유리 왜곡 지운 '생생한 가상현실' 앞당긴다
유리 왜곡 지운 '생생한 가상현실' 앞당긴다
  • 함예솔
  • 승인 2019.09.16 18:10
  • 조회수 1466
  • 댓글 0
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가상현실(VR), 증강현실(AR)을 구현하기 위해서는 레이저를 이용해 3차원 공간을 생생하게 재현하는 '라이다(LiDAR) 스캐너'가 필요합니다. 참고로 라이다(LiDAR)란 적외선 레이저를 피사체에 쬐고 빛이 반사되어 돌아오는 시간을 계산해 피사체까지의 거리를 계산하는 장비인데요. 

3차원 영상에서 유리 영역 및 허상 검출 결과. 출처: UNIST
3차원 영상에서 유리 영역 및 허상 검출 결과. 출처: UNIST

라이다 스캐너는 빛을 이용하기 때문에 유리를 만나면 반사된 허상을 인식합니다. 이에 추가적으로 왜곡된 허상을 검출해 제거하는 작업이 필요한데요. 이런 가운데 국내 연구진이 유리 왜곡을 지우고 생생한 가상현실을 만들수 있는 기술을 개발했습니다.

 

허상 제거 가능해졌다

 

UNIST 전기전자컴퓨터공학부 심재영 교수팀은 라이다(LiDAR) 스캐너로 제작하는 3차원 영상에서 자동으로 유리면을 찾고 여기에 반사된 허상을 제거하는 기술을 개발했습니다. 이 기술을 이용하면 추가 작업 없이도 정확한 데이터를 확보할 수 있어 VR, AR을 위한 3차원 세계 구현에 큰 힘이 될 전망입니다. 이 연구는 국제학술지 <국제전기전자공학회 패턴분석 및 기계지능(IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence)>에 게재됐습니다. 

 

연구진이 개발한 기술은 라이다 스캐너의 영상에서 허상을 제거하는 최초의 기술입니다. 유리면이 여러 개 함께 존재하더라도 왜곡을 제거할 수 있습니다. 이번 연구의 제1저자인 윤재성 연구원은 "건물에 설치된 유리는 공간 데이터를 정확하게 획득하는 데 장애물이 된다"며 "하지만 유리의 반사 특성을 이용하면 일일이 허상을 제거하지 않아도 정확한 3차원 데이터를 얻을 수 있다"고 말합니다. 

 

유리면 인식 후 허상 위치 추적해 제거

 

연구진은 두 단계 과정을 통해 유리면의 왜곡을 제거했는데요. 유리면이 어디에 있는지 인식한 후 인식된 유리면을 기준으로 허상의 위치를 추적해 제거했습니다.

레이저 펄스의 다중 경로 추정. 출처: UNIST
레이저 펄스의 다중 경로 추정. 출처: UNIST

유리면의 위치는 라이다 스캐너에서 회수되는 레이저 펄스의 개수를 통해 파악합니다. 보통 레이저 하나가 발사되면 반사된 레이저는 한 번만 회수됩니다. 하지만 유리면에서는 '유리에 한 번 반사된 레이저'와 '유리를 통과해 물체에서 반사된 레이저'까지 나타나기 때문에 레이저 숫자가 늘어나는데요. 이때 돌아온 레이저가 많은 부분이 유리면이라는 것을 알 수 있습니다. 

라이다(LiDAR) 스캐너에서 유리면을 검출하는 과정. 출처: UNIST
라이다(LiDAR) 스캐너에서 유리면을 검출하는 과정. 출처: UNIST

이렇게 유리면을 찾은 후에는 미리 프로그래밍된 알고리즘을 토대로 유리면에 반사된 허상 위치를 계산합니다. 연구진은 유리의 반사 경로를 거꾸로 추적하는 계산법을 통해 진상과 허상을 구분해 제거하는 기술까지 확보했습니다. 심재영 교수는 "새로운 문제를 해결하는 도전이었기에 실험 데이터 확보부터 알고리즘 성능 평가까지 모두 직접 진행하는 어려움이 있었지만 그 덕분에 독창적인 원천기술을 확보했다"며 "향후 자율주행, VR, AR 등 첨단기술 실현을 위한 고품질 3D 콘텐츠 제작에 도움이 되길 바란다"고 밝혔습니다. 


##참고자료##

 


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