WO2022075686A1 - 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

전자 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

전자 장치는, 카메라, 디스플레이, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리, 및 하나 이상의 인스터럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하고, 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별하고, 식별된 객체 타입에 기초하여, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득하고, 획득된 공간 정보에 기초하여, 가상 객체를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.

Description

전자 장치 및 그 동작 방법
다양한 실시 예들은, 증강 현실과 관련하여, 2차원 영상에 포함된 객체의 3차원 형상을 이용하여 가상 이미지를 표시하는 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
증강 현실(Augmented Reality)은 현실 세계의 물리적 환경 공간이나 현실 객체(real world object) 상에 가상 이미지를 투영시켜 하나의 이미지로 보여주는 기술이다. 증강 현실 장치는 사용자의 안면부나 두부에 착용된 상태에서 사용자의 눈앞에 배치되는 시스루(see-through) 형태의 디스플레이 모듈을 통해 현실 장면(real scene)과 가상 이미지를 함께 볼 수 있게 한다.
이러한 증강 현실 장치가 현실 장면 상에 가상 이미지를 자연스럽게 보여지도록 하는 등 현실 객체를 활용한 다양한 서비스를 제공하기 위해서는, 사용자에게 제공하는 증강 현실 서비스에 따라 요구되는 현실 공간에 대한 정보를 획득할 필요가 있다.
적은 연산량으로 현실 공간에 대한 정보를 획득하여 고속으로 증강 현실 서비스를 제공하기 위한 방법에 대한 연구가 요구되고 있다.
카메라를 통해 획득한 2차원 영상을 이용하여 가상 객체를 표시하는 전자 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
2차원 영상에 포함된 객체에 대응하는 공간 정보를 이용하여 가상 객체를 표시하는 전자 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 실시 예는 언급된 문제 및 위에서 설명되지 않은 다른 문제를 극복한다. 또한, 본 개시는 전술한 문제를 극복하기 위해 요구되는 것은 아니며, 개시의 실시 예는 전술한 문제의 극복에 제한되지 않는다. 본 개시의 추가적인 측면은 다음의 설명에서 설명될 것이고 추가적인 측면은 다음의 설명으로부터 명백할 것이며, 본 개시의 실시에 의해 이해될 수 있다.
일 측면에 따른 전자 장치는, 카메라, 디스플레이, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리, 및 하나 이상의 인스터럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하고, 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별하고, 식별된 객체 타입에 기초하여, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득하고, 획득된 공간 정보에 기초하여, 가상 객체를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.
일 측면에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하는 단계, 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별하는 단계, 식별된 객체 타입에 기초하여, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득하는 단계, 및 획득된 공간 정보에 기초하여, 가상 객체를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따라, 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 개시의 상기 측면 및 다른 측면은 첨부 도면과 함께 다음 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치와 외부 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치가 외부 서버로부터 공간 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전자 장치가 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 객체 타입에 대응하는 공간 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 9c는 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 가상 객체를 표시하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치와 외부 서버의 블록 구성도(block diagram)이다.
본 개시에서, "a, b 또는 c 중 적어도 하나" 표현은 " a", " b", " c", "a 및 b", "a 및 c", "b 및 c", "a, b 및 c 모두", 혹은 그 변형들을 지칭할 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 설명한다. 그러나 본 개시는 후술하는 실시 예에 한정되지 않고 여러 가지 형태로 구현되고 다양하게 변형될 수 있다. 이들 실시 예에 대한 설명은 본 발명을 설명하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 실시 예의 범위를 이해할 수 있도록 하기 위한 것이다. 첨부된 도면에서, 설명의 편의를 위해 구성 요소의 크기는 실제 크기와 비교하여 확대될 수 있으며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 언급되는 기능을 고려하여 현재 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 다양한 다른 용어를 의미할 수 있다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 용어의 명칭만으로 해석되어서는 안되며, 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 이 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.
또한, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 개시를 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수를 뜻하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서, 특히, 특허 청구 범위에서 사용된 “상기” 및 이와 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 지시하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 방법을 설명하는 단계들의 순서를 명백하게 지정하는 기재가 없다면, 기재된 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 기재된 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시 예에서" 또는 "일 실시 예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시 예를 가리키는 것은 아니다.
본 개시의 일부 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
본 개시에서, '증강 현실(AR: Augmented Reality)'은 현실 세계의 물리적 환경 공간 내에 가상 이미지를 함께 보여주거나 현실 객체와 가상 이미지를 함께 보여주는 것을 의미한다.
아울러, '증강 현실 장치(Augmented Reality Device)'라 함은 '증강 현실(Augmented Reality)'을 표현할 수 있는 장치로서, 일반적으로 사용자가 안면부(顔面部)에 착용하는 안경 형상의 증강 현실 안경 장치(Augmented Reality Glasses) 뿐만 아니라, 두부(頭部)에 착용하는 헤드 마운트 디스플레이 장치 (HMD : Head Mounted Display Apparatus)나, 증강 현실 헬멧(Augmented Reality Helmet) 등을 포괄한다.
한편, '현실 장면(real scene)'이란 사용자가 증강 현실 장치를 통해서 보는 현실 세계의 장면으로서, 현실 객체(real world object)를 포함할 수 있다. 또한, '가상 이미지(virtual image)'는 광학 엔진을 통해 생성되는 이미지로 정적 이미지와 동적 이미지를 모두 포함할 수 있다. 이러한 가상 이미지는 현실 장면과 함께 관측되며, 현실 장면 속의 현실 객체에 대한 정보 또는 증강 현실 장치의 동작에 대한 정보나 제어 메뉴 등을 나타내는 이미지일 수 있다.
