안 미리 설정된 상이한 패턴을 가지는 복수의 구조광 예를 들어, 18개의 상이한 패턴의 구조광을 문서로 프로젝션할 수도 있고, 일정 패턴을 가지는 1회의 구조광만을 문서로 프로젝션할 수도 있다. 물론, 프로젝터(110)에 의해 문서로 프로젝션되는 구조광의 개수와 패턴은 본 발명을 제공하는 사업자에 의해 결정될 수 있다.
프로젝터(110)에 의해 문서로 프로젝션되는 패턴은 도 5a에 도시된 일 예와 같이, 가로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프(stripe) 패턴을 가질 수도 있고, 도 5b에 도시된 일 예와 같이, 세로 방향으로 상이한 폭을 가지는 다양한 스트라이프 패턴을 가질 수도 있으며, 도 5c에 도시된 일 예와 같이, 격자 패턴 또는 체크 패턴을 가질 수도 있다. 물론, 프로젝터에 의해 프로젝션되는 패턴이 도 5에 도시된 패턴들로 한정되지 않으며, 십자가 패턴, X자 패턴 등 적용 가능한 다양한 패턴들을 포함할 수 있으며, 도 5에 도시된 패턴들 중 하나의 패턴만이 프로젝터에 의해 문서로 프로젝션될 수도 있다.
이러한 프로젝터(110)의 프로젝션 방향은 3D 스캔용 카메라의 촬영 방향과 일치할 수 있고, 상황에 따라 그 방향이 상이할 수 있다. 물론, 그 방향이 상이한 경우에는 그 차이를 고려하여 문서를 스캐닝할 수 있다.
이 때, 프로젝터(110)는 제어부(130)에 의한 제어를 통해 복수의 패턴들에 대한 구조광의 프로젝션 시점이 결정될 수 있으며, 3D 스캔용 카메라 또한 제어부에 의한 제어를 통해 구조광의 프로젝션 시점에 동기되어 문서로 프로젝션된 복수의 패턴들을 촬영할 수 있고, 문서 또한 촬영할 수 있다.
3D 스캔용 카메라(120)는 문서로 프로젝션된 복수의 패턴들과 3D 스캐닝하고자 하는 문서를 촬영하는 구성 수단으로, 제어부(130)에 의한 제어에 의해 복수의 패턴들 각각이 문서로 프로젝션되는 시점과 동기되어 문서로 프로젝션되는 복수의 패턴들 각각을 촬영하고, 다른 시점에 3D 스캐닝하고자 하는 문서를 촬영한다.
즉, 3D 스캔용 카메라(120)는 3D 스캐닝하고자 하는 문서의 휨, 굴곡 또는 구겨짐 등을 추정하기 위하여, 문서로 프로젝션된 복수의 패턴들을 촬영하고, 스캐닝하고자 하는 문서를 촬영함으로써, 촬영된 문서에 대한 이미지로부터 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도 등을 추정할 수 있다.
제어부(130)는 본 발명의 실시예에 따른 장치(100)를 구성하는 모든 구성 요소를 제어하는 구성 수단으로, 프로젝터(110)에 의해 프로젝션되는 광의 형태 예를 들어, 구조광의 패턴과 3D 스캔용 카메라(120)에 의해 촬영된 구조광의 패턴에 기초하여 촬영되는 문서의 휨 정도 또는 굴곡 정도 또는 구겨짐 정도 등에 대한 문서의 형상을 추정하고, 촬영된 문서에서 에지를 검출하여 촬영된 영상에서 문서의 크기와 회전 정도를 추정하며, 추정된 정보를 이용하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정한다.
즉, 제어부(130)는 프로젝터(110)에 의해 문서로 프로젝션되는 구조광의 패턴과 3D 스캔용 카메라(120)에 의해 촬영된 구조광의 패턴을 이용하여 촬영되는 문서의 각 부분에 대한 휨 정도 또는 굴곡 정도 또는 구겨짐 정도를 추정하고, 촬영된 문서의 에지를 검출하여 촬영된 문서의 크기와 우측 또는 좌측으로의 회전 정도를 추정함으로써, 추정된 휨 또는 구겨짐이 평면이 되도록 영상 데이터를 보정하고, 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 영상 데이터를 보정한다.
