CN110089111A

CN110089111A - 将图像投影到弯曲投影区域上的方法和用于该方法的投影***

Info

Publication number: CN110089111A
Application number: CN201780077188.1A
Authority: CN
Inventors: 张京允; 尹亨溱
Original assignee: CJ CGV CO Ltd
Current assignee: CJ CGV CO Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2019-08-02
Also published as: JP2020507100A; WO2018110822A1; KR101847996B1; IL267087A; EP3539289A1; EP3539289A4

Abstract

公开了配备有曲面的投影区域和多个投影设备的影院中的图像投影方法和***。具体地，公开了图像投影方法和***，该图像投影方法和***可以通过计算多个投影设备的投影区域之间的相对变换信息来将多个投影设备限定为一个集群，并且可以通过限定集群中的参考投影设备与原始图像的投影区域之间的相对关系通过多个投影设备来将单个图像无失真地投影到弯曲投影区域上。

Description

将图像投影到弯曲投影区域上的方法和用于该方法的投影 ***

技术领域

本发明涉及配备有曲面的投影区域和多个投影设备的影院中的图像投影方法和***，并且更具体地，涉及以下的图像投影方法和***，该图像投影方法和***可以通过计算多个投影设备的投影区域之间的相对变换信息来将多个投影设备限定为一个集群(cluster)，并且可以通过限定该集群中的参考投影设备与原始图像的投影区域之间的相对关系通过多个投影设备来将单个图像无失真地投影到弯曲投影区域上。

背景技术

为了提供具有更多三维效果和高真实感的放映环境，最近一直努力使用多个投影设备来实现单个图像。具体地，随着对通过大尺寸屏幕欣赏电影的需求增加，人们对使用多个投影设备来将单个图像投影到大尺寸屏幕上的技术的兴趣很大。

在传统技术中，通常，使用平面屏幕作为影院屏幕。在这种情况下，当将使用多个投影设备来在平面的大尺寸屏幕上实现单个图像时，已尝试将多个投影设备限定为一个集群。在这种情况下，当执行集群时，在假定大多数投影表面是平面的情况下使用单应矩阵(homography)来执行梯形失真校正。

然而，最近，已知“弯曲屏幕”在形成改进的三维效果和高沉浸感方面更有利，其中由曲面而非平面屏幕形成的投影表面的影院的数目增加。与这种增加相符，即使在曲面的投影区域中，也尝试使用多个投影设备来实现单个图像。

在传统技术中，当执行集群时，在假定屏幕是平面的情况下使用单应矩阵。如果向曲面的投影区域应用单应矩阵，则存在的问题是，由于曲面而产生的复杂失真没有被消除。此外，存在的问题在于，因为投影设备之间的相对关系没有被清楚地限定并且边缘融合不准确，所以在交叠区域中焦点偏离。

为了解决这些问题，已提出了软件解决方案。然而，这些解决方案仅提供了校正控制器，因为曲面的形式被限于诸如圆顶和圆柱形这样的一些形式。因此，存在的问题在于难以将这些解决方案用于特定弯曲投影表面。

本发明涉及如上所述地使用多个投影设备来将图像投影到特定弯曲投影表面上，并且已做出本发明以满足以上提到的技术需要并提供本领域的普通技术人员可能不容易发明的附加技术因素。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利申请公开No.10-2007-0061254(2007年6月13日)

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是在使用多个投影设备来在曲面的投影区域上实现图像时通过将多个投影设备集群来促进控制。

具体地，本发明的目的是实现投影设备集群，与基于图像被投影到平面投影表面上的前提的传统投影设备集群中不同，该投影设备集群能够通过基于细分进行投影设备之间的相对变换信息计算和集群来将图像无失真地投影到与典型曲面不同的投影表面上。

此外，本发明的目的是将待投影的图像布置在曲面的投影区域上，使得能够通过投影设备集群来将单个图像无失真地实现在弯曲投影表面上。

具体地，本发明的目的是按以下这种方式使可归因于曲面的图像失真最小化：当待投影的原始图像和曲面的投影区域匹配时，在原始图像中设置多个虚拟控制点并且通过移动控制点来使原始图像与弯曲投影表面的形状精确地匹配。

