KR20020021803A - 하나 이상의 이차원 이미지로부터 삼차원 모델을 만드는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차원 이미지로부터 이미지 인식, 검색, 변환의 과정을 거쳐 삼차원 모델을 만드는기술이다.

Description

하나 이상의 이차원 이미지로부터 삼차원 모델을 만드는 방법{3D Modeling from 2D image}

본 발명은 이차원 이미지로부터 삼차원 모델을 만드는 기술이다.

지금까지는 이차원 이미지로부터 삼차원 모델을 만들려 할 때 이차원 이미지에서 보이지 않는 부분은 삼차원화 할 수가 없었다.

이차원 이미지로부터 나타나지 않는 부분에 대한 삼차원 좌표 및 외형 특성은 당해 물체의 외형 특성을 미리 저장해둔 데이터 베이스와 이차원 이미지를 연결함으로서 구현한다.

[도 1]은 본 발명에 의한 일 실시예

본 발명은 디지털로 나타나 있거나 실물로 나타난 필름과 같은 카메라의 영상과 같은 이차원 이미지를 이용하여 삼차원 모델링을 하는 방법에 관한 것으로 [도 1]과 같은 절차에 의하여 수행한다.

통상 카메라의 사진과 같은 이차원 이미지를 특정 물체의 주위로 360o 돌아가면서 무한대로 촬영하여 이 사진들을 결합시키면 물체의 삼차원 외형 좌표 및 외형 특성을 만들어 낼 수 있다. 그러나, 무한히 많은 이차원 이미지를 얻는 것과 그 것들을 처리하는 것은 시간상의 제약과 많은 과정을 거쳐야 하므로 비용상의 문제를 유발하게 된다. 그러므로 소수의 이차원 이미지로부터 삼차원 이미지를 복원하여 필요한 게임의 아바타로 사용하거나 산과 들 또는 어떤 도시의 지리모형을 삼차원으로 복원을 한다든지 사람의 모습을 한 두장의 사진으로부터 실제 모습으로 복원하여 조각을 한다든지 하는 여려 용도에 사용할 수 있다.

소수의 사진으로부터 삼차원 외형 특성을 만들어 내야 하므로 이차원 이미지로부터 얻어지지 않은 삼차원 외형 특성은 미리 데이터 베이스화 한다. 사람의 경우 눈, 코, 입, 얼굴 및 두 팔과 다리로 직립 보행하는 겉 모습을 갖고 있으므로 여러 종류의 사람으로부터 이차원 이미지를 받아 국가, 연령, 민족 및 성별(性別)등에 따른 외형 특성을 데이터 베이스와 하고, 작업을 하고자 하는 이차원 이미지가 사람과 같은 지를 우선 조사하여 사람의 경우에는 사람의 외형특성을 사용하고, 개의 경우에는 개의 외형특성을 이용한다. 이와같이 어떤 물체의 외형상의 모습이 유사한 특성별로 그룹화한다.

카메라와 물체간의 거리와 투사 각도에 따라 동일 물체라도 나타나는 이미지가 다르므로 각 그룹별로 공간상의 일정한 위치에서 투영한 이차원 형태별로 외형 특성을 데이터 베이스로 저장한다. 사람의 경우 앞에서 찍은 모습과 옆에서 찍은 모습이 다르므로 컴퓨터가 영상 분석을 통하여 사람임을 구분해 냈으면 우선 정면 사진인지 측면사진인지를 구분하여야 그 사람의 삼차원 외형 특성을 만들어 낼 수 있다. 이렇게 하여 물체를 투사한 이차원 이미지를 미리 저장된 데이터 베이스와 비교하여 투사한 일 점을 찾아 낸다.

