Stereoscopic Effect of 3D images according to the Quality of the Depth Map and the Change in the Depth of a Subject

깊이맵의 상세도와 주피사체의 깊이 변화에 따른 3D 이미지의 입체효과

In this paper, we analyze the effect of the depth perception, volume perception and visual discomfort according to the change of the quality of the depth image and the depth of the major object. For the analysis, a 2D image was converted to eighteen 3D images using depth images generated based on the different depth position of a major object and background, which were represented in three detail levels. The subjective test was carried out using eighteen 3D images so that the degrees of the depth perception, volume perception and visual discomfort recognized by the subjects were investigated according to the change in the depth position of the major object and the quality of depth map. The absolute depth position of a major object and the relative depth difference between background and the major object were adjusted in three levels, respectively. The details of the depth map was also represented in three levels. Experimental results showed that the quality of the depth image differently affected the depth perception, volume perception and visual discomfort according to the absolute and relative depth position of the major object. In the case of the cardboard depth image, it severely damaged the volume perception regardless of the depth position of the major object. Especially, the depth perception was also more severely deteriorated by the cardboard depth image as the major object was located inside the screen than outside the screen. Furthermore, the subjects did not felt the difference of the depth perception, volume perception and visual comport from the 3D images generated by the detail depth map and by the rough depth map. As a result, it was analyzed that the excessively detail depth map was not necessary for enhancement of the stereoscopic perception in the 2D-to-3D conversion.

본 연구에서는 피사체의 깊이와 깊이 표현의 상세레벨(detail level)을 각기 다르게 조정한 깊이맵을 이용하여 2D-to-3D 입체변환을 수행하고, 변환된 입체 이미지를 기반으로 시청자 평가 실험을 진행하여 피사체의 절대적 깊이 변화와 배경간의 깊이 차이에 따라 깊이맵의 상세레벨이 깊이감, 볼륨감, 불편감에 미치는 효과를 분석하였다. 주객체의 깊이는 3 레벨로 조정하였고, 또한, 주객체와 배경과의 상대적 깊이 차이도 하나의 독립변인으로 분석하기 위하여 3 레벨로 조정하였다. 깊이맵의 깊이 표현의 상세레벨을 다시 3레벨로 나누어, 이들 조건을 만족하는 18개의 깊이맵을 정의하고 이를 기반으로 실험을 위한 입체영상을 생성하였다. 18개의 입체영상을 실험참가자에게 보여 주고 설문을 통하여 각 영상별로 실험자들이 느끼는 주관적 입체감, 볼륨감, 불편감을 조사하였다. 그 결과 주 피사체의 절대적 위치와 피사체-배경간의 상대적 거리차이가 달라짐에 따라 깊이맵의 상세도가 깊이감, 볼륨감, 불편감에 미치는 영향력이 달라지는 결과를 얻었다. 단색 깊이맵의 경우는 주객체의 절대적 깊이위치에 상관없이 전반적으로 볼륨감을 크게 훼손하고, 스크린의 안쪽에 객체가 위치하는 경우, 다른 상세레벨의 깊이맵에 비해 깊이감도 크게 저하시키는 효과를 보이기 때문에 주객체의 절대적 위치와 상관없이 사용을 피하는 것이 바람직 한 것으로 분석되었다. 또한, 세밀한 깊이맵과 간략한 깊이맵을 적용하였을 때 실험자가 입체감을 크게 다르게 느끼지 못하는 것으로 나타남에 따라 입체변환시 모든 장면에 너무 과도하게 상세한 깊이맵을 구성할 필요가 없는 것으로 분석되었다.