입체영상 제작기술 연구
우리의 눈으로 3차원 공간상의 사물을 보듯이 특수한 디스플레이 장치를 통해 영상을 입체적으로 볼 수 있는 것이 입체 TV입니다. 사람의 두 눈은 일정 간격(약 6.5cm) 떨어져 있으므로 한쪽 눈에는 다른 쪽 눈에 비해 수평방향으로 약간 평행이동 된 영상이 입력됩니다. 이를 양안시차라 하며 우리가 사물을 볼 때 입체감을 느끼게 되는 가장 큰 요인입니다. 양안시차를 이용한 입체 카메라로 입체 영상을 촬영하고 이를 가공하여 입체로 볼 수 있는 디스플레이에 전송하는 것이 입체 TV 시스템의 기본 구성입니다.



KBS 방송기술연구소에서는 HD급 양안 입체 카메라, 좌?우 영상을 합성하여 녹화할 수 있게 하는 MUX, 합성된 신호를 다시 좌?우 영상으로 재생시켜 주는 DeMUX의 개발을 완료하였고, 현재는 성능을 더욱 개선시킨 카메라를 추가 개발하고 있습니다. 이 장비들과 녹화기, 프로젝터 등으로 기본 실험시스템을 구축하여 관련 연구를 진행하고 있습니다. 시험용 입체영상을 제작하여 다양한 조건에서의 화질평가를 실시하고, 입체영상 특유의 왜곡과 휴먼팩터에 대한 연구를 하고 있습니다. 이를 통해 시각 피로감의 원인이 되는 다양한 파라미터를 찾아내어 분석함으로써, 적절한 입체감과 함께 피로감을 최소화시킬 수 있는 방법을 찾고 있습니다.

입체영상 신호처리기술 연구

입체영상 부호화 기법 연구
양안 입체영상은 기존의 2차원 영상보다 약 2배의 대역폭이 요구되므로 이러한 입체 영상을 효율적으로 부호화하기 위해서 KBS 방송기술연구소에서는 MPEG-4 프레임기반 3차원 동영상 부호화 기법을 연구하고 있습니다. 입체영상 부호화 알고리듬의 처리 과정은 먼저, 영상 획득과정에서 발생할 수 있는 노이즈를 제거하기 위한 전처리 작업을 수행합니다. 그리고 좌?우 영상간의 높은 공간적, 시간적 중복성을 제거하기 위해 양안시차에 의한 변이추정을 수행합니다. 이때 양안 입체영상의 특성을 이용하여 좌, 우 영상간의 움직임 추정과 변이를 동시에 추정하는 동시추정 알고리듬을 개발 적용하여 부호화 효율을 높일 예정입니다.

입체영상 신호처리 기술은 입체영상의 제작에서부터 압축ㆍ전송 및 디스플레이에까지 중요한 역할을 담당합니다. 특히 압축ㆍ전송 분야에서는 기존의 채널을 통해서도 입체TV 신호 전송이 가능한 효율적인 코덱(디지털 부호화기ㆍ복호화기)에 대한 연구 개발이 진행되고 있습니다.




입체영상 규격표준화 연구
최근에는 국제표준을 먼저 마련한 후에 시장이 형성되는 형태로 국제규격의 표준화가 진행되고 있습니다. 입체영상 기술도 미래시장에 대비하여 MPEG 3DAV 특별그룹에서 활발히 표준화 작업을 진행하고 있습니다. 입체영상 표준화에 대한 요구는 2001년에 일본 전자정보기술산업협회(JEITA)에 의해 처음 제기된 이후, 2002년에 3D 비디오, 다시점 및 3D 방송코딩에 대한 요구사항이 만들어졌습니다. 최근 회의까지 요구사항이 계속 정리되고 응용분야가 정해졌으며 그 실험환경이 마련되고 있습니다. KBS 방송기술연구소에서는 이들 표준화 흐름을 분석하고 관련 연구를 함으로써 국제표준화에 대비하고 있습니다.

입체그래픽 제작기법 연구

3차원 그래픽을 이용한 입체 영상은 현재 산업 각 분야에서 다양하게 활용되고 있습니다. 입체 디스플레이 장비를 사용하면 일반 2차원 영상에서 볼 수 없는 깊이감과 함께 보다 현실감 있는 영상을 감상할 수 있습니다. 3차원 그래픽은 실제 세계와 같은 3차원 환경을 기반으로 하고, 소프트웨어를 이용하여 비교적 손쉽게 입체 카메라를 묘사할 수 있어, 입체 영상 제작과 연구에 매우 효율적인 환경을 제공합니다.

최적의 입체 영상을 얻기 위해서는 좌?우 카메라의 시차와 간격을 적절히 조절하고 장면의 구성에도 세심한 주의가 필요합니다. 3차원 그래픽을 이용한 입체 영상 연구는 이러한 사항을 소프트웨어로 시뮬레이션하고 그 결과를 분석함으로써, 카메라 제어를 포함한 다양한 입체 영상 제작 기술을 확보하고, 궁극적으로는 축적된 3차원 그래픽 기술을 바탕으로 고품질의 입체 그래픽 제작 시스템을 구축하는 것을 목표로 연구를 진행하고 있습니다.

KBS 방송기술연구소에서는 실시간 양안 입체카메라 시뮬레이션 프로그램을 제작하였습니다. 이 프로그램은 팬, 틸트, 줌 등의 2차원 카메라 파라미터뿐만 아니라, 입체카메라의 주요 특성인 양안 간격과 주시점 등을 수평이동식 제어에 근거하여 묘사할 수 있습니다. 스튜디오 및 필드 촬영 환경을 3차원 모델로 구성한 후, 이를 입체카메라 시뮬레이션 프로그램으로 구동하면, 입체영상의 다양한 효과와 특성을 실시간으로 관찰하고 분석할 수 있습니다. 향후 모델 배치와 애니메이션 기능 등을 추가하여 입체영상 분석뿐만 아니라 제작에도 활용할 수 있도록 프로그램을 발전시켜 나갈 계획입니다.