KR20070092006A - 3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이수록된 기록매체 - Google Patents

3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이수록된 기록매체 Download PDF

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KR20070092006A
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Abstract

3차원 스캐닝 장치에 의해 스캐닝된 피사체의 캡쳐 영상을 3차원 영상으로 처리하는 방법에 있어서, (A) 상기 3차원 스캐닝 장치가 피사체를 적어도 2개 이상의 복수 영역으로 분할하여 스캐닝하고, 상기 스캐닝된 피사체의 영역별 캡쳐 영상을 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계; (B) 상기 영역별 캡쳐 영상을 3차원 영상 전처리 데이터로 변환하는 단계; 및 (C) 상기 3차원 영상 전처리 데이터를 합성하여 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 3차원 스캐닝 장치로 부터 전송된 피사체의 영역별 캡쳐 영상이 호스트 컴퓨터에 의해 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 자동 변환됨으로써, 사용자에게 개선된 작업 환경을 제공하고, 사용자가 용이하게 3차원 피사체 이미지를 수득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 3차원 영상 전처리 데이터를 레지스터링, 머징, 데시메이션 및 홀 필링함으로써, 3차원 피사체 이미지의 정밀도 및 완성도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
3차원, 영상, 처리, 스캐닝, 피사체

Description

3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이 수록된 기록매체{Method for processing three-dimensional image and Computer readable medium thereon computer program for perferming the method}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 3차원 영상 처리 과정을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 영상 처리를 구현하기 위한 시스템의 배치를 블럭으로 도시한 장치 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 피사체의 캡쳐 영상을 호스트 컴퓨터로 전송하는 과정을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피사체의 다중 분할 스캐닝을 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 패턴 이미지가 피사체에 투사되는 과정을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 영상 처리 과정을 도시한 순서도.
도 8 내지 도10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캡쳐 영상이 3차원 영상 전처리 과정에 의해 3차원 데이터로 변환되는 과정을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 캡쳐 영상이 3차원 데이터 처리된 것을 도시한 도면.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 영상 합성 처리 과정을 도시한 도면.
<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>
100...3차원 스캐닝 장치 110...스캐닝부
120...제어부 130...통신 인터페이스
200...호스트 컴퓨터 210...입력부
220...출력부 230...데이터베이스
240...통신 인터페이스 250...버스
260...중앙 연산 처리 장치 300...피사체
300'...3차원 피사체 영상 400...기준 좌표
본 발명은 3차원 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3차원 스캐닝 장치로 부터 전송된 피사체의 다중 분할된 영상들을 자동으로 조합 및 보정 하여 하나로 통합된 3차원 피사체 이미지로 자동 변환하는 3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이 수록된 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로, 피사체의 3차원 스캐닝은 3차원 스캐너(Scanner) 및 3차원 디지타이저(Digitizer)를 포함하는 3차원 스캐닝 장치를 이용하며, 피사체에 광 패턴 이미지를 투사하고 피사체에 투사된 이미지를 캡쳐함으로써 구현된다.
이러한 피사체를 스캐닝하는 기술은 피사체에 레이저 빔을 투영한 후 반사되는 빔을 분석해 입체 영상을 얻는 광 삼각 방식과, 물결 무늬처럼 일정한 간격의 줄무늬가 있는 격자에 물체를 비추면 물체의 굴곡에 따라 줄무늬가 곡선처럼 보이는 간섭 현상을 이용해 입체 형상을 만들어내는 모아레 방식이 있다.
광 삼각 방식은 레이저 다이오우드에서 피사체에 레이저 빔을 투영시킨 후 CCD 카메라로 물체 표면 굴곡에 따라 변형되어 반사되는 레이저광을 획득하여 기하학적 관계로 부터 피사체의 3차원 좌표를 산출하는 방식이다. 여기서, 광 삼각 방식은 피사체를 측정하기 위해 기계 구동 시스템을 이용해 상하로 이동하는 스케닝 방식이다.
