KR101691880B1 - Interactive System Having Auto Calibration Function And Auto Calibration Method of Interactive System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동 캘리브레이션 기능이 구비된 인터액티브 시스템 및 이를 이용한 자동 캘리브레이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캘리브레이션 이미지에 포함된 패턴의 인식률을 높여 보다 정확한 캘리브레이션이 이루어질 수 있도록 하는 인터액티브 시스템 및 이를 이용한 자동 캘리브레이션 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an interactive system having an automatic calibration function and an automatic calibration method using the same. More particularly, the present invention relates to an interactive system for increasing the recognition rate of a pattern included in a calibration image, And an automatic calibration method.
도 1은 종래의 인터액티브 시스템을 설명하기 위한 참고도이다. 도 1을 참조하면, 컴퓨터(10)에서 생성되는 화상정보의 이미지를 프로젝터(20)를 통하여, 스크린(30)에 투영시키게 된다. 1 is a reference diagram for explaining a conventional interactive system. Referring to FIG. 1, an image of image information generated in the
그리고, 판서수단(50)이 스크린(30)상에서 이동하게 되면, 카메라(40)가 실시간으로 위치를 추적하여 좌표데이터로 변환하고, 이를 컴퓨터(10)로 전송하게 된다. 이때에, 컴퓨터(10)는 원래의 화상정보와 판서수단의 좌표데이터를 합성시키게 된다. Then, when the authoring means 50 moves on the
이렇게 판서수단의 좌표데이터가 합성된 화상정보를 프로젝터(20)를 통해 스크린(30)에 투영시키면, 판서수단(50)의 위치와 스크린에 투영된 위치가 일치하여야한다. When the image information obtained by synthesizing the coordinate data of the writing means is projected onto the
이를 일치시키기 위한 과정을 캘리브레이션(Calibration)이라 하는데, 종래에는 사용자의 동작을 요구하는 수동 캘리브레이션이 주로 적용되었다. The process for matching them is referred to as calibration. In the past, manual calibration that requires the user's operation has been mainly applied.
도 2는 수동 캘리브레이션 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 컴퓨터(10)에서 생성되는 화상정보를 프로젝터(20)를 통해서 스크린(30)에 투영시키고, 캘리브레이션 과정이 시작되면, 도 2의 (a)와 같이, 스크린(30)의 특정한 위치(A)에 특정한 이미지가 나타난다. 이때에 사용자가 상기 특정한 위치(A)를 터치하면, 도 2의 (b)와 같이 특정 이미지의 위치가 (B)로 이동하고, 다시 사용자가 (B)의 위치를 터치하면, 다시 특정 이미지의 위치가 (C) 내지 (I)의 순차적으로 설정된 이치로 이동되며, 사용자는 순차적으로 나타나는 특정 이미지의 위치를 순차적으로 터치하고 이를 컴퓨터(10)가 인식함으로써, 캘리브레이션 과정이 완성된다. 2 is a diagram for explaining a manual calibration process. 2, the image information generated in the
한편, 위와 같은 수동 캘리브레이션의 경우에 사용자가 상술한 바와 같은 동작을 반복해야 하므로 다소 번거롭다는 문제가 있었다. On the other hand, in the case of the above-described manual calibration, the user has to repeatedly perform the above-described operation, which is problematic in that it is rather cumbersome.
이러한 문제점을 해결하고자, 최근에는 프로젝터(20)를 통해, 특정한 패턴이 반복되는 캘리브레이션 이미지를 스크린(30)에 투사시키고, 이를 카메라(40)를 통해 촬영한 캘리브레이션 영상을 획득하여, 캘리브레이션 이미지의 데이터와 카메라를 통해 촬영한 캘리브레이션 영상에서의 상기 특정 패턴의 위치를 비교하여, 캘리브레이션 과정을 완성하는 자동 캘리브레이션 방법이 사용되고 있다. In order to solve such a problem, recently, a calibration image in which a specific pattern is repeated is projected onto the
그러나, 이러한 자동 캘리브레이션 방법의 경우, 반복되는 상기 패턴들의 위치가 카메라(40)의 촬영중심으로부터 벗어날수록 캘리브레이션 영상에서 패턴 형상의 왜곡현상이 심해질 수 있어, 그 패턴의 인식에 오류가 생길 수 있다는 문제점이 있다.However, in the case of such an automatic calibration method, as the position of the repeated patterns deviates from the photographing center of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 형태는 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 스크린에 투사하고, 이를 촬영함으로써 촬영된 캘리브레이션 영상에서의 패턴 인식률을 높여, 보다 정확한 캘리브레이션이 이루어지는 인터액티브 시스템 및 이를 이용한 캘리브레이션 방법을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a projection apparatus and a projection apparatus which project a calibration image including at least two types of patterns, An interactive system in which calibration is performed, and a calibration method using the same.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템은, 화면이 투영되는 스크린; 제1해상도의 화상정보를 생성하는 컴퓨터; 상기 컴퓨터로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린에 화면을 투사하는 프로젝터; 상기 스크린상에서 이동하며 신호를 발하는 판서수단; 상기 스크린을 촬영하여, 상기 판서수단의 상기 스크린상의 위치를 나타내는 스크린 좌표를 인식하는 카메라부; 및 상기 스크린 좌표에 대응되는 상기 화상정보 상에서의 위치를 나타내는 화상좌표로 전환하는 제어부;를 포함하고, 상기 컴퓨터는, 상기 제어부로부터 상기 화상좌표를 전송받아 저장하거나 이를 이미지 형태로 표현하고, 상기 신호에 따라 소정 명령을 수행하는 인터액티브 시스템에 있어서, 상기 프로젝터는, 형태가 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 상기 스크린에 투사하고, 상기 카메라부는, 상기 캘리브레이션 이미지를 촬영하여 캘리브레이션 영상을 생성하며, 상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 이미지와 상기 캘리브레이션 영상에 각각 포함된 상기 패턴의 위치를 비교하여, 상기 스크린 좌표와 상기 화상 좌표가 대응되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다. An interactive system according to the present invention includes: a screen on which a screen is projected; A computer for generating image information of a first resolution; A projector which receives image information from the computer and projects a