KR20160034847A - 단초점 카메라를 이용하여 디스플레이 시스템을 캘리브레이팅하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

단초점 카메라를 이용하여 디스플레이 시스템을 캘리브레이팅하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20160034847A
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타일러 엠 존슨
케빈 아마라퉁가
라지브 제이 수라티
삼손 제이 티모너
Original Assignee
스케일러블 디스플레이 테크놀로지스, 인크.
수라티, 라지브 제이.
티모너, 삼손, 제이.
타일러 엠 존슨
케빈 아마라퉁가
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Abstract

본 발명은 전체 스크린을 이미지 하는 하나 또는 그 이상의 카메라를 요구하지 않는 하나 또는 그 이상의 카메라를 가지고 두 개 또는 그 이상의 프로젝트를 갖는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법에 있어서,
프로젝터로부터 하나 또는 그 이상의 프로젝트된 패턴을 하난 또는 그 이상의 카메라로 캡쳐링하는 단계와;
각 프로젝터로부터 프로젝트된 픽셀을 공통 좌표로 맵핑하는 단계와;
상기 맵핑하는 단계는 카메라 모델에 따른 렌즈특성에 의존하지 않고(free of depending on a model),
및 상기 스크린에 공통좌표 시스템을 맵핑하는 단계를 포함하되,
하나 또는 그 이상의 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법을 제공하는 것이다..

Description

단초점 카메라를 이용하여 디스플레이 시스템을 캘리브레이팅하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATING A DISPLAY SYSTEM USING A SHORT THROW CAMERA}
[0001] 본 발명은 디스플레이에 관한 것으로 멀티 프로젝션 디스플레이 시스템에 촛점이 맞추어지지만 그 시스템에 한정되지는 않는다. 특히 본 발명은 잘못알려지거나 전혀 알려지지 않은 렌즈특성을 갖는 카메라, 그리고 전체 디스플레이 시스템을 이미지할 수 없는 카메라를 가지고 디스플레이 시스템을 캘리브레이팅 하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
카메라 및 기타 광학 센서를 갖는 타일 프로젝터 시스템의 캘리브레이션은 점점 일반화되었다. 오토 캘리브레이션의 주요 목적 중 하나는 전문 기술자의 도움없이 시스템 노후화에 따른 시스템(선형 형상, 색 균일 성 및 세기 등)의 품질을 유지하는 것이다. 예를 들면 훈련을 받지 않은 사람이 GUI(a graphical user interface)에서 "캘리브레이션(Calibrate)" 버튼을 누르는 것이 바람직한 것으로 요구된다.
사용자가 GUI와 수많은 상호작용을 요구하는 미세조정 프로세스를 떠맡아야 된다면 바람직하지 않다. 상기 프로세스는 시간이 소모적이고 사용자 일부는 교육을 받아야 되는 것이다. 타일 디스플레이(One tiled display)는 회의룸 환경에서 이용되기 위해 설계된다. 회의실에서, 고해상도 디스플레이가 MxN 단초점 프로젝터(short throw projectors)를 이용하여 구축되는 것이 고려될 수 있다. 프런트 프로젝터 구성에 사용하는 경우, 단초점 프로젝터가 유용한대, 이것은 사람이 스크린에 매우 가까워질 때까지 디스플레이에 도면자가 캐스팅되지 않기 때문이다. 또한 프론트 프로젝터에서 이용되거나 리어 프로젝션 셋업에서 이용되는 경우에, 프로젝터는 회의실과 같은 곳에서 낮은 깊이를 차지하고 넓은 공간을 차지 하지 않기 때문에 공간활용에서 우수하다.
[0004] 시스템을 캘리브레이션 하기 위해서는 프로젝터 근처에 카메라를 근접하게 장착하는 것이 바람직하다. 이 위치가 바람직하다 이유 중 하나는 셀프 컨테인 인스톨레이션(a self-contained installation)를 허용한다는 것이다. 즉 설치 작업을 단순화하고, 보다 일반적으로 설치 비용을 낮출 수 있는 것이다. 이 실내 공간을 가로 질러 배치 카메라가 단초점 배열보다 통행인에 의해 차단될 가능성이 있는 상태를 피할 수 있다는 점에서 이 위치가 바람직하다. 그것은 일반적으로 카메라 시스템에서 실행되는 케이블이 필요하며, 즉 일반적으로 벽과 방 주위에 그러한 케이블을 설치하여 방을 가로 질러 이러한 카메라를 위치시키는 것은 바람직하지 않다. 이러한 카메라의 위치와 케이블 설치는 공공장소에서 외관적으로 시각적인 심미감을 떨어뜨릴 수 있는 것이다. 이와 달리 본 발명에 의한 카메라와 케이블 설치는 벽 및/또는 천장에 보이지 않게 케이블을 설치함으로 시간과 비용을 줄이는 효과가 있다.
[0005] 따라서, 단초점 카메라는 셀프컨테인 인스톨레이션을 가능하게 하고 바람직하지 않은 배선과 외관적인 모습에서 심미감이 떨어지는 것을 방지하는 측면에서 바람직하다.
그러나 이러한 카메라가 클로즈업하는 경우에는, 적어도 두 개의 도전적인 효과(at least two challenging effects)가 발생한다. 첫째, 카메라가 스크린으로부터 멀지않기 때문에, 어안렌즈 또는 다른 광각 렌즈를 갖는 복수의 카메라를 구비할 필요가 있을 수 있으며, 그렇지 않으면 확대장면을 이미지 하는 것이 어렵다. 어안렌즈는 렌즈의 왜곡을 정확하게 측정하기 어렵기 때문에 어안렌즈는 문제가 될 수있다. 또한, 카메라 이미지의 장면의 왜곡뿐만 아니라 렌즈의 특성에 민감하지만, 카메라 이미지 센서의 상부에 렌즈의 위치와 카메라의 위치 자세에 매우 민감하다. 왜곡이 렌즈의 외측으로 특히 민감하다. 하나의 투사형 표시 교정시 어안렌즈의 렌즈 모델의 정확도에 의존하는 경우, 결과는 종종 왜곡되어 나타나는 영상을 스크린에 디스플레이 한다.
[0006] 또한, 이러한 단점은 단지 몇 인치일 수 있는 짧은 투사 거리를 갖는 이미지를 스크린 전체에 챌린지될 수 있다는 사실이다.
[0007] 따라서, 조작이 간단한 자동 캘리브레이션 시스템을 생성하는 것이 바람직하다, 장면의 카메라 왜곡의 정확한 모델에 의존하지 않으며, 여기서, 카메라는 이미지를 전체 스크린을 이미지할 수 없는 경우를 처리 할 수 있다.
