KR20070042709A - A projector and a method of image revision - Google Patents
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Abstract
본 발명은 별도의 스크린 없이도 프로젝터를 사용가능하도록 하는 영상 보정 프로젝터 및 영상 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image correction projector and an image correction method that enables the projector to be used without a separate screen.
본 발명은 입력된 영상 신호를 디스플레이 사이즈로 변환하는 스케일러 부, 상기 변환된 영상 신호를 패널의 종류에 따른 신호 포맷으로 변환하는 디스플레이 드라이버 부, 영상의 투사 면의 상태를 감지하는 카메라 부, 상기 카메라 부에 의해 감지된 투사 면의 상태에 기인하여 영상 신호를 보정 하는 영상 보정 부, 상기 스케일러 부, 드라이버 부, 카메라 부, 영상 보정 부를 컨트롤하는 마이콤 부, 상기 보정된 영상이 출력되는 디스플레이 패널을 포함하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The present invention provides a scaler unit for converting an input image signal into a display size, a display driver unit for converting the converted image signal into a signal format according to a type of panel, a camera unit for detecting a state of a projection surface of an image, and the camera. An image correction unit for correcting an image signal due to the state of the projection surface detected by the unit, a scaler unit, a driver unit, a camera unit, a micom unit for controlling the image correction unit, and a display panel for outputting the corrected image. It provides an image correction projector.
따라서 본 발명에 의하면, 첫째 백색 스크린이 설치되지 않은 일반 벽면에서도 프로젝터를 사용가능하여 공간상의 제약을 극복할 수 있고, 둘째, 투사 면의 색 또는 무늬 등에 의한 영상의 왜곡을 보정 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, first, the projector can be used even on a general wall surface on which no white screen is installed, thereby overcoming the space limitation, and second, the distortion of the image due to the color or pattern of the projection surface can be corrected.
프로젝터, 영상 보정 Projector, Image Correction
Description
도 1은 종래의 프로젝터의 블록도1 is a block diagram of a conventional projector
도 2는 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터의 블록도2 is a block diagram of an image correction projector according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터의 영상 보정 부의 블록도3 is a block diagram of an image correction unit of an image correction projector according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 영상 보정 방법의 순서도4 is a flowchart of an image correction method according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터의 실시도5 is an embodiment of an image correction projector according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 영상 보정 방법에 있어서 화면의 위치 정보를 획득하는 실시도6 is a diagram for acquiring position information of a screen in an image correction method according to the present invention;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
10 : 스케일러 부 20 : 디스플레이 드라이버부10
30 : 마이콤 부 40 : 디스플레이 패널30: micom part 40: display panel
50 : 영상 보정부 60 : 카메라 부50: image correction unit 60: camera unit
51 : 내부 패턴 발생기 52 : 메모리51: internal pattern generator 52: memory
53 : 콘트롤러 54 : 영상 정정 블록 53: controller 54: image correction block
본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크린이 아닌 채도가 높지 않은 색으로 무늬가 구성된 벽면 위에 프로젝터 화면을 투사할 때 그 무늬로 인해 생기는 영상의 왜곡이나 백색이 아닌 벽지의 색영향에 의한 색온도 변화를 없애기 위해 영상을 투사하기 이전에 카메라를 이용하여 벽지 무늬에 대한 정보를 얻은 후 화면을 보정하는 프로젝터와 그 영상 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a projector, and more particularly, when a projector screen is projected on a wall surface in which a pattern is formed with a non-saturated color rather than a screen, a distortion of an image caused by the pattern or color influence of a wallpaper other than white. The present invention relates to a projector and an image correction method for correcting a screen after obtaining information on a wallpaper pattern using a camera before projecting an image to eliminate color temperature changes.
