KR101671936B1 - 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법 및 장치 - Google Patents

다면 영상 자동 생성 및 투사 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

영상 프로젝터와 카메라를 이용하여 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 개별적으로 영상을 투사하는 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법은, 상기 영상 프로젝터로 상기 복수의 투사면을 포함하는 스캔 영역에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사하는 단계, 상기 카메라에 의해 촬영된 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역의 영상을 이용하여 상기 복수의 투사면을 식별하는 단계, 상기 스캔 이미지를 투사하는 동안 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 상기 식별된 투사면의 영역과 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 대응되는 화소를 매칭하는 단계, 그리고 상기 투사면의 영역에 대응하는 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 화소 영역을 채우는 영상을 투사하는 단계를 포함한다.

Description

다면 영상 자동 생성 및 투사 방법 및 장치{Method and device for automatically generating and projecting multi-surface images}
본 발명은 영상이 투사될 다면 투사면을 자동으로 인식하여 해당 다면 투사면에 영상을 투사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
영상 기술의 발달로 인해 기존에 고정된 그림이나 배경 등을 영상을 대체하는 경향이 생기고 있다. 예를 들어 공연을 위한 무대의 배경을 영상을 투사하여 구현하는 방법이 소개되었다.
공연의 배경을 위해 영상을 투사하는 경우, 단일의 투사면에 영상을 투사하는 것은 큰 어려움이 없으나, 복수의 투사면에 영상을 투사하기 위해서는 여러 가지 문제를 해결해야 한다.
한국 공개특허공보 2007-0002322호 미국 공개특허공보 US2013-0194192
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 다면 영상을 투사할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 프로젝터와 카메라를 이용하여 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 개별적으로 영상을 투사하는 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법은, 상기 영상 프로젝터로 상기 복수의 투사면을 포함하는 스캔 영역에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사하는 단계, 상기 카메라에 의해 촬영된 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역의 영상을 이용하여 상기 복수의 투사면을 식별하는 단계, 상기 스캔 이미지를 투사하는 동안 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 상기 식별된 투사면의 영역과 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 대응되는 화소를 매칭하는 단계, 그리고 상기 투사면의 영역에 대응하는 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 화소 영역을 채우는 영상을 투사하는 단계를 포함한다.
상기 스캔 이미지를 투사하는 단계에서, 상기 스캔 영역이 상기 영상 프로젝터의 화면의 전체 화소와 동일하게 분할되도록 하는 스캔 이미지를 투사할 수 있다.
상기 스캔 이미지를 투사하는 단계는, 상기 스캔 영역을 가로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하는 단계, 그리고 상기 스캔 영역을 세로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 투사면을 식별하는 단계에서, 상기 촬영된 이미지에서 색상 차이에 기초하는 에지 감지 및 폐도형 식별에 기초하여 상기 투사면을 식별할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 개별적으로 영상을 투사하는 다면 영상 자동 생성 및 투사 장치는, 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역에 영상을 투사할 수 있도록 설치되는 영상 프로젝터, 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역을 촬영하는 카메라, 그리고 상기 카메라에 의해 촬영된 촬영 영상을 수신하고 상기 영상 프로젝터를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 영상 프로젝터는 상기 복수의 투사면을 포함하는 스캔 영역에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사하며, 상기 카메라는 상기 스캔 이미지가 투사되는 동안 상기 스캔 영역을 촬영하여 해당하는 촬영 영상을 상기 컨트롤러로 전송하며, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역의 촬영된 이미지를 기초로 상기 복수의 투사면을 식별하고, 상기 컨트롤러는 상기 식별된 투사면의 영역과 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 대응하는 화소를 매칭하며, 상기 투사면의 영역에 대응하는 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 화소 영역을 채우는 영상이 상기 영상 프로젝터에 의해 투사되도록 제어한다.
상기 영상 프로젝터는 상기 스캔 영역이 상기 영상 프로젝터의 화면의 전체 화소와 동일하게 분할되도록 하는 스캔 이미지를 투사할 수 있다.