[0008] 본 발명은, 렌즈 모델되지 않거나 제한된 정밀도로 모델링하고, 촬상의 잠재적 능력이 하나 이상의 카메라를 사용하는 디스플레이 시스템의 교정을 가능하게하는 시스템 및 방법을 제공함으로써 종래 기술의 단점을 극복하고 전체 프로젝터 시스템 일반적으로 예시적인 시스템 및 방법은 카메라의 모델을 잘 확립 된 것이 아니라, 프로젝터의 잘 확립 된 모델을 사용한다. 하나의 프로젝터 사이의 오버랩이 매우 확립될 수 좌표계에 예시적으로, 카메라는 프로젝터를 맵핑하는 역할을 주로 정확하게 카메라 렌즈 특성의 모델이 알려져, 또는 최소한으로만 알려져 있지 않은 경우에도, 카메라를 사용한다.
[0009]
상술한 종래기술에 의한 단점을 해결하기 위하여 본 발명은,
전체 스크린을 이미지 하는 하나 또는 그 이상의 카메라를 요구하지 않는 하나 또는 그 이상의 카메라를 가지고 두 개 또는 그 이상의 프로젝트를 갖는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법에 있어서,
프로젝터로부터 하나 또는 그 이상의 프로젝트된 패턴을 하난 또는 그 이상의 카메라로 캡쳐링하는 단계와;
각 프로젝터로부터 프로젝트된 픽셀을 공통 좌표로 맵핑하는 단계와;
상기 맵핑하는 단계는 카메라 모델에 따른 렌즈특성에 의존하지 않고(free of depending on a model),
및 상기 스크린에 공통좌표 시스템을 맵핑하는 단계를 포함하되,
하나 또는 그 이상의 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법를 제공한다.
[0010]
본 발명에 의한 상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트(pre-calibrated)되는 것을 특징으로 한다.
[0011]
본 발명에 의한 상기 맵핑하는 단계 중의 하나는 한 모델의 프로젝터를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[0012]
본 발명에 의한 상기 프로젝터 모델은 프로젝터 맵핑의 이상적인 모델(an idealized model)로부터 왜곡을 갖는 모델(a model of distortions)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0013]
본 발명에 의한 표면 맵핍에 모델이된 프로젝터(the modeled projector)는 측정에 의해 프리 캘리브레이트(pre-calibrated)되는 것을 특징으로 한다.
[0014]
본 발명에 의한 상기 프리 캘리브레이트(pre-calibrated) 측정은, 프로젝터가 캘리브레이트 시스템의 일부일 때, 추정(deduced)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 공통좌표시스템에 프로젝터의 맵핑은, 프로젝터의 오버랩(an overlap of the projectors)과 프로젝터의 모델된 오버랩(a modeled overlap of the projectors)사이의 차이를 측정하는 하나 또는 그 이상의 카메라를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0015]
본 발명에 의한 상기 프로젝터의 모델은 프로젝터의 이상적인 모델로부터 왜곡을 갖는 모델을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0016]
본 발명에 의한 하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 측정되는 상기 차이는 두 개 또는 그 이상의 프로젝터와 공통좌표시스템 사이에 에지 블렌딩 테크닉을 이용(using edge-blending techniques)하여 적용되는 것을 특징으로 한다.
[0016]
본 발명에 의한 상기 프로젝터는 플랫 스크린에 프로젝팅하고, 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프로젝터 사이에 호모그래피(homographies)를 찾기 위한 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0017]
본 발명에 의한 상기 프로젝터는 알려진 또는 파라미터라이즈된 지오메트리(parameterized geometry) 커브 스크린에 프로젝팅하고, 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프로젝터의 표면맵핑에 프로젝터 모델을 이용(using the model of the projector to surface mapping of the projectors)하는 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0018]
본 발명에 의한 스크린에 공통좌표시스템을 맵핑하는 단계는 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하여 스크린에 기준(fiducials)을 로케이팅(locating)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0019]
본 발명에 의한 하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 이미지되는 프로젝트 시스템의 영역을 이용하여 강도(intensity)와 컬러를 저장하는 단계와, 강도와 컬러를 밸런싱하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0019]
본 발명에 의한 상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트되고 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프리 캘리브레이트된 프로젝터 사이에 호모그래피(homographies)를 찾기 위한 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하는 것을 특징으로 한다.
[0019]
본 발명에 의한 상기 프로젝터는 상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트되고 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프리 캘리브레이트된 프로젝터의 표면 맵핑(surface mapping of the pre-calibrated projectors)에 프로젝터 모델을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0020]
본 발명에 의한 상기 측정은 제어된 환경(a controlled environment)에서 프로젝터로부터 데이터를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0021]
본 발명에 의한 상기 하나 또는 그 이상의 카메라는 전체 스크린의 제1부분(a first portion of the entire screen)을 이미지하고, 하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 이미지되지 않은 전체 스크린의 제2부분(a second portion of the entire screen)을 한정하는 것을 특징으로 한다.
[0022]
본 발명은 전체 스크린을 이미지 하는 카메라를 요구하지 않는 하나 또는 그 이상의 카메라를 가지고 두 개 또는 그 이상의 프로젝트를 갖는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 시스템에 있어서,
프로젝터로부터 하나 또는 그 이상의 프로젝트된 패턴의 이미지를 캡쳐하는 하나 또는 그 이상의 카메라와, 각 프로젝터로부터 공통좌표시스템으로 프로젝트된 픽셀을 맵(maps)하는 맵핑프로세스를 포함하며;
상기 맵핑프로세스는 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않고,
상기 공통좌표시스템은 스크린에 맵핑되며, 하나 또는 그 이상의 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 시스템을 제공한다.
[0028]이 프로젝터 모델 임의로 이상적인 프로젝터에서 프로젝터 고유 파라미터를 왜곡을 측정하여 미리 교정 될 수 있다. 일반성의 손실없이, 프로젝터의 모델을 사전에 교정하기 위한 하나의 방법은 제어된 환경에서 프로젝터의 데이터를 측정하는 단계를 포함한다. 일반적으로 손실없이, 두 번째 방법 (스크린을 캘리브레이션하도록 잘 조정된 카메라를 이용하여, 예를 들어)과 왜곡 패턴을 백 계산 결과를 이용하여 프로젝터 전체 교정을 한다. 다음 사전 교정 왜곡 패턴을 제거하는 호모 그래피를 적용 : 프로젝터가 미리 교정 및 호모 그래피가 공통 좌표계 프로젝터를 매핑하는 것이 바람직 할 경우, 공통으로 매핑 시스템은 두 단계 된다.
