본 논문은 원격 제어 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 원격 제어 시스템에 관한 것이다. 본 논문에 따른 원격 제어 장치는 VOD 등을 위한 마우스 기능과 리모트 콘트롤러 기능을 갖는 와이어리스 원격 포인팅 디바이스이다. 본 장치는 디스플레이장치와의 통신을 위한 신호송신부와 본체 바디 및 상기 본체 바디의 전방의 이미지를 촬상하기 위한 이미지 촬상부로 구성된다. 촬상된 이미지를 분석하여, 전방에 대한 본체 바디의 상대적 움직임의 크기를 나타내는 움직임 데이터를 산출하고, 산출된 움직임데이터를 신호 송신부를 통해 외부 디스플레이장치로 송신하여 외부 디스플레이 장치의 마우스 커서가 이동하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 원격 제어 장치에서 전방의 이미지를 촬상하고 이를 분석하여, 전방에 대한 상대적인 움직임에 따라 마우스 커서를 이동시킬 수 있다. 따라서 사용자의 입장에서 만족도를 높인 제품 설계로 제조원가를 절감할 수 있고 특허와 신 설계방식을 이용해서 유비쿼터스 방송 시스템의 원격제어시스템에 획기적인 발전을 이룰 수 있는 계기가 될 것이다.
본 논문은 원격 제어 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 원격 제어 시스템에 관한 것이다. 본 논문에 따른 원격 제어 장치는 VOD 등을 위한 마우스 기능과 리모트 콘트롤러 기능을 갖는 와이어리스 원격 포인팅 디바이스이다. 본 장치는 디스플레이장치와의 통신을 위한 신호 송신부와 본체 바디 및 상기 본체 바디의 전방의 이미지를 촬상하기 위한 이미지 촬상부로 구성된다. 촬상된 이미지를 분석하여, 전방에 대한 본체 바디의 상대적 움직임의 크기를 나타내는 움직임 데이터를 산출하고, 산출된 움직임데이터를 신호 송신부를 통해 외부 디스플레이장치로 송신하여 외부 디스플레이장치의 마우스 커서가 이동하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 원격 제어장치에서 전방의 이미지를 촬상하고 이를 분석하여, 전방에 대한 상대적인 움직임에 따라 마우스 커서를 이동시킬 수 있다. 따라서 사용자의 입장에서 만족도를 높인 제품 설계로 제조원가를 절감할 수 있고 특허와 신 설계방식을 이용해서 유비쿼터스 방송시스템의 원격제어시스템에 획기적인 발전을 이룰 수 있는 계기가 될 것이다.
CCD(Charge-Coupled Device) 혹은 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 소자를 이용하여 빛을 전기적 신호인 Image로 재구성하는 촬상소자(Color Capture Device)는 촬영환경이 어두워지면 Dynamic Range가 작아지고, Noise가 상대적으로 심해진다[1][2]. 본 논문에서는 촬영 환경이 어두울 때, Resolution을 Preserving하는 Pixel Pitch가 큰 촬상 소자와 Motion Blur를 억제하는 Exposure Time이 긴 촬상 소자의 조합을 신호처리로 구현하여, 신호의 Power를 향상시켜 Dynamic Range를 키우고 Noise의 Boost-up을 억제하여 SNR(Signal to Noise Ratio)을 향상시키는 방식으로, 촬상 장치의 감도를 향상시켜 화질을 개선하는 방법을 제안한다.
영상 신호에서 Dynamic Range는 이미지가 포함하고 있는 휘도의 최소 레벨과 최대 레벨의 비이다. 이미지 촬상 장치가 표현할 수 있는 Dynamic Range는 한정되어 있기 때문에 한정된 범위를 벗어나는 영역에 대해서는 이미지의 왜곡 혹은 손실이 발생한다. 본 논문에서는 Line별로 다른 Integration Time을 적용하는 방법으로 영상의 계조 표현 범위를 넓게 향상시켜 Wide Dynamic Range를 갖는 영상을 얻는 방법을 기술한다.
동일한 Display 장치를 인간의 눈으로 봤을 때와 카메라로 봤을 때 표현되는 Color는 너무나 다르다. 인간에게는 광원(光源)의 종류에 따른 색 분광에너지가 달라도, 그 차이를 적게 하는 색순응(Chromatic Adaptation)이라는 능력이 있는데 이것은 카메라에게는 없는 능력이기 때문이다. Display 장치에 어떤 영상신호를 띄우고 카메라로 Display 장치를 촬상했을 때 원본 영상과 카메라로 비춰진 영상의 Color와 계조를 일치시키기 위해서는 Display 장치와 카메라의 색온도를 맞추어야 하는데, 카메라와 Display 간(間) 색온도 차이가 발생한다면 Display 장치의 영상은 의도하지 않은 색으로 표현되어진다. 카메라 색온도는 사용되어지는 조명에 맞추어 조정되며, Display 장치의 색온도를 여기에 일치시키는 방법을 통칭 'CMS(Color Management System) for Display Equipment'라 하고 그 방법을 소개하고자 한다.
