KR100791267B1 - 멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법 - Google Patents

멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 프로젝터로 대형 화면을 디스플레이 하는 경우 여러 영상 결합을 하여 마치 하나의 프로젝터에서 나오는 영상처럼 보이게 하는 기술에 관한 것으로 프로젝터들의 밝기 변화의 차이를 줄이도록 하는 것이다. 이 때, 프로젝터의 최대 밝기만을 고려함으로써, 출력 영상의 밝기가 균일하게 하지 못했던 기존의 밝기 보정 방법들과는 달리 프로젝터의 최대 밝기를 이용하기 위해서 프로젝터의 입력 영상의 밝기를 함께 고려하여 프로젝터의 최대 밝기를 이용할 수 있을 뿐만 아니라 출력 영상의 밝기 또한 균일하게 하는 프로젝터의 밝기 보정 방법을 제안한다. 이를 통하여 기존의 방법들에 비해 멀티 프로젝터를 사용한 스크린에 투사된 영상들의 밝기를 개선한 영상을 얻을 수 있게 된다.
멀티 프로젝터, 밝기

Description

멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법{Method of improving brightness in Multi-projector}
도 1은 왜곡이 발생하는 멀티 프로젝터 화면과 왜곡 발생이 보정된 멀티 프로젝터 화면을 각각 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법을 도시한 흐름도;
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법을 도시한 흐름도;
도 4는 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00001
에 따른
Figure 112006012340820-pat00002
값의 분포를 도시한 도면;
도 5는 실제 프로젝터가 나타낼 수 있는 밝기의 최대값과 보정된 밝기간의 관계를 도시한 그래프;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실제 프로젝터가 나타낼 수 있는 밝기와 예측한 영상의 밝기간의 관계를 도시한 그래프;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실제 프로젝터가 나타낼 수 있는 밝기와 예측한 영상의 밝기간의 관계를 도시한 그래프;
도 8은 2x1 배치된 멀티 프로젝터 시스템의 디스플레이 영상을 비교한 도면;
도 9는 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00003
k값의 변화에 따른 디스플레이 영상을 나타낸 도면;
본 발명은 멀티 프로젝터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 멀티 프로젝터의 밝기 특성을 개선하는 방법에 관한 것이다.
프로젝터의 실용화에 따라 프로젝터를 통한 영상 디스플레이 기술의 발전과 응용분야가 확장되고 있다. 특히, 프로젝터는 상대적으로 저렴한 가격으로 대형화면을 구축할 수 있기에 학원, 교회, 학교, 회의실, 세미나실, 전시실, 각종 이벤트 장소 등 여러 사람들이 많이 모이는 곳에서 많이 사용되고 있다. 또한, 개인적인 용도로도 점차 그 수요가 증가 되고 활용범위 역시 점차 확대되고 있는 추세이다. 특히, 산업용으로 각종 관제센터나 통제소 같은 곳에서는 한눈에 여러 곳의 현황을 파악하거나 가상현실(virtual reality)을 이용한 각종 모의 훈련 (simulation)을 하기 위해 대형 디스플레이 장치가 필요하다. 대형 디스플레이를 한대의 프로젝터로 구현하는 것은 한계가 있으므로 여러 대의 프로젝터를 사용하는 것이 일반적이 다. 이에 따라, 최근 멀티 프로젝터로 대형 화면을 디스플레이 하는 경우 여러 영상을 연결하여 마치 하나의 프로젝터에서 나오는 영상처럼 보이게 하는 기술에 대한 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 여러 대의 프로젝터로 대형 디스플레이 시스템을 구축하기 위해서는 여러 영상들을 왜곡이 없이 정렬하는 과정과 각 프로젝터의 색상 변화를 균일하게 맞추는 과정 등 몇 가지 해결해야 할 문제점들이 있다.