모아레 방식은 순차적으로 회전하는 로터리 휠에 의해 연동하는 가로 및 세로 줄무늬로 형상화된 다수의 패턴 필름이 순차적으로 회전하고, 램프에 의해 투사된 다수의 패턴 이미지가 피사체의 표면에 가로 또는 세로 그림자를 만들면 이 그림자는 피사체의 형상에 따라 휘어지게 되어 물결 모양의 등고선 무늬를 나타내게 되는데 이는 피사체의 형상 정보를 가지고 있어서 이를 분석하여 3차원 좌표값을 얻는 스케닝 방식이다.
전술한 3차원 스캐닝 장치는 광 삼각 방식 또는 모아레 방식을 이용하여 스캐닝된 캡쳐 이미지를 컴퓨터로 전송한다. 이때, 3차원 스캐닝 장치는 피사체를 여러 각도로 분할하여 스캐닝하는데, 이는 피사체의 3차원 이미지를 컴퓨터 상에서 전체적으로 나타내기 위함이다. 즉, 비너스 석고상을 예로 들면, 피사체인 비너스 석고상을 최소한 전ㆍ후 내지 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우ㆍ상ㆍ하의 다중 영역으로 분할하여 스캐닝한다.
여기서, 컴퓨터로 전송된 다수의 피사체 캡쳐 이미지는 조합 및 보정되어 3차원 영상 처리되는데 도 1을 참조로 종래의 3차원 영상 처리 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사용자는 컴퓨터의 데이터베이스에 저장된 제 1 내지 제 N 캡쳐 이미지를 추출하기 위한 명령을 각각 입력하여 다수의 피사체 캡쳐 이미지를 추출하고(S1), 추출된 캡쳐 이미지 각각을 마우스 드레그(Drag) 등의 수작업으로 하나의 공간 좌표상에 이동 및 조합시키고(S2), 마우스 클릭 또는 터치펜을 이용한 수작업을 통해서 조합된 이미지를 보정하여 다수의 피사체 캡쳐 이미지를 3차원 피사체 이미지로 생성한다(S3 및 S4).
그러나, 종래의 3차원 영상 처리 과정은 캡쳐 이미지 추출, 추출된 이미지의 조합 및 조합된 이미지의 보정하는 전 단계를 사용자의 수작업에 의존하므로, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 사용자의 컨디션에 따라 정밀하게 이미지를 조합 및 보정하는데 한계가 있으며, 수작업으로 인한 오류 이미지 발생율이 증가하 는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 3차원 스캐닝 장치로 부터 전송된 다수의 피사체 캡쳐 이미지를 하나의 3차원 피사체 이미지로 변환하는 전 과정이 컴퓨터에 의해 자동으로 구현되는 3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이 수록된 기록매체을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 용이하게 3차원 피사체 이미지를 수득하도록 함으로써, 사용자에게 개선된 작업 환경을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 영상 처리 방법은, 3차원 스캐닝 장치에 의해 스캐닝된 피사체의 캡쳐 영상을 3차원 영상으로 처리하는 방법에 있어서, (A) 상기 3차원 스캐닝 장치가 피사체를 적어도 2개 이상의 복수 영역으로 분할하여 스캐닝하고, 상기 스캐닝된 피사체의 영역별 캡쳐 영상을 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계; (B) 상기 영역별 캡쳐 영상을 3차원 영상 전처리 데이터로 변환하는 단계; 및 (C) 상기 3차원 영상 전처리 데이터를 합성하여 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 (A) 단계는, (A1) 상기 3차원 스캐닝 장치가 피사체에 특정 파장대의 광선을 영역별로 투사하고, 상기 피사체의 영역별 표면에 생성된 영상을 캡쳐하는 단계; (A2) 상기 피사체의 영역별 캡쳐 영상을 디지털 신호로 변 환하는 단계; 및 (A3) 상기 디지털 신호를 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 피사체는 인체, 동물 또는 사물이고, 상기 (A1) 단계의 3차원 스캐닝 장치는 피사체를 중심으로 이동하는 광 프로젝터 및 센서 카메라를 포함하며, 상기 (A1) 단계의 광선은 레이저빔 또는 광 패턴 이미지이다.
