다중 직각 교차 실린더를 이용한 영상 기반 파노라마 뷰 렌더링

기본 정보

본제목

다중 직각 교차 실린더를 이용한 영상 기반 파노라마 뷰 렌더링

부제목

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대등제목

-

국가구분

국내

생산일자

2002-**-**

언어

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크기(mm)

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페이지

133

ISBN/ISSN

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판차

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마스터파일

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생산자

유승택 (중앙대학교 첨단영상대학원 영상공학과컴퓨터그랙픽스전공 박사 논문 저자)

내용

(논문요약)[국문초록] 본 논문은 현실감 있는 실시간 영상 기반 환경 탐색을 위해 직각 교차 실린더 맵에 의한 완전 시야를 갖는 파노라마 탐색, 영상 분할 기반 환경 모델링에 의한 시점 변경이 가능한 환경 탐색, 다중 환경 맵을 이용한 환경 모델의 통합 및 확장에 의한 환경 탐색 방법들을 제안한다. 먼저, 완전 시야를 갖는 탐색 영상을 생성 할 수 있도록 영상들의 조합을 이용하여 주변 환경을 직각 교차 실린더(Orthogonal Cross Cylinder) 맵으로 구성한다. 직각교차 실린더 매핑 방법은 일반적인 환경 맵에서 발생하는 왜곡 현상(3차원 환경을 2차원 환경맵으로 변환할 때의 샘플링 문제)을 제거하고 환경맵에서 하나의 픽셀이 차지하는 환경 영역이 거의 일정하다는 특징을 가진다. 또한, 주변 환경들을 보다 정확하게 샘플링하여 효율적으로 저장할 수 있으며 다른 방법에 비해 값싼 일반 카메라를이용하여 고해상도의 영상을 손쉽게 생성할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 직각 교차 실린더 맵은 다른 일반적인 매핑 방법에 비해 효과적으로 환경을 저장하며 빠르게 샘플링될 수 있어 실외 및 실내 환경을 탐색하는 시스템에 적용하기에 알맞다. 그러나, 환경맵(직각 교차 실린더 맵)에 의한 탐색 방법은 고정된 시점에서 전체 주변 환경을 둘러보는 탐색 영상의 생성만이 가능할 뿐 시점이 변경된 탐색 영상을 표현하기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 환경을 구성하는 물체들을 기준으로환경맵을 분할하고 분할된 물체의 특성에 따라 깊이값을 설정하는 영상 분할을 통한환경 모델링 방법을 사용한다. 영상 분할 환경 모델링 방법은 환경맵을 환경을 구성하는 물체의 특징에 따라 바닥면, 천정(하늘), 주변 물체로 분할한다. 분할된 영상을 제안된 조건을 이용하여 깊이영상을 구하고 이를 3차원 모델링하여 주변 환경을 표현한다. 이 방법은 환경 맵에 적용하기 용이하며 환경의 특성에 따른 깊이값 추출 방법으로 손쉽게 환경 모델링이 가능하다. 또한, 시점이 이동되고 시차를 갖는 환경의 표현이 가능하다. 그러나, 환경 맵의 단일 해상도에 의해 발생하는 영상의 흐림 현상(blurring)과 가리움(occlusion)에 의해 환경 맵에서 없는 정보가 나타날 시 발생하는 구성된 3차원 환경 모델의 늘어짐(stretching) 현상이나 정보의 부족으로 인한 영상의 구멍(hole)이 발생한다. 이러한 문제를 제거하기 위해서는 다중 환경맵에 바탕을 둔 3차원 환경 모델의 재구성이 필요하다. 본 연구에서는 세밀한 환경 모델링을 통한 시차 표현과 주변 환경의 자유로운 확장을 위해 대응선에 기반으로 하는 환경 모델 통합 방법을 사용한다. 다중 환경맵에 의한 환경 모델링 방법은 최적의 해상도를 갖는 상세한 환경 모델을 생성할 수가 있어 시점이 자유로운 고화질의 탐색 영상 생성이 가능하다. 이렇게 제안된 세 가지 방법들을 이용하여 영상들의 조합만을 가지고 실제 주변 환경의 환경 맵(직각 교차 실린더 맵)과 환경 모델(영상 분할 모델)을 구성하여 현실감 있는 가상 환경을 생성할 수 있다. 이를 바탕으로 건물 인테리어 소개, 가상 쇼핑몰이나 가상 박물관과 같은 응용분야에 적용할 수 있는 영상 기반 환경 탐색 시스템을 개발할 수 있다. (영문초록)[영문초록] This dissertation introduces Orthogonal Cross Cylinder(OCC) mapping method, segmentation based environment modeling method and integration method using multiple OCC for constructing the realtime image-based panoramic navigation. First, we construct OCC map from a collection of images to navigate with a fullview panorama. OCC is an object created by intersecting the XZ cylinder of the Y-axis and the XY cylinder of the Z-axis. OCC mapping method eliminates the singularity effect caused in the environment maps and shows an almost even amount of area for the environment occupied by a single texel. The surrounding environment can also be stored more effectively through more accurate sampling. Improvement is also achieved in the rendering time of the OCC mapping method and octahedral mapping method based on OCC mapping. Therefore, the OCC mapping method is suitable to be applied on environment navigation systems due to its effective storage of the environment and faster sampling time. The full-view image can be obtained through this mapping method but it is difficult to express the image when the point of view has been moved. To resolve this problem, a 3D model that uses the environment map is required to freely navigate through the virtual environment. The depth value must be extracted from the OCC map to construct this model. The segmentation based modeling method is used for this purpose in this dissertation. The OCC map is divided into a floor(ground), ceiling(sky), and the surrounding objects that form the environment and the depth value is set by the characteristics of the object in the segmentation based modeling method. The segmentation-based environment modeling method is easy to implement on the environment map and can be used for environment modeling by extracting the depth value by the segmentation of the environment map. However, an environment model that is constructed using a single OCC map has the problem of a blurring effect caused by the fixed resolution, and the stretching effect of the 3D model caused when information that does not exist on the environment map occurs due to the occlusion. In this dissertation, we suggest environment models integration method using multiple OCC to resolve the above problem. This method can express parallex effect and expand the environment model to express wide range of environment. The segmentation-based environment modeling method using multiple OCC map can build a detail model with optimal resolution. Through these three suggested method, we can implement reallistic/real-time image based panoramic navigation system.

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