Microsoft PowerPoint - SMK_01_영상에서 3차원 정보 추출방법.pptx

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은채 나
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1 인하대학교 우수기술 Sales Material Kit

2 목 차 Ⅰ. 기술소개 1. 기술 개요 2. 기술 특ㆍ장점 3. 지식재산권 현황 4. 적용분야 Ⅱ. 기술성 1. 기술동향 2. 유사특허 현황 3. 기존기술 한계 4. 기술 경쟁력 Ⅲ. 시장성 1. 시장동향 2. 정책동향 3. 시장 주요참여자 Ⅳ. 종합의견 1. 비즈니스 환경분석 2. 기술사업화 전략 [부록] 잠재수요기업목록

기술 개요 본 기술은 인공위성 또는 항공기 등에서 촬영된 영상으로부터 메타정보가 없는 단일 영상으로 개체의 높이 및 바닥면 위치 등의 3차원 정보를 추출할 수 있는 방법이다. 광원과 카메라의 고도각 및 방위각을 추정하기 위하여 영상에서 개체 바닥 대응 그림자가 식별되는 개체를 선택하여 개체의 연직선과 그림자선을 측정한다.

3 기술 개요 본 기술은 인공위성 또는 항공기 등에서 촬영된 영상으로부터 메타정보가 없는 단일 영상으로 개체의 높이 및 바닥면 위치 등의 3차원 정보를 추출할 수 있는 방법이다. 광원과 카메라의 고도각 및 방위각을 추정하기 위하여 영상에서 개체 바닥 대응 그림자가 식별되는 개체를 선택하여 개체의 연직선과 그림자선을 측정한다. 그리고 개체에 높이를 부여하며, 이로부터 영상을 촬영할 당시의 광원과 카메라의 고도각 및 방위각을 추정한다. 고도각을 추정할 때 영상의 GSD(Ground Sampling Distance) 또는 공간해상도를 알지 못하는 경우에는, 고도각을 대신할 수 있는 고도각 비례상수를 추정함으로써 메타정보가 전혀 없는 단일 영상만으로도 3차원 개체정보를 추출할 수 있다.

그리고 개체에 높이를 부여하며, 이로부터 영상을 촬영할 당시의 광원과 카메라의 고도각 및 방위각을 추정한다.

4 기술 특ㆍ장점 메타정보 없는 단일영상을 통해 3차원 정보를 추출해서 제공 특징 광원과 카메라의 고도각 및 방위각 등의 정보를 영상에 추적하여 사용 개체에 대한 메타정보가 없이도 공개된 영상 지도 등 다양한 단일 고해상도 영상을 활용할 수 있음 기준 영상 및 깊이 영상과 별도로 개체만 선택 제거 가능하여 촬영된 배경 영상을 동시에 취득 사용 3D TV로 입력되는 자료 포맷을 기준 영상, 깊이 영상 및 배경 영상으로 구성함으로써 고품질의 다시점 영상을 실시간으로 생성할 수 있음 장점 단지 한 장의 영상만으로도 저렴한 비용으로 3차원 개체 정보를 추출 3차원 개체 모델 도는 개체의 3차원 정보를 필요로 하는 분야에 다양하게 적용 - 3차원 지도 생성 및 갱신 - 수치지형도 생성 및 갱신 - 자동차 등의 네비게이션을 위한 지도 폐색 영역 복원 과정에 수반되는 과정이 요구되지 않아 효율성 증가 복원 과정에서 발생되는 영상의 부자연스러움, 밝기 값의 끊김 현상 해결 3D TV 단 말 기 에 서 동 일 한 프 로 세 스를 적 용 할 수 있으므로 활용도가 높으며, 여러 시점에 대해 폐색 영역 및 끊김 현상이 없는 가상 시점 영상을 자동으로 생성

비용으로 3차원 개체 정보를 추출 3차원 개체 모델 도는 개체의 3차원 정보를 필요로 하는 분야에 다양하게 적용 - 3차원 지도 생성 및 갱신 - 수치지형도 생성 및 갱신 - 자동차 등의 네비게이션을 위한 지도 폐색 영역 복원 과정에 수반되는 과정이 요구되지