screen on the screen; A writing means for moving on the screen and emitting a signal; A camera unit for photographing the screen and recognizing screen coordinates indicating a position on the screen of the authoring means; And a control unit for converting the image coordinates into image coordinates representing a position on the image information corresponding to the screen coordinates, wherein the computer receives the image coordinates from the control unit or stores the image coordinates in an image form, Wherein the projector projects a calibration image including at least two types of patterns having the same shape and size in different sizes on the screen, and the camera unit is configured to capture the calibration image The control unit compares positions of the patterns included in the calibration image and the calibration image to perform calibration so that the screen coordinates and the image coordinates correspond to each other.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 캘리브레이션 이미지는, 크기가 서로 다른 두가지 패턴을 포함하고, 상대적으로 크기가 작은 패턴이 중앙부위에 위치할 수 있다. In the interactive system according to the present invention, the calibration image includes two patterns having different sizes, and a pattern having a relatively small size may be located at a central portion.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 패턴의 크기는, 상기 패턴이 투사된 상기 스크린상의 위치로부터 상기 카메라부까지의 직선길이가 짧을수록 작을 수 있다. In the interactive system according to the present invention, the size of the pattern may be smaller as the straight line length from the position on the screen on which the pattern is projected to the camera unit is shorter.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 영상에서 상기 캘리브레이션 이미지에 대응되는 영역을 판서 영역으로 인식할 수 있다. In the interactive system according to the present invention, the control unit may recognize an area corresponding to the calibration image in the calibration image as a writing area.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 영상에서 판서 영역 이외의 영역은 메뉴 영역으로 인식하고, 상기 판서수단의 스크린 좌표가 상기 메뉴영역에 있음을 나타내고, 상기 판서수단에서 소정의 신호를 발하면, 상기 컴퓨터가 소정의 동작을 수행하도록 할 수 있다.In the interactive system according to the present invention, the control unit recognizes the area other than the writing area as the menu area in the calibration image, indicates that the screen coordinates of the writing area are in the menu area, Upon signaling, the computer can cause the computer to perform a predetermined operation.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 캘리브레이션 이미지는, 상기 패턴의 명도가 배경의 명도보다 낮을 수 있다.In the interactive system according to the present invention, in the calibration image, the brightness of the pattern may be lower than the brightness of the background.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템에서, 상기 제어부는, 상기 스크린 좌표가 상기 화상 좌표로 변환되는 좌표변환정보를 저장할 수 있다.In the interactive system according to the present invention, the control unit may store coordinate conversion information in which the screen coordinates are converted into the image coordinates.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템은, 상기 컴퓨터에서 생성되는 화상정보의 해상도가 제2해상도로 변경되는 경우, 상기 제어부는, 저장된 좌표변환정보를 제1해상도와 제2해상도의 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 제2해상도에 적합하도록 변경할 수 있다. In the interactive system according to the present invention, when the resolution of the image information generated in the computer is changed to the second resolution, the control unit converts the stored coordinate conversion information into a scaling operation according to the difference between the first resolution and the second resolution So as to be suitable for the second resolution.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법은, 화면이 투영되는 스크린; 제1해상도의 화상정보를 생성하는 컴퓨터; 상기 컴퓨터로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린에 화면을 투사하는 프로젝터; 상기 스크린상에서 이동하며 신호를 발하는 판서수단; 상기 스크린을 촬영하여, 상기 판서수단의 상기 스크린상의 위치를 나타내는 스크린 좌표를 인식하는 카메라부; 및 상기 스크린 좌표에 대응되는 상기 화상정보 상에서의 위치를 나타내는 화상좌표로 전환하는 제어부;를 포함하고, 상기 컴퓨터는 상기 제어부로부터 상기 화상좌표를 전송받아 저장하거나 이를 이미지 형태로 표현하고, 상기 신호에 따라 소정 명령을 수행하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법으로, 형태는 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 상기 스크린에 투사하는 이미지 투사단계; 상기 캘리브레이션 이미지를 촬영하여 캘리브레이션 영상을 생성하는 이미지 촬영단계; 및 상기 캘리브레이션 이미지와 상기 캘리브레이션 영상에 각각 포함된 상기 패턴의 위치를 상호 비교하여 스크린 좌표와 화상좌표를 대응시키는 캘리브레이션 수행단계;를 포함하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법.A method of calibrating an interactive system according to the present invention includes: a screen