EP3105925A1 - Procédé d'alignement perfectionné de deux moyens de projection - Google Patents

Procédé d'alignement perfectionné de deux moyens de projection

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Publication number
EP3105925A1
EP3105925A1 EP14711288.2A EP14711288A EP3105925A1 EP 3105925 A1 EP3105925 A1 EP 3105925A1 EP 14711288 A EP14711288 A EP 14711288A EP 3105925 A1 EP3105925 A1 EP 3105925A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circle
projection means
image
projected
zones
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14711288.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François HELT
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Highlands Technologies Solutions
Original Assignee
Highlands Technologies Solutions
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Highlands Technologies Solutions filed Critical Highlands Technologies Solutions
Publication of EP3105925A1 publication Critical patent/EP3105925A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/327—Calibration thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3147—Multi-projection systems

Definitions

  • the present invention relates to a technique of aligning a second projection means on a first projection means.
  • Such an alignment is implemented to increase the level of light on large screens, or for a simultaneous stereoscopic projection "left eye-right eye” in which the images for each eye are assigned to different projectors.
  • Alignment can also be used for correct overlay of red, green, and blue images for a given projector.
  • the high-end three-component electronic projectors allow adjustment of the superposition of the three primary (or convergence) by adjusting the orientation of the three imaging systems.
  • the collimation of the three primaries also requires the alignment of the three projected primary images. This adjustment is not motorized in the current state of the art.
  • Aligning two projectors is usually a tedious task that requires the assistance of two people: the projectionist and a person in the room near the screen. This adjustment is currently done manually, as follows: the projectionist projects the same pattern on the two projectors, while the person in the room observes the gap on the screen between the two projected images, and communicates by signs the correction to bring. The projectionist uses this information to modify the position of the second projector (the first one used as a position reference), until an alignment appears satisfactory to the observer. If the projector has a remote control that includes moving the projected image horizontally and vertically, the projectionist can be placed near the screen and manually control the operation.
  • identifying centers of respective circles projections and transmit control commands of the second projection means to align the center of the circle of the image projected by the second means with the center of the circle of the image projected by the first means.
  • the method comprises a determination of respective positions of said centers of circles, comprising, for each circle, the steps implemented by the analysis device:
  • the circle of the projected images is specifically black (or at least dark) on a uniform colored background, and a minimum in light intensity is sought in each of the aforementioned profiles.
  • the aforementioned uniform colored background may be of green primary color, because this color, which has the greatest brightness, serves as a geometric reference in the trichromatic systems.
  • the two images of the two projection means can be projected simultaneously, in particular if the two circles of the respective projections can be identified by, for example, different colors.
  • the method alternatively, rather comprises the steps:
  • extremums in each zone gave much more precise results.
  • One possible embodiment for this purpose consists in obtaining the luminous intensity profiles respectively by Radon projections, followed for example by Lagrange interpolations to obtain an extremum point for each profile (as detailed below with reference to FIG. 5).
  • the zones of the first pair are situated at the left and right ends of the circle and the sum divided by two of the abscissas of the respective precise points of the zones of the first pair gives the abscissa of the center of the circle in a chosen reference point, and
  • the zones of the second pair are situated at the lower and upper ends of the circle and the sum divided by two of the ordinates of the respective specific points of the zones of the second pair gives the ordinate of the center of the circle in the chosen reference point.
  • the reference chosen is the same for the two images respectively projected by the first and the second projection means (for example a pixel (0,0) of lower left edge of the captured image which encompasses the entire projected pattern, the means of shooting remaining fixed between the two acquisitions of projected images).
  • the luminous intensities of pixels of each zone are averaged to construct the profile associated with the zone.
  • the luminous intensities of pixels of each zone are summed to build the profile associated with the zone (without necessarily having to calculate an average of these intensities, in the case of rectangular areas).
  • the first and second projection means may be two projectors in stereoscopic cinematography.
  • the method of the invention may be implemented for collimation of projections by said first and second projection means.
  • the method may comprise the alignment of at least a third projection means (or more) on the first and / or second projection means, with a reiteration of the steps of the method to do this.
  • four projection means used for stereoscopic cinematography can be considered, with two projection means aligned with each other for each eye, and the pairs of projection means for each eye. being further aligned with each other for stereoscopic vision.
  • the present invention also relates to a system for adjusting a second projection means to be aligned on a first projection means, comprising, for the implementation of the method according to the invention:
  • an analyzing device connected to the sensor for determining the position of the center of the circle in the projected image and comparing this position with a determined circle position on an image projected by the first projection means, for delivering adjustment controls in alignment second means according to said comparison.
  • the present invention also relates to the analysis device executing the precise determination of the center of the circle according to the invention.