问题的解决方案

在一方面，一种使用多个投影设备来将图像投影到曲面上的方法包括以下步骤：(a)由投影管理设备基于所述投影设备的投影区域来计算所述多个投影设备之间的相对变换信息，并且通过基于所述相对变换信息将所述多个投影设备进行分组来产生投影设备集群；以及(b)由所述投影管理设备将待由所述投影设备集群投影的图像与曲面的投影区域匹配。

在另一方面，特定投影设备能够将图像投影到的所述曲面的投影区域和与所述特定投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠。

在又一方面，产生所述投影设备集群的步骤包括以下步骤：(a-1)将所述多个投影设备中的任一个投影设备设置为参考投影设备；以及(a-2)计算所述参考投影设备与属于与所述参考投影设备邻近的投影设备并且被包括在所述投影设备集群中的投影设备之间的相对变换信息。

在又一方面，所述步骤(a-2)包括以下步骤：由所述投影管理设备从所述参考投影设备的在所述参考投影设备的投影区域和与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠的交叠区域内的投影区域提取对应点Ci，从与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域提取对应点Cj，以及通过将所述对应点代入相对变换式来计算所述相对变换信息。

在又一方面，所述相对变换式为

其中，xⁱ是所述参考投影设备的像素位置，Cⁱ _k是对应点网格的每个顶点的位置，w_k是权重，并且A(xⁱ)是全局仿射变换。

在又一方面，该方法还包括：步骤(a-3)，计算所述参考投影设备与属于与所述参考投影设备邻近的投影设备并且未被包括在所述投影设备集群中的投影设备之间的相对变换信息。

在又一方面，将待由所述投影设备集群投影的图像与所述曲面的投影区域匹配的步骤包括以下步骤：(b-1)从待由所述投影设备集群投影的图像的最外侧提取特定数目的初始点；(b-2)在待投影的所述图像内设置多个控制点，并且通过连接所述多个控制点来将区域细分为多个子图像区域；以及(b-3)将所述初始点和所述控制点与所述曲面的投影区域的形状匹配。

在又一方面，使用双线性插值方案来执行所述步骤(b-3)。

在又一方面，所述初始点是待投影的所述图像的最外侧顶点。

在又一方面，以相等的间隔设置所述多个控制点。

在又一方面，一种用于将图像投影到曲面上的***包括：投影管理设备，该投影管理设备被配置为计算影院中所包括的多个投影设备之间的相对变换信息，通过基于所述相对变换信息将所述多个投影设备进行分组来产生投影设备集群，并且将待由所述投影设备集群投影的图像与所述影院内的投影区域匹配，以及所述多个投影设备，所述多个投影设备被配置为将图像投影到所述影院内的所述投影区域上。

在又一方面，所述投影管理设备将所述多个投影设备中的任一个投影设备设置为参考投影设备，并且计算与所述参考投影设备邻近的投影设备之间的相对变换信息。

在又一方面，所述投影管理设备从所述参考投影设备的在所述参考投影设备的投影区域和与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠的交叠区域内的投影区域提取对应点Ci，从与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域提取对应点Cj，并且通过将所述对应点代入相对变换式来计算所述相对变换信息。

在又一方面，所述投影管理设备将待由所述投影设备集群投影的图像与所述曲面的投影区域匹配，从待由所述投影设备集群投影的图像的最外侧提取特定数目的初始点，在待投影的所述图像内设置多个控制点并且通过连接所述多个控制点来将区域细分为多个子图像区域，并且将所述初始点和所述控制点与所述曲面的投影区域的形状匹配。

发明的有益效果

按照本发明的实施方式，存在的效果是，多个投影设备能够被分组为一个集群并且被控制。具体地，按照本发明的实施方式，可以通过控制每个集群的多个投影设备来执行诸如图像区域布置或图像校正这样的任务。例如，按照本发明的实施方式，已在投影设备集群内限定了参考投影设备。因此，存在的效果是，能够容易地控制多个投影设备，因为如果基于参考投影设备执行诸如图像区域布置或图像校正这样的任务，则在其余投影设备上自动地执行图像区域布置或图像校正。

此外，按照本发明的实施方式，当执行投影设备集群时，可以基于细分和薄板样条(TPS)运算来获得投影设备之间的相对变换信息。因此，存在的效果是，与基于平面投影表面的前提的传统集群中不同，能够针对非典型的弯曲投影表面将投影设备进行有效集群。