on which a screen is projected; A computer for generating image information of a first resolution; A projector which receives image information from the computer and projects a screen on the screen; A writing means for moving on the screen and emitting a signal; A camera unit for photographing the screen and recognizing screen coordinates indicating a position on the screen of the authoring means; And a control unit for switching to image coordinates representing a position on the image information corresponding to the screen coordinates, wherein the computer receives and stores the image coordinates from the control unit or expresses the image coordinates in an image form, An image projecting step of projecting a calibration image including at least two types of patterns, which are the same in shape and different in size, onto the screen; An image photographing step of photographing the calibration image to generate a calibration image; And a calibration step of correlating screen coordinates and image coordinates by comparing positions of the patterns included in the calibration image and the calibration image, respectively.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법에서, 상기 캘리브레이션 이미지는, 크기가 서로 다른 두가지 패턴을 포함하고, 상대적으로 크기가 작은 패턴이 중앙부위에 위치할 수 있다. In the method of calibrating an interactive system according to the present invention, the calibration image may include two patterns having different sizes, and a pattern having a relatively small size may be located at a central portion.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법에서, 상기 패턴의 크기는, 상기 패턴이 투사된 상기 스크린상의 위치로부터 상기 카메라부까지의 직선길이가 짧을수록 작을 수 있다. In the method of calibrating an interactive system according to the present invention, the size of the pattern may be smaller as the straight line length from the position on the screen on which the pattern is projected to the camera unit is shorter.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법은, 상기 스크린좌표와 상기 화상좌표를 대응시키는 좌표변환정보를 저장하는 저장단계;를 더 포함할 수 있다. The method of calibrating an interactive system according to the present invention may further include storing coordinate transformation information for associating the screen coordinates and the image coordinates.
본 발명에 의한 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법은, 해상도의 변경이 있는지 여부를 체크하는 해상도 변경 체크단계; 및 해상도의 변경이 있는 경우, 해상도 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 변경된 해상도에 적합하도록 상기 좌표변환정보를 변경하는 좌표변환정보 스케일링 단계;를 더 포함할 수 있다.A calibration method of an interactive system according to the present invention includes: a resolution change checking step of checking whether a resolution is changed; And a coordinate conversion information scaling step of, when there is a change in resolution, changing the coordinate conversion information so as to match the resolution changed by the scaling operation according to the resolution difference.
본 발명에 따른 인터액티브 시스템 및 이를 이용한 캘리브레이션 방법에 의하면, 형태는 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 스크린에 투사하고, 이를 촬영함으로써 촬영된 캘리브레이션 영상에서의 패턴 인식률을 높여, 보다 정확한 캘리브레이션이 이루어지도록 할 수 있다. According to the interactive system and the calibration method using the same, a calibration image including at least two types of patterns having the same shape and different sizes is projected on a screen, and the pattern recognition rate in the captured calibration image is calculated So that a more accurate calibration can be performed.
도 1은 종래의 인터액티브 시스템을 설명하기 위한 참고도.
도 2는 수동 캘리브레이션 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 인터액티브 시스템의 개념도.
도 4는 캘리브레이션 이미지가 스크린(110)에 투사된 상태를 나타내는 참고도.
도 5는 카메라부가 스크린에 투영된 캘리브레이션 이미지를 촬영하여 생성한 캘리브레이션 영상의 참고도.
도 6은 스크린의 판서 영역와 메뉴영역의 일례를 보여주는 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a reference diagram for explaining a conventional interactive system;
2 is a diagram for explaining a manual calibration process;
3 is a conceptual diagram of an interactive system according to an embodiment of the present invention.
4 is a reference view showing a state in which a calibration image is projected on the
5 is a reference view of a calibration image generated by photographing a calibration image projected on a screen of a camera unit.
FIG. 6 is an exemplary view showing an example of a menu region and a writing region of a screen; FIG.
7 is a flowchart illustrating a calibration method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may be easily suggested, but are also included within the scope of the invention.
