R&D연구결과보고서

보안과제 ( ), 일반과제( O ) 11-912-02-003

방송통신기술개발사업

3D 방송시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발에 관한 연구

(A study on the Practical safety guideline for viewing 3DTV)

2014. 3. 28.

한국전파진흥협회

미 래 창 조 과 학 부

제 출 문

미래창조과학부 장관 귀하

이 보고서를 "3D 방송 시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발에 관한 연구"

과제의 보고서로 제출합니다 .

2014 3 . 28.

주관연구기관 : 한국전파진흥협회

총괄 책임자 : 서창호 참여 연구원 : 이주남 김승택 오혜란 정은혜 손종화 임윤혁 정태욱 김중묵 최동환

참여연구기관 : 고려대학교의료원

참여 책임자 : 박건우 참여 연구원 : ^김승현

고영훈

조윤애

양재원

서영우

이찬녕

고덕원

김태희

박정민

유은주

이소은

문수정

이윤정

윤철민

염지현

강후남

윤혜정

김진희

임재형

신철민

강요나

최용민

남기태

한지윤

신지현

윤호경

이화

서혜진

안재문

황진영

연동윤

이병욱

김소영

김종훈

김재원

권정우

이찬희

문예지

곽서연 이승희

참여연구기관 : 한국과학기술원

참여 책임자 : 노용만

참여 연구원 : 박현욱

정용주

이지수

손호식

이성일

이승호

김대회

김성태

윤수성

김은준

김은우

오창현

김동찬

기술개발사업 최종보고서 초록

1. 일반현황

사업명 방송통신기술개발사업 기술분류 방송 - 방송미디어창작플랫폼

과제명 (과제번호) 3D방송 시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발 (11912-02003)

주관기관

기관

(기업)명 한국전파진흥협회 설립일

주소 서울 양천구 목동중앙로 13나길 3

대표자

(기관장) 신종균 연락처 02-317-6160

홈페이지 www.rapa.or.kr Fax 02-317-6061

기술개발 현황

총괄책임자 서창호 연락처 02-317-6163

실무담당자 오혜란 연락처

(e-mail) sch@rapa.or.kr

참여기관 고려대학교 산학협력단 , 한국과학기술원

총사업비 (천원)

정부출연금

민간부담금

합계

현금 현물

2,200,000 2,200,000 2,200,000

총개발

기간 2011. 3. ~ 2014. 2.

2. 개발결과 요약

키워드 ◦ 시청 안전가이드라인/생체 영향성/시각피로

핵심기술 ◦ 3D 시청안전성 가이드라인, 3D 콘텐츠 제작가이드라인, 3D 시청 이상 반응 대처기술 , 3D 콘텐츠 품질평가

최종목표

◦ 3D 시청안전성 권고안 을 마련 및 개선하고 이를 국민들에게 홍보함으 로써 , 국민이 안심하고 편안하게 3D 방송을 즐길 수 있는 환경 구축

◦ 3D 콘텐츠 제작 가이드라인도 제정함으로써, 고품질의 3D 방송 프로그 램 생산 기반을 마련

개발내용 및 결과

◦ 임상적 권고안 Ver.2.0 Ver.3.0, Ver.4.0 발간 및 배포

․3D 영상의 안전성에 관한 인식을 확산시키고 국민이 안심하고 편안하 게 3D 방송을 시청할 수 있는 3D 시청 안전성을 확보하기 위해, 3D 영상 안정성에 관한 임상적 권고안 마련

◦ 3D 콘텐츠 제작가이드라인 Ver.1.0, Ver.2.0 Ver.3.0, 발간 및 배포

․고품질의 안전한 3D 콘텐츠가 방송될 수 있도록 장비세팅, 촬영, 편집, CG처리 등 3D 제작 전반에 관한 지침사항 규정

◦ 3D 시청의 임상시험용 기준 자극 지표 개발

․100명의 피실험자를 대상으로 양안시차의 크기, 시간적 변화량, 자막 등에 따른 영향성 측정 및 임상적 허용범위 도출

◦ 3D 영상의 폭력의 유해성 연구(성인/2차년도, 청소년/3차년도)

․3DTV로 시청하는 경우, 영상의 실재감과 영상 속 인물에 동일시를 하 는 등 영상에 대한 몰입이 더 높게 나타났지만 정서적 , 인지적인 영 향이 행동의 변화로까지 이어지지 않음 .

◦ 양안시 장애가 3DTV 시청에 미치는 영향 연구

․양안시 장애 환자들도 3D TV시청이 안전하며 단 한눈의 시력이 발달 되지 않은 약시 환자들은 3D TV를 시청시 입체를 느끼지 못 할 수 있 으므로 주의 필요

◦ 신경계 취약군에 대한 3D 시청 안전성 및 불편감 연구

․파킨슨병 환자가 3D 영상을 시청하였을 때 미칠 수 있는 영향성 측정 하였으나 정상인과 시각적 불편감의 유의미한 차이가 발견되지 않음

◦ 3DTV 시청이 학동기 아동의 조절과 눈모음에 미치는 영향 연구

․적절한 콘텐츠와 적절한 시청 환경이라면 1시간 이내의 시청은 조절 및 눈모음에 영향을 미치지 않음

◦ 신경계 취약군에 대한 3D 시청 안전성 및 불편감 연구

․치매, 파킨슨병 환자가 3D 영상을 시청하였을 때 미칠 수 있는 영향성 을 측정하였으나 정상인과 시각적 불편감의 유의미한 차이가 발견되지 않음

◦ 시청 시간에 따른 3DTV 시청의 인체 영향성 평가

․정상인을 대상으로 1/2/3시간 시청에 따른 생리적 변화를 측정하였으

나 3시간 이내의 과시청에 따른 2D/3DTV 사이의 유의미한 차이는 없 음

◦ 3D 시청 위험군 대상 평가 임상지침 및 안전성 평가기술 개발

․뇌전증(간질) 환자의 경우, 2D와 3D TV 시청 조건에서 경험하는 어지 러움과 눈의 피로도 수준에서 유의한 차이가 있었지만 그 수준이 매우 낮음 . 또한 2D와 3D 조건에 발생하는 뇌의 엔트로피를 분석한 결과 유의한 차이가 발견되지 않음 .

◦ 3D 피로와 3D 지각 정도를 이용한 소아안과 질환의 선별검사

․3D TV 시청시 발생하는 3D 안정피로와 입체감저하를 조사함으로서 시력이상이나 양안시 이상을 선별검사 할 수 있는 지 알아본 결과 , 3D TV 시청시 발생하는 안정피로와 3D 입체감 저하는 양안시 이상을 선 별하는데 있어서 유용하지 못하였음 . 하지만 평소시력이 낮아 적절한 교정 및 안과적 검사를 필요로 하는 아이들에 대한 선별에는 유용한 것으로 나타났음 .

◦ 시청 시간 조작(과시청, 단기반복신청) 후 3D 시청의 인체 영향성 평가

․우줄중 환자와 조현병 환자를 대상으로 하여 3D 시청 전후의 생리적, 인지적 변화를 측정하고 2D 시청과의 차이를 확인한 결과, 과시청 및 단기반복시청에 따른 3D TV 시청의 영향은 2D에 비해 부정적이라고 결론을 내리기 어려우며 , 실험 결과를 고려할 때 연속적으로 2시간 이 내의 TV 시청이 권장됨.