  • the present invention also relates to a computer program (and / or a readable memory medium comprising the instruction data of such a program), this program including in particular instructions for the implementation of the method, when this program is executed by a processor (for example from the above-mentioned analysis device).
  • a processor for example from the above-mentioned analysis device.
  • FIG. 1 illustrates an exemplary system according to the invention capable of aligning two projectors PI and P2;
  • FIG. 2 illustrates the main steps of an exemplary method within the meaning of the invention
  • Fig. 3 illustrates an example of a projected pattern having a circle
  • FIG. 4 illustrates the aforementioned areas each including an arc
  • FIG. 5 illustrates the light intensity profiles associated with the zones and each having an extremum.
  • a specific projection screen is used, associated with an elaborate procedure for very accurately locating the geometric alignment of the projected image.
  • the registration element (a circle according to a preferred option), constituting the projected image, is associated with a determined position in a digital image taken by a sensor, with a precision better than the tenth of a pixel of this sensor, and thanks to the procedure elaborated above.
  • the obtaining of precise positions of the projection makes it possible to automatically control each additional projector to make the projected images coincide as well as possible.
  • a device MIR for projecting projection control the projectors, and in particular the first projector PI for projecting onto a ECR screen a specific reference pattern, for example a black circle on a green background.
  • the MIR device activates the reference projector, or "first projector" PI, the other projectors being extinguished.
  • the sensor CAP acquires an image corresponding to that of FIG. 3 and transmits the digital data of the projected image (arrow DAT) to a processor PROC of a device DIS within the meaning of the invention which calculates the precise position of the center of the circle. This position is then stored in the MEM memory of the device.
  • the CAP sensor is for example a digital camera, a digital camera or other.
  • the projector PI (shown in dotted lines) is off, and the MIR control device controls the additional projector P2 to align ("second projector" above shown in solid lines) to project on the ECR screen the same image (circle black on a green background).
  • the projectors are not aligned at the beginning, the new position of the center of the circle is different. These differences are received and interpreted by the processor PROC of the analysis device DIS to deliver, for example in the form of signals addressed to a processing unit of the projector P2, control commands moving the projector P2 (arrow COM).
  • Step by step it is done again the acquisition of a translated image as well as the geometric calculation of position of the center of the circle until that the distance between the obtained position and the reference position of the center of the circle of the image projected by the PI reference projector coincide at a tolerance threshold close (typically one pixel).
  • the calculation of the circle centers then gives the geometric positions of the respective centers of the three circles.
  • the green used as a reference because it has the greatest brightness, the operator is shown a square representing the center of the green circle and red and blue squares representing the respective positions of the centers of the red and blue circles on a considerably enlarged scale .
  • the operator makes the necessary adjustments to match the three primary images. More sophisticated imaging system settings can be proposed to approach good convergence at several locations in the image. For example, it is possible to project circles in the center and at the four corners of the screen, and possibly at the position of the subtitles. that is, in the middle of the bottom of the screen.
  • the method within the meaning of the invention then proposes a calculation and a display of the best conditions for each of the five positions.
  • the sensor CAP can be rotated little perceptible, in which case a horizontal and a vertical image do not translate obliques detected on the sensor,
  • the shape of the circle has been retained because it can be detected very robustly, especially in image processing by a Hough transform.
  • step S2 after acquisition of the image by the sensor CAP in step S1, a rough processing of identification of the circle is implemented in step S2. Missing points, because of value too close to the light background, do not disturb the detection of the form. The approximate knowledge of the radius of the circle further facilitates its detection.
  • step S2 after Hough transform, a first position (xa, ya) of the center of the circle whose accuracy depends on the parameters of the algorithm but first of all on the pixel size of the sensor is then obtained. This position is retained as an integer address of one pixel on the sensor. The accuracy of the detection is then improved as follows.
  • zones Z1, Z2, Z3 and Z4 are deduced at step S3, corresponding to the (almost) vertical left and right zones of the circle, as well as to the (quasi) horizontal zones of the top and the bottom, as represented in FIG. 4.
  • the luminous intensity values in each zone are accumulated, by vertical projection for ZI and Z2, or horizontal for Z3 and Z4 (Radon transform), in step S4.
  • a profile modeled by a curve (in dashed lines in FIG. 5) obtained by Lagrange interpolation in particular at the values of the pixels having the lowest intensity sums (dotted line curves of FIG. 5) is obtained.
  • the sum SL of the light intensities / pixels along a column is calculated for the left zone ZI of length L (large dimension of the rectangle formed by zone ZI), and for each column until reaching the width of the zone ZI (small dimension of the rectangle ZI), along the axis x of FIG.
  • x corresponds to a pixel abscissa and takes an integer value (like pixel addresses in general).