또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. In the following description, the same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 인터액티브 시스템(100)의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of an
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 인터액티브 시스템(100)은, 화면이 투영되는 스크린(110), 화상정보를 생성하는 컴퓨터(120), 상기 컴퓨터(120)로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린에 화면을 투사하는 프로젝터(130), 상기 스크린(110) 상에서 이동하며 신호를 발하는 판서수단(140), 상기 스크린(110)을 촬영하여, 상기 판서수단(140)의 위치를 인식하는 카메라부(150), 및 상기 카메라부(150) 와 상기 컴퓨터(120)로부터 정보를 전송받아 처리하거나 저장하는 제어부(160)를 포함할 수 있다. 3, an
스크린(110)은 상기 프로젝터(130)를 통해 투사되는 화상정보를 사용자가 시각적으로 인지하도록 할 수 있다. 다시 말해서, 상기 스크린(110)은 프로젝터(130)를 통해 투사되는 영상을 사용자가 볼 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 스크린(110)은 백색 평면 형태로 구비될 수 있다. 또한, 상기 스크린(110)은 사각의 평면형태로 구비될 수 있다. The
컴퓨터(120)는 계산 및 저장 기능을 갖춘 일반적인 전산장치일 수 있으며, 상기 컴퓨터(120)는 판서 프로그램이 저장되어, 이를 실행할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터(120)는 소정 해상도의 화상정보를 생성할 수 있으며, 후술하는 프로젝터(130)를 통해서 이를 상기 스크린(110)에 투사하도록 할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터(120)는 후술하는 판서수단(140)의 위치정보를 실시간으로 전송받아 저장하거나 이를 이미지 형태로 표현할 수 있으며, 이를 상기 화상정보와 합성하여, 후술하는 프로젝터(130)를 통해 상기 스크린(110)에 투사하도록 할 수 있다. 한편, 상기 컴퓨터(120)는 투사되는 상기 화상정보의 해상도를 변경시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 컴퓨터(120)는 필요에 따라, 또는 사용자의 선택에 따라 후술하는 프로젝터(130)를 통해서 투사되는 상기 화상정보의 해상도를 제1해상도에서 제2해상도로 변경되도록 할 수 있다. 다른 한편으로, 상기 컴퓨터(120)는 후술하는 판서수단(140)으로부터 신호를 수신하여 소정의 명령을 수행할 수 있다. 또한, 후술하는 판서수단(140)이 발하는 신호에 따라, 판서수단(140)의 위치정보를 이미지 형태로 표현하는 색상을 달리 표현할 수 있다. 다시 말해서, 판서수단(140)이 발하는 신호의 주파수에 따라, 다른 색상으로 표현하거나, 특정 신호를 발할때마다, 정해진 순서대로 색상을 변경하도록 할 수도 있다. 또한, 판서수단(140)이 발하는 신호가 특정한 주파수에 해당할 때에만 상기 판서수단(140)의 위치정보를 이미지화할 수 있다. The
프로젝터(130)는 상기 컴퓨터(120)로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린(110)에 투사할 수 있다. 다시 말해서, 상기 프로젝터(130)는 상기 스크린(110)에 화상정보를 투사하여 사용자가 이를 시각적으로 인식하도록 할 수 있다. 또한, 상기 프로젝터(130)는, 캘리브레이션 이미지(CI)를 상기 스크린(110)에 투사할 수 있다. The
도 4는 캘리브레이션 이미지(CI)가 상기 스크린(110)에 투사된 상태를 나타내는 참고도이다. 도 4를 참고하면, 상기 캘리브레이션 이미지(CI)는 형태는 동일하고, 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴(P1, P2)이 포함될 수 있다. 즉, 제1패턴(P1)이 제2패턴(P2)보다 크기가 클 수 있다. 이때에, 상기 패턴(P1, P2)의 크기는, 상대적으로 크기가 작은 제2패턴(P2)이 중앙부위에 배치되고, 상대적으로 크기가 큰 제1패턴(P1)이 외곽에 배치될 수 있다. 또한, 상기 패턴(P1, P2)의 크기는, 상기 패턴(P1, P2)이 투사된 상기 스크린(110) 상의 위치로부터 후술하는 카메라부(150)까지의 직선길이가 짧을 수록 작을 수 있다. 다시 말해서, 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 패턴(P1, P2)이 투사된 상기 스크린(110) 상의 위치로부터 카메라부(150)까지의 직선길이는 상기 스크린(110)의 중앙상부가 가장 짧고, 상기 스크린(110)의 중앙상부로부터 멀어질수록 길어지게 된다. 이에 따라, 상기 제1패턴(P1)은 상기 스크린(110)의 좌우양단 및 하단을 따라 배치될 수 있으며, 상기 제2패턴(P2)은 상단 중앙부위에 배치될 수 있다. 4 is a reference view showing a state in which the calibration image CI is projected onto the
한편, 도 5는 후술하는 카메라부(150)가 상기 캘리브레이션 이미지(CI)가 상기 스크린(110)에 투영된 화면을 촬영하여 생성한 캘리브레이션 영상(CV)의 참고도이다. 캘리브레이션 영상(CV)에 반영된 상기 패턴(P1, P2)은 카메라부(150)에서 상기 패턴(P1, P2)이 투사된 상기 스크린(110) 상의 위치까지의 직선길이가 길수록 왜곡될 수 있고, 이에 따라, 상기 패턴(P1, P2)의 인식률이 저하될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 상기 패턴(P1, P2)의 크기를 달리함으로써, 도 5에서 보여지는 바와 같이, 제1패턴(P1)의 크기를 크게 함으로써 상기 캘리브레이션 영상(CV)에서의 왜곡을 최소화 시킬수 있으므로, 상기 패턴(P1, P2)의 인식률을 높일 수 있다. 5 is a reference view of a calibration image CV generated by capturing a screen on which the calibration image CI is projected on the
다른 한편으로, 상기 캘리브레이션 이미지(CI)는, 상기 패턴(P1, P2)의 명도가 배경의 명도보다 낮을 수 있다. 다시 말해서, 상기 패턴(P1, P2)의 색상은 배경의 색상보다 어두울 수 있다. 예를 들어, 상기 캘리브레이션 이미지(CI)는, 상기 패턴(P1, P2)은 흑색, 배경은 백색일 수 있다. 이를 통하여, 후술하는 카메라를 통해 촬영하여 생성되는 캘리브레이션 영상(CV)에서 상기 패턴(P1, P2)의 인식도를 보다 높일 수 있다. On the other hand, in the calibration image (CI), the brightness of the pattern (P1, P2) may be lower than the brightness of the background. In other words, the colors of the patterns P1 and P2 may be darker than the background color. For example, in the calibration image CI, the patterns P1 and P2 may be black and the background may be white. Accordingly, the degree of recognition of the patterns P1 and P2 can be further increased in the calibration image CV generated by photographing with a camera described later.