◦ 3D 콘텐츠의 fMRI를 이용한 뇌 반응 실험

․자연영상의 특성에 따른 뇌 반응 실험, 시각피로에 의한 뇌 반응량의 통계적 분석

◦ fMRI 영상 뇌 반응에 따른 3D 피로도 측정

․주관적 피로와 측정된 뇌 반응과의 연관성 분석: 자연 영상의 양안시 차 크기에 따른 시각피로 관련 영역의 반응 정량화

․뇌신호 분석에서 피로도 요소를 적용한 모델을 이용한 통계적 분석 결 과 제시로

권고안 업데이트

◦ 3D 영상 자동 분석을 통한 시각피로 정량적 평가 기술 개발

․3D 콘텐츠 깊이 정보 및 모션 정보 (양안시차의 시간적 변화량)에 따 른 3D 비디오시각피로도 정량적 평가 기술

․3D 콘텐츠의 입체 영상 양안 불일치 (색상 불일치 등)에 따른 시각피 로도 정량적 측정 기술

◦ 3D 콘텐츠의 품질 측정/평가 방법에 기반을 둔 시각 피로 저감 방법론 연구

․시각 피로 저감 방법 기초 설계

◦ 3D 콘텐츠 품질 평가 기술 방법론 연구

․3D 콘텐츠에 대한 fMRI를 이용한 뇌 반응 기초 실험

․3D 콘텐츠 시각피로 (시각적 불편감)의 주관적 측정 및 시각피로 평가 방법 설계

․fMRI를 이용한 3D 콘텐츠 시각적 불편감 평가기술의 객관적 검증 방법

설계

◦ 3D 콘텐츠에 대한 뇌 반응의 상관관계에 따른 시각적 불편감 측정

․자연 영상 자극을 이용하여 뇌반응 신호를 획득하고, 이를 이용하여 Support Vector Machine (SVM) classifier를 training하여, 피험자가 시청 한 영상의 시각적 불편감 유발 여부를 판단하는 “시각적 불편감 객관 적 측정 ” 방법 및 실험 결과 제시

․실험 결과 training한 SVM 모델이 약 83%의 높은 분류 정확도를 가짐 을 확인

․SVM 모델의 분류 성능에 가장 큰 영향을 주는 뇌 영역을 추출 결과, Depth 정보처리와 관련 있는 Parietal lobe (두정엽) 영역, Pain에 연관 이 있는 Insula 영역, 그리고 시각 정보처리를 담당하는 Occipital lobe (후두엽) 영역에 반응이 나오는 것을 확인

․상기 실험 결과들을 안정성 가이드라인을 위한 기초 데이터로 활용

◦ 3D 콘텐츠 품질 측정/평가 방법에 기반을 둔 시청 적합성 인증 모델 및 시각적 불편감 최소화 방법

․시각적 불편감에 영향을 주는 3D TV 시청 환경 (e.g., 시청 거리, display pixel pitch, etc) 및 3D 콘텐츠 시각적 불편감 유발 요인 (e.g., disparity magnitude, motion, window violation, divergence, etc)의 통합 분석을 통한 시각적 불편감 정량화 기술 개발

․시각적 불편감 정량화 기반 시청 적합성 모니터링 기술 및 안전 시청 가이드 기술 (안전 시청 적합성 단계 지표 출력)

․입력 스테레오스코픽 비디오의 요인별 시청 적합성 및 통합 요인의 시 청 적합성을 출력하는 “S3D visual comfort analyzer” 개발

․입체감 조절 기반 시각적 불편감 최소화 기술

◦ Window violation과 물체의 너비에 따른 시각적 불편감에 대한 주관적 평가 및 시청 안정성 가이드라인 기초 데이터 확보

․영상 가장 자리의 양안 시차 분석 정보를 통한 window violation 요인 에 의한 시각적 불편감 정량화 기술 개발

․주관적 불편감 측정 및 양안 융합 시간 측정을 통해 물체 간 상대적 시차 차이에 의한 양안 융합 어려움은 3D 콘텐츠 내 물체의 너비와 관련 있음을 관찰

기술개발배경

◦기존의 2D 방송과는 달리 3D 방송 시청에 대한 어지럼증과 같은 인체 생리적 이상반응에 대한 논란이 계속되고 있음

◦이는 3D 영상 자체에서 유발되는 요인뿐만 아니라 시청환경, 시청자 개인 특성 , 기기 등의 다양한 요인들로부터 발생

핵심개발기술의 의의

◦ 3D 콘텐츠 안정 시청 및 제작을 위한 권고안 및 가이드라인 마련으로 국민 의 안전하고 실감나는 3D 시청 보장 및 양질의 3D 콘텐츠 제작 여건을 조성 하여 3D 콘텐츠의 해외진출 역량 확보

적용분야

◦ 3DTV/IPTV 3D 서비스/3D 지상파 방송/3D 위성 방송/3D 케이블 방

송 /stereoscopic video analyzer/3D processing IC chip/3D camera/3D

TV 등

3. 기술 및 경제적 성과

기술적 성과

◦ 주관적 측정을 통한 양안시차, 양안시차 변화량, 물체의 너비가 시각적 불편감 에 미치는 영향 조사 및 Non-spectral color에 대한 색상 융합 한계 (color fusion limit) 측정 결과 제시: 시청안정성 가이드라인 및 표준화에 기여 ◦ 시각적 관심 특성 기반 3D 콘텐츠 영상 분석을 통한 다중 요인에 의한 시각적

불편감 평가기술 및 불편감 시각화 기술 개발

◦ 시청 적합성 모니터링을 위한 S3D visual comfort analyzer 개발 ◦ 적응적 시차 조절 방법에 기반한 시각적 불편감 최소화 기술 개발

◦ 과도한 양안 시차에 의해 야기된 시각적 불편감 관련 뇌 영역 (FEF, IPS, SEF)를 발견

◦ fMRI 뇌반응 신호 분석에 기반한 시각적 불편감의 객관적 측정 기술 개발 ◦ 3D 안경 유형(FPR vs SG)에 따른 뇌파 측정

◦ 3D 영상 시청과 관련된 뇌 영역과 시간과정 규명 ◦ 양안시장애의 3DTV 영향성 평가기술 개발

◦ 잠재적 취약군을 포함한 정상 성인군 대상 안전성 측정 지표 개발 ◦ 3DTV 시청 시간에 따른 인체 영향성 평가

◦ 3D 피로와 3D 지각 정도를 이용한 소아안과 질환의 선별검사

◦ 연구성과: 논문 36건(SCI급 포함), 표준화기고 15건, 국내외특허 5건(출원, 등록)

경제적 성과

◦ 가이드라인을 이용한 이상반응 예측 및 효과적인 대처 방안을 권고함으로써 3D 영상 기기/장비 제작사와 컨텐츠 제작사의 불필요한 비용 지출 감소 ◦ 가이드라인의 대국민 홍보 및 교육을 통해 3D 방송에 대한 국민들의 부정적인

견해를 종식시키고 3D 영상의 원할한 제작 및 보급과 3D 방송 관련 산업 확 대에 기여하며 차세대 실감 미디어 산업 발전의 촉진으로 생산유발, 일자리 및 부가가치 창출

4. 파급효과 및 기대효과

파급효과

◦ 3D 방송 시청의 안전성 가이드라인 개발은 3D 콘텐츠 제작, 압축 및 전송, 디스플레이, 시청자 및 시청자 환경에 대한 3D 방송 전반에 대한 고도화 진행에 촉매로 작용할 것이며, 요소기술 확보 및 원천기술 확보, 국제 표준 화와 연계한 가치 있는 지적 재산권 확보를 가능하게 함

기대효과

◦ 3D 영상 시청 안전성 평가 기술은 3D 방송 뿐 아니라 가상현실을 이용한 정 신과적 치료, 의학교육, 의료기술 등의 3D 관련 산업 경쟁력을 높이는 계기 가 될 것으로 기대됨

◦ 3D 시청 안전성 기반의 가이드라인 개발은 3D 방송장비 및 콘텐츠 제작,

디스플레이 등에 대한 구체적인 표준 안전규격을 권고하게 되고, 이를 통

해 3D 산업의 안정적 발전이 이루어 질 것으로 예측

5. 해당기술, 제품의 시장 현황

국내시장 3D 시청안전성 연구의 실험결과 등을 통해 제시된 가이드라인을 방송사 및 가전사의 시청 가이드로 활용

해외시장 3D 방송시청의 임상적 권고안 및 제작가이드라인을 국제표준화 단체에 기고 및 반영

6. 제품 사진 (기술개발 제품 관련 사진, 그림, 도면 등)