[0029] 공통 오버랩 프로젝터의 대응 관계의 모델 좌표계와 카메라에 의해 수집 된 데이터는 전형적으로 상이할 것이다. 즉, 모델은 완벽하게 데이터를 적합하지 않다. 카메라에 의해 수집된 데이터는 모델과 실제의 프로젝터의 대응 관계의 차이를 발견하기 위해 사용된다. 예컨대 변위 필드로 표현 차이는, 부분적으로 각 프로젝터에 적용되도록 두 애플리케이션의 조합은 카메라에 의해 보이는 차이를 보상하도록. 네 모서리 영역의 경계 간단한 경우 : 오버랩 영역의 왼쪽 가장자리에,인가 변위 필드는 좌측 프로젝터 및 우측 프로젝터의 전체 양을 0으로 설정된다. 오버랩 영역의 오른쪽 가장자리에 적용변위 필드는 프로젝터 오른쪽 및 왼쪽 프로젝터의 전체 양에 대한 제로(0)로 설정된다. 총 카메라가 볼의 차이를 보상하도록 각 프로젝터를 인가하는 에지 블렌드 스타일 알고리즘 변위 필드를 찾기 위해 사용된다. 이들 동일한 에지 블렌드 스타일 알고리즘은 그 형상 더 복잡 오버랩 영역에 사용될 수있다.
[0030]
모든 캘리브레이션은 좌표 일반적인 시스템의 프로젝터에서 매핑이 이루어지면, 공통 좌표계 원활 표준을 사용하여 두 개의 프로젝터 전체 비디오 이미지를 보여주기 위해 사용될 수 있다. 공통좌표가 스크린에 매핑되고 전체 맵핑을 형성한다.
[0031] 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 카메라와 두 대 이상의 프로젝터를 갖는 프로젝터 시스템을 교정하기 위한 시스템 및 방법이 제공되며, 전체 스크린을 이미지하는 카메라를 요하지 않는다. 하나 이상의 카메라를 포함하는 시스템 및 방법에 캡처, 프로젝터로부터 투영된 하나 이상의 패턴. 투사된 픽셀은 공통 좌표계로 각 프로젝터에서 매핑된다. 특히, 매핑하는 단계는 카메라의 렌즈 특성의 모델에 따라 제한되지 않는다. 좌표 일반적인 시스템은, 스크린에 카메라의 렌즈 특성의 모델에 따라 제한없이 매핑된다. 실시예에서, 상기 프로젝터는 선택적으로 미리 조정된다. 또한, 매핑은 하나의 프로젝터 모델을 이용하여 형성된다. 예시적으로, 프로젝터는 프로젝터 모델 맵핑의 이상적인 모델 왜곡 모델을 포함한다. 맵핑 표면 모델링 프로젝터는 미리 측정하여 교정될 수있다. 프로젝터 캘리브레이션 시스템의 부분인 동안이 사전 교정 측정이 추론될 수있다. 공통 좌표계 프로젝터 매핑 프로젝터 오버랩 프로젝터 모델링 오버랩 차이를 측정하도록 카메라를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 카메라에 의해 측정된 차이는 에지- 블렌딩 기술을 사용하여 적용될 수있다. 실시예에서, 공통 평면에 매핑 상 프로젝터 프로젝트 시스템 임의로 미리 캘리브레이션 프로젝터 사이의 호모 그래피를 찾기 위해 하나 이상의 카메라를 사용하는 단계를 포함하는 좌표. 또한, 프로젝터는 알려진 또는 매개 변수 구조와 곡면 스크린에 투사. 이 경우, 상기 프로젝터는 선택적으로 미리 캘리브레이션하고, 공통의 좌표 시스템으로 맵핑하는 단계는, 선택적 사전 캘리브레이션 프로젝터 맵핑 표면 프로젝터 모델을 사용하는 것을 포함한다. 실시예에서, 기점이 스크린상에 위치된다. 또한 실시예에서, 상기 하나 이상의 카메라에 의해 촬영된 프로젝터 시스템의 영역을 사용하는 시스템 및 방법에 강도 및 색상 정보와 균형을 저장한다.
[0032] 본 발명의 설명은 이하 첨부된 도면을 참조한다.
[0033]도 1은 카메라와 함께 스크린 상에 두 키스톤 프로젝터에 의해 제공되는 표시 장치의 블록도 그 수있는 경우에만 이미지 프로젝터 사이의 오버랩 영역;
[0034]도 1a는 오버랩 및 카메라에 의해 취득 된 화상에 기초하여 조정되어, 복수의 프로젝터를 사용하여 실시 투사장치이고;
[0035]도 2는 예시적인 실시예에 따라 전체 디스플레이 캘리브레이션 처리의 블록도이고;
[0036]도 3은 전체 교정 과정에서 사용하기위한 프로젝터 렌즈 모델을 사전에 교정하는 방법의 블록도이다;
[0037]도 3B는 방법의 블록도이다 사전 교정 시츄 프로젝터 렌즈 모델;
[0038]도 4a는 평면에 대한 공통의 좌표계로 매핑 투영 화소의 블록도이다;
[0039]도 4b는 공통의 좌표계를 프로젝터로부터 매핑을 향상의 블록도이고;
도 5는 곡면 형 스크린에 대한 공통의 좌표계로 매핑 투영 화소의 블록도이다;
[0041]도 6은 색 및 강도가 예시적인 실시예에 따라 교정 방법을 설명하는 블록도이다;
[0042]도 7은 카메라와 함께 스크린 상에 두 키스톤 프로젝터에 의해 제공되는 표시 장치의 블록도 그 수 영상 프로젝터 사이, 및 그 스크린 카메라 수있는 이미지와 기준 마크 오버랩 영역.
[0043]도 1은 두 개의 프로젝터의 윤곽선을 스크린(100)의 개략을 나타낸다.
도면부호(101)와 (103)은 오버랩을 도시한다. 프로젝터 (101) 및 실시예에서, 영역 (105)에서 스크린 (103)에 오버랩, 프로젝터는 스크린을 가득 채운다. 카메라에 의해 촬영된 스크린(들)의 영역의 타원 형상의 윤곽은, 일반적으로 다소 원형 (107)로 카메라 캔 화상 직사각형 또는 사다리꼴로 표시 될 영역을 나타낸다. 그러나, 카메라가 설치된 어안렌즈, 원형 (오버랩의 모양과 유사한 위쪽보다 아래쪽에 약간 넓은)가 화상을보다 정확하게 원으로 표현 또는 키스톤되어 있다 보기 다음 필드가있는 경우. 사용자의 시야로부터 유지하도록 키스톤 외관이 때문에 스크린 위의 위치에 있다. 스크린 -에 대한 상기 프로젝터와 카메라의 광축 모두 비 수직 배향의 결과이다.
[0044] 주 또한 카메라가 이미지를 전체 스크린을 필요가 없다. 이 경우, 카메라는 이미지(105)는 또한, 본 명세서에 기재된 예시적인 프로세스가 필요하지 않은 오버랩 영역의 전체를 배치하고, 작동되는 경우 카메라 수없는 효율적으로 화상 어떤 경우에는 전체 영역 (105), 작은 카메라 도면이나 장애물의 필드는 전체 영역의 화상을 취득하는 카메라의 기능을 제한할 수있다. 예시적인 공정은 본원에 오버랩 영역 (105)의 그러한 부분 화상과 함께 동작할 수 있다.