판서수단(140)은 상기 스크린(110)상에서 이동할 수 있다. 또한, 상기 판서수단(140)은 신호를 발할 수 있으며, 상기 판서수단(140)이 발하는 신호에 따라 상기 컴퓨터(120)가 특정 명령을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 상기 판서수단(140)은 상기 신호의 주파수를 변경할 수 있다. 이를 통해, 상기 판서수단(140)이 발하는 신호의 변화에 따라 상기 컴퓨터(120)가 상기 판서수단(140)의 위치정보를 이미지형태로 표현하는 색상이 달라지도록 할 수 있다. The writing means 140 can be moved on the
카메라부(150)는, 상기 스크린(110)을 촬영할 수 있으며, 상기 판서수단(140)의 상기 스크린(110) 상의 위치를 나타내는 스크린 좌표(Sx, Sy)를 인식할 수 있다. 다시 말해서, 상기 카메라부(150)는 상기 판서수단(140)의 스크린좌표(Sx, Sy)를 실시간으로 인식하여 후술하는 제어부(160)에 전송할 수 있다. 또한, 상기 카메라부(150)는 상기 캘리브레이션 이미지(CI)를 촬영하여, 캘리브레이션 영상(CV)를 생성할 수 있다.The
제어부(160)는, 상기 카메라부(150)로부터 상기 스크린 좌표(Sx, Sy)를 전송받아, 스크린 좌표(Sx, Sy)를 이에 대응되는 화상정보 상에서의 위치를 나타내는 화상좌표(Vx, Vy)로 전환할 수 있다. The
한편, 상기 제어부(160)는 상기 카메라부(150)로부터 전송받은 상기 캘리브레이션 영상(CV)과 상기 프로젝터(130)에서 투사되는 캘리브레이션 이미지(CI)를 비교하여, 상기 패턴(P1, P2)의 스크린 좌표(Sx, Sy)와 상기 패턴(P1, P2)의 화상좌표(Vx, Vy)를 상호 대응되도록 함으로써, 스크린 좌표(Sx, Sy)와 화상좌표(Vx, Vy)를 상호 대응되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 이때에, 상기 캘리브레이션 영상(CV)에서 왜곡의 정도가 심한 위치일수록 상기 패턴(P1, P2)의 크기가 크기 때문에, 상기 제어부(160)가 상기 캘리브레이션 영상(CV)에서 상기 패턴(P1, P2)의 위치를 보다 명확히 인식할 수 있게 된다. The
다른 한편으로, 상기 제어부(160)는 스크린 좌표(Sx, Sy)가 화상좌표(Vx, Vy)로 변환되는 좌표변환정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부(160), 이와 같이 상기 좌표변환정보를 저장함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터액티브 시스템(100)이 재구동될 때에 상기 캘리브레이션 이미지(CI)를 투사하고, 이를 촬영하여 캘리브레이션을 수행하는 과정을 다시 거치지 않고, 저장된 상기 좌표변환정보를 활용하여, 스크린 좌표(Sx, Sy)를 화상좌표(Vx, Vy)로 전환할 수 있다. On the other hand, the
이에 더하여, 상기 제어부(160)는, 저장된 상기 좌표변환정보를 통해, 상기 컴퓨터(120)에서 생성되는 화상정보의 해상도가 제1해상도에서 제2해상도로 변경되는 경우에도, 캘리브레이션을 수행하는 과정을 거치지 않도록 할 수 있다. 다시 말해서, 상기 제어부(160)는 저장된 상기 좌표변환정보를 제1해상도와 제2해상도의 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 제2해상도에 적합하도록 변경할 수 있다. 이를 통해서, 상기 화상정보의 해상도 변경시에도 다시 캘리브레이션 과정을 거치지 않고, 곧바로 스크린 좌표(Sx, Sy)를 화상좌표(Vx, Vy)로 변환할 수 있도록 할 수 있다. In addition, when the resolution of the image information generated by the
도 6은 스크린(110)의 판서 영역(DA)와 메뉴영역(MA)의 일례를 보여주는 예시도이다. 도 6을 참조하면, 상기 제어부(160)는 상기 캘리브레이션 영상(CV)에서 상기 캘리브레이션 이미지(CV)에 대응되는 영역을 판서 영역(DA)으로 인식할 수 있으며, 상기 캘리브레이션 영상(CV)에서 상기 판서 영역(DA) 이외의 영역은 메뉴영역(MA)으로 인식할 수 있다. 이때에, 상기 제어부(160)는 상기 판서수단(140)이 상기 판서 영역(DA)에 위치하는 경우에는, 상기 판서수단(140)의 스크린 좌표(Sx, Sy)를 화상좌표(Vx, Vy)로 실시간으로 전환하도록 하여, 이를 실시간으로 상기 컴퓨터(120)에 전송하여 상기 화상정보에 상기 판서수단(140)의 실시간 위치를 이미지화하여 합성할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 판서수단(140)이 상기 메뉴영역(MA)에 위치하고, 상기 판서수단(140)에서 소정의 신호를 발하면, 상기 컴퓨터(120)가 특정 동작을 수행하도록 할 수 있다. 다시 말해서, 상기 메뉴영역(MA)은 상기 컴퓨터(120)에서 생성하는 화상정보가 투사되는 영역 외에 형성될 수 있으며, 상기 메뉴영역(MA) 상의 특정 위치에 상기 판서수단(140)이 위치하여 신호를 보내는 경우, 상기 컴퓨터(120)가 특정 동작을 수행하도록 할 수 있다. 이를 통하여, 화상정보에 컴퓨터의 특정 동작을 수행할 수 있도록 하는 메뉴이미지를 포함시키지 않을 수 있으므로, 보다 효율적인 공간활용이 가능하다. 6 is an exemplary view showing an example of a planer area DA and a menu area MA of the
