KR20150000911A - Auto mapping method and apparatus of screen and image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라로부터 획득한 투사면의 영상데이터를 이용하여 투사면의 경계를 확인하고, 확인된 경계에 따라 영상출력을 제어하여 투사면과 영상이 자동으로 맵핑되도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for automatically mapping a projection surface and an image, and more particularly, to a method and apparatus for verifying a boundary of a projection surface using image data of a projection surface acquired from a camera, To an apparatus and method for automatically mapping a projection surface and an image.
일반적으로 빔 프로젝터는 디스플레이 소자에 화상을 구현하고, 별도의 광원으로부터 발생된 빛을 디스플레이 소자로 투과시켜 투사면에 투영하여 화면을 제공하는 장치를 일컫는다. Generally, a beam projector refers to a device that implements an image on a display device, transmits light generated from a separate light source to a display device, and projects the image onto a projection surface to provide a screen.
빔 프로젝터에서의 디스플레이 소자를 투과한 빛은 렌즈 조립체를 통해 확대가 가능하고, 투사면과의 거리에 따른 초점 조절 또한 가능하게 구성된다.The light transmitted through the display element in the beam projector can be enlarged through the lens assembly, and the focus can be adjusted according to the distance from the projection surface.
이러한 빔 프로젝터는 고가의 장비이기 때문에 일반 사용자들보다는 대형 회의실과 같은 공공장소에서 회의, 논문 발표, 집회나 행사 등에 주로 이용되어 왔으며, 최근에는 가정용으로도 제작되어 상용화되고 있고, 무대연출분야에서도 많이 사용되고 있다.Since such a beam projector is expensive equipment, it has been mainly used for conferences, paper presentations, meetings and events in a public place such as a large conference room rather than a general user. Recently, it has been produced for home use and has been commercialized. .
이 중 무대연출분야에서는 표현이 자유롭고 배경의 이동성또한 자유로워 한정된 공간에서 연출할 수 있는 범위를 무한히 확장시킬 수 있다는 것이다.In the field of the stage production, the expression is free and the mobility of the background is also free, so that it is possible to infinitely extend the range that can be produced in a limited space.
그러나, 빔 프로젝터는 영상이 투영되는 투사면 또는 벽면의 각도에 따라 영상의 색상은 물론 기하학적 형태가 크게 왜곡되는 단점을 지니고 있고 이를 보정하기 위하여 사용자가 직접 프로젝터의 일부 파라미터(초점, 거리 등)를 변경하여 색상이나 키스톤 보정치를 수정하게 되는데, 프로젝터를 이동하면서 사용하는 경우 설치할 때마다 이 값들을 변경하는 불편을 수반하게 된다.However, the beam projector has disadvantages that the geometric shape as well as the color of the image are largely distorted depending on the angle of the projection surface or the wall surface on which the image is projected. To correct this, the user directly inputs some parameters (focus, distance, etc.) To modify the color or keystone correction value. If the projector is used while moving, it is inconvenient to change these values every time the projector is installed.
이러한 불편함을 개선시키기 위한 선행기술로서 프로젝터에 카메라를 설치하고 특정 패턴을 출력하여 프로젝터 렌즈의 초점이나 색상을 보정하기도 하고, 프로젝터 내부에 가속도계를 탑재하여 프로젝터의 상하 기울기를 기준으로 수직방향 키스톤을 보정하는 기술들이 현재 사용되고 있다.As a prior art for improving the inconvenience, a camera is installed in the projector, a specific pattern is output to correct the focus or color of the projector lens, an accelerometer is mounted inside the projector, and a vertical keystone Are being used now.
그러나 이러한 보정은 특정 패턴을 출력하므로 특정패턴에 대해서는 정확한 출력이 이루어지지만 다른 패턴이 출력될 경우 투사면의 형상에 따라 사용자 시점에서 정확한 출력 즉 영상이 투사면에 일치하게 출력되지 않는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.However, since such a correction outputs a specific pattern, accurate output is performed for a specific pattern. However, when another pattern is output, an accurate output at the user's point of view, that is, There was a problem.