5 지식재산권 현황 메타정보없는단일영상에서 3차원개체정보추출방법 다시점영상생성방법및시스템 깊이 영상 생성 방법 및 시스템 단일 영상에서 3차원 개체 정보 추출 메타정보 없이 개체정보 추출 항공/위성사진에서개체3차원 정보추출 폐색 영역 및 끊김 현상이 없는 가상 시점 영상 자동 생성 3차원 영상 구현시 발생하는 영상의 부자연스러움 해결 폐색영역이발생되지않는다시점 영상생성 3D TV를 위한 다시점 영상 및 가상시점 영상 생성 영상 및 기준 영상을 기초로 영상을 생성할 수 있어 3D TV에 적용 가능한 콘텐츠 제작 복수의카메라영상으로부터 다중 영상정합을하여영상깊이생성

폐색 영역 및 끊김 현상이 없는 가상 시점 영상 자동 생성 3차원 영상 구현시 발생하는 영상의 부자연스러움 해결 폐색영역이발생되지않는다시점 영상생성 3D TV를

6 응용분야 지도서비스 ü 위치기반서비스(LBS, Location based Serice) ü 지리정보시스템(GIS, Geographic information system) 3D 지도 서비스

7 기술동향 3차원 지리정보시스템(GIS, Geographic information system)으로 발전 - 지도기술은 1980년대 부터 3차원 지형분석 기능 위주로 개발 - 현재는 3차원 시설물 및 지형에 대한 실감 모델링 및 가시화를 제공 - 3D 입체영상 기술과 접목하여 현장감 있는 몰입형 3차원 GIS 기술로 발전 - 미래의 3차원 GIS는 능동적 3차원 가상세계 구축으로 GIS에 지형 및 시설물이 연동/관리되고 지리 정보가 위상학적인 자료에 의해 유동적이고 능동적으로 관리 지도는 사용자로 하여금 가상세계에서 빠른 현실정보를 이해하고 의사결정 할 수 있도록 개발되고 있음 STEP 1 STEP 2 STEP 3 STEP 4 STEP 5 3차원 지형 분석의 2차원적 표현 3차원 지형 가시화 (Flight Simulation) 3차원 지형 분석 3차원 가상 도시 (Browsing) 능동적 3차원 가상세계 (Analysis)

연동/관리되고 지리 정보가 위상학적인 자료에 의해 유동적이고 능동적으로 관리 지도는 사용자로 하여금 가상세계에서 빠른 현실정보를 이해하고 의사결정 할 수 있도록 개발되고 있음 STEP 1 STEP 2 STEP

8 유사특허 현황 유사기술 Keyword 검색(KIPRIS) -> (3D*3차원)+(지도*정보*영상)+추출 특허검색 엔진 KIPRIS를 통해 2000년 이후 출원된 본 기술의 유사특허를 검색한 결과, 5개의 유사 등록특허가 조사됨 등록특허의 출원인을 기준으로 살펴보면, 소프트웨어 제공업체들이 대부분인 것으로 나타남 이와 같이, 국내의 저명한 포털, 이동통신사, 네비게이션 업체에서 해당 특허를 보유하고 있지 않고 있는 것으로 보아, 시장의 구조가 소프트웨어 업체에서 포털, 이동통신사, 네비게이션 업체로 제공하는 것으로 판단됨 특허내용을 분석한 결과 해당 특허와 같이 단일 영상정보에서 3차원 정보를 추출하는 기술은 없는 것으로 보임 제니텀 팅크웨어 인하대학교 엘지전자 솔루션닉스

이동통신사, 네비게이션 업체로 제공하는 것으로 판단됨 특허내용을 분석한 결과 해당 특허와 같이 단일 영상정보에서 3차원 정보를 추출하는 기술은 없는 것으로 보임 제니텀 10-1086068 10-0879802 팅크웨어 10-0932634