따라서, 일반적인 증강 현실 장치는 광원에서 생성된 광으로 구성되는 가상 이미지를 생성하기 위한 광학 엔진과 광학 엔진에서 생성된 가상 이미지를 사용자의 눈까지 안내하고 현실 세계의 장면도 함께 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성된 도광판(Waveguide)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 증강 현실 장치는 현실 세계의 장면도 함께 관측할 수 있어야 하므로 광학 엔진에서 생성된 광을 도광판을 통해 사용자의 눈까지 안내하기 위해서는 기본적으로 직진성을 가지는 광의 경로를 변경하기 위한 광학 소자(Optical element)가 필요하다. 이 때, 미러 등에 의한 반사를 이용하여 광 경로를 변경할 수도 있고, DOE(Diffractive optical element), HOE(Holographic optical element) 등과 같은 회절 소자에 의한 회절을 통해 광 경로를 변경할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 "부(part)", "모듈(module)", "부(unit)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어, FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성 요소, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있습니다.
방법 단계에 사용된 참조 번호는 설명의 편의를 위해 사용된 것으로 단계의 순서를 제한하지 않습니다. 따라서 문맥에서 달리 명시하지 않는 한, 순서는 다르게 실행될 수 있습니다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 증강 현실 장치(Augmented Reality Device)일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 전자 장치(100)는, 사용자의 안면부(顔面部)에 착용 가능한 안경 형상으로 구현된 장치일 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 사용자의 두부(頭部)에 착용 가능한 고글, 헬멧, 모자 등의 형상으로 구현된 장치일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 장치(100)는 증강 현실 서비스를 제공하는 경우 가상 이미지의 가상 객체를 디스플레이(140, 도3)를 통해 표시할 수 있다. 전자 장치(100)가 현실 객체의 주변에 가상 객체를 사실적으로 표시하기 위해서 현실 객체의 형태, 크기, 깊이, 배치 방향 등에 관한 정보가 필요할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 사용자는 안면부에 착용 가능한 안경 형상의 전자 장치(100)를 착용하고 현실 장면(110)을 바라볼 수 있다. 현실 장면(110)에는 실제 객체(113)(예컨대, 테이블)가 포함될 수 있다. 전자 장치(100)는 현실 장면(110) 상의 실제 객체(113)(예컨대, 테이블)의 주변에 가상 객체(115, 117)가 배치된 것처럼 전자 장치(100)를 착용한 사용자에게 보여지도록 디스플레이(140, 도3)를 통해 가상 객체(115, 117)를 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 사용자가 바라보는 방향을 기준으로, 실제 객체(113)에 의해 가려지는 가상 객체(115, 117)의 일부 영역은 생략하고, 또한, 실제 객체(113)에 의해 가려지지 않는 가상 객체(115, 117)의 다른 일부 영역은 디스플레이(140, 도3)를 통해 표시되도록 렌더링할 수 있다.
이에 따라, 전자 장치(100)는 가상 객체를 표시할 때 실제 객체와 가상 객체 간에 중첩되는 부분에 대해 오클루전(occlusion) 효과를 제공할 수 있다. 오클루전(occlusion) 효과는 가상 객체를 실제 객체의 주변, 앞 또는 뒤에 사실적으로 표현하는 것이다. 즉, 오클루전(occlusion) 효과는 가상 객체가 실제 객체의 주변에 존재한다고 가정했을 때, 가상 객체와 실제 객체 간에 중첩되는 영역 중에서 실제 객체보다 앞에 있는 가상 객체의 일부 영역은 사용자에게 보여지도록 표시하고 실제 객체보다 뒤에 있는 가상 객체의 다른 일부 영역은 표시하지 않음으로써, 가상 객체가 실제 객체들 사이에 배치된 것처럼 보여지도록 표현하는 것이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 실제 객체에 의해 가려지는 영역과 가려지지 않는 영역을 구분하여 가상 객체를 표시하기 위해, 전자 장치(100)의 카메라(175, 도3)를 통해 현실 장면(110)을 촬영함으로써 2차원(2D) 영상을 획득하고, 2차원(2D) 영상에 포함된 실제 객체에 관한 공간 정보를 이용할 수 있다. 전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 실제 객체의 객체 타입을 식별하고, 식별된 객체 타입을 이용하여 실제 객체의 공간 정보를 외부 서버로부터 획득할 수 있다. 전자 장치(100)는 외부 서버로부터 획득한 공간 정보를 이용하여, 실제 객체의 주변에 가상 객체를 표시할 수 있다.