도 1은 왜곡이 발생하는 멀티 프로젝터 화면과 왜곡 발생이 보정된 멀티 프로젝터 화면을 각각 도시하고 있다. 도 1의 (a)는 영상들의 기하학적 왜곡 현상과 색상 변화가 발생한 대형 영상으로 보정전의 영상이며, (b)는 영상들의 기하학적 왜곡 현상은 보정하였으나 색상 변화는 보정되지 않은 영상이다. 도 1의 (b)는 스크린에 투사된 각 영상들이 왜곡 없이 정렬하는 다양한 알고리즘들에 의해 보정되었다(M. Hereld, I.R. Judson과 R. Stevens. Dottytoto의 "A measurement engine for aligning multi-projector display system"(Argonne National Laboratory preprint ANL/MCS-P958-0502, 2002.5), R. Raskar의 "Multi projector displays using camera based registration"(In Proc, of IEEE visualization, pp.161-168, 1999.10), Aditi Majumder, Rick Stevens의 "LAM: Luminance attenuation map for photometric uniformity in projected based display"(In Proc, of ACM Virtual Reality and Software Technology (VRST), pp. 147.154, 2002.11).
기하학적 왜곡뿐만 아니라, 프로젝터의 색상 변화를 균일하게 맞추는 과정 또한 여전히 중요한 문제이다. 프로젝터의 사양이 같은 제품이라도 여러 대의 프로젝터에서 나오는 영상의 밝기가 균일하지 않다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 많은 연구가 되고 있다. 대형 디스플레이의 밝기 보정 방법으로는 크게 edge blending, brightness matching, perceptible variation constraints 등이 있다. Edge blending 방법은 영상이 겹치는 부분의 밝기를 보정하는 방법으로 프로젝터 간의 오버랩(overlap)되는 부분의 밝기 보정은 가능하지만 프로젝터 내의 밝기의 비 균일성과 프로젝터간의 밝기 차이를 해결하지 못한다.
반면, brightness matching을 이용한 방법은 각 프로젝터에서 나타낼 수 있는 밝기 범위를 정하여서 공통적으로 모든 프로젝터에서 나타낼 수 있는 밝기 범위를 만드는 방법으로 프로젝터 내의 밝기와 프로젝터 간의 상호 밝기 및 오버랩 부분의 밝기 보정을 가능하게 한다. 그러나 이 방법은 디스플레이 되는 영상의 contrast와 brightness를 제한함으로써 영상의 질이 떨어져, 사람이 보기에 좋지 않은 화질을 갖게 된다. 따라서 최근에는 스크린에서 밝기의 값을 분석하여 옆 화소간의 밝기 차이를 사람 눈이 인식하지 못하는 범위 내로 변화시켜 밝기 보정을 하는 Perceptible variation constraint(PV) 방법이 연구되었다. 이 방법은 프로젝터 내에서의 비 균일한 밝기 특성과 프로젝터 상호간의 밝기 차이를 모두 고려한 방법으로 효과적으로 밝기 차이를 줄임으로써 영상의 질을 향상 시킬 수 있다. 이 방법의 성능은 좋지만 사람이 느낄 수 있는 정도 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00004
값이 작아지 면 영상의 밝기가 굉장히 어두워지게 되어 자연스러운 영상을 얻을 수 없다.
상술한 바와 같이, 여러 프로젝터에서 투사된 영상들의 밝기를 균일하도록 맞추는 일이 가장 중요하다. 기존의 방법들은 프로젝터의 밝기 값만을 고려한 밝기 보정방법으로 밝기 보정후의 디스플레이 되는 화면의 밝기가 어두워지는 경향이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 프로젝터의 최대 밝기만을 고려함으로써, 출력 영상의 밝기가 균일하게 하지 못했던 기존의 밝기 보정 방법들과는 달리 프로젝터의 최대 밝기를 이용하기 위해서 프로젝터의 입력 영상의 밝기를 함께 고려하여 출력 영상의 밝기를 균일하게 하는 프로젝터의 밝기 보정 방법을 제공하는데 있다. 즉, 각 프로젝터에 들어오는 입력 영상의 밝기 특성을 고려함으로써 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00005
값이 작아져도 프로젝터에서 사용할 수 있는 최대한의 밝기를 갖도록 하며, 이를 통해 영상이 어두워지는 단점을 개선하는데 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 의한 바람직한 일실시예에 따르면, 복수의 프로젝터로 구성된 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법에 있어서,상기 프로젝터의 보정 후 최대 밝기값을 산출하고, 입력 영상의 밝기값 및 상기 보정 후 최대 밝기값을 이용 하여 상기 입력 영상의 밝기 특성값을 산출하며, 상기 밝기 특성값을 이용하여 상기 입력 영상의 밝기값을 보정하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법이 제공된다.