此外，按照本发明的实施方式，存在的效果是，在将投影设备进行集群的步骤之后布置图像区域的步骤中，能够使用细分方法来将图像与非典型的曲面有效匹配。

附图说明

图1示出了按照顺序的根据本发明的实施方式的将图像投影到曲面上的方法。

图2是示出将多个投影设备进行集群的步骤的详细示图。

图3示出了投影设备的投影区域已交叠的状态。

图4是有助于理解投影设备之间的相对变换信息的示图。

图5是例示根据投影设备的集群的投影区域的示图。

图6是示出将待投影的图像与曲面的投影区域匹配的步骤的详细示图。

图7和图8示出了将图像与曲面的投影区域匹配的步骤。

图9和图10示出了根据本发明的实施方式的用于将图像投影到曲面上的***的配置。

<对附图标记的描述>

100：投影设备

151a～151e：相应投影设备的投影区域

200：投影设备的集群

1000：投影管理设备

1100：计算单元1200：存储单元

1300：投影设备管理单元

1400：通信单元

1500：用户接口单元1600：相机单元

1700：控制单元

具体实施方式

根据以下基于附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明的目的和技术配置的细节及其作用效果。下文中，参照附图来详细地描述本发明的实施方式。

本说明书中公开的实施方式不应被解释或用作限制本发明的范围。对于本领域的技术人员显而易见的是，包括本说明书的实施方式的描述可以具有各种应用。因此，在本发明的具体实施方式中描述的一些实施方式是为了更好理解而例示的，并且本发明的范围不旨在受实施方式限制。

附图中例示并在下文描述的功能块仅仅是可能实现方式的示例。在其它实现方式中，可以在不脱离具体实施方式的精神和范围的情况下使用其它功能块。此外，本发明的一个或更多个功能块被例示为单独的块，但是本发明的功能块中的一个或更多个可以是用于执行同一功能的各种硬件和软件元件的组合。

此外，应该理解，包括一些元件的表述是开放型的表述，并且该表述仅表示存在对应的元件，而不是将附加元件排除在外。

此外，当一个元件被描述为连接或联接到另一元件时，应该理解，一个元件可以直接连接或联接到另一元件，但是在这两个元件可以插置第三元件。

此外，要理解的是，可以通过各种类型的硬件和软件的协同操作来实现将图像投影到下文中将描述的曲面上的方法。例如，可以通过多个投影设备和以有线或无线方式连接到投影设备的投影管理设备(或服务器)之间的协作操作来实现该方法。除了这种协作操作之外，还可以通过各种类型的硬件和软件的协同操作来实现该方法。

图1是示出在配备有曲面的投影区域和多个投影设备的影院中将图像投影到曲面上的方法的简要示图。

参照图1，根据本发明的实施方式的将图像投影到曲面上的方法包括：第一步骤，由投影管理设备基于投影设备的投影区域来计算多个投影设备之间的相对变换信息，并且基于相对变换信息来将所述多个投影设备进行集群；以及第二步骤，由投影管理设备将待由投影设备集群投影的图像与曲面的投影区域匹配。

下文中，分别描述了将投影设备进行集群的第一步骤以及将图像与曲面的投影区域匹配的第二步骤。

下面，首先参照图2至图4描述将投影设备进行集群的第一步骤。

图2示出了集群步骤的细分。参照图2，集群步骤包括：步骤S101，将多个投影设备中的任一个设置为参考投影设备；以及步骤S103，计算参考投影设备和与参考投影设备邻近的投影设备之间的相对变换信息。

在对步骤S101和步骤S103进行全面描述之前，首先，在该步骤中，这是基于已经将待集群的多个投影设备的投影区域布置成部分地交叠的前提的。如上所述，本发明的目的是通过多个投影设备来将图像投影到单个投影表面上，但是是使得投影的所有图像能够总体实现单个完成图像。因此，这是基于已经如图3中一样将本发明中描述的多个投影设备的一些投影区域布置成交叠的前提的。

在这种情况下，邻近投影设备的投影区域可以以具有四条边和四个顶点的四方形的形式交叠。为了计算投影设备之间的相对变换信息，需要有至少四条或更多条点对应信息。其原因在于，如果如上所述一些投影区域以四方形的形式交叠，则可以容易地提取点对应信息。此外，如果交叠投影区域是四方形，则可以容易地对交叠投影区域执行图像校正(例如，边缘融合或黑色偏移)，因为可以相对清楚地指定交叠投影区域。然而，要注意，邻近投影设备的投影区域必定限于特定几何形状(例如，矩形)，并且投影设备的投影区域可以根据投影设备的布置状态而以各种形式交叠。