전자 장치(100)가 2D 영상을 이용하여 가상 객체를 표시하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하는 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는, 복수의 카메라를 이용한 360도 촬영이나 깊이 센서 없이도, 단 방향의 2차원 영상 촬영에 의한 2차원 영상을 이용하여, 가상 객체를 표시할 때 오클루전(occlusion) 효과를 제공할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는, 많은 연산량을 요하는 객체의 깊이 정보를 산출하는 과정 없이도, 적은 연산량으로, 고속으로, 오클루전(occlusion) 효과를 제공하는 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치와 외부 서버의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 휴대 가능한 형태를 갖는 이동형 전자 장치 또는 고정된 위치에 배치되는 고정형 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 전자 장치(100)는, 웨어러블 디바이스(101), 스마트 폰(102), 태블릿 PC(103), 노트북 컴퓨터(laptop computer), TV, 데스크탑, 전자책 단말기, 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 카메라, 캠코더, 네비게이션, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, MP3 플레이어 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 외부 서버(200)와 통신 네트워크를 통하여, 서로 데이터를 송수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 통신 네트워크는, 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 구체적으로, 통신 네트워크는 이동 통신(예를 들어, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), CDMA, WCDMA, 3G, 4G, 또는 5G 등), 근거리 통신(NFC, 블루투스, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi) 등), 및/또는 저전력 장거리 통신(TVWS, Weightless 등) 등이 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 2차원 영상에 포함된 객체에 대응하는 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 외부 서버(200)는 객체 타입 별 공간 정보를 저장하고 있을 수 있다. 일 실시 예에 따라, 객체 타입은, 객체가 무엇인지를 나타나는 정보이다. 객체 타입은, 같은 종류의 객체를 명명할 때 사용되는 보통 명사일 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 실제 장면(110)에 포함된 객체(113)의 객체 타입은 테이블로 식별될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 객체 타입 별 공간 정보는, 소정 객체 타입을 대표하는 3D 형상에 관한 정보를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 객체 타입 별 공간 정보는, 실제 객체(113) 예컨대, '테이블'을 대표하는 3D 형상에 관한 정보일 수 있다. 예를 들어, 서버(200)는 '테이블'에 대응하여 '테이블'을 대표하는 3D 형상을 포함하는 공간 정보를 저장하고 있을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 객체 타입 별 공간 정보는, 각각의 객체 타입에 대응하는 각각의 3D 형상을 포함하는 테이블 형식으로 외부 서버(200)의 메모리(230, 도13)에 저장될 수 있다. 또한, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 검출하는 알고리즘 형식으로 외부 서버(200)의 메모리(230, 도12)에 저장될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 외부 서버(200)에게 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 요청하고, 외부 서버(200)는 전자 장치(100)의 요청에 응답하여 통신 네트워크를 통하여 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는, 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 증강 현실(Augmented Reality) 영상을 제공하는 증강 현실 장치일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 메모리(130) 및 프로세서(120), 디스플레이(140), 센싱부(150), 카메라(175), 통신부(180), 음향 출력부(185), 진동 모터(187), 마이크(190), 사용자 입력부(195)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 구성 요소 모두가 전자 장치(100)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 3에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전자 장치(100)가 구현될 수도 있고, 도 3에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 전자 장치(100)가 구현될 수도 있다.
전자 장치(100)의 프로세서(120)는, 메모리(130)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 디스플레이(140), 센싱부(150), 카메라(175), 통신부(180), 음향 출력부(185), 진동 모터(187), 마이크(190), 사용자 입력부(195) 등을 전반적으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(130)는 프로세서(120)에 의해 실행될 프로그램을 저장할 수 있고, 전자 장치(100)로 입력되거나 전자 장치(100)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(130)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 소프트웨어 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, 영상 획득 모듈(131), 객체 식별 모듈(132), 공간 정보 획득 모듈(133), 3D 형상 정보 생성 모듈(134), 가상 객체 표시 모듈(135)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이 중 일부를 저장하거나 다른 소프트웨어 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따라, 메모리(130)는 카메라(175)를 통해 획득된 2D 영상을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(130)는 외부 서버(200)로부터 수신한 객체 타입 별 공간 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(120)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(120)는, 메모리(130)에 저장된 명령어들이나 프로그램들을 실행함으로써, 전자 장치(100)가 수행하는 동작이나 기능을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 프로세서(120)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(microprocessor), 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), 또는 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나의 하드웨어로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 영상 획득 모듈(131)을 실행함으로써, 카메라(175) 이용해 2D 영상을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(120)는 전자 장치(100)의 전원이 켜진 상태에서 미리 정해진 시간 간격으로 카메라(175)를 이용해 전자 장치(100)의 주변을 촬영한 2D 영상을 획득할 수 있다. 또는, 프로세서(120)는 가상 객체의 표시가 요구되는 소정 애플리케이션이 실행되는 경우에, 카메라(175)를 이용해 2D 영상을 획득할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 안면부에 전자 장치(100)를 착용한 상태에서, 전자 장치(100)는 미리 정해진 시간 간격에 기초하여 카메라(175)를 통해 촬영 가능한 FOV(Field of view)의 실제 장면을 촬영할 수 있다. 이 때, 카메라 (175)를 통해 획득된 영상은, 실제 3차원 공간을 단 방향에서 촬영한 2차원(2D) 영상일 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 객체 식별 모듈(132)을 실행함으로써, 2D 영상으로부터 하나 이상의 객체를 식별할 수 있다.
프로세서(120)는 미리 정해진 객체 검출 알고리즘을 이용하여, 2D 영상으로부터 2D 영상에 포함된 하나 이상의 객체를 검출할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 검출된 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다. 프로세서(120)는 객체의 객체 타입을 식별하도록 인공 지능 알고리즘을 이용하여 학습된 학습 모델을 이용하여, 2D 영상에 포함된 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 공간 정보 획득 모듈(133)을 실행함으로써, 2D 영상에 포함된 객체의 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다.