여기서, 상기 입력 영상의 밝기값 및 상기 보정 후 최대 밝기값을 이용하여 밝기 특성값은 상기 입력 영상의 각 화소마다 밝기 특성값을 산출하며, 상기 산출된 복수의 밝기 특성값 중 최소값을 결정함으로써 산출될 수 있다.
최소값으로도 기존의 방법보다 출력 영상의 밝기가 균일해지기는 하지만, 일정 범위 내에서 밝기 특성값 중 최소값보다 다소 높은 값을 선택하면, 프로젝터의 최대 밝기를 이용할 수 있다. 이를 위해, 복수의 밝기 특성값 중 출력 영상의 밝기와 프로젝터의 최대 밝기가 역전되는 비율(포화 허용 오차율)이 일정 범위 이내인 밝기 특성값을 선택함으로써, 프로젝터의 최대 밝기를 이용할 수 있게 된다.
한편, 상기 밝기 특성값을 이용하여 상기 입력 영상의 밝기값은 상기 밝기 특성값에 의해 보정된 입력 영상의 출력 밝기값을 산출하고, 상기 입력 영상의 출력 밝기값에 상응하는 입력 영상의 보정후 밝기값을 결정하며, 상기 입력 영상의 보정후 밝기값으로 상기 입력 영상의 밝기값을 보정한다. 여기서, 상기 입력 영상의 보정후 밝기값은 룩업 테이블을 이용하여 결정될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법을 도시한 흐름도이다.
단계 200에서, Perceptible variation constraint 알고리즘을 이용하여 프로젝터의 보정 후 최대 밝기
Figure 112006012340820-pat00006
를 산출한다. 복수의 프로젝터의 밝기를 서로 맞춘 후의 각 프로젝터의 최대 밝기와 최소 밝기를
Figure 112006012340820-pat00007
Figure 112006012340820-pat00008
라 하고
Figure 112006012340820-pat00009
가 여러 프로젝터의 입력과 출력 밝기의 관계를 나타내는 프로젝터 함수(projector function) 일 때 밝기 보정한 후의 위치 (x, y)에서의 밝기
Figure 112006012340820-pat00010
은 수학식 1과 같다.
Figure 112006012340820-pat00011
Perceptible variation constraint 방법은,
Figure 112006012340820-pat00012
,
Figure 112006012340820-pat00013
를 구할 때 사람의 눈의 특성을 고려한다. 수학식 2는 Weber's law으로 시각의 특성을 나타내며, 위치 (x, y)에서의 밝기 값은 다음과 같다.
Figure 112007068335130-pat00115
L(x, y)일 때 임의의 위치에 있는 밝기 값과의 차이의 절대 값(수학식 2에서는 x방향에서의 밝기의 미분값)이 원래의 밝기 값에 contrast parameter
Figure 112007068335130-pat00015
를 곱한 값보다 작은 경우 사람의 눈은 그 밝기의 차이를 느끼지 못한다. 곧, Perceptible variation constraint에서 위치 (x, y)의 주변 8 pixel에 대하여 수학식 2를 적용하여 다음 수학식 3과 같이
Figure 112007068335130-pat00016
를 구한다.
Figure 112007068335130-pat00116
하였다. 여기서, 위치 (x,y)에서 주변의 8 화소(x',y')들에 대해 거리
Figure 112007068335130-pat00117
에 따른 밝기의 차이값
Figure 112007068335130-pat00019
의 비율이 사람이 변화를 감지하는 값, 즉, constant parameter
Figure 112007068335130-pat00020
와 밝기의 곱보다 작아야 부자연스러운 밝기 변화가 인지되지 않는다. 즉, 예를 들면, 원래 좌표(x, y)와 주변의 좌표 (x',y')간 거리가 1이고, 각각의 밝기가 20,30 이라고 가정하면 이때의 밝기 차이는 10이 되며 이때
Figure 112007068335130-pat00021
값이 5이라고 한다면 수학식 3에 의해
Figure 112007068335130-pat00118
을 만족하는
Figure 112007068335130-pat00023
를 구한다. 위의 조건을 모두 만족하는
Figure 112007068335130-pat00024
는 복수개가 존재하며, 모든
Figure 112007068335130-pat00025
에 대해서
Figure 112007068335130-pat00119
의 값이 최대가 되는
Figure 112007068335130-pat00027
값을 선택한다.