<그림 1 임상적권고안> <그림 2 제작가이드라인> <그림 3 학술초록집>

<그림 4 홍보리플렛>

<그림 5 . 주관적 시각적 불편감 측정 실험환경>

<그림 6. 객관적 시각적 불편감 측정 실험환경>

<그림 7. 양안시차 크기에 따른 시각적 불편감의 주관적 측정 결과>

(a) (b) (c)

<그림 8. 모션의 속도에 따른 시각적 불편감의 주관적 측정 결과, (a) 깊이 방향 모션,

(b) 수평 방향 모션, (c) 수직 방향 모션>

<그림 9. 양안 색상 융합 한계의 주관적 측정 결과>

Stimulus width (degrees)

V isu al c om fo rt sc or e

<그림 10. 오브젝트의 너비에 따른 시각적 불편감의 주관적 측정 결과>

<그림 11 3D 콘텐츠의 시각적 불편감 시각화 기술: 시각적 중요 영역의 불편감 정량화 결과

제시 >

<그림 12. 과도한 양안시차를 갖는 자연영상에 대한 3D 시각적 불편감 관련 뇌 반응 영역 측정 : FEF (frontal eye field), IPS (intraparietal sulcus), SEF (supplementray eye field) >

<그림 13. S3D visual comfort analyzer: 요인별/통합 요인의 시청 적합성 결과 제시

>

<그림 14. 적응적 시차 조절을 통한 시각적 불편감 최소화 방법>

<그림 15. fMRI 뇌반응 신호와 SVM claissfier를 이용한 객관적 시각적 불편감 측정 기술>

<그림 16. 3D 안경에 따른 뇌파 측정>

<그림 17. 3D 시청전과 시청직후의 굴절이상 변화 분포>

<그림 19. 파킨슨병 환자의 PET-CT 촬영 결과 2D에 비해 3D 영상을 볼 때 활성화 되는 부위>

<그림 18. 신경계 환자군 및 정상 대조군의 입체시에 따른 입체 인지 점수>

<그림 20. 3D 자극 인지와 관련된 뇌 부위>

<그림 21. 3D 시청에 민감한 피험자의 뇌 활성화 양상>

<그림 22. 총점을 이용한 presenting visual acuity ≤ 0.5 인 소아의 선별에 대한 ROC 곡선>

<그림 23. 우울증(위)과 조현병(아래) 환자의 3D TV 시청시간에 따른 인지기능의 변화>

기술개발사업 주요 연구성과

사업명 방송통신기술개발사업

과제명 3D 방송 시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발

주관기관명 한국전파진흥협회 설립일

주소 서울 양천구 목동중앙로 13나길 3

대표자(기관장) 신종균 연락처 02-317-6163

총괄책임자 서창호 FAX 02-317-6061

총개발기간 2011. 3. 1. ~ 2014. 2. 28.

총사업비(백만원) 2,200 정부출연금 2,200 민간부담금 -

참여기관(책임자) 박건우, 노용만

성과지표 세부지표 성 과 비 고

사업화 성과

매출액

개발제품 개발후 현재까지 억원

향후 3년간 매출 억원

관련제품 개발후 현재까지 억원

향후 3년간 매출 억원

시장 점유율

개발제품

개발후 현재까지 국내 : % 국외 : % 향후 3년간 매출 국내 : % 국외 : %

관련제품

개발후 현재까지 국내 : % 국외 : % 향후 3년간 매출 국내 : % 국외 : % 세계시장

경쟁력 순위

현재 제품 세계시장 경쟁력 순위 위 3년 후 제품 세계 시장경쟁력 순위 위

기술적 성과

특허

국내 출원 2건

등록 1건

국외 출원 1건

등록 건

논문발표

국내 7건 ^{저널: 2건,}

학회: 5건

국외 29건 저널: 12건,

학회: 17건

표준화 국내 5건 (기고/채택/반영)

국외 10건 (기고/채택/반영)

프로그램 건

파급효과

고용효과 개발 전 명

개발 후 명

선진국 대비 기술수준 %

국산화율 %

기타 ‘3D 영상 안전성에 관한 임상적 권고안’ 제개정 3건

‘3D 콘텐츠 제작가이드라인’ 제개정 3건

□ 구체적인 연구 성과 1. 지식재산권

(국내․외 특허, 실용신안, 프로그램 등록, 기타 등으로 종류 구분)

1) 종류 : 01-특허, 02-실용신안, 03-디자인, 04-상표, 99-기타

2) 해외출원 여부 : 1-국내 출원, 2-PCT 해외 출원, 3-일반 해외 출원

2. 논문 게재/발표 실적

1)

종류

2)

해외

출원

국내 / 국외

출원 (등 록 )국

출원 (등록) 구분

출원 (등록)

번호 발명명칭 출원 (등록)

기관 출원 (등록)일

01 2 국외 PCT 출원 PCT/KR201 1/009932

3D 스테레오스

코픽 영상에서

시각 피로도를 시각화하는

장치

한국과학

기술원 2011.12.21.

01 1 국내 한국 출원 10-2011-012 5152

3D 스테레오스

코픽 영상에서

시각 피로도를 시각화하는

장치

한국과학

기술원 2011.11.28.

01 1 국내 대한민

국 출원 10-2012-00 99336

입체시 검사 장치

고려대학 교 산학협

력단

2012.09.07

01 1 국내 대한민

국 출원 등록 10-1367315

고려대학 교 산학협

력단

2014.02.19

1)

논문

구분 학술지명 논문명 저자명 SCI

구분 출판일 학술대회명 학술대회 개최국

학술대회 발표일 01 Optics

Express

Quantitative Measurement of Binocular Color

Yong Ju Jung, Hosik

SCI 2011.04.

11

Fusion Limit for Non-spectral

Colors

Sohn, Seong-il

Lee, Yong Man Ro,

and Hyun Wook Park

02

Human brain response to visual fatigue caused by stereoscopic depth

perception

Dongcha n Kim, Yong Ju

Jung, Eunwoo

Kim, Yong Man Ro,

and HyunWo

ok Park

DSP 2011 그리스 2011.07.07.

02

Attention model-based visual comfort assessment for stereoscopic depth

perception

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il

Lee, Hyun Wook Park, and Yong Man Ro

DSP 2011 그리스 2011.07.07.

02

Investigation of object thickness

for visual discomfort prediction in

stereoscopic images

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il

Lee, and Yong Man Ro

IS&T/SPIE

EI 2012 미국 2012.01.23.

02 Effect of Object Thickness on

Seong-il

Lee, MITA 2011 몽골 2011.07.06.

Visual Comfort in Stereoscopic

Images

Yong Ju Jung, Hosik Sohn, and Yong Man Ro

03

Telecom municati

ons Review

스테레오스코픽 3D 비디오의 시각 피로 평가 기술 및

연구 동향

정용주 , 손호식 , 이성일 , 김동찬 , 박현욱 , 노용만

비 SCI 2011.08.

01

02

Clinical research on the ophthalmic

factors affecting 3D asthenopia

SH Kim, YW Suh, JS Song JH Park, YY Kim, K Huh, JB

Son, KT Kham,

TU Jeong, KS Pyo

3DSA

2011 한국 2011.06.20

01

J pediatric

ophthal mology strabism

us

Clinical research on the ophthalmic

factors affecting 3D asthenopia

SH Kim, YW Suh, JS Song JH Park, YY Kim, K Huh, JB

Son, KT Kham,

TU Jeong, KS Pyo

SCI 2012.

08.

02

The influence of stereopsis and

abnormal binocular vision

Asian pacific academy

of

한국 2012.04

on ocular and systemic discomfort while

watching 3D television

ophthalmol ogy

02

3D asthenopia in horizontal strabismus

Asian pacific academy

of ophthalmol

ogy

한국 2012.04

The influence of stereopsis and

abnormal binocular vision on 3D Asthenopia

3DSA 한국

02

The influence of watching 3D TV on accommodation

한중일안과

학회 한국 2012.11

04

3D TV 시청이 조절에 미치는

영향

대한안과학

회 한국 2012.11

01

Journal of Electroni

c Imaging

Visual comfort assessment metric

based on salient object motion information in stereoscopic video

Yong Ju Jung, Seong-il

Lee, Hosik

Sohn, Hyun Wook Park, and Yong Man Ro

비 SCI 2012.02.