이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로 공개특허 10-2012-0050345호에서는 카메라가 부착된 리모컨을 이용하여 스크린에 투영된 테스트 영상을 촬영하여 특정 패턴 영상을 추출하고 그 추출한 패턴 영상을 통해 영상 보정에 필요한 제어정보를 생성하도록 한 카메라 부착형 리모컨을 이용한 빔 프로젝터의 영상을 보정하기 위한 시스템 및 그 방법이 공개되어 있다.As a prior art for solving such a problem, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0050345, a test image projected on a screen is photographed using a remote controller with a camera, and a specific pattern image is extracted. There is disclosed a system and a method for correcting an image of a beam projector using a camera-mounted remote controller for generating necessary control information.
그러나, 상기한 선행기술은 해당 리모컨이 구비된 프로젝터에서만 동작되므로, 종래에 사용되고 있는 프로젝터에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.However, since the above-described prior art is operated only in the projector provided with the remote controller, there is a problem in that it can not be applied to a projector which is conventionally used.
아울러, 상기한 선행기술은 투사면이 고정된 경우에만 영상보정이 이루어지고 투사면이 움직이는 경우에는 영상보정을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, the above-described prior art has a problem that image correction is performed only when the projection surface is fixed, and image correction can not be performed when the projection surface moves.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 카메라와, 프로젝터의 영상데이터를 불러와서 영상처리 후 다시 프로젝터로 전송하는 맵핑수단으로 구성되어, 카메라를 이용하여 투사면의 영상데이터를 획득하여 투사면의 경계를 확인하고, 확인된 경계에 따라 맵핑수단이 프로젝터로부터 불러온 영상을 영상처리하여 투사면과 맵핑시킨 후 다시 프로젝터로 전송하여 최종적으로 프로젝터에서 투사면에 맵핑된 영상이 출력되도록 하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치 및 방법을 제공함으로서, 프로젝터로부터 출력되는 영상이 투사면의 형상 및 모양에 자동으로 일치하게 되고, 어떠한 종류의 프로젝터라도 적용이 가능하도록 하는 데 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including a camera, and a mapping unit that reads image data of a projector and transmits the image data to a projector after image processing. And the mapping means maps the image retrieved from the projector according to the identified boundary, maps the projection image to the projection surface, and then transmits the image to the projector so that the image mapped to the projection surface is finally output from the projector The present invention provides an apparatus and method for automatic mapping of slopes and images so that an image output from the projector automatically matches the shape and shape of the projection surface so that any kind of projector can be applied.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 프로젝터 상에 고정 설치되어 입력되는 제어신호에 따라 투사면 부분의 영상을 획득하는 카메라, 상기 카메라로부터 획득된 투사면 영상을 영상처리하여 투사면의 경계를 검출하고, 그에 따라 프로젝터로부터 송신된 영상을 투사면에 맵핑되도록 영상처리한 후 맵핑된 영상을 프로젝터 전송하는 맵핑수단으로 구성되는 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치에 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a projector including a camera for capturing an image of a projection surface portion in accordance with a control signal input and fixed on a projector, a camera for processing a projection surface image obtained from the camera, And mapping means for performing image processing so that the image transmitted from the projector is mapped to the projection surface and then transmitting the mapped image to the projector.
