KR20160031967A - Muti-projection system and method for projector calibration thereof - Google Patents

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KR20160031967A
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노준용
서형국
차승훈
김재동
박상훈
이현수
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한국과학기술원
코오롱글로벌 주식회사
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    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • GPHYSICS
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Abstract

The present invention relates to a multi-projection system and a projector calibration method thereof to automatically calibrate, by using a single camera, each of multiple projectors that constitute the multi-projection system. The method includes the steps of: generating a structured light pattern image based on a perfect submap and then providing each of the projectors with the structured light pattern image with a hue which is different from those of the rest; projecting simultaneously the structured light pattern images via the projectors and acquiring at least one shot image by shooting, by using the camera, a superposed area of the structured light pattern images; restoring the structured light pattern images included in each of the shot image, simultaneously identifying, based on the hue, the projector that corresponds to each of the restored images and calculating, based on correspondence between the restored images, homography between the camera and the projectors; and calculating a vertical vanishing point and a horizontal vanishing point of each of at least one plane that constitutes a display environment based on the homography between the camera and the projectors and edge information included in the shot image and determining a large-scale display area based on the calculated vertical and horizontal vanishing points.

Description

멀티 프로젝션 시스템 및 이의 프로젝터 캘리브레이션 방법{Muti-projection system and method for projector calibration thereof}[0001] The present invention relates to a multi-projection system and a method of calibrating the projector,

본 발명은 다수의 프로젝터를 이용해 대형의 디스플레이 시스템을 구축하는 경우, 대형 디스플레이 구축에 소요되는 비용과 공간을 최소화할 수 있도록 하는 멀티 프로젝션 시스템 및 이의 프로젝터 캘리브레이션 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-projection system and a method of calibrating the same, which can minimize the cost and space required to construct a large-sized display when a large display system is constructed using a plurality of projectors.

공간 몰입형 디스플레이는 보다 향상된 몰입감과 실제감을 사용자에게 제공할 수 있으며, 엔터테인먼트, 과학 시각화, 의료 영상, 항공 우주 공학, 가상 현실 등과 같은 다양한 분야로 그 적용 분야가 급속히 향상되고 있다. Space-immersive displays can provide more immersive and realistic experiences to users, and their applications are rapidly improving in various fields such as entertainment, scientific visualization, medical imaging, aerospace engineering, and virtual reality.

몰입감은 주로 넓은 시야각과 높은 해상도의 디스플레이에 의????해 생성되므로, 공간 몰입형 디스플레이는 다수의 프로젝터를 통해 하나의 대형 디스플레이를 구현하는 멀티 프로젝션 시스템의 사용을 필요로 한다. Since immersion is mainly generated by a wide viewing angle and a high resolution display, a space immersion display requires the use of a multi-projection system that implements one large display through multiple projectors.

다만 다수의 프로젝터를 통해 하나의 가상 디스플레이를 생성하기 위하여 복잡한 프로젝터 캘리브레이션 과정을 수반하는 단점이 있다. 프로젝터 캘리브레이션 과정은 기하 캘리브레이션 과정과 색상 캘리브레이션 과정을 필요로 하는 데, 이러한 두 캘리브레이션 단계를 수행하는 사용자는 디스플레이의 구성 및 유지 보수를 수행하기 위해 전문 지식을 보유해야만 한다. However, there is a disadvantage that complicated projector calibration process is required to create one virtual display through a plurality of projectors. The projector calibration process requires a geometric calibration process and a color calibration process, and the user performing these two calibration steps must have expertise to perform the configuration and maintenance of the display.

이에 최근에 들어서는 사용자 개입을 최소화하기 위해 카메라를 사용한 자동 캘리브레이션 기법이 제안되고 있었으나, 이는 카메라와 능동 구조 광 기술(active structured light technique)과 카메라 피드백 시스템을 통해 카메라와 프로젝터 사이의 관계를 확립해야 하며, 카메라가 전체 투사 영역을 관찰해야 하는 단점이 있다. Recently, an automatic calibration method using a camera has been proposed in order to minimize user intervention, but it is necessary to establish a relationship between the camera and the projector through a camera and an active structured light technique and a camera feedback system , There is a disadvantage that the camera must observe the entire projection area.

또한, 필요로 하는 카메라 개수가 증가함에 따라 디스플레이의 확장이 필요하는 데, 이러한 경우 방과 같은 작은 공간에서, 다 평면 디스플레이의 일부를 차단하지 않고 다수의 카메라 설치하는 것이 곤란해지는 문제가 발생한다. Further, as the number of cameras required increases, it is necessary to expand the display. In such a case, there arises a problem that it is difficult to install a plurality of cameras in a small space such as a room without blocking a part of the multi-plane display.

최근 연구자들은 컴퓨터 제어 방식의 팬 틸트 장치(PTU) 카메라를 통해 카메라의 필요 개수를 감소시켜 주는 방안을 제안하였으나, PTU 카메라의 제조는 추가 하드웨어 및 구현 비용을 초래하는 추가적으로 단점을 가지게 된다. 또한, PTU 카메라는 카메라 회전 가능 각도 이내에서 투사 영역 전체를 관찰할 수 있는 위치에 배치되어야 하므로, 기기의 설치가 연관된 문제를 가진다. 즉, 카메라와 스크린이 충분한 거리를 확보하기가 어려운 작은 공간에서 멀티 프로젝션 시스템을 구축하고, 멀티 프로젝터 캘리브레이션하는 것은 여전히 전형적인 단일 프로젝터 설치에 비해 어려운 실정이다.Recent researchers have proposed a way to reduce the number of cameras required through a computer-controlled PTU camera, but the manufacture of PTU cameras has the added disadvantage of incurring additional hardware and implementation costs. In addition, the PTU camera must be disposed at a position where the entire projection area can be observed within a camera-rotatable angle, so that the installation of the apparatus is problematic. In other words, building a multi-projection system and calibrating a multi-projector in a small space where it is difficult to ensure sufficient distance between the camera and the screen is still more difficult than with a typical single projector installation.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 대형 디스플레이를 형성하는 다수 프로젝터의 기하 왜곡을 보다 효율적으로 보정함으로써, 대형 디스플레이 구축에 소요되는 비용과 공간을 최소화할 수 있도록 하는 멀티 프로젝션 시스템 및 이의 프로젝터 캘리브레이션 방법을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a multi-projection system and a multi-projection display system, which can more effectively correct geometric distortion of a plurality of projectors forming a large display, Thereby providing a method of calibrating the projector.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다수의 프로젝터와 카메라를 구비한 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법은, 퍼펙트 서브맵을 기반으로 구조화 광 패턴 이미지를 생성한 후, 상기 구조화 광 패턴 이미지의 색상을 모두 달리하여 상기 다수의 프로젝터 각각에 제공하는 단계; 상기 다수의 프로젝터를 통해 구조화 광 패턴 이미지를 동시 투사하면서, 상기 카메라를 통해 상기 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영하여 적어도 하나의 촬영 이미지를 획득하는 단계; 상기 촬영 이미지 각각에 포함된 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 복원함과 동시에 색상 기반으로 상기 복원된 이미지 각각에 대응되는 프로젝터를 식별하고, 상기 복원된 이미지간 대응성을 기반으로 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하는 단계; 및 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피와 상기 촬영 이미지에 포함된 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출하고, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. As a means for solving the above problems, a method of calibrating a projector in a multi-projection system having a plurality of projectors and a camera according to an embodiment of the present invention includes generating a structured light pattern image based on a perfect submap, Providing each of the plurality of projectors with a different color of the light pattern image; Projecting the structured light pattern image simultaneously through the plurality of projectors and photographing an overlapping area of the structured light pattern image through the camera to obtain at least one shot image; A plurality of structured light pattern images included in each of the photographed images are reconstructed, a projector corresponding to each of the reconstructed images is color-based, and based on the correspondence between the reconstructed images, Calculating homogenization between projectors; And calculating vertical and horizontal vanishing points for each of the at least one plane constituting the display environment based on the homography between the camera and the plurality of projectors and the edge information included in the photographed image, And determining a large display area based on the large display area.