프로세서(120)는, 통신부(180)를 통해, 객체 식별 모듈(132)에 의해 식별된 객체 타입에 기초하여, 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버(200)로 전송할 수 있다. 외부 서버(200)는 메모리(230)에 저장된 객체 타입 별 공간 정보에 기초하여, 전자 장치(100)로부터 수신한 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 결정할 수 있다. 외부 서버(200)는, 통신부(280)를 통해, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 3D 형상 정보 생성 모듈(134)을 실행함으로써, 외부 서버(200)로부터 획득된 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 이용하여,2D 영상에 포함된 객체에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 3D 형상 정보는, 카메라(175)를 통해 획득한 2D 영상에 포함된 실제 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상에 관한 정보를 의미할 수 있다.
일 실시 예에 따라 전자 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 획득한 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 2D 영상에 포함된 실제 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
전자 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 획득한 공간 정보에 포함된 객체 타입에 대응하는 3D 형상의 크기 및 배치 방향을 2D 영상에 포함된 실제 객체의 크기 및 배치 방향과 소정 범위 내에서 근사하게 매칭되도록 조절함으로써 실제 객체에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 가상 객체 표시 모듈(135)을 실행함으로써, 3D 형상 정보를 이용하여 가상 객체를 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 실제 객체에 대응하는 3D 형상 정보를 이용하여, 가상 객체가 실제 객체 주변에 있는 것처럼 보여지도록 가상 객체를 표시하도록 디스플레이(140)를 제어할 수 있다.
프로세서(120)는 가상 객체를 실제 객체의 주변에 배치할 때 가상 객체와 실제 객체 간에 중첩되는 영역 중 실제 객체에 의해 가려지는 가상 객체의 일부 영역을 디스플레이(140, 도3)를 통해 렌더링하지 않음으로써 가상 객체가 실제 객체들 사이에서 보다 사실적으로 표시되도록 제어할 수 있다.
디스플레이(140)는 프로세서(120)에서 처리되는 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(140)는, 가상 객체를 표시할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 디스플레이(140)는 AR(Augmented Reality) 영상을 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따른 디스플레이(140)는 웨이브가이드와 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 웨이브 가이드는 사용자가 전자 장치(100)를 착용할 때, 배면의 일부 영역이 보이는 투명한 소재로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드는 광이 내부에서 반사되면서 전파될 수 있는 투명 재질의 단층 혹은 다층 구조의 평판으로 구성될 수 있다. 웨이브 가이드는 디스플레이 모듈의 출사면에 마주하여 투사된 가상 이미지의 광을 입력 받을 수 있다. 여기서, 투명 재질이라 함은, 광이 통과될 수 있는 재질이라는 의미이며, 투명도가 100%가 아닐 수 있으며, 소정의 색상을 지닐 수도 있다.
일 실시 예에서, 웨이브 가이드는 투명 재질로 형성됨에 따라, 사용자는 디스플레이(140)를 통해 가상 이미지의 가상 객체를 볼 수 있을 뿐만 아니라, 외부 실제 장면(scene)을 볼 수도 있으므로, 웨이브 가이드는 시스루 디스플레이(see through display)로 지칭될 수 있다. 디스플레이(140)는 웨이브 가이드를 통해 가상 이미지의 가상 객체를 출력함으로써, 증강 현실(augmented reality) 영상을 제공할 수 있다.
센싱부(150)는 움직임 센서(155), 시선 추적 센서(157)를 포함할 수 있다.
움직임 센서(155)는 IMU(Inertial Measurement Unit)일 수 있다. IMU는, 3차원 공간에서의 물체의 움직임 즉, 위치 및 배향 변화들을 감지하도록 구성되는 센서들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 센서들의 조합은, 가속도계,각속도계(자이로스코프), 또는 지자기계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 움직임 센서(155)는 가속도 센서(Acceleration sensor), 지자기 센서(Magnetic sensor), 또는 자이로스코프 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
시선 추적 센서(157)는 사용자 눈의 시선 정보를 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 시선 정보는, 사용자 눈이 바라보는 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치 또는 동공의 중심점 좌표 중 적어도 하나를 포함할 할 수 있다.
시선 추적 센서(157)는, 사용자의 눈(왼쪽 눈 또는 오른쪽 눈)에 광을 제공하고, 사용자의 눈으로부터 반사된 광량을 감지할 수 있다. 시선 추적 센서(157)는, 감지된 광량에 기초하여, 사용자의 눈의 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치, 동공의 중심점 좌표 등을 검출할 수 있다.
또는, 시선 추적 센서(157)는, 사용자의 눈에 광을 제공하고, 사용자의 눈을 촬영할 수 있다. 시선 추적 센서(157)는 촬영된 사용자의 눈 영상에 기초하여, 사용자의 눈의 시선 방향, 사용자 눈의 동공 위치, 동공의 중심점 좌표 등을 검출할 수 있다.
카메라(175)는 전자 장치(100)의 주변을 촬영할 수 있다. 카메라 (175)는 촬영 기능을 요구하는 애플리케이션이 실행되는 경우에 이미지 센서를 통해 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 획득할 수 있다.
이미지 센서를 통해 캡쳐된 이미지는 프로세서(120) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)를 통해 처리될 수 있다. 또한, 캡쳐된 이미지는 디스플레이(140)에 표시될 수 있다.
또한, 프로세서(120) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(130)에 저장되거나 통신부(180)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(175)는 전자 장치(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
일 실시 예에 따라 카메라(175)는 미리 정해진 시간 간격에 기초하여 전자 장치(100) 주변의 실제 장면을 촬영한 2D 영상을 획득할 수 있다. 또한, 카메라(175)는 가상 이미지 표시가 요구되는 애플리케이션이 실행되는 경우에 전자 장치(100) 주변의 실제 장면을 촬영한 2D 영상을 획득할 수 있다.