그리고, 본 발명의 다른 특징은, 프로젝터 상에 고정 설치된 카메라로부터 투사면 부분의 영상데이터를 획득하는 과정, 획득된 영상데이터로부터 맵핑수단의 제어부가 영상처리를 통하여 투사면의 경계를 검출하는 과정, 검출된 경계에 따라 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로부터 전송된 영상신호를 영상처리하여 투사면에 맵핑시키는 과정, 투사면에 맵핑된 영상데이터를 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로 전송하여 투사면에 영상이 맵핑되어 출력되도록 하는 과정을 포함하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 방법에 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method including the steps of acquiring image data of a projection surface portion from a camera fixed on a projector, detecting a boundary of the projection surface through image processing by a control portion of the mapping means, The control unit of the mapping unit maps the image signal transmitted from the projector to the projection plane according to the detected boundary, and the control unit of the mapping unit transmits the image data mapped to the projection plane to the projector, And outputting the image data to the display unit.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면 카메라를 이용하여 투사면의 영상데이터를 획득하여 투사면의 경계를 확인하고, 확인된 경계에 따라 맵핑수단이 프로젝터로부터 불러온 영상을 영상처리하여 투사면과 맵핑시킨 후 다시 프로젝터로 전송하여 최종적으로 프로젝터에서 투사면에 맵핑된 영상이 출력되도록 함으로서, 프로젝터로부터 출력되는 영상이 투사면의 형상 및 모양에 자동으로 연속적으로 일치하게 되므로, 투사면이 상영 중 변경되더라도 그에 맞는 영상이 출력될 수 있어서 영상의 출력품질이 우수한 효과가 있고, 어떠한 종류의 프로젝터라도 적용이 가능한 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the image data of the projection surface is obtained by using a camera, the boundary of the projection surface is confirmed, and the mapping means image-processes the image retrieved from the projector, So that the image mapped to the projection surface is finally output from the projector. Thus, the image output from the projector automatically and continuously conforms to the shape and shape of the projection surface, so that the projection surface is being displayed It is possible to output an image suitable for the change, so that the output quality of the image is excellent, and any kind of projector can be applied.
또한, 영상처리 기법을 이용해 투사면의 위치가 소폭으로 변화하는 공연환경에서도 원근왜곡 및 거리에 따른 설정 값들을 설정하여 투사면의 변화에 적응적으로 투사할 수 있게 된다. 즉, 촬영을 통해 얻어진 투사면을 이용하여 투사면과 프로젝터 사이의 거리를 측정하고, 이미지 내에서 투사면이 가질 수 있는 원근 왜곡에 대해 영상을 보정하기 때문에 프로젝터의 초기 설치에 소요되는 시간을 줄이고 변화된 투사면에 적합하게 프로젝션 맵핑이 이뤄짐에 따라 공연제어의 효율성을 높임으로써 공연의 완성도를 높이는데 크게 기여한다.In addition, even in a performance environment in which the position of the projection surface changes slightly using the image processing technique, it is possible to set the setting values according to the perspective distortion and the distance, and adaptively project to the change of the projection surface. In other words, the distance between the projection surface and the projector is measured using the projection surface obtained by photographing, and the image is corrected with respect to the perspective distortion that the projection surface can have in the image. Projection mapping is applied to the changed projection surface, which improves the efficiency of the performance control, thereby contributing to enhance the completeness of the performance.
도 1 및 도 2는 본 발명의 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치의 설치예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 투사면과 영상의 자동 맵핑 방법에 의하여 맵핑된 예를 나타내는 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 and Fig. 2 are views showing an example of installation of an automatic mapping apparatus of a projection surface and an image of the present invention
3 is a diagram showing an example mapped by the automatic mapping method of the projection surface and the image of the present invention
이하 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
프로젝터 상에 고정 설치되어 입력되는 제어신호에 따라 투사면 부분의 영상을 획득하는 카메라, 상기 카메라로부터 획득된 투사면 영상처리하여 투사면의 경계를 검출하고, 그에 따라 프로젝터로부터 송신된 영상을 투사면에 맵핑되도록 영상처리한 후 맵핑된 영상을 프로젝터 전송하는 맵핑수단으로 구성되는 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치에 있다.A camera for capturing an image of a projection surface portion in accordance with a control signal input to the projector, a control unit for detecting a boundary of the projection surface by processing the projection surface image obtained from the camera, And mapping means for transmitting the mapped image to a projector. The automatic mapping apparatus of the present invention comprises:
그리고, 본 발명의 다른 특징은, 프로젝터 상에 고정 설치된 카메라로부터 투사면 부분의 영상데이터를 획득하는 과정, 획득된 영상데이터로부터 맵핑수단의 제어부가 영상처리를 통하여 투사면의 경계를 검출하는 과정, 검출된 경계에 따라 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로부터 전송된 영상신호를 영상처리하여 투사면에 맵핑시키는 과정, 투사면에 맵핑된 영상데이터를 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로 전송하여 투사면에 영상이 맵핑되어 출력되도록 하는 과정을 포함하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 방법에 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method including the steps of acquiring image data of a projection surface portion from a camera fixed on a projector, detecting a boundary of the projection surface through image processing by a control portion of the mapping means, The control unit of the mapping unit maps the image signal transmitted from the projector to the projection plane according to the detected boundary, and the control unit of the mapping unit transmits the image data mapped to the projection plane to the projector, And outputting the image data to the display unit.
