KR100854281B1 - 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정장치, 이를이용한 영상왜곡 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정장치, 이를이용한 영상왜곡 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 곡면영상 보정을 위한 영상왜곡 제어 시스템은 멀티 프로젝터에서 반구형 스크린에 투사된 영상에 대한 고품질의 기하보정을 위해서 스크린의 중심에 팬 앤드 틸트 장치가 달린 고해상도 카메라를 설치하여 프로젝터에서 투사되는 영상을 부분촬영하고, 이 부분촬영한 영상과 기준영상을 비교하여 새로운 좌표맵을 생성함으로써 반구형 스크린에 투사되는 단위 영상 간 어긋남을 제거하여 효율적으로 초대형 영상을 제공하는 것이다.
멀티 프로젝터 시스템, 기하보정, 고해상도 카메라, 반구형 스크린

Description

곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정장치, 이를 이용한 영상왜곡 제어 시스템 및 방법{APPARATUS FOR ALINING CURVED-SCREEN TYPE AND SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AS THE SAME}
본 발명은 반구형 멀티 프로젝터 시스템의 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 영상왜곡 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타일드 디스플레이(tiled display) 기술을 이용하여 복수의 프로젝터로부터 투사되는 단위 영상들을 연이어 붙여서 하나의 고해상도, 초대형의 영상을 만들기 위한 곡면영상의 단위 영상간 정합 및 스크린 자체의 왜곡을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-604-02, 과제명: 실감형 Virtual Engineering 기술개발].
일반적으로, 반구형 멀티 프로젝터 시스템은 반구형 스크린에 복수의 프로젝터를 활용하여 하나의 통일된 영상을 보여주기 위한 시스템이다.
또한, 타일드 디스플레이(tiled display) 기술이란 복수의 프로젝터로부터 제공되는 단위 영상들을 하나의 스크린에 투사하고, 스크린에 투사된 복수의 단위 영상들을 연이어 붙여서 하나의 고해상도 초대형 영상을 만드는 기술을 말한다.
이러한 타일드 디스플레이 기술은 현재 대형화에 한계가 있는 LCD(Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plazma Display Pannel) 기술의 한계를 넘어 저비용으로 초대형 영상을 만들 수 있으며, 나아가 사용자에게 단순한 정보 전달을 위한 모니터 개념을 뛰어 넘어 3차원 가상현실을 제공하기 위한 수단으로 사용되고 있다.
이와 같은 타일드 디스플레이 기술은 주로 평면 스크린을 대상으로 초대형 영상을 제공하는데 사용된다. 또한 최근에는 타일드 디스플레이 기술을 이용하여 좁은 공간에서도 충분한 화각을 제공할 수 있도록 반구형 곡면을 갖는 반구형 스크린을 이용하여 고해상도 및 초대형 영상을 제공하고 있다.
도 1은 종래 반구형 스크린을 갖는 후면 투사방식의 멀티 프로젝터 시스템에서 반구형 스크린에 영상을 투사하는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 반구형 스크린을 갖는 후면 투사방식의 멀티 프로젝터 시스템은 반구형 스크린(100)과 복수의 프로젝터들(101 내지 108)로 구성된다.
반구형 스크린(100)은 반구형태의 곡면을 갖고, 반구 상하단의 대향하는 일부가 각각 잘려진 형태를 갖는다. 그리고 복수의 프로젝터들(101 내지 108)은 각각 하나의 영상을 형성하기 위한 단위 영상(11 내지 18)을 반구형 스크린(100)에 투사한다.
복수의 프로젝터들(101 내지 108)로부터 투사된 각각의 단위 영상들(11 내지 18)은 상기 반구형 스크린(100)의 후면의 일정한 위치에 투사되고, 이와 같이 투사된 단위 영상들(11 내지 18)은 타일드 디스플레이 기술을 이용하여 서로 연속적으로 연결됨으로써 상기 반구형 스크린(100)의 전면에 하나의 초대형 영상을 형성하게 된다.