본 발명에 있어서, 상기 (B) 단계는, (B1) 상기 영역별 캡쳐 영상과 기준 좌표가 교차하는 3차원 좌표값을 추출하는 단계; (B2) 상기 3차원 좌표값을 점군 데이터(Point Cloud)로 변환하는 단계; 및 (B3) 상기 점군 데이터를 3차원 데이터(STL)로 변환하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 (B1) 단계의 기준 좌표는 3차원 스캐닝 장치에 피사체가 세팅되는 세팅 공간과 축적 비율이 매칭되는 3차원 고정 격자계이다.
본 발명에 의하면, 상기 (C) 단계는, (C1) 상기 피사체의 영역별 3차원 영상 전처리 데이터를 기준 좌표와 매칭되는 하나의 좌표계에 정렬하는 레지스터링(Registering) 단계; (C2) 상기 레지스터링된 3차원 영상 전처리 데이터들을 하나로 병합하여 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 머징(Merging) 단계; (C3) 상기 머징된 3차원 영상 합성 데이터를 경량화시키는 데시메이션(Decimation) 단계; 및 (C4) 상기 데시메이션된 3차원 영상 합성 데이터의 사각(死角) 및 굴곡 영역을 보정하는 홀 필링(Hole filling) 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 (C2) 단계는 3차원 영상 전처리 데이터 간의 중첩(Overlap) 영역을 삭제하여 연속성이 보정된 인터페이스 영역을 생성한다.
또한, 상기 (C3) 단계는 피사체의 전체 형상을 유지하면서 3차원 영상 합성 데이터의 화소수를 감소시킨다.
아울러, 상기 (C4) 단계에서 사각 및 굴곡 영역의 보정은 연접한 데이터의 3차원 좌표값을 추정하여 화소 가감에 의해 구현된다.
본 발명에 따르면, 상기 (A) 단계 내지 (C) 단계는 호스트 컴퓨터에 의해 자동 실행된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 3차원 영상 처리 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 3차원 영상 처리는 3차원 스캐닝 장치로 부터 전송된 피사체의 캡쳐 이미지가 호스트 컴퓨터에 탑재된 3차원 영상 처리 프로그램에 의해 3차원 영상 합성 데이터로 자동 변환됨으로써 구현된다. 이때, 상기 피사체는 인체, 동물 또는 사물을 포함한다.
상기 3차원 영상 처리를 위한 3차원 스캐닝 장치 및 호스트 컴퓨터의 장치 구성을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 3차원 스캐닝 장치(100)는 스캐닝부(110), 제어부(120) 및 통신 인터페이스(130)를 포함하고, 상기 호스트 컴퓨터(200)는 입력부(210), 출력부(220), 데이터베이스(230), 통신 인터페이스(240), 버스(BUS, 250) 및 중앙 연산 처리 장치(CPU, 260)를 포함한다.
상기 3차원 스캐닝 장치(100)의 스캐닝부(110)는 피사체에 광 패턴 이미지를 투사 및 캡쳐하는 수단이고, 상기 제어부(120)는 호스트 컴퓨터(200)에서 전송한 데이터를 기초로 스캐닝부(110)를 제어하는 수단이고, 상기 통신 인터페이스(130)는 3차원 스캐닝 장치(100)와 호스트 컴퓨터(200)간의 데이터 교환을 가능하게 하는 수단이다. 이때, 상기 스캐닝부(110)는 피사체에 광 패턴 이미지를 투사 및 캡쳐하는 수단으로써, 제어부(110)의 제어에 따라 다중 캡쳐된 이미지들을 호스트 컴퓨터(200)로 전송한다. 아울러, 상기 스캐닝부(110)는 피사체를 중심으로 다수 배치되나 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 단수의 스캐닝부(110)가 피사체를 중심으로 이동하거나, 상기 단수의 스캐닝부(110)가 고정되고 피사체가 소정 각도로 회전 이동할 수 있다.