상기에서 투사면 경계를 검출하는 과정을 살펴보면, 동적인 투사면 혹은 다변형의 투사면에 영상을 정확하게 맵핑하기 위하여 카메라로부터 획득된 영상의 2진화 후 모폴로지(Morphology) 연산을 통하여 노이즈를 제거하고, 해리스 코너(Harris Corner) 포인트 검출 또는 캐니 에지 검출(canny dege detection)을 통하여 투사면의 꼭짓점을 포함한 윤곽선을 검출한 후 윤곽선들을 선분으로 근사화하여 외곽선을 검출한 뒤, 검출된 외곽선으로 사각형을 검출하기 위하여 선분근사화, 기하학적 특징 검출 및 사각형 좌표저장을 수행한다.In the process of detecting the projection surface boundary, noise is removed through a morphology operation after binarization of an image obtained from a camera in order to accurately map an image to a dynamic projection plane or a multistage projection plane, After detecting the contour including the corner of the projection surface by Harris Corner point detection or canny dege detection, the contour line is approximated to the line segment to detect the contour line, and then the rectangle is detected by the detected contour line In order to do this, we approximate line segments, detect geometric features, and store rectangular coordinates.
상기에서 해리스 코너 포인트 검출은 영상 내에 정의된 윈도우(window)안의 픽셀 값이 상하좌우 방향으로 모두 급격하게 변하는 위치를 코너로 규정하는 것으로, 해리스 코너 포인트 검출을 통하여 얻어진 투사면과 실제 투사면의 크기에 대한 비례식을 통해서 프로젝터와 투사면의 거리를 산출하며, 이를 위하여 맵핑수단에는 입력수단을 구비하여 실제 투사면의 크기를 입력할 수 있도록 한다.In the above, in the detection of the Harris corner point, a corner where the pixel values in the window defined in the image suddenly change in the up, down, left, and right directions is defined as a corner, and the size of the projection surface obtained through Harris corner point detection and the size The mapping means is provided with an input means for inputting the size of the actual projection surface.
그리고, 모폴로지(Morphology) 연산은 영상을 형태학적인 측면에서 다루는 연산 기법으로 다양한 영상 처리 시스템에서 전처리(pre-processing) 또는 후처리(ost-processing)의 형태로 널리 사용되는 것으로, 이미지에 침식연산, 팽창연산, 열림연산, 닫힘연산을 통하여 잡음제거, 융선을 뚜렷이 하여 객체를 추출하는 연산 작업으로, 본 발명에서는 침식연산(필터의 크기 및 사용횟수 조정)을 통하여 노이즈를 제거하는데, 이미지의 2진화 과정을 통해서 객체와 배경을 분리하고, 2진화 처리 과정에서 처리하지 못하는 노이즈 처리를 모폴로지 연상을 통하여 제거한다.And, the Morphology operation It is widely used as pre-processing or ost-processing in various image processing systems. It is widely used in image processing such as erosion operation, expansion operation, open operation, closed operation In the present invention, noise is removed by erosion calculation (adjustment of the size and frequency of use of the filter). In the present invention, noise is removed by separating the object and the background through the image binarization process. And removes the noise processing which can not be processed in the binarization processing through the morphology association.
상기한 바와 같이 투사면 경계를 검출한 후 프로젝터로부터 불러온 영상을 영상처리하여 해당 투사면에 영상을 맵핑시키는데 이 과정에서 원근 왜곡보정도 함께 수행한다.As described above, after detecting the projection surface boundary, the image fetched from the projector is subjected to the image processing and the image is mapped to the projection surface. In this process, the perspective distortion correction is also performed.
그리고, 이러한 방법을 사용하는 경우 투사면이 이동하더라도 영상이 자동으로 이동된 투사면에 맵핑된다.