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 방법(S100)에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the calibration method (S100) according to one embodiment of the present invention will be described in detail.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 방법(S100)을 도시한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a calibration method (S100) according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 방법(S100)은 캘리브레이션 이미지(CI)를 스크린(110)에 투사하는 이미지 투사단계(S110), 상기 스크린(110)에 투사된 상기 캘리브레이션 이미지(CI)를 촬영하여 캘리브레이션 영상(CV)를 생성하는 이미지 촬영단계(S120), 상기 캘리브레이션 이미지(CI)와 상기 캘리브레이션 영상(CV)를 상호 비교하여 스크린 좌표(Sx, Sy)와 화상좌표(Vx, Vy)를 대응시키는 캘리브레이션 단계(S130), 상기 스크린 좌표와 상기 화상좌표를 대응시키는 좌표변환정보를 저장하는 저장단계(S140), 화상정보의 해상도가 변경되었는지 여부를 체크하는 해상도 변경 체크단계(S150), 및 해상도 변경이 있는 경우, 스케일링 작업을 통해 변경된 해상도에 적합하도록 상기 좌표변환정보를 변경하는 스케일링 단계(S160)을 포함할 수 있다. 7, a calibration method S100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an image projection step S110 for projecting a calibration image CI onto a
이미지 투사단계(S110)는, 형태는 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종료의 패턴(P1, P2)이 포함된 캘리브레이션 이미지(CI)를 상기 스크린(110)에 투사하는 단계일 수 있다. 이때에, 상기 캘리브레이션 이미지(CI)는 크기가 서로 다른 두가지 패턴(P1, P2)을 포함하고, 상대적으로 크기가 작은 패턴(P2)이 중앙부위에 위치할 수 있다. 또한, 상기 캘리브레이션 이미지(CI)는, 상기 패턴(P1, P2)이 투사된 상기 스크린(110) 상의 위치로부터 상기 카메라부(150)까지의 직선길이가 짧을 수록 상기 패턴(P1, P2)의 크기가 작을 수 있다. The image projection step S110 may be a step of projecting a calibration image CI including at least two patterns of the ends P1 and P2 of the same shape and of different sizes onto the
이미지 촬영단계(S120)는 상기 카메라부(150)를 통해 상기 스크린(110)에 투사된 상기 캘리브레이션 이미지(CI)를 촬영하여 캘리브레이션 영상(CV)를 생성하는 단계일 수 있다. The image capturing step S120 may be a step of capturing the calibration image CI projected onto the
캘리브레이션 단계(S130)는 상기 캘리브레이션 이미지(CI)에 포함된 상기 패턴(P1, P2)의 화상좌표(Vx, Vy)와 상기 캘리브레이션 영상(CV)에 촬영된 상기 패턴(P1, P2)의 스크린 좌표(Sx, Sy)를 각각 대응 시킴으로써, 스크린 좌표(Sx, Sy)와 화상좌표(Vx, Vy)의 좌표변환정보를 생성하는 단계일 수 있다. The calibration step S130 is a step of comparing the image coordinates Vx and Vy of the patterns P1 and P2 included in the calibration image CI with the screen coordinates of the patterns P1 and P2 captured on the calibration image CV (Sx, Sy) and coordinate transformation information (Vx, Vy) of the image coordinates (Sx, Sy), respectively.