상기 호스트 컴퓨터(200)의 입력부(210)는 스캐닝을 위한 피사체 정보, 스캐닝 실행 및 3차원 영상 처리 명령을 입력하기 위한 수단이고, 상기 출력부(220)는 피사체의 스캐닝 결과 즉, 피사체의 3차원 영상 이미지가 디스플레이되는 수단이 고, 상기 데이터베이스(230)는 3차원 스캐닝 장치(100)로 부터 전송된 다중 캡쳐 영상 데이터(231), 상기 다중 캡쳐 영상 데이터(231)가 3차원 데이터(STL, Standard Template Library)로 변환된 3차원 영상 전처리 데이터(232), 상기 3차원 영상 전처리 데이터(232)가 조합 및 보정되어 입체감있는 피사체 이미지로 변환된 3차원 영상 합성 데이터(233) 및 3차원 스캐닝의 제어 및 3차원 영상 처리를 위한 3차원 영상 처리 프로그램(234)을 저장하는 수단이고, 상기 통신 인터페이스(240)는 호스트 컴퓨터(200)와 3차원 스캐닝 장치(100) 상호간의 데이터 교환을 가능하게 하는 수단이고, 상기 중앙 연산 처리 장치(260)는 데이터베이스(230)에 저장되어 있는 3차원 영상 처리 프로그램(234)을 기초로 버스(250)에 접속된 입력부(210), 출력부(220) 및 데이터베이스(230)를 제어하는 수단이다.
전술한 3차원 스캐닝 장치가 피사체를 스캐닝하고, 상기 스캐닝된 피사체의 캡쳐 영상을 호스트 컴퓨터로 전송하는 과정을 도 2 내지 도 6을 참조로 설명하면 다음과 같다.
도면들을 참조하면, 상기 3차원 스캐닝 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 피사체인 구(球, 300)를 중심으로 사방 배치된 복수의 스캐닝부(111 내지 114)를 구비하고, 상기 스캐닝부(111 내지 114) 각각은 스케닝 방식에 따라 소정 파장대의 광 패턴 이미지를 피사체(300)로 투사하는 광 프로젝터(미도시) 및 상기 피사체(300)의 표면에 생성된 광 패턴 이미지를 캡쳐하는 센서 카메라(미도시)를 구비한다. 여기서, 상기 복수의 스캐닝부(111 내지 114) 각각은 피사체(300)를 다중 영역(Ⅰ내지 Ⅳ)으로 분할하여 수직 이동하면서 스케닝한다(S110).
상기 복수의 스캐닝부(111 내지 114)는 피사체(300)의 다중 영역별(Ⅰ내지 Ⅳ) 위치 및 수직 구간별 위치에서 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수평 또는 수직 음영으로 변환된 다수 프레임의 광 패턴 이미지를 피사체(300)로 투사하고, 상기 피사체(300)의 표면을 따라 생성된 다수의 줄무늬 영상을 캡쳐한다. 이때, 상기 3차원 스캐닝 장치(100)의 제어부(120)는 피사체(300)에 대한 스캐닝이 완료되었는가를 판단한다(S120).
상기 3차원 스캐닝 장치(100)의 스캐닝이 완료되면, 상기 복수의 스캐닝부(111 내지 114)에 구비된 센서 카메라(미도시)는 제어부(120)의 제어에 따라 피사체(300)의 영역별(Ⅰ내지 Ⅳ) 캡쳐 영상을 이진화된 디지털 신호로 변환된 캡쳐 영상 데이터를 생성하고(S130), 상기 생성된 캡쳐 영상 데이터를 호스트 컴퓨터(200)로 전송한다(S140).
본 발명의 실시예에서, 상기 디지털화된 피사체(300)의 영역별(Ⅰ내지 Ⅳ) 캡쳐 영상 데이터는 호스트 컴퓨터(200)에 탑재된 3차원 영상 처리 프로그램에 의해 자동 가공되는데, 도 7 내지 도 13을 참조로 3차원 영상 처리 과정을 설명하면 다음과 같다.
도면들을 참조하면, 상기 3차원 영상 처리 과정은 호스트 컴퓨터로 전송된 피사체의 영역별 캡쳐 영상 데이터를 기초 가공하여 3차원 영상 전처리 데이터로 변환하는 단계(S200) 및 상기 3차원 영상 전처리 데이터를 병합하여 입체감있는 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 단계(S300)를 포함한다.
