최근 PC 클러스터를 이용한 초고해상도 영상표현 시스템(예: PowerWall$^{TM}$) 혹은 몰입형 가상환경 표현시스템 (예: CAVE$^{TM}$, RealityCenters$^{TM}$) 등과 같은 멀티프로젝션 디스플레이 시스템은 산업, 군사, 과학, 의학 등에 널리 활용되고 있다. 하지만, 이와 같은 멀티프로젝션 디스플레이 시스템은 다수의 PC 클러스터와 프로젝터의 연결에 의해 구성이 되기 때문에 그 제어 방법은 각각의 PC 및 프로젝터의 프로그램과 동작을 반복적으로 실행하여야 한다. 이에 PC 클러스터 및 프로젝터의 직관적인 제어가 가능하고 일괄적으로 운용할 수 있는 환경이 필요하다. 본 연구에서는 멀티프로젝션 디스플레이 시스템의 PC 클러스터 및 프로젝터의 제어와 운용에 관한 것으로, PC 클러스터에 필요한 응용프로그램 일괄실행, 일괄 power 처리와 프로젝터에 필요한 일시중지(Mute), 입력소스선택, 일괄 power on/off 수행 등에 관한 효과적인 인터페이스의 구현 및 제어 방법을 제시하고자 한다.
데스크탑 환경의 멀티미디어 디스플레이 시스템은 고해상도, 대화면의 영상을 제공해 줄 수 있는 반면 제약된 공간에서만 동작하므로 휴대할 수 없는 문체가 있다. PDA, PMP와 모바일 폰과 같은 휴대성을 가지는 멀티미디어 디스플레이 시스템은 해상도가 낮아 사용자에게 충분한 몰입감을 제공 해 주지 못한다. 본 논문에서는 기존의 데스크탑 환경에서 동작하는 프로젝션 기반의 증강현실 시스템을 모바일 플랫폼으로 확장한 프로젝션 기반의 휴대형 멀티미디어 디스플레이 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 PDA와 포켓 프로젝터를 결합한 것으로, PDA에서 전 처리된 멀티미디어 영상을 포켓 프로젝터를 이용하여 임의의 모양을 가지는 스크린에 왜곡 없이 영상을 표시해 줄 수 있다. 개발환경은 Window Mobile 5.0 기반의 ARM 플랫폼을 사용하는 PDA를 이용하였고, 시스템의 최적화를 위하여 x86 플랫폼에 최적화된 OpenCV 라이브러리를 모바일용으로 변환하였다. 또한 모바일 플랫폼에서는 부동소수점 연산으로 인한 시스템의 속도저하 문제가 발생하기 때문에 부동소수점 연산을 정수 연산으로 변환함으로써 처리 속도를 개선하였다. 프로젝션 기반의 디스플레이 시스템을 실현하기 위해서 필요한 기술적인 과제들을 모바일 환경에서 직접 처리해 봄으로써 휴대형 프로젝션 기반의 멀티미디어 시스템의 가능성을 제시한다.
본 논문은 온라인 VR 게임 엔진의 일환으로 몰입시각화 방법의 구현에 관한 것이다. 몰입영상을 제공하기 위한 방법으로 광역의 시야각을 지원하는 프로젝션 디스플레이 구현과 멀티 채널 디스플레이의 스테레오 서라운드를 지원하기 위한 여러 대의 PC 렌더링 시스템, 그리고 이를 지원하는 애니메이션 동기화 방법에 대한 구현상의 방법을 소개 하고자 한다. 새로운 VR 기술들이 정차 시스템의 저가화에 따라 사용자에게 새로운 몰입형 아케이드 게임 환경을 지원하기에 이르렀다. 본 논문에서는 프로젝션 기법을 사용하여 스테레오 이미지 디스플레이가 가능한 방법과 멀티 채널 시스템을 이용한 멀티 모니터를 이용하는 방법에 대한 구현이다. 구현된 방법은 멀티 클러스터 시스템과 멀티 프로젝션 디스플레이 시스템, 스테레오를 구현 그리고 애니메이션의 동기화를 위한 방법으로 나누어 설명하고자 한다.