返回参照步骤S101，投影管理设备将多个投影设备中的任一个设置为参考投影设备。在这种情况下，参考投影设备不受特殊条件的限制，并且多个投影设备中的任一个可以被自由地设置为参考投影设备。

关于设置参考投影设备的原因，在平面投影表面中集群的情况(假设图3的投影表面是平面)下，通过执行将邻近的对应点P1和P3以及P1和P2匹配来计算相对单应矩阵，并且可以通过组合计算出的两个单应矩阵来自动地获得P2和P3之间的相对关系。在曲面的投影区域中集群的情况下，因为关于曲面的精确几何信息不能被获知，所以必须输入所有邻近投影设备的对应点。

结果，与平面中集群不同，在曲面中集群的情况下，产生循环对应关系(例如，)。如果仅计算任一方向上的相对变换信息，例如，如果仅计算方向上的相对变换信息，则方向上的计算结果受到影响。因此，存在的问题是，如在平面中一样，难以进行独立计算。在本发明的实施方式中，为了解决该问题，在选择了参考投影设备之后，针对所有投影设备依次计算多条相对变换信息。

在步骤S103中，计算参考投影设备和邻近投影设备之间的相对变换信息。在本发明的实施方式中，使用薄板样条(TPS)计算相对变换信息。TPS是在用于分散数据插值的计算机图形和计算机视觉中使用的方案中的一种。因为TPS是以径向基函数(RBF)的形式表示的，所以TPS可以高效地处理由用户输入并且在投影仪交叠区域中不规则生成的对应点(例如，使四个对应点匹配)。此外，TPS的优点在于，因为还计算了全局仿射变换(GAT)，所以还可以外推交叠区域之外的其余投影区域。

GAT是用于将对象的运动表示为用于表示n维空间中的点对应的函数的模型中的一种。二维空间中的GAT是2×3矩阵并且如下地限定。

如果使用应用于二维点的GAT来将二维点p＝(x,y)移动到p'＝(x',y')，则p'如下。

也就是说，二维点p＝(x,y)移动到p'＝(x',y')，即，x'＝a00*x+a01*y+a02且y'＝a10*x+a11*y+a12。如果如在以上提到的方法中一样使用GAT来移动所有像素，则由投影设备投影的图像发生变形。结果，可以是通过外推来计算交叠区域之外的其余投影区域(即，估计它们)。

下面，参照图4描述由投影管理设备计算实际相对变换信息的处理。

交叠区域内的C_i和C_j可以作为n个投影设备中的参考投影设备和与参考投影设备邻近的投影设备之间的对应点而存在。在参考投影设备和邻近投影设备之间，对应点的数目相同地为“m”。关于对应点的数目，与传统技术中的用于平面集群的四个对应点相比，曲面集群所需的对应点的数目更大。即，仅使用现有的四个对应点来通过TPS进行的曲面几何近似的精度可能稍低。为了解决这个问题，除了这四个对应点之外，还可以生成通过细分的附加对应点。在这种情况下，附加对应点的坐标可以简单地具有周围点的平均值，所以能够平滑地保持投影区域的划分(网格)。

在这种状态下，根据下式，执行从参考投影设备到邻近投影设备的相对变换信息的计算以及从邻近投影设备到参考投影设备的相对变换信息的计算。

[式1]

在式1中，xⁱ指示投影设备pⁱ的像素的位置，并且Cⁱ _k指示对应点的位置并且意指限定TPS函数的中心值。此外，w_k指示每个中心值的权重。TPS使用r^2*log r作为RBF内核函数Φ(r)。

A(xⁱ)指示GAT。在根据C_j＝TPS_i→j(C_i)配置联立线性方程之后，使用最小二乘求解器来计算w_k和A。最小二乘求解器是计算最接近于多个测量值中的最精确值的值的方法，并且是确定误差的平方之和以使得该和最小的方法。

具有四个顶点的对应点网格如下。

对应点网格	C<sub>i</sub>	C<sub>j</sub>
			#1	(982.782,388.74)	(0,0)
#2	(2140.23,422.782)	(2560,0)
			#3	(165.761,912.471)	(0,1440)
#4	(2560,1440)	(2560,1440)

