약 국내 관객 동원 최고 기록을 갱신한 3D 입체 영화 "아바타"의 등장으로 3D 영화에 관한 관심이 폭증하고 있다. 한국이 스테레오스코픽 3D 영화를 적절하게 수용하는 방안과 그에 따른 결과와 영향을 연구해보고자 한다. 기존의 아날로그 3D 영화나 컴퓨터 그래픽 3D와 뚜렷하게 구별되는 스테레오스코픽 3D 시네마의 도입은 한국 영화산업에 긍정적인 영향을 불어올 가능성이 크다. 1990년대 이후 갑자기 늘어난 국내 대학의 영상 관련 전공은 해마다 수많은 졸업생들의 취업난으로 이어지게 했다. 하나의 프로젝트에 수백 명의 영상 관련 인력을 필요로 하는 3D 컨버팅 사업은 영상 전공 인력의 고용창출에 일조할 수 있다. 기존 대학의 영화 영상 교육 교과 과정 내에 3D 영상 제작 인력 양성 과정을 포함시켜 전문 3D 영화인을 양성하는 것은 한국이 3D 시네마를 수용할 수 있는 방법 중 눈여겨 볼 만 한 부분이다. 기존 2D 영화 스탭이 대체할 수 없는 스테레오그래퍼나 컨버전스 풀러와 같은 새로운 영역의 3D 전문 영상 인력을 양성시킨다면 세계적으로 증가일로에 있는 3D 영화 산업에 한국이 중요한 역할을 담당할 수 있다. 3D 영사 관련 부문도 한국이 후발 주장 임에도 괄목할 만한 결과를 보여주는 장밋빛 분야인데 이처럼 3D 시네마의 각 영역에서 한국이 잘 할 수 있는 부분을 찾아서 그에 따른 기술 개발과 교육이 진행된다면 아직 시행착오와 표준화가 이루어지지 않은 3D 시네마 제작에 있어서 한국의 경쟁력과 차별성을 부각시킬 수 있다. 산, 관, 학이 연계하여 개발할 부문이 무한한 스테레오스코픽 영역을 기존의 한국 영화 산업에 편입 시킨다면 국내 영화 산업계는 좀 더 규모와 수익을 확장시킬 수 있을 것이다.
최근 멀티미디어 서비스 관련 업계 및 시장에서는 콘텐츠로서의 3D 입체영상과, 전송기술로서의 HTTP 적응적 스트리밍 기법이 큰 관심을 받고 있다. 주목받고 있는 두 기술을 통해 유망하고 시장성 있는 멀티미디어 서비스 모델을 창출할 수 있을 것으로 기대되나, 현재의 표준기술에서는 두 기술의 유기적인 결합 방법을 제공하고 있지 않다. 3D 콘텐츠 서비스는 대역폭이 보장되거나 구애받지 않는 방송 및 저장 서비스 위주로 편중되어 있고, 적응적 스트리밍 서비스는 특정 코덱에 의존적이며, 단순한 영상구성 정보만을 제공하는 기초적 형태의 3D 서비스 제공 방법만을 제공하고 있다. 이에, 본 논문은 인터넷망을 기반으로 안정적이고 끊김 없는 스트리밍 서비스를 다양한 형태의 스테레오스코픽 비디오를 통해 호환성 있는 형태로 제공하기 위한 3D 비디오의 적응적 스트리밍 전송규격을 제안하고자한다. 제안하는 기술은 스테레오스코픽 비디오의 저장에 대한 서비스 지향적 표준기술인 스테레오스코픽 비디오 어플리케이션 포맷을 기반으로, 적응적 스트리밍에 대한 대표적 표준기술인 DASH를 통해 직접 적용 가능하도록 설계되었다. 본 논문의 제안 기술은 MPEG에서 작업표준안으로 채택되어 표준기술로 고려되고 있어, 향후 관련 분야에서의 실용적인 산업화를 위한 기틀을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 한정된 대역폭을 갖는 기존채널을 통한 지상파 3DTV 서비스 화질의 한계를 극복하기 위한 비실시간 콘텐츠 연동형 지상파 3DTV 방송 규격을 제안한다. 본 규격을 통한 서비스에서는 유휴시간의 대역폭을 활용하여 하나의 스테레오스코픽 시점 영상을 비실시간 콘텐츠로 전송한 후, 실시간 방송 신호를 통해 전송되는 나머지 시점의 영상과 동기화하여 재생함으로써 기존 3DTV 보다 향상된 스테레오스코픽 영상을 제공한다. 상기 서비스의 실현을 위해서는 다른 시간에 이종 매체를 통해 전송된 데이터들을 동기화하기 위한 새로운 방안이 요구되며, 이에 본 논문에서는 동기신호를 생성하여 실시간 방송 신호와 함께 다중화하는 방식의 기술적 해결책을 제시하고, 이를 기반으로 한 고화질 지상파 3DTV 방송 규격을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안한 기술 규격은 2DTV 방송과의 호환성을 유지하는 동시에 기존 시스템의 변경을 최소화하여 비실시간 콘텐츠와 방송 신호간의 정밀한 동기화를 통한 고화질 3DTV 서비스를 제공할 수 있다.