상기 구조화 광 패턴 이미지는 퍼펙트 서브맵에 포함된 다수의 엘리멘트 각각의 수학성 속성을 반영하는 다수의 심볼들로 구성된 코드 패턴 이미지를 생성한 후, 상기 코드 패턴 이미지와 바둑판 패턴 이미지에 대한 배타적 논리합 연산을 수행함으로써 생성되는 것을 특징으로 한다. The structured light pattern image is generated by generating a code pattern image composed of a plurality of symbols reflecting the mathematical property of each of a plurality of elements included in the perfect submap and then performing an exclusive OR operation on the code pattern image and the checkered pattern image And the like.

상기 다수의 심볼은 상기 엘리멘트의 값이 "0"이면, 블랭크(blank) 표시되고, 그렇지 않다면 흰색 및 검은색 동심원이 교대로 배치되는 동심원을 적어도 하나 구비할 수 있으며, 상기 동심원의 반경은

Figure pat00001
로 결정되는 것을 특징으로 하며, 상기 ρ은 가장 바깥쪽에 위치되는 동심원의 반경이며, 상기
Figure pat00002
는 상기 엘리먼트의 값인 것을 특징으로 한다. The plurality of symbols may have at least one concentric circle in which white and black concentric circles are alternately arranged if the value of the element is "0 ", and the radius of the concentric circles
Figure pat00001
, Where r is the radius of a concentric circle located at the outermost position,
Figure pat00002
Is a value of the element.

상기 퍼퍽트 서브맵의 크기는 "

Figure pat00003
"의 식에 따라 결정되며, 상기 r는 퍼펙트 서브맵의 행 크기, 상기 s는 퍼펙트 서브맵의 열 크기, 상기 u는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 서브 어레이의 행 크기, 상기 v는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 열 크기, 상기 σh는 프로젝터 화면의 가로 비율, 상기 σv는 프로젝터 화면의 세로 비율, 상기 ta(양의 실수)와 ts(양의 정수, 2 ≤ ts ≤ 2min(r,s))는 패턴 해상도와 각 대응점의 식별을 위해 필요한 최소 패턴 영역을 결정하기 위해 사용자로부터 입력되는 스케일링 팩터인 것을 특징으로 하며, 상기 바둑판 패턴 이미지는 상기 퍼퍽트 서브맵의 크기에 따라 능동 조절된 개수의 바둑판 패턴을 가지는 것을 특징으로 한다. The size of the perfert submap is "
Figure pat00003
, Where r is the row size of the perfect submap, s is the column size of the perfect submap, u is the row size of the sub-array corresponding to the perfect submap, v is the column size corresponding to the perfect submap the σ h is the horizontal ratio, wherein σ v is ratio, wherein t a (a positive real number) and t s (positive integer number, 2 ≤ ts ≤ 2min (r , s)) of the projector screen, the projector screen pattern And a scaling factor input from a user to determine a minimum pattern area required for identifying the corresponding points, wherein the checkered pattern image includes a number of checkered patterns having a number of active checkered patterns according to the size of the perpendrite submap .

상기 복원된 이미지는 상기 촬영 이미지와 복원용 바둑판 패턴 이미지에 대한 배타적 논리합 연산을 수행함으로써 획득되는 것을 특징으로 한다. And the restored image is obtained by performing an exclusive OR operation on the photographed image and the restoration checkerboard pattern image.

상기 복원용 바둑판 패턴은 상기 촬영 이미지에서 네 개의 사각형이 만나는 점을 초기 점으로 획득한 후 상기 초기 점에 인접 위치하는 이웃 점들을 파악하고, 상기 촬영 이미지의 에지 성분을 추출하여 에지 이미지를 생성한 후, 상기 이웃 점들중에서 상기 에지 이미지의 브레젠함 라인 상에 위치한 이웃 점만을 선별하여 유효 이웃점들을 파악하고, 상기 유효 이웃점들을 기반으로 상기 촬영 이미지의 바둑판 형상을 분석함으로써 획득되는 것을 특징으로 한다. The restoration checkerboard pattern is obtained by acquiring, as an initial point, a point at which four quadrangles meet in the photographed image, determining neighboring points adjacent to the initial point, extracting edge components of the photographed image to generate an edge image And determining the valid neighbor points by selecting only the neighboring points located on the bridge line of the edge image among the neighboring points and analyzing the checkered shape of the photographed image based on the valid neighboring points .

상기 대형 디스플레이 영역을 결정하는 단계는 상기 카메라 이미지들의 에지 성분을 기반으로 다수의 라인 세그먼트를 추출하는 단계; 상기 라인 세그먼트들과 상기 라인 세그먼트들의 교차 정보를 기반으로 대형 디스플레이 영역을 구성하는 각 평면의 소실점, 수직 및 수평 벡터를 계산하는 단계; 상기 각 평면의 소실점, 수직 및 수평 벡터를 기반으로 상기 각 평면의 디스플레이 영역을 파악하는 단계; 및 상기 각 평면의 디스플레이 영역의 크기를 평가한 후, 가장 작은 디스플레이 영역의 높이와 넓이로 상기 대형 디스플레이 영역의 높이와 넓이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Wherein determining the large display area comprises: extracting a plurality of line segments based on an edge component of the camera images; Computing a vanishing point, a vertical and a horizontal vector of each of the planes constituting the large display area based on the intersection information of the line segments and the line segments; Determining a display area of each plane based on a vanishing point, a vertical and a horizontal vector of each plane; And determining a height and an area of the large display area with a height and an area of the smallest display area after evaluating the size of the display area of each of the planes.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 멀티 프로젝션 시스템은, 대형 디스플레이 영역으로 이미지를 투사하는 다수의 프로젝터; 상기 대형 디스플레이 영역에 투사된 이미지를 촬영하는 카메라; 및 퍼펙트 서브맵을 기반의 구조화 광 패턴 이미지를 상기 다수의 프로젝터를 통해 동시 투사하면서 상기 카메라를 통해 상기 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영하고, 상기 촬영 이미지 각각에 포함된 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 복원 및 분석하여 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하고, 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피와 상기 촬영 이미지의 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출한 후, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다. As a means for solving the above problems, a multi-projection system according to another embodiment of the present invention includes: a plurality of projectors for projecting an image into a large display area; A camera for photographing an image projected on the large display area; And projecting the structured light pattern image based on the perfect submap simultaneously through the plurality of projectors while photographing an overlapping area of the structured light pattern image through the camera, Restoring, analyzing, and calculating homography between the camera and the plurality of projectors, and calculating a homography between the camera and the plurality of projectors based on edge information of the photographed image and at least one plane constituting a display environment And calculating a vertical and horizontal vanishing point, and then determining a large display area based on the calculated vertical and horizontal vanishing points.

이와 같이 본 발명은 새로운 방식의 구조화 광 패턴을 제안하고, 이를 통해 멀티 프로젝션 시스템을 구축하는 다수의 프로젝터의 기하 왜곡을 캘리브레이션할 수 있도록 한다. Thus, the present invention proposes a structured light pattern of a new type, and enables to calibrate the geometrical distortion of a plurality of projectors constituting the multi-projection system.

이에 PTU 카메라를 대신에 휴대 가능한 일반 카메라를 활용하여 프로젝터 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있으므로, 멀터 프로젝션 시스템에 소요되는 비용과 공간이 획기적으로 감소될 수 있도록 한다. 또한 다수의 프로젝터의 캘리브레이션이 일괄 수행될 수 있도록 함으로써, 캘리브레이션에 소요되는 시간도 획기적으로 감소될 수 있도록 해준다. Therefore, the projector calibration operation can be performed using a general portable camera instead of the PTU camera, so that the cost and space required for the multi-projection system can be drastically reduced. In addition, since the calibration of a plurality of projectors can be performed collectively, the time required for calibration can be drastically reduced.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로젝션 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조화 광 패턴 이미지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼펙트 서브맵의 각 엘리먼트를 코드 패턴 이미지(Icode)의 심볼로 변환하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 이미지로부터 코드 패턴 이미지를 복원하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 이미지로부터 대응점 식별 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라와 프로젝터간 호모그래피 계산 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도8과 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 디스플레이 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining a multi-projection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining a method of calibrating a projector of a multi-projection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a process of generating a structured light pattern image according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a diagram for explaining a principle of converting each element of a perfect submap into a symbol of a code pattern image (Icode) according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a principle of restoring a code pattern image from a camera image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining the principle of corresponding point identification from a camera image according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining the principle of homography calculation between a camera and a projector according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views for explaining a method of determining a large display area according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Only. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로젝션 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a multi-projection system according to an embodiment of the present invention.