저장 단계(S140)는 상기 캘리브레이션 단계(S130)에서 생성된 좌표변환정보를 저장하는 단계일 수 있다. 이를 통해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 인터액티브 시스템(100)이 다시 구동될 때마다 매번 캘리브레이션을 수행하지 않고, 저장된 상기 좌표변환정보를 활용할 수 있다. The storing step S140 may be a step of storing the coordinate conversion information generated in the calibration step S130. Accordingly, the stored coordinate conversion information can be utilized without performing calibration every time the
해상도 변경 체크단계(S150)는 상기 컴퓨터(120)에서 생성되는 화상정보의 해상도가 변경되었는지 여부를 확인하는 단계일 수 있다. The resolution change check step S150 may be a step of checking whether the resolution of the image information generated by the
이후, 화상정보의 해상도가 변경된 경우에는, 좌표변환정보 스케일링 단계(S160)에서, 상기 좌표변환정보를 해상도 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 새롭게 변경된 해상도에 적합하도록 상기 좌표변환정보를 변경할 수 있다. Thereafter, when the resolution of the image information is changed, the coordinate conversion information can be changed in the coordinate conversion information scaling step (S160) so that the coordinate conversion information is adapted to the resolution newly changed by the scaling operation according to the resolution difference.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
100: 인터액티브 시스템
110: 스크린
120: 컴퓨터
130: 프로젝터
140: 판서수단
150: 카메라부
160: 제어부
S100: 캘리브레이션 방법
S110: 이미지 투사단계
S120: 이미지 촬영단계
S130: 캘리브레이션 단계
S140: 저장단계
S150: 해상도 변경 체크단계
S160: 스케일링 단계
CI: 캘리브레이션 이미지
CV: 캘리브레이션 영상
P1, P2: 패턴
DA: 판서 영역
MA: 메뉴 영역100: Interactive system
110: Screen
120: Computer
130: Projector
140: Writing means
150:
160:
S100: Calibration method
S110: Image projecting step
S120: image shooting step
S130: Calibration step
S140: storage step
S150: Resolution change check step
S160: Scaling step
CI: calibration image
CV: Calibration image
P1, P2: pattern
DA: Writing area
MA: Menu area
Claims (13)
제1해상도의 화상정보를 생성하는 컴퓨터;
상기 컴퓨터로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린에 화면을 투사하는 프로젝터;
상기 스크린상에서 이동하며 신호를 발하는 판서수단;
상기 스크린을 촬영하여, 상기 판서수단의 상기 스크린상의 위치를 나타내는 스크린 좌표를 인식하는 카메라부; 및
상기 스크린 좌표에 대응되는 상기 화상정보 상에서의 위치를 나타내는 화상좌표로 전환하는 제어부;를 포함하고,
상기 컴퓨터는, 상기 제어부로부터 상기 화상좌표를 전송받아 저장하거나 이를 이미지 형태로 표현하고, 상기 신호에 따라 소정 명령을 수행하는 인터액티브 시스템에 있어서,
상기 프로젝터는, 형태가 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 상기 스크린에 투사하고,
상기 카메라부는, 상기 캘리브레이션 이미지를 촬영하여 캘리브레이션 영상을 생성하며,
상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 이미지와 상기 캘리브레이션 영상에 각각 포함된 상기 패턴의 위치를 비교하여, 상기 스크린 좌표와 상기 화상 좌표가 대응되도록 캘리브레이션을 수행하고,
상기 패턴의 크기는, 상기 패턴이 투사된 상기 스크린상의 위치로부터 상기 카메라부까지의 직선길이가 짧을수록 작은 인터액티브 시스템.
A screen on which a screen is projected;
A computer for generating image information of a first resolution;
A projector which receives image information from the computer and projects a screen on the screen;
A writing means for moving on the screen and emitting a signal;
A camera unit for photographing the screen and recognizing screen coordinates indicating a position on the screen of the authoring means; And
And switching to image coordinates indicating a position on the image information corresponding to the screen coordinates,
The computer system according to claim 1, wherein the computer receives and stores the image coordinates from the control unit, expresses the image coordinates in an image form, and performs a predetermined command according to the signal,
The projector projects a calibration image including at least two types of patterns having the same shape and different sizes to the screen,
The camera unit may photograph the calibration image to generate a calibration image,
Wherein the controller compares positions of the patterns included in the calibration image and the calibration image to perform calibration so that the screen coordinates and the image coordinates correspond to each other,
Wherein the size of the pattern is smaller as the straight line length from the position on the screen on which the pattern is projected to the camera unit is shorter.
상기 캘리브레이션 이미지는, 크기가 서로 다른 두가지 패턴을 포함하고, 상대적으로 크기가 작은 패턴이 중앙부위에 위치하는 인터액티브 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the calibration image includes two patterns of different sizes and a relatively small pattern is located at a central portion.
상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 영상에서 상기 캘리브레이션 이미지에 대응되는 영역을 판서 영역으로 인식하는 인터액티브 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit recognizes an area corresponding to the calibration image as a writing area in the calibration image.