9 유사특허 현황 출원인 제니텀 제니텀 팅크웨어 특허번호 특허명 3차원 마커 인지 방법 및 이를 이용한 증강현실 및 복합현실 제공 방법 및 장치 가상 시점에서의 3차원 영상 생성 방법 및 장치 증강 현실을 이용한 3차원 웹 지도 서비스 방법 및 그 시스템 대표도면 특허요지 증강현실 또는 복합현실 시스템을 구현함에 있 어서, 종래 일적으로 사용되는 특정 형태의 마커 를 이용하지 않고, 실사 영상에서 전달되는 2차 원 이미지를 분석하여 칼라 정보를 이용 마커를 자동 인지하고, 인지된 마커 이미지를 분 석하고 마커 ID를 추출하고, 인지된 마커를 실시 간 추적하여 마커의 위치 및 방향 정보를 추출할 수 있음 다수의 실사영상 입력 장치로부터 실사영상을 입 력받아 이들 실사영상으로부터 전경체 사영 영상 을 생성 이 영상을 임의의 가상 시점에서 바라본 가상의 3 차원 공간에 투영하고 이들 투영된 영상간의 교차 점을 산출하여 가상 외피를 구현하고, 이 가상 외 피에 의하여 임의의 가상 시점에서의 가상 3차원 영상을 간편하고 정확하게 구현할 수 있는 방법 및 아주 적은 양의 데이터만으로도 표현할 수 있는 2 차원 마커 정보를 특정 3차원 객체와 미리 매핑시 킨 후 실제로 지도 데이터를 수신할 때 3차원 객체 를 모두 수신하는 것이 아니라 3차원 객체가 그려 질 위치에 대응하는 2차원 마커 정보만을 수신하 여 2차원 마커 정보에 대응되는 3차원 모델링 데 이터를 렌더링하여 3차원 지도 서비스를 제공 저가형의 임베디드 장치에서도 저렴하고 효율적인 증강 장치를 제공 현실및복합현실시스템을구현할수있음 청구항 수 독립청구항 : 2건/종속청구항 : 4건 독립청구항 : 2건/종속청구항 : 10건 독립청구항 : 2건/종속청구항 :10건

입 력받아 이들 실사영상으로부터 전경체 사영 영상 을 생성 이 영상을 임의의 가상 시점에서 바라본 가상의 3 차원 공간에 투영하고 이들 투영된 영상간의 교차 점을 산출하여 가상 외피를 구현하고, 이 가상 외 피에 의하여 임의의 가상 시점에서의 가상 3차원 영상을 간편하고 정확하게 구현할 수 있는 방법 및 아주 적은 양의 데이터만으로도 표현할 수 있는 2

10 유사특허 현황 출원인 엘지전자 솔루션닉스 특허번호 특허명 다수의 카메라를 구비한 이동통신 단말기를 이용한 3차원형상의 3차원 좌표정보 추출 방법 및 이를 이용한 단말기 3차원 측정 데이터 획득장치 및 방법 대표도면 특허요지 두 대의 카메라가 구비된 이동통신 단말기를 이용하여 3차원 형상에 대한 3차원 좌표 정보를 추출하여 영상처리 등 다목적으로 활용할 수 있음 정밀 제어기 및 서보모터 등의 추가적 설치 없이 소프트웨어적으로 구현된 측정기장비 대용으로 사용될 수 있는 이동통신 단말기를 제공 이동통신 단말기로 거리뿐만 아니라 넓이 또는 부피를 측정 할 수 있음 마커가 부착된 고정부에 측정 대상물을 고정시킨 후에 그 측정 대상물에 대 한 3차원 측정 데이터를 획득하여 자동 정렬함으로써, 측정 과정에서 측정 대상물의 불필요한 위치 변경이 제거되어 보다 정밀한 측정이 가능 자동 정렬된 3차원 측정 데이터를 분석하여 측정 사각 영역이 존재하면 재차 고정부를 해당 측정 사각 영역으로 이동시켜 측정 사각 영역에 대한 추가 측 정을 수행함으로써, 측정 사각이 제거된 완전한 측정 청구항 수 독립청구항 : 2건/종속청구항 : 13건 독립청구항 : 2건/종속청구항 : 10건