도1을 참고하면, 본 발명의 대형 디스플레이 시스템은 대형 디스플레이 영역(10)의 전방에 배치되는 다수의 프로젝터(21,22)와 단일 카메라(30), 그리고 프로세서(40) 등을 포함할 수 있다. 1, the large display system of the present invention may include a plurality of projectors 21 and 22, a single camera 30, and a processor 40 disposed in front of the large display area 10 .

본 발명이 적용되는 대형 디스플레이 영역(10)은 대형의 평면 하나로 구현되는 일반적 형태일 수 있으나, 중앙 영역과 양측면 영역을 가지는 입체 형태로 구현될 수도 있을 것이다. 물론, 이러한 대형 디스플레이 구현 형태도 차후 사용자 필요에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 당연할 것이다. The large display area 10 to which the present invention is applied may be a general shape realized as a single large plane, but may also be realized as a three-dimensional shape having a central area and both side areas. Of course, it will be appreciated that such a large display implementation can be varied in various ways according to the needs of the user in the future.

다수의 프로젝터(21,22)는 프로세서(40)로부터 제공되는 이미지를 대형 디스플레이 영역(10)에 투사한다. The plurality of projectors 21 and 22 projects the image provided from the processor 40 to the large display area 10. [

단일 카메라(30)는 프로세서(40)의 제어하에 대형 디스플레이 영역(10)을 촬영하도록 한다. 다만, 본 발명의 단일 카메라(30)는 범용적으로 사용되는 휴대 가능한 일반 카메라 소형 카메라, 별도의 PTU 기능을 필요로 하지 않는 카메라일 수 있다. The single camera 30 allows the large display area 10 to be photographed under the control of the processor 40. However, the single camera 30 of the present invention may be a general portable small camera for general use, or a camera that does not require a separate PTU function.

프로세서(40)는 단일 카메라(30) 기반으로 다수의 프로젝터(21,22)의 캘리브레이션 동작을 수행한 후, 캘리브레이션 완료된 다수의 프로젝터(21,22)를 통해 사용자가 필요로 하는 콘텐츠를 대형 디스플레이 영역으로 투사시키도록 한다. The processor 40 performs a calibration operation of the plurality of projectors 21 and 22 on the basis of the single camera 30 and then transmits the contents required by the user through the plurality of calibrated projectors 21 and 22 to the large display area .

특히, 다수의 프로젝터를 동시 캘리브레이션하기 위해, 본 발명의 프로세서(40)는 퍼펙트 서브맵을 기반으로 서로 상이한 색상을 가지는 구조화 광 패턴 이미지를 생성하도록 한다. 그리고 다수의 프로젝터(21,22)를 통해 구조화 광 패턴 이미지를 동시 투사하면서, 카메라(30)를 통해 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영 및 분석하여 프로젝터 각각에 대응되는 구조화 광 패턴 이미지를 파악하고, 이들의 대응성을 기반으로 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하도록 한다. 그리고 다수의 프로젝터간 호모그래피와 촬영 이미지에 포함된 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출한 후, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 최종 결정하도록 한다. In particular, in order to simultaneously calibrate multiple projectors, the processor 40 of the present invention allows to generate structured light pattern images having different colors based on the perfect submap. While the structured light pattern image is simultaneously projected through the plurality of projectors 21 and 22, the overlapping area of the structured light pattern image is photographed and analyzed through the camera 30 to grasp the structured light pattern image corresponding to each of the projectors And calculates the homography between the camera and the plurality of projectors based on their correspondence. Then, based on the homography between the plurality of projectors and the edge information included in the photographed image, the vertical and horizontal vanishing points for each of the at least one plane constituting the display environment are calculated. Then, based on the calculated vertical and horizontal vanishing points, The display area is finally determined.

즉, 본 발명은 퍼펙트 서브맵을 기반으로 생성되는 구조화 광 패턴 이미지를 새로이 제안함으로써, 범용적으로 사용되는 휴대 가능한 일반 카메라 하나만을 이용하여 멀티 프로젝션 시스템을 구축하는 다수의 프로젝터를 소프트웨어적으로 캘리브레이션할 수 있도록 해준다. That is, the present invention newly proposes a structured light pattern image generated based on a perfect submap, so that it is possible to perform software calibration of a plurality of projectors that construct a multi-projection system using only one general portable camera It will help.

그 결과 멀티 프로젝터 시스템 구축에 소요되는 비용과 공간이 획기적으로 감소되고, 이에 따라 멀티 프로젝터 시스템의 적용 분야가 더욱 확장될 수 있도록 한다. As a result, the cost and space required for the construction of the multi-projector system are drastically reduced, and the application fields of the multi-projector system can be further expanded.

도2은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 2 is a schematic view for explaining a method of calibrating a projector of a multi-projection system according to an embodiment of the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로젝터 캘리브레이션 방법은 크게 퍼펙트 서브맵을 기반으로 구조화 광 패턴 이미지를 생성한 후, 상기 구조화 광 패턴 이미지의 색상을 모두 달리하여 상기 다수의 프로젝터 각각에 제공하는 단계(S10), 상기 다수의 프로젝터를 통해 구조화 광 패턴 이미지를 동시 투사하면서, 상기 카메라를 통해 상기 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영하여 적어도 하나의 촬영 이미지를 획득하는 단계(S20), 상기 촬영 이미지 각각에 포함된 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 복원함과 동시에 색상 기반으로 상기 다수의 구조화 광 패턴 이미지 각각에 대응되는 프로젝터를 식별하고, 상기 다수의 구조화 광 패턴 이미지간 대응성을 기반으로 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하는 단계(S30), 및 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피와 상기 촬영 이미지에 포함된 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출하고, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 결정하는 단계(S40), 그리고 기하학적 정보 기반의 알파 블렌딩 알고리즘을 통해 프로젝터간 밝기값 차이를 보정하는 단계(S50) 등을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the projector calibration method of the present invention includes: generating a structured light pattern image based on a perfect submap; and providing the structured light pattern image to each of the plurality of projectors with different colors of the structured light pattern image (S20) of photographing a superimposed area of the structured light pattern image through the camera while simultaneously projecting a structured light pattern image through the plurality of projectors to acquire at least one taken image, A plurality of structured light pattern images included in each of the plurality of structured light pattern images are reconstructed and at the same time a projector corresponding to each of the plurality of structured light pattern images is identified on a color basis, A step (S30) of calculating the homogenization among the plurality of projectors, and Based on the number of projector-to-projector homographies and edge information included in the shot image, calculates vertical and horizontal vanishing points for each of at least one plane constituting the display environment, and calculates the vertical and horizontal vanishing points based on the calculated vertical and horizontal vanishing points (S40), and correcting the brightness difference between the projectors through an alpha blending algorithm based on the geometric information (S50).

참고로, 본 발명에서 사용하고자 하는 구조화 광 패턴 이미지는 다음의 조전을 만족시켜야 한다. For reference, the structured light pattern image to be used in the present invention should satisfy the following requirements.

(1) 공간 패턴 기반의 퍼펙트 서브맵 : 공간 패턴 기반의 퍼펙트 서브맵은 주로 패턴 폐색(pattern occlusion) 및 객체 음영 처리 범위의 분야에서 사용되나, 본 발명에서는 범용 소형 카메라를 통해 멀티 프로젝션 시스템을 캘리브레이션하기 위해 퍼펙트 서브맵 기반 패턴을 채용한다. (1) Perfect Submap Based on Spatial Patterns: A perfect submap based on a spatial pattern is mainly used in the fields of pattern occlusion and object shading. However, in the present invention, in order to calibrate a multi-projection system through a general- It employs a perfect submap-based pattern.