  • step S5 the position of the lowest point of each dotted line curve of FIG. 5, rounded to the nearest tenth of a pixel, is sought.
  • the middle of the two optimum points for the right and left areas gives a more accurate value xc of the abscissa of the center of the circle.
  • the medium is used because each side calculated on an arc area does not give a precise position of the edge of the circle.
  • the term "circle” used above generally encompasses any concave closed curve whose center is to be determined. It may be a square (as indicated above, even if the measurement accuracy of the center is less efficient), or an ellipse or an oval whose center is to be determined.
  • zones have been described above as a possible embodiment. Nevertheless, the zones may have other shapes (for example elliptical or circular), in which case it is appropriate to average (and not just sum) the luminous intensities of pixels in directions perpendicular to the radial direction (because the number of pixels varies from one average calculation to another).
  • the method being characterized in that it comprises a determination of respective positions of said centers of circles, comprising, for each circle, the steps implemented by the analysis device:

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un alignement, sur un premier projecteur, d'au moins un deuxième projecteur, avec les étapes : Activer les premier (PI) et deuxième (P2) projecteurs pour projeter chacun sur un écran un motif d'image comprenant un cercle sur fond contrasté uniforme, Effectuer une prise de vue des projections par un capteur (CAP), et transmettre les données d'images projetées à un dispositif d'analyse, Auprès du dispositif d'analyse (DIS), identifier des centres de cercles respectifs des projections et transmettre des commandes de réglage du deuxième projecteur pour faire coïncider le centre du cercle de l'image projetée par le deuxième projecteur avec le centre du cercle de l'image projetée par le premier projecteur. En particulier, la détermination de positions respectives des centres de cercles, comprend pour chaque cercle: Identifier au moins une première et une deuxième paire de zones d'image projetée, chaque zone d'une paire incluant un arc de cercle, et les zones, par paires, étant espacées d'une distance maximale, Déterminer, pour chaque zone, un profil de répartition spatiale d'intensité lumineuse dans une direction radiale au cercle, pour identifier dans ledit profil un extremum d'intensité lumineuse, et en déduire des coordonnées spatiales d'un point précis correspondant audit extremum d'intensité, Définir des coordonnées spatiales du milieu entre les deux points précis de la première paire et du milieu entre les deux points précis de la deuxième paire, pour en déduire des coordonnées spatiales du centre du cercle.

Description

Procédé d'alignement perfectionné de deux moyens de projection
La présente invention concerne une technique d'alignement d'un second moyen de projection sur un premier moyen de projection.
On peut rechercher l'alignement de deux projecteurs (ou plus) de salle de cinématographie, de façon à obtenir la meilleure superposition de projection sur l'écran. Un tel alignement est mis en œuvre pour augmenter le niveau de lumière sur des écrans de grande dimension, ou encore pour une projection stéréoscopique simultanée « œil gauche-œil droit » dans laquelle les images destinées à chaque œil sont affectées à des projecteurs différents.
L'alignement peut être utilisé aussi pour une superposition correcte des images rouges, vertes et bleues pour un projecteur donné. Les projecteurs électroniques haut de gamme à trois composantes permettent un réglage de la superposition des trois primaires (ou convergence) par ajustement de l'orientation des trois systèmes d'imagerie. La collimation des trois primaires requiert aussi l'alignement des trois images primaires projetées. Cet ajustement n'est pas motorisé dans l'état actuel de la technique.
L'alignement de deux projecteurs est habituellement une tâche fastidieuse qui nécessite le concours de deux personnes : le projectionniste et une personne dans la salle près de l'écran. Ce réglage se fait actuellement manuellement, de la façon suivante : le projectionniste projette la même mire sur les deux projecteurs, tandis que la personne dans la salle observe l'écart sur l'écran entre les deux images projetées, et communique par signes la correction à apporter. Le projectionniste utilise cette information pour modifier la position du deuxième projecteur (le premier servant de référence de position), jusqu'à obtention d'un alignement qui paraît satisfaisant pour la personne qui observe. Si le projecteur dispose d'une télécommande incluant le déplacement en horizontal et en vertical de l'image projetée, le projectionniste peut alors se placer près de l'écran et commander manuellement l'opération. Le réglage de la convergence est encore plus fastidieux car l'opérateur agit sur des vis qui font bouger les plans des systèmes d'imagerie dans les trois dimensions (rotation et inclinaison sur deux axes). Il doit sans cesse porter son regard alternativement sur les vis d'alignement des systèmes, fortement éclairées par une lanterne, puis sur l'écran, dont la luminosité est beaucoup plus faible. La présente invention vient améliorer la situation. Elle propose à cet effet un procédé mis en œuvre par des moyens informatiques, d'alignement, sur un premier moyen de projection, d'au moins un deuxième moyen de projection, le procédé comprenant les étapes :
Activer les premier et deuxième moyens de projection pour projeter chacun sur un écran un motif d'image comprenant un cercle sur fond contrasté uniforme,
Effectuer une prise de vue des projections par un capteur, et transmettre les données d'images projetées à un dispositif d'analyse,
Auprès du dispositif d'analyse, identifier des centres de cercles respectifs des projections et transmettre des commandes de réglage du deuxième moyen de projection pour faire coïncider le centre du cercle de l'image projetée par le deuxième moyen avec le centre du cercle de l'image projetée par le premier moyen.