단말기로 거리뿐만 아니라 넓이 또는 부피를 측정 할 수 있음 마커가 부착된 고정부에 측정 대상물을 고정시킨 후에 그 측정 대상물에 대 한 3차원 측정 데이터를 획득하여 자동 정렬함으로써, 측정 과정에서 측정 대상물의 불필요한 위치 변경이 제거되어 보다 정밀한 측정이 가능 자동

11 기존 기술의 한계 단일 영상을 이용하는 방법 ü 연직선의 길이를 이용하는 방법이나, 그림자의 길이를 측정하는 방법은 메타정보가 있어야 하며 모두 개체의 바닥이 식별 가능해야 함 ü 하지만, 영상에서 개체가 밀집한 도시 등의 경우에는 바닥이 식별되지 않은 개체들도 존재하며, 그림자의 일부분만이 식별되어 그 길이를 측정하기가 어려운 개체들도 존재 영상 이외의 데이터를 이용한 방법 ü 라이다 데이터 등이 잘 알려진 방법으로서, 추출한 3차원 개체 정보의 높이 정확도가 높지만, 개체의 식별이 용이하지 않아 개체의 지붕면 및 바닥면 위치 측정이 어려움 ü 또한 처리방법이 복잡하며 라이다 데이터를 획득하기 위해서 많은 비용이 소요됨 기존 기술들은 개체의 3차원 정보를 얻기 위하여 라이다와 같은 고비용의 자료를 사용하거나 또는 두 장 이상의 영상을 이용해야 하고, 한 장의 영상을 이용한다고 하여도 영상을 촬영할 당시의 정보가 포함되어 있는 메타정보가 필요하다는 문제점이 있음

3차원 개체 정보의 높이 정확도가 높지만, 개체의 식별이 용이하지 않아 개체의 지붕면 및 바닥면 위치 측정이 어려움 ü 또한 처리방법이 복잡하며 라이다 데이터를 획득하기 위해서 많은 비용이 소요됨 기존 기술들은 개체의

12 기술 경쟁력 기술(Seed) 기능 (Function) 상품 (Need) 단일 영상에서 3차원 개체정보 추출 광원과 카메라의 고도각 및 방위각 등 정보를 영상에 추정 한 장의 영상만으로 3차원 개체 정보 추출 핵심기능 3차원 정보 획득 편의기능 고해상도 영상 제공 부가기능 분석비용 저렴함 3D 지도 Ø 한 장의 영상만을 이용하여 광원과 카메라의 고도각 및 방위각 등의 정보를 추정하여 3차원 정보 추출 Ø 라이다와 같은 고비용의 자료를 사용하거나 2장 이상의 영상을 이용하지 않아 저렴한 비용으로 분석 Ø 3차원 정보가 필요한 다양한 응용범위에 고해상도의 이미지 제공

저렴함 3D 지도 Ø 한 장의 영상만을 이용하여 광원과 카메라의 고도각 및 방위각 등의 정보를 추정하여 3차원 정보 추출 Ø 라이다와 같은

13 시장 동향 3D 지도 서비스 시장의 확대 - 지도 서비스 세계시장은 Google이 독점하고 있으며, 이를 견제하기 위해 Apple에서 시장에 진입함 글로벌 LBA (Location-based adertising) 시장의 성장 추세에 Apple은 글로벌 위치 기반 광고 서비스 시장 진입 글로벌 실시간 모바일 위치 기반 광고 서비스 시장은 2011년 1억 9,200만 유로에서, 향후 연평균 90.9% 성장해 2013년에는 49억 유로에 달할 것으로 전망(Berg Insight, ) Google은 현재 Android OS 및 Apple의 ios 지원 디바이스에 지도 및 내비게이션 서비스를 제공하고 있으며, 2012년 6월 기준 미국 모바일 지도 서비스 시장의 약 90%를 점유하고 있는 것으로 나타남(The wall street journal, ) 글로벌 휴대폰 시장의 주요 사업자인 Apple의 진입으로 향후 LBA 시장은 양분화 될 것으로 예상됨 <지도 web 서비스> <모바일 서비스> <네비게이션> <SNS 서비스>

9% 성장해 2013년에는 49억 유로에 달할 것으로 전망(Berg Insight, 2012.