도 1은 종래의 프로젝터의 블록도를 도시한다. 종래의 프로젝터는 스케일러(10), 디스플레이 드라이버(20), 마이콤(30), 디스플레이 패널(40)로 구성되어 있다. 따라서 종래의 프로젝터는 영상에 대한 역 보정이 불가능하여 백색의 스크린을 구비하여야만 프로젝터를 사용할 수 있어서, 공간에 대한 제약이 심했다.1 shows a block diagram of a conventional projector. The conventional projector is composed of a
상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 주변 광을 센싱하여 화면의 백색 보정 및 밝기 컨트라스트를 컨트롤하는 기술이 있다.In order to overcome the above problems, there is a technology for controlling white contrast and brightness contrast of a screen by sensing ambient light.
하지만 이러한 방법은 최종적으로 인간의 눈으로 들어오는 화면을 감지하는 것이 아니므로 한계가 있다. 예를 들어 프로젝터의 화면이 최종적으로 투사될 투사 면이 가지는 광학적 특성의 경우는 감지할 수 없고 uniformity와 같이 화면에 균일하게 영향을 주지 않고 부분적으로 광학적 영향을 주는 요인에 대해서는 화소별로 보정이 불가능한 문제가 있다.However, this method is limited because it does not detect the screen that finally enters the human eye. For example, the optical characteristics of the projection surface to be projected on the projector's screen cannot be detected, and it is impossible to correct pixel by pixel for factors that partially affect the screen without uniformly affecting the screen such as uniformity. There is.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 백색 스크린을 별도로 구비하지 않고, 일반 벽면에 영상을 투사하는 경우에도 영상 의 왜곡 없이 사용가능한 프로젝터를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a projector that can be used without distortion of the image even when projecting the image on a normal wall without having a separate white screen.
본 발명의 다른 목적은 투사 면의 정보를 획득하여 프로젝터의 영상을 역으로 보정 하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of reversing the image of a projector by acquiring information of a projection surface.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입력된 영상 신호를 디스플레이 사이즈로 변환하는 스케일러 부, 상기 변환된 영상 신호를 패널의 종류에 따른 신호 포맷으로 변환하는 디스플레이 드라이버 부, 영상의 투사 면의 상태를 감지하는 카메라 부, 상기 카메라 부에 의해 감지된 투사 면의 상태에 기인하여 영상 신호를 보정 하는 영상 보정 부, 상기 스케일러 부, 드라이버 부, 카메라 부, 영상 보정 부를 컨트롤하는 마이콤 부, 상기 보정된 영상이 출력되는 디스플레이 패널을 포함하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a scaler unit for converting an input image signal into a display size, a display driver unit for converting the converted image signal into a signal format according to the type of panel, and a state of the projection surface of the image. A camera unit for sensing, an image correction unit for correcting an image signal due to the state of the projection surface detected by the camera unit, a micom unit for controlling the scaler unit, a driver unit, a camera unit, an image correction unit, and the corrected image It provides an image correction projector including the output display panel.
상기 영상 보정 부는, 투사 면의 상태 정보를 얻기 위한 테스트 영상을 발생하는 패턴 발생기, 상기 획득된 정보에 기인하여 실제 영상을 보정 하는 영상 조정 블록, 상기 카메라 부와 상기 패턴 발생기의 테스트 영상에 의해 획득된 정보 및 조정된 영상을 저장하는 메모리, 상기 영상 보정 부의 각 블록을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The image correction unit may be obtained by a pattern generator for generating a test image for obtaining state information of a projection surface, an image adjusting block for correcting an actual image based on the obtained information, and a test image of the camera unit and the pattern generator. A memory for storing the adjusted information and the adjusted image, and a controller for controlling each block of the image correction unit provides an image correction projector.
상기 카메라 부는 외부의 투사 면을 감지하여 상기 영상 보정 부에 감지된 영상을 전달하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The camera unit provides an image correction projector, which detects an external projection surface and transfers the sensed image to the image correction unit.
상기 패턴 발생기는 프로젝터의 투사 면의 위치 정보, 카메라 부의 촬영 위치 정보 또는 투사 면의 무늬 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 획득하기 위한 테스트 영상을 발생하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The pattern generator provides an image correction projector, characterized in that for generating a test image for obtaining at least one or more of the position information of the projection surface of the projector, the shooting position information of the camera unit, or the pattern information of the projection surface.