도 2는 종래의 반구형 스크린을 갖는 후면투사 방식의 멀티 프로젝터 시스템에서, 프로젝터(101, 103)에 의해 반구형 스크린(100)에 투사된 영상(11, 13)의 모양을 나타내는 도면이다.
일반적인 프로젝터는 사각 평면의 영상을 투사한다. 그런데 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 사각 평면의 영상이 반구형 스크린(100)에 투사되면, 가장자리의 빛이 중심의 빛보다 반구형 스크린(100)의 표면에 늦게 도달하기 때문에, 오목한 형태의 영상(11, 13)으로 맺히게 된다.
이와 같이 반구형 스크린(100)에 투사된 오목한 형태의 단위 영상들(11 내지 18)은 서로 좌표계를 일치시키기가 어렵고, 단위 영상들(11 내지 18)을 연이어 붙였을 때 단위 영상들(11, 13) 간 많은 부분이 중첩(A)되기 때문에, 하나의 초대형 영상을 형성하기에 부적합하다.
이와 같이 반구형 스크린(100)에 투사되는 오목한 형태의 영상을 사각 평면 형태로 만들기 위해 지금까지 많은 기하보정 방법이 제시되어 왔다.
종래 특허 US 6,755,537은 평면 스크린에 투사되는 프로젝터 영상들의 전체 영상 모습을 카메라로 촬영하여 분석하는 모듈을 사용하여 기하보정을 하였고, 이와 같은 방법으로 비평면 스크린까지 기하 보정할 수 있는 방법을 제안하였다.
따라서 종래에는 오목한 형태의 단위 영상들(11, 13)간 중첩(A) 문제를 해결하기 위해 단위 영상들간 중첩되는 부분의 빛의 양을 수학적으로 줄여서 단일한 영상을 구성하였다. 그러나, 이 경우 많은 영상의 픽셀이 소실되며, 실시간으로 중첩된 부분을 보정해야하는 문제가 있다.
또한, 실제 후면 투사형 반구형 스크린의 경우 제작시에 일어나는 스크린의 변형에 의해 수학적인 수식으로 표현된 곡면과 실제 스크린의 불일치, 사용된 카메라의 해상도에 따라 영상 정합의 불일치가 나타난다. 따라서 실제 사용된 스크린의 표면을 수학적으로 정교하게 모델링하기 위해서는 복잡한 스크린 표면 모델이 필수적이다.
또한, 종래 국내공개특허 10-2006-69233에서는 반사형 거울을 기하보정에 사용하여 광학적으로 이 문제를 해결하였다. 그러나 이 장치의 경우 물리적인 거울장치의 변형문제로 인해 유지보수 및 안정된 시스템 운영에 문제를 일으킨다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 반구형 스크린의 중심에 설치된 고해상도의 카메라를 통해 반구형 스크린에 투사되는 영상을 촬영하여 단위 영상간에 중첩이 생기지 않도록 단위 영상의 좌표를 수정함으로써 곡면영상 왜곡의 보정을 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자 시점위치에 설치된 고해상도 카메라를 이용해 반구형 스크린에 투사된 영상을 촬영함으로써 스크린 제조상에 발생되는 스크린 자체의 왜곡까지도 보정할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정장치는, 후면 투사 방식의 멀티 프로젝션 디스플레이에서 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 투사되는 곡면영상의 왜곡을 기하보정하는 장치에 있어서, 상기 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 제공되는 단위 영상들을 촬영하는 고해상도 카메라와, 상기 단위 영상들을 설정된 순서대로 촬영하도록 상기 고해상도 카메라를 제어하는 팬 앤드 틸트 제어부와, 상기 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 제공되는 단위 영상들간 영상 왜곡도를 측정하여 보정하는 영상왜곡 제어부를 포함하는 기하보정 소프트웨어탑재 