14 시장 동향 세계 LBS 시장은 2008년 19억 3,800만 달러에서 2014년 82억 6,300만 달러로 증가 전망 LBS는 유/무선 네트워크, 첨단 측위기술, 커넥티드 디바이스 등 다양한 응용 프로그램을 기반으로 스마트 LBS로 진화 스마트폰이 내비게이션과 LBS 시장의 확대에 기여함에 따라 80%의 스마트폰에는 GPS 기능이 탑재됨 LBS는 개인용 내비게이션, 위치추적, 친구찾기 등으로 이용됨 (단위 : 백만 달러) 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, 년 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 개인용 내비게이션 위치추적 친구찾기/소셜 네트워킹 가족위치/안전 서비스 기타 LBS 자료 : Gartner, Forecast : Consumer LBS, 2010 <세계 LBS 시장 전망>

친구찾기 등으로 이용됨 (단위 : 백만 달러) 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 2008년 2009년 2010년 2011년 2012년

15 정책 동향 국토교통부의 오픈플랫폼(SOPC) 제공 - 국토교통부는 구글 맵스의 유료화로 국내 기업들의 대책 마련으로 다음, NHN, KT, 대한지적공사와 함께 한국판 구글 어스 공간정보 오픈플랫폼 개발 - 이 플랫폼을 통해 구글 어스보다 높은 해상도 8~12cm의 3D 지도와 항공사진 제공 - 구글어스에서는 제공하지 않는 전국 700만 동의 건축물에 대한 건축물 대장, 지적도, 등기부등본 등 80여 가지 정보도 제공 <국토부가 개발 중인 공간정보 오픈플랫폼(SOPC)>

어스보다 높은 해상도 8~12cm의 3D 지도와 항공사진 제공 - 구글어스에서는 제공하지 않는 전국 700만 동의

16 시장 주요 참여자 No. 업체명 홈페이지 사업분야 사업현황 1 Google 인터넷 검색, 클라우드 컴퓨팅, 인터넷 광고 서 비스 Google earth 출시로 3D 지도 서비스 최초 출시 실제 촬영을 바탕으로 지도 상의 모든 건물과 도로 등을 3D로 구성하 고 빌딩 구조, 지형까지 완성하는 컴퓨터 비전 기술의 조합 스마트 폰 등 모바일 환경에서의 자유로운 구현을 전제로 만들어진 것 으로 애플과 3D 지도 분양에서 격돌할 것으로 예상됨 2 APPLE 스마트폰 단말기, 스마트 폰간 연계되는 S/W Apple Maps 출시로 Google과 시장을 양분화 함 세계 내비게이션 시장 1위 업체로 꼽히는 톰톰(Tomtom)의 솔루션과 오픈스트리트맵 데이터를 이용한 애플 맵 사용 3 NHN 검색포털 사이트 운영, 게임포털 사이트 운영 네이버 2D 지도 서비스(스트리트뷰)를 제공하고 있으며, 지도를 분양하 여 광고하고자하는 건물 등의 실내 정보를 제공 4 다음 커뮤니케이션 전자메일, 온라인동호회, 검색서비스, 배너광고, 검 색광고 DAUM 지도 앱에서 2D 지도를 제공하고 있으며, 50cm급 고해상도 항 공지도 스카이뷰, 고해상도 지도를 스마트폼에 저장하여 오프라인 지 도 기능 제공

전제로 만들어진 것 으로 애플과 3D 지도 분양에서 격돌할 것으로 예상됨 2 APPLE www.apple.

17 비즈니스 환경분석 : 유리함, : 보통, : 불리함 구분 세부항목 분석결과 비고 정책환경 정부정책 법률적 규제 국토해양부에서 국내 기업들이 무료로 사용할 수 있도록 오픈플랫폼 을 개발하여 해당 사업을 적극 장려함 방송통신위원회의 허가를 받으면 국내에서 누구든지 LBS관련 사업을 할 수 있음 시장환경 시장구조 시장 잠재력 구글이 시장을 독점하고 있다고 볼 수 있으며, 국내 포털 업체에서도 지도서비스를 제공하고 있음 3D 지도 서비스와 모바일 위치기반 광고서비스의 확대로 지속적인 시 장의 성장이 예상되며, 응용 제품도 다양함 경쟁구조 국내 시장은 구글, 다음, NHN이 주요 참여자이며, 이통사, 네비게이션 업체에서도 해당 기술을 적용할 가능성이 높음 경쟁환경 기존 복수의 촬영방식에서 위성/항공 사진을 이용한 단일영상에서 3D 제품 차별화 정보를 추출하여 구현할 수 있다는 점에서 가격과 서비스 업데이트 시간의 단축이라는 차별성이 있음