기존 홍채 인식 시스템의 접안식 영상 획득상 불편한 사항을 해결하고 인식의 정확도를 높이기 위해서는 원격으로 영상을 획득할 수 있어야 하며, 홍채의 경계선을 정확하게 검출할 수 있어야 한다. 또한 기존 홍채 영역 검출 방법의 문제점인 홍채를 원으로 가정하는 방식을 개선할 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 조명에 의한 glint 정보와 intensity gradient를 이용하여 홍채의 경계를 산출하였으며, 아울러 스테레오스코픽 카메라를 이용하여 홍채 경계의 3차원 좌표를 획득함으로써, 카메라를 기준으로 하는 홍채의 주시각을 찾아 홍채의 원형 변환에 활용하도록 하였다.
고품질의 스테레오스코픽 3D 콘텐츠를 제작하기 위해서는 입체피로를 유발하는 문제요인들을 최소화하는 것이 중요하다. 촬영과정에서 스테레오 좌우 영상 간에 발생되는 수직시차는 입체피로의 주된 요인으로, 정확한 입체시를 유지하기 위해 필수적으로 제거될 필요가 있다. 본 논문에서는 콘텐츠 제작의 효율성 향상을 위하여 후처리 과정에서뿐만 아니라 촬영과 동시에 영상정렬이 수행된 결과를 모니터링할 수 있는 자동화된 방식의 영상처리 기법을 제안하였다. 제안방법은 대응점 추출과 기하구조 추정, 그리고 수직시차의 제거로 이어지는 편위수정 부분과 카메라 움직임 탐지 부분으로 구성되어 있으며, 각각에 대해 성능분석이 실시되었다. 실험결과, 제안방법은 비교분석을 위해 사용된 기존방법들에 비해 보다 향상된 성능을 나타냈으며, 카메라 움직임 탐지부분에서도 98.35% 성공률의 뛰어난 탐지성능을 보여주었다. 이러한 일련의 성능검증을 통해 실제 콘텐츠 제작현장에서 본 논문의 제안방법이 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
최근 소형 무안경식 스테레오스코픽 디스플레이가 저가에 양산될 수 있게 되어 이를 장착한 휴대형 기기를 통한 스테레오스코픽 서비스에 대한 관심이 고조되고 있다. 지상파 DMB 수신 겸용 휴대폰의 경우에도 이러한 3D 디스플레이를 장착할 수 있으므로, 지상파 DMB를 통해 3D 비디오 서비스를 제공하는 데에도 관심이 고조되고 있다. 그러한 현재 지상파 DMB 채널은 가용 전송률이 거의 남아 있지 못한 상태이므로, 실시간으로 이러한 서비스를 제공할 수 없다. 본 논문에서는 기존 지상파 DMB 비디오 서비스를 위해 전송되는 비디오 압축 데이터를 3D 영상의 좌우 영상 중 한 영상으로 사용하고, 다른쪽 영상은 비실시간적인 방법으로 수신기로 전송함으로써 기존 지상파 DMB 비디오 서비스와 호환적으로 3D 비디오 서비스를 제공할 수 있는 방법 2 가지를 제안한다. 첫 번째 방법은 지상파 DMB의 파일 다운로드 프로토콜인 MOT(Multimedia Object Transfer)를 이용하여 3D 영상에 필요한 한 쪽 영상을 파일 형태로 미리 수신기로 다운로드해 준 후, 실시간으로 전송되어 오는 2D 비디오 데이터와 함께 디스플레이하는 MOT/스트림 모드 비실시간 3D 비디오 서비스이며, 두 번째 방법은 광고 영상과 같이 일정 기간 중에 반복적으로 전송되는 콘텐트에 대해 추가로 필요한 전송률이 거의 없이 3D 비디오로 제공할 수 있는 반복 콘텐트 비실시간 3D 비디오 서비스이다.