[0045]
(a) 맵핑 스크린 좌표계 (b) 맵핑 한 다음 단일 좌표계 픽셀을 투영하고, (a) : 이것은 자동 보정 시스템은 종종 두 가지 단계를 포함하는 것이 인식된다. 참조는, 그 기술과 유사한 교시가 본원에 참고로 인용된다 MANUAL AND SEMI-MANUAL 기술을 사용하여 디스플레이 시스템을 교정하기위한 시스템 및 방법을 명칭, 특허 출원 US 제 2012/0120372 공개된 유용한 기술로서 이루어진다. 본 실시예들의 교시. 이 통합 된 응용 프로그램은 두 개의 매핑을 각각 수행하는 수동 또는 반 - 수동 기술을 사용한다. 예를 들어, 상기 특허에서, ".도 8은 추가의 정보가 공통의 좌표계를 프로젝터로부터의 맵핑을 갱신하는데 사용되는 실시예를 나타낸다. 처음 몇 단계는 단계 810에서도. 4. 행해졌 정확히 같이, 일반 좌표계에 매핑 단계 (820)이다. 전술 한 바와 같이 형성되고, 추가 정보는도 경계 알려진 기준점, 에지 및 / 또는 코너. (약 수집된다. 4, 그러한 정보의 경계에 대해 수집 된 화면 단계 83Θ에서 코너 점)., 결합 된 정보는도 행해졌 같이 스크린 좌표계. 4 단계 (840)에서 공통의 대응 관계를 형성하기 위해 사용되며, 모두 공통으로 매핑 좌표계 및 화면에 공통 좌표계에서 매핑 동시에 업데이트된다. 광 개체로 프로젝터를 모델링함으로써 전술 한 바와 같이 예시적인 실시 예에서, 이것은 달성된다.이 경우, 공통의 좌표계를 프로젝터로부터의 맵핑에 의해 개선될 수 있다 프로젝터의 투사 행렬의 추정. 그리고, 일반적인 맵핑으로 변경하는 시스템이 스크린 좌표계에서 일반적인 매핑에 영향을 미칠 수있는 좌표. 예를 들어, 그 결과는도 최소화하면서 설명한다는 것이다. 프로젝터의 광학적 특성을 찾는 도4 좌표계 공통으로 매핑 모두를 변경하는데 사용될 수 있고, 공통좌표계에 매핑하고 동시에 스크린에 공통좌표계 시스템을 매핑하는 것이다.
[0046] 이하는 본 발명의 실시예로서 오토메틱 기술에 관한 것이다.
[0047] 또 다른 배경도 그렇고. 도1은 예시적인 실시예에 따른 자동 캘리브레이션과 예시적인 디스플레이 시스템 (100)의 블록도이다. 이 경우 단일 카메라 센서(110)는 세 프로젝터 시스템을 캘리브레이션하기 위해 사용된다. 도에 도시된 바와 같은 실시예에서. (1) 상기 두 개의 프로젝터 (예를 들어 140, 142)이 사용된다. 후술하는 바와 같이, 원리는 본원에 둘 이상의 오버랩 표시 화상에 적용될 수있다. 카메라 (110)는 기하학적 위치, 시스템에 걸쳐 프로젝터의 색과 세기를 측정하고, 교정을 생성 할 수있는 종래의 수단 (예를 들면 디지털 SLR) 또는 사용자 장치 일 수있다. 본원에 기술 된 바와 같이, 카메라는 적절한 광각과 단초점 카메라로 구성 될 수 있다. (예를 들면 어안렌즈) 렌즈 어셈블리 (111)의 오버 헤드 마운트 (115) (점선으로 도시)의 카메라 (110) (또는 복수의 마운트를 제공 할 수있다 카메라). 교정 캘리브레이션에 전송하기 위해 생성된 이미지에서, 본원 시스템 및 방법을 동작 (및 / 또는 전자 하드웨어) (블록 122) 저장된 비 일시적 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 예시적인 PC(120)에서 생성 된 캘리브레이션 삽입 다음, 프로젝터 (140), (142), (144) (각각)에 화상을 중계 화상 생성기 (IGS) (종래의 PC가 될 수 있음) 130, 132, 134. 또는, 캘리브레이션 직접 IG에 적용될 수있다. 색 캘리브레이션의 일부는 상호 접속 된 프로젝터 (각각) (140), (142), (144)에 업로드 할 수있다. 프로젝터 140, 142, 144함으로써 일반적으로 적절한 오버랩 (도시로서 예를 들면 15 % 중복)로, 스크린 (150)에 소스 (들)의 결합 된 이미지를 투사. 예시적인 실시예에서, 상기 프로젝터 사이의 배선은 통상적 인 네트워크 스위치 (160)를 포함 할 수있는 네트워크 링크 (유선 및 / 또는 무선)에 의해 제어 될 수있다.
[0048]도 2는 시스템을 교정하기 위한 (점선 박스 (230)로 표시됨) 절차의 일반화 된 블록도를 나타낸다. 일반적으로 상술 한 바와 같이, 첫 번째 단계 (210)는 공통의 좌표계 상으로 모든 프로젝터로부터 투사된 화소를 매핑하는 것이다. 두 번째 단계 (220)는, 스크린에 공통 좌표계를 매핑하는 것이다. 점선 박스(230)는 때때로 단계 (210, 220)이 동시에 수행하고 있음을 나타냅니다. 예로서, 종종 일반적인 경우는 단계 (220)는 추가적인 처리 또는 작업을 수반하지되는 스크린의 좌표계 210 좌표계.
[0049]도 3a 및 도 3b는 각각이 모델에서 두 사전 교정 프로젝터 전달 함수를위한 방법들, 및 왜곡을 나타낸다. 이러한 사전 - 캘리브레이션이 필요하지 않지만 미리 캘리브레이션 프로젝터 렌즈는, 단계 (210)에 매우 유용하게 사용될 수있다. 프로젝터는 종종 호모 그래피 또는 호모 그래피 플러스 방사형 왜곡을 이용한 평면에 매핑 화소로서 모델링된다. 이러한 분해가 여기에 단계의 수행에 필요하지 않습니다하지만 호모 그래피는 종종 고유 매개 변수 (예 : 초점 거리) 및 외부 매개 변수 (예 : 회전과 번역)으로 분류된다. 사전 교정의 목적 중 하나가 변위 필드로 프로젝터의 비 이상적인 특성을 측정하기 위해보다 일반적으로 프로젝터의 방사 왜곡을 모델링하고 그것을 측정하거나 하는 것이다. (종종 고유 변수뿐만 아니라 측정한다.) 프로젝터 렌즈를 미리 교정하는 방법에는 여러 가지가 있다.