상기 영상 프로젝터는 상기 스캔 영역을 가로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하고, 상기 스캔 영역을 세로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 촬영된 이미지에서 색상 차이에 기초하는 에지 감지 및 폐도형 식별에 기초하여 상기 투사면을 식별할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 투사면을 자동으로 식별하고 투사면의 각 영역에 대응하는 영상 프로젝터의 화소를 매칭하여 영상을 투사함으로써, 복수의 투사면을 자동으로 식별하고 식별된 투사면에 원하는 영상을 투사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 장치의 연결 관계를 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법에서 화소 매칭을 위한 가로 방향의 스캔 이미지 투사 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법에서 화소 매칭을 위한 세로 방향의 스캔 이미지 투사 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법 및 장치에 의해 복수의 투사면에 영상이 투사된 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예는 복수의 투사면을 자동으로 인식하고 인식된 투사면의 위치 및 형태에 따라 개별적으로 영상을 투사하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이때, 투사면은 복수이고 3차원 또는 2차원의 투사면일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다면 영상 자동 생성 및 투사 장치는 영상 프로젝터(10), 카메라(20) 그리고 컨트롤러(30)를 포함한다.
영상 프로젝터(10)는 컨트롤러(30)에 의해 제어될 수 있으며, 영상을 투사하는 통상의 프로젝터일 수 있다. 카메라(20)는 영상을 촬영하여 해당하는 정보를 컨트롤러(30)로 전달한다. 컨트롤러(30)는 카메라(20) 및 영상 프로젝터(10)에 각각 연결되며, 카메라(20)에 의해 촬영된 영상을 수신하며 영상 프로젝터(10)에 의해 투사될 영상을 생성하여 영상 프로젝터(10)로 전송한다. 컨트롤러(30)는 컴퓨터 시스템일 수 있으며, 이하에서 설명한 투사면 식별, 영상 생성 및 제어 등의 기능을 수행할 수 있도록 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함할 수 있다.
카메라(20)에 의해 촬영된 스캔 영역(SA)의 영상을 이용하여 복수의 투사면(40)을 식별한다. 구체적으로, 촬영된 영상에서의 색상 차이에 기초하는 에지 감지 및 폐도형 식별에 기초하여 투사면(40)을 식별할 수 있다. 이때, 촬영된 영상으로부터 투사면(40)을 식별하는 것은 종래에 알려진 영상 알고리즘을 사용하여 이루어 질 수 있으며, 예를 들어 Canny Edge Detection 알고리즘, 폐도형 감지 알고리즘 등을 이용하여 투사면의 에지 검출 및 폐도형 검출에 기초하여 투사면(40)을 식별할 수 있다. 도면에 투사면(40)은 설명의 편의를 위해 간단한 형태로 나타나 있으나 투사면의 위치 및 형태는 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 영상 프로젝터(10)와 카메라(20)를 이용하여 복수의 투사면(40)의 영역과 영상 프로젝터(10)의 화면 상의 대응되는 화소를 매칭한다.
구체적으로, 영상 프로젝터(10)로 복수의 투사면(40)을 포함하는 스캔 영역(SA)에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스캔 영역(SA)의 전체에 걸쳐 가로 방향 및 세로 방향으로 차례로 스캔 이미지를 투사할 수 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 가로 방향의 스캔 이미지 투사는 전체 스캔 영역(SA)을 가로 방향으로 차례로 분할하는 화이트 및 블랙의 스캔 이미지를 투사하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 최초에는 가로 방향으로 절반으로 분할하여 좌측에 화이트, 우측에 블랙이 표시되도록 하는 스캔 이미지를 투사하고, 그리고 나서 일정 시간이 지난 후 직전 투사에서 화이트로 표시되었던 영역을 가로 방향으로 절반으로 분할하여 좌측에 화이트, 우측에 블랙이 표시되도록 하며 직전에 직전 투사에서 블랙으로 표시되었던 영역을 가로 방향으로 절반으로 분할하여 좌측에 화이트, 우측에 블랙이 표시되도록 하는 스캔 이미지를 투사한다. 즉, 도 3의 (a)와 같이 가로 방향으로 2개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사한 이후 일정 시간이 지난 후 도 3의 (b)와 같이 각 영역을 다시 2개로 분할하여 4개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사하고 그리고 나서 다시 일정 시간이 경과한 후 도 3의 (c)와 같이 직전 단계의 각 영역을 다시 2개로 분할하여 8개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사한다. 이와 같은 직전 투사 단계의 영역을 그 다음 단계에서 2개로 분할하는 스캔 이미지를 투사하는 과정을 반복한다. 이에 따라 n번째 스캔 이미지가 투사된 상태에서는 전체 스캔 영역이 가로 방향으로 2n개로 균등하게 분할되며 화이트 및 블랙이 교대로 나타난다.