在根据Cj＝TPSi→j(Ci)配置联立线性方程之后使用最小二乘求解器而得到的式1中的w_k如下。

对应点网格	W<sub>k</sub>	W<sub>k</sub>
			#1	-0.000704955	-0.000199632
#2	0.000536493	0.000151926
			#3	0.000370332	0.000104872
#4	-0.00020187	-5.71663e-005

在根据Cj＝TPSi→j(Ci)配置联立线性方程之后使用最小二乘求解器而得到的式1中的A如下。

如果投影设备i的xⁱ为(1043.01,640.131)，则通过式1将x^j(即，相对变换信息)计算为(2160.57,611.839)。

在步骤S103中计算参考投影设备和邻近投影设备之间的相对变换信息之后，使用TPS_i→ref(即，计算结果值)来用参考投影设备的坐标更新对应点(S105)。即，使用相对变换信息来将对应点应用于参考投影设备，使得可以仅通过控制参考投影设备来控制邻近投影设备的投影区域。

在参考投影设备和与参考投影设备邻近的投影设备之间重复地执行步骤S101至步骤S105。即，在与参考投影设备邻近的投影设备上重复地执行步骤S103和步骤S105。

图5例示了在集群步骤之后根据多个投影设备的投影区域。从图5中可以看出，最左侧的投影设备具有相对平面的投影区域，投影设备具有朝向右侧弯曲的表面，并且最右侧的投影设备具有包括主要曲面的投影区域。还可以看出，在最左侧的投影设备和最右侧的投影设备之间存在通过曲面将投影区域从最左侧的投影设备平滑地连接到最右侧的投影设备的投影设备。如上所述，在本发明的实施方式中，基于多个投影设备相对于非典型曲面的投影面积来计算相对变换信息，并且可以基于相对变换信息来将多个投影设备限定为单个集群。

上文中已参照图2至图5描述了将投影设备进行集群的步骤。

下面参照图6至图8描述将图像与曲面的投影区域匹配的步骤，即第二步骤。

参照图6，第二步骤包括：步骤S201，从将待由投影设备集群投影的图像的最外侧提取特定数目的初始点；步骤S203，在待投影的图像内设置多个控制点并且通过连接所述多个控制点来将区域细分(所谓的进一步划分)成多个子图像区域；以及步骤S205，调整位置，使得初始点和控制点与曲面的投影区域的形状匹配。

图7示出了基于平面的投影区域的传统图像区域布置方法与根据本发明的实施方式的曲面的投影区域中的图像区域布置方法之间的比较。参照图7的(a)，当图像区域被布置在平面上时，可以仅使用四个点来将投影区域和图像匹配。然而，为了在曲面中指定图像区域，如在平面中一样，仅调整四个点是不够的。其原因在于，通过四个点的单应矩阵的估计不能近似特定的曲面几何图形。为了解决这个问题，如在图7的(b)中一样，需要使用更多的点(即，控制点)。

在步骤S201中，投影管理设备首先针对已经集群的投影设备集群来检查对应集群的投影区域中的初始点

参照图7的(b)，投影管理设备首先选择初始点，以便检查图像区域的边界。在这种情况下，可以从形成图像最外侧的线中选择初始点。更具体地，可以选择图像区域的顶点作为相应的初始点。所选择的初始点是用于根据集群将图像区域与投影区域匹配的点(即，参考)。图8的(a)示出了由曲面形成的集群的投影区域以及待与投影区域匹配的原始图像。如图8的(b)中所示，调整图像最外侧的初始点，使得它们与投影区域匹配。

在步骤S203中，投影管理设备在将被投影图像的区域中设置多个控制点，并且通过将所述多个控制点连接来将该区域细分为多个子图像区域。这是所谓的细分并且与将特定图像区域细分为子图像区域的步骤对应。

图7的(b)示出了其中在图像内水平地和垂直地设置虚拟线并且在图像中设置多个控制点的实施方式。在这种情况下，控制点可以以相等的间隔设置。图8的(b)示出了其中多个控制点的位置已经被调整成与集群的投影区域(即，曲面的投影区域)匹配的状态。如上所述，可以调整图像中的初始点和控制点的位置，使得初始点和控制点与集群的投影区域匹配。随着初始点和控制点的数目增加，有可能按照非典型曲面的形状进行更精确的匹配。