[0050]도3a 및 도3b를 참조하면, 상기 각각의 사전 캘리브레이션을위한 예시적인 방법을 보여준다. 도 3a에, 처리는 프로젝터의 비 이상적인 특성을 측정한다. 이는 당업자에 따라 수행될 수 있다. 도 1의 공정에 따라. 도 3a, 프로젝터에서, 사용자에 의해 지시된, 예를 들면, 같은 평면 벽 (310 단계). 단계 320에서는, 캘리브레이션 렌즈와 카메라는 프로젝터를 측정하는 데 사용된다. 종종, (예) 바둑판 패턴 (또는 다른 유사한 반복 / tessellating) 교정 패턴의 형태로 교정 패턴은 프로젝터에 의해 투영하고 그 측정을 수행하는 카메라에 의해 촬영된다. 프로세스는 데이터에 맞는 호모 그래피 및 호모 그래피로부터의 편차를 발견하고, 프로젝터의 고유 특성을 찾기 위해 호모 그래피를 분해한다. 일반성의 손실없이, 편차는 다수의 방식으로 저장 될 수있다. 하나의 일반적인 기술은 프로젝터에 다시 광선을 추적하고 추적해야한다 -에 호모 그래피에 따른 이상적인 화소로부터 일탈하고 측정한다 (스텝 340)에있어서의 실제의 화소를 찾는 것이다. 대체 기술은 이상과 측정 값 사이의 각도 편차를 스크린 밖으로 화소로부터 광선을 추적하고 발견하는 것이다.
[0051]같은 모델의 많은 프로젝터가 왜곡 필드와 고유 매개 변수 매우 유사을하는 경향이 관찰된다. 그것은 예를 들어, 공장에서, 하나의 왜곡 필드를 측정 한 다음, 같은 모델의 모든 프로젝터에이 측정을 적용하는 것이 가능하다.
[0052]도 3B는 프로젝터의 동일한 사전 교정을 수행하기위한 대안적인 프로세스를 나타낸다. 이 대체 공정은 수동 또는 반 자동화 수동 기술 또는 다른 적절한 방법을 사용하여, 예를 들면, 단계 360에서와 같이, 디스플레이 시스템을 교정하는 것으로 시작한다. 그것은이 교정 단계 (360)의 결과는 기하학적으로 "완전한"교정을 얻기 위해 미세 조정이 될 수 있다고 생각된다. 시스템을 캘리브레이션하는 또 다른 방법은 하나 이상의 임시은, 그 렌즈 (ES) 설치 카메라 잘 교정 사용하는 것이다. 통상적으로, 하나 이상의 임시 카메라는 긴 시청 거리를 제공하기 위해 공간의 반대편에 위치한다. 교정 스크린 프로젝터로부터의 단계 370에서, 매핑한다 (단계 360)이 수행되면, 종래 기술을 이용하여 다시 계산 될 수있다. 다음으로, 단계 (380)에서, 이상적인 렌즈의 편차를 측정한다. 평면의 경우, 즉, 호모 그래피의 차이이다. 곡면 형 스크린의 경우, 프로젝터에 다시 광선 추적과 이상에서 편차를 찾는 일반적인 모델을 간단하게 행할 수있다.
도 3b에서 [0053] 공정은 원위치 수행되는 교정 과정에서 유리할 수있다. 하나의 단점은, 그러나이 프로세스는 종종 단계들을 수행하도록 훈련 된 사용자를 필요로한다는 것이다. 그러나, 이것은 더 - 관련 캘리브레이션 과정은 일반적 (초기 시스템 설정에서 예) 일회성 조작이며, 시스템은 훈련받지 않은 개인이보다 일반적으로 유지 보수가 장기적이다.
[0054]도 4a 및도 1에 도시된 바와 같이,도 4a의 프로세스는 두 개의 프로젝터 및 평면에 하나의 카메라로, 예시 적 실시이 설명을 위해, 매핑 단계 (210)를 달성하는 블록도를 보여준다 4b는 . 프로세스는 선택적으로도 3a 및 3b, 또는 다른 방법에 의해 기술 된 바와 같이 수행 될 수 프로젝터 렌즈 왜곡을 내장하고, 교정에 의해, 단계 (410)로 시작한다. 이어서, 단계 420에서, 두 개의 프로젝터 사이 개의 프로젝터와 카메라 영상의 일부 또는 혼합 존 (105)의 모든, 따라서 대응 관계가 정의 될 수 있고, 두 개의 프로젝터 사이의 호모 그래피는 일반적인 기술에 따라 결정될 수있다. 렌즈 왜곡을 측정 한 경우, 다음 두 프로젝터 간의 매핑 될 것이다 : (a), 그 프로젝터 렌즈 왜곡을 취소 적용 호모 그래피를 적용한 다음, (b) 다른 프로젝터 렌즈 왜곡을 적용한다. 430 단계에서, 상기 프로젝터 사이의 공통의 좌표계를 정의 할 수있다. 거기 공통 좌표계를 형성하기위한 다양한 기술을 사용할 수 있으며, 비 제한적인 예에?? 의해 프로젝터의 하나의 입력 화소 공간에서 달성 될 수있다. 예시 1024 프로젝터 화상 입력 프로젝터로 인 경우, 예를 들어, 연속적인 0 ... 1024 개의 좌표 0..768 좌표계를 정의할 수 있으며, 그러면 다른 프로젝터에 매핑할 필요에 따라 확장된다. 이러한 좌표 시스템은 가상 카메라에 매우 유사한 것으로 간주 될 수있다.
[0055] 마지막 단계는 단계 (220) (도면. 2)입니다. 종종 시스템을 설정 각각의 수행 초기 채우기 영역을 설명하기 위해 4 개의 모서리 점을 선택합니다. 프로젝터 에지 블렌드 존 불량 나타나도록 (진동 외관 진탕 등을 통해)만큼 의도적 움직임을 나타내고 있지만, 이들은 프로젝터에 그 4 구석 점을 계속할 수 있도록 상당히 필 영역에 영향을주지 할 정도로 작은 양이 이동할 수있다 공정에 사용된다. 이 경우, 공통의 매핑은 스크린 (스텝 220), 호모 그래피 (또는 호모 그래피 및 선택적 왜곡 모델)이다 좌표계와 네 구석 점은 맵핑을 생성하기에 충분하다.
[0056] 오히려 사용자가 컨트롤 포인트를 입력하는 것보다, 하나 이상의 카메라가 자동으로 스크린이 작성되어야 하는지를 나타내는 기준 마크 전형적 선 또는 점 또는 유사한 부호를 검출 할 수있는 검출. 일반성의 손실없이, 스크린 좌표계에서 일반적인 맵핑을 찾을 수있는 많은 방법이, 단계 (220)가있다.