3D 지도 서비스와 모바일 위치기반 광고서비스의 확대로 지속적인 시 장의 성장이 예상되며, 응용 제품도 다양함 경쟁구조 국내 시장은 구글, 다음, NHN이 주요 참여자이며, 이통사, 네비게이션 업체에서도 해당

18 기술사업화 전략 단일영상에서 3차원 정보 추출방법 3D 지도서비스 업체 세계 시장을 독점하고 있는 구글 맵스에 경쟁되는 서비스 출시 저렴한 비용과 짧은 시간으로 3D 지도 구현 국내뿐만 아니라 위성으로 촬영가능한 해외 지도에 대한 3D 구현 지리적 정보와 더불어 건물 외형에 대한 정확한 정보 제공으로 사용자의 편리성 증대 3D 지도 서비스 시장의 확대, 구글 맵스의 유료화, 모바일 위치 기반 광고서비스 시장의 확대로 위성 또는 항공 사진을 이용한 지도정보가 필요함 지도서비스를 하고 있는 이동통신사, 포털사, 네비게이션 업체 등에서 본 기술을 도입해서 위성 또는 항공사진을 입체화 하여 지리적 정보 또는 건물 정보를 제공 기존의 3D지도 서비스는 카메라가 부착된 차량을 이용해서 360도 촬영하여 많은 시간과 비용이 소모되었으나, 위성사진을 가지고 본 기술을 적용하며 이러한 시간과 비용을 크게 절감할 수 있음 또한 국내 지도뿐만 아니라 위성으로 촬영하는 해외 지도에 대한 정보도 제공 가능하여 구글 맵스에 경쟁되는 제품을 출시할 수 있음 해당 서비스는 많은 비용이 필요하지 않아, 기존 2D 지도를 3D로 개량하기를 원하는 지도서비스 기업에서 누구나 쉽게 접근할 수 있음

본 기술을 도입해서 위성 또는 항공사진을 입체화 하여 지리적 정보 또는 건물 정보를 제공 기존의 3D지도 서비스는 카메라가 부착된 차량을 이용해서 360도 촬영하여 많은 시간과 비용이 소모되었으나, 위성사진을 가지고 본 기술을 적용하며 이러한 시간과 비용을 크게 절감할

19 잠재수요기업 목록 No. 회사명 홈페이지 대표 담당자 직책 이메일 전화번호 생산품목 / 연구분야 1 다음 커뮤니케이션 net 최세훈 임정빈 팀장 nemonandes@daumco rp.net 전자메일,온라인동호회,검색서비스, 전자상거래,배너광고,검색광고, 온라인쇼핑몰운영,온라인자동차보험 2 NHN om 김상헌 전순용 팀장 hachatsa@naer.com 전자메일,온라인동호회,검색서비스, 전자상거래,배너광고,검색광고, 온라인쇼핑몰운영, 3 팅크웨어 aresys.com 김진범 한태규 과장 tk.han@thinkware.co.kr 네비게이션소프트웨어, 무선위치기반솔루션, 인터넷지도, 웹기만, GIS기술 4 지오투 정보기술 o.com 오정환 김명진 과장 mjkim@geotwo.com GIS솔루션, 지리정보 데이타베이스 구축, 항공측량, 수치지도 5 제이콤 o.com 박영숙 양재윤 팀장 recombinant2002@hot mail.com 카 네비게이션, 교통안전 단말기, GPS 수신기 6 파인디지털 ital.com 김용훈 김병수 이사 byungsookim@finedigi tal.com 네비게이션, RF 감시장치, 디지털 광중계기, 노드분배기