상기 제어부는, 상기 캘리브레이션 영상에서 판서 영역 이외의 영역은 메뉴 영역으로 인식하고,
상기 판서수단의 스크린 좌표가 상기 메뉴영역에 있음을 나타내고, 상기 판서수단에서 소정의 신호를 발하면, 상기 컴퓨터가 소정의 동작을 수행하도록 하는 인터액티브 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the control unit recognizes an area other than the writing area as a menu area in the calibration image,
Wherein the screen coordinate of the authoring means is in the menu area and the computer makes a predetermined operation when a predetermined signal is issued by the authoring means.
상기 캘리브레이션 이미지는, 상기 패턴의 명도가 배경의 명도보다 낮은 인터액티브 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the calibration image is such that the brightness of the pattern is lower than the brightness of the background.
상기 제어부는, 상기 스크린 좌표가 상기 화상 좌표로 변환되는 좌표변환정보를 저장하는 인터액티브 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit stores coordinate conversion information in which the screen coordinates are converted into the image coordinates.
상기 컴퓨터에서 생성되는 화상정보의 해상도가 제2해상도로 변경되는 경우,
상기 제어부는, 저장된 좌표변환정보를 제1해상도와 제2해상도의 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 제2해상도에 적합하도록 변경하는 인터액티브 시스템.
8. The method of claim 7,
When the resolution of the image information generated in the computer is changed to the second resolution,
Wherein the control unit changes the stored coordinate conversion information to conform to the second resolution by a scaling operation according to a difference between the first resolution and the second resolution.
제1해상도의 화상정보를 생성하는 컴퓨터;
상기 컴퓨터로부터 화상정보를 전송받아 상기 스크린에 화면을 투사하는 프로젝터;
상기 스크린상에서 이동하며 신호를 발하는 판서수단;
상기 스크린을 촬영하여, 상기 판서수단의 상기 스크린상의 위치를 나타내는 스크린 좌표를 인식하는 카메라부; 및
상기 스크린 좌표에 대응되는 상기 화상정보 상에서의 위치를 나타내는 화상좌표로 전환하는 제어부;를 포함하고,
상기 컴퓨터는 상기 제어부로부터 상기 화상좌표를 전송받아 저장하거나 이를 이미지 형태로 표현하고, 상기 신호에 따라 소정 명령을 수행하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법으로,
형태는 동일하고 크기는 상이한 적어도 두 종류의 패턴이 포함된 캘리브레이션 이미지를 상기 스크린에 투사하는 이미지 투사단계;
상기 캘리브레이션 이미지를 촬영하여 캘리브레이션 영상을 생성하는 이미지 촬영단계; 및
상기 캘리브레이션 이미지와 상기 캘리브레이션 영상에 각각 포함된 상기 패턴의 위치를 상호 비교하여 스크린 좌표와 화상좌표를 대응시키는 캘리브레이션 수행단계;를 포함하고,
상기 패턴의 크기는, 상기 패턴이 투사된 상기 스크린상의 위치로부터 상기 카메라부까지의 직선길이가 짧을수록 작은 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법.
A screen on which a screen is projected;
A computer for generating image information of a first resolution;
A projector which receives image information from the computer and projects a screen on the screen;
A writing means for moving on the screen and emitting a signal;
A camera unit for photographing the screen and recognizing screen coordinates indicating a position on the screen of the authoring means; And
And switching to image coordinates indicating a position on the image information corresponding to the screen coordinates,
The computer is a method of calibrating an interactive system that receives and stores the image coordinates from the control unit, expresses the image coordinates in an image form, and performs a predetermined command according to the signal,
An image projection step of projecting a calibration image including at least two types of patterns having the same shape and different in size onto the screen;
An image photographing step of photographing the calibration image to generate a calibration image; And
And comparing the position of the pattern included in the calibration image and the position of the pattern included in the calibration image with each other to correspond to the screen coordinates and the image coordinates,
Wherein the size of the pattern is smaller as the straight line length from the position on the screen on which the pattern is projected to the camera unit is shorter.
상기 캘리브레이션 이미지는, 크기가 서로 다른 두가지 패턴을 포함하고, 상대적으로 크기가 작은 패턴이 중앙부위에 위치하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the calibration image includes two patterns of different sizes and a relatively small pattern is located at a central portion.
상기 스크린좌표와 상기 화상좌표를 대응시키는 좌표변환정보를 저장하는 저장단계;를 더 포함하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법.
10. The method of claim 9,
And storing the coordinate conversion information for associating the screen coordinates and the image coordinates.
해상도의 변경이 있는지 여부를 체크하는 해상도 변경 체크단계; 및
해상도의 변경이 있는 경우, 해상도 차이에 따른 스케일링 작업에 의해 변경된 해상도에 적합하도록 상기 좌표변환정보를 변경하는 좌표변환정보 스케일링 단계;를 더 포함하는 인터액티브 시스템의 캘리브레이션 방법.
13. The method of claim 12,
A resolution change check step of checking whether or not there is a change in resolution; And
And a coordinate conversion information scaling step of, when there is a change in the resolution, changing the coordinate conversion information so as to match the resolution changed by the scaling operation according to the resolution difference.
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