그러나, contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00028
값이 작아지면 구한
Figure 112006012340820-pat00029
의 값이 균일하게 되어 디스플레이 되는 영상의 밝기가 굉장히 어두워져 자연스러운 디스플레이가 불가 능하다. 도 4는 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00030
에 따른
Figure 112006012340820-pat00031
값의 분포를 도시한 도면으로,
Figure 112006012340820-pat00032
의 값이 감소함에 따라
Figure 112006012340820-pat00033
의 분포가 균일해짐을 확인할 수 있다. 입력 영상의 보정전 밝기값
단계 210에서, 입력 영상의 보정전 밝기값 i(x,y)와 프로젝터의 보정 전 최대 밝기 H D 를 이용하여 입력 영상의 밝기 특성값 k를 산출한다. 멀티 프로젝터 디스플레이에서 밝기가 개선된 영상을 얻기 위해서 우선 프로젝터의 밝기와 입력 영상의 보정전 밝기값까지 고려한
Figure 112006012340820-pat00034
를 구하여야 한다. 보정하기 전의 밝기
Figure 112006012340820-pat00035
으로부터 수학식 2와 수학식 3을 사용하여 보정된 후의 밝기
Figure 112006012340820-pat00036
값을 구한다. 구한
Figure 112006012340820-pat00037
,
Figure 112006012340820-pat00038
의 관계는 도 5와 같다.
도 5와 같이 종래의 방법은 실제 프로젝터가 나타낼 수 있는 밝기의 최대값이
Figure 112006012340820-pat00039
는 보정한 후의 밝기의 최대값
Figure 112006012340820-pat00040
보다 항상 크거나 같으므로, 전반적으로 영상을 더 밝게 나타낼 수 있는데도 불구하고
Figure 112006012340820-pat00041
값을 그대로 사용하여 영상의 밝기를 효율적으로 보정하지 못한다. 따라서
Figure 112006012340820-pat00042
값을 최대로 사용하기 위해 입력 영상의 밝기 값을 이용하였다. 입력 영상의 보정전 밝기값이 i(x,y)일 때 값에
Figure 112006012340820-pat00043
을 곱한
Figure 112006012340820-pat00044
값은 수학식 4와 같다.
Figure 112006012340820-pat00045
이 값은 입력 영상의 보정전 밝기값이 i(x,y)일 때 프로젝터를 통해 스크린에 나타난 예측한 결과 영상의 밝기 값이다.
Figure 112006012340820-pat00046
Figure 112006012340820-pat00047
보다 항상 작으므로 도 5와 같이
Figure 112006012340820-pat00048
값도
Figure 112006012340820-pat00049
의 값보다 작게 된다. 도 5는 입력 영상의 위치에 따른 보정전 최대 밝기(H D )와 보정 후 최대 밝기(H' D )를 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하여, 입력 영상의 밝기 값을 고려하여
Figure 112006012340820-pat00050
까지 최대한 밝기를 키우기 위해
Figure 112006012340820-pat00051
Figure 112006012340820-pat00052
값으로 나눈
Figure 112006012340820-pat00053
의 값을 구한다.
Figure 112006012340820-pat00054
여기서,
Figure 112006012340820-pat00055
는 영상의 밝기 특성을 고려하여 입력 영상의 출력 밝기를
Figure 112006012340820-pat00056
까지 향상시킬 수 있는 비율의 값으로서,
Figure 112006012340820-pat00057
Figure 112006012340820-pat00058
보다 항상 작으므로
Figure 112006012340820-pat00059
의 값은 항상 1보다 크게 된다.
단계 220에서, 입력 영상의 화소 개수에 비례하여 모든 화소에서의 k값을 산출한다.
단계 230에서, 모든 화소에서의 k값을 산출하면,
Figure 112007068335130-pat00060
값은 입력 영상의 화소의 개수와 비례하여 실제 하나의 입력 영상에서는 밝기 특성값 k를 수학식 6과 같이
Figure 112007068335130-pat00061
값 중 가장 작은 값으로 지정한다.