상기 영상 조정 블록은 R.G.B 별 기준 밝기를 결정하고, 상기 기준 밝기에 상응하도록 영상을 조정하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The image adjusting block determines a reference brightness for each R.G.B and provides an image correction projector, characterized in that to adjust the image to correspond to the reference brightness.
상기 기준 밝기는, 상기 영상의 화소 별 밝기가 모두 임계 밝기 이상인 경우, 최소의 밝기가 기준 밝기가 되는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The reference brightness provides an image correction projector, wherein the minimum brightness becomes a reference brightness when the brightness of each pixel of the image is equal to or greater than a threshold brightness.
또한 상기 기준 밝기는, 상기 영상의 화소 별 밝기 중 임계 밝기 이하의 밝기가 있는 경우, 임계 밝기가 기준 밝기가 되는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.In addition, the reference brightness provides an image correction projector, characterized in that the threshold brightness becomes the reference brightness when there is a brightness equal to or less than a threshold brightness among the brightness for each pixel of the image.
상기 영상 보정 부는 실시간 입력 영상에 대해 실시간으로 영상을 보정 하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 프로젝터를 제공한다.The image correction unit provides an image correction projector, characterized in that to correct an image in real time with respect to a real-time input image.
본 발명은 프로젝터의 광학 특성과 카메라의 특성을 맞추는 단계, 화면의 위치 정보를 획득하는 단계, 카메라로 프로젝터의 투사 면의 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 단계를 포함하는 영상 보정 방법을 제공한다.The present invention provides a method of matching an optical characteristic of a projector with a characteristic of a camera, acquiring position information of a screen, acquiring information of a projection surface of a projector with a camera, and image of the projector based on the obtained projection surface information. It provides an image correction method comprising the step of correcting.
상기 화면의 위치 정보를 획득하는 단계는, 투사 면에 블랙 테스트 영상을 발생시키는 단계, 상기 투사 면의 코너 부에 화이트 테스트 영상을 발생시키는 단계, 상기 테스트 영상이 발생 된 투사 면을 캡쳐 하는 단계, 상기 캡쳐된 영상을 0과 1의 이진 영상으로 변환하여 상기 코너의 위치 좌표를 획득하는 단계를 포함하는 영상 보정 방법을 제공한다.The acquiring position information of the screen may include generating a black test image on a projection surface, generating a white test image on a corner portion of the projection surface, capturing the projection surface on which the test image is generated, And converting the captured image into a binary image of 0 and 1 to obtain position coordinates of the corner.
카메라로 프로젝터의 투사 면의 정보를 획득하는 단계는, 투사 면에 전체 화이트 테스트 영상을 발생하는 단계, 전체 화이트 테스트 영상이 포함된 초기 영상을 획득하는 단계, 획득된 화면의 위치 정보와, 전체 화이트 테스트 영상이 포함된 초기 영상 정보에 기인하여 투사 면의 밝기를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 방법을 제공한다.Acquiring the information of the projection surface of the projector with the camera, generating a full white test image on the projection surface, acquiring an initial image including the full white test image, position information of the acquired screen and full white And obtaining brightness of the projection surface based on the initial image information including the test image.
상기 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 단계는, 알(R), 지(G), 비(B) 별 화면상의 임계 밝기를 정하고, 영상 내 밝기를 비교하여 알(R), 지(G), 비(B) 별 기준 밝기로 보정 하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 방법을 제공한다.Correcting the image of the projector based on the obtained projection surface information may include determining the threshold brightness on the screen for each egg (R), paper (G), ratio (B), and comparing the brightness in the image to determine the egg (R). ), G (G), the ratio (B) provides a method for correcting the image, characterized in that the correction by reference brightness.
알(R), 지(G), 비(B) 별 화면상의 임계 밝기와 영상 내 밝기를 비교하여, 영상 내 밝기가 모두 화면상의 임계 밝기보다 더 밝을 경우, 영상 내 밝기 중 가장 어두운 영상에 맞추어 프로젝터의 영상을 보정 하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 방법을 제공한다.Compare the on-screen threshold brightness by the egg (R), paper (G), and rain (B) and the brightness in the image.If the brightness in the image is all brighter than the threshold brightness on the screen, the image is matched to the darkest of the brightness in the image. It provides an image correction method characterized in that to correct the image of the projector.