27

01

IEEE Transacti

ons on Consume

r Electroni

cs

Visual discomfort visualizer using stereo vision and

time-of-flight depth cameras

Yong Ju Jung, Hosik Sohn, and Yong Man Ro

SCI 2012.05

02

Visualizing the Perceived Discomfort of

Yong Ju Jung, Seong-Il

IEEE ISM

2012 미국 2012.12.10.

Stereoscopic Video

Lee, Hosik

Sohn and Yong Man Ro

02

Subjective and objective measurements of

visual fatigue induced by

excessive disparities in

stereoscopic images

Yong Ju Jung, Dongcha

n Kim, Hosik

Sohn, Seong-il

Lee, Yong Man Ro,

Hyun Wook Park

IS&T/SPIE EI SD&A

2013

미국 2013.2.4

02

Disparity remapping to ameliorate visual

comfort of stereoscopic video

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il

Lee, Filippo Speranza

, Yong Man Ro

IS&T/SPIE EI SD&A

2013

미국 2013.2.5

02

Subjective assessment of visual discomfort

induced by binocular disparity

and stimulus width in stereoscopic image

Seong-il Lee, Yong Ju

Jung, Hosik Sohn, Yong Man Ro

IS&T/SPIE EI SD&A

2013

미국 2013.2.6

04

Effect of prism adaptation on human brain for

excessive binocular disparity

stimulus

Dongcha n Kim, Yong Ju

Jung, Yong Man Ro

2012년 대한뇌기능

매핑학회 춘계 워크숍 및

심포지엄

대한민국 2012.5.4

and HyunWo

ok Park

04

Human brain region related with sterepscp[oc

visual fatigue

Dongcha n Kim

Yong Ju Jung, Ye Ji Ha, Joongsun

g Choi, Bumseok

Jung, Yong Man Ro,

and Hyun Wook Park

대한 자기공명의

과학회 제 17차 학술대회

대한민국 2012.3.31

04

양안식 시각자극의 너비에 의한 시각적 불편함

이성일 , 정용주 , 손호식 , 노용만

한국방송공 학회 추계학술대

회

대한민국 2012.11.3

01

Current Eye Research

3D asthenopia in horizontal Deviation

Seung-H yun Kim;

Young- Woo Suh;

Cheol-Mi n Yun;

Eun-Joo Yoo;

Ji-Hyun Yeom;

Yoonae A. Cho

SCI

01 Eye

Influence of stereopsis and

abnormal binocular vision

on ocular and systemic

Seung-H yun Kim;

Y-W Suh; C Yun; E-J

SCI

discomfort while watching 3D

television.

Yoo; J-H Yeom;

YA Cho

02

Influence of Watching 3D Television on Refractive error in

Children

Hye-Jin Seo;

Seung-H yunKim;

Young- WooSuh;

Yong-Mi nChoi;Yo onaeA.C

ho

2013 3DSA 한국 2013.06.26

04

인간중심의 실감방송 안전성 강화를 위한 기술

박건우

제 3회 실감미디어

-차세대 방송 Fair

한국 2013.11.27

02

Stereopsis of idiopathic Parkinson’s

disease

이찬녕 , 고덕원 , 박건우

2014 3DSA 한국 2014.05.28.

(발표확정)

01

IEEE Transacti

ons on Broadcast

ing

Predicting visual discomfort using object size and

disparity information in

stereoscopic images

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il Lee, and

Yong Man Ro

SCI 2013.03.

01

01

EEE Transacti

ons on Circuits and Systems

for Video Technolo

gy

Predicting visual discomfort of

stereoscopic images using human attention

model

Yong Ju Jung, Hosik Sohn, Seong-il

Lee, Hyun Wook Park, and Yong Man Ro

SCI 2013.12.

01

01

IEEE Transacti

ons on

Effect of stimulus width on the perceived visual

Seong-il Lee, Yong Ju

SCI 2013.12.

01

Broadcast ing

discomfort in viewing stereoscopic

3D-TV

Jung, Hosik Sohn, Filippo Speranza

, and Yong Man Ro

01

Journal of Electroni

c Imaging

Experimental investigation of

discomfort combination:

Towards visual discomfort prediction for

stereoscopic videos

Seong-il Lee, Yong Ju

Jung, Hosik Sohn, and Yong Man Ro

비 SCI 2014.01.

01

01

IEEE Transacti

ons on Circuits and Systems

for Video Technolo

gy

Visual comfort amelioration technique for

stereoscopic image: Disparity

remapping to mitigate global

and local discomfort causes

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il

Lee, Filippo Speranza

, and Yong Man Ro

SCI accepte d

01

Internati onal Journal

of Imaging Systems

and Technolo

gy

fMRI analysis of excessive binocular disparity

on the human brain

Dongcha n Kim, Yong Ju

Jung, Yeji Han, Joonsung

Choi, Eunwoo

Kim, Bum Seok Jeong,

Yong Man Ro,

비 SCI accepte

d

1) 논문구분 : 01-국외전문학술지, 02-국외학술대회발표논문집, 03-국내전문학술지, 04-국내학술대회발표논문집, 05-국외기타논문집, 06-국내기타논문집

3. 표준화 실적(기고, 채택, 반영 각 15건)

and Hyun Wook Park

02

Crosstalk reduction in

stereoscopic displays: a

combined approach of

disparity adjustment and

crosstalk cancellation

Hosik Sohn, Yong Ju

Jung, Seong-il Lee, and

Yong Man Ro

IEEE IVMSP Workshop

2013

대한민국 2013.06.12

02

Effect of fatigue stereoscopic 3D contents on the processing of stereo stimuli in

human brain

Dongcha n Kim, Yong Ju

Jung, Yong Man Ro,

and Hyun Wook Park

Human brain mapping

2013

미국 2013.06.16

04

시차 범위 조절 및 스크린 위치 조절의 결합을

통한 스테레오스코픽 3D 디스플레이의

시각적 불편함 저감

이성일 , 정용주 , 손호식 , 노용만

2013 한국멀티미

디어학회 춘계학술대 회 , 2013

대한민국 2016.06.01

기고서명 표준

기구명 표준명 회의명 기고자

구분 기고/채택/반영 일시

기고/채택/반영 번호 3D 영상안전성에 관한

임상적 권고안 TTA 3DTV

안전시청지 침

PG806 TTA 서창호 기고/채

택/반영 ^2011.12.21

TTAK.KO-07.0

086/R1

3D 콘텐츠

제작가이드라인 TTA 3DTV 방송 콘텐츠

제작

PG806 TTA 서창호 기고/채

택/반영 ^2012.12.21

TTAK.KO-07.0 109

3D 영상안전성에 관한

임상적 권고안 TTA 3DTV

방송안전지 침

PG806 TTA 서창호 기고/채

택/반영 ^2012.12.21

TTAK.KO-07.0 086/R2

3D 콘텐츠

제작가이드라인 TTA 3DTV 방송 콘텐츠

제작

PG806 TTA 서창호 기고/채

택/반영 ^2013.12.18

TTAK.KO-07.0 109/R1

3D 영상안전성에 관한

임상적 권고안 TTA 3DTV

안전시청지 침

PG806 TTA 서창호 기고/채

택/반영 ^2013.12.18

TTAK.KO-07.0 086/R3 Proposal for

update of Clause 7, “3D video safety guidelines,”

of J.3D-Fatigue:

Visual discomfort induced by disparity and motion magnitude

of stereoscopic video

ITU-T

Assessme methods nt of visual fatigue

safety and guideline

for 3D video

ITU-T

SG9 손호식 기고/채

택/반영 ^{2012.05.02 TD846}

The influence of stereopsis and

abnormal binocular vision

on ocular and systemic discomfort while

watching 3D television

ITU-T

Assessme methods nt of visual fatigue

safety and guideline

for 3D video

ITU-T

SG9 김승현 기고/채

택/반영 ^{2012.05.02 TD846}

Proposal for update of Clause

7, “3D video safety guideline,”

of J.3D-Fatigue

ITU-T

Assessme methods nt of visual fatigue

safety and guideline

for 4D video

ITU-T

SG9 서창호 기고/채

택/반영 ^{2012.05.02 TD846}

The influence of stereopsis and

abnormal binocular vision

on ocular and systemic discomfort while

watching 3D television

ITU-R

Features three-di of mensiona television l

video systems broadcast for

ing

ITU-R

SG6 김승현 기고/채

택/반영 ^{2012.10.19 6c-temp57}

Visual discomfort induced by disparity and motion magnitude

of stereoscopic video

ITU-R

Features three-di of mensiona television l

video systems broadcast for

ing

ITU-R

SG6 손호식 기고/채

택/반영 ^{2012.10.19 6c-temp57}

Visual discomfort induced by binocular

disparity of stereoscopic video

ITU-R ^6C/TEMP _/83 ITU-R

SG6 서창호 기고/채

택/반영 ^6C/TEMP/83

PROPOSAL FOR UPDATEOF“3 D VIDEO SAFETY GUIDELINES”:The

influences of Parkinson’s diseases on dynamic 3D perception and

fatigue while watching 3D

television

ITU-R ^6C/TEMP _/83 ITU-R

SG6 박건우 기고/채

택/반영 ^6C/TEMP/83

Proposed Draft Recommendation New ITU-RBT.[Influence

of Watching 3D Televisionon Refractive Error in

Children

ITU-R

6C/TEMP

/3DTV2 ITU-R

SG6 김승현 기고/채 택/반영

6C/TEMP/3D TV2

Updated real Images data ofA NNEX8(Principles

for the comfortable

viewing of stereoscopic three-dimensional

television(3DTV) image)

ITU-R

6C/TEMP

/3DTV2 ITU-R

SG6 서창호 기고/채 택/반영

6C/TEMP/3D TV2

PROPOSAL FOR UPDATE OF“

3DVIDEO SAFETY GUIDELINES”:

The influences of DEMENTIA ALZHEIMER’S WITH

DISEASE on dynamic 3Dperception and

fatigue while watching 3Dtelevision

ITU-R ^6C/TEMP _/3DTV2 ITU-R

SG6 박건우 기고/채 택/반영

6C/TEMP/3D

TV2

1) 구분 : 기고, 채택, 반영

4. 기술이전(기술료) 실적

5. 인증/포상 실적 등 (국내 및 국외)

번호 구분 명칭 일시 국명 수여기관명 발생차수

차년도 차년도 차년도 차년도

6. 사업화 계획 및 매출실적

항 목 세부 항목 성 과

사업화 계획

사업화 소요기간(년) 소요예산(백만원)

예상 매출규모 (억원)

현재까지 3년후 5년후

시장점유 율

단위(%) 현재까지 3년후 5년후

국내 국외 향후 관련기술, 제품을

응용한 타 모델, 제품 개발계획 무역수지

개선효과

(단위 : 억원) 현재 3년후 5년후

수입대체(내수) 수 출

계약명 계약

년도

대상 국가

기 징수액 (백만원)

당해년도 징수액 (백만원)

계약

체결일 실시내용 대상기관명

7. 고용 창출

항목 세부 항목 성 과

고용효과

개발 전 연구인력 명

생산인력 명

개발 후 연구인력 명

생산인력 명

8. 기타 성과 출판 및 발간

3D 영상 안전성에 관한 임상적 권고안 발간 및 배포 (대국민 홍보)

3D 콘텐츠 제작가이드라인 발간 및 배포(방송사, 가전사, 제작사 등에 3D 제작기준 마련) 일반시청자 대상으로 홍보 리플렛 발간 및 배포

3D 방송영상 제작가이드 발간 및 배포 3DTV 실험방송 활성화 백서 발간

9. 변경이력 (있을 경우 기재)

국문 요약문

① 관 리 번 호 11-912-02-003

② 보 고 서 명 3D방송 시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발

③ 사 업 명 방송통신연구개발사업

④ 총 괄 책 임 자 성 명 서창호 직 위 팀장

⑤ 주 관 기 관 ^{한국전파진흥협회}

⑥ 연구내용 및 결과

Ⅰ. 제 목

3D 방송 시청의 임상적 안전성을 고려한 가이드라인 개발

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성

기존의 2D 방송과는 달리 3D 방송 시청에 대한 어지럼증과 같은 인체 생리적 이상반응에 대한 논란이 계속되고 있음

3D 시청안전성 권고안 을 마련 및 개선하고 이를 국민들에게 홍보함으로써, 국민이 안심 하고 편안하게 3D 방송을 즐길 수 있는 환경 구축

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위

3D 시청의 임상적 안전성 측정 및 3D 콘텐츠 품질 평가 기술 방법론 연구 3D 시청의 생리적 영향관련 임상시험 및 선정/폭력의 유해성 연구

3D 시청 임상적 안전 가이드라인 제작

Ⅳ. 연구개발결과

3D 콘텐츠 안정 시청 및 제작을 위한 권고안 및 가이드라인 마련으로 국민의 안전하고 실 감나는 3D 시청 보장 및 양질의 3D 콘텐츠 제작 여건을 조성하여 3D 콘텐츠의 해외진출 역량 확보

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획(활용에 대한 건의포함)

3D 시청안전성 가이드라인을 방송사 및 가전사의 시청 가이드로 활용 3D 방송시청의 임상적 권고안 및 제작가이드라인을 국제표준화 단체에 기고

⑦ 키워드

3D 영상/시청안전성/임상적 안전 가이드라인/생체 영향성/시각피로

S U M M A R Y

(영문요약문)

① Accession Number 11-912-02-003

② Title Practical safety guideline for viewing 3DTV

③ Project Broadcasting Communications R&D Program

④ Author Name Seo changho Section Team manager

⑤ Institute Korea Radio Promotion Association

⑥ Abstract

Ⅰ. Title

Practical safety guideline for viewing 3DTV

Ⅱ. Purpose of the study

Unlike existing 2D broadcasting, there is a controversy on the physiologically abnormal response, such as dizziness, when watching 3D broadcasting.

By improving and informing "practical recommendation for 3D image safety", establish the circumstance where the public can enjoy 3D broadcasting safely.

Ⅲ. Contents and Scope of the Study

Clinical safety Measure of 3D watching and Technical methodology study on evaluation of 3D contents quality.

Clinical test on physiological effect and Study of suggestive/violence harmfulness.

Ⅳ. Result of Study

Arrangement of Recommendation and Guideline : for 3D contents watching and production

to secure the 3D watching and build the condition of good 3D contents production

to secure the Capacity of overseas expansion for 3D contents

Ⅴ. Application of the result

Practical use of "guideline of 3D image safety" for Broadcasters and Manufacturer

Contribute of "practical recommendation for 3D image safety" and "the Guidebook for 3D contents production" to International standardization organization