본 발명에서 문서의 형상을 추정하는 과정과 문서의 에지를 검출하여 문서의 크기와 회전 정도를 추정하는 과정에 대한 부분은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하기에 그 설명은 생략한다.
나아가, 제어부(130)는 촬영된 영상으로부터 미리 설정된 오브젝트 예를 들어, 손가락, 집게 등과 같은 오브젝트의 포함 여부를 검출하고, 해당 오브젝트가 포함되어 있는 것으로 검출되면, 해당 오브젝트를 촬영된 문서의 영상 데이터로부터 제거하는 보정을 수행한 후 상술한 추정 정보를 이용하여 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 영상 데이터를 보정할 수도 있고, 추정 정보를 이용하여 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 영상 데이터를 보정한 후 포함된 해당 오브젝트를 제거하는 보정을 수행할 수도 있다.
더 나아가, 제어부(130)는 촬영된 문서, 촬영된 패턴, 촬영된 문서의 재질 또는 종류 및 프로젝션되는 광의 각도(또는 광원의 각도)에 기초하여 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 추정할 수 있으며, 이렇게 추정된 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 촬영된 문서를 보정할 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는 3D 스캔용 카메라(120)에 의해 촬영된 문서가 도 3에 도시된 바와 같이, 수직으로 촬영되고 우측으로 일정 각도 회전된 경우 촬영된 문서의 에지를 검출하여 촬영된 문서 이미지의 크기와 우측 방향으로의 회전 정도를 추정하고, 프로젝션되는 패턴과 촬영된 패턴의 비교를 통해 문서의 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도를 추정하며, 추정된 정보에 기초하여 도 3a와 같이 촬영된 문서를 도 3b에 도시된 바와 같이, 추정된 회전 정도만큼 좌측 방향으로 회전 시키고 일정 크기만큼 확대하는 보정과 추정된 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도에 따른 보정을 수행함으로써, 해당 문서를 3D로 스캐닝할 수 있다. 물론, 제어부(130)는 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트가 포함되는 경우 해당 오브젝트를 제거하는 보정 과정과 조도 값이 추정되는 경우 추정된 조도 값을 기준 조도 값으로 보정하는 과정을 수행함으로써, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
이와 같이, 제어부(130)는 3D 스캐닝 카메라를 이용한 패턴과 문서 촬영 후 촬영된 문서에 대한 3D 모델링을 수행한 후 촬영된 문서의 에지를 검출하여 문서의 크기를 추정하며, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터와 패턴 비교를 통해 문서의 회전 정도, 휨, 굴곡, 구겨짐 등의 형상 추정을 통해 방향 또는 회전 보정, 형태 보정, 크기 보정, 형상 보정 등을 수행하고, 나아가 조도 값 추정을 통해 조도 값 보정을 수행할 수 있다. 물론, 이렇게 보정된 영상 데이터는 이진화 과정을 통해 이진화된 영상 데이터를 저장할 수 있으며, 컬러 문서인 경우에는 컬러로 보정된 상태의 문서를 저장할 수도 있다.
다른 일 예로, 제어부(130)는 3D 스캔용 카메라에 의해 촬영된 문서가 도 4에 도시된 바와 같이, 문서의 회전 없이 문서의 아래에서 위로 촬영된 경우 촬영된 문서의 에지를 검출하여 촬영된 문서 이미지의 크기와 촬영 각도를 추정하고, 프로젝션되는 패턴과 촬영된 패턴의 비교를 통해 문서의 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도를 추정하며, 추정된 정보에 기초하여 도 4a와 같이 촬영된 문서를 도 4b에 도시된 바와 같이, 추정된 촬영 각도를 고려하여 상하방향으로 회전 시키고 일정 크기만큼 확대하는 보정과 추정된 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도에 따른 보정을 수행함으로써, 해당 문서를 3D로 스캐닝할 수 있다. 물론, 제어부(130)는 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트가 포함되는 경우 해당 오브젝트를 제거하는 보정 과정과 조도 값이 추정되는 경우 추정된 조도 값을 기준 조도 값으로 보정하는 과정을 수행함으로써, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
이 때, 제어부(130)는 문서의 상부 에지와 하부 에지 길이 비교를 통해 촬영 각도를 추정할 수 있으며, 이렇게 추정된 촬영 각도에 기초하여 촬영된 문서를 수직 촬영 각도로 보정할 수 있다. 물론, 촬영 각도를 추정하는 방법이 이에 한정되지 않으며, 추정 가능한 모든 방법을 사용할 수 있다.