알(R), 지(G), 비(B) 별 화면상의 임계 밝기와 영상 내 밝기를 비교하여, 영상 내 밝기 중 화면상의 임계 밝기보다 어두운 영상이 존재하는 경우, 알(R), 지(G), 비(B) 별 화면상의 임계 밝기에 맞추어 프로젝터의 영상을 보정 하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 방법을 제공한다.Compare the threshold brightness on the screen for each egg (R), finger (G), and rain (B) with the brightness in the image, and if there is an image that is darker than the threshold brightness on the screen, G), an image correction method for correcting an image of a projector according to a threshold brightness on a screen for each ratio (B) is provided.
상기 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 단계는 실시간 입력되는 영상에 대해 실시간으로 영상을 보정 하는 것을 특징으로 하는 영상 보정 방법을 제공한다.Correcting the image of the projector based on the obtained projection surface information provides an image correction method, characterized in that for correcting an image in real time with respect to an image input in real time.
따라서 본 발명에 의하면, 첫째 백색 스크린이 설치되지 않은 일반 벽면에서도 프로젝터를 사용가능하여 공간상의 제약을 극복할 수 있고, 둘째, 투사 면의 색 또는 무늬 등에 의한 영상의 왜곡을 보정 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, first, the projector can be used even on a general wall surface on which no white screen is installed, thereby overcoming the space limitation, and second, the distortion of the image due to the color or pattern of the projection surface can be corrected.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described.
도 2는 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터의 회로부의 블록도이다. 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터는 입력된 영상 신호를 디스플레이 사이즈로 변환하는 스케일러 부(10), 상기 변환된 영상 신호를 패널의 종류에 따른 신호 포맷으로 변환하는 디스플레이 드라이버 부(20)와 함께, 영상의 투사 면의 상태를 감지하는 카메라 부(60), 상기 카메라 부에 의해 감지된 투사 면의 상태에 기인하여 영상 신호를 보정 하는 영상 보정 부(50)를 더 포함하고 있다. 상기 스케일러 부(10), 드라이버 부(20), 카메라 부(60), 영상 보정 부(50)를 제어하는 마이콤 부(30)와 상기 보정된 영상이 출력되는 디스플레이 패널 부(40)를 포함한다.2 is a block diagram of a circuit unit of an image correction projector according to the present invention. The image correction projector according to the present invention includes a
기본적으로 디스플레이 패널은 고정된 영상 해상도를 갖는데 반해 입력 신호는 여러 해상도의 영상 포맷이 들어온다. 이때 입력 신호를 패널의 영상 해상도에 맞게 크기를 변화시켜주는 블록이 스케일러 블록이다. 또한 디스플레이 패널은 LCD, DLP, LCOS등 여러 가지 타입이 있는데 이 패널 위에 영상을 디스플레이하기 위해서는 패널에 맞는 고유한 신호포맷으로 영상 신호를 변환할 필요가 있다. 이 부분을 디스플레이 드라이버 블록이 담당한다. 이러한 스케일러부와 디스플레이 드라이버부를 컨트롤하기 위한 마이컴 블록이 필요하다. Basically, the display panel has a fixed image resolution, whereas the input signal comes in various image formats. At this time, the block which changes the size of the input signal to match the image resolution of the panel is a scale block. In addition, there are various types of display panels such as LCD, DLP, LCOS, etc. In order to display an image on the panel, it is necessary to convert the video signal into a unique signal format suitable for the panel. This part is handled by the display driver block. There is a need for a microcomputer block to control the scaler and the display driver.