이는 퍼펙트 서브맵의 수학적 특성을 이용하는 경우, 패턴 일부만이 카메라 뷰내 포획되어 있더라도 프로젝터와 카메라간 호모그래피(Homography)를 추정할 수 있으며, 퍼펙트 서브맵 기반의 패턴의 인코딩된 코드 워드는 프로젝터 좌표의 위치 정보를 포함하는 특징이 있다. 따라서, 이러한 공간 구조화 기법은 부분적으로 캡쳐된 이미지를 이용하여 전체 패턴을 추정할 수 있도록 한다. This is because, when the mathematical characteristic of the perfect submap is utilized, homography between the projector and the camera can be estimated even if only a part of the pattern is captured in the camera view, and the encoded codeword of the perfect submap- There are features to include. Thus, this spatial structuring technique allows to estimate the entire pattern using a partially captured image.

더하여, 퍼펙트 맵 이론은 M-배열(arrays), 의사 랜덤 배열(pseudorandom array) 또는 드 브루이진 토리(De Bruijin tori) 등에 의해 제안된 것으로, 이는 고유한 수학적 속성을 가짐으로 인해 스페이셜 코디피게이션 스키마(spatial codification scheme)에 널리 사용된다. 퍼펙트 맵은 알파벳 크기 k의 심볼들을 가지는 rㅧs 크기(r은 퍼펙트 맵의 가로값, s는 퍼펙트 맵은 세로값)의 2 차원의 주기적인 배열로, uㅧv(u은 서브 어레이의 가로값, r는 서브 어레이의 세로값) 크기의 서브 어레이는 전체 어레이내에서 단 한번만 발생하도록 한다. 퍼펙트 맵은 0으로 채워진 서브 어레이를 제외한 모든 종류의 서브 어레이를 포함하며, 퍼펙트 서브맵은 어레이내에서 uㅧv 크기의 서브어레이 모두가 고유한 rㅧs 크기를 가지는 비주기적 배열이다. In addition, the perfect map theory is proposed by M-arrays, pseudorandom arrays or De Bruijin tori, which has unique mathematical properties, It is widely used in schemes (spatial codification schemes). A perfect map is a two-dimensional periodic array of r ㅧ s dimensions (where r is the width value of the perfect map and s is the vertical value of the perfect map) with symbols of the alphabet size k, u ㅧ v (u is the width of the subarray Value, r is the vertical value of the sub-array) sub-arrays of size occur only once within the entire array. The perfect map contains all sorts of sub-arrays except for the sub-arrays filled with zeros, and the perfect sub-matrix is an aperiodic array in which all sub-arrays of size u v in the array have a unique r ss size.

(2) 이진 패턴에 기반한 기하학적 원형(geometric primitive): 멀티 프로젝션 시스템에서는, 대형 디스플레이를 만들기 위해 다수의 프로젝터의 투사 영역이 서로 중첩되도록 한다. 이에 종래의 프로젝터 캘리브레이션 동작은 다수의 프로젝터 각각이 순차적으로 패턴 이미지를 투사되도록 하고, 이에 따라 다수의 프로젝터 각각의 캘리브레이션도 순차적으로 수행되도록 한다. 그러나 본 발명은 모든 프로젝터가 스크린 상에 고유한 패턴을 가지는 이미지를 동시 투사하도록 한 후, 모든 프로젝터를 일시 캘리브레이션될 수 있도록 해준다. (2) Geometric primitive based on binary pattern: In a multi-projection system, the projection areas of a plurality of projectors are overlapped with each other to form a large display. Conventional projector calibration operation causes each of the plurality of projectors to sequentially project a pattern image, thereby sequentially performing calibration of each of a plurality of projectors. However, the present invention allows all projectors to simultaneously project an image having a unique pattern on the screen, and then allows all projectors to be temporarily calibrated.

즉, 본 발명은 알파벳에 따라 서로 다른 기하학적 형태를 가지는 이진 패턴 이미지를 사용한다. 프로젝터 각각이 투사하는 패턴의 색상을 달리함으로써, 패턴 기반으로 서로 인접 프로젝터를 구별할 수 있도록 한다. That is, the present invention uses binary pattern images having different geometric shapes according to the alphabet. By varying the colors of the projected patterns of the respective projectors, it is possible to distinguish adjacent projectors from each other on a pattern basis.

(3) 유연한 퍼펙트 서브맵 : 구조화 광 패턴을 설계하는 경우, 일반적으로, 패턴의 해상도는 발광 장치의 해상도, 카메라의 분해능, 및 캡처 거리와 같은 고려 사항에 기반하여 결정된다. (3) Flexible Perfect Submaps: When designing a structured light pattern, the resolution of the pattern is generally determined based on considerations such as the resolution of the light emitting device, the resolution of the camera, and the capture distance.

구조화 광 패턴 기반의 퍼펙트 서브맵의 경우, 패턴 해상도와 대응점 식별을 위해 카메라 뷰내에 캡쳐되어야 할 필요가 있는 최소 패턴 영역은 퍼펙트 서브맵의 크기 rㅧs와 퍼펙트 서브맵내 서브 어레이의 크기 uㅧv 에 의해 결정될 수 있다. In the case of a perfect submap based on a structured light pattern, the minimum pattern area that needs to be captured in the camera view for pattern resolution and corresponding point identification is determined by the size r ㅧ s of the perfect submap and the size u ㅧ v of the sub- Can be determined.

하기의 조건을 만족하는 불규칙한 퍼펙트 맵은 패턴 이미지로 변환된다. An irregular perfect map satisfying the following condition is converted into a pattern image.

Figure pat00004
Figure pat00004

퍼펙트 서브맵의 조건

Figure pat00005
또한 상기의 조건으로부터 획득될 수 있으며, 많은 퍼펙트 서브맵은 이 조건을 만족시킴으로써, 다양한 환경 변수를 가지는 파라메터 r, s, u, v, k를 어렵게 결정할 수 있도록 한다. Conditions for a Perfect Submap
Figure pat00005
Also, many perfect submaps can satisfy this condition, making it difficult to determine the parameters r, s, u, v, k having various environmental variables.

그리고 구조화 광 패턴은 3차원 스캐너와 같이 장면내 객체의 깊이를 이용하는 데 주로 쓰이며. 이를 위한 촬영 거리를 다소 일정한 특징이 있다. 이에 많은 사람들은 고정된 k 알파벳 크기과 디스플레이 환경에 따라 미리 설정된 파라메터 r, s, u, v를 가지는 공간 패턴에 기반하여 퍼펙트 서브맵을 작성한다. And the structured light pattern is mainly used to use the depth of the object in the scene like the 3D scanner. The shooting distance for this is somewhat constant. Many people create a perfect submap based on a spatial pattern with preset k alphabet sizes and preset parameters r, s, u, v depending on the display environment.

본 발명에서와 같이 구조화 광 패턴에 기반한 퍼펙트 서브맵을 통해 멀티 프로젝터를 캘리브레이션하는 기술은 처음으로 진행되는 것입니다. As in the present invention, a technique for calibrating a multi-projector through a perfect submap based on a structured light pattern is the first.

고정된 값을 가지는 파라미터를 사용하는 종래의 방법은 다양한 소형 카메라를 통해 패턴을 촬영하며, 스크린과 카메라간 거리가 수시로 변화되는 디스플레이 환경에서는 적용될 수 없는 한계를 가진다. 예를 들어, 저해상도 카메라가 고해상도 패턴을 포착하는 경우, 인식 정확도가 낮아질 수 있다. 스크린에 너무 가까이 배치된 카메라가 저해상도 패턴을 획득하는 경우, 대응점들의 개수가 불충분해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 디스플레이 환경에 따라 결정되는 퍼펙트 서브맵의 크기 변화 상관없이 일치되는 패턴에 대한 코디피케이션 스키마(codification scheme)를 필요로 한다. The conventional method of using a parameter having a fixed value has a limitation that it can not be applied to a display environment in which a distance between a screen and a camera is changed frequently as the pattern is photographed through various small cameras. For example, if a low resolution camera captures a high resolution pattern, the recognition accuracy may be lowered. When a camera placed too close to the screen acquires a low resolution pattern, the number of corresponding points may become insufficient. Therefore, in the present invention, a codification scheme for a matching pattern is required regardless of a size change of a perfect submap determined according to a display environment.

