KR20160031869A - 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어안 렌즈 기능을 가지는 단일 프로젝터를 이용하여 3면으로 구성된 입체 스크린에 영상을 효과적으로 투사할 수 있도록 하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템에 관한 것으로,
상기 시스템은 입체 스크린에 투사된 영상을 촬영하는 카메라; 상기 촬영 영상을 기반으로 영상 왜곡율을 산출하는 영상 처리 장치; 및 상기 입체 스크린에 영상을 투사하되, 상기 산출된 영상 왜곡율을 기반으로 상기 입체 스크린에 투사할 영상을 역왜곡시키고, 어안렌즈를 통해 상기 역왜곡된 영상을 상기 입체 스크린으로 투사하는 프로젝터 장치를 포함할 수 있다.

Description

단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템{SYSTEM FOR PROJECTING STEREOSCOPY USING ONE PROJECTOR}

본 발명은 하나의 프로젝터만을 이용하여 적어도 3면으로 구성된 입체 스크린을 통해 영상을 재생할 수 있도록 하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템에 관한 것이다.

종래의 영상 대부분은 2차원의 영상으로 제작되었으며, 이에 따라 종래의 영상 프로젝터 시스템 또한 하나의 스크린에 하나의 영상을 쏘는 구조로 구현되었었다.

그러나 최근에 들어서는 프로젝터 시스템을 통해 재생되는 영상의 종류가 다양해짐에 따라 영상 재생 환경 또한 다양화되어 가고 있다.

일례로, 영화관 정면 스크린외 벽면까지 영상을 비춰 입체효과를 내는 '스크린X'기술이 새로이 제안되었으며, 이는 3대 이상의 카메라를 활용해 270도의 각도로 찍은 확장된 영상을 스크린 좌우 벽면까지 투사하는 기술이다.

이에 관객들이 마치 영화 속에 들어온 것과 같은 효과를 내면서도, 기존 3D 입체영화와 달리 전용안경을 쓰지 않아도 돼 어지럼증세를 유발하지 않는 장점이 있다.

다만, 이와 같은 '스크린X'기술은 정면 스크린 이외에 벽면 스크린까지 영상을 투사해줘야 하기 때문에, 적어도 3개의 빔 프로젝터를 구비해야 하는 단점이 있다. 즉, 종래의 프로젝터 단방향성의 영상 투사 동작만을 수행할 수 있었으므로, '스크린X'기술과 같이 3면으로 구성된 입체 스크린을 통해 영상을 재생하기 위해서는 반드시 스크린 각각에 대응되는 빔 프로젝터를 구비해야 하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 어안 렌즈 기능을 가지는 단일 프로젝터를 이용하여 3면으로 구성된 입체 스크린에 영상을 투사할 수 있도록 하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 영상 왜곡율을 최소화하여 사용자의 시각적 편안함을 보장할 수 있도록 하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템을 제공하고자 한다.

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.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 3면을 가지는 입체 스크린에 영상을 투사하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템은, 상기 입체 스크린에 투사된 영상을 촬영하는 카메라; 상기 촬영 영상을 기반으로 영상 왜곡율을 산출하는 영상 처리 장치; 및 상기 입체 스크린에 영상을 투사하되, 상기 산출된 영상 왜곡율을 기반으로 상기 입체 스크린에 투사할 영상을 역왜곡시키고, 어안렌즈를 통해 상기 역왜곡된 영상을 상기 입체 스크린으로 투사하는 프로젝터 장치를 포함할 수 있다.

본 발명에서는 단일 프로젝터를 이용하여 입체 스크린에 영상을 효과적으로 투사할 수 있도록 함으로써, 프로젝팅 시스템 구현에 소요되는 비용을 획기적으로 감소시켜 줄 수 있도록 한다.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템의 구성도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 스크린의 구현 예를 도시한 도면이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 보정값 산출 동작을 위한 샘플 영상의 일례를 도시한 도면이다.
도4 및 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 프로젝팅 시스템의 영상 보정값 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 프로젝팅 시스템의 영상 투사 방법을 설명하기 위한 도면이다.

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.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

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.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템의 구성도이다.

도1을 참고하면, 본 발명의 시스템은 하나의 프로젝터 장치(10), 카메라(20) 및 영상 처리 장치(30) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

프로젝터 장치(10)는 도2와 같이 3면으로 구성된 입체 스크린에 영상을 투사하기 위한 장치로, 특히 어안 렌즈 기능을 통해 넓은 시야의 영상 정보를 취득하여 입체 스크린의 3면에 영상이 동시 투사될 수 있도록 한다.

이와 같은 프로젝터 장치는 어안 렌즈 기능을 자체적으로 내장한 프로젝터, 또는 빔 프로젝터(11)와 빔 프로젝터(11)의 영상 투사부에 장착되는 어안렌즈 어댑터(12)의 조합을 통해 구현될 수 있다.

다만, 이와 같이 프로젝터 장치(10)가 채택하는 어안 렌즈 기능은, 원본 영상을 고의적으로 왜곡시킨 후 스크린에 투사되도록 하는 기능이므로, 입체 스크린에 투사된 영상에는 소정의 왜곡이 발생할 수 있다. 또한 입체 스크린이"ㄷ" 형상의 3개의 스크린으로 구현되므로, 프로젝터 장치의 영상 프로젝팅 방향, 프로젝터 장치과 스크린 각각과의 거리에 따라 입체 스크린에 투사된 영상에는 추가적인 왜곡이 발생할 수 있게 된다.