본 연구는 촬영을 통해 얻어진 투사면을 이용하여 투사면과 프로젝터 사이의 거리를 측정하고, 이미지 내에서 투사면이 가질 수 있는 영상의 원근 왜곡을 보정하는 프로젝션 맵핑에 대한 영상처리 기술을 제안한다. 그리하여, 결과적으로 프로젝터의 초기 설치에 소요되는 시간을 줄이고 변화된 투사면에 적합하게 프로젝션 맵핑이 이뤄짐에 따라 프로젝션 맵핑의 완성도를 높이고자 한다.
본 논문은 온라인 VR 게임 엔진 개발의 일환으로 임의의 형태의 스크린에 대한 프로젝션 디스플레이 할 때 발생하는 왜곡현상을 자동으로 보정하는 시스템 구현 방법에 관한 것이다. 기존에는 모니터와 컴퓨터로 이루어진 일반적인 아케이드 게임의 형태로부터 다양한 VR 장비들과 다수의 사용자가 온라인상에서 게임을 즐기는 멀티 유저용 게임의 형태에 이르기까지 다양한 종류의 상품이 나와 있다. 새로운 VR 기술들이 점차 저가화 됨에 따라 사용자에게 새로운 몰입형 아케이드 게임환경을 제공하기에 이르렀다. 본 논문에서는 프로젝션 기법을 사용하여 단일화 된 디스플레이 스크린을 사용하지 않고 임의의 형태의 스크린에 대한 프로젝션 디스플레이 시스템을 구현하는 방법을 제안하여 협소한 공간에서도 게임 디스플레이가 가능하도록 한다. 또한 본 기술을 다수의 프로젝션 디스플레이로 확장하여 넘은 FOV(Field Of view)를 제공하는 방법을 제안한다.
프로젝션 기반의 증강현실(AR, augmented reality) 시스템이란, 고화질의 가상 정보를 프로젝터를 통하여 정해진 공간에 정확하게 표시해 주는 시스템을 말한다. 대부분의 증강현실 시스템은 사용자의 몰입감을 높이기 위해 고화질, 대 화면을 제공하기 위한 디스플레이 장치를 사용하며, 영상처리의 복잡도에 따른 고성능의 프로세스 장치를 요구하기 때문에 데스크탑 환경에서 이루어졌다. 그러나, 데스크탑 환경에서의 증강현실 시스템은 휴대가 불편하다는 단점을 가진다. 최근 프로젝터의 소형화와 모바일 프로세서의 성능 향상은 휴대가 편리한 모바일 증강현실 시스템의 등장을 가능하게 하였다. 그러나, 모바일 증강현실 시스템은 작은 디스플레이를 이용하여 영상 정보를 표시해 주기 때문에 높은 해상도를 지원할 수 없으며, 사용자의 몰입감을 감소시킨다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 기존의 증강현실 시스템의 단점을 보완하기 위하여 PDA와 소형 프로젝터를 결합하여 프로젝션 기반의 휴대용 멀티미디어 플레이어($PMP^2$ : Portable Multimedia Player using Projection-Based augmented reality)라는 모바일 증강현실 시스템을 제안한다. $PMP^2$는 모바일 프로세서의 대표격이라 할 수 있는 PDA와 휴대용 소형 프로젝터를 이용함으로써 고화질, 대화면의 증강현실 영상을 다수의 사용자가 원하는 장소와 시간에 즐길 수 있도록 해 준다. $PMP^2$는 스크린의 기하 및 컬러에 따른 왜곡을 보상해 줌으로써, 특정한 스크린 없이도 언제 어디서나 사용자에게 정확한 영상을 제공해 준다. 본 논문에서는 다양한 시나리오에 대해 $PMP^2$의 유용성을 검증함으로써 모바일 환경에서의 프로젝션 기반의 증강 현실 시스템의 활용 가능성을 제시한다.