이하, 도3 내지 도9를 참고하여 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, each step of the method of calibrating the projector of the multi-projection system will be described in more detail with reference to FIG. 3 to FIG.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따란 구조화 광 패턴 이미지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a process of generating a structured light pattern image according to an embodiment of the present invention.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 퍼펙트 서브맵의 수학성 특성을 반영한 코드 패턴 이미지(Icode)를 생성한 후, 수학식1에 따라 생성된 코드 패턴 이미지를 흰색 사각형과 검은색 사각형이 교차 배치된 바둑판 패턴 이미지(Ichecker)와 배타적 OR 연산시켜 구조화 광 패턴 이미지(Icombined)를 생성하도록 한다. 그리고 다수의 프로젝터 총 개수에 따라 구조화 광 패턴 이미지의 색상 또한 다양화시킨 후, 서로 상이한 색상을 가지는 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 다수의 프로젝터 각각에 제공하도록 한다. 3, the present invention generates a code pattern image (I code ) reflecting the mathematical property of the perfect submap, and then generates a code pattern image generated according to Equation (1) with a white square and a black square intersecting And performs an exclusive OR operation with the arranged checker pattern image (I checker ) to generate a structured light pattern image (I combined ). The color of the structured light pattern image is also varied according to the total number of projectors, and then a plurality of structured light pattern images having different colors are provided to each of the plurality of projectors.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

코드 패턴 이미지(Icode)는 점 대응을 위한 수학적 속성을 제공하고, 바둑판 패턴 이미지(Ichecker)는 인접된 바둑판 사각형에 의해 공유되는 정점을 가지는 대응점의 정확한 위치를 제공한다. The code pattern image I code provides a mathematical attribute for point correspondence and the checker pattern image I checker provides the exact location of the corresponding point with vertices shared by the adjoining checkerboard squares.

퍼펙트 서브맵의 크기는 바둑판 패턴 이미지(Ichecker)에서 바둑판 패턴의 개수를 결정하며, 본 발명에서는 프로젝터의 화면 비율(σhv)을 고려하여 rㅧs를 결정한 후, 소형의 서브 어레이가 될 uㅧv과 알파벳 크기(k=

Figure pat00007
)를 계산하도록 한다. The size of the perfect submap determines the number of checkerboard patterns in the checker pattern image (I checker ). In the present invention, r s is determined taking into account the aspect ratio of the projector (σ h : σ v ) U u v and the alphabet size (k =
Figure pat00007
).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00008
Figure pat00008

이때, r는 퍼펙트 서브맵의 행 크기 , s는 퍼펙트 서브맵의 열 크기, u는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 서브 어레이의 행 크기, v는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 서브 어레이의 열 크기, σh는 프로젝터 화면의 가로 비율, σv는 프로젝터 화면의 세로 비율, ta(양의 실수)와 ts(양의 정수, 2≤ ts ≤ 2min(r,s))는 패턴 해상도와 각 대응점의 식별을 위해 필요한 최소 패턴 영역을 조정하는 스케일링 팩터이다. At this time, r is the row of perfect submap size, s is the perfect submap column size, u is the row size, v of the sub-array corresponding to perfect submap is the column size, σ h of the sub-array corresponding to perfect submap is the projector screen width ratio, σ v is a ratio, t a (a positive real number) and t s (positive integer, 2≤ ts ≤ 2min (r, s)) of the projector screen is minimum necessary for the identification of the pattern resolution and the respective corresponding points It is a scaling factor that adjusts the pattern area.

이에 본 발명에서는 사용자가 파라미터 r, s, u, v, 및 k 대신에, 패턴의 정확한 인식을 확인하고, 최적의 패턴 이미지를 생성하기 위한 ta와 ts만을 조정함으로써, 퍼펙트 서브맵의 크기(rㅧs), 서브 어레이의 크기(uㅧv), 그리고 알파벳 크기(k)가 자동 계산될 수 있도록 한다. Therefore, in the present invention, the user confirms the correct recognition of the pattern instead of the parameters r, s, u, v, and k, and adjusts only the t a and t s to generate the optimal pattern image. r ㅧ s), sub array size (u ㅧ v), and alphabet size (k) can be calculated automatically.

즉, 사용자에 의해 패턴 해상도와 각 대응점의 식별을 위한 최소 영역 크기가 사용자 파라미터 ta와 ts 에의해 결정되면, 브루토-포스 알고리즘(brute-force algorithm) 등을 이용하여 퍼펙트 서브맵을 생성할 수 있다(R. A. Morano, C. Ozturk, R. Conn, S. Dubin, S. Zietz, and J. Nissanov. Structured light using pseudorandom codes. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 21,22(3):322??327, 1998. 참고). That is, when the user determines the pattern resolution and the minimum area size for identifying each corresponding point by the user parameters t a and t s , a perfect submap is generated using the brute-force algorithm or the like (RA Morano, C. Ozturk, R. Conn, S. Dubin, S. Zietz, and J. Nissanov, Structured light using pseudorandom codes, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 21, 22 (3): 322 327, 1998).

도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼펙트 서브맵의 각 엘리먼트를 코드 패턴 이미지(Icode)의 심볼로 변환하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 퍼펙트 서브맵의 각 엘리먼트

Figure pat00009
로 표현된다. FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of converting each element of a perfect submap according to an embodiment of the present invention into a symbol of a code pattern image (I code ). At this time, each element of the perfect submap
Figure pat00009
Lt; / RTI >

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 공간 패턴이 대응점을 중심으로 동심원을 포함하도록 한다. 이들 원은 코드 패턴 이미지(Icode)의 심볼을 나타낸다. 동심원의 반경들은

Figure pat00010
가 "0" 보다 크다면,
Figure pat00011
로 결정되며, 이때 ρ은 가장 바깥쪽에 위치되는 동심원의 반경이다.
Figure pat00012
가 "0" 인 경우에는 블랭크(blank) 표시되고, 인접된 심볼들이 오버랩핑되는 것을 방지하기 위해
Figure pat00013
로 설정하도록 한다. 이때, W/H는 프로젝터 해상도의 너비/ 높이이다. 더하여 심볼은 도4에서와 같이 흰색 및 검은색 동심원이 교대로 배치되는 형태인 것이 바람직할 것이다. 이 방식은 k 값에 따라 다양한 요소들을 유연하게 설명할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 4, in the present invention, a spatial pattern includes a concentric circle around a corresponding point. These circles represent symbols of the code pattern image (I code ). The concentric circles
Figure pat00010
Is greater than "0 &
Figure pat00011
, Where rho is the radius of the concentric circle located at the outermost position.
Figure pat00012
Is "0 ", a blank is displayed, and in order to prevent overlapping of adjacent symbols
Figure pat00013
. At this time, W / H is the width / height of the projector resolution. In addition, it is preferable that the symbol is a form in which white and black concentric circles are alternately arranged as shown in FIG. This method allows flexible explanation of various factors according to k value.

도5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 이미지로부터 코드 패턴 이미지를 복원하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for explaining a principle of restoring a code pattern image from a camera image according to an embodiment of the present invention.

앞서 설명된 수학식3을 참고하면, 코드 패턴 이미지(Icode)는 수학식1의 양변에

Figure pat00014
를 적용함으로써 복원될 수 있다. Referring to Equation (3) described above, the code pattern image (I code )
Figure pat00014
. ≪ / RTI >

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00015
Figure pat00015

이는 퍼펙트 서브맵에 기반한 코드 패턴 이미지(Icode)는, 카메라를 통해 촬영된 이미지와 바둑판 패턴 이미지(Ichecker)에 대한 배타적 논리합 연산을 통해 복원될 수 있음을 의미한다. 그러나 바둑판 패턴 이미지(Ichecker)를 모르는 상태에서도 촬영된 결합 패턴 이미지로부터 복원할 수 있어야 하기 때문에 이하의 수학식 4가 도출될 수 있다. This means that the code pattern image (I code ) based on the perfect submap can be restored by performing an exclusive OR operation on the image photographed by the camera and the checkerboard pattern image (I checker ). However, since it is necessary to be able to recover from the photographed pattern image even without knowing the checkerboard pattern image I checker , the following expression (4) can be derived.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00016
Figure pat00016

이때, Icapture는 카메라를 통해 촬영된 이미지, I'checker는 알려지지 않은 바둑판 패턴 이미지이고, I'code는 Icapture를 이용하여 복원된 코드 패턴 이미지이다. In this case, I capture is an image captured through a camera, I ' checker is an unknown checkerboard pattern image, and I' code is a code pattern image reconstructed using I capture .