컴퓨터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템은 단위 영상을 전달하는 영상제어컴퓨터와 상기 단위 영상을 제공하는 프로젝터를 각각 쌍으로 이루어진 복수의 프로젝터부와, 상기 복수의 프로젝터부에서 제공하는 단위 영상을 보여주는 반구형 스크린과, 상기 반구형 스크린에 투사된 영상에 대한 촬영 결과에 근거하여 상기 단위 영상의 왜곡 보정을 수행하여 새로운 좌표맵을 생성하는 기하보정 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 방법은, 후면 투사 방식의 반구형 스크린을 가진 멀티 프로젝션 디스플레이에서 프로젝터에서 투사하는 영상의 왜곡을 보정하는 방법에 있어서, 상기 반구형 스크린의 전면에서 최우측 상면을 기준 화면으로 설정하고, 기준 화면에 투사되는 영상을 기준 영상으로 설정하는 1단계와, 상기 기준 영상을 제외한 나머지 영상에 대해 보정할 순서를 결정하는 2단계와, 상기 나머지 영상을 결정한 순서대로 고해상도 카메라를 이용해 부분촬영하는 3단계와, 상기 부분촬영한 영상과 기 저장된 기준 영상을 비교하여 영상 왜곡도를 측정하고, 상기 측정된 영상 왜곡도에 근거하여 보정값을 산출하는 4단계와, 상기 산출된 보정값을 적용하여 상기 부분촬영한 영상의 좌표맵을 재계산하여 새로운 좌표맵을 생성하는 5단계와, 상기 새로운 좌표맵으로 상기 프로젝터의 위치를 변경하여 영상 왜곡을 보정하는 6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 곡면영상 보정을 위한 영상왜곡 제어 시스템 및 방법은 반구형 스크린에 투사되는 단위 영상 간 어긋남을 효율적으로 제거하여 적은 개발 및 유지 보수 비용으로 초대형 영상을 제공함으로써 과학적 데이터의 가시화 장치, 가상현실 시스템뿐만 아니라 대형 디스플레이 매체로서 영화, 광고, 홈씨어터 등에 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 후면투사 방식의 멀티 프로젝션 디스플레이에서 반구형 스크린에 투사되는 곡면영상을 보정하기 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템은 후면 투사 방식의 복수의 프로젝터(401 내지 404), 반구형 스크린(400), 영상제어 컴퓨터(PC)(201 내지 204), 고해상도 카메라(300), 팬(Pan) 앤드 틸트(Tilt) 제어부(301) 및 기하보정 소프트웨어 탑재 컴퓨터(302)를 포함한다.
본 발명의 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템은 반구형 스크린(400)상에 복수의 단위 영상을 연이어 붙여서 하 나의 초대형 영상을 만드는 타일드 디스플레이 기술을 이용한다.
각 프로젝터(401 내지 404)의 단위 영상은 반구형 스크린의 지정된 특정부분에 투사되며, 각 프로젝터(401 내지 404)에 설치된 포지셔너(411 내지 414)가 프로젝터의 방향을 조정하여 단위 영상이 스크린의 특정부분에 투사되도록 한다.
그러나 일반적으로 프로젝터에서 투사되는 단위 영상은 직사각형의 평면 영상이나, 도 2에 나타낸 바와 같이 반구형 스크린에 투사됨에 따라 오목한 모양이 된다.
따라서 본 발명은 이러한 곡면영상의 왜곡을 보정하기 위해 고해상도 카메라(300)를 이용해 반구형 스크린(400)에 투사되는 영상을 부분촬영하여 기하보정을 수행한다.
기하 보정은 영상제어 컴퓨터(201 내지 204)에서 생성되는 기하보정 패턴의 선분 성분이 복수의 프로젝터(401 내지 404)를 통해 투사되어 전체 스크린에서 연속적으로 표현되도록 하는 것이다. 기하보정 패턴 영상은 반구형 스크린의 형상을 수학적으로 계산하여 전체 스크린의 부분의 좌표영역을 표시한 영상이다.