⑦ Key Words

3D Image/watching safety/practical recommendation/Biological influence/Visual

fatigue

목 차

제 1 장 서론

제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성

제 2 절 국내 외 관련 기술 및 시장의 현황

제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 경제적 파급효과

제 2 장 기술개발 내용 및 방법

제 1 절 최종 목표 및 평가 방법

제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위

제 3 장 결과 및 향후계획

제 1 절 연구개발 결과

1. 연차 연구개발 추진 일정 2. 연차 연구개발 추진 실적

3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 제 2 절 연구개발 추진 체계

제 3 절 시장현황 및 사업화 전망

제 4 절 사업비 사용현황

제 5 절 연구개발결과의 활용계획

별첨 1. 자체평가서

별첨 2. 자체보안관리진단표

부 록

표 목 차

(표1-1) 년도별/우선권 주장 국가별 특허 출원 및 등록 현황 ···19

(표1-2) 특허국가별 주요 출원인 현황 ···19

(표1-3) 국가별 기술수준 순위 ···20

(표 3-1) 연구개발 추진실적 ···55

(표 3-2) 3D 영상 안정성에 관한 임상적 권고안의 주요 항목 ···56

(표 3-3) ’3D 콘텐츠 제작 가이드라인 주요항목 ···58

(표 3-4) 국내․외 특허출원 ···61

(표 3-5) 국내․외 표준화 기고서 ···62

(표 3-6) 국내․외 논문 및 학회 발표 ···65

그 림 목 차

(그림 1-1) 3D 방송 시청의 임상적 안전 가이드라인의 개념도 ···1

(그림 1-2) 3D 시청 안전성에 대한 년대별 관심 요인 변화 ···7

(그림 1-3) 3D시청 안전성 연구의 국가별 분포도 ···7

(그림 1-4) 3D 생체 영향성 학술 기초 자료(논문) 자료 비율 ···8

(그림 1-5) 3D 품질 측정 및 평가 기술의 국외 동향 ···9

(그림 1-6) 3D 시청 안전성 협의회 추진체계 ···11

(그림 1-7) 3D 시청 안전성 협의회 연구 3단계 로드맵 ···12

(그림 1-8) 기술표준원의 3D 관련 표준화 추진체계 ···14

(그림 1-9) 모션, 양안 시차, 시각피로감의 관계 ···15

(그림 1-10) 안구 운동 측정 결과: 실험 환경(좌), 자연영상을 주시하는 경우의

안구 운동 (중간), 3D 디스플레이를 시청 경우의 안구 운동(우) ···16

(그림 1-11) 삼성전자 특허의 대표 도면 ···17

(그림 1-12) 광운대학교 특허 대표 도면 ···18

(그림 1-13) 년도별 출원 현황 ···18

(그림1-14) 도메인별 출원 현황 ···19

(그림 1-15) IPC 특허 분포 ···21

(그림 2-1) 3D 시청의 안전성 가이드라인 개발 개념도 ···24

(그림 2-2) 1차년도 주요 사업내용 ···27

(그림 2-3) 실험환경 설정 및 지표 개발 개요 ···28

(그림 2-4) 실험환경 설정 및 구축 개념도 ···28

(그림 2-5) 양안시차 크기의 임상적 허용범위 도출 연구 개념도 ···29 (그림 2-6) 3D 품질 측정/평가 기술 개요 ···29 (그림 2-7) 3D 콘텐츠 시각피로 측정/평가 방법론 ···30 (그림 2-8) 3D 콘텐츠 시각피로의 객관적 측정을 위한 fMRI 시스템도 ···30 (그림 2-9) 3D 콘텐츠 시각피로의 주관적 측정 및 평가 방법 설계 ···31 (그림 2-10) 과도한 양안시차에 따른 뇌 반응 측정> ···32 (그림 2-11) 양안시 장애에 대한 영향성 평가 ···35 (그림 2-12) 3D 시청 신경학적 안전 취약성 평가 ···36 (그림 2-13) 2차년도 주요 사업내용 ···39 (그림 2-14) 임상시험용 기준자극 지표 개발 ···39 (그림 2-15) Random-dot stereogram과 자연영상에서 객관적 피로도 측정과

피로도 주관적 측정의 관계 도출 (a) 시각 자극, (b) 뇌 반응 측정 결과 예시 ··· 41

(그림 2-16) 3D 시각피로의 정량적 평가 기술 개발 ···41

(그림 2-17) 취약군의 이상증상 유발 양상 연구 ···43

(그림 2-18) 3D 시청 정신적 민감성 평가 ···44

(그림 2-19) 3차년도 주요 사업내용 ···47

(그림 2-20) 임상시험용 기준자극 편집 지표 개발 ···47

(그림 2-21) 3D 콘텐츠 품질과 뇌 반응의 상관관계 분석 ···50

(그림 2-22) 3D TV 시청 적합성 인증 모델 및 시각적 불편감 최소화 기술 연구 ··· 50

(그림 3-1) 연차 연구개발 추진일정 ···55

(그림 3-2) fMRI를 이용한 시각피로 정량화 연구 ···57

(그림 3-3) 3D 콘텐츠 제작 가이드라인 개발영상 ···58

(그림 3-4) 3D 방송영상 제작가이드 ···59

(그림 3-5) 일반홍보문건- 3DTV 방송 시청을 위한 권고사항 리플렛 ···60

(그림 3-6) 3D 생체 영향 학술 초록집 ···61

(그림 3-7) 2011 실감미디어 & 3D 방송 Fair ···65

(그림 3-8) 3DTV 안전 시청을 위한 권고사항 안내방송 ···83

(그림 3-9) 연구개발 추진체계 ···85

C O N T E N T S

Chapter 1. Introduction

Section 1. Importance and necessity of Developed Technology

Section 2. Domestic/International situation of related technology and market Section 3. Technological and economic effect of Technology

Chapter 2. Contents and Procedure of Technological development

Section 1. Final goal and assessment procedure

Section 3. Annual contents and scope of development

Chapter 3. Result and Prospect

Section 1. Result of Study

1. Annual schedule of Study 2. Annual achievement of Study

3. Tangible and Intangible Accomplishment of Study Section 2. System of Study

Section 3. Market situation and Prospect of Industrialization Section 4. Present Status of Study Expense

Section 5. Application plan of Study result

Annex 1. Self inspection report

Annex 2. Table of self security management examination

Appendix

제 1 장 서론

제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성

1. 개발 대상 기술의 개요

o 기존의 2D 방송과는 달리 3D 방송 시청에 대한 어지럼증과 같은 인체 생리적 이상반응에 대한 논란이 계속되고 있으며 , 이는 3D 영상 자체에서 유발되는 요인뿐만 아니라 시청환 경 , 시청자 개인 특성, 기기 등의 다양한 요인들로부터 발생

o 인간의 시각체계는 3D 정보인식 체계를 바탕으로 수렴-조절 작용을 통해 자연현상에 대한 3D 인식을 하고 있으나 현재의 3D 방송은 인위적인 양안 영상을 각각의 두 눈에 제시하여, 시각체계 및 3D 인식체계에서 3D 입체감을 인식하게 함으로써 3D 시청의 생리적 이상반 응이 나타나는 것으로 추정

o 3D 시청의 안전성 연구는 발생 가능한 생리적 이상반응, 이에 대한 원인 규명 및 생체 영향 성 정도 도출 , 시청자 측면에서의 해소/대처 방법, 원인 요인 제거를 위한 임상적 가이드라 인 도출 등을 포함

(그림 1-1) 3D 방송 시청의 임상적 안전 가이드라인의 개념도

o 3D 시청의 인체 생리적 영향성은 하나의 요인에 의해 결정되지 않고, 주로 여러 요인들이 상호 복합적으로 연관되어 있으며 , 크게 시청자, 시청환경, 디스플레이, 콘텐츠 등의 요인으 로 분류

o 분류된 요인에는 각각 다양한 파라미터들이 존재하고 이러한 파라미터들의 인체 생리적 영향 성과 독립적이면서 동시에 다변수적인 상관성 분석을 통한 다변수 차원의 생리적 영향성 함 수 도출이 필요

o 임상적 안전 가이드라인은 생체 영향 정도와 반응 정도를 종합하여 안전 권고를 위한 수치 로 정량화 되어야 하며 이를 위해서는 안과 , 정신과, 신경과 등의 전문의학적 분석 및 평가 에 기반한 임상적 결론이 필수적으로 뒷받침되어야 함

o 따라서 3D 시청 안전성 연구는 단순히 이론적인 결론 도출이 아닌 실제 3D 방송 시청 시 활용 가능한 임상적 권고수치 및 권고범위 등을 제안하는 지침 제시를 목적으로 하여야 하며 , 인체 생리적 영향성 요인 도출, 근거에 기반한 의학적인 검증, 피실험자 대상 임상시 험 , 실험 데이터 분석 등과 같은 반복적 업데이트를 통해 완성됨

o 도출된 3D 방송 시청의 임상적 안전 가이드라인은 시청자 안전성 확보를 위해 필요한 것이 며 , 동시에 콘텐츠 제작/편집/송수신 등의 3D 방송 전반에 이르는 안전한 방송을 위한 권 고안임