이에 본 발명에서는 Icapture로부터 I'checker를 획득한 후, Icapture와 I'checker의 두 이미지로부터 I'code를 복원하고, 복원된 코드 패턴 이미지(I'code)를 기반으로, 패턴 이미지를 투사하는 프로젝터와 패턴 이미지를 포함하는 카메라 시야 사이의 상관관계를 파악할 수 있다. In the "After obtaining the checker, I capture and I 'the I from the I capture the invention two images based on the I" restore code and the restored code pattern image (I' code) from the checker, to project the pattern image The correlation between the projector and the camera view including the pattern image can be grasped.

심볼 중심에 위치한 점 대응들로부터 복원용 바둑판 패턴 이미지(I'checker)를 획득할 수 있다. 바둑판 패턴의 사각형 모서리에 일치되는 중심들을 리콜한 후, Shi-Tomasi 코너 검출 알고리즘 등을 통해 복원용 바둑판 패턴 이미지(I'checker)에서 만나는 네 개의 사각형이 만나는 점을 찾아 초기 점 집합(P)를 형성한다. 그리고 도6의 (a)와 같이 초기 점 집합(P)에 속하는 i번째 점(pi)에 인접 위치한 이웃 점(pj)들을 추출하여 이웃 점 집합(

Figure pat00017
)을 형성한다. 다만, 본 발명에서는 계산 부하를 감소하기 위해,
Figure pat00018
를 임계 거리 d로 선택함으로써, i번째 점(pi)로부터 너무 가깝거나 먼 점들은 이웃 점(pj)에서 제외시키도록 한다. It is possible to obtain a restoration checkerboard pattern image (I ' checker ) from point correspondences located at the center of the symbol. After recalling centers matching the square corners of the checkerboard pattern, we use the Shi-Tomasi corner detection algorithm to find the point at which the four rectangles encountered in the restoration checker pattern image (I ' checker ) meet, . 6 (a), neighboring points (p j ) located adjacent to the i-th point (p i ) belonging to the initial point set (P)
Figure pat00017
). However, in the present invention, in order to reduce the calculation load,
Figure pat00018
Is selected as the threshold distance d, the points that are too close or far from the i-th point (p i ) are excluded from the neighboring point (p j ).

구조화 광 패턴은 이진 이미지임을 고려하여 수학식 5와 같은 형태적 이미지 연산을 통해 에지 이미지(Iedge)를 획득하도록 한다. Considering that the structured light pattern is a binary image, an edge image (I edge ) is obtained through a morphological image operation such as Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00019
Figure pat00019

그리고 도6의 (b)에서와 같이 두 지점이 에지 이미지의 에지에 의해 연결되어 있는지를 파악하기 위해, 두 개의 끝점을 있는 라인 드로잉에 주로 이용되는 브레젠함(Bresenham) 라인을 기반으로, 이웃 점 집합(Ni)에서 i번째 점(pi)와 에지 라인으로 연결되는 이웃 점(pj)만을 선별하여 유효 이웃점 집합(Mi)을 획득하도록 한다. In order to determine whether two points are connected by the edge of the edge image as shown in FIG. 6 (b), based on the Bresenham line mainly used for line drawing with two end points, only the selected set (N i) i-th point (i p) and the neighboring point (p j) is connected to the edge line will be in the neighborhood to obtain a valid set of points (M i).

수학식 6은 브레젠함 라인 산출식이다. Equation (6) is the Bregenz line calculation formula.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00020
Figure pat00020

수학식 6의 Ωij 는 i번째 점(pi)과 이웃 점(pj)간 경로상에 위치한 픽셀을, n은 경로상에 위치한 픽셀의 개수를 의미한다. Ni에 속하는 pj 중에서,

Figure pat00021
의 조건을 만족시키는 점만을 Mi로 유지하도록 한다. 이때, 임계값 λ은 0.8으로 설정될 수 있을 것이다. In Equation (6), Ω ij denotes a pixel located on the path between the i-th point (p i ) and the neighboring point (p j ), and n denotes the number of pixels located on the path. Among p j belonging to N i ,
Figure pat00021
And M i , respectively. At this time, the threshold value? Can be set to 0.8.

그리고 수학식7으로 표현되는 유효 함수 V(pi)를 기반으로 P에서 대응점 P'를 추출하도록 한다.Then, the corresponding point P 'is extracted from P based on the effective function V (p i ) expressed by Equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure pat00022
Figure pat00022

유효 이웃점 집합(Mi)내 모든 점이 직선 라인에 있다면, pi에서 Mi내 점을 향하는 모든 벡터는 동일 직선상에 있고 공선 함수(C(pi,pj))의 합이 0이어야 한다. 그렇지 않으면, 벡터는 두 개의 서로 다른 배향을 가지며, pi는 대응점으로서 간주될 수 있다. 오차 값(e)은 공선성(collinearity)을 확인하도록 0.1으로 설정되도록 한다. If all the points in the valid neighbor point set (M i ) are in a straight line, then all vectors from p i to M i in-point are on the same straight line and the sum of the collinear functions (C (p i , p j ) do. Otherwise, the vector has two different orientations, and p i can be regarded as the corresponding point. The error value (e) is set to 0.1 to check the collinearity.

복원용 바둑판 패턴 이미지(I'checker)는 촬영 이미지(Icapture)내 4개 대응점이 흰색 또는 검은 색 사각형을 형성하는지를 확인함으로써 획득될 수 있다. 두 대각선 점 사이의 중간점은 바둑판의 사각형 각각의 흰색 또는 검은 색을 결정한다. The restoration checker pattern image (I ' checker ) can be obtained by confirming that the four corresponding points in the captured image I capture form a white or black square. The midpoint between two diagonal points determines the white or black color of each square of the checkerboard.

그리고 획득된 복원용 바둑판 패턴 이미지(I'checker)를 통해 수학식 4를 해독하여, 복원된 코드 패턴 이미지(I'code)를 생성한다. 다만, 복원용 바둑판 패턴 이미지(I'checker)와 촬영 이미지(Icapture)간 정렬 불량에 의해 발생되는 잘못된 에지는 복원된 코드 패턴 이미지(I'code)에 잔존하게 되나, 이러한 에지들은 형태학 개방 연산(morphological opening operation)에 의해 손쉽게 제거 가능하다. Then, the decoded code pattern image (I ' code ) is generated by decrypting Equation (4) through the obtained restoration checkerboard pattern image (I' checker ). However, the erroneous edge caused by the misalignment between the restoration checker pattern image (I ' checker ) and the captured image (I capture ) remains in the reconstructed code pattern image (I' code ) and can be easily removed by a morphological opening operation.

그리고 복원된 코드 패턴 이미지(I'code)를 이용하여 컨투어 이미지(Icontour)를 산출한다. 퍼펙트 서브맵의 각 엘리먼트(cij)는 앞서 설명된 바와 같이 동심원 형태의 심볼로 변환되므로, 이들 앨리먼트는 각 대응점을 둘러싸는 원형 윤곽선의 개수에 따라 도출된다. 그리고 코드 패턴 이미지(Icode)에서 사용한 퍼펙트 서브맵의 코드워드를 이용하여 이들 엘리멘트들의 uㅧv 서브 어레이를 비교함으로써, 카메라와 프로젝터 간의 점 대응성을 계산하도록 한다. Then, a contour image (I contour ) is calculated using the restored code pattern image (I ' code ). Since each element c ij of the perfect submap is converted into a concentric symbol as described above, these elements are derived according to the number of circular contours surrounding each corresponding point. Then, the point correspondence between the camera and the projector is calculated by comparing the u and v sub-arrays of these elements using the code words of the perfect submap used in the code pattern image (I code ).

단일 카메라 뷰에서 관찰되는 두 개 패턴의 대응성을 이용하여, 본 발명은 유사-단일 뷰를 생성하고 디스플레이 영역을 결정하기 위한 카메라와 프로젝터간의 호모그래피를 산출한다. Using the correspondence of the two patterns observed in a single camera view, the present invention produces homography between the camera and the projector to create a pseudo-single view and determine the display area.