따라서 각 프로젝터(401 내지 404)에 연결된 영상제어 컴퓨터들(201 내지 204)은 기하보정 패턴 영상을 생성하고, 이 기하보정 패턴 영상은 각 프로젝터(401 내지 404)를 통해 반구형 스크린(400)에 투사된다.
그러나, 도 2에서 보여진 바와 같이, 각 프로젝터의 기하보정 패턴 영상의 선분들이 반구형 스크린의 형상과 기하보정 패턴 영상의 기존 파라메터와의 오차때 문에 비연속적이거나 중첩(A)이 발생하게 된다.
이에 반구형 스크린(400)의 중심에 설치된 고해상도 카메라(300)는 복수의 프로젝터(401 내지 404)가 각각의 기하보정 패턴 영상을 투사하면, 팬 앤드 틸트 제어부(301)의 제어에 의해 미리 설정된 순서대로 반구형 스크린(400)에 투사되는 기하보정 패턴 영상을 사용자의 눈을 대신하여 부분촬영하고, 부분촬영한 기하보정 패턴 영상의 선분들이 직선 및 이차함수의 곡선으로 보이는지를 영상왜곡 제어부(310)에서 검사하게 된다.
팬 앤드 틸트 제어부(301)는 복수의 프로젝터(401 내지 404)로부터 반구형 스크린(400)에 투사된 단위 영상들을 설정된 순서대로 부분촬영할 수 있도록 고해상도 카메라(300)의 움직임을 제어한다.
고해상도 카메라(300)는 전체 반구형 스크린의 오차를 정확히 잡아낼수 있도록 영상을 정밀하게 촬영하기 위해 1000만 화소급 이상의 고해상도 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
기하보정 소프트웨어 탑재 컴퓨터(302)는 기하보정 소프트웨어에 의해 작동하는 영상왜곡 제어부(310)를 포함하며, 영상왜곡 제어부(310)는 복수의 프로젝터(401 내지 404)에서 투사된 기하보정 패턴영상과 기 저장된 촬영한 영상간의 관계를 분석하여 곡면영상의 보정을 제어한다.
따라서 고해상도 카메라(300)가 팬 앤드 틸트 제어부(301)의 제어에 의해 영상 보정의 기준이 되는 화면(일반적으로 스크린의 최우측 상단 화면)으로부터 설정된 순서대로 이웃하는 단위 영상들을 부분촬영한다.
그러면, 영상왜곡 제어부(310)는 영상 보정의 기준이 되는 화면에 투사된 기하보정 패턴영상의 선분들을 기준으로 부분촬영한 이웃 단위 영상의 선분들의 배열이 일치하도록 이웃 단위 영상을 투사하는 프로젝터의 좌표맵을 변경하여 새로운 좌표맵을 생성함으로써 곡면영상 왜곡의 보정을 제어한다.
이와 같은 좌표맵 변경을 통한 곡면영상 왜곡의 보정은 스크린에 투사되는 영상간에 왜곡이 발생할 때마다 수시로 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 프로젝터에서 반구형 스크린에 투사되는 곡면영상 보정을 위한 영상왜곡 제어부(310)를 구체적으로 나타낸 세부 구성도이다.
영상왜곡 제어부(310)는 왜곡도 측정부(311), 보정값 계산부(312), 좌표맵 생성부(313), 좌표맵 전송부(314)를 포함하며, 고해상도 카메라(300)를 통해 부분촬영한 단위 영상들을 입력받아 기하보정을 수행한다.
고해상도 카메라(300)가 기준화면(일반적으로 스크린의 전면에서 최우측 상단 화면)의 단위 영상을 먼저 촬영하여 기하보정 소프트웨어 탑재 컴퓨터(PC)(302)에 저장한다. 그런 다음, 고해상도 카메라(300)는 반구형 스크린(400)에 투사되는 단위 영상이 2 ~ 4개가 포함되도록 부분촬영한다.