한의학, 진단학에서 사용되는 홍채 촬영용 광학계를 설계 제작해 보았다. 전체 구성은 광원부, 결상광학계, 촬상구동부, 진단 S/W로 되어있다. 결상광학계는 FD60, BACD5의 재질로 색수차를 제거한 0.58X배의 축소광학계로 설계하였다. 결상광학계의 국산화는 제품 전체의 원가절감에 큰 기여를 하게 되었다. 제작되어진 촬영장치는 외국제품과 비교해 볼 때 영상의 입체감에서 우수한 성능을 가직 가지게 되었다.
디지털 홀로그래픽 TV 시스템을 구현하려면 홀로그래픽 정보 획득 장치가 필요한데, 해상도 한계 때문에 홀로그램의 프린지 패턴을 상용 촬상 소자로는 직접 기록할 수 없다. 이를 극복하는 방법으로는 컬러 영상과 거리영상 정보를 얻은 후에 압축을 거쳐 수신 디스플레이단에 전송하고 이 정보로부터 3차원 모델을 형성한 후에 컴퓨터 생성 홀로그램을 생성하고 이를 회절소자를 이용하여 디스플레이하는 방법이 현재로서는 현실적인 방법이 될 것이다. 홀로그래픽 디스플레이에서는 회절소자인 공간광변조기 성능의 한계 때문에 기존 2DTV와 같은 수준의 디스플레이 구현은 매우 어렵다. 기존 공간광변조기는 픽셀피치가 커서 시야각이 매우 좁으나, 픽셀 크기를 작게 하는 동시에 공간광변조기 면적을 크게 하기에는 기술적인 어려움이 많다. 본 논문에서는 홀로그래픽 TV를 구현하는데 있어서 기술적으로 극복하고 고려해야 할 주요 요소에 대하여 분석한다.
디지털 카메라 시스템에서 CMOS 이미지 센서 (CMOS image sensor, CIS)는 낮은 가격, 작은 시스템 크기, 특히 적은 소비전력의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. 그러나 CIS에서 획득된 영상의 색은 원래의 피사체와 서로 다르고, CIS를 사용한 서로 다른 디지털 카메라는 촬상 특성의 차이에 의해서 통일한 자극치에 대해서 서로 다른 특성을 가지게 된다 이러한 CIS의 촬상 특성에 의해서 표준 색에 대한 출력 특성이 서로 다르게 되고, 영상 출력 장치에서도 동일한 색 재현을 기대하기가 어렵기 때문에 CIS를 위한 컬러 보정이 요구된다. 기존의 컬러 보정 방법은 많은 시간에 걸친 여러 변의 반복적 실험 과정에 의한 경험적 방법을 통해서 구하고 있으며, 그 결과 또한 만족스럽지 못한 실정이다. 본 논문에서는 CIS를 이용한 디지털 카메라를 위한 효과적인 컬러 랩 방법을 새롭게 제안한다. 제안된 방법은 화이트 밸런스만을 조정한 카메라 자체의 전달 특성을 구하고, 이상적인 표준 카메라의 전달 특성에 가깝도록 컬러 보정 행렬을 통해 컬러 보정을 수행한다. 실험 결과, 카메라 전달 특성이 보정 전에 비해 표준 카메라의 전달 특성에 매우 가깝게 보정되었으며, 제안한 방법을 적용한 디지털 카메라의 출력 영상에 대한 화질도 상당히 향상된 것을 확인하였다.
교육부의 운영계획에 따라서 학교당 1~2개 교실에 전자칠판(IWB, Interactive White Board)이 보급되었다. 따라서, 두상투영기(OHP, Overhead Projector)와 스크린 대신에 실물화상기와 전자칠판이 그 역할을 대신하게 되었다. 하지만 촬상소자와 디스플레이 장치의 발전 속도를 따라가지 못하고, 활용도가 떨어지는 경우가 많았다. 본 연구에서는 스마트폰의 카메라를 이용하여 고해상도의 이미지를 획득할 수 있도록 연구한다. 획득한 고해상도의 이미지를 전자칠판이나 대형 TV로 무선 통신으로 지연시간 없이 전송할 수 있도록 와이기그(WiGig, Wireless Gigabit) 기술을 이용한다. 또한 스마트폰 카메라에 넓은 화각(FOV, Field of View)의 렌즈를 탑재하여 출시하는 것에 반하여, 현미경 렌즈를 이용하여 스마트폰으로 특정 부분을 400배까지 확대하여 관찰할 수 있도록 한다. 본 연구결과로 교육 및 연구 현장에서 실시간 400배 확대의 활성화 자료로서 사용될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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