통신부(180)는 전자 장치(100)와 외부 서버(200) 또는 외부 장치(미도시) 간의 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.
예를 들어, 통신부(180)는, 근거리 통신부, 이동 통신부를 포함할 수 있다.
근거리 통신부는, 블루투스 통신부, 근거리 무선 통신부(NFC/RFID 부), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이동 통신부는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라 전자 장치(100)는, 통신부(180)를 통해, 외부 서버(200)에게 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 전송할 수 있다. 전자 장치(100)는, 통신부(180)를 통해, 외부 서버(200)로부터 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 수신할 수 있다.
음향 출력부(185)는 통신부(180)로부터 수신되거나 메모리(130)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력부(185)는 전자 장치(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음, 알림음)과 관련된 음향 신호를 출력한다.
일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)는 전자 장치(100)에 장착되어 있거나 탈부착 가능한 이어폰 형태로 구현될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 음향 출력부(185)는 골전도 방식으로 음향을 출력할 수 있다.
진동 모터(187)는 진동 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 진동 모터(187)는 오디오 데이터 또는 비디오 데이터(예컨대, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)의 출력에 대응하는 진동 신호를 출력할 수 있다. 또한, 진동 모터(187)는 사용자 입력부(195)로부터 사용자 입력이 수신되는 경우 진동 신호를 출력할 수도 있다. 또한, 진동 모터(187)는 전자 장치(100)가 진동 모드로 동작할 때 알림을 진동으로 제공할 수 있다.
마이크(190)는 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 예를 들어, 마이크(190)은 외부 디바이스 또는 화자로부터의 음향 신호를 수신할 수 있다. 또한, 마이크(190)는 전자 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 음성 입력을 수신할 수 있다. 마이크(190)는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생 되는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 이용할 수 있다.
사용자 입력부(195)는, 사용자가 전자 장치(100)를 제어하기 위한 데이터를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 사용자 입력부(195)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠 또는 조그 스위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5는 전자 장치가 외부 서버로부터 공간 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 일 실시 예에 따른 전자 장치가 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 일 실시 예에 따른 객체 타입에 대응하는 공간 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 7은, 도 4 내지 도 5의 흐름도를 설명하기 위해 참조되는 도면들이다.
도 4의 S401에서, 전자 장치(100)는 카메라(175)를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 가상 이미지 표시가 요구되는 소정 애플리케이션이 실행되는 경우에, 카메라(175)를 이용해 전자 장치(100)의 주변을 촬영한 영상을 획득할 수 있다. 또는, 전자 장치(100)는 미리 정해진 시간 간격으로 카메라(175)를 이용해 전자 장치(100)의 주변을 촬영한 영상을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 카메라(175)를 통해 획득된 영상은, 실제 장면에 포함된 적어도 하나의 실제 객체가 촬영된 2D 영상일 수 있다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(100)는 카메라(175)를 통해 FOV(Field of view)의 실제 장면을 촬영한 2D 영상(500)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 2D 영상(500)은 제1 객체(501), 제2 객체(502), 제3 객체(503)를 포함할 수 있다.
도 4의 S402에서, 전자 장치(100)는 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 미리 정해진 객체 검출 알고리즘을 이용하여, 2D 영상으로부터 2D 영상에 포함된 하나 이상의 객체를 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 검출된 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다. 전자 장치(100)는 객체의 객체 타입을 식별하도록 인공 지능 알고리즘을 이용하여 학습된 학습 모델을 이용하여, 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다.
도 7을 참조하면, 예를 들어, 전자 장치(100)는 제1 객체(501)의 객체 타입은 책장(bookshelf), 제2 객체(502)의 객체 타입은 테이블(table), 제3 객체(503)의 객체 타입은 소파(sofa) 임을 식별할 수 있다.
도 4의 S403에서, 전자 장치(100)는 식별된 객체 타입에 기초하여, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버(200)로 전송하고, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 수신할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(100)는 제1 객체(501)의 제1 객체 타입인 책장(bookshelf)에 대응하는 제1 3D 형상(601)을 포함하는 제1 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 제2 객체(502)의 제2 객체 타입인 테이블(table)에 대응하는 제2 3D 형상(602)을 포함하는 제2 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 제3 객체(503)의 제3 객체 타입인 소파(sofa)에 대응하는 제3 3D 형상(603)을 포함하는 제3 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다.
외부 서버(200)로부터 공간 정보를 획득하는 방법에 대해서는 후술하는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4의 S404에서, 전자 장치(100)는 획득된 공간 정보에 기초하여 가상 객체를 디스플레이를 통해 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 카메라(175, 도3)를 통해 획득된 영상에 포함된 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
3D 형상 정보를 생성하는 방법에 대해서는 후술하는 도 8, 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 전자 장치가 외부 서버로부터 공간 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5의 S501에서, 외부 서버(200)는 객체 타입 별 공간 정보를 저장하고 있을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 객체 타입 별 공간 정보는, 소정 객체 타입을 대표하는 3D 형상에 관한 정보를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 외부 서버(200)는 책장(bookshelf)을 대표하는 제1 3D 형상(601)을 포함하는 제1 공간 정보, 테이블(table)을 대표하는 제2 3D 형상(602)을 포함하는 제2 공간 정보, 소파(sofa)를 대표하는 제3 3D 형상(603)을 포함하는 제3 공간 정보를 저장하고 있을 수 있다.