이하의 수학식9은 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 로버스트 추정 방법을 이용하여 호모그래피 매트릭스 Hi,j를 계산하는 수학식이다. Equation (9) below is a formula for calculating a homography matrix H i, j using RANSAC robustness consensus robust estimation method.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00023
Figure pat00023

이때, i는 카메라 뷰의 인덱스, j는 프로젝터의 인덱스이다. 카메라 뷰는 프로젝터 좌표를 다음 프로젝터 좌표로 변환하기 위한 연결고리로 작용한다. 반대로, 패턴은 수학식 9에서와 같이 두 개의 카메라 뷰간 변환을 가능하게 하는 연결고리로 사용될 수 있다. Here, i is the index of the camera view and j is the index of the projector. The camera view acts as a link to convert the projector coordinates to the next projector coordinates. Conversely, the pattern can be used as a link to enable conversion between two camera views as in Equation (9).

도7에 도시된 바와 같이, 모든 프로젝터 노드와 뷰 노드간 변환은 하나의 호모그래피 매트릭스 H로 표현될 수 있고, 그 역방향은 H-1로 표현될 수 있다. As shown in FIG. 7, the transformation between all the projector nodes and the view node can be represented by one homography matrix H, and the reverse direction can be represented by H -1 .

H에 의해, 점 x의 변환은 x′ = Hx으로 표현될 수 있으며, 직선 방정식

Figure pat00024
을 만족시키는
Figure pat00025
의 라인의 변환은 l'= H -?? l로 표현될 수 있다. 이때, a, b, c : 2차원 직선 방정식의 계수이다. H, the transformation of the point x can be expressed as x ' = Hx , and the linear equation
Figure pat00024
Satisfying
Figure pat00025
The conversion of the line of l '= H - ?? l. < / RTI > Here, a, b, and c are the coefficients of the two-dimensional linear equation.

도8과 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 디스플레이 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 8 and 9 are views for explaining a method of determining a large display area according to an embodiment of the present invention.

참고로, 벽, 천장, 및 바닥에 대한 에지는 필요한 기하학적 정보를 추출하는 단서를 제공한다. 공간 기하는 유사-단일(pseudo-single) 영상의 에지 집합으로부터 얻어지는 소실점을 이용하여 추정될 수 있다. 각 벽면은 사각형이라고 가정하고, 상단에지와 하단에지가 만나는 수평 소실점은

Figure pat00026
으로 설정하면, 상단 에지와 하단에지를 통과하는 벡터는
Figure pat00027
Figure pat00028
로 표현되고, 이들 두 벡터 사이의 각도는
Figure pat00029
로 표현된다. 동일하게, 수직 소실점이
Figure pat00030
이며, 좌측 에지와 우측 에지를 통과하는 벡터는 각각
Figure pat00031
Figure pat00032
로, 이들 두 벡터 사이의 각도는
Figure pat00033
로 표현될 수 있다.For reference, edges to walls, ceiling, and floor provide clues to extract the necessary geometric information. Can be estimated using the vanishing point obtained from the edge set of the pseudo-single image. Each wall is assumed to be a square, and the horizontal vanishing point where the upper edge and the lower edge meet
Figure pat00026
, The vector passing through the top edge and the bottom edge is
Figure pat00027
Wow
Figure pat00028
, And the angle between these two vectors is
Figure pat00029
Lt; / RTI > Similarly, the vertical vanishing point
Figure pat00030
, And the vectors passing through the left and right edges are respectively
Figure pat00031
And
Figure pat00032
, The angle between these two vectors is
Figure pat00033
. ≪ / RTI >

이에 본 발명은 캐니 에지 검출기(Canny edge detector) 등을 이용하여, 벽면 교차 지점과 패턴 각각에 대응되는 에지를 추출한다. 그러면 각 채널 이미지에서 추출된 감산 패턴 영역은 기하학적 구조를 가지는 필수 에지들을 가지게 된다. 그리고 허프 변환을 이용하여 이들 에지 성분에 대응되는 완벽한 라인 세그먼트를 추출하도록 한다. 각 평면의 소실점 ω, 벡터

Figure pat00034
Figure pat00035
는 추출된 라인 세그먼트들과 이들의 교차 정보를 기반으로 계산될 수 있다. Accordingly, the present invention extracts edges corresponding to the wall intersections and the patterns using a Canny edge detector or the like. Then, the subtraction pattern area extracted from each channel image has essential edges having a geometric structure. Then, a complete line segment corresponding to these edge components is extracted by using Hough transform. The vanishing point ω of each plane, vector
Figure pat00034
And
Figure pat00035
May be computed based on the extracted line segments and their intersection information.

특히, 본 발명에서는 카메라 이미지의 X 축이 지면에 평행되게 정렬하지 않아도 되며, 디스플레이 환경의 기하로부터 추출된 소실점 덕분에, 기준 마커들을 배치하거나 틸트센서를 부착하지 않고도 멀티 평면 디스플레이에 손쉽게 적용될 수 있는 장점을 가진다. In particular, the present invention eliminates the need to align the X-axis of the camera image parallel to the paper plane, and can be easily applied to a multi-plane display without placing reference markers or attaching a tilt sensor due to the vanishing point extracted from the geometry of the display environment .

각 평면의 디스플레이 영역을 해당 평면의 소실점 ω, 벡터

Figure pat00036
Figure pat00037
을 통해 결정한 후, 이하의 수학식 10을 이용하여 각 평면에 생성할 수 있는 최대 디스플레이 영역을 설정한다. The display area of each plane is defined as the vanishing point omega, vector
Figure pat00036
And
Figure pat00037
And then sets the maximum display area that can be generated in each plane by using the following expression (10).

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00038
Figure pat00038

이때, U는 벡터

Figure pat00039
를 포함하는 벡터 집합으로, 이는 소실점 ω에서 투사 이미지 상단 에지의 끝점을 향하는 벡터들의 집합이다. 끝 점 중 인접한 투사 이미지 안에 놓여져 있거나, 벽면 바깥 쪽에 위치한 점은 인접한 투사 이미지 혹은 벽면의 경계선과의 교차점(도9에서 주황색 점으로 표시됨)으로 대체 된다. 벡터 집합 V는 벡터
Figure pat00040
와 투사 이미지의 바닥 에지의 끝점을 이용하여 같은 방식으로 정의된다.At this time, U is a vector
Figure pat00039
, Which is a set of vectors from the vanishing point ω to the end point of the top edge of the projected image. A point located within an adjacent projection image of the end points, or located outside the wall surface, is replaced with an intersection point (indicated by an orange dot in FIG. 9) of the adjacent projection image or the boundary of the wall surface. Vector set V is vector
Figure pat00040
And the end point of the bottom edge of the projection image.

각 평면의 최대 디스플레이 영역의 크기를 평가한 후, 평면 디스플레이 높이는 가장 작은 디스플레이 영역의 높이로 설정된다. 이어서, 변환 행렬 HL,R을 사용하여, 디스플레이들의 넓이를 서로 비교한 후, 가장 작은 것을 대형 디스플레이 영역(V)의 넓이로 설정하도록 한다. After evaluating the size of the maximum display area of each plane, the flat display height is set to the height of the smallest display area. Next, using the transformation matrix H L, R , the widths of the displays are compared with each other, and the smallest one is set to the width of the large display area (V).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (8)