상기 피사체의 영역별 캡쳐 영상 데이터를 3차원 영상 전처리 데이터로 변환 하는 단계(S200)는 먼저, 상기 영역별 캡쳐 영상 데이터를 기준 좌표에 매칭시켜 영역별 캡쳐 영상의 3차원 좌표값을 추출하는데(S210), 도 8에 도시된 바와 같이, 기준 좌표(400)와 소정 영역의 캡쳐 영상이 교차하는 교차점(331 내지 337)을 추출하여 (x, y, z)의 3차원 벡터값으로 정의되는 좌표값을 계산 및 추출한다.
이때, 상기 기준 좌표(400)는 큐빅으로 형상화되는 3차원 고정 격자계로 3차원 스캐닝 장치에 피사체가 세팅되는 세팅 공간과 축적 비율이 매칭된다. 구체적으로 설명하면, 상기 세팅 공간을 3차원 격자로 형상화하여 일정 비율의 축적으로 축소시키면 상기 기준 좌표(400)와 동일하게 매칭된다. 즉, 상기 피사체가 세팅 공간상에 세팅되는 것은 기구적으로 매칭되는 기준 좌표(400)의 범위내에 세팅됨을 의미한다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 소정 영역의 3차원 좌표값을 점 형태의 집합체인 점군 데이터(Point Cloud, 330)로 변환하고(S220), 상기 점군 데이터(330)를 도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 폴리곤(Polygon)으로 형상화되는 메쉬(Mesh) 타입의 3차원 데이터(STL)로 변환한다(S230). 이때, 상기 폴리곤은 입체 형상을 나타내는 최소 단위이다.
이후, 나머지 영역의 캡쳐 영상 데이터를 순차적으로 3차원 데이터로 변환시키는데, 상기 도 11에 도시된 바와 같이, 다른 영역의 캡쳐 영상 데이터를 기준 좌표에 매칭시켜 영역별 캡쳐 영상의 3차원 좌표값을 추출하고(S210), 상기 3차원 좌표값을 점 형태의 집합체인 점군 데이터(340)로 변환하고(S220), 상기 점군 데이터(330)를 3차원 데이터(STL)로 변환한다(S230).
본 발명의 실시예에서, 상기 피사체의 영역별 3차원 데이터를 조합 및 보정하여 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 단계(S300)는 먼저, 상기 영역별 3차원 데이터 각각이 레지스터링(Registering)되어 기준 좌표와 매칭되는 하나의 좌표계상에 정렬된다(S310). 예컨데, 도 12에 도시된 바와 같이, 피사체의 영역별 3차원 데이터 중 두개 영역의 3차원 데이터(330, 340)이 하나의 좌표계상에 레지스터링된다. 이때, 나머지 영역의 3차원 데이터가 하나의 좌표계상에 레지스터링되어 위치 통일되는 것은 자명하다.
다음으로, 상기 레지스터링된 피사체의 영역별 3차원 데이터를 머징(Merging)하여 하나로 병합된 3차원 영상 합성 데이터로 변환한다(S320). 여기서, 상기 영역별 3차원 데이터를 병합하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 3차원 데이터 간에 중첩(Overlap) 영역(A)이 발생된다. 이때, 상기 중첩 영역은 머징 처리 과정에서 삭제되어 경계면이 보정된 인터페이스(Interface) 영역이 재생성된다. 즉, 중첩 영역(A)에서 다수의 폴리곤으로 형상화되는 3차원 데이터가 중첩되면 이미지가 얼룩지거나 왜곡되므로, 중첩 영역(A)에서의 3차원 데이터를 삭제하고, 상기 삭제된 영역과 연접한 3차원 데이터값을 추정하여 경계면을 보정함으로써 인터페이스 영역을 재생성한다.
이후, 상기 머징된 3차원 영상 합성 데이터를 데시메이션(Decimation)하여 데이터를 경량화한다.(S330). 즉, 3차원 영상으로 구현되는 피사체의 전체 형상을 유지하면서 화소로 디스플레이되는 매쉬수를 최적화한다. 상기 최적화는 호스트 컴퓨터의 3차원 영상 처리 속도를 빠르게 한다.