Figure 112006012340820-pat00062
단계 240에서, 결정된 밝기 특성값 k로 입력 영상의 보정후 밝기값이
Figure 112007068335130-pat00063
을 결정한다. 결정된 입력 영상의 보정후 밝기값이
Figure 112007068335130-pat00064
을 이용하여 입력 영상의 밝기를 보정한다. 프로젝터 밝기의 특징과 각 영상의 밝기를 특징을 고려하여 최종적으로 보정한 영상의 예측 출력 영상의 밝기값
Figure 112007068335130-pat00065
값은 다음과 같다.
Figure 112006012340820-pat00066
실제 프로젝터에서 밝기 보정한 영상을 보기 위해서는 예측한 입력 영상의 출력 밝기값
Figure 112006012340820-pat00067
에서로부터 입력 영상의 보정후 밝기값
Figure 112006012340820-pat00068
을 얻어야 한다. 본 실시예에서는
Figure 112006012340820-pat00069
Figure 112006012340820-pat00070
값을 모두 0이라 가정하였으므로, 수학식 1을 이용하여 예측한 영상의 출력 밝기 값으로부터 입력 영상의 보정후 밝기값
Figure 112006012340820-pat00071
은 다음 수학식 8과 같다.
Figure 112006012340820-pat00072
함수 g는 각 프로젝터의 비선형 프로젝터 함수로 프로젝터의 입력값과 측정된 출력값을 나타내는 함수다.
Figure 112006012340820-pat00073
G의 역함수로 각 프로젝터의 함수
Figure 112006012340820-pat00074
들로 이뤄진다.
각 프로젝터의 입력과 출력 밝기간의 관계를 나타내는
Figure 112006012340820-pat00075
Figure 112006012340820-pat00076
는 2D LUT(look-up table)로 표현된다. 따라서 최종적으로 각 프로젝터에서 보정된 영상을 얻기 위해서는 구한
Figure 112006012340820-pat00077
값에
Figure 112006012340820-pat00078
값을 곱한 뒤 구해놓은 LUT를 사용하여 각 입력 영상의 보정후 밝기값
Figure 112006012340820-pat00079
을 찾는다. 여기서의 2D LUT 는 프로젝터에서의 입력값과 출력값이 매칭된 테이블로서, 프로젝터에 어떠한 밝기 입력값이 들어갔을 때, 실제 프로젝터에서 나오는 밝기의 출력값, 즉, 실제로 보게되는 프로젝터에서의 밝기값을 얻을 수 있다. 본 실시예에서, 2D LUT는 임의로 밝기의 범위 0-255의 입력에 대한 프로젝터의 출력값을 측정한 테이블을 이용하였으나, 이와 다른 범위로 측정하여도 무방하다.
상술한 과정을 통해 보정한 영상의 예측 출력 영상의 밝기값이 결정되면, 상응하는 영역에 출력될 입력 영상의 밝기값을 2D LUT에서 찾아 보정한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시에에 따른 멀티 프로젝터의 밝기 보정 방법을 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 보정 방법은 도 2의 방법과 달리, 입력 영상에 적 용할 k값을 최소값보다 큰 값 중에서 선택한다. 단계 300 내지 320 및 340은 도 2의 단계 200 내지 220 및 240과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
단계 330에서, 입력 영상의 예측 출력 영상의 밝기를 프로젝터의 보정 전 밝기
Figure 112006012340820-pat00080
와 비교하여 k값을 결정한다. k 값을 수학식 6과 같이 최소값으로 정의하게 되면 영상 전체에 최소의 밝기 증가율 k 값이 적용되기 때문에 더 밝게 할 수 있는 영상의 점들이 제약을 받게 된다. 따라서 밝기 향상을 위해 k 값을 최소값보다 큰 값을 사용할 수 있다.
