• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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• pp.859-864
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• 2006

Mean shift 는 데이터의 특징을 잘 살려내는 None-parametric 방법으로, 특히 영상처리분야에서 많은 각광을 받아왔다. 하지만 좋은 결과를 보장하는 뛰어난 성능에도 불구하고, 높은 메모리소요와 긴 처리시간에 기인하여, 비디오처리 등의 분야에 적용하기엔 현실적인 제약점이 있다. 상기한 제약점을 극복하기 위해, 본 시스템은 비디오를 분석하여 전경과 후경으로 나눈다. 본 논문은 전경으로 분류된 부분에 대해 각 분리된 개체를구분하고, 좌표변환(coordinate shift)을 실행하여 연산을 할 비디오의 연산의 규모를 줄이는 방법론을 제시한다. 이러한 처리로 매우 많은 처리시간이 단축됨을 실험을 통해 알 수 있었다. 다음으로, 나뉘어진 전경에 3D mean shift를 적용하여 생성된 결과물에 대하여 3D cluster data structure 를 생성하고, 이를 이동하여 인터랙티브 에디팅이 가능하도록 하였다. 후경으로 나뉜 데이터는 이미지 한 장으로 축약이 되며, 2D mean shift 기반의 interactive cartooning system 을 통하여 만화화가 된다. 본 논문은 만화 특유의 단순한 톤을 표현하기 위해, 세밀한 분할이 필요한 부분과 그렇지 않은 부분을 따로 구분하여 처리하는 레이어처리방법을 제안한다. 위의 과정을 여러 실사이미지에 적용, 실험해본 결과 기존의 연구결과에 비해 매우 짧은 시간 내에 대상의 특징이 잘 나타낸 양질의 결과물이 생성되었다. 이러한 결과물은 출판, 영상편집분야 등 여러 분야에서 요긴하고 간편하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.409-413
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• 2008

최근, 3차원 그래픽스 기술은 애니메이션 필름 제작에 있어서 자주 사용된다. 그러나 많은 애니메이션 필름들은 3차원 그래픽스 기술을 사용하여 제작되더라도, 2차원 셀 애니메이션 효과를 내려고 한다. 3차원 그래픽스 기술을 이용하여 2차원 셀 애니메이션의 효과를 내기 위해서는 렌더링에는 카툰 렌더링이 사용 된다. 그러나 이를 제외하고도 몇 가기 기술이 더 필요한데, 그중 하나가 만화 캐릭터(character)의 만화스러운 움직임이다. 기존의 연구 중에는 기존의 모션을 만화적 모션으로 변형하려는 시도가 있었으나, 셀 애니메이션의 캐릭터 움직임과 차이가 있었다. 또 생성된 모션이 만화적 모션인가 하는 의문에 대한 평가 기준이 없기 때문에, 만화적 모션의 모호성 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 직접 애니메이션에서 모션을 얻어내는 시스템을 제안한다. 2차원 애니메이션 동영상에서 2차원 캐릭터의 자세를 보고 3차원 캐릭터의 자세로 반자동 맵핑하여, 3차원 캐릭터의 애니메이션 키 프레임을 생성하고, 이 키 프레임간의 보간을 통해 3차원 캐릭터 애니메이션을 생성한다. 생성된 3차원 캐릭터 애니메이션은 만화적 움직임을 갖게 되며, 2차원 캐릭터의 자세와 움직임을 기준으로 만들었기 때문에, 만화적 모호성을 극복할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.123-133
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• 2011

본 논문에서는 3차원 물체를 카툰 스타일로 렌더링하는 툰 쉐이딩에 3차원 텍스처를 활용하는 새로운 방법론을 제안한다. 1차원 텍스처를 사용하는 기존의 툰 쉐이딩에서는 주어진 조명 벡터와 물체 곡면의 법선 벡터 간의 상대적인 위치와 방향에 따라 쉐이딩 톤을 표현하고 있다. 1차원 텍스처만으로는 시점에 따른 톤의 변화를 표현하는데 한계가 있으므로 Barla 등은 2차원 텍스처로 확장하여 원근감, 안개효과 등 시점에 따라 변화하는 효과를 1차원 추가하였다. 본 논문에서는 3차원 텍스처로 확장하여 곡률, 세일리언시, 좌표 등 물체의 기하정보를 또 다른 1차원으로 추가함으로써 만화적 스타일 다양화를 위한 2가지 확장을 시도한다. 첫 번째는 기하정보에 따라 실루엣이나 하이라이트를 강조하는 형태 과장 효과를 추가하는 것이고 두 번째는 스크린 톤이나 아웃포커싱 등 만화에서 자주 등장하는 만화 고유의 효과를 추가하는 것이다. 이 접근방식의 유효성은 여러 가지 3D 물체를 기존에 표현하지 못하는 다양한 만화적 스타일로 렌더링한 예를 보임으로써 증명한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.102-109
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• 2009