投影管理设备调整初始点或控制点的位置，并且同时确定每个子图像(或单元)中所包括的内部像素的坐标。在这种情况下，为了确定坐标，可以使用双线性插值方案。其原因在于，如果假定每个子图像单位单元在曲面的精确几何形状未知的状态下是线性的，则与其它插值方案相比，可以获得最稳定的结果。

双线性插值方案是从一维线性插值扩展到二维线性插值的方案。

上文中已经参照图6至图8描述了使图像区域与曲面的投影区域匹配的第二步骤。

根据本发明的实施方式的投影管理设备可以在第一步骤和第二步骤的集群和图像区域匹配之后执行附加功能。例如，投影管理设备可以对每个投影设备执行微调。

首先，关于针对每个投影设备的微调功能，投影管理设备可以对每个投影设备执行微调步骤，以便在校正集群和图像区域匹配之后对应点的误差以及可归因于投影设备镜头的失真的精细校准误差。

在微调中，平面微调方法和曲面微调方法之间略有差别。

在平面微调的情况下，给出四个初始点或控制点作为初始值，并且可以通过调整这四个初始点或控制点来执行使用附加单应矩阵进行的梯形失真调整。通过利用细分增加控制点的数目来校正使用梯形失真调整难以校正的镜头失真或局部校正。具体地，根据在以上提到的曲面集群中描述的式1来执行诸如镜头失真这样的非线性校正。

单应矩阵是能够表示三维平面的旋转和大小的变化的矩阵，并且被用于校正当投影设备倾斜地投影图像时产生的图像的失真。单应矩阵是3×3的矩阵并且如下地限定。

如果通过将单应矩阵应用于二维点p＝(x,y)来将p＝(x,y)移动到p'＝(x',y')，则x'和y'如下。

p'＝(x',y')是因单应矩阵而变形的点。如果通过将以上方法应用于所有像素来移动点，则投影设备所投影的图像可能变形。

在曲面微调的情况下，投影管理设备自动地生成用于在已经被匹配和设置的图像区域中的用于校正的控制点。当图像区域中的用于校正的控制点被连接时，产生细分区域，以形成网格。基于以上提到的“参考投影设备”设置网格。因此，可以如式2中一样计算用于校正的控制点在网格中的位置。

[式2]

TPS_ref→i(即，从参考投影设备到投影设备Pi的映射函数)是在第一步骤中描述的相对变换信息的计算结果。可以根据式2来确定用于通过每个投影设备的每个投影区域内进行细分来校正子图像区域(或单元)的控制点。结果，设置在相对于每个投影设备的集群的投影区域中的控制点(或网格)中的一些被用作用于校正的控制点(或用于校正的网格)。

上文中已描述了由投影管理设备将图像投影到弯曲投影表面上的处理。下面，参照图9和图10描述根据本发明的实施方式的用于将图像投影到曲面上的***。

用于将图像投影到曲面上的***是用于实现以上提到的“将图像投影到曲面上的方法”的示例性***。因此，虽然类别不同，但是关于“将图像投影到曲面上的方法”所描述的特征也可以自然地类推并应用到用于将图像投影到曲面上的***。

参照图9，根据本发明的实施方式的用于将图像投影到曲面上的***可以包括两个或更多个投影设备集群以及被配置为控制并管理所述两个或更多个投影设备集群的操作的投影管理设备。

所述两个或更多个投影设备集群是设置在影院中的多个投影设备已经被分组的元件。在这种情况下，投影设备集群中的每一个可以包括多个投影设备100。

可以以各种方式执行将设置在影院中的多个投影设备进行分组的处理。可以基于在影院中形成的投影表面信息将多个投影设备进行分组。例如，如果影院是包括多个投影表面的多投影影院并且在影院内形成有“前投影表面、左投影表面、右投影表面、顶部投影表面和底部投影表面”，则设置在影院中的多个投影设备可以被分组为“用于将图像投影到前投影表面上的集群、用于将图像投影到左投影表面上的集群、用于将图像投影到右投影表面上的集群、用于将图像投影到顶部投影表面上的集群以及用于将图像投影到底部投影表面上的集群”。即，用于一起将图像投影到特定投影表面上的多个投影设备可以被分组为单个集群。

图9示出了已经将设置在影院中的多个投影设备分组为三个集群(即，集群A、集群B和集群C)的示例。在这种情况下，这三个集群可以按各种方式形成，但是可以如上所述基于形成在影院中的投影表面信息来形成。例如，可以通过将用于将图像投影到左投影表面上的投影设备进行分组来形成集群A。可以通过将用于将图像投影到前投影表面上的投影设备进行分组来形成集群B。可以通过将用于将图像投影到右投影表面上的投影设备进行分组来形成集群C。