이때 k의 값을 수학식 6과 같이 정한 경우
Figure 112006012340820-pat00081
값은 도 6과 같이
Figure 112006012340820-pat00082
를 넘지 않는다. 그러나 k의 값을 수학식 6에서 구한 최소값보다 큰 값을 선정하여 수학식 7을 사용하게 되면
Figure 112006012340820-pat00083
는 도 7에서 보이는 바와 같이
Figure 112006012340820-pat00084
를 넘는 경우가 발생한다. 곧, k 값을 수학식 7과 같이 구하면 몇 개의 화소들이
Figure 112006012340820-pat00085
를 넘더라도 전체적인 영상의 밝기를 기존의 방법보다 훨씬 향상시킬 수 있다. 이때 k 값을 최소값보다 얼마나 큰 값을 사용할 것인가를 정할 때 제약 조건은
Figure 112006012340820-pat00086
값이
Figure 112006012340820-pat00087
의 값보다 커지는 개수이며 본 논문에서는 그 개수를 백분율(허용 오차율)로 환산하여
Figure 112006012340820-pat00088
보다 p % 가 커지는 경우
Figure 112006012340820-pat00089
로 표기한다. 본 실시예에서는 p=0.02 까지 고려하였다. 따라서 본 실시예에서 제안한 프로젝터의 밝기 특성과 영상의 밝기특성을 모두 고려한 밝기 보정 방법은 기존의 방법의 밝기보다 훨씬 더 향상된 결과영상을 얻을 수 있다.
도 8은 종래 방식에 의한 디스플레이 영상과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 영상으로서, 다양한 형태의 배열이 가능하지만, 가장 간단한 구성인 2x1 배열의 두 대의 프로젝터에서의 디스플레이 된 영상이며, 도 9는 종래 방식에 의한 디스플레이 영상과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 영상으로서,
Figure 112006012340820-pat00090
값과 k 값의 변화에 따른 결과 영상이다.
본 실시예에서는 2x1 배열의 두 대의 프로젝터로 구성된 디스플레이 된 영상에 대해(도 8 및 9) contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00091
값과 입력 영상의 밝기 특성값 k 값을 변화 시켰다. 우선, contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00092
값을 바꾸며 기존의 방법으로 밝기 보정한 경우와 k 값을 수학식 6과 같이 최소값으로 정한 후 제안한 방법으로 정한 경우의 실험 결과를 비교해 보았다.
contrast parameter (
Figure 112006012340820-pat00093
)
기존의 방법 (밝기) 제안된 방법 (밝기)
0 45.5 100.8
0.0005 51.7 106.7
0.00125 62.9 113.5
0.0025 88.2 112.2
표 1과 도 9에서 볼 수 있듯이 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00094
값이 작아질수록 종래 방법에서 예측한 결과영상의 밝기가 매우 어두워지는 것을 알 수 있다. 이것은 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00095
가 작으면 작을수록 눈이 느낄 수 있는 변화량의 값을 작게 되어 점점
Figure 112006012340820-pat00096
값이 균일하게 되고, 나타낼 수 있는 밝기의 범위가 작아지므로 이와 같은 현상이 나타나게 된다.
반면, 본 실시예에 따른 방법의 밝기는 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00097
의 값이 작아져도 k 값에 의해 밝기가 개선되므로, 종래 방법보다 훨씬 밝기가 밝은 것을 볼 수 있다. 또한, 어떠한 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00098
값에서도 기존의 방법의 밝기보다 본 실시예에 따른 방법의 밝기가 향상된 것을 확인할 수 있다.
다음은 k 의 값을 수학식 7과 같이 최소의 값으로부터 증가시켜 보정한 경우의 결과를 비교하여 설명한다. 표 2는 본 실시예에 따른 방법으로 입력 영상의 밝기 보정시 k 값의 오차 허용범위(오차율)를 변경하면서 Nemo 영상의 예측한 출력 영상의 평균 밝기를 구한 것이다. 종래 방법에는 k 의 개념이 사용되지 않으므로 표 2에서는 제외 시켰으나 같은 조건에서 기존의 방법으로 영상의 밝기를 개선시킨 값은 62.9 으로 본 실시예에 따른 방법에 의해 산출된 값들보다 성능이 좋지 않다.