En particulier, le procédé comporte une détermination de positions respectives desdits centres de cercles, comprenant, pour chaque cercle, les étapes mises en œuvre par le dispositif d'analyse :
Identifier au moins une première et une deuxième paire de zones d'image projetée, chaque zone d'une paire incluant un arc de cercle, et les zones, par paires, étant espacées d'une distance maximale,
Déterminer, pour chaque zone, un profil de répartition spatiale d'intensité lumineuse dans une direction radiale au cercle, pour identifier dans ledit profil un extremum d'intensité lumineuse, et en déduire des coordonnées spatiales d'un point précis correspondant audit extremum d'intensité,
Définir des coordonnées spatiales du milieu entre les deux points précis de la première paire et du milieu entre les deux points précis de la deuxième paire, pour en déduire des coordonnées spatiales du centre du cercle. Grâce à ces dispositions, il est possible d'obtenir les coordonnées du centre du cercle de façon beaucoup plus précise (comme on le verra plus loin) que par une simple reconnaissance de cercle, comme par exemple une reconnaissance par transformée de Hough. Ainsi, l'alignement du deuxième moyen de projection sur le premier moyen de projection est beaucoup plus fin et précis. Dans une forme de réalisation, le cercle des images projetées est spécifiquement de couleur noire (ou sombre tout au moins) sur fond coloré uniforme, et un minimum en intensité lumineuse est recherché dans chacun des profils précités. Une telle disposition permet d'être moins tributaire notamment du bruit dans l'image acquise par un capteur si un cercle clair sur fond sombre était choisi. Par exemple, le fond coloré uniforme précité peut être de couleur primaire verte, car cette couleur, qui a la plus grande brillance, sert de référence géométrique dans les systèmes trichromes . Dans une réalisation, les deux images des deux moyens de projection peuvent être projetées simultanément, notamment si les deux cercles des projections respectives peuvent être identifiés grâce par exemple à des couleurs distinctes. Néanmoins, dans une option préférée dans laquelle une même mire spécifique est projetée (cercle noir sur fond vert par exemple), le procédé, en variante, comporte plutôt les étapes :
- Activation du premier moyen de projection, avec mémorisation des coordonnées du centre du cercle identifié dans l'image projetée par le premier moyen,
- Puis activation du deuxième moyen de projection (le premier moyen de projection étant éteint), et comparaison des coordonnées du centre du cercle identifié dans l'image projetée par le deuxième moyen avec les coordonnées mémorisées du centre du cercle de l'image projetée par le premier moyen, pour définir les commandes de réglage du deuxième moyen.
Pour identifier les arcs de cercle des zones précitées, il est préférentiellement procédé à une étape préalable de reconnaissance grossière de cercle, pour l'identification des paires de zones. Par exemple, une reconnaissance grossière par transformée de Hough a donné de bons résultats préliminaires.
Néanmoins, la détermination d'extremums dans chaque zone a donné des résultats beaucoup plus précis. Une réalisation possible à cet effet consiste à obtenir les profils d'intensité lumineuse respectivement par projections de Radon, suivies par exemple d'interpolations de Lagrange pour obtenir un point extremum pour chaque profil (comme détaillé plus loin en référence à la figure 5).
Dans une mise en œuvre pratique :
- les zones de la première paire sont situées aux extrémités gauche et droite du cercle et la somme divisée par deux des abscisses des points précis respectifs des zones de la première paire donne l'abscisse du centre du cercle dans un repère choisi, et
- les zones de la deuxième paire sont situées aux extrémités inférieure et supérieure du cercle et la somme divisée par deux des ordonnées des points précis respectifs des zones de la deuxième paire donne l'ordonnée du centre du cercle dans le repère choisi. Bien entendu, le repère choisi est le même pour les deux images projetées respectivement par le premier et le deuxième moyen de projection (par exemple un pixel (0,0) de bord inférieur gauche de l'image captée qui englobe tout le motif projeté, le moyen de prise de vue restant fixe entre les deux acquisitions d'images projetées). Dans une réalisation particulière de la projection de Radon précitée, les intensités lumineuses de pixels de chaque zone, ces pixels étant pris dans une direction perpendiculaire à la direction radiale du cercle, sont moyennées pour construire le profil associé à la zone. Par exemple, si les zones sont rectangulaires, les intensités lumineuses de pixels de chaque zone, pris dans la grande dimension du rectangle formant la zone, sont sommées pour construire le profil associé à la zone (sans nécessairement avoir besoin de calculer une moyenne de ces intensités, dans le cas de zones rectangulaires).