2. 개발 대상 기술의 중요성

o 3D 방송 관련 원천기술 및 응용 기술의 개발이 활발히 진행되었으며, 3D 디스플레이의 빠른 시장 진입 시도 및 확산과 더불어 3D 방송 콘텐츠 제작 기술의 발달에 따라 고품 질 3D 방송에 대한 요구 증가

- 3DTV 및 3D 영화, 각종 매체를 통해 국민들이 3D 영상을 접하는 기회가 많아졌지만, 제 기되어온 시청 안전을 보장 /확신 할 수 있는 해결책이 마련된 것은 아니며, 아직까지 3D 영상 시청의 인체 생리적 영향성에 대한 신뢰성 있는 연구 결과가 부족

- 시청자들이 원하는 3D 방송을 위해서는 3D 방송기술의 각 분야에서 공학적 기술 고도 화뿐만 아니라 시청자 입장에서 시청 안전성을 보장해야 함

- 3D 방송 시장 및 산업 활성화는 시청 안전성을 담보로 가능하며, 이를 위해서는 일반 시청 자의 인체 생리적 영향성을 최소화할 수 있는 방안 마련이 필요

o 전세계적으로 3D 영상 시청의 생체 영향성에 대한 기초 연구는 상당 부분 진전을 이루어 왔으나 현실적으로 신뢰성 있는 연구 결과는 매우 부족

- 해외 선진국의 경우 수십 년 간에 걸쳐 안전성 연구를 진행해 오고 있으며, 연구결과들이

축적되어 있을 것으로 보이나 국가간 3D 영상 시장의 경쟁 상황을 고려하면 이러한 근거 자료의 공유는 현실적으로 불가능

- 3D 산업을 선도하는 입장에서 3D 시청 안전성 연구는 선도국가가 제시하여야 할 과제 이나 현재 국내에서는 충분한 연구가 이루어지지 않음

o 3D 방송 시청의 안전성 확보를 위해서는 다양한 파라미터의 다변수 함수 관점적 접근 이 필요하고 의공학 , 심리, 의학, 인지신경과학 등 다학제간 융합 기술이 요구됨

- 시청 안전성 연구는 주로 3D 방송 장비 및 기기의 피실험자들의 이상반응을 측정하여 공학 적인 안전성 확보하거나 , 3D 인식 차원의 인지 심리적인 연구 등이 진행 중

- 산업계나 학계의 단일 전공 연구만으로 그 원인이나 효과를 정확히 파악하기 어려우며 결과 의 객관성 담보를 위해 국가 지원에 의한 중립 기관을 중심으로 체계적 연구를 구성하는 것이 필요

- 다양한 부류의 시청자 집단에 대한 보다 근본적이고 심도 깊은 인체 생리적 이상반응의 원인을 규명하고 대처방안 제시가 가능한 의학적 차원의 임상적 연구가 필요

o 3D 콘텐츠 활성화로 인해 3D 시청에 따른 biomedical 영향 증가하였으며, 이로 인한 3D 시각 피로 측정 및 평가 기술 개발 요구 증가

- 현재까지 표준화된 3D 시각피로 측정/평가/인증 기술이 없는 상태이며, 3D 콘텐츠 시청 에 대한 시각 안전성의 biomedical 검증을 위한 연구들이 진행 중이며, 객관적/주관적 측정에 기반을 둔 3D 콘텐츠 품질 평가 기술 개발 미비한 상태

- 3D 콘텐츠 영상 자동 분석을 통한 주관적 3D 시각피로 측정/평가의 종합적인 연구와 시각 피로 객관적 영향성 평가를 위해 3D 콘텐츠 품질 평가와 뇌 반응 연동 연구 필요

o 임상적 가이드라인 제정을 통해 3D 방송의 시청 안전성 확보하고, 3D 시장의 활성화, 3D 방송에 대한 원천기술 확보

- 공학적 기초연구를 근거로 도출된 안전성 권고는 객관적인 의학적 지표의 임상시험 등을 통해 시청 안전성을 확보하여 3D 방송 관련 다양한 기술 및 제품 등의 표준화 및 현실화 가능

o 기존의 3D 안정 시청 가이드라인은 정성적 권고 사항으로서 생리적 이상반응에 대한 정량

화에 한계가 있으며 , 시청자 관련 가이드라인, 콘텐츠 제작 가이드라인, 방송 장비 및 디

스플레이 기기 가이드라인을 제정을 통해 3D 방송의 안전성 확보하고 이에 대한 세계적

인 원천기술 확보가 중요

제 2 절 국내 외 관련 기술의 현황

1. 국내․외 기술 현황

가 . 국내 기술 동향 및 수준

o 3D 시청 안전 가이드라인의 세부 권고는 주로 학술적인 내용에 기반하여 권고되었으며, 3D 시청 안전성 협의회에서 제안한 권고안은 시청의 기초 5항목에 대한 실측 실험 결과 및 의료계 소견을 토대로 수립되었으며 , TTA PG806(WG8062)의 표준안은 협의회와 협조 를 통해 수립되었으나 현실적인 수치 도출을 위한 실험 결과를 필요로하는 상황

o 본 연구의 주관기관(한국전파진흥협회)은 “3DTV 방송진흥센터” 운영을 통해 방송통신위 원회에서 수행하는 3DTV 실험방송의 제반 업무의 지원 및 3D 시청의 안전성 확보를 위 해 3D 생체 영향성 연구를 진행 중

- 3DTV 실험방송의 성공적인 수행을 위해 방송사/가전사/콘텐츠 제작사 등과 상호 협력 체계가 구축되었으며 학계 /의료계와 더불어 안전성 확보를 위한 공동 연구 진행

- 3DTV 실험방송 기술적 지원, 3DTV 실험방송 체험 및 홍보를 위한 3D 방송체험관 운영, 3D 방송에 대한 설문조사 등을 통해 3D 방송에 대한 수용도 및 안전성 조사에 적극 참여 중 o 본 연구의 주관기관에서는 "3D 시청 안전성 협의회“ 구성/운영하고 있으며, 실측실험을

통한 현실적인 국가적 차원의 3D 시청 안전 가이드라인을 수립하고자 참여기관의 연구 원 및 타 분야의 전문가를 위원으로 위촉하여 연구 진행 중

- ‘10년도 “3DTV 표준화 동향 연구 및 생체 영향성 조사” 과제를 통해 협의회 1단계 목표 인 3D 시청의 기초 5항목(시청거리, 시청각도, 시청시간, 멀미감수성, 동공간거리)에 대한 생 체 영향성 측정

- 피실험자 대상 실측실험을 통해 도출된 결과와 의료계 소견, 학술데이터 기반으로 작성 된 임상적 권고안을 3D 시청 안전성 협의회에서 발표

- 3D 생체 영향 실측 실험에 대한 콘텐츠 DB구축, 평가 방법론, 측정 데이터 분석 등의 상당한 노하우가 축적되어 있으며 향후 지속적인 실측 연구를 진행 함

o 3D 시청 안전성 협의회 임상적 권고안

- 3D 시청 안전성 협의회에서 ‘10년 12월에 실측 실험 및 의료계 소견, 기초 학술 문건에 기반 한 국내 최초 “3D 영상 안전성에 관한 임상적 권고안(ver.1.0)” 발표

- 권고안에는 3D 영상 관련 용어 정의, 권고안의 활용법, 3D 영상 시청의 불편감 요인, 실험

방법 , 권고안의 현실적 한계, 3D 영상 안전성 관련 기본 지식, 임상적 권고 사항으로 구성

- 3D 영상 안전성 관련 기본 지식으로는 일반인이 3DTV를 시청함에 있어 평소에 궁금해 하는 사항들에 대한 내용으로 기술되어 있으며 , 3D 시청의 이상반응, 시력에 대한 영향, 3D 시청에 의한 눈 피로 증상, 3D 시청에 의한 어지럼증, 3D 시청에 의한 경련, 난시나 고 도 근시의 시청 , TV 중독, 악몽, 전자파 영향 등에 대한 의학적 소견 포함