다음으로, 상기 데시메이션된 3차원 영상 합성 데이터를 홀 필링(Hole Filling)하여 3차원 데이터 간의 중첩 영역, 굴곡 영역 및 사각(死角) 영역을 보정한다(S340). 이때, 상기 영역의 보정은 연접한 데이터값을 추정하여 화소 또는 폴리곤의 가감에 의해 이루어지며, 도 14에 도시된 바와 같이, 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 변환된 입체감있는 피사체 이미지(300')가 완성된다.
전술한 3차원 영상 처리 과정은 호스트 컴퓨터에 의해 자동으로 수행되며, 피사체를 스캐닝하고, 상기 스캐닝된 이미지 데이터를 가공하여 입체감있는 피사체 이미지로 신속하게 자동 변환한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 3차원 스캐닝 장치로 부터 전송된 피사체의 영역별 캡쳐 영상이 호스트 컴퓨터에 의해 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 자동 변환됨으로써, 사용자에게 개선된 작업 환경을 제공하고, 사용자가 용이하게 3차원 피사체 이미지를 수득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 3차원 영상 전처리 데이터를 레지스터링, 머징, 데시메이션 및 홀 필링함으로써, 3차원 피사체 이미지의 정밀도 및 완성도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 3차원 스캐닝 장치에 의해 스캐닝된 피사체의 캡쳐 영상을 3차원 영상으로 처리하는 방법에 있어서,
    (A) 상기 3차원 스캐닝 장치가 피사체를 적어도 2개 이상의 복수 영역으로 분할하여 스캐닝하고, 상기 스캐닝된 피사체의 영역별 캡쳐 영상을 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계;
    (B) 상기 영역별 캡쳐 영상을 3차원 영상 전처리 데이터로 변환하는 단계; 및
    (C) 상기 3차원 영상 전처리 데이터를 합성하여 하나의 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계는,
    (A1) 상기 3차원 스캐닝 장치가 피사체에 특정 파장대의 광선을 영역별로 투사하고, 상기 피사체의 영역별 표면에 생성된 영상을 캡쳐하는 단계;
    (A2) 상기 피사체의 영역별 캡쳐 영상을 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
    (A3) 상기 디지털 신호를 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피사체는 인체, 동물 또는 사물인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 (A1) 단계의 3차원 스캐닝 장치는 피사체를 중심으로 이동하는 광 프로젝터 및 센서 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 (A1) 단계의 광선은 레이저빔 또는 광 패턴 이미지인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계는,
    (B1) 상기 영역별 캡쳐 영상과 기준 좌표가 교차하는 3차원 좌표값을 추출하는 단계;
    (B2) 상기 3차원 좌표값을 점군 데이터(Point Cloud)로 변환하는 단계; 및
    (B3) 상기 점군 데이터를 3차원 데이터(STL)로 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (B1) 단계의 기준 좌표는 3차원 스캐닝 장치에 피사체가 세팅되는 세팅 공간과 축적 비율이 매칭되는 3차원 고정 격자계인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계는,
    (C1) 상기 피사체의 영역별 3차원 영상 전처리 데이터를 기준 좌표와 매칭되는 하나의 좌표계에 정렬하는 레지스터링(Registering) 단계;
    (C2) 상기 레지스터링된 3차원 영상 전처리 데이터들을 하나로 병합하여 3차원 영상 합성 데이터로 변환하는 머징(Merging) 단계;
    (C3) 상기 머징된 3차원 영상 합성 데이터를 경량화시키는 데시메이션(Decimation) 단계; 및
    (C4) 상기 데시메이션된 3차원 영상 합성 데이터의 사각(死角) 및 굴곡 영역을 보정하는 홀 필링(Hole filling) 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (C2) 단계는 3차원 영상 전처리 데이터 간의 중첩(Overlap) 영역을 삭제하여 연속성이 보정된 인터페이스 영역을 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (C3) 단계는 피사체의 전체 형상을 유지하면서 3차원 영상 합성 데이터의 화소수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 (C4) 단계에서 사각 및 굴곡 영역의 보정은 연접한 데이터의 3차원 좌표값을 추정하여 화소 가감에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계 내지 (C) 단계는 호스트 컴퓨터에 의해 자동 실행되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 처리 방법.