상기 카메라 부(60)는 영상이 스크린 될 투사 면의 상태를 감지하기 위한 감지 부로써, 프로젝터의 영상을 실질적인 외부 환경에 따라 실시간으로 보정 하기 위한 것이다. The
상기 영상 보정 부(50)는 상기 카메라 부(60)에 의해 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 블록이다. The
상기 영상 보정 부(50)는 투사 면의 상태 정보를 얻기 위한 테스트 영상을 발생하는 패턴 발생기(51), 상기 획득된 정보에 기인하여 실제 영상을 보정 하는 영상 조정 블록(52), 상기 카메라 부와 상기 패턴 발생기의 테스트 영상에 의해 획득된 정보 및 조정된 영상을 저장하는 메모리(53), 상기 영상 보정 부의 각 블록을 제어하는 컨트롤러(54)를 포함한다. The
상기 패턴 발생기(51)는 투사 면의 화면 위치를 판단하기 위한 테스트 영상을 발생시키고, 카메라 부의 촬영상의 화면 위치를 판단하기 위한 테스트 영상을 발생시키며, 투사 면의 무늬 정보를 판단하기 위한 테스트 영상을 발생시킨다. The
상기 메모리(53)는 패턴 발생기에서 발생한 테스트 영상에 기인하여 획득한 정보와, 상기 카메라 부의 촬영상 획득한 투사 면의 정보를 저장하는 블록이다. The
상기 영상 조정 블록(52)은 상기 패턴 발생기(51)에 의해 획득한 정보 및 카메라 부(60)에 의해 획득한 정보에 기인하여 실제의 입력 신호를 보정하는 블록이다. The
상기 컨트롤러(54)는 상기 영상 보정 부(50)의 구성 블록을 전체로 제어하는 블록이다. The
도 5는 본 발명에 따른 영상 보정 방법을 순서대로 도시한다. 도 6은 화면의 위치 정보를 획득하는 방법을 도시한다.5 illustrates the image correction method according to the present invention in order. 6 illustrates a method of obtaining location information of a screen.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 보정 방법은 프로젝터의 광학 특성과 카메라의 특성을 맞추는 단계, 화면의 위치 정보를 획득하는 단계, 카메라로 프로젝터의 투사 면의 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 단계를 포함한다.Referring to FIG. 5, the method of correcting an image according to the present invention comprises: matching optical characteristics of a projector with characteristics of a camera, acquiring position information of a screen, acquiring information of a projection surface of the projector by a camera, and acquiring Correcting the image of the projector due to the information of the projected surface.
최초 벽지 보정 기능이 오프(off) 된 상태에서 사용자가 벽지 보정 버튼을 누르거나 OSD조작을 통해 벽지 보정 기능을 동작시키면 컨트롤러는 먼저 프로젝터의 화면과 카메라의 화면을 일치시키기 위한 화면 위치 정보를 얻는 작업을 한다. 이후 화면이 투사되는 벽의 화소별 색 반사율 정보를 얻는 작업을 한다. 다음 이색 반사율 정보를 이용하여 화면상 벽지의 무늬를 없애기 위한 화소별 보정 계수 값을 이용하여 영상을 보정 하여 출력한다. 사용자가 벽지 보정 기능을 다시 토글링하면 보정 기능은 오프(off) 된다.If the user presses the wallpaper correction button or activates the wallpaper correction function via OSD operation while the wallpaper correction function is turned off, the controller first obtains screen position information for matching the projector screen with the camera screen. Do it. After that, the color reflectance information of each pixel of the wall on which the screen is projected is obtained. Next, the image is corrected and output using the correction factor value for each pixel to remove the pattern of the wallpaper on the screen using the dichroic reflectance information. If the user toggles the wallpaper correction function again, the correction function is turned off.
상기 프로젝터의 광학 특성과 카메라의 특성을 맞추는 단계는 풀 화이트(full white) 패턴 입력이 프로젝터에서 가장 밝게 나오는 조건으로 설정한 후 이때의 카메라 출력이 포화되지 않는 범위에서 최대 출력이 나오도록 조절한다. 가장 밝게 나오는 조건은 프로젝터의 밝기 및 명암 조정치를 최대로 하고 투사거리는 최소로 하며, 광학 줌은 최소로 한다.The step of matching the optical characteristics of the projector and the characteristics of the camera is set to a condition in which the full white pattern input is the brightest in the projector, and then adjusted so that the maximum output is obtained in a range where the camera output is not saturated at this time. The brightest conditions result in maximum projector brightness and contrast adjustments, minimum throw distance, and minimal optical zoom.