[0057]
도면부호 (420)의 공통 좌표계가 직접 스크린의 공간을 포함하는 양자 택일 할 수 있습니다. 그런 경우, 단계 210 및 220은 본질적으로 동시에 수행된다. 또한 완벽하게 평평하지 않은 예에 대한 스크린 스크린에 왜곡, 본원 아직 해결되지 않았 음을 유의한다. 오토 캘리브레이션 과정이 완료되면, 표준 오토 캘리브레이션 기술에서, 사용자는 잠재적으로 미세 조정 옵션과 함께 결과를 제공 할 수있다. 즉, 미세 조정은 다음과 같이 정의하고, 스크린의 비 이상적인 특성을 나타내는 벡터 필드로서 저장 될 수있다. 따라서, 어느 단계 (220), 또는 그에 후속의 일부로서, 그 벡터 필드가 적용되는 경우 일 수있다. 만큼 스크린이 시간이 지남에 따라 모양을 변경하지 않는 한, 그 유래 저장 벡터 필드는 일정하게 유지됩니다.
[0058]
도 4b는 그것은 에지 혼합 영역 (도 1의 영역 (105))에, 프로젝터 간의 불일치 바람직한 투영을 달성하기 위해 매우 작은 것을 알 수있다 단계 430의 권장 부분을 나타낸다. 가장자리 혼합 영역에서 때로는 십분의 픽셀 편차가 눈에 띄는 비디오의 품질 저하의 원인이 될 수 있습니다. 그러나, 에지 - 블렌드 존 외부 공차는 전형적으로 훨씬 더 높다. 특정 화소 랜드는 종종 중요하지 않으며, 이상적인 지점에서 전체 화소에 의해 누락 된 대부분 또는 모든 관찰자에 대한 투영 좋은 품질을 유지하기에 충분한 것보다 더있을 정확한 지점.
[0059] 블렌드 에지 영역, 영역(105), 호모 그래피를 사용하는 예시적인 실시 형태의 모델 및 임의 프로젝터 왜곡 맵에서, 일반적으로 잘 있지만 완벽 동의. 단계(450)에서, 프로세스는 이 경우에는 프로젝터 및 모델의 오버랩의 측정 된 데이터 간의 차이, 호모 그래피 및 선택적 프로젝터 왜곡 맵을 측정한다. 차이 변위 필드로 표현 될 수있다. 변위는 다양한 방법으로 적용 할 수 있다. 예시적으로, 이 에지 - 혼합 영역 (105)의 좌측 에지 - 블렌딩 단계 (460)로부터 차용 한 기술을 사용하여 적용 할 수 있으며, 프로세스는 우측 프로젝터 (103)에 왜곡을 모두 적용하고, 왼쪽으로의 없음 에지 블렌드 존 내측 에지 블렌드 존 외부로부터 좌측 프로젝터에서 불연속이 없도록 -projector (101)이 수행된다. 유사하게, 에지 - 블렌드 존의 다른 (반대)면에, 처리는 우측 프로젝터 좌측 프로젝터 (101), None으로 모든 왜곡을 적용한다. 중간에, 처리는 원활 두 프로젝터에서 좌측에서 우측으로 왜곡 변한다. 원활 변위 필드를 변화 시키도록 일반적으로 에지 - 블렌딩에 사용되는 기술들을 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 프로세스는 그 가르침 본원에 참고로 인용된다 OPTICAL FEEDBACK를 사용 DISPLAY 조정, 화상 처리에 의해 개선 표시 품질을 제공하기 위해 미국 특허 출원 번호 12 / 049,267에 기재된 기술의 버전 명칭 SYSTEM AND METHOD을 적응시킬 수있다 유용한 배경 정보로서. 강도에 걸쳐 균일하게 나타나는 경우 상기 특허는 원활한 멀티 프로젝터 시스템에서, "개방 루프 방법을 포함한 다수의 방법을 기술 한 프로젝터 디스플레이 출력뿐만 아니라, 비네팅 효과의 비선형 특성을 보상해야 혼합 영역. 디스플레이 비선형 일반적 양식 출력 강도의 제곱 법을 이용하여 모델링된다
Figure pct00001
= (입력 강도) '1', γ에 대한 전형적인 값은 하나가 비네팅을 무시한다면, 두 개의 겹치는 프로젝터의 입력은 다음 수 2.5이고 ;; : xL'Y 및 W2 (X) : ;; :( L "-x) i'Y, X는 혼합 영역에 걸쳐 0에서 1로 변화 형태 WI (X) 캘리브레이션의 가중 함수를 사용하여 블렌딩 될수 있다.
[0060] 즉, 비네팅 혼합 영역의 가장자리로 인해 프로젝터의 가장자리에서 높은 강도 종종 띄게 어두운, 존재한다. ;;; F (x)의 1, Y : 개방형 루프 방식 (x)의 형태 W3의 가중 함수를 사용하여 가장자리 근처 프로젝터의 광 기여 드 - 강조
여기서 F (x)는 다음과 같은 최소한의 속성이 있습니다
Figure pct00002
[0061] F(0) = 0, F(1) = 0
[0062] F '(0) = 0, F'(1) = 0
[0063] 제로 첫 번째 파생 상품은 가장자리 근처의 무게가 작은어 있는지 확인하십시오. 조건을 만족하는 함수이다 () 엘 미트 다항식 : F (X) = X2 (X 3-2) 및 (b)
정현파 : F (X) = (1-COS (JIX)) / 2.전체적인 기준을 만족하는 다른 함수가 또한 사용될 수있다.
[0068] 공정 430 (프로젝터 및 / 또는 다수의 카메라에 적용)에서, 프로세스는 두 프로젝터 케이스의 것과 유사한 방식으로 공통의 좌표계를 정의 할 수있다. 유사하거나 다수의 프로젝터와 로컬 좌표 시스템을 정의하는 복수하는 것이 바람직 할 수 있음을 인식하고 420 단계를 참조하여 상기 기술 한 바와 같이 혼합 동일한 카메라가 사용될 수있다. 즉, 하나의 공간에 대신 전체 디스플레이 필드에 대해 하나의 글로벌 좌표계를 수립한다, 이러한 스크린의 좌표로서, 이는 시스템이 로컬 복수 스크린에 매핑 될 수있는 좌표계를 정의 할 수 있다는 것이 고려된다 . 예를 들어, 360도 sphere로 화상의 투영에, 그것은 로컬 좌표는 통상적으로인가 개의 글로벌 좌표 각도보다 사용하기 더 간단 경우가 많다. 단계 (210)와 함께 사용으로 전체 시스템은 여전히?? 글로벌 시스템의 일부로서 함께 연결되도록 따라서, 공통 / 글로벌 좌표계는 서로에 매핑와 로컬 좌표계의 복수로 정의 할 수있다.