도 5의 S502에서, 전자 장치(100)는 카메라(175, 도3)를 통해 획득된 영상에 포함된 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별할 수 있다. S503에서, 전자 장치(100)는 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버(200)에게 전송할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 객체의 객체 타입(예컨대, 책장(bookshelf), 테이블(table), 소파(sofa))에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버(200)에게 전송함으로써, 객체 타입에 대응하는 3D 형상을 포함하는 공간 정보를 요청할 수 있다.
도 5의 S504에서, 외부 서버(200)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 결정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 외부 서버(200)는 전자 장치(100)로부터 수신한 객체 타입(예컨대, 책장(bookshelf), 테이블(table), 소파(sofa))에 관한 정보에 기초하여, 외부 서버(200)의 메모리(230, 도12)에 저장된 객체 타입 별 3D 형상에 관한 공간 정보로부터, 책장(bookshelf)에 대응하는 제1 3D 형상(601)을 포함하는 제1 공간 정보, 테이블(table)에 대응하는 제2 3D 형상(602)을 포함하는 제2 공간 정보, 소파(sofa)에 대응하는 제3 3D 형상(603)을 포함하는 제3 공간 정보를 추출할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 객체 타입에 대응하는 3D 형상은, 카메라(175, 도3)에 의해 획득된 영상에 포함된 실제 객체의 형상과 정확하게 동일하지는 않을 수 있다. 외부 서버(200)에 저장된 객체 타입에 대응하는 3D 형상은, 동일한 객체 타입을 갖는 객체들의 보편적이고 통상적인 3D 형상일 수 있다.
도 5의 S505에서, 전자 장치(100)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 수신할 수 있다.
도 7을 참조하면, 외부 서버(200)는 책장(bookshelf)에 대응하는 제1 3D 형상(601)을 포함하는 제1 공간 정보, 테이블(table)에 대응하는 제2 3D 형상(602)을 포함하는 제2 공간 정보, 소파(sofa)에 대응하는 제3 3D 형상(603)을 포함하는 제3 공간 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.
도 5의 S506에서, 전자 장치(100)는 획득된 공간 정보에 기초하여, 디스플레이(140, 도3)를 통해 가상 객체를 표시할 수 있다.
전자 장치(100)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 카메라 (175)를 통해 획득된 영상에 포함된 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다. 전자 장치(100)는 3D 형상 정보에 기초하여 가상 객체를 디스플레이(140, 도3)을 통해 표시할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(100)는 책장(bookshelf)에 대응하는 제1 3D 형상(601)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상(500)에 포함된 제1 객체(501)에 맞게 조절하고, 테이블(table)에 대응하는 제2 3D 형상(602)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상(500)에 포함된 제2 객체(502)에 맞게 조절하고, 소파(sofa)에 대응하는 제3 3D 형상(603)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상(500)에 포함된 제3 객체(503)에 맞게 조절할 수 있다.
3D 형상 정보를 생성하는 방법에 대해서는 후술하는 도 8, 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 10은 일 실시 예에 따른 3D 형상 정보의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 일 실시 예에 따른 가상 객체를 표시하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 10, 도 11은 도 8의 흐름도를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8의 S801에서, 전자 장치(100)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 외부 서버(200)로부터 획득할 수 있다.
도 9a, 도 9b, 도 9c를 참조하면, 예를 들어, 전자 장치(100)는 객체 타입(예컨대, 책장(bookshelf), 테이블(table), 소파(sofa))에 관한 정보에 기초하여, 외부 서버(200)의 메모리(230, 도12)에 저장된 객체 타입 별 공간 정보로부터 책장(bookshelf)에 대응하는 제1 3D 형상(601), 테이블(table)에 대응하는 제2 3D 형상(602), 소파(sofa)에 대응하는 제3 3D 형상(603)을 획득할 수 있다.