왜곡도 측정부(311)는 기 저장된 기준화면의 단위 영상과 부분촬영한 영상에서 각 영상에 나타난 기하보정 패턴의 선분들의 왜곡도를 측정한다. 즉, 고해상도 카메라(300)로부터 포착된 반구형 스크린(400)에 투사된 단위 영상들의 기하보정 패턴 선분들이 서로 일치하지 않고 어긋난 정도, 즉, 왜곡도를 측정한다.
또한 왜곡도 측정부(311)는 관찰자가 육안으로 단위 영상의 어긋남을 발견하여 왜곡도를 추정한 후, 수동으로 입력한 추정값을 이용해 단위 영상의 왜곡도를 측정할 수도 있다.
보정값 계산부(312)는 측정한 단위 영상의 왜곡도에 기초하여 보정값을 계산한다. 각 프로젝터의 기하보정 패턴 영상의 상하부 직선과 이웃한 패턴영상의 직선의 기울기와 길이를 비교하여 기준화면의 기하보정 패턴에 맞게 보정값을 계산한다.
좌표맵 생성부(313)는 계산한 보정값을 토대로 어긋난 단위 영상의 좌표를 재계산하여 새로운 좌표맵을 생성한다. 보정값 계산부의 보정값에 따하 패턴 영상의 외곽선들의 기울임(Rotation)과 길이(Scaling)이 발생되며, 이들을 전체 맵에 아핀변환을 통해 좌표맵을 갱신한다.
좌표맵 전송부(314)는 생성한 좌표맵을 허브(HUB)(205)를 통해 영상제어 컴퓨터(201 내지 204)로 전달하고, 영상제어 컴퓨터(201 내지 204)는 전달받은 새로운 좌표맵에 따라 포지셔너(411 내지 414)가 프로젝터(401 내지 404)를 움직여 투사되는 단위 영상이 보정된 좌표에 해당하는 스크린에 투사되도록 제어한다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 프로젝터에서 반구형 스크린에 투사되는 곡면영상 보정을 위해 영상왜곡을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 시스템이 시작되면(500), 반구형 스크린(400)에 투사되는 복수의 단위 영상들 중 보정을 위한 하나의 기준 화면을 결정한다. 일반적으 로 반구형 스크린의 전면에서 최우측 상면을 기준 화면으로 설정하고, 기준 화면에 투사되는 영상을 기준 영상으로 설정한다(510).
기준 영상을 결정한 다음(510), 레이저 수준기 등으로 수직 및 수평을 측정하면서 프로젝터들의 위치 및 자세를 수동 보정한다.
그런 다음, 기준 영상을 제외한 나머지 영상에 대해 보정할 순서를 결정하여 기록한다(520). 일반적으로 보정할 순서는 기준 영상과 맞물린 영상에서부터 시작된다.
그런 다음, 결정된 보정 순서에 따라 아래 과정과 같이(530 ~ 580) 전체 영상에 대한 보정이 끝날 때까지 기하보정을 반복함으로써 곡면영상 보정을 수행한다.
구체적으로, 곡면영상 보정 과정은, 기하보정 소프트웨어 탑재컴퓨터(302)에서 다음 보정 대상 영상이 있는지 판단하고(530), Yes 이면, 고해상도 카메라(300)를 이용해 프로젝터에서 투사되는 단위 영상을 2 ~ 4개 포함한 부분영상을 촬영하여 입력받고(540), 이를 기하보정 소프트웨어 탑재컴퓨터(302)의 메모리(미도시)에 저장한다. 판단결과(530), No이면 시스템을 종료한다.
기하보정 소프트웨어 탑재컴퓨터(302)는 반구형 스크린(400)의 중심의 사용자 시점 위치에 정교하게 설치된 고해상도 카메라(300)를 팬 앤드 틸트 제어부(301)를 이용해 기준 영상으로부터 설정된 보정 순서대로 이동시킨다.
보정할 영상을 투사하는 프로젝터는 기하보정 패턴 영상을 제공하는데, 기하보정 패턴 영상은 영상제어컴퓨터(201 내지 204)에서 생성되는 일정간격의 선분들로 이루어진 영상이다. 고해상도 카메라(300)는 이러한 기하보정 패턴 영상을 촬영한다.
