It is generally agreed that a possible obstacle to the widespread deployment of 3D services is related to issues of visual comfort. The industry has taken several steps to address the concerns, particularly in terms of 3D content production guidelines and post-processing tools. However, the solutions provided often require labor-intensive and time-consuming processes. As a result, there is an increasing demand for the development of automatic tools to predict and reduce visual discomfort of 3D contents. This thesis aims at improving visual comfort of stereoscopic 3D content by analyzing its scene content characteristics and manipulating them. To this end, this thesis analyzes 3D content characteristics that negatively affect visual comfort and provides a method to predict the degree of perceived visual discomfort. Based on our analysis and visual discomfort prediction method, we propose novel techniques to improve visual comfort of stereoscopic 3D content.
The main contributions of this thesis are mainly summarized as follows: (1) development of disparity features to quantify different discomfort causes of stereoscopic 3D contents, (2) objective visual comfort assessment metric to predict visual discomfort of stereoscopic 3D contents, (3) combined linear and non-linear disparity remapping method to improve visual comfort under the guidance of the assessment metric, and (4) combined disparity adjustment and crosstalk cancellation for reducing the perceived crosstalk associated with scene content characteristics in stereoscopic 3D displays. To demonstrate the proposed methods, subjective assessments were conducted with diverse stereoscopic 3D contents. The results showed that the proposed visual discomfort prediction method provided higher prediction performance than existing methods. In addition, the proposed disparity remapping methods was capable of improving visual comfort while maintaining the overall viewing quality. The above-mentioned our research efforts will be used as valuable tools for 3D content production and post-processing.
3D 영화의 성공적 흥행에도 불구하고 3D 콘텐츠의 시각적 불편감 유발은 3D 서비스의 다양화에 큰 걸림돌이 되어 왔다. 따라서 산업계에서는 3D 콘텐츠의 시각적 불편감 문제를 해결하기 위해 3D 콘텐츠 제작 가이드 및 후처리 기술 개발에 대한 많은 노력을 기울여 왔다. 하지만 3D 콘텐츠의 시각적 불편감 해소를 위한 해결책은 아직까지도 많은 노동력과 시간을 필요로 하고 있으며, 이로 인해 3D 콘텐츠의 시각적 불편감을 자동으로 예측하고 저감하는 기술 개발의 요구가 지속적으로 증가하고 있다. 본 논문의 주요 목적은 3D 콘텐츠 특성을 분석하고 이를 기반으로 불편감을 저감하는 방법에 대한 연구이다. 이를 위해 본 논문에서는 시각적 불편감에 영향을 주는 3D 콘텐츠 특징을 분석하고 이를 이용해 시각적 불편감을 예측하는 방법에 대하여 제안한다. 또한 3D콘텐츠 분석 방법 및 시각적 불편감 예측 기술을 기반으로 3D 콘텐츠의 시차 조절을 통해 시각적 불편감을 저감하는 방법에 대하여 제안한다.
본 논문에서 제안하는 연구는 다음과 같이 요약할 수 있다 (1) 스테레오스코픽 3D 콘텐츠의 다양한 시각적 불편감 요인 정량화를 위한 특징값 추출 방법, (2) 스테레오스코픽 3D 콘텐츠의 시각적 불편감 예측 방법, (3) 선형/비선형 시차 조절 방법을 결합한 시각적 불편감 저감 방법, (4) 시차 조절과 크로스톡 억제 기술을 결합한 3D 콘텐츠의 시청 크로스톡 저감 방법. 제안하는 방법의 검증을 위하여 다양한 스테레오스코픽 3D 콘텐츠에 대하여 주관적 평가를 수행하였다. 그 결과 본 논문에서 제안하는 시각적 불편감 예측 방법은 기존 방법에 비하여 높은 예측 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 제안한 시차 조절 방법이 전반적인 시청 품질을 유지하면서 효과적으로 시각적 불편감을 저감하는 것을 증명하였다. 본 논문에서 제안하는 연구 내용들은 스테레오스코픽 3D 콘텐츠의 제작 및 편집, 3D 디스플레이 시스템 등 다양한 응용 분야에 매우 중요한 도구로서 사용될 수 있을 것이다.