도 8의 S802에서, 전자 장치(100)는 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 영상에 포함된 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 획득된 제1 3D 형상(601)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상에 포함된 제1 객체(501)에 맞게 조절할 수 있다. 전자 장치(100)는 제1 3D 형상(601)의 크기가 제1 객체(501)의 크기와 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록, 제1 3D 형상(601)의 크기를 확대 또는 축소할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 소정 중심 축을 기준으로 제1 3D 형상(601)을 회전시키면서 제1 3D 형상(601)의 배치 방향이 2D 영상에 포함된 제1 객체(501)의 배치 방향과 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록 제1 3D 형상(601)의 배치 방향을 결정할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 제1 객체(501)와 크기 및 배치 방향이 소정 범위 내에서 근사하게 일치하는 3차원 형상(604)을 포함하는 제1 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 획득된 제2 3D 형상(602)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상에 포함된 제2 객체(502)에 맞게 조절할 수 있다. 전자 장치(100)는 제2 3D 형상(602)의 크기가 제2 객체(502)의 크기와 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록, 제2 3D 형상(602)의 크기를 확대 또는 축소할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 소정 중심 축을 기준으로 제2 3D 형상(602)을 회전시키면서 제2 3D 형상(602)의 배치 방향이 2D 영상에 포함된 제2 객체(502)의 배치 방향과 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록 제2 3D 형상(602)의 배치 방향을 결정할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 제2 객체(502)와 크기 및 배치 방향이 소정 범위 내에서 근사하게 일치하는 3차원 형상(605)을 포함하는 제2 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 전자 장치(100)는 외부 서버(200)로부터 획득된 제3 3D 형상(603)의 크기 및 배치 방향을 2D 영상에 포함된 제3 객체(503)에 맞게 조절할 수 있다. 전자 장치(100)는 제3 3D 형상(603)의 크기가 제3 객체(501)의 크기와 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록, 제3 3D 형상(603)의 크기를 확대 또는 축소할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 소정 중심 축을 기준으로 제3 3D 형상(603)을 회전시키면서 제3 3D 형상(603)의 배치 방향이 2D 영상에 포함된 제3 객체(503)의 배치 방향과 소정 범위 내에서 근사하게 일치하도록 제3 3D 형상(603)의 배치 방향을 결정할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 제3 객체(503)의 크기 및 배치 방향이 소정 범위 내에서 근사하게 일치하는 3차원 형상(606)을 포함하는 제3 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 복수의 제1 내지 3 객체들(501, 502, 503) 각각에 대응하는 3D 형상(604, 605, 606)을 포함하는 3D 형상 정보를 생성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(100)는 2D 영상(500)에 포함된 복수의 제1 내지 3 객체들 각각에 대응하는 3D 형상(604, 605, 606)을 포함하는 3D 형상 정보의 조합을 메모리(130, 도3)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 포함된 3D 형상은, 영상에 포함된 실제 객체의 형상과 정확하게 일치하지는 않을 수 있다. 따라서, 도 10에 도시한 바와 같이, 공간 정보에 기초하여 생성된 3D 형상 정보에 포함된 3D 형상(604, 605, 606)은, 2D 영상에 포함된 실제 객체와 정확하게 일치하지는 않을 수 있다.
도 8의 S803에서, 전자 장치(100)는 3D 형상 정보에 기초하여, 가상 객체를 디스플레이(140, 도3)를 통해 표시할 수 있다.
전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 복수의 제1 내지 3 객체들(501, 502, 503) 각각에 대응하는 3D 형상 정보의 조합에 기초하여, 제1 내지 3 객체들(501, 502, 503)의 주변에 가상 객체를 표시할 수 있다.
전자 장치(100)는 2D 영상에 포함된 실제 객체에 대응하는 3D 형상 정보를 이용하여, 실제 객체 주변에 가상 객체가 있는 것처럼 보이도록 가상 객체를 디스플레이(140, 도3)를 통해 표시할 수 있다. 전자 장치(100)는 가상 객체를 표시할 때, 가상 객체 중 실제 객체에 의해 가려지는 영역은 표시하지 않고 실제 객체보다 앞에 위치하여 실제 객체에 의해 가려지지 않는 영역은 디스플레이(140, 도3)를 통해 표시할 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 전자 장치(100)는 2차원 영상에 포함된 실제 객체인 제2 객체(502)(예컨대, 테이블) 주변에 의자 형상의 가상 객체(1001, 1002)를 표시할 수 있다.
전자 장치(100)는 제2 객체(502)에 대응하는 3D 형상(605, 도10)을 포함하는 3D 형상 정보를 이용하여, 가상 객체(1101, 1102)(의자 형상)가 제2 객체(502)(테이블) 주변에 배치된 것처럼 보여지도록 표시할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치(100)는 가상 객체(1001, 1002)와 실제 객체인 제2 객체(502)간에 중첩되는 영역 중, 제2 객체(502)에 의해 가려지는 영역(1101, 1104)은 표시하지 않고, 제2 객체(502)에 의해 가려지지 않는 영역(1102, 1103)은 디스플레이(140, 도 3)를 통해 표시할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(100)는 가상 객체와 실제 객체 간에 중첩되는 영역에 대해 오클루전(occlusion) 효과를 제공할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 전자 장치와 외부 서버의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 12에 도시된 전자 장치(100)의 구성 요소는, 도 3에 도시된 전자 장치(100)의 구성 요소에 대응할 수 있으므로 설명을 생략하기로 한다.
일 실시 예에 따라, 전자 장치(100)는 통신부(180)를 통해 외부 서버(200)와 데이터를 송수신할 수 있다.
도 12에 도시한 외부 서버(200)는 프로세서(220), 메모리(230) 및 통신부(280)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 12에 도시된 구성 요소가 외부 서버(200)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 12에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 외부 서버(200)가 구현될 수도 있고, 도12에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 외부 서버(200)가 구현될 수도 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 외부 서버(200)를 전반적으로 제어할 수 있다. 프로세서(220)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 메모리(230)에 저장되는 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(230)는 외부 서버(200)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 메모리(230)에 저장되는 프로그램은 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 메모리(230)에 저장된 프로그램(하나 이상의 인스트럭션들) 또는 어플리케이션은 프로세서(220)에 의해 실행될 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(230)는 프로세서(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(230)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있다.
일 실시 예에 따른 메모리(230)는 객체 타입 별 3D 형상을 포함하는 공간 정보를 테이블 형식으로 저장할 수 있다. 또한, 메모리(230)는 객체 타입에 대응하는 3D 형상을 검출하는 알고리즘 형식으로 객체 타입 별 3D 형상을 포함하는 공간 정보를 저장할 수 있다.
통신부(280)는, 외부 서버(200)와 전자 장치(100) 또는 외부 서버(200)와 외부 장치(미도시) 간의 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.
예를 들어, 통신부(280)는, 근거리 통신부, 이동 통신부를 포함할 수 있다.