- 일반시청자 권고안으로는 시청의 기초 5항목에 대한 실측 실험 결과를 바탕으로 기술되었 으며 , 시청거리, 시청각도, 시청시간, 멀미감수성, 동공간의 거리 등에 대한 권고 값 제시 - 3D 시청 이상반응 대처 방법과 유아/어린이/노인 등의 취약군의 시청 권고 사항을 의료 계 소견 및 학술 자료를 기반으로 제시하고 있으며 , 3D 방송용 콘텐츠 및 방송 기기에 대한 권고 포함

o TTA 3DTV 방송 안전 가이드라인 표준안

- TTA PG806(3DTV) 산하 품질 안전 규격 WG(WG8062)이 구성되었으며, ‘10년도 가이드 라인 제정활동 결과로 “3DTV 방송 안전 가이드라인” 표준안을 12월에 발표

- TTA 3DTV 표준화위원회와 ‘3D 시청 안전성 협의회’간의 협력을 통해 표준안을 제정하 였으며 , 3D방송을 위한 시청안전성 관련 표준은 국외에서도 제정된 바가 없어 3D 방송기 술 및 산업 활성화를 위한 신속한 대응으로 평가

- 3DTV 방송 안전 가이드라인에서는 3D 입체 방송 시청 시 보다 안전하고 편안한 3D 서 비스를 즐길 수 있도록 시청환경 , 시청자, 콘텐츠 및 디스플레이 요인으로 나누고 각각 에 대한 권고사항 제시

- 향후 TTA는 3D시청 안전성 협의회의 지속적 연구결과를 기반으로 실제 3D입체영상 콘텐 츠의 시청을 통한 임상실험 및 의학적 분석 내용을 반영하여 표준화를 추진하고 , 이를 ITU-R등 국제표준으로 제안 예정

o 기술표준원의 3D 휴먼팩터 표준화 동향

- 국내 업계·연구소 등과의 협의를 거쳐 ‘3D산업 표준화 전략’을 최근 확정, 주요 대상으로 3D 디스플레이, 시청 관련 인체 안정성(휴먼팩터), 영상정보 처리기술 등 제시

- 기술표준원과 삼성·LG전자 등 기업, 전자부품연구원 등 연구기관이 중심이 된 ‘3D국제 표준전략팀 ’이 본격 가동되어 3D 안경 성능평가, 화질평가 등 연구 진행

- 지난 ‘10년 12월부터 3D 휴먼팩터 평가방법, 기기분야에 대한 요인별 인체 안전성 기준 등에 대한 국제 표준화 추진 계획 중

o 주관적 품질 측정 및 평가 기술

- KAIST에서는 3D 콘텐츠의 양안 시차, 모션, 양안 정보 불일치에 따른 시각피로의 주관

적 측정 및 3D 콘텐츠 자동 분석을 통한 시각적 피로감의 정량적 평가 기술 연구

- 연세대에서는 3D 콘텐츠의 깊이영상 분석 등을 통한 시각피로의 정량적 평가 및 시각피 로 저감 기술 연구

- 광운대 및 강원대에서는 심리학적 접근으로 시각피로의 주관적 측정을 위한 설문 항목 및 측정 프로토콜 개발 . 또한 시청 환경 요인 및 시청자 요인 (시청 거리, 동공 간 거리)등 이 시각적 편안함에 미치는 영향을 주관적 측정

- 삼성전자가 무안경식 디스플레이, LG디스플레이가 안경방식 디스플레이에 대한 화질측정 및 평가 방법을 제안

o 객관적 품질 측정 및 평가 기술

- KAIST에서는 fMRI를 이용하여 3D 콘텐츠 (과도한 양안 시차 등) 시청에 의해 활성화되는 뇌 반응 변화 측정 및 시각피로 정량화 연구

- 연세대에서는 3D 시청에 따른 안구 운동 변화와 시각피로 상관관계 연구 - 광운대에서는 3D 시각자극에 따른 시각피로를 EEG를 사용한 측정 연구

o 삼성전자, 광운대, 서울대 등에서 기존의 3D 디스플레이의 한계를 극복하고 개선된 화질 과 입체감을 제공 할 수 있는 실감형 , 홀로그래픽, 초다시점, IP 3D 디스플레이 시스템을 연구

o 공학, 심리학 등 기초 분야에서 실제 적용 가능한 의학적 안전성으로 이동 - 생체 영향 측정 방법론 개발 및 피실험자 대상 임상 평가 방법론 연구가 진행 - 국제 3DTV 시청 안전성 평가 방식의 표준화의 대두

o 표준 방식에 의거한 영향성 측정 및 임상 평가 결과의 학제간 협력연구 진행

나 . 국외 기술 동향 및 수준

o ISO와 일본 3D Consortium에서는 Image Safety (IWA-3:2005)와 3D 입체영상 안전시청 가이드라인 제정하였으나 이는 일반적인 수준의 권고 사항이며 객관적인 근거 자료가 부 재

o 3D 시청 안전성에 대한 기초 학술 연구는 1950년대부터 미국과 일본을 중심으로 진행

(그림 1-2) 3D 시청 안전성에 대한 년대별 관심 요인 변화

o 초기 학술적 연구는 주로 사람의 시각 기관의 발달 정도에 따른 심리학적/의학적 영향성 을 알아보는 연구가 주를 이루었으며 향후 2000년대에는 생체 영향에 대한 실측과 이에 대한 대책 (해결방안) 등에 대한 내용이 주를 이룸

(그림 1-3) 3D시청 안전성 연구의 국가별 분포도

o 유럽에서는 영국과 독일, 네덜란드 등에서 연구가 진행되었으나 주로 학술적인 내용이 주 를 이룸

o 90년대 포켓몬 사건으로 불리는 광과민성발작에 대한 연구가 일본과 영국을 중심으로 이 루어짐

o 3D 시청 안전성 연구의 기초 학술 자료는 연구 초기인 1950년대부터 현재까지의 비율은

미국이 34%로 일본에 비해 높게 나타나지만, 1990년대 이후 출간된 학술 자료들은 일본이

27%로 미국을 2%정도 앞지르는 것으로 분석

1950 ~ 2009 1991 ~ 2009 (그림 1-4) 3D 생체 영향성 학술 기초 자료(논문) 자료 비율

o 미국은 1950년대부터 기관을 중심으로 기초 역량을 쌓기 시작

- 대부분의 연구는 NSF(National Science Foundation), NIH(National Institutes of Health), NEI(Nuclear Energy Institute) 등의 grant에서 지원

- 독립연구재단 및 Microsoft 등의 산업계 지원 - 공군, 해군, NASA 등의 의학적 기초연구 지원

- 1950~2000년: Optometry분야 및 심리학, 공학의 개별적 연구 - 2000년대 정신과, 신경과 측면의 연구 시작 및 학제간 교류 시작

․ 개인특성 및 감수성

․ 생체영향에 대한 정량적 계측

․ 평가 및 의학적 대책

o 미국 3D 시청 가이드라인

- 3D@Home consortium을 구성하여 제조업체 자체적으로 가이드라인을 제시/제공 중 - Technicolor사가 자체적으로 3D 시청에 필요한 15가지 항목으로 3D 인증 프로그램 개발

하여 3D의 안전한 시청을 위해 Certifi3D 인증로고 부여 예정

o 영국의 대부분의 연구는 MRC(medical research council) 등에서 지원으로 학술 연구 진행

o 일본 연구의 특징은 정부 주도하에 체계화된 연구 유도로 그 효율을 극대화함 - 3D HDTV에 의한 생리적 이상반응에 대한 원리 및 측정방법 등 연구 - 산업계 등에서 적극적인 지원

- ‘99년에 “3차원 영상에 관한 가이드라인 시안” 발표

- ‘04년 12월, ‘3DC 안전 가이드라인 Ver.1’을 회원에 한정하여 최초로 공개하고 ’08년 12월