이에 본 발명에서는 카메라(20)는 3면으로 구성된 입체 스크린에 투사된 영상을 한꺼번에 촬영하도록 한다. 이때, 카메라(20)는 모션 인식 카메라, 피쉬아이 카메라, 또는 CMOS 카메라 등과 같은 각종 영상 촬영 장치로 구현될 수 있을 것이다.

그리고 영상 처리 장치(30)는 카메라(20)에 의해 촬영된 영상을 수신 및 분석하여 투사 영상의 왜곡율을 산출하도록 한다. 다만, 투사 영상 왜곡율 산출시, 프로젝터 장치(10)는 영상 왜곡율을 보다 용이하게 산출할 수 있도록 도3과 같이 격자 패턴을 가지는 영상을 입체 스크린에 투사하도록 하고, 영상 처리 장치(30)는 입체 스크린에 투사된 영상에 포함된 격자 패턴의 변형도를 기반으로, 영상 왜곡율을 획득하도록 한다.

그러면, 프로젝터 장치(10)는 영상 처리 장치(30)에 의해 획득된 영상 왜곡율을 기반으로 영상 보정값을 산출 및 저장한다. 그리고 영상 투사가 요청되면, 해당 영상을 영상 보정값에 따라 역왜곡시킨 후 투사하도록 함으로써, 입체 스크린에는 최종적으로 왜곡 현상이 없는 영상이 투사되도록 한다.

더하여, 이와 같은 영상 보정값 산출 동작에도 불구하고 입체 스크린에 투사된 영상에 왜곡이 잔존하게 되면, 왜곡이 더 이상 존재하지 않을 때까지 상기의 영상 보정값 산출을 반복적으로 수행할 수 있도록 한다. 즉, 최적의 영상 보정값을 획득할 때까지, 프로젝터 장치(10), 카메라(20), 영상 처리 장치(30)가 상기의 영상 보정값 산출 동작을 반복 수행할 수도 있도록 한다.

이와 같이, 본 발명은 하나의 프로젝터를 통해 3면으로 구성된 입체 스크린에 영상을 투사할 수 있도록 하며, 더 나아가 이로 인한 영상 왜곡 발생 가능성도 사전에 최소화될 수 있도록 한다.

도4 및 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 프로젝팅 시스템의 영상 보정값 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 프로젝터 장치(10)는 도5의 (a)와 같이 왜곡율 측정이 용이한 패턴을 가지는 샘플 영상을 생성하여 3면으로 구성된 입체 스크린에 투사하도록 한다(S11).

그리고 카메라(20)를 통해 입체 스크린에 투사된 영상을 한꺼번에 촬영하고(S12), 영상 처리 장치(30)를 통해 촬영 영상에 포함된 다수 직선의 구부러짐을 영역별로 산출하고, 이를 기반으로 투사 영상의 영역별 왜곡율을 파악하도록 한다(S13).

그러면, 프로젝터 장치(10)는 투사 영상의 영역별 왜곡율, 어안 렌즈의 굴절율, 어안렌즈의 굴절율, 스크린 각각과의 거리, 스크린으로의 영상 투사 각도 등을 고려하여 샘플 영상의 영역별 역왜곡율을 산출하도록 한다(S14).

그리고 샘플 영상의 영역별 역왜곡율에 따라 샘플 영상을 역왜곡시킨 후 입체 스크린에 투사한 후, 이를 기반으로 왜곡 교정 후 영상 왜곡율이 사전에 정의된 목표치에 도달하는지 확인하도록 한다(S15).

만약, 왜곡 교정 후 영상 왜곡율이 사전에 정의된 목표치를 만족시키면, 단계 S14를 통해 산출된 샘플 영상의 영역별 역왜곡율을 영상 보정값을 설정한 후, 동작 종료하도록 한다(S16).

반면, 왜곡 교정 동작에도 불구하고 영상 왜곡율이 사전에 정의된 목표치를 만족시키지 못하면, 단계 S11 내지 단계 S14를 반복 수행하여 샘플 영상의 영역별 역왜곡율을 추가적으로 조정하여, 왜곡 교정 후 영상 왜곡율이 사전에 정의된 목표치를 만족할 수 있도록 해준다(S16).

도6는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 영상 프로젝팅 시스템의 영상 투사 방법을 설명하기 위한 도면이다.

만약, 도4의 영상 보정값 산출 과정이 완료된 상태에서, 사용자가 영상을 선택하면(S21), 프로젝터 장치(10)는 도4의 영상 보정값 산출 과정을 통해 획득된 영상 보정값을 기반으로 선택 영상을 역왜곡시킨 후 어안렌즈를 거쳐 입체 스크린에 투사되도록 함으로써, 입체 스크린에는 왜곡 현상이 완전히 제거된 영상이 투사되도록 한다(S22).

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

Claims (1)

1. 적어도 3면을 가지는 입체 스크린에 영상을 투사하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템에 있어서,
   상기 입체 스크린에 투사된 영상을 촬영하는 카메라;
   상기 촬영 영상을 기반으로 영상 왜곡율을 산출하는 영상 처리 장치; 및
   상기 입체 스크린에 영상을 투사하되, 상기 산출된 영상 왜곡율을 기반으로 상기 입체 스크린에 투사할 영상을 역왜곡시키고, 어안렌즈를 통해 상기 역왜곡된 영상을 상기 입체 스크린으로 투사하는 프로젝터 장치를 포함하는 단일 프로젝터를 이용한 입체 영상 프로젝팅 시스템.

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