카메라는 공간상의 특정 물체에 대하여 일 점으로부터 빛을 직선으로 투사하여 필름이나 촬상소자(CCD)등과 같은 하나의 평면에 이미지를 투영하여 그 모습이 실제 삼차원과는 다른 원근이 반영된 인간 시각 특성과 일치된 모양을 갖는 장치이다. 이러한 이미지는 실제 삼차원 좌표와는 달라 이를 삼차원의 모델로 만들기 위하여 인간 시각과 같은 투사특성을 교정하는 방법이 카메라 교정(Camera Calibration)방법등이 있다. 이로서, 투영된 이미지의 투사특성을 교정하여 이미지에 나타난 겉모습이 실제 삼차원 좌표와 같게 교정을 가하여 특정 점에서 투사된 상태의 외형 좌표를 얻는다. 이렇게 할 경우 이차원 이미지에 나타난 부분 중에서 좌표가 확실한 곳은 삼차원화 할 수 있으나 보이지 않는 부분의 좌표는 만들어 낼 수가 없다. 예를들어 사람의 정면 사진만으로서는 측면이나 뒷 모습을 알 수가 없다. 그러나, 사람의 뒷 모습은 앞 모습과 연결되어 있으므로 앞모습 사진에서 나타난 윤곽보다 더 크지는 않으므로 측면 사진이 있으면 자연스럽게 앞뒤부분을 쥣모습 사진이 없이도 만들어 낼 수 있다. 그러므로 이상과 같은 절차에 의하여 외형좌표를 얻지 못한 외형 특성은 미리 저장해둔 당해 물체의 외형 특성 데이터 베이스를 이용하여 상기 단계에서 얻은 외형 좌표와 자연스럽게 연결되도록 한다. 사람을 찍은 사진으로서 촬영 위치가 다른 이차원 필름과 필름간의 선의 연결은 미리 저장해둔 사람의 외형 특성과 확률론을 도입하여 각 이차원상의 점과 선을 연결, 처리한다.

이렇게 하여 사람의 겉모습을 한두장의 사진으로부터 이차원 좌표와 특성치(빛깔, 질감등)를 이차원 좌표로부터 입력받아 삼차원 외형특성으로 만들어 놓은 후 다시 컴퓨터와 같은 이차원 영상 표현장치에 나타낸기 위해서는 다시 인간시각에 이한 표현으로 원근을 나타내어야 한다. 그러므로 상기 절차에 의하여 얻은 전체의 삼차원 좌표를 다시 인간 시각의 특성으로 이차원으로 표현함으로서 삼차원 모델을 활용할 수 있게 된다.

이차원 이미지로부터 삼차원 모델을 만듦으로 해서 컴퓨터 게임 및 전자 상거래등에 활용할 수 있다.

Claims (1)

1. 공간상의 특정 물체에 대하여 일 점으로부터 직선으로 투사되어 하나의 평면에 투영되어 인간 시각 특성과 일치된 모양을 갖는 이차원 형태로 된 하나 이상의 이미지를 이용하여

   당해 물체의 외형상의 모습이 유사한 특성을 그룹화하여 공간상의 일정한 위치에서 투영한 이차원 형태별로 외형 특성을 데이터 베이스로 저장하는 단계와

   물체를 투사한 이차원 이미지를 상기 데이터 베이스와 비교하여 투사한 일 점을 찾아내는 단계와

   투영된 이미지의 투사특성을 교정하여 이미지에 나타난 겉모습이 실제 삼차원 좌표와 같게 교정을 가하여 특정 점에서 투사된 상태의 외형 좌표를 얻는 단계와

   상기 절차에 의하여 외형좌표를 얻지 못한 외형 특성은 미리 저장해둔 당해 물체의 외형 특성 데이터 베이스를 이용하여 상기 단계에서 얻은 외형 좌표와 자연스럽게 연결되도록 하는 단계와

   상기 절차에 의하여 얻은 전체의 삼차원 좌표를 다시 인간 시각의 특성으로 이차원으로 표현하는 단계로 이루어진 하나 이상의 이차원 이미지로부터 물체 전체의 3차원 이미지를 얻는 방법