[0069]
예시적으로, 이러한 비행 시뮬레이션에 사용 된 것과 파셋 스크린은, 예를 들면, (유리 산 광학, 텍사스 오스틴, FlightSafety Inc.의 일부 제조) WASP 스크린이 동일한 처리를 사용하여 캘리브레이션 될 수 / 방법이 기술 된 바와 같이 위. 즉, 접합 평면 스크린 평면 스크린과 유사한 방식으로 처리 될 수있다. 이것은 카메라를 구비하는 동안 영구적 유용 장착 주목해야한다, 지금까지 제거하고 나중에 교체되므로 매번 같은 방식으로 위치하지 않는 카메라에 동일하게 잘 작동 설명한 프로세스. 유사하게, 하나 이상의 카메라 (들)은 하나 이상의 상하 회전 헤드 상에 장착 될 수있다. 또는, 카메라, 캘리브레이션으로 제거하는 데 사용하고, 나중에 약간 다른 위치로 복귀 될 수있다. 더 기본적으로, 사용자는 핸드 헬드 카메라로 다른 위치로 이동하여 에지 블렌드 존의 이미지를 수집 할 수있다.
구체적인 구현 단계 중 일부가 다를 수 있지만, [0070] 이러한 돔 및 실린더와 같은 곡면 스크린에 대해서는, 공지의 형상, 전체 프로세스는, 유사하거나 동일하다. 도면 5는 과정을 설명; 이것은도 4a 및 4b의 그것과 실질적으로 유사하다. 이 프로세스는 단계 510로 시작하고, 일반적으로 전술 한 바와 같이 선택적으로 캘리브레이션 프로젝터. 프로세스가 설치 스크린에 캘리브레이션이 경우, 프로세스는 렌즈 왜곡 모델을 찾기 위해 프로젝터로 다시 스크린에서 추적 선을 사용할 수있다. 단계 520에서, 비선형 최소화는 프로젝터의 외부 파라미터를 찾기 위해 확립된다. 일반적으로, 적절한 패턴 및 크기의 기준점이 스크린에 프로젝터에 제어 포인트 또는 부호로이 단계에서 사용 중 선택되는 카메라는 이미지가 있습니다. 비선형 최소화는 표준 번들 조정 알고리듬 전형적으로 구현된다. 단계 (530)에서, 가장 간단한 일반적인 시스템은 일반적으로 스크린의 좌표 구현합니다. 전술 한 바와 같이, 따라서, 단계 (220)는 단계 (210)로 병합된다.
카메라의 렌즈 특성의 좋은 평가를 사용할 수있는 경우 [0071]는 단계 (520)에서,이 정보는 번들 조정 알고리즘을 지원할 수 있습니다. 렌즈 특성은, 가능한 경우, 카메라의 렌즈 특성을 합리적으로 정확하게 알 수있는 중심을 향하여 예를 들면, 가중 된 방식으로 적용될 수있다. 그러나 이러한 특성은 종종 덜 정확하게 공지되어 렌즈의 가장자리를 향해. 선택적으로, 상기 렌즈 특성이 최소화가 계속 이들 렌즈 특성 값이 점진적으로 제거 될 수있는 단계 (520)를 최소화하기 위해 사용될 수있다. 구별이 잘들이 스크린 상 화소의 맵핑을 돕기 위해 사용될 수 있다는 것을 알아야된다 충분히 잘 최소화 과정을 돕기 위해 알고되는 렌즈 특성과 렌즈 사이에 등록할 수있다.
[0072]도 6은 디스플레이 장치의 색상과 강도를 캘리브레이션하는 방법을 설명하는 블록도이다. 그것은 완벽하게 색상과 강도가 카메라에 보이지 않는 스크린의 영역으로 시스템을 캘리브레이션하는 도전하고있다. 또한 큰 강도가 - 오프를 갖고도 3에 도시 된 바와 같이, 일반적으로 스크린 위에 장착되는 카메라와 함께 스크린의 세기를 측정하도록 도전된다. 교정 프로세스는 완전히 수동 ??또는 자동으로 또는 다른 적절한 방법을 통해 설치 프로그램에서 시스템의 색상과 강도를 캘리브레이션하는 1A .. 그렇게하는 하나의 메커니즘은, 효과적인 접근 종종 단계 (610)은이 태스크를 사용하는 것이다 달성하기 임시 두 번째 카메라의. 시스템은 카메라를 장착하여, 초기 색 및 강도에 관한 지역 정보를 캡처 할 수있다. 그리고, 시간이 지남에 따라, 스크린의 이미지는 주기적으로 시스템의 카메라 (들)과 함께 취득한다. 카메라의 변경이 단계 (620) 프로젝터의 컬러 및 강도가 프로젝터 전체에 걸쳐 승수로 변하여 근사 가정에 기초하여 강도와 색, 시스템은 다음을 적용 할 수있는 방법이 이미지를 결정하기 위해 시스템에 의해 사용되는 프로젝터 전체에 걸쳐 균일 한 캘리브레이션, 630 단계.
[0073]
도 7은 접근 전술 한 실시예와 실질적으로 유사하다 교정 시스템 및 방법의 다른 실시예이다. 도 7의 디스플레이 장치 (즉 약간 키스톤한다) (705)의 공통의 오버랩 영역 윤곽선 (701) 및 (703)로서 도시하는 2 개의 프로젝터 디스플레이, 거기에 도시되는도 1의 디스플레이 장치에 따라서, 실질적으로 유사하다. 스크린의 윤곽의 카메라 뷰 필드의 윤곽은 또한 기점 마크가 'X'(예를 들어)을 첨가 한 약간 왜곡 된 원 (707)으로 도시되어 점선 (700)으로 도시되어있다. 이 기점 중 두 711는 예시 적으로, 기점이 특정 픽셀을 표시 등, 카메라 (709)로서, 기점 일부 이미지없는 등이지만 기점 일부 이미지 수 (709) 및 (711)로 표시되어왔다 이미지가 스크린에 착륙해야 표시됩니다. 기점의 정규 격자 있었다 경우, 예를 들어, 프로젝터 스크린에 걸쳐 방식의 10 %를두고, 그때는 확산해야 이미지가 시스템에 걸쳐 표시하는 교정 시스템에 나타 내기 위해 그렇게 이루어질 수 그것의 10 %는 기준점의 모든 쌍에서 떨어졌다.
상기 실시예 (들)과 유사하게 [0??,074]이, 프로젝터가 스크린에 다음 일반 좌표계에 매핑 될 수있다. 카메라 캔 화상 기점은, 위의 기점이없는 실시예에서보다 더 많은 이미지가 존재하는 영역이다. 이 경우, 기점은 본질적으로 시스템이 스크린에 특정 화소를 매핑하는 방법을 나타낸다. 단계 (210)의 계산이 완료되면, 공통의 좌표 시스템에서 픽셀 맵핑이 확립되고,이 후, 단계 220에 따라, 스크린에 공통 좌표계로 매핑 할 수있다.
[0075] 주어진 이미 단계 (220)를위한 용액을 제조 할 수있는 스크린 좌표계와 제 용액을 제조 할 수있는 새로운 데이터 세트를 발생할 수있는 공통로부터 산출 기존 프로세스와 방법; 따라서, 과제는 하나의 통합 된 솔루션을 발견하는 솔루션을 통합하는 것이다. 이때, 가중 알고리즘을 사용할 수있다. 카메라의 가장자리에, 접근 방식이 될 수 있도록 카메라 외부 카메라 내부에서, 카메라에 더 불연속 (불연속의 본질적를) 매우 낮은 가중치를 적용하지 않는 것입니다. 카메라의 중앙에, 데이터는 더 높은 가중 될 수있다. 카메라 무게도 조절 카메라의 기점의 위치에서 추정 된 에러에 기초 할 수있다; 효과적으로 신뢰도 측정을 제공한다.
