다중 사전 교정 센서를 활용한 정확한 360° 구형 화상
구형 비디오 데이터는 높은 품질과 활용도를 선사하기 때문에 비디오 스트림의 동기화가 요구되는 최근 애플리케이션에 이상적인 데이터 양식입니다. 흔히 사용되는 애플리케이션의 예로는 모바일 매핑, LIDAR가 생성한 3D 점군 데이터를 이용해 스트리트 뷰 컬러링을 하는 GIS 애플리케이션을 들 수 있습니다.
Teledyne FLIR Ladybug 구형 화상 시스템의 경우, 업계 표준으로 거듭난 제품이라고 볼 수 있습니다. Ladybug 시스템은 여러 카메라의 화상을 전해상도 디지털 구형 및 파노라마 스트리밍 비디오로 실시간 통합하는데 필요한 모든 화상 수집, 처리, 스티칭 및 수정 작업을 수행합니다. 실시간으로 스트리밍할 수 있다는 점은 시중에서 Ladybug를 차별화하는 장점입니다.
여러 카메라의 동기화
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일부 시스템은 파노라마 효과를 내기 위해 거울이나 어안 렌즈를 사용하지만, Ladybug 시스템은 고품질의 화상 센서가 장착된 6대의 카메라를 사용하여 전체 촬영 영역의 90%를 커버하는 6개의 각기 다른 시점에서 수집된 화상을 제공합니다. 5개의 센서는 수평 링에 배치되어 있고, 1개는 수직으로 위를 향하도록 배치되어 있습니다. 사전 교정이 완료된 상태로 출고되는 6개의 카메라는 이 시스템이 여러 혁신적인 기능을 수행할 수 있도록 도와주는 핵심적인 기술입니다. 특히, 카메라의 교정 상태를 유지하고 현장 교정의 필요성을 없애기 위해 초점과 조리개 등 렌즈 설정은 고정되어 있습니다. Ladybug 카메라는 SDK의 일부로, Ladybug API에 의해 제어됩니다. 사용자는 Ladybug API를 통해 카메라, 그래픽 렌더링, 좌표 시스템의 개요 등을 완벽하게 제어할 수 있습니다. 그래픽 렌더링 지원에는 실시간 그래픽 편위수정(rectification), 스티칭(stitching), 블렌딩(blending)이 포함됩니다. 아울러, 사용자는 시스템 조정을 통해 6개의 센서를 각각 독립적으로 관리할 수 있습니다. 마지막으로, 사용자는 SDK를 통해 시스템을 사용자 정의 애플리케이션에 통합 설치할 수 있습니다. |
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기하학 기반 교정 및 정확도
Ladybug 시스템은 기계적 교정에만 의존하는 대신, 소프트웨어를 사용하여 각 카메라를 독립적으로 교정하거나 다른 5개의 카메라와 연계하여 교정합니다. 이 시스템은 각 카메라의 모든 픽셀 관련 벡터를 약 1/100의 정확도로 파악할 수 있습니다. 이를 통해 애플리케이션은 주변 환경 대비 카메라의 위치를 인식하게 됩니다. 이런 상대적 데이터를 제공하기 위해, Teledyne FLIR는 렌즈 교정 문제를 해결했을 뿐만 아니라, 카메라 시야각이 다소간 겹치는 문제로 인해 해결이 더욱 까다로운 6개 렌즈 사이의 회전 및 변환 문제도 정확도를 높여 해결하였습니다.
Ladybug 교정의 기하학적 정확성은 화상 데이터가 스티칭 심(stitching seam)을 넘어, 모든 영역에서 공간적으로 일관되게 적용된다는 것을 의미합니다. 이를 통해, Teledyne FLIR 소프트웨어는 여러 대의 카메라가 촬영한 화상을 활용하여 렌더링을 하더라도 렌즈 왜곡 효과가 눈에 띄지 않도록 유지하면서 비디오 스피어의 부분적인 뷰를 렌더링할 수 있게 도와줍니다.
정확한 기계적 정렬보다 소프트웨어 교정을 사용하면, Ladybug 카메라를 기계적 허용 오차 측면에서 보다 효율적이고 합리적인 요건에 근거하여 제작할 수 있습니다. Teledyne FLIR는 또한 일관성 있고 신뢰할 수 있는 결과를 만들어 내기 위해, 공장 교정 절차를 자동화하였습니다. 기계식 설계 및 자동화 교정 공정 덕분에 Ladybug 카메라의 생산은 확장이 매우 쉽고 변화하는 수요에 대응 할 수 있습니다. 또한, 공장 교정이 완료된 상태로 출고되고 고내구성 케이스를 갖추고 있기 때문에 현장에서 기기를 교정할 필요가 사라졌습니다. Ladybug는 공장에서 딱 한 번 교정되며, 온도, 진동, 충격 등을 견뎌 낼 수 있는 견고하고 특별한 고내구성 케이스의 보호를 받습니다. 따라서, 교정 상태는 그대로 유지되며, 작업 현장에서의 교정은 더이상 할 필요가 없습니다.
교정의 장점
애플리케이션에서 주변 환경 대비 카메라의 위치를 파악할 수 있게 도와주는 기능은 Ladybug가 단순히 파노라마 화상을 제공하는 카메라 이상으로 거듭날 수 있게 도와줍니다. 즉, 이 위치 파악 기능은 사용자가 Ladybug를 더욱 다양한 용도로 응용이 가능한 컴퓨터 비전의 영역에서 활용할 수 있게끔 만들어 주는 기능입니다.
최대 동적 범위를 구현하기 위한 사후 처리 워크 플로우
Ladybug5+화상 처리는 카메라 내에서 수행되던 화상 처리 과정을 사용자가 결과물을 수정할 수 있는 호스트 PC로 이관시켰습니다. Ladybug5+ 및 Ladybug6 카메라는 전체 비트 심도(12 비트)의 화상을 촬영, 압축하여 호스트 PC로 전송합니다. LadybugCapPro의 사후 처리 툴바는 화이트 밸런스, 감마, 번짐(smear) 교정, 감소(fall-off) 교정 및 기타 화상 처리 기능을 적용하는데 활용됩니다. 사용자는 화상을 조회하여 실시간으로 효과를 관찰하면서 각종 설정 사항을 시험해보고 결정할 수 있습니다.
사후 처리의 이점
해당 캡처 및 사후 워크 플로우 모델을 활용 할 경우, 사용자는 자료 원본으로 돌아가 원하는 대로 사후 처리 단계를 재차 적용 할 수 있기 때문에 동적 범위를 극대화하고 높은 활용도를 유지할 수 있습니다.
마우스를 화상 위에 올리면 사후 처리 이후의 수정된 화상을 살펴볼 수 있습니다. 컬러가 수정되거나, 그림자에 가려진 세부 요소들이 눈에 보이게 표현되고 빛에 의해 화상이 번진 경우에는 번짐 현상이 제거됩니다.
마우스를 화상 위에 올리면 사후 처리 이후의 수정된 화상을 살펴볼 수 있습니다. 컬러가 수정되거나, 그림자에 가려진 세부 요소들이 눈에 보이게 표현되고 빛에 의해 화상이 번진 경우에는 번짐 현상이 제거됩니다.