근거리 통신부는, 블루투스 통신부, 근거리 무선 통신부(NFC/RFID 부), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이동 통신부는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라 외부 서버(200)는, 통신부(280)를 통해, 전자 장치(100)로부터 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 수신할 수 있다. 또한, 외부 서버(200)는, 통신부(280)를 통해, 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 전자 장치(100)로 전송할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예는, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시 예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 또한, 상술한 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 컴퓨터가 읽고 실행할 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 기록 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체, 예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등을 포함하고,) 광학적 판독 매체, 예를 들면, 시디롬, DVD 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 복수의 기록 매체가 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어 있을 수 있으며, 분산된 기록 매체들에 저장된 데이터, 예를 들면 프로그램 명령어 및 코드가 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다.
본 개시에서 설명된 특정 실행들은 일 실시 예 일 뿐이며, 어떠한 방법으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 및 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어, 예를 들어, "등"의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 개시에 기재된 구성 요소들은 본 개시의 실행을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 개시의 실시 예들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 개시는 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 본 개시는 명세서에 기재된 특정한 실시 형태에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물이 본 개시에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로, 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 이해되어야 한다.
본 개시의 범위는 발명의 상세한 설명보다는 특허 청구 범위에 의하여 나타나며, 특허 청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
"부", "모듈"은 어드레싱될 수 있는 저장 매체에 저장되며 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램에 의해 구현될 수도 있다.
예를 들어, "부", "모듈" 은 소프트웨어 구성 요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들에 의해 구현될 수 있다.
본 명세서에서, "A는 a1, a2 및 a3 중 하나를 포함할 수 있다"는 기재은, A라는 엘리먼트(element)에 포함될 수 있는 예시적인 엘리먼트가 a1, a2 또는 a3라는 넓은 의미이다.
상기 기재로 인해 엘리먼트 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가 반드시 a1, a2 또는 a3로 국한된다는 것은 아니다. 따라서 A를 구성할 수 있는 엘리먼트가, a1, a2 및 a3 이외에 예시되지 않은 다른 엘리먼트들을 배제한다는 의미로, 배타적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다.
또한, 상기 기재는, A는 a1를 포함하거나, a2를 포함하거나, 또는 a3를 포함할 수 있다는 의미이다. 상기 기재가 A를 구성하는 엘리먼트들이 반드시 소정 집합 내에서 선택적으로 결정된다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어 상기 기재가, 반드시 a1, a2 및 a3를 포함하는 집합으로부터 선택된 a1, a2, 또는 a3가 컴포넌트 A를 구성한다는 것으로, 제한적으로 해석되지 않음에 유의하여야 한다.
실시 예가 예시의 목적으로 설명되었지만, 당업자는 본 개시의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 다양한 수정, 추가 및 대체가 가능함을 인식할 것이다. 이러한 수정은 또한 본 개시의 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (13)

  1. 전자 장치에 있어서,
    카메라;
    디스플레이;
    하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
    상기 하나 이상의 인스터럭션을 실행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하고,
    상기 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별하고,
    상기 식별된 객체 타입에 기초하여, 상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득하고,
    상기 획득된 공간 정보에 기초하여, 가상 객체를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는, 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    상기 식별된 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버로 전송하고,
    상기 외부 서버로부터 상기 식별된 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 수신하는, 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 상기 영상에 포함된 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성하고,
    상기 3D 형상 정보에 기초하여, 상기 가상 객체를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는, 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    상기 가상 객체가 상기 적어도 하나의 객체 주변에 보여지도록, 상기 가상 객체 중 상기 적어도 하나의 객체에 의해 가려지는 영역의 표시 없이, 상기 가상 객체를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는, 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,객체의 객체 타입을 식별하도록 인공 지능 알고리즘을 이용하여 학습된 학습 모델을 이용하여, 상기 획득된 영상에 포함된 객체의 객체 타입을 식별하는, 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보는,
    상기 객체 타입을 나타내는 3차원 형상을 포함하는, 전자 장치.
  7. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    카메라를 통해 적어도 하나의 객체를 포함하는 영상을 획득하는 단계;
    상기 적어도 하나의 객체의 객체 타입을 식별하는 단계;
    상기 식별된 객체 타입에 기초하여, 상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 공간 정보에 기초하여, 가상 객체를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 공간 정보를 획득하는 단계는,
    상기 식별된 객체 타입에 관한 정보를 포함하는 공간 정보 요청 신호를 외부 서버로 전송하는 단계; 및
    상기 외부 서버로부터 상기 식별된 객체 타입에 대응하는 공간 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 동작 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보에 기초하여, 상기 영상에 포함된 객체의 크기 및 배치 방향에 대응하는 3D 형상 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 3D 형상 정보에 기초하여, 상기 가상 객체를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 단계를 더 포함하는, 동작 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 가상 객체를 표시하는 단계는,
    상기 가상 객체가 상기 적어도 하나의 객체 주변에 보여지도록, 상기 가상 객체 중 상기 적어도 하나의 객체에 의해 가려지는 영역의 표시 없이, 상기 가상 객체를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는, 동작 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 객체 타입을 식별하는 단계는,
    객체의 객체 타입을 식별하도록 인공 지능 알고리즘을 이용하여 학습된 학습 모델을 이용하여, 상기 획득된 영상에 포함된 객체의 객체 타입을 식별하는, 동작 방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 객체 타입에 대응하는 공간 정보는,
    상기 객체 타입을 나타내는 3차원 형상을 포함하는, 동작 방법.
  13. 제7 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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