[0076] 적절한 프로세서상에서 실행되는 보간 알고리즘이있을 수 있고, 그 사이에 기점을 참고. 가능한 경우, 카메라의 추정치가 완벽하게 알 수없는 경우에도, 그 보간하기 위해 사용될 수있는 변환을 선별한다. 프로젝터 기점 오버랩 여기서, 보간은 프로젝터의 모델에 기초하여 수행 될 수있다.
[0077] 또는 불가시 용이 인간의 눈에 의해 발견 될 수없는 많은 기점 종류의 다양한 것이다. 그들 중 일부는 아주 조금만 할 수있다. 다른 시청자들하여 관찰을 감소 워터 마킹 될 수있다. (예를 들어 적외선 근처) 기준점은 인간이 잘 표시되지 않을 수 있습니다 파장에 응답 할 수 있지만, 카메라는 않습니다. 그러한 다양한 색, 반사율, 크기, 형상 등 카메라 / 결정되는 기점 구별 할 수 있도록 같은 적절한 방식으로 공간적으로 기점을 변화 때때로 바람직하다 전반적인 장면에 대하여한다.
추가 실시
[0078]이 기술 분야에서 통상의 지식과 함께 본 명세서의 교시에 따라 구현 될 수있는 본 명세서에 설명 된 일반적인 원칙에 기초하여 또 다른 다양한 실시예들이있다.
[0079]
예시적으로, 프로젝터는 스택과 바둑판 식으로 배열 할 수 있습니다. 적층은 밝기를 향상시키기 위해 구현, 또는 입체 표시를 생성하도록 구현 될 수있다. 다른 구현으로, 프로젝터의 색 개별 효과적으로 횡 색 왜곡을 캘리브레이션하기 위해 별도의 프로젝터로서 취급 할 수있다.
[0080] 예시적으로, 시스템은 반복적으로 교정 될 수있다. 프로젝터에 의해 투영 패턴 측정들의 현재의 세트에 기초하여 변화 될 수 있고, 카메라에 의해 수집 된 새로운 이미지 캘리브레이션 오차가 임계 값 이하이면 결정 예상 된 이미지와 비교 될 수있다.
[0081] 시스템은, 일반성의 손실없이, 컨텐츠의 다양한 종류를 표시하도록 구동 될 수있다. 일반적인 예는 전체 디스플레이에 걸쳐 비디오 컨텐트를 도시 포함 스테레오 또는 이차원 픽셀 버퍼 여부, 각 프로젝터에 도시 된 콘텐츠의 일부와; 디스플레이에서 하나의 데스크톱 컴퓨터를 보여주는; 및 컨텐츠가 유효 스크린의 프로젝터에 대해 frusta로 절단 비행 시뮬레이터를 도시.
교정 과정의 [0082] 결과는 US 특허 출원 번호 8백18분의 12, 102에 기재와 같은, 그래픽 카드 드라이버 또는 분사식 공정을 포함한 처리 다양한 위치에 설정 시스템을받을 수있는 AND 매핑 FUNCTIONS OF INJECTION METHOD FOR는 교시의 유용한 배경 정보로서 참고로 인용된다. 또는, 그 결과를 표시 시스템의 저장, 광 기계적, 열적 및 전자 (OMTE) 파라미터에 설치 될 수있다.
[0083]
상기 배경로서, 실시 예들은 본 명세서 US 특허 출원 번호 13 / 523,852에 기재된 컬러 및 강도 정정 / 교정을위한 방법 및 프로세스와 함께 사용될 수있다 DISPLAY OF COLOR AND INTENSITY 교정하기위한 시스템 및 방법을받을 유용한 사용법에 대한 시스템의 가르침은 명시 적으로 유용한 배경 정보가 포함된다. 상기 특허에서,도 3을 설명한다.
[0084]
"기하학적 맵핑 단계 (310)에서, 맵은 표시 장치 및 광 센서 사이에 형성된다. 대부분의 알고리즘 / 프로세스가 도시 된 프로세스를 수행하기 위해 사용될 수있다. 예로서, ScalableDesktop가 (소프트웨어 캠브리지 확장 디스플레이 기술에 의해 제조 질량이.) 이러한 대응 관계를 생성하기 위해 하나 이상의 카메라에 의해 수집 스폿 패턴 시퀀스를 둔다.보다 일반적으로, 프로세스의 전체 또는 일부를 포함하도록 본 명세서에서 용어 "■ 알고리즘"넓게 취해 져야한다 사용 된 / 특수 제작 연산 칩 등을 포함하여, 절차. 프로그램 이민국 tructions의 비 - 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 사용하는 시스템을 실행 및 방법은 본 명세서에서 이러한 비 일시적인 COM 터의 판독 가능 매체 및 / 또는 전자 하드웨어를 사용하여 구현 될 수있다 FPGA는 ASIC들 등을 포함한다. 또한, 방법 단계 또는 프로세스 블록은 도시되고 설명 된 바와 같이, 그것은 명시하는 단계 / 프로세스의 전부 또는 일부가 다른 별도의 분리 된 단계 또는 프로세스에서 구현 될 수 있다는 것이 고려된다. 마찬가지로, 다양한 단계 / 처리 (또는 그 일부)를 기능적으로 도시 된 것과 다른 방식으로 결합 될 수있다.
[0085] 프로세스의 다음 단계는 타겟의 형성 (단계 330)이다. 일반성의 손실없이, 대상 화상을 계산하는 많은 메커니즘이있다. 타겟을 형성하는 한 방법은 예시 적으로 하나의 이미지로 최대 출력 이미지를 각각의 카메라 또는 센서 밝은 화상을 축적하는 것으로 시작 되나. 마스크 또는 다른 방법에 의해 결정될 수있는 활성 영역은, 최대 출력 화상으로부터 선택된다. 다양한 실시예에서, 활성 영역은 낮은 해상도로 다운 샘플링 될 수있다. 다음, 활성 영역은 하나의 실시예에서, 최적 목표 t * 용 이차 최적화가 해결된다 .. 카메라의 활성 영역 내의 각 픽셀에 대해 유효한 한 차원으로, N 차원 벡터 M으로 풀린다 :
[0087]
Figure pct00003
[0088]
[0088] 등이 0- i≤M
[0089] 여기서
Figure pct00004
H ^ 2 * (DXT * SL * DX를 +의 DYT * (S2) *의 Dy) + W3 * (DxxT * S3 *있는 Dxx + DyyT * (S4) * Dyy을)과 (WL), W2, 스칼라 무게와