콘트라스트 향상 알고리즘을 적용한 실시간 입체 영상 프로세서 설계

Abstract

본 논문에서는 콘트라스트 향상 알고리즘을 이용하여 동영상 및 정지영상에 적용할 수 있는 실시간 입체영상 알고리즘을 제안하였다. 제안한 3D 알고리즘은 입력되는 2차원 영상을 실시간으로 3차원 영상으로 변환하고, 정지영상에 적용하기 위해 입력되는 2차원 영상을 단일 프레임 단위로 처리한다. 2차원 단일 프레임 영상에서는 깊이정보가 존재하지 않기 때문에 영상에서 3차원 깊이정보를 추출하기 위해 인간의 깊이지각 요인과 다양한 영상의 구도 분석을 통하여 영상에서 객체의 수직 위치에 따른 깊이정보 조건을 계산하였다. 그러나 영상의 밝기가 전체적으로 과도하게 밝거나 어두운 경우 깊이정보 추출이 어려우므로, 입체영상 변환 전 콘트라스트 향상 알고리즘을 영상에 적용하였다. 그리고 생성된 깊이지도에 따라 영상내의 각 객체별 차등 깊이감을 제시할 수 있는 입체 영상 변환을 수행한다. 제안한 입체 영상 변환 알고리즘의 성능 평가를 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 시각적 검증과 절대 차이 영상을 도입하여 기존의 대표적인 입체 영상 변환 방법인 MTD(Modified time Difference) 방식과 비교 수행하였다. 동영상은 영상의 운동 방향과 속도가 다른 영상에 대해 비교를 수행하였으며, 정지영상의 경우 다양한 실험 영상에 대한 깊이지도(Depth map)를 제시함으로써 제안한 입체 영상 변환 알고리즘의 성능을 입증 하였다. 제안한 입체 영상 변환 방법은 VESA 표준 형식을 기반으로 설계하였으므로, 기존의 입체영상 디스플레이 방식에 적용 가능할 뿐 아니라, 일반 디스플레이 장치에 이용 가능하다. 일반 2차원 TV 신호, 케이블 TV 신호, 아날로그 신호 및 CD, DVD, 디지털 TV, PC등의 다양한 2차원 입력 영상원에 대하여 XGA(1024×768) 해상도의 실시간 입체 영상 변환에 사용될 수 있다.; In this paper, a stereoscopic image processor using contrast enhancement algorithm is proposed, which can be applied to moving and still image. The stereoscopic image processor converts 2-D image into stereoscopic images in real time. In order to apply the proposal algorithm to still images, 2-D images are performed as a single frame. Since 2-D image has no depth information, depth perception cues of human and structure of images are analyzed and vertical position of 2-D images for 3-D depth map. But if luminosity of image is too light or dark, it is difficult to calculate depth of image. Therefore contrast enhancement algorithm is applied to the image to calculate the accurate depth map. And then 2-D images are converted into stereoscopic images with the calculated depth map. In order to evaluate the proposed algorithm, moving and still images were converted by computer simulation and the results were compared with those of the conventional MTD(Modified Time Difference) method by using visual image result and APD(Absolute Parallax Difference). The moving images which have different direction and velocity, and a number of still images were used to calculate the depth map. The validity of the proposed algorithm was verified from the depth map. The proposed real-time stereoscopic image processor can be applied to polarized filtering method with XGA class of VESA monitor timing format.