본 논문에서는 M.C. Escher의 작품들에서 볼 수 있는 비현실적 그림을 생성할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 초점을 맞추는 비현실적 그림 스타일은 물체의 높이값을 속임으로써, 관찰자의 시점에서 관찰하였을 때 오르막(혹은 내리막)이 현실적으로 불가능하게 고리형으로 맞물려 있는 비현실적 그림이다. 제안하는 알고리즘은 해당 그림이 물리적인 높이의 개념을 반영한 것이 아니라, 화가 자신이 고리형 경로에 임의로 높이가 증가하는 것처럼 보이는 방향을 설정하였다는 이론적인 분석에 기반하고 있다. 기본적인 아이디어는 계층적 깊이 영상을 이용하여 오르막 방향으로 전진할 때 실제 높이값은 증가하지 않지만, 계층적 깊이 영상의 계층값을 조작하여 인접한 물체들 간의 높낮이가 존재하는 것처럼 보이도록 하는 것이다. 본 논문에서는 사용자가 고리형 경로와 각 물체에 대한 계층값을 디자인할 수 있는 시스템을 제안하고 이를 통해 제작된 다양한 비현실적 그림을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권4호
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• pp.353-361
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• 2000

컴퓨터 그래픽스에서 모델링 요소를 선택하는 것은 사실적인 이미지를 실시간에 생성하는데 중요한 영향을 미친다. 특히 부정형 물체를 모델링하는데 있어서 적은 양의 데이타, 용이한 렌더링 및 확장성은 모델링 요소의 중요한 선택 기준이 된다. 음함수 곡면을 표현하는 많은 모델링 방법들 중 하나인 메타볼 모델은 적은 양의 데이타로 복잡한 곡면을 모델링할 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나 곡면이 아닌 육면체와 같은 평면으로 구성되는 물체를 메타볼로 모델링하게 되면 다각형으로 모델링하는 것보다 더 많은 수의 데이타량을 요구하게 된다. 본 논문은 메타볼의 장점을 수용하면서 적은 수의 데이타로 평면형태의 물체까지 모델링할 수 있는 메타볼의 확장 형태인 메타큐브를 제안한다. 메타큐브는 두 개의 매개 변수 값에 의해 구에서 정육면체까지 자유로운 확장이 가능하므로 적은 수의 데이타로 곡면과 평면이 혼합된 물체를 쉽게 모델링할 수 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.33-38
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• 2011

본 논문에서는 입력 대상 이미지를 만화와 같은 영상으로 만드는 방법으로 참조 이미지를 사용하는 방법을 제안한다. 본 논문은 미리 정의된 참조 이미지를 사용하여 대상을 변형한다. 이를 위하여 통적 외형 모델(AAM)을 사용하여 대상 이미지로부터 특징점을 추출하고, 추출된 특징점과 선택된 참조 이미지의 특징점을 기준으로 대상 이미지를 와핑(warping)한다. 변형된 대상 이미지를 추상화(abstraction)한 뒤, 에지를 추출하고 명도 영역을 양자화(quantization)하는 것으로 만화와 같은 단순화된 결과 이미지를 생성한다. 과장되어 표현된 만화 스타일 이미지를 참조 이미지로 사용하는 것으로 만화의 두 주요한 특징인 과장된 표현과 단순화가 같이 적용된 결과 이미지틀 생성할 수 있다. 본 논문의 방법은 대상 이미지의 변형 정도를 조절하거나 변형에 사용할 참조 이미지를 바꾸는 것으로 다양하게 표현된 결과를 생성하는 것이 가능하다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.31-40
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• 2009

오늘날 실제 사람의 움직임을 촬영하여 얻은 동작 데이터는 영화제작, 게임 개발, 재활의학, 스포츠 분석 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 시간에 따라 변화하는 일련의 자세로 이루어진 동작 데이터는 그 내용을 신속하고 정확하게 파악하는 것이 쉽지 않다. 이는 특히 많은 양의 동작데이터를 관리하고 원하는 동작을 찾고자 할 때 장애가 되곤 한다. 널리 사용되는 한 가지 방법은 동영상을 재생하듯이 관찰 시점을 진전시키는 동시에 3차원 공간상의 시야를 조절하는 것이다. 하지만 이 방식은 시점과 시야의 두 요소를 함께 고려하면서 데이터의 길이에 비례하는 시간 동안 지속적인 상호작용을 수행하여야 하는 번거로움을 야기한다. 본 논문은 동작 데이터를 분석하여 일련의 효과적인 관찰 시점 및 시야를 자동으로 찾아내고, 이로부터 생성된 이미지 시퀀스를 만화책 레이아웃 형식으로 배치하는 새로운 시각화 방법을 제안한다. 사용자는 만화책을 읽는 것처럼 바르게 전체 흐름을 파악할 수 있고, 원하는 동작이 등장하는 부분을 쉽게 찾아낼 수 있다. 이동, 권투, 환경과의 상호작용 등 여러 종류의 동작 데이터를 만화책 형식으로 시각화한 결과를 보임으로써 제안된 방법의 유용성을 확인하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.27-33
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• 2008