상기 화면의 위치 정보를 획득하는 단계는 실제로 영상이 투사될 면과 카메라가 투사될 면의 정보를 획득하기 위해 촬영하는 부분에 차이가 있으므로, 이를 각각 정보를 획득하여 양자를 맞추어 주는 작업이 필요하다. The step of acquiring the position information of the screen actually differs between the portion to be photographed in order to obtain information on the surface on which the image is projected and the surface on which the camera is projected, and thus, it is necessary to acquire the information and to match them. .
도 6은 화면 위치 정보를 획득하는 방법의 실시 예이다. 프로젝터 입력으로 전체 블랙 화면에 0,1,2,3의 네 코너에 순서대로 화이트 화소를 넣은 테스트 영상을 출력한 후(도 6a), 이 화면을 차례대로 카메라를 통해 캡쳐한 후(도 6b), 0과 1의 이진 영상으로 변환한 후 1의 값이 나오는 좌표를 얻어 화면의 네 코너의 위치를 얻어 (x′0, y′0), (x′1, y′1), (x′2, y′2), (x′3, y′3)의 위치 좌표로 저장 한다.6 is an embodiment of a method of obtaining screen position information. After outputting a test image with white pixels in the order of four corners of 0, 1, 2, and 3 on the entire black screen as a projector input (FIG. 6A), and then capturing these screens through the camera in turn (FIG. 6B). , Convert to binary image of 0 and 1, get the coordinates of the value 1 and get the position of the four corners of the screen (x ′ 0 , y ′ 0 ), (x ′ 1 , y ′ 1 ), (x ′ 2 , y ′ 2 ) and (x ′ 3 , y ′ 3 ) as position coordinates.
한편 (x′, y′)는 화면의 네 코너의 위치 좌표 (x′0, y′0), (x′1, y′1), (x′2, y′2), (x′3, y′3)와 밝기를 알고자 하는 프로젝터 화면상의 좌표 (x,y)로부터 다음 수식(수학식 1)으로 계산된다. Meanwhile, (x ′, y ′) is the position coordinates of the four corners of the screen (x ′ 0 , y ′ 0 ), (x ′ 1 , y ′ 1 ), (x ′ 2 , y ′ 2 ), (x ′ 3 , y ′ 3 ) and the coordinates (x, y) on the projector screen for which brightness is desired are calculated by the following equation (Equation 1).
본 명세서에서 수학식에 사용되는 영문 변수의 소문자와 대문자는 같은 의미로 사용되며, 표기상의 문제상 소문자와 대문자를 혼용한다.In the present specification, the lowercase and uppercase letters of the English variables used in the mathematical expressions are used in the same meaning, and the lowercase and uppercase letters are used for the sake of typographical problems.
Y′= Y ′ =
이때, Xres는 프로젝터 화면의 가로 해상도-1을 의미하고, Yres는 프로젝터 화면의 세로 해상도-1을 의미한다. 예를들어 XGA 패널의 경우, Xres=1023, Yres=767이다.In this case, Xres means horizontal resolution-1 of the projector screen, and Yres means vertical resolution-1 of the projector screen. For example, for XGA panels, Xres = 1023 and Yres = 767.
상기 카메라로 프로젝터의 투사 면의 정보를 획득하는 단계는 먼저 내부 패턴 발생기로부터 풀 화이트(full white) 테스트 영상을 화면에 출력한다. 그리고 카메라를 통해 풀 화이트(full white) 프로젝터 화면이 포함한 초기 영상을 얻는다. Acquiring information of the projection surface of the projector by the camera first outputs a full white test image on the screen from an internal pattern generator. The camera then acquires the initial image that the full white projector screen contains.