다수의 프로젝터와 카메라를 구비한 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법에 있어서,
퍼펙트 서브맵을 기반으로 구조화 광 패턴 이미지를 생성한 후, 상기 구조화 광 패턴 이미지의 색상을 모두 달리하여 상기 다수의 프로젝터 각각에 제공하는 단계;
상기 다수의 프로젝터를 통해 구조화 광 패턴 이미지를 동시 투사하면서, 상기 카메라를 통해 상기 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영하여 적어도 하나의 촬영 이미지를 획득하는 단계;
상기 촬영 이미지 각각에 포함된 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 복원함과 동시에 색상 기반으로 상기 복원된 이미지 각각에 대응되는 프로젝터를 식별하고, 상기 복원된 이미지간 대응성을 기반으로 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하는 단계; 및
상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피와 상기 촬영 이미지에 포함된 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출하고, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 결정하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
A projector calibration method for a multi-projection system having a plurality of projectors and a camera,
Generating a structured light pattern image based on the perfect submap, and providing the structured light pattern image to each of the plurality of projectors with different colors of the structured light pattern image;
Projecting the structured light pattern image simultaneously through the plurality of projectors and photographing an overlapping area of the structured light pattern image through the camera to obtain at least one shot image;
A plurality of structured light pattern images included in each of the photographed images are reconstructed, a projector corresponding to each of the reconstructed images is color-based, and based on the correspondence between the reconstructed images, Calculating homogenization between projectors; And
Calculating vertical and horizontal vanishing points for each of at least one plane constituting a display environment based on the homography between the camera and the plurality of projectors and the edge information included in the photographed image, And determining a large display area on the basis of the calculated result.
제1항에 있어서, 상기 구조화 광 패턴 이미지는
퍼펙트 서브맵에 포함된 다수의 엘리멘트 각각의 수학성 속성을 반영하는 다수의 심볼들로 구성된 코드 패턴 이미지를 생성한 후, 상기 코드 패턴 이미지와 바둑판 패턴 이미지에 대한 배타적 논리합 연산을 수행함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
The method of claim 1, wherein the structured light pattern image
Generating a code pattern image composed of a plurality of symbols reflecting the mathematical property of each of a plurality of elements included in the perfect submap, and then performing an exclusive-OR operation on the code pattern image and the checkerboard pattern image Wherein the projector is a multi-projection system.
제1항에 있어서, 상기 다수의 심볼은
상기 엘리멘트의 값이 "0"이면, 블랭크(blank) 표시되고, 그렇지 않다면 흰색 및 검은색 동심원이 교대로 배치되는 동심원을 적어도 하나 구비할 수 있으며, 상기 동심원의 반경은
Figure pat00041
로 결정되는 것을 특징으로 하며,
상기 ρ은 가장 바깥쪽에 위치되는 동심원의 반경이며, 상기
Figure pat00042
는 상기 엘리먼트의 값인 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
2. The method of claim 1, wherein the plurality of symbols
A blank is displayed if the value of the element is "0 ", and a concentric circle in which white and black concentric circles are alternately arranged, and the radius of the concentric circle is
Figure pat00041
, ≪ / RTI >
Is a radius of a concentric circle located at the outermost position,
Figure pat00042
Is a value of the element.
제2항에 있어서, 상기 퍼퍽트 서브맵의 크기는
"
Figure pat00043
"의 식에 따라 결정되며,
상기 r는 퍼펙트 서브맵의 행 크기, 상기 s는 퍼펙트 서브맵의 열 크기, 상기 u는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 서브 어레이의 행 크기, 상기 v는 퍼펙트 서브맵에 대응되는 열 크기, 상기 σh는 프로젝터 화면의 가로 비율, 상기 σv는 프로젝터 화면의 세로 비율, 상기 ta(양의 실수)와 ts(양의 정수, 2 ≤ ts ≤ 2min(r,s))는 패턴 해상도와 각 대응점의 식별을 위해 필요한 최소 패턴 영역을 결정하기 위해 사용자로부터 입력되는 스케일링 팩터인 것을 특징으로 하며,
상기 바둑판 패턴 이미지는 상기 퍼퍽트 서브맵의 크기에 따라 능동 조절된 개수의 바둑판 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
3. The method of claim 2, wherein the size of the perfert submap is
"
Figure pat00043
"And "
Wherein r is a row of perfect submap size, wherein s is the perfect submap column size, wherein u is a row of sub-arrays corresponding to a perfect submap size, the v is a column corresponding to a perfect submap size, the σ h is the projector screen width ratio, the σ v is to identify the ratio, the t a (a positive real number) and t s (positive integer number, 2 ≤ ts ≤ 2min (r , s)) of the projector screen, the pattern resolution and the respective corresponding points And a scaling factor input from a user to determine a minimum pattern area required,
Wherein the checkerboard pattern image has a number of checkered patterns that are actively controlled according to the size of the perfert submap.
제2항에 있어서, 상기 복원된 이미지는
상기 촬영 이미지와 복원용 바둑판 패턴 이미지에 대한 배타적 논리합 연산을 수행함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
3. The method of claim 2,
And performing an exclusive OR operation on the captured image and the restoration checkerboard pattern image.
제5항에 있어서, 상기 복원용 바둑판 패턴은
상기 촬영 이미지에서 네 개의 사각형이 만나는 점을 초기 점으로 획득한 후 상기 초기 점에 인접 위치하는 이웃 점들을 파악하고,
상기 촬영 이미지의 에지 성분을 추출하여 에지 이미지를 생성한 후, 상기 이웃 점들중에서 상기 에지 이미지의 브레젠함 라인 상에 위치한 이웃 점만을 선별하여 유효 이웃점들을 파악하고,
상기 유효 이웃점들을 기반으로 상기 촬영 이미지의 바둑판 형상을 분석함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
The method according to claim 5, wherein the restoration checkerboard pattern
Acquiring, as an initial point, a point at which four quadrangles meet in the captured image, determining neighboring points adjacent to the initial point,
Extracting an edge component of the photographed image to generate an edge image, selecting only a neighboring point located on a border line of the edge image among the neighboring points to identify valid neighboring points,
And analyzing a checkered shape of the photographed image based on the valid neighbor points.
제1항에 있어서, 상기 대형 디스플레이 영역을 결정하는 단계는
상기 카메라 이미지들의 에지 성분을 기반으로 다수의 라인 세그먼트를 추출하는 단계;
상기 라인 세그먼트들과 상기 라인 세그먼트들의 교차 정보를 기반으로 대형 디스플레이 영역을 구성하는 각 평면의 소실점, 수직 및 수평 벡터를 계산하는 단계;
상기 각 평면의 소실점, 수직 및 수평 벡터를 기반으로 상기 각 평면의 디스플레이 영역을 파악하는 단계; 및
상기 각 평면의 디스플레이 영역의 크기를 평가한 후, 가장 작은 디스플레이 영역의 높이와 넓이로 상기 대형 디스플레이 영역의 높이와 넓이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 프로젝션 시스템의 프로젝터 캘리브레이션 방법.
2. The method of claim 1, wherein determining the large display area comprises:
Extracting a plurality of line segments based on an edge component of the camera images;
Computing a vanishing point, a vertical and a horizontal vector of each of the planes constituting the large display area based on the intersection information of the line segments and the line segments;
Determining a display area of each plane based on a vanishing point, a vertical and a horizontal vector of each plane; And
And determining a height and an area of the large display area with the height and the width of the smallest display area after evaluating the sizes of the display areas of the respective planes.
대형 디스플레이 영역으로 이미지를 투사하는 다수의 프로젝터;
상기 대형 디스플레이 영역에 투사된 이미지를 촬영하는 카메라; 및
퍼펙트 서브맵을 기반의 구조화 광 패턴 이미지를 상기 다수의 프로젝터를 통해 동시 투사하면서 상기 카메라를 통해 상기 구조화 광 패턴 이미지의 중첩 영역을 촬영하고, 상기 촬영 이미지 각각에 포함된 다수의 구조화 광 패턴 이미지를 복원 및 분석하여 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피를 산출하고, 상기 카메라와 상기 다수의 프로젝터간 호모그래피와 상기 촬영 이미지의 에지 정보를 기반으로 디스플레이 환경을 구성하는 적어도 하나의 평면 각각에 대한 수직 및 수평 소실점을 산출한 후, 상기 산출된 수직 및 수평 소실점을 기반으로 대형 디스플레이 영역을 결정하는 프로세서를 포함하는 멀티 프로젝션 시스템.
A plurality of projectors for projecting images into a large display area;
A camera for photographing an image projected on the large display area; And
Projecting a structured light pattern image based on a perfect submap simultaneously through the plurality of projectors while photographing an overlapping area of the structured light pattern image through the camera and restoring a plurality of structured light pattern images included in each of the captured images And calculating a homography between the camera and the plurality of projectors by analyzing the image, and calculating a homography between the camera and the plurality of projectors based on the homography between the camera and the plurality of projectors and the edge information of the photographed image, And a processor for calculating a horizontal vanishing point and then determining a large display area based on the calculated vertical and horizontal vanishing points.
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