본 논문에서는 입력으로 들어온 사람의 얼굴 영상으로부터 간략하면서도 인물의 특성이 잘 반영되도록 스타일화된 일러스트레이션 영상을 만드는 방법을 제시한다. 이를 위해 입력으로 들어온 영상으로부터 얼굴 영역 및 각 구성요소들을 인식하고, 그 결과를 효과적인 스타일화에 이용한다. 실제 스타일화는 크게 주요 부분을 간단한 톤으로 표현해주는 톤 그리기 부분과 해당 부분을 적은 선으로 효과적으로 묘사하는 선 그리기 부분으로 나뉘며, 이 두 부분에 머리카락이 나 옷 부분 등에 추가적인 효과를 더하여 이루어진다. 이러한 스타일화 과정은 일반적으로 사람이 그린 그림과 같이 극도의 추상화과정을 거쳐 보다 적은 표현으로 대상의 특징을 잘 살려주는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 여백을 살리는 간단한 표현으로도 대상을 효과적으로 묘사하는 동양화 기법을 응용한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.28-39
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• 2011

멀티미디어 산업의 발달과 함께 디지털 콘텐츠 시장의 확산을 가져오고 있다. 그 중 인터넷 만화와 같은 디지털 만화 시장의 확장은 급속하게 커지고 있어서, 콘텐츠의 부족과 다양성 때문에 동영상 카투닝에 대한 연구가 계속되고 있다. 지금까지는 동영상 카투닝은 비사실적 렌더링과 말풍선에 초점이 맞추어졌으나, 이러한 것들을 적용하기 위해서는 카투닝 서비스에 적합한 프레임 추출이 우선시 되어야만 한다. 기존의 방법으로는 동영상의 장면전환이 일어나는 샷(shot)안의 프레임을 추출하여, 사용자가 지정한 영역을 임의의 색상으로 렌더링(Rendering)하는 시스템이 있다. 하지만 이러한 방법은 사람의 손을 거치는 반자동적인 방법으로서 정확한 프레임 추출을 위해 사람의 손을 거쳐야하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고, 보다 정확한 카투닝에 적용할 프레임을 추출하기 위해 오디오 및 비디오 분리를 통한 방법을 제안한다. 먼저 동영상으로부터 오디오와 비디오를 분리한다. 오디오는 먼저 MFCC와 영교차율의 특징을 추출하고, 이 특징 정보를 미리 학습된 데이터와 GMM 분류기를 통하여 음악, 음성, 음악+음성으로 분류한 후 음성 영역을 설정한다. 비디오는 히스토그램을 이용한 방법과 같은 일반적인 장면전환 프레임을 추출 후 얼굴 검색을 통해서 만화에서 의미가 있는 프레임을 추출한다. 그 후 음성 영역내에 얼굴이 존재하는 장면전환 프레임이나 일정 시간동안 음성이 지속되는 영역 중 장면전환 프레임을 추출하여 동영상 카투닝에 적합한 프레임을 자동으로 추출한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.11-22
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• 2017

본 연구는 영상처리 알고리즘을 활용하여 영상 기반의 카툰을 제작하는 저작 시스템인 IMToon(IMage-based carToon)을 제안한다. 제안하는 IMToon은 영상을 기반으로 하여 일반 사용자들도 쉽고 효율적으로 카툰을 구성하는 프레임들을 제작할 수 있도록 한다. 이를 위해 저작시스템을 크게 카툰 이펙터와 대화형 이야기 편집기의 두 기능으로 나누어 설계한다. 카툰 이펙터는 입력 영상을 카툰 형식의 영상으로 자동 변환하는 기능으로 영상기반 카툰 쉐이딩과 윤곽 드로잉의 단계로 진행된다. 영상기반 카툰 쉐이딩은 사용자로부터 원하는 장면의 사진을 입력으로 받아 입력 사진의 컬러 모델에서 명암 정보를 분리하고, 원하는 단계의 음영대로 단순화하여 카툰 형식의 영상으로 생성하는 방법이다. 그리고 테두리 검출을 통해 쉐이딩된 영상에 윤곽선을 적용시키는 윤곽 드로잉 단계를 거쳐 최종적으로 카툰 형식의 영상을 생성한다. 대화형 이야기 편집기는 웹툰이나 만화책과 같이 이야기를 전달하는 완성된 카툰의 한 장면을 생성하기 위하여 말풍선과 자막 등을 대화형 구조로 입력하는 기능이다. 여기에 단일 영상을 카툰방식으로 변환하는 카툰 이펙터를 비디오로 확장시켜 정지 영상 뿐 아니라 동영상에도 응용할 수 있도록 설계한다. 마지막으로 제안한 IMToon 시스템을 통해 사용자가 원하는 카툰을 영상을 기반으로 보다 쉽고 효율적으로 제작할 수 있는지 여부를 다양한 실험을 통해 확인한다.