Dans une application, les premier et deuxième moyens de projection peuvent être deux projecteurs en cinématographie stéréoscopique. Dans une variante où le deuxième moyen de projection est agencé pour projeter une image coïncidant et se superposant avec une image projetée par le premier projecteur notamment pour un renforcement de luminosité (ou pour tout autre effet artistique ou technique), le procédé de l'invention peut être mis en œuvre pour une collimation des projections par lesdits premier et deuxième moyens de projection. De manière générale, il est possible, par la mise en œuvre du procédé selon l'invention, de piloter l'alignement d'une pluralité de moyens de projection (typiquement, plus de deux projecteurs). Ainsi, le procédé peut comporter l'alignement d'au moins un troisième moyen de projection (ou plus encore) sur le premier et/ou le deuxième moyen de projection, avec une réitération des étapes du procédé pour ce faire.
Par exemple, dans le cadre à nouveau de la cinématographie stéréoscopique, on peut considérer par exemple quatre moyens de projection utilisés pour la cinématographie stéréoscopique, avec deux moyens de projection alignés entre eux pour chaque œil, et les paires de moyens de projection pour chaque œil étant en outre alignées entre elles pour la vision stéréoscopique.
La présente invention vise aussi un système de réglage d'un deuxième moyen de projection pour être aligné sur un premier moyen de projection, comportant, pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention:
un dispositif de commande au moins du deuxième moyen de projection pour projeter sur un écran un motif d'image comportant un cercle,
un capteur pour acquérir une image numérique de l'image projetée, et
un dispositif d'analyse relié au capteur pour déterminer la position du centre du cercle dans l'image projetée et comparer cette position à une position de cercle déterminée sur une image projetée par le premier moyen de projection, pour délivrer des commandes de réglage en alignement du deuxième moyen en fonction de ladite comparaison. Bien entendu, la présente invention vise aussi le dispositif d'analyse exécutant la détermination précise du centre du cercle en fonction de l'invention.
La présente invention vise aussi un programme informatique (et/ou un support mémoire lisible comportant les données d'instructions d'un tel programme), ce programme comportant en particulier des instructions pour la mise en œuvre du procédé, lorsque ce programme est exécuté par un processeur (par exemple du dispositif d'analyse précité). Un exemple d'algorithme général d'un tel programme est décrit plus loin, en référence à la figure 2.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 illustre un exemple de système selon l'invention apte à aligner deux projecteurs PI et P2 ;
la figure 2 illustre les principales étapes d'un exemple de procédé au sens de l'invention ;
la figure 3 illustre un exemple de mire projetée comportant un cercle ;
la figure 4 illustre les zones précitées incluant chacune un arc de cercle ; la figure 5 illustre les profils d'intensité lumineuse associés aux zones et présentant chacun un extremum.
On utilise au sens de l'invention une mire de projection spécifique associée à une procédure élaborée pour repérer de façon très précise l'alignement géométrique de l'image projetée. L'élément de repérage (un cercle selon une option préférée), constitutif de l'image projetée, est associé à une position déterminée dans une image numérique prise par un capteur, avec une précision meilleure que le dixième de pixel de ce capteur, et ce grâce à la procédure élaborée précitée.
Dans le cas de l'alignement de multiples projecteurs, l'obtention de positions précises de la projection permet de piloter automatiquement chaque projecteur additionnel pour faire coïncider du mieux possible les images projetées.
Dans une première étape générale illustrée par des traits pointillés sur la figure 1 , un dispositif MIR de commande de projection de la mire pilote les projecteurs, et en particulier le premier projecteur PI pour projeter sur un écran ECR une mire spécifique de référence, par exemple un cercle noir sur fond vert. Ainsi, le dispositif MIR active le projecteur de référence, ou « premier projecteur » PI, les autres projecteurs étant éteints. Le capteur CAP fait l'acquisition d'une image correspondant à celle de la figure 3 et transmet les données numériques de l'image projetée (flèche DAT) à un processeur PROC d'un dispositif DIS au sens de l'invention qui calcule la position précise du centre du cercle. Cette position est ensuite mémorisée dans la mémoire MEM du dispositif. Le capteur CAP est par exemple un appareil photo-numérique, une caméra digitale ou autre.
