Reconstruction of the Lost Hair Depth for 3D Human Actor Modeling

3차원 배우 모델링을 위한 깊이 영상의 손실된 머리카락 영역 복원

In this paper, we propose a reconstruction technique of the lost hair region for 3D human actor modeling. An active depth sensor system can simultaneously capture both color and geometry information of any objects in real-time. However, it cannot acquire some regions whose surfaces are shiny and dark. Therefore, to get a natural 3D human model, the lost region in depth image should be recovered, especially human hair region. The recovery is performed using both color and depth images. We find out the hair region using color image first. After the boundary of hair region is estimated, the inside of hair region is estimated using an interpolation technique and closing operation. A 3D mesh model is generated after performing a series of operations including adaptive sampling, triangulation, mesh smoothing, and texture mapping. The proposed method can generate recovered 3D mesh stream automatically. The final 3D human model allows the user view interaction or haptic interaction in realistic broadcasting system.

본 논문에서는 3차원 배우 모델링을 위해, 깊이 카메라를 이용하여 깊이 영상 획득 시 손실되는 머리카락 영역에 대한 복원기법을 제안한다. 대상 객체의 동적인 3차원 정보는 적외선 센서가 장착된 깊이 카메라를 통하여 실시간으로 획득한다. 이때, 깊이 비디오뿐만 아니라 각 프레임마다 컬러영상이 동시에 획득된다. 그러나 대상 객체의 일부 또는 전체가 반짝이면서 어두운 재질로 되어있을 경우 획득한 깊이 영상에서 그 부분 전체가 손실되는데, 이는 특히 방송용 콘텐츠로서 연기자의 3차원 정보를 획득할 때 머리카락 영역이 손실되어 매우 부자연스러운 결과를 초래한다. 이러한 문제점을 손실된 영역의 복원을 통해 해결한다. 먼저 컬러 영상을 이용하여 손실된 영역의 위치 정보를 알아내고, 손실된 영역 내 경계부분의 깊이 정보를 복원한 후 2차 베지어 커브로 보간하여 내부의 깊이 정보를 복원한다. 개선된 깊이 영상을 기반으로 일련의 모델링 과정을 수행하면 보다 자연스러운 3차원 모델을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 모델은 실감방송용 콘텐츠로 사용될 수 있으며, 시청자에게 시각상호작용과 촉각상호작용 등 다차원 감각의 상호작용을 제공할 수 있다.