DIBR(depth image-based rendering) 기법은 한 장의 칼라 영상과 그에 대응하는 깊이맵을 이용하여 수신측에서 가상의 좌우 영상을 생성하여 시청자에게 깊이감을 제공해주는 방법이다. 이 때 생성되는 좌우 영상의 화질과 깊이감은 좌우 영상의 시점에 해당하는 가상 카메라의 간격에 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 가상 카메라의 간격 조절을 통해 양질의 깊이감을 제공하는 기법을 제안한다. 영상의 기하 분석에 따르면 스테레오스코픽 영상의 변이가 증가할수록 영상의 왜곡이 줄어들어 깊이감이 좋아지게 되나, 이 경우에는 그에 따른 영상의 열화가 고려되지 않았다. 실험결과에 따르면 영상열화나 시역형성의 제한 등으로 인해 변이의 증가폭에 제한이 있음을 알 수 있다. 변이 증가폭을 늘리기 위해서는 영상의 열화 현상을 줄여야 하므로 깊이맵의 전처리 과정을 추가하였다. 제안하는 방법은 시청자의 요구에 따라 카메라의 위치와 시점을 추가적으로 조절할 수 있게 하는 양방향 서비스를 추가로 제공하므로 3차원 TV 뿐만 아니라, DMB와 같은 이동형 방송 시스템에도 적용이 가능하다.
본 논문에서는 VHLS 광학판 기반의 새로운 다시점 3D 디스플레이 시스템을 제시하였다. 즉, VHLS 광학판을 체적 홀로그램의 각 다중화 기록 특성을 이용하여 다시점 영상의 방향벡터를 회절격자 형태로 기록한 일종의 광방향 변조기로 제작한 다음, 제작된 VHLS을 LCD 공간광변조기에 부착되어 패널에 입력되는 다시점의 스테레오 영상을 각 시점에 해당하는 특정방향으로 분리해 줌으로써 다시점 3D 디스플레이 시스템을 실현하였다. 또한, 본 논문에서는 VHLS 광학판의 원리와 특성을 분석한 다음 상용 포토폴리머를 이용하여 최적화된 4시점의 VHLS 광학판을 설계 제작하고 이를 이용하여 4시점의 스테레오스코픽 3D 디스플레이 시스템을 구현하였다. 그리고 적응적 변위 추정 알고리즘으로 합성된 4시점의 테스트 영상을 이용한 광학실험을 통해 VHLS 기반의 다시점 3D 디스플레이 시스템의 구현 가능성을 제시하였다.
본 논문은 시청안전성을 위한 콘텐츠 제작 가이드라인을 최종 목표로 하여, 콘텐츠의 내용이나 정황과 함께 시청자의 불편감을 유발하는 변위(disparity)의 다양한 요인들을 찾아내는 것을 목적으로 한다. 그 방법으로 네 가지의 스테레오스코픽 콘텐츠를 피험자들이 시청하게 하고 시청자로 하여금 불편감을 느끼는 기간 동안 키를 누르게 하여 실험적인 데이터를 획득한다. 콘텐츠에 대해서는 초점과 그 주위(관심영역, region of interest), 그리고 화면전체에 대하여 변위의 크기와 변화 정도에 대한 데이터를 도출한다. 각 콘텐츠에 대하여 준비한 두 종류의 데이터를 갖고 실제로 콘텐츠를 시청하면서 피험자들이 불편감을 느낀 부분을 분석하여 그 요인들을 찾는다. 모든 콘텐츠에 대한 요인들을 종합적으로 분석하여 요인별 강도를 도출한다. 분석결과는 강도가 큰 요인별부터 실제 콘텐츠의 내용과 더불어 설명한다. 그 결과는 이미 짐작할 수 있는 요인들뿐만 아니라 알려져 있지 않은 요인들까지 실증적으로 보인다.
본 논문은 모바일 방송망에서 고화질의 3D 방송 서비스를 제공하는 방법을 제안한다. 제안방법에서는 제한된 방송망의 대역폭을 극복하는 방법으로 오디오와 비디오를 방송망과 이동통신망으로 구성된 이종망을 통해 전달한다. 특히 서로 다른 망을 통해 각각 전송되는 스테레오스코픽 좌/우 영상을 동기화하는 방법을 제안한다. 본 논문에서의 동기화 방법은 RTP(Real Time Protocol)의 초기 타임스탬프(Timestamp)로부터의 옵셋을 이용하여 영상의 프레임(Frame) 순서를 구별하고 동일한 시점에 재생되어야 하는 좌/우 영상의 쌍을 찾는다. 마지막으로 3D 방송 서비스를 구별하고 타임스탬프를 얻기 위한 시그널링(Signaling)방법을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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