Ensuite, le projecteur PI (illustré en traits pointillés) est éteint, et le dispositif de commande MIR pilote le projecteur additionnel P2 à aligner (« deuxième projecteur » précité représenté en traits pleins) pour projeter sur l'écran ECR la même image (cercle noir sur fond vert).
L'acquisition de cette deuxième image est effectuée par le capteur CAP et le même calcul de détermination du centre du cercle est exécuté.
Les projecteurs n'étant pas alignés au départ, la nouvelle position du centre du cercle est différente. Ces différences sont reçues et interprétées par le processeur PROC du dispositif d'analyse DIS pour délivrer, par exemple sous la forme de signaux adressés à une unité de traitement du projecteur P2, des consignes de commande en déplacement du projecteur P2 (flèche COM).
Pas à pas, il est refait l'acquisition d'une image translatée ainsi que le calcul géométrique de position du centre du cercle jusque qu'à ce que la distance entre la position obtenue et la position de référence du centre du cercle de l'image projetée par le projecteur de référence PI coïncident à un seuil de tolérance près (un pixel typiquement).
Pour la convergence des primaires qui concerne un seul projecteur à la fois, on projette un cercle noir sur fond blanc. On a donc la superposition d'un cercle noir sur fond vert, d'un cercle noir sur fond rouge et d'un cercle noir sur fond bleu. Lorsque les convergences ne sont pas bonnes, on a typiquement un cercle avec des franges colorées ou même trois cercles colorés proches sur un fond blanc.
Dans ce cas, on peut acquérir en une image les trois composantes de l'image : rouge, vert et bleu.
Le calcul des centres de cercle donne alors les positions géométriques des centres respectifs des trois cercles. Le vert servant de référence, car il possède la plus grande luminosité, on affiche pour l'opérateur un carré représentant le centre du cercle vert et des carrés rouge et bleu figurant les positions respectives des centres des cercles rouge et bleu sur une échelle considérablement agrandie. L'opérateur effectue les réglages nécessaires pour faire coïncider les trois images primaires. On peut proposer des réglages de systèmes d'imagerie plus sophistiqués et permettant d'approcher la bonne convergence en plusieurs endroits de l'image. On peut prévoir ainsi par exemple de projeter des cercles au centre et aux quatre coins de l'écran, ainsi éventuellement qu'à l'endroit des sous-titres, c'est-à-dire au milieu du bas de l'écran. Le procédé au sens de l'invention propose alors un calcul et un affichage des meilleures conditions pour chacune des cinq positions.
D'ailleurs, si le pilotage n'est pas réalisable du fait de problèmes d'interface du projecteur, on peut afficher une image agrandie de la position du projecteur additionnel par rapport au projecteur de référence et afficher également, à la fin de l'opération d'alignement, la précision de pointage obtenue. Les systèmes de positionnement ne permettent pas en effet d'obtenir généralement des alignements aussi précis que les mesures fournies au sens de l'invention. On décrit maintenant en référence à la figure 2, un procédé pour l'alignement optimum de plusieurs projecteurs. On peut n'utiliser que le canal vert de l'image, c'est-à-dire que l'on obtient un cercle noir sur fond vert comme illustré sur la figure 3. Ceci permet d'éviter les franges colorées dans le cas où la convergence des projecteurs n'est pas optimum. Par ailleurs, on obtient ainsi un calcul plus précis selon les tests effectués. En outre, le vert est la couleur la plus lumineuse selon la perception visuelle, ce qui facilite aussi pour un opérateur l'acquisition de l'image.
Contrairement à l'alignement visuel, on n'utilise pas, avec un tel motif, des traits clairs sur fond sombre, mais plutôt des traits sombres sur fond clair. Si le premier cas permet une interprétation visuelle facile et immédiate pour la perception visuelle humaine, il ne donne pas assez de luminosité pour un traitement d'image numérique. Le repérage de points sombre sur un fond clair est plus facile et plus précis en traitement d'image, compte tenu du bruit électronique notamment.
Des tests ont été menés avec diverses formes et en particulier un carré noir sur fond clair. Le repérage des bords du carré est plus simple et donne des résultats immédiats. Cependant, ces résultats peuvent être faussés de nombreuses façons :
le capteur CAP peut être en rotation peu perceptible, auquel cas une horizontale et une verticale de l'image ne traduisent pas des obliques détectées sur le capteur,
l'image projetée n'est jamais parfaite géométriquement et on observe des effets de trapèze, de coussin ou de tonneau qui déforment les lignes verticales et horizontales,
- une parfaite uniformité de lumière est rarement atteinte : des parties tout autour du carré sont de luminosité différente, ce qui vient fausser la mesure de position des bords.