또 다른 일 예로, 제어부(130)는 3D 스캔용 카메라에 의해 촬영된 문서가 도 7에 도시된 바와 같이, 문서가 곡면으로 휜 상태에서 촬영된 경우 프로젝션되는 패턴과 촬영된 패턴의 비교를 통해 문서의 각 영역에서의 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도를 추정하며, 추정된 정보에 기초하여 도 7a와 같이 촬영된 문서를 도 7b에 도시된 바와 같이, 촬영된 문서의 각 영역에서 휨 정도, 굴곡 정도 등을 고려하여 추정된 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도에 따른 보정을 수행하고 일정 크기만큼 확대하는 보정을 수행함으로써, 해당 문서를 3D로 스캐닝할 수 있다. 물론, 제어부(130)는 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트가 포함되는 경우 해당 오브젝트를 제거하는 보정 과정과 조도 값이 각 영역에 대해 추정되는 경우 추정된 각 영역의 조도 값을 기준 조도 값으로 보정하는 과정을 수행함으로써, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
상술한 설명에서, 촬영된 문서, 패턴 비교 등을 통해 조도 값을 추정하는 것을 설명하였지만 이에 한정하지 않으며, 별도의 조도 센서를 구비함으로써, 촬영된 문서의 조도 값을 검출할 수도 있다.
저장부(140)는 본 발명과 관련된 모든 데이터를 저장하는 구성 수단으로, 제어부에 의해 이진화된 영상 데이터, 3D 스캐닝된 영상 데이터, 복수의 패턴들에 대한 데이터, 추정 알고리즘 등이 저장된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치는 3D 스캐닝 카메라에 의해 촬영되는 문서로 프로젝션된 패턴과 문서를 촬영하고, 촬영된 패턴과 문서에 기초하여 문서의 크기, 회전 정도, 형상, 조도 값 중 적어도 하나 이상을 추정하고, 추정된 정보에 기초하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정함으로써, 문서를 용이하게 3D 스캐닝할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 장치는, 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도 등을 추정하여 미리 설정된 문서의 크기와 미리 설정된 형태로 스캐닝할 수 있기 때문에 촬영 거리, 촬영 방향과 무관하게 문서를 용이하게 스캐닝할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 장치는, 문서에 휨, 굴곡, 구겨짐 등이 발생된 상태로 촬영되더라도 문서로 프로젝션된 패턴을 이용하여 보정가능하기 때문에 휨, 굴곡, 구겨짐 등이 없는 상태로 문서를 스캐닝할 수 있으며, 손가락 또는 집게 등이 문서와 함께 촬영되더라도 손가락 또는 집게와 같은 오브젝트를 촬영된 영상 데이터에서 제거함으로써, 문서만을 용이하게 스캐닝할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 상술한 도 1 내지 도 5의 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에서의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 방법은 프로젝터를 이용하여 3D 스캐닝하고자 하는 문서에 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하고, 3D 스캔용 카메라를 이용하여 문서로 프로젝션된 광의 패턴과 문서를 촬영한다(S610, S620).
여기서, 단계 S610은 프로젝터를 이용하여 복수의 패턴들에 대한 구조광을 문서로 순차적으로 프로젝션할 수 있으며, 단계 S620은 복수의 패턴들에 대한 프로젝션 시점과 동기되어 문서로 프로젝션된 패턴들에 대한 영상을 촬영할 수 있다.
단계 S610과 S620에 의해 문서로 프로젝션된 광의 패턴과 문서가 촬영되면, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도 중 적어도 하나를 추정하고, 프로젝션되는 광의 패턴과 촬영된 광의 패턴에 기초하여 촬영된 문서의 형상을 추정한다(S630, S640).
여기서, 단계 S630은 촬영된 문서에서 에지를 검출하여 촬영된 영상에서 문서의 크기와 회전 정도, 촬영 각도 등을 추정할 수 있으며, 단계 S640은 프로젝터에서 프로젝션되는 패턴과 3D 스캔용 카메라에 의해 촬영된 패턴을 비교함으로써, 문서의 각 부분에 대한 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도 등의 문서의 형상을 추정할 수 있다.