도 4를 참조하면, 세로 방향의 스캔 이미지 투사로 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 즉, 전체 스캔 영역(SA)을 세로 방향으로 차례로 분할하는 블랙 및 화이트 스캔 이미지를 투사하여 이루어질 수 있다. 도 3과 동일한 방식으로, 도 4의 (a)와 같이 세로 방향으로 2개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사하고 일정 시간이 경과한 후 도 4의 (b)와 같이 각 영역을 다시 2개로 분할하여 4개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사하고 다시 일정 시간이 경과한 후 도 4의 (c)와 같이 직전 단계의 각 영역을 다시 2개로 분할하여 8개의 영역으로 분할된 스캔 이미지를 투사한다. 이와 같은 직전 투사 단계의 영역을 그 다음 단계에서 2개로 분할하는 스캔 이미지를 투사하는 과정을 반복한다. 이에 따라 n번째 스캔 이미지가 투사된 상태에서는 전체 스캔 영역이 세로 방향으로 2n개로 균등하게 분할되며 화이트 및 블랙이 교대로 나타난다.
이와 같이 스캔 이미지가 스캔 영역에 투사되는 동안 카메라(20)를 이용하여 스캔 영역을 계속 촬영한다.
이때, 가로 방향의 스캔 이미지 투사 및 세로 방향의 스캔 이미지 투사는 최종 분할된 영역의 개수가 영상 프로젝터(10)의 가로 및 세로 방향의 화소 개수와 일치할 때까지 수행될 수 있다. 예를 들어, 영상 프로젝터(10)의 가로 방향 화소 개수가 1024(=210)이고 세로 방향 화소 개수가 2048(=211)인 경우, 가로 방향의 스캔 이미지 투사는 총 10회가 차례로 수행되고 세로 방향의 스캔 이미지 투사는 총 11회가 차례로 수행될 수 있다.
한편, 특정 방향의 화소 개수가 2의 배수와 일치하지 않는 경우에도 해당 화소를 넘은 회수까지 스캔 이미지를 투사하며 초과된 부분은 해당 영역을 벗어나도록 투사함으로써 상기와 동일한 스캔이 이루어질 수 있다. 예를 들어 화소 개수가 760인 경우, 10회까지 투사를 하며 마지막 10회에서는 760을 벗어나는 부분은 해당 영역을 벗어나도록 투사할 수 있다.
이와 같이 스캔 이미지가 투사되는 동안 촬영된 영상 정보는 스캔 영역의 각 영역(영상 프로젝터의 각 화소에 대응하는 영역)의 색상이 시간 흐름에 따라 어떻게 변화되었는지를 알 수 있다. 예를 들어, 상기한 방식으로 스캔 이미지가 투사되는 경우, 스캔 영역의 가장 상단 및 가장 좌측의 영역은 계속 화이트 상태가 되며 스캔 영역의 가장 하단 및 가장 우측의 영역은 계속 블랙 상태가 되고 각 영역의 색의 변화를 모두 알 수 있다. 즉, 영상 프로젝터(10)의 각 화소에 대응하는 영역의 스캔 이미지의 색상의 변화를 모두 알 수 있기 때문에, 이를 이용하여 식별된 투사면(40)의 각 영역과 영상 프로젝터(10)의 화면 상의 대응되는 화소를 매칭할 수 있게 된다.