投影管理设备控制并管理两个或更多个投影设备集群。具体地，投影管理设备是能够针对每个集群控制设置在影院中的多个投影设备或者独立地控制投影设备的元件。

投影管理设备可以以各种电子装置的形式来实现，并且可以被实现为单个电子装置或者以一些电子装置互连的形式来实现。例如，投影管理设备可以以包括一个服务器设备的形式来实现，或者可以以两个或更多个服务器互连的形式来实现。另选地，投影管理设备可以以服务器和其它电子装置连接的形式来实现，或者可以由除服务器之外的其它电子装置实现。另选地，投影管理设备可以以包括用于用户接口的输入和输出装置的形式来实现。

下面，参照图10描述可以被包括在投影管理设备中的详细元件的示例。

参照图10，投影管理设备可以包括通信单元1100、存储单元1200、投影设备管理单元1300、通信单元1400、用户接口单元1500、相机单元1600和控制单元1700。除了这些元件之外，投影管理设备还可以包括用于管理投影设备集群的各种元件。

计算单元1100针对两个或更多个投影设备集群来计算并管理每个集群的投影设备的相对变换信息。

计算单元1100可以在每个集群中所包括的多个投影设备的投影区域已交叠的状态下计算每个集群中所包括的参考投影设备和其余投影设备之间的相对变换信息。

上文中已描述了计算投影设备之间的相对变换信息的处理，因此在下文中省略对其的详细描述。

根据本发明的实施方式，存储单元1200存储与用于将图像投影到曲面上的***相关的各条信息。具体地，存储单元1200可以存储计算单元1100所生成的相对变换信息，并且可以将相对变换信息存入数据库。在这种情况下，存储单元1200可以为每个集群指配标识符，并且可以将相对变换信息存入数据库。此外，存储单元1200可以为每个集群中所包括的投影设备中的每一个指配标识符，并且可以将变换信息存入数据库。

此外，存储单元1200可以临时或永久地存储以上提到的各种数据，并且可以以包括各种类型的存储装置的形式来配置。

投影设备管理单元1300控制两个或更多个投影设备集群中所包括的多个投影设备的操作。具体地，投影设备管理单元1300可以控制设置在影院中的每个投影设备的镜头、主体等，并且可以通过这种控制来控制每个投影设备的投影方向。

如上所述，为了使计算单元1100计算针对每个集群的相对变换信息，每个集群中所包括的投影设备的投影区域需要被布置成交叠(即，邻近投影设备的投影区域需要被布置成以四方形形式交叠)。可以通过投影设备管理单元1300的操作来控制这种布置状态。

投影设备管理单元1300可以基于各种类型的信息来控制每个集群中所包括的投影设备。例如，投影设备管理单元1300可以基于通过用户接口单元1500接收到的信息、由相机单元1600生成的信息和通过通信单元240接收到的信息来控制投影设备的操作。此外，投影设备管理单元1300可以通过复合地考虑这多条信息来控制投影设备的投影方向，并且还可以通过这种操作来提高控制的精度。

通信单元1400发送和接收与***的操作相关的各种类型的信息。投影管理设备可以通过通信单元1400以有线或无线方式连接到设置在影院中的多个投影设备、多个放映设备、用户终端和外部服务器设备，并且可以发送和接收操作***所需的各条信息。

通信单元1400可以包括各种类型的有线或无线发送/接收模块(收发器)，并且可以经由各种通信标准的有线通信网络或无线通信网络发送和接收数据。

用户接口单元1500实现使得与用户能够通过接口连接的环境。用户接口单元1500可以包括各种输入装置、显示装置和声音输出装置，并且可以从用户接收信息(即，用于控制***的基础)，或者提供与***相关的各种类型的信息。

如果投影设备管理单元1300基于通过用户接口单元接收到的信息来控制投影设备的操作，则用户接口单元1500可以实现能够有助于识别交叠投影区域的各种视觉功能。例如，用户接口单元1500可以实现仅显示形成交叠投影区域的两个邻近投影设备的投影区域而不显示其余投影设备的投影区域的功能、以不同的颜色(例如，蓝色和红色)来显示邻近投影设备的投影区域的功能以及可视地显示交叠投影区域的对应点的功能。