La forme du cercle a été retenue car elle peut être détectée de façon très robuste, notamment en traitement d'image par une transformée de Hough.
Ainsi, dans une première étape du procédé de la figure 2, après acquisition de l'image par le capteur CAP à l'étape SI, un traitement grossier d'identification du cercle est mis en œuvre à l'étape S2. Des points manquants, car de valeur trop proche du fond clair, ne perturbent pas la détection de la forme. La connaissance approximative du rayon du cercle facilite encore sa détection. On obtient alors à l'étape S2 après transformée de Hough une première position (xa, ya) du centre du cercle dont la précision dépend des paramètres de l'algorithme mais en premier lieu de la dimension du pixel du capteur. Cette position est retenue comme une adresse en valeur entière d'un pixel sur le capteur. On améliore ensuite la précision de la détection comme suit.
En référence en particulier à la figure 4, à partir de la connaissance du rayon et de la position du centre du cercle déduits de l'image stockée en mémoire MEM, on déduit quatre zones ZI , Z2, Z3 et Z4, à l'étape S3, correspondant aux zones (quasi) verticales de gauche et de droite du cercle, ainsi qu'aux zones (quasi) horizontales du haut et du bas, comme représenté sur la figure 4.
Les valeurs d'intensité lumineuse dans chaque zone sont accumulées, par projection verticale pour ZI et Z2, ou horizontale pour Z3 et Z4 (transformée de Radon), à l'étape S4. On obtient un profil modélisé par une courbe (en traits pointillés sur la figure 5) obtenue par interpolation de Lagrange en particulier aux valeurs des pixels ayant les sommes d'intensités les plus basses (courbes en traits pointillés de la figure 5).
Plus particulièrement, on calcule la somme SL des intensités lumineuses / de pixels le long d'une colonne pour la zone ZI de gauche de longueur L (grande dimension du rectangle que forme la zone ZI), et ce pour chaque colonne jusqu'à atteindre la largeur de la zone ZI (petite dimension du rectangle ZI), le long de l'axe x de la figure 4.
Ainsi, SL x) = correspond à la variation en escaliers illustrée sur la figure 5. Ici, x correspond à une abscisse de pixel et prend une valeur entière (comme les adresses de pixels de façon générale).
On « lisse » ces variations par interpolation de Lagrange pour obtenir les deux courbes en traits pointillés de la figure 5, en la zone ZI et en la zone Z2.
Soit SL {x = ¾i { ') cette interpolation, avec x E ZI et x G Z2. Ici, x prend en revanche des valeurs réelles, non forcément entières. Ensuite, à l'étape S5, la position du point le plus bas de chaque courbe en traits pointillés de la figure 5, arrondie au dixième de pixel près, est recherchée.
Soit : xl = mWx zi { SLm{x)i =∑j.i(> \ sur la zone ZI de gauche et
x2 = n.i¾€2S ( SLm{x) = J sur la zone 72 de droite.
Le milieu des deux points optimum pour les zones droite et gauche donne une valeur plus précise xc de l'abscisse du centre du cercle. On utilise le milieu car chacun des côtés calculés sur une zone en arc ne donne pas une position précise du bord du cercle.
Ainsi, à l'étape S6 de la figure 2, l'abscisse xc du centre du cercle est donnée par xc =■ (x 1 + x2)f2
On répète la même opération avec les zones haut et bas en calculant une projection horizontale de Radon. On obtient une valeur plus précise yc de l'ordonnée du centre du cercle au dixième de pixel près en prenant le milieu des positions optimum trouvées.
Ainsi, yc = yl + y2)/2, avec
yi = mi¾,£Zg: ^5Lm{y) =∑|ί (χ>) et yl = |SLm y) = J Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci -avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes.
Par exemple, le terme de « cercle » utilisé ci-avant englobe de manière générale toute courbe fermée concave dont on cherche à déterminer le centre. Il peut s'agir d'un carré (comme indiqué ci-avant, même si la précision de mesure du centre est moins performante), ou encore d'une ellipse ou d'une ovale dont on cherche à déterminer le centre.