이때 프로젝터 화면상의 좌표를 (x, y), 카메라의 촬영상의 위치 좌표를 (x′, y′)라고 할 때, 앞서 획득한 화면의 네 코너의 위치 좌표 (x′0, y′0), (x′1, y′1), (x′2, y′2), (x′3, y′3)에 대해서, 프로젝터 화면상의 좌표(x, y)에서의 R,G,B의 밝기 Bw(x,y,c)는 카메라 촬상소자로부터의 R,G,B이미지 Bc( x′, y′,c)로부터 다음과 같은 수식(수학식 2)으로 얻어진다.In this case, when the coordinate on the projector screen is (x, y) and the position coordinate on the camera is (x ′, y ′), the position coordinates of the four corners of the previously acquired screen (x ′ 0 , y ′ 0 ), For (x ′ 1 , y ′ 1 ), (x ′ 2 , y ′ 2 ), (x ′ 3 , y ′ 3 ), the brightness of R, G, B at the coordinates (x, y) on the projector screen Bw (x, y, c) is obtained from the R, G, B images Bc (x ', y', c) from the camera image pickup device by the following equation (Equation 2).
이때, x,y,x′,y′의 범위 및 c는 다음을 만족한다.At this time, the range of x, y, x ', y' and c satisfy the following.
0≤x≤프로젝터의 가로 해상도 - 10≤x≤ horizontal resolution of the projector-1
0≤y≤프로젝터의 세로 해상도 - 10 ≤ y ≤ vertical resolution of the projector-1
0≤x′≤카메라 촬상 소자의 가로 해상도 - 10≤x'≤Horizontal resolution of camera imaging element-1
0≤y′≤카메라 촬상 소자의 세로 해상도 - 10≤y′≤Vertical resolution of camera imaging device-1
c=r or g or b (red, green, blue)c = r or g or b (red, green, blue)
이때, a(c),b(c),c(c),d(c)는 다음 수식(수학식 3)과 같다.At this time, a (c), b (c), c (c), d (c) is the same as the following equation (Equation 3).
-Bc([x′],[y′]+1)-Bc ([x ′], [y ′] + 1)
a(c)=Bc([x′]+1,[y′])-Bc([x′],[y′])-c(c)[y′]a (c) = Bc ([x ′] + 1, [y ′])-Bc ([x ′], [y ′])-c (c) [y ′]
b(c)=Bc([x′]+1,[y′])-Bc([x′],[y′])-c(c)[x′]b (c) = Bc ([x ′] + 1, [y ′])-Bc ([x ′], [y ′])-c (c) [x ′]
d(c)=Bc([x′],[y′])-a(c)[x′]-b(c)[y′]-c(c)[x′][y′]d (c) = Bc ([x ′], [y ′])-a (c) [x ′]-b (c) [y ′]-c (c) [x ′] [y ′]
이때, [x′]는 x′를 넘지않는 최대 정수, [y′]는 y′를 넘지않는 최대 정수를 의미한다.At this time, [x '] is the maximum integer not exceeding x', [y '] means the maximum integer not exceeding y'.
상기 획득된 투사 면의 정보에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하는 단계는 캡쳐된 이미지를 이용하여 화소별 무늬 보정 계수를 계산하여 이를 저장하고, 이에 기인하여 프로젝터의 영상을 보정 하게 된다.Correcting the image of the projector based on the obtained projection surface information calculates and stores the pattern correction coefficient for each pixel by using the captured image, thereby correcting the image of the projector.
무늬 보정의 원리는 풀 화이트(full white)입력에 대해 벽지의 무늬에 따라 R,G,B별 반사율이 다른 것을 가장 반사율이 적은 값에 균일하게 입력 신호 자체를 조작하는 것이다. 이때 화면은 전체적으로 어두워질 수밖에 없는데 따라서 무늬상에 지나치게 어두운 색이 있는 경우는 이 색으로 맞추어 입력 신호를 보정 할 경우 화면이 심하게 어두워질 수가 있다. 따라서 무늬를 보정하기 이전에 적절한 수준으로 보정 할 목표가 되는 R,G,B별 기준 밝기 Btarget(c)을 정해야 한다. The principle of pattern correction is that the input signal itself is uniformly manipulated at the lowest reflectance value in which the reflectances of R, G, and B are different according to the wallpaper pattern with respect to the full white input. In this case, the screen is dark in general, so if there is an excessively dark color on the pattern, the screen may be dark if the input signal is corrected to this color. Therefore, the target brightness Btarget (c) for each R, G, and B should be determined before the pattern is corrected.