Figure 112006012340820-pat00099
값의 오차율
제안된 방법으로 구한 밝기
Figure 112006012340820-pat00100
= 1.80
113.5
Figure 112006012340820-pat00101
= 2.04
128.6
Figure 112006012340820-pat00102
= 2.14
134.4
k 값의 오차율을 크게 할수록 표 2 에서와 같이 예측한 출력 영상의 밝기 값은 증가하는 것을 볼 수 있다. 하지만, k 의 값이 커지게 되면 영상의 밝기가 최대로 나타낼 수 있는 밝기인
Figure 112006012340820-pat00103
를 넘어가는 화소가 많아지게 되므로 보이는 영상의 밝기가 개선되나, 너무 많은 오차율을 허용하게 되면 영상 전체가 밝아져서 contrast를 오히려 떨어뜨려 영상의 질을 높일 수 없다. 따라서 일반적으로 개선하는 오차율은 1% 이하로 정하는 것이 바람직하다.
아울러, 도 9는 종래 방법을 본 실시예에서 개선한 smooth brightness 알고리즘으로 밝기 보정한 방법과 영상의 밝기 특성을 사용한 k 의 값까지 모두 고려하여 만든 밝기 보정한 결과이다. 각 결과는 Nemo 영상에 대해 수행하였으며 밝기 개선비 B.R.(Brightness Rate)은 기존 방법으로 구한 결과값에 비해 제안한 방법의 밝기가 얼마나 향상되었는가를 나타낸다.
도 9에서 Nemo 영상의 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00104
= 0.0025 값에 대한 결과를 살펴보면 종래 방법을 사용하여 밝기 보정한 결과의 밝기 값을 1이라고 했을 때 본 실시예에 따른 방법에서 k 값을 최소값으로 정한 경우는 종래 방법 결과에 비해 1.27 배 밝게 나타나며 k 값의 오차율을 0.01%로 늘리게 되면 종래 방법 결과에 비해 1.34 배 밝게 나타난다. 또한, 도 9의 결과에서 알 수 있듯이 contrast parameter
Figure 112006012340820-pat00105
값과 k값을 모두 고려한 결과에서도 본 실시예에 따른 밝기 보정 방법이 기존의 방법보가 뛰어난 성능의 우수함을 가지는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 새롭게 제안한 입력 영상의 밝기 값을 고 려한 프로젝터의 밝기보정 방법을 사용함으로써 멀티 프로젝터를 사용한 디스플레이에서 밝기가 개선된 영상 얻을 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법은 프로젝터에서 각 영상들이 최대한 낼 수 있는 밝기 값을 모두 활용한 밝기보정 방법이다. 각 영상마다 밝기의 특성을 고려하여 밝기 보정을 할 수 있는 범위를 넓히고, 밝기를 향상시킴으로써 보다 더 밝은 디스플레이가 가능해졌다. 또한, 정지 영상뿐만 아니라 동영상에도 매우 효과적이다.

Claims (6)

  1. 복수의 프로젝터로 구성된 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법에 있어서,
    상기 프로젝터의 보정 후 최대 밝기값을 산출하는 단계;
    입력 영상의 밝기값 및 상기 보정 후 최대 밝기값을 이용하여 상기 입력 영상의 밝기 특성값을 산출하는 단계; 및
    상기 밝기 특성값을 이용하여 상기 입력 영상의 밝기값을 보정하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 영상의 밝기값 및 상기 보정 후 최대 밝기값을 이용하여 밝기 특성값을 산출하는 단계는,
    상기 입력 영상의 각 화소마다 밝기 특성값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 복수의 밝기 특성값 중 최소값을 결정하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 입력 영상의 밝기값 및 상기 보정 후 최대 밝기값을 이용하여 밝기 특성값을 산출하는 단계는,
    상기 입력 영상의 각 화소마다 밝기 특성값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 복수의 밝기 특성값 중 포화 허용 오차율 범위내에 있는 밝기 특성값을 선택하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 포화 허용 오차율은 0% 내지 1%인 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 밝기 특성값을 이용하여 상기 입력 영상의 밝기값을 보정하는 단계는,
    상기 밝기 특성값에 의해 보정된 입력 영상의 출력 밝기값을 산출하는 단계;
    상기 입력 영상의 출력 밝기값에 상응하는 입력 영상의 보정후 밝기값을 결정하는 단계; 및
    상기 입력 영상의 보정후 밝기값으로 상기 입력 영상의 밝기값을 보정하는 단계를 포함하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 입력 영상의 보정후 밝기값은 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 멀티 프로젝터 시스템의 밝기 보정 방법.
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