If this method is used, the image is automatically mapped to the shifted projection surface even if the projection plane moves.
상기한 본 발명에 따른 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면, 도 1 및 도 2에서 붉은색 점선부분이 해당 프로젝터의 위치로부터 맵핑을 거치기전 프로젝터 영상이 투사되는 부분이고, 흰색이 투사면으로서, 본 발명의 자동맵핑을 통하여 도 3에 나타내는 바와 같이 투사면에 맵핑된 영상이 프로젝터로부터 출력되어 투사면에 일치하여 출력된다.
1 to 3, the red dotted line portion is a portion projected from the position of the projector before the projector image is mapped, and the white dotted line portion As shown in Fig. 3, an image mapped to the projection surface is output from the projector through the automatic mapping of the present invention as a slope, and is output in conformity with the projection surface.
상기에서 카메라와 맵핑수단은 일체로 하나의 케이스에 셋톱박스형태로 구비될 수도 있고, 별개로 분리구성되어 유선 혹은 무선으로 서로 연결될 수도 있다.In this case, the camera and the mapping unit may be integrally provided in a single case in the form of a set-top box, or they may be separated and connected to each other by wire or wirelessly.
Claims (3)
상기 카메라로부터 획득된 투사면 영상을 영상처리하여 투사면의 경계를 검출하고, 그에 따라 프로젝터로부터 송신된 영상을 투사면에 맵핑되도록 영상처리한 후 맵핑된 영상을 프로젝터 전송하는 맵핑수단;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 장치.A camera fixedly installed on the projector and acquiring an image of the projection surface according to an input control signal;
Mapping means for detecting the boundary of the projection surface by image processing the projection surface image obtained from the camera, processing the image so that the image transmitted from the projector is mapped to the projection surface, and transmitting the mapped image to the projector;
And an automatic mapping device for mapping the projection surface and the image.
획득된 영상데이터로부터 맵핑수단의 제어부가 영상처리를 통하여 투사면의 경계를 검출하는 과정,
검출된 경계에 따라 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로부터 전송된 영상신호를 영상처리하여 투사면에 맵핑시키는 과정,
투사면에 맵핑된 영상데이터를 맵핑수단의 제어부가 프로젝터로 전송하여 투사면에 영상이 맵핑되어 출력되도록 하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 방법.Acquiring image data of a projection surface portion from a camera fixed on the projector,
A control unit of the mapping unit detects the boundary of the projection surface through image processing from the acquired image data,
The control unit of the mapping unit maps the image signal transmitted from the projector to the projection plane according to the detected boundary,
The control unit of the mapping unit transmits the image data mapped to the projection surface to the projector, and the image is mapped on the projection surface and output
And automatically mapping the projection plane and the image.
동적인 투사면 혹은 다변형의 투사면에 영상을 정확하게 맵핑하기 위하여 카메라로부터 획득된 영상의 2진화 후 모폴로지(Morphology) 연산을 통하여 노이즈를 제거하고, 해리스 코너(Harris Corner) 포인트 검출 또는 캐니 에지 검출(canny dege detection)을 통하여 투사면의 꼭짓점을 포함한 윤곽선을 검출한 후 윤곽선들을 선분으로 근사화하여 외곽선을 검출한 뒤, 검출된 외곽선으로 사각형을 검출하기 위하여 선분근사화, 기하학적 특징 검출 및 사각형 좌표저장을 수행하는 것을 특징으로 하는 투사면과 영상의 자동 맵핑 방법.
3. The method of claim 2, wherein the step of detecting the projection surface boundary
In order to accurately map the image to the dynamic projection plane or the multiresolution projection plane, after the binarization of the image obtained from the camera, morphology calculation is performed to remove noise, and Harris Corner point detection or canyge edge detection After detection of the contour including the vertex of the projection plane through canny dege detection, the contour lines are approximated to the line segment and the contour line is detected. Then, to detect the rectangle with the detected contour line, line approximation, geometric feature detection, And automatically mapping the projection plane and the image.
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2013
- 2013-06-25 KR KR1020130072755A patent/KR20150000911A/en not_active Application Discontinuation
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
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| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |