Journal of Broadcast Engineering (방송공학회논문지)

The Korean Institute of Broadcast and Media Engineers (한국방송∙미디어공학회)
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An Analysis of Visual Fatigue Caused From Distortions in 3D Video Production

3D 영상의 제작 왜곡이 시청 피로도에 미치는 영향 분석

  • Jang, Hyung-Jun (Newmedia Dept. at KGIT (Korean German Institute of Technology)) ;
  • Kim, Yong-Goo (Newmedia Dept. at KGIT (Korean German Institute of Technology))
  • 장형준 (한독미디어대학원대학교 뉴미디어학부) ;
  • 김용구 (한독미디어대학원대학교 뉴미디어학부)
  • Received : 2011.08.02
  • Accepted : 2012.01.03
  • Published : 2012.01.30
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Abstract

In order to improve the workflow of 3D video production, this paper analyzes the visual fatigue caused from distortions in 3D video production stage through a set of subjective visual assessment tests. To establish a set of objective indicators for subjective visual tests, various distortions in production stage are investigated to be categorized into 7 representative visual-fatigue-producing factors, and to conduct visual assessment tests for each selected category, 4 test video clips are produced by combining the extent of camera movement as well as the object(s) movement in the scene. Each produced test video is distorted to reflect each of the selected 7 visual-fatigue-producing factors, and we set 7 levels of distortion for each factor, resulting in 196 5-second-long video clips for testing. Based on these test materials and the recommendation of ITU-R BT.1438, subjective visual assessment tests are conducted by 101 applicants. The test results provide a relative importance and the tolerance limit of each visual-fatigue-producing factor, which corresponds to various distortions in 3D video production field.

양안식 입체 영상 미디어의 제작 워크플로우 개선을 위해, 본 논문에서는, 제작 및 후-제작 단계에서 발생할 수 있는 다양한 제작 왜곡들이 시청 피로도에 미치는 영향을 주관적 시청 실험을 통해 분석하였다. 주관적 시청 실험의 객관적 지표 생성을 위해 제작 왜곡의 요인들을 분류하여 7가지의 대표적 시청 피로도 유발 요인을 선정하고, 선정된 각 요인 별 시청 실험을 위해 카메라와 피사체의 움직임 정도를 조합하여 4가지 실험 동영상을 제작하였다. 제작된 실험 영상들은 각기 7단계의 제작 왜곡을 부가하여 5초 단위의 시청 실험 콘텐츠 196개를 생성하였으며, 생성된 콘텐츠와 ITU-R BT.1438 권고에 따라 총 101명의 실험 참가자를 모집하여 주관적 시청 실험을 실시하였다. 실시된 시청 실험의 분석 결과는 제작 현장에서 발생할 수 있는 다양한 왜곡에 대한 상대적인 중요도 및 각 오차에 대한 허용 한계 범위 등에 대한 기본 정보를 제공한다.

Keywords

References

  1. A. Woods, T. Docherty, and R. Koch, "Image distortions in stereoscopic video systems," Proc. of the SPIE Stereoscopic Displays and Applications IV, vol.1915, pp.36-48, 1993.
  2. W. A. Ijsselsteijn, H.de Ridder, and J. Vliegen, "Subjective evaluation of stereoscopic images: Effects of camera parameters and display duration," IEEE Trans. CSVT, vol.10, no.2, pp. 225-233, 2000.
  3. H. Yamanoue, S. Ide, M. Okui, F. Okano, M. Bitou, and N. Terashima, "Parallax distibution for ease of viewing in stereoscopic HDTV," Technical Rep., NHK Lab. No.477, 2002.
  4. F. Kooi and A. Toet, "Visual comfort of binocular and 3D displays," Displays vol.25, no.2-3, pp.99-108, Elsevier B.V. 2004. https://doi.org/10.1016/j.displa.2004.07.004
  5. F. Speranza, W. J. Tam, R. Renaud, and N. Hur, "Effect of disparity and motion on visual comfort of stereoscopic images," in Proc. of the SPIE Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIII, vol.6055, pp.94-103, 2006.
  6. M.T.M. Lambooij, W.A. IJsselsteijn, I. Heynderickx, "Visual discomfort in stereoscopic displays: a review," in Proc. of SPIE Stereoscopic Display and Virtual Reality Systems XIV, vol.6490, 2007.
  7. D. M. Hoffman, A. R. Girshick, K. Akeley, and M. S. Banks, "Vergence-accomodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue," Journal of Vision, vol.8, no.3, pp.1-30, 2008. https://doi.org/10.1167/8.3.1
  8. D. Kim, D. Min, J. Oh, S. Jeon and K. Sohn, "Depth map quality metric for three-dimensional video," in Proc. of the SPIE Stereoscopic Displays and Applications XX, vol.7273, no.19, pp.1-9, 2009.
  9. J. Choi, D. Kim, and K. Sohn, "Visual fatigue evaluation and enhancement for 2D-plus-depth video," in Proc. of the IEEE ICIP, pp.2981-2984, 2010.
  10. 김동현, 최성환, 손광훈, "시청자의 입체시 특성을 고려한 3D 비디오의 피로도 예측," 방송공학회논문지, 제16권 제2호, pp.331-338, 2011. https://doi.org/10.5909/JEB.2011.16.2.331
  11. ITU, "Subjective assessment of stereoscopic television pictures,", ITU-R BT. 1438, 2000.
  12. Bernard Mendiburu, "Fundamentals of stereoscopic imaging," NAB'09 3D Tutorial, Las Vegas Apr. 2009.
  13. 허남호, "3DTV 현황 및 기술전망," 2010 방송통신 산업전망 컨퍼런스, 한국정보통신산업협회 2010년 1월.
  14. A. Berthold, "The influence of blur on the perceived quality and sensation of depth of 2D and stereo images," ATR Human Information Processing Research Lab., Kyoto, Japan, Tech. Rep. H-232, 1997.
  15. Rob Hummel, "3D stereoscopic cinematography," Film and Digital Times, Issue 22-24 pp.70-85, Apr-Jul 2009.