매칭에 의해 얻어진 정보를 기초로 영상 프로젝터(10)의 어떤 화소 집단이 각 투사면(40)의 영역에 대응하는지에 대한 정보를 알 수 있고, 그에 따라 영상 프로젝터(10)의 각 화소 집단에 원하는 영상이 표시되도록 하여 투사를 함으로써 각 투사면(10)에 원하는 영상이 표시되도록 할 수 있다. 이때, 복수의 투사면에 해당하는 영역에 투사될 각 영상은 하나의 전체 영상에서 해당 영역을 추출하여 얻어질 수도 있고 복수의 투사면에 해당하는 영역에 대응하는 별도의 영상을 조합하여 얻어질 수도 있다. 이러한 영상 매칭 방법은 종래에 알려진 방법 중 하나로 수행할 수 있으며, 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 얻어진 영상을 영상 프로젝터(10)를 통해서 투사함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 각 투사면(40)에 별도의 영상이 투사될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예가 공연을 위한 무대 장치에 적용될 경우 공연 중 배경의 변화를 위해 투사면이 변경되는 경우에, 위에서 설명한 투사면 식별 및 화소 매칭, 그리고 영상 매칭 과정을 수행하고 이에 따른 영상 투사를 통해서 복수의 투사면에 영상이 투사되도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 영상 프로젝터
20: 카메라
30: 컨트롤러
40: 투사면

Claims (8)

  1. 영상 프로젝터와 카메라를 이용하여 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 개별적으로 영상을 투사하는 방법으로서,
    상기 영상 프로젝터로 상기 복수의 투사면을 포함하는 스캔 영역에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사하는 단계,
    상기 카메라에 의해 촬영된 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역의 영상을 이용하여 상기 복수의 투사면을 식별하는 단계,
    상기 스캔 이미지를 투사하는 동안 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여 상기 식별된 투사면의 영역과 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 대응되는 화소를 매칭하는 단계, 그리고
    상기 투사면의 영역에 대응하는 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 화소 영역을 채우는 영상을 투사하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 투사면을 식별하는 단계에서, 상기 촬영된 이미지에서 색상 차이에 기초하는 에지 감지 및 폐도형 식별에 기초하여 상기 투사면을 식별하고,
    상기 스캔 이미지를 투사하는 단계는, 상기 스캔 영역을 가로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하는 단계, 그리고 상기 스캔 영역을 세로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하는 단계를 포함하는 다면 영상 자동 생성 및 투사 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 복수의 투사면을 자동으로 인식하여 개별적으로 영상을 투사하는 장치로서,
    상기 복수의 투사면을 포함하는 영역에 영상을 투사할 수 있도록 설치되는 영상 프로젝터,
    상기 복수의 투사면을 포함하는 영역을 촬영하는 카메라, 그리고
    상기 카메라에 의해 촬영된 촬영 영상을 수신하고 상기 영상 프로젝터를 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 영상 프로젝터는 상기 복수의 투사면을 포함하는 스캔 영역에 화소 식별을 위한 스캔 이미지를 투사하며,
    상기 카메라는 상기 스캔 이미지가 투사되는 동안 상기 스캔 영역을 촬영하여 해당하는 촬영 영상을 상기 컨트롤러로 전송하며,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 투사면을 포함하는 영역의 촬영된 이미지를 기초로 상기 복수의 투사면을 식별하고,
    상기 컨트롤러는 상기 식별된 투사면의 영역과 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 대응하는 화소를 매칭하며, 상기 투사면의 영역에 대응하는 상기 영상 프로젝터의 화면 상의 화소 영역을 채우는 영상이 상기 영상 프로젝터에 의해 투사되도록 제어하고,
    상기 컨트롤러는 상기 촬영된 이미지에서 색상 차이에 기초하는 에지 감지 및 폐도형 식별에 기초하여 상기 투사영역을 식별하고,
    상기 영상 프로젝터는 상기 스캔 영역을 가로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하고, 상기 스캔 영역을 세로 방향으로 차례로 분할하는 스캔 이미지를 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 투사하는 다면 영상 자동 생성 및 투사 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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