相机单元1600被设置在影院内，并且感测影院内的各种类型的视觉信息或者使感测到的视觉信息可视化。相机单元1600可以包括各种相机模块。

具体地，相机单元1600可以识别设置在影院中的每个投影设备将图像投影到的投影区域，并且可以可视地识别由两个或更多个邻近投影设备形成的交叠投影区域。此外，相机单元1600可以将此信息传送到投影设备管理单元1300，使得该信息被用作用于控制投影设备的操作的基础信息。

控制单元1700独立地或复合地控制投影管理设备的各种元件的操作，所述元件包括计算单元1100、存储单元1200、投影设备管理单元1300、通信单元1400、用户接口单元1500和相机单元1600。

控制单元1700可以包括至少一个操作装置。在这种情况下，操作装置可以是通用中央处理单元(CPU)，但是也可以是为特定目的而实现的可编程器件(CPLD、FPGA)、专用集成电路(ASIC)或微控制器芯片。

已参照本发明的优选实施方式详细地描述了本发明。然而，本领域的技术人员应该理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下在这些实施方式中进行改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于投影管理设备使用多个投影设备来将图像投影到曲面上的方法，该方法包括以下步骤：

(a)基于所述投影设备的投影区域来计算所述多个投影设备之间的相对变换信息，并且通过基于所述相对变换信息将所述多个投影设备进行分组来产生投影设备集群；以及

(b)将待由所述投影设备集群投影的图像与曲面的投影区域匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个投影设备中的特定投影设备能够将图像投影到的所述曲面的投影区域和与所述特定投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤(a)包括以下步骤：

(a-1)将所述多个投影设备中的任一个投影设备设置为参考投影设备；以及

(a-2)计算所述参考投影设备与属于与所述参考投影设备邻近的投影设备并且被包括在所述投影设备集群中的投影设备之间的相对变换信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤(a-2)包括以下步骤：

从所述参考投影设备的在所述参考投影设备的投影区域和与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠的交叠区域内的投影区域提取对应点Ci，

从与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域提取对应点Cj，以及

通过将所述对应点代入相对变换式来计算所述相对变换信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述相对变换式为

6.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括：步骤(a-3)，计算所述参考投影设备与属于与所述参考投影设备邻近的投影设备并且未被包括在所述投影设备集群中的投影设备之间的相对变换信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括以下步骤：

(b-1)从待由所述投影设备集群投影的图像的最外侧提取特定数目的初始点；

(b-2)在待投影的所述图像内设置多个控制点，并且通过连接所述多个控制点来将区域细分为多个子图像区域；以及

(b-3)将所述初始点和所述控制点与所述曲面的投影区域的形状匹配。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，使用双线性插值方案来执行所述步骤(b-3)。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述初始点是待投影的所述图像的最外侧顶点。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，以相等的间隔设置所述多个控制点。

11.一种用于将图像投影到曲面上的***，该***包括：

投影管理设备，该投影管理设备被配置为计算影院中所包括的多个投影设备之间的相对变换信息，通过基于所述相对变换信息将所述多个投影设备进行分组来产生投影设备集群，并且将待由所述投影设备集群投影的图像与所述影院内的投影区域匹配；以及

所述多个投影设备，所述多个投影设备被配置为将图像投影到所述影院内的所述投影区域上。

12.根据权利要求11所述的***，其中，所述投影管理设备将所述多个投影设备中的任一个投影设备设置为参考投影设备，并且计算与所述参考投影设备邻近的投影设备之间的相对变换信息。

13.根据权利要求11所述的***，其中，所述投影管理设备从参考投影设备的在所述参考投影设备的投影区域和与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域部分地交叠的交叠区域内的投影区域提取对应点Ci，从与所述参考投影设备邻近的投影设备的投影区域提取对应点Cj，并且通过将所述对应点代入相对变换式来计算所述相对变换信息。

14.根据权利要求13所述的***，其中，所述相对变换式为

15.根据权利要求11所述的***，其中，所述投影管理设备将待由所述投影设备集群投影的图像与所述曲面的投影区域匹配，从待由所述投影设备集群投影的图像的最外侧提取特定数目的初始点，在待投影的所述图像内设置多个控制点并且通过连接所述多个控制点来将区域细分为多个子图像区域，并且将所述初始点和所述控制点与所述曲面的投影区域的形状匹配。