  13. 상기 제1항 내지 제12항 중 선택된 어느 한 항의 3차원 영상 처리 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101229421B1 (ko) * 2011-03-17 2013-02-05 전북대학교산학협력단 다중 세그먼트 방식을 이용한 3ｄ 입체영상 획득 장치 및 방법
KR101288030B1 (ko) * 2011-07-05 2013-07-22 김영원 하이브리드 3차원 스캐너
WO2014148828A1 (ko) * 2013-03-20 2014-09-25 삼성전자 주식회사 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치
KR101497260B1 (ko) * 2011-06-02 2015-02-27 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 형상 계측 방법
WO2016200185A1 (ko) * 2015-06-10 2016-12-15 주식회사 울프슨랩 3차원 스캐닝 시스템 및 이를 위한 라인레이저 정렬용 표적기구
CN113298946A (zh) * 2020-07-24 2021-08-24 阿里巴巴集团控股有限公司 房屋三维重建及地面识别方法、装置、设备和存储介质
CN115841507A (zh) * 2022-06-17 2023-03-24 深圳大学 三维点云配准方法、装置、系统和存储介质

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9324190B2 (en) 2012-02-24 2016-04-26 Matterport, Inc. Capturing and aligning three-dimensional scenes
US10848731B2 (en) 2012-02-24 2020-11-24 Matterport, Inc. Capturing and aligning panoramic image and depth data
US11263823B2 (en) 2012-02-24 2022-03-01 Matterport, Inc. Employing three-dimensional (3D) data predicted from two-dimensional (2D) images using neural networks for 3D modeling applications and other applications
US9958256B2 (en) * 2015-02-19 2018-05-01 Jason JOACHIM System and method for digitally scanning an object in three dimensions
WO2024211528A1 (en) * 2023-04-05 2024-10-10 The Trustees Of Indiana University Methods of producing three-dimensional arterial morphological geometries using duplex-ultrasound brightness-mode images

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5988862A (en) * 1996-04-24 1999-11-23 Cyra Technologies, Inc. Integrated system for quickly and accurately imaging and modeling three dimensional objects
US6968299B1 (en) * 2000-04-14 2005-11-22 International Business Machines Corporation Method and apparatus for reconstructing a surface using a ball-pivoting algorithm
US6853373B2 (en) * 2001-04-25 2005-02-08 Raindrop Geomagic, Inc. Methods, apparatus and computer program products for modeling three-dimensional colored objects
KR100512567B1 (ko) * 2003-08-12 2005-09-06 학교법인고려중앙학원 얼굴 애니메이션을 위한 디에스엠 복원 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101229421B1 (ko) * 2011-03-17 2013-02-05 전북대학교산학협력단 다중 세그먼트 방식을 이용한 3ｄ 입체영상 획득 장치 및 방법
KR101497260B1 (ko) * 2011-06-02 2015-02-27 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 형상 계측 방법
KR101288030B1 (ko) * 2011-07-05 2013-07-22 김영원 하이브리드 3차원 스캐너
WO2014148828A1 (ko) * 2013-03-20 2014-09-25 삼성전자 주식회사 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치
US9993218B2 (en) 2013-03-20 2018-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for projection and back-projection for image processing, and image processing apparatus therefor
WO2016200185A1 (ko) * 2015-06-10 2016-12-15 주식회사 울프슨랩 3차원 스캐닝 시스템 및 이를 위한 라인레이저 정렬용 표적기구
CN113298946A (zh) * 2020-07-24 2021-08-24 阿里巴巴集团控股有限公司 房屋三维重建及地面识别方法、装置、设备和存储介质
CN115841507A (zh) * 2022-06-17 2023-03-24 深圳大学 三维点云配准方法、装置、系统和存储介质

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