단계 S630과 S640에 의해 촬영된 문서의 크기, 회전 정도, 촬영 각도, 문서의 휨 정도, 굴곡 정도, 구겨짐 정도 등이 추정되면, 추정된 정보에 기초하여 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 일정 크기와 일정 모양을 가지도록 보정함으로써, 문서를 3D 스캐닝하여 저장하다(S650).
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 촬영된 문서에 대한 영상 데이터로부터 손가락, 집게 등과 같은 미리 설정된 오브젝트가 존재하는지 검출할 수 있으며, 해당 오브젝트가 촬영된 문서로부터 검출되면 해당 문서에 대한 영상 데이터로부터 해당 오브젝트를 제거하는 보정 과정을 수행할 수 있으며, 영상 촬영 시의 문서의 각 영역에 대한 조도 값이 촬영된 문서에 대한 영상 데이터 또는 별도로 구비된 조도 센서에 의해 검출되면 검출된 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 보정함으로써, 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 방법은 문서를 스캐닝하고자 하는 것이기에, 이렇게 스캐닝된 문서를 이진화하여 문서를 흑백으로 저장 수단에 저장할 수 있으며, 컬러로 스캔하고자 하는 경우에는 보정된 컬러 문서 자체를 스캐닝하여 저장할 수도 있다.
물론, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 3D 문서 스캐닝 방법은 도 1 내지 도 5, 도 7에서 설명한 휴대용 3D 문서 스캐닝 장치에서의 동작을 모두 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 시스템, 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable 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 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 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.
실시예들에 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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
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 (11)

  1. 문서로 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하는 프로젝터;
    상기 문서로 프로젝션된 상기 광의 패턴과 상기 문서를 촬영하는 3차원 스캔용 카메라; 및
    상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영된 문서의 크기를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴에 기초하여 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 제어부
    를 포함하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 촬영된 문서의 에지(edge)를 검출하여 상기 촬영된 문서의 크기와 회전 정도를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴을 비교하여 상기 문서의 휨 또는 구겨짐을 포함하는 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며, 상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 변환되도록 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트의 포함 여부를 검출하고, 상기 오브젝트가 검출되는 경우 상기 검출된 오브젝트를 상기 촬영된 문서에서 제거하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴, 상기 촬영된 문서의 재질, 및 상기 프로젝션되는 광의 각도에 기초하여 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 추정하고, 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대해 추정된 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터는
    미리 설정된 상이한 패턴들을 가지는 복수의 구조광(structured light)을 상기 문서로 프로젝션하고,
    상기 3차원 스캔용 카메라는
    상기 문서로 프로젝션된 상기 복수의 구조광 각각의 패턴을 촬영하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 장치.
  7. 프로젝터를 이용하여 문서로 미리 설정된 패턴의 광을 프로젝션하는 단계;
    3차원 스캔용 카메라를 이용하여 상기 문서로 프로젝션된 상기 광의 패턴과 상기 문서를 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영된 문서의 크기를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴에 기초하여 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 단계
    를 포함하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는
    상기 촬영된 문서의 에지를 검출하여 상기 촬영된 문서의 크기와 회전 정도를 추정하고, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴을 비교하여 상기 문서의 휨 또는 구겨짐을 포함하는 상기 촬영된 문서의 형상을 추정하며,
    상기 보정하는 단계는
    상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는
    상기 추정된 정보에 기초하여 상기 촬영된 문서를 미리 설정된 일정 크기와 일정 모양으로 변환되도록 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 촬영된 문서에 미리 설정된 오브젝트의 포함 여부를 검출하는 단계; 및
    상기 오브젝트가 검출되는 경우 상기 검출된 오브젝트를 상기 촬영된 문서에서 제거하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 보정하는 단계는
    상기 추정된 크기와 형상에 기초하여 상기 검출된 오브젝트가 제거된 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는
    상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터, 상기 프로젝션되는 광의 패턴과 상기 촬영된 광의 패턴, 상기 촬영된 문서의 재질, 및 상기 프로젝션되는 광의 각도 에 기초하여 상기 촬영된 문서의 각 영역에 대한 조도 값을 추정하고,
    상기 보정하는 단계는
    상기 촬영된 문서의 각 영역에 대해 추정된 조도 값을 미리 설정된 기준 조도 값으로 상기 촬영된 문서에 대한 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 3차원 문서 스캐닝 방법.
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