우선 앞서 카메라를 통해 얻어진 영상으로부터 R,G,B조정값 Cadj(c)을 고려 한 최소 밝기의 영상내 좌표 및 색(Xmin, Ymin, Cmin)를 다음 수식(수학식 4)으로 구한다.First, the coordinates and colors (Xmin, Ymin, Cmin) of the minimum brightness considering the R, G, B adjustment value Cadj (c) from the image obtained through the camera are obtained by the following equation (Equation 4).
이때, 모든x 와 y의 범위, c의 값은 다음을 만족한다.At this time, all x and y ranges, and c values satisfy the following.
0 ≤ X ≤ Xres, 0 ≤ Y ≤ Yres (X,Y integer)0 ≤ X ≤ Xres, 0 ≤ Y ≤ Yres (X, Y integer)
c=r or g or b c = r or g or b
이때의 최소 밝기를 목표 밝기의 허용 임계 밝기 Bth와 비교하면 목표가 되는 밝기 Btarget을 구할 수 있다.Comparing the minimum brightness at this time with the allowable threshold brightness Bth of the target brightness, the target brightness Btarget can be obtained.
허용 임계값 Bth와 비교하는 이유는 벽지의 무늬 중 채도가 높거나 무늬의 밝기가 매우 어두울 경우 이를 보정하면 프로젝터 화면이 전체적으로 심하게 어두워 질 수 있으므로, 이를 막고자 하는 것이다. The reason why we compare it with the allowable threshold value Bth is to prevent the projector screen from being too dark overall when the saturation of the wallpaper pattern or the brightness of the pattern is very dark.
R,G,B별 목표 밝기(Btarget)와 R,G,B별 무늬 보정 계수 C(x,y,c)는 다음 수식(수학식 5)에서 살펴본다.The target brightness (Btarget) for each of R, G, and B, and the pattern correction coefficient C (x, y, c) for each of R, G, and B are described in the following equation (Equation 5).
상기 무늬 보정 계수를 이용하여 입력 영상에 대해 실시간 보정 하게 된다. 이때, 각 화소별 R,G,B 입력 Rin(x,y), Gin(x,y), Bin(x,y)에 대해서 무늬 보정된 R,G,B 출력은 다음(수학식 6)과 같다.The pattern correction coefficient is used to correct the input image in real time. At this time, the R, G, B outputs of the R, G, and B inputs Rin (x, y), Gin (x, y), and Bin (x, y) for each pixel are represented by Equation (6) and same.
Rc(x,y)=C(x,y,r)Rin(x,y), Rc (x, y) = C (x, y, r) Rin (x, y),
Gc(x,y)=C(x,y,g)Gin(x,y),Gc (x, y) = C (x, y, g) Gin (x, y),
Rc(x,y)=C(x,y,b)Rin(x,y) Rc (x, y) = C (x, y, b) Rin (x, y)
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art as can be seen from the appended claims, and such modifications are within the scope of the present invention. .
상기에서 설명한 본 발명에 따른 영상 보정 프로젝터 및 영상 보정 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.The effects of the image correction projector and the image correction method according to the present invention described above are as follows.
첫째, 백색 스크린이 설치되지 않은 일반 벽면에서도 프로젝터를 사용가능하여 공간상의 제약을 극복할 수 있다. First, the projector can be used even on a common wall without a white screen, thereby overcoming space limitations.
둘째, 투사 면의 색 또는 무늬 등에 의한 영상의 왜곡을 보정 할 수 있다.Second, the distortion of the image due to the color or pattern of the projection surface can be corrected.
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