Par ailleurs, on a décrit ci-avant des zones rectangulaires comme exemple de réalisation possible. Néanmoins, les zones peuvent avoir d'autres formes (par exemple elliptique ou circulaire), auquel cas il convient d'effectuer une moyenne (et non pas une simple somme) des intensités lumineuses de pixels dans des directions perpendiculaires à la direction radiale (car le nombre de pixels varie d'un calcul de moyenne à l'autre). REVENDICATIONS
1. Procédé mis en œuvre par des moyens informatiques, d'alignement, sur un premier moyen de projection, d'au moins un deuxième moyen de projection, le procédé comprenant les étapes :
Activer les premier et deuxième moyens de projection pour projeter chacun sur un écran un motif d'image comprenant un cercle sur fond contrasté uniforme,
Effectuer une prise de vue des projections par un capteur, et transmettre les données d'images projetées à un dispositif d'analyse,
- Auprès du dispositif d'analyse, identifier des centres de cercles respectifs des projections et transmettre des commandes de réglage du deuxième moyen de projection pour faire coïncider le centre du cercle de l'image projetée par le deuxième moyen avec le centre du cercle de l'image projetée par le premier moyen,
le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une détermination de positions respectives desdits centres de cercles, comprenant, pour chaque cercle, les étapes mises en œuvre par le dispositif d'analyse :
Identifier au moins une première et une deuxième paire de zones d'image projetée, chaque zone d'une paire incluant un arc de cercle, et les zones, par paires, étant espacées d'une distance maximale,
- Déterminer, pour chaque zone, un profil de répartition spatiale d'intensité lumineuse dans une direction radiale au cercle, pour identifier dans ledit profil un extremum d'intensité lumineuse, et en déduire des coordonnées spatiales d'un point précis correspondant audit extremum d'intensité,
Définir des coordonnées spatiales du milieu entre les deux points précis de la première paire et du milieu entre les deux points précis de la deuxième paire, pour en déduire des coordonnées spatiales du centre du cercle.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cercle des images projetées est de couleur noire sur fond coloré uniforme, et en ce qu'un minimum en intensité lumineuse est recherché dans chacun desdits profils.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fond est de couleur primaire verte.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes :

Claims

- Activation successive du premier moyen de projection, avec mémorisation des coordonnées du centre du cercle identifié dans l'image projetée par le premier moyen,
- Puis activation du deuxième moyen de projection, et comparaison des coordonnées du centre du cercle identifié dans l'image projetée par le deuxième moyen avec les coordonnées mémorisées du centre du cercle de l'image projetée par le premier moyen, pour définir les commandes de réglage du deuxième moyen.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de reconnaissance grossière (S2) de cercle, pour l'identification des paires de zones.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la reconnaissance grossière est effectuée par transformée de Hough.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profils d'intensité lumineuse sont obtenus par projections de Radon.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les projections de Radon sont suivies par des interpolations de Lagrange pour obtenir pour chaque profil un point extremum.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- les zones de la première paire sont situées aux extrémités gauche et droite du cercle et la somme divisée par deux des abscisses des points précis respectifs des zones de la première paire donne l'abscisse du centre du cercle dans un repère choisi, et
- les zones de la deuxième paire sont situées aux extrémités inférieure et supérieure du cercle et la somme divisée par deux des ordonnées des points précis respectifs des zones de la deuxième paire donne l'ordonnée du centre du cercle dans le repère choisi.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les intensités lumineuses de pixels de chaque zone, pris dans une direction perpendiculaire à la direction radiale, sont moyennées pour construire ledit profil associé à la zone.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones sont rectangulaires et les intensités lumineuses de pixels de chaque zone, pris dans la grande dimension du rectangle formant la zone, sont sommées pour construire ledit profil associé à la zone.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième moyens de projection sont deux projecteurs en cinématographie stéréoscopique.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 , dans lequel le deuxième moyen de projection est agencé pour projeter une image coïncidant et se superposant avec une image projetée par le premier projecteur notamment pour un renforcement de luminosité, caractérisé en ce que le procédé est mis en œuvre pour une collimation des projections par lesdits premier et deuxième moyens de projection.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte l'alignement d'au moins un troisième moyen de projection sur le premier et/ou le deuxième moyen de projection, avec une réitération des étapes du procédé.
15. Procédé selon les revendications 12 et 14 en combinaison, caractérisé en ce que quatre moyens de projection sont utilisés pour la cinématographie stéréoscopique, avec deux moyens de projection alignés entre eux pour chaque œil, et les paires de moyens de projection pour chaque œil étant en outre alignées entre elles pour la vision stéréoscopique.
16. Programme informatique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 15, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
17. Système de réglage d'un deuxième moyen de projection pour être aligné sur un premier moyen de projection, comportant, pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 15 :
un dispositif de commande (MIR) au moins du deuxième moyen de projection (P2) pour projeter sur un écran (ECR) un motif d'image comportant un cercle,
un capteur (CAP) pour acquérir une image numérique de l'image projetée, et
un dispositif d'analyse (DIS) relié au capteur pour déterminer la position du centre du cercle dans l'image projetée et comparer cette position à une position de cercle déterminée sur une image projetée par le premier moyen de projection, pour délivrer des commandes de réglage en alignement du deuxième moyen en fonction de ladite comparaison.
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