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색상과 깊이 카메라를 이용한 3차원 영상 구성
3D Image Construction Using Color and Depth Cameras

정하형    (충남대학교 전자공학과   ); 김태연    (충남대학교 전자공학과   ); 유준    (충남대학교 전자공학과  );
  • 초록

    본 논문에서는 색상과 깊이 카메라로 구성된 복합형 카메라 시스템을 이용하여 3차원 영상을 구성하는 방법을 제안한다. 복합형 카메라 시스템은 3차원 영상 구성에 대하여 각 카메라가 갖는 단점을 상호 보완할 수 있다. 3차원 영상 구성에 앞서 개별적인 카메라의 내부변수 및 외부변수를 추출하며 이를 이용하여 영상 정합에 필요한 두 카메라 사이의 관계를 얻는다. 또한, 깊이 카메라의 출력과 거리 관계를 실험적으로 유도하며 정합된 영상에 대하여 좌표 변환을 통해 3차원 영상을 구성한다. 제안된 기법을 구현하기 위해 마이크로소프트사의 복합형 카메라를 이용하며 실험을 수행하며 3차원 영상 및 실제 측정치와의 비교 결과를 제시함으로써 성능을 검증한다.


    This paper presents a method for 3D image construction using the hybrid (color and depth) camera system, in which the drawbacks of each camera can be compensated for. Prior to an image generation, intrinsic parameters and extrinsic parameters of each camera are extracted through experiments. The geometry between two cameras is established with theses parameters so as to match the color and depth images. After the preprocessing step, the relation between depth information and distance is derived experimentally as a simple linear function, and 3D image is constructed by coordinate transformations of the matched images. The present scheme has been realized using the Microsoft hybrid camera system named Kinect, and experimental results of 3D image and the distance measurements are given to evaluate the method.


  • 주제어

    3D image construction .   hybrid camera .   depth camera .   image calibration .   image geometry.  

  • 참고문헌 (10)

    1. 이승표, 강형주, 하성규, "3차원 좌표 측정기의 측정 성능에 대한 실험적 연구," 한국정밀공학회지, 제26권, 제3호, 47-54쪽, 2009년 3월 
    2. 김정훈, 임선, 김봉선, 정일균, "학습 메카니즘을 적용한 3D LRF 수평 속도 제어 구현," 대한전자공학회 2010년 하계종합학술대회, 1306-1308쪽, 2010년 6월 
    3. 정지훈, 안광호, 강정원, 김우현, 정명진, "무인 차량의 자율 주행을 위한 2차원 레이저 거리 센서와 카메라를 이용한 입방형 격자 기반의 3차원 지형 형상 복원," 전자공학회논문지, SC편, 제45권, 6호, 26-34쪽, 2008년 11월 
    4. 이정수, 양승구, 김준성, "실시간 스테레오 비젼 시스템을 위한 SAD 정합연산기 설계," 대한전자공학회논문지 CI편, 제45권, 제1호, 55-61쪽, 2008년 1월 
    5. 이남호, 박순용, 이승민, "스테레오 카메라를 이용한 3차원 정보의 가시화," 전자공학회논문지 SC 편, 제47권, 4호, 15-20쪽, 2010년 7월     
    6. 임영철, 이충회, 권순, 이종훈 "스테레오 비전에서 향상된 적응형 퍼지 칼만 필터를 이용한 거리 추 정 기법," 전자공학회논문지 SC편, 45권, 6호, 106-116쪽, 2008년 11월. 
    7. 유성구, 정길도, "단일 영상과 거리센서를 이용한 SLAM 시스템 구현," 전자공학회논문지 SC편, 45 권, 6호, 149-156쪽, 2008년 11월. 
    8. 김태준, 장은영 허남호, 김진웅, 유지상, "다시점 카메라 모델의 기하학적 특성을 이용한 가상시점 영상 생성 기법," 한국통신학회논문지, 제34권, 제 12호, 1147-1153쪽, 2009년 12월 
    9. 엄기문, 안충현, 이수인, 김강연, 이관행, "깊이정보 카메라 및 다시점 영상으로부터의 다중 깊이맵 융합기법," 방송공학회논문지, 제9권, 제3호, 185-195 쪽, 2004년 9월 
    10. Yan Cui, Schuon, S, Chan, D, Thrun, S,; Theobalt, C, "3D shape scanning with a time-of-flight camera" in Conf of IEEE CVPR, pp.1173-1180, June 2010. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Cho, ChangWoo ; Kim, KiHyun ; Jeong, ChangSung 2014. "Fireworks Modeling Technique based on Particle Tracking" Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, 51(6): 102~109     
    2. Kim, Soohyeon ; Kim, Jae-In ; Kim, Taejung 2014. "Hybrid Camera System with a TOF and DSLR Cameras" 방송공학회논문지 = Journal of broadcast engineering, 19(4): 533~546     

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