왜곡도 측정부(311)는 고해상도 카메라(300)가 촬영한 보정 대상 영상의 기하보정 패턴과 기하보정 소프트웨어 탑재컴퓨터(302)에 기 저장된 기준 영상의 기하보정 패턴 간의 관계를 분석하여 영상의 왜곡도를 측정한다.
구체적으로는, 촬영한 보정 대상 영상의 기하보정 패턴 선분들과 기준 영상의 기하보정 패턴 선분들을 비교하면 일치하지 않는 보정할 선분들을 추출할 수 있다. 이러한 기하보정 패턴의 선분들은 가이드 선분들로 이진연산화, 모폴로지연산, Hough transform 연산등의 컴퓨터 비전 알고리즘에 의해 추출된다(550).
추출된 기준 영상의 가이드 선분과 보정 대상 영상의 가이드 선분 간의 파라메터를 비교하여 왜곡도를 측정하고(560), 측정한 왜곡도를 이용해 보정 파라메터를 결정한다.
그런 다음, 결정된 보정 파라메터를 토대로 보정 대상 영상의 가이드 선분을 보정하고(570), 보정된 가이드 선분을 바탕으로 보정 대상 영상의 좌표맵을 재계산한다(580).
이와 같이 재계산된 좌표맵 정보를 허브(205)를 통해 영상제어컴퓨터(201 내지 204)로 전달하고, 영상제어컴퓨터(201 내지 204)는 각 포지셔너(411 내지 414)를 제어하여 각 프로젝터(401 내지 404)를 움직여 보정 대상 영상을 재계산된 좌표맵에 해당하는 특정 화면에 투사되도록 조정한다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
도 1은 종래의 반구형 스크린을 이용한 후면 투사방식의 멀티 프로젝터 시스템에서 반구형 스크린에 영상을 투사하는 모습을 나타낸 개념도,
도 2는 도 1과 같은 멀티 프로젝터 시스템에서 반구형 스크린에 투사되는 영상의 모양을 나타낸 도,
도 3은 본 발명에 따른 반구형 스크린에 투사되는 영상의 왜곡을 제어하기 위한 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 영상왜곡 제어 시스템을 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 영상왜곡 제어부를 구체적으로 나타낸 세부 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 곡면영상 보정을 위한 영상왜곡 제어 시스템에서 반구형 스크린에 투사되는 영상 왜곡을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
201~204. 영상제어 컴퓨터 300. 고해상도 카메라
301. 팬 앤드 틸트 제어부 302. 기하보정 소프트웨어 탑재 컴퓨터
310. 영상왜곡 제어부 311. 왜곡도 측정부
312. 보정값 계산부 313. 좌표맵 생성부
314. 좌표맵 전송부 401~404. 프로젝터
400. 반구형 스크린 411~414. 포지셔너

Claims (17)

  1. 후면 투사 방식의 멀티 프로젝션 디스플레이에서 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 투사되는 곡면영상의 왜곡을 기하보정하는 장치에 있어서,
    상기 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 제공되는 단위 영상들을 부분촬영하는 고해상도 카메라;
    상기 고해상도 카메라의 팬(Pan)과 틸트(Tilt)를 제어하는 팬 앤드 틸트 제어부; 및
    상기 복수의 프로젝터로부터 반구형 스크린에 제공되는 단위 영상들간 영상 왜곡도를 측정하여 보정하는 영상왜곡 제어소프트웨어를 포함하는 기하보정 소프트웨어탑재 컴퓨터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상왜곡 제어소프트웨어는 영상 왜곡에 대해 카메라 기하 보정(Camera Calibration)을 수행하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 영상왜곡 제어소프트웨어는 촬영된 단위 영상의 왜곡도를 측정하고,
    상기 측정된 왜곡도를 기초로 상기 단위 영상들이 중첩되지 않도록 하는 보정값을 산출하고,
    상기 산출된 보정값을 적용하여 단위 영상들의 새로운 좌표맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상왜곡 제어소프트웨어는 기하 보정 패턴 영상과 기 저장된 촬영된 영상간의 관계를 분석하여 기하 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기하보정 패턴 영상은 검정 바탕에 규칙적으로 배열되어 있는 하얀색 선분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 영상왜곡 제어소프트웨어는 각 프로젝터의 기하 보정 패턴의 선분들이 Hough Transform을 통해서 직선 및 이차함수 곡선으로 추정되어 지고 이 값을 바탕으로 왜곡된 정도를 측정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 프로젝션 디스플레이는
    반구형 스크린상에 복수의 단위 영상을 연이어 붙여서 하나의 초대형 영상을 만드는 후면 투사 방식의 타일드 디스플레이인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치.