단층영상재구성에 있어서, 프로젝션 데이터를 제한된 각도에서만 관측할 수 있는 경우에는 불충분한 데이터에 의한 왜곡현상이 발생한다. 이러한 왜곡에 대한 해결책으로 선험적 정보 또는 수학적 외삽법 등을 이용하여 관측하지 않은 각도에서의 프로젝션 데이터를 완결하는 기법이 있으나, 부정확한 추정에 의한 새로운 왜곡이 데이터 완결에 의한 효과를 종종 상쇄한다. 본 논문에서는 각도 제한 단층영상재구성 방법으로 여현 역투사 기반 반복적 데이터 완결방법을 제안한다. 제안된 방법은 반복법으로, 현재의 영상으로부터 관측하지 않은 각도에서의 프로젝션 데이터를 계산하고 이를 관측한 각도에서의 프로젝션 데이터와 Radon 변환의 일관성 조건을 이용하여 결합한 후에, 여현 역투사에 적용하여 다음 단계 영상을 재구성한다. 제안된 방법은 선험적 정보를 필요로 하지 않는다는 것과 함께 기대치 최대화에 비해 그 수렴속도가 현저히 빠르다는 장점이 있다. 제안된 방법의 성능은 모의실험을 통해 확인하였다.
프로젝션 맵핑(공간증강현실)은 현실세계에서 다양한 가상의 환영(幻影)을 만들어내는 것으로 최근에 많은 분야에 사용되고 있다. 기존의 프로젝션 맵핑에서는 사용자와의 자연스러운 상호작용으로서 접히거나 구부러지는 것 과 같은 유연한 물체의 기하학적인 변형 속성(예: 용지)의 움직임을 고려하지 않았다. 또한, 정적 물체에 대한 프로젝션 맵핑에 대한 많은 연구가 있었지만, 유연한 타깃의 움직임을 추적하고 사용자와의 상호작용 측면에서 모양이 변형된 물체에 맵핑을 정확히 하는 다이내믹 프로젝션 맵핑은 여전히 도전해야할 연구 분야이다. 따라서 본 논문에서는 Unity3D와 ARToolkit을 이용한 실험을 통해 단단하지 않은 물체에 대한 견실한 추적과 정확한 맵핑 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 큐빅 베지어 곡면 형성, 움직임 변형 값 렌더링 과정, 멀티플 마커 인식과 트래킹 과정, 실시간 웹캠 지속 촬영의 4가지 실험 단계로 구성된다. 사용자는 물체에 변형을 주기 위해 직접 접고, 휘고, 구부리고 비틀 수 있다. 제안 방법은 세 가지 긍정적인 결과를 도출할 수 있다. 첫째, 물체의 형태가 강하게 변형되어 있어도 감지 가능하다. 둘째, 사용자가 직접 물체에 변형을 주는 과정에서 물체의 일부분을 차단하고 있을 때의 Occlusion오류를 줄일 수 있어 정확한 트래킹을 할 수 있다. 셋째, 제안 방법의 견실하고 정확함은 빠른 속도로 물체의 움직임을 감지하게 하므로 실시간으로 결과 값을 물체에 투영할 수 있다.
본 논문에서는 잘못된 인쇄로 인한 문서상의 잡영이 생기거나 문자 훼손이 있는 문서영상을 복원 하고자 한다. 제안하는 방법은 문서영상을 스캐너로 읽어들여 잡영을 제거 한 뒤 훼손된 숫자 영상에 대해서 프로젝션을 이용하여 숫자 열을 낱낱의 숫자로 분할한다. 각각의 숫자에 대해서 크기가 일정하도록 정규화를 시킨 다음, Backpropagation을 이용하여 훼손된 숫자를 학습하였다. 학습시킨 다음 원 영상과 훼손된 영상을 각 픽셀단위로 비교하여 4-방향 마스크를 이용하여 원래의 숫자 영상으로 복원하도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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