  10. 단위 영상을 전달하는 영상제어컴퓨터와 상기 단위 영상을 제공하는 프로젝터를 각각 쌍으로 이루어진 복수의 프로젝터부;
    상기 복수의 프로젝터부에서 제공하는 단위 영상을 보여주는 반구형 스크린; 및
    상기 반구형 스크린에 투사된 영상에 대한 촬영 결과에 근거하여 상기 단위 영상의 왜곡 보정을 수행하여 새로운 좌표맵을 생성하는 기하보정장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 영상제어컴퓨터는 기하보정 패턴 영상을 생성하여 상기 프로젝터로 전달하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 프로젝터부는 상기 기하보정장치에서 전달되는 새로운 좌표맵에 따라 상기 프로젝터를 움직이는 포지셔너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기하보정장치는
    상기 반구형 스크린에 투사된 영상을 부분촬영하는 고해상도 카메라;
    상기 고해상도 카메라의 팬(Pan)과 틸트(Tilt)를 조절하는 팬 앤드 틸트 제어부; 및
    기하보정 패턴영상과 상기 부분촬영한 영상을 비교하여 선분의 직선 및 2차원 함수 곡선을 추출하여 왜곡도를 측정하여 상기 부분촬영한 영상의 좌표맵을 변경하는 영상왜곡 제어소프트웨어를 포함하는 기하보정 소프트웨어탑재 컴퓨터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 영상왜곡 제어소프트웨어는
    각 프로젝터에서 투사되는 단위 영상들의 왜곡도에 근거한 보정값에 따라 좌표맵을 실시간으로 변경하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 시스템.
  15. 후면 투사 방식의 반구형 스크린을 가진 멀티 프로젝션 디스플레이에서 프로젝터에서 투사하는 영상의 왜곡을 보정하는 방법에 있어서,
    상기 반구형 스크린의 전면에서 최우측 상면을 기준 화면으로 설정하고, 기준 화면에 투사되는 영상을 기준 영상으로 설정하는 1단계;
    상기 기준 영상을 제외한 나머지 영상에 대해 보정할 순서를 결정하는 2단계;
    상기 나머지 영상을 결정한 순서대로 고해상도 카메라를 이용해 부분촬영하는 3단계;
    상기 부분촬영한 영상과 기 저장된 기준 영상을 비교하여 영상 왜곡도를 측정하고, 상기 측정된 영상 왜곡도에 근거하여 보정값을 산출하는 4단계;
    상기 산출된 보정값을 적용하여 상기 부분촬영한 영상의 좌표맵을 재계산하여 새로운 좌표맵을 생성하는 5단계; 및
    상기 새로운 좌표맵으로 상기 프로젝터의 위치를 변경하여 영상 왜곡을 보정하는 6단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 방법.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 4단계의 왜곡도 측정은 상기 부분촬영한 영상의 기하보정 패턴 선분들과 상기 기준 영상의 기하보정 패턴 선분들을 비교하여 일치하지 않는 선분들의 어긋남 정도를 측정하여 구해지는 것을 특징으로 하는 곡면영상의 영상 왜곡 보정을 위한 기하보정 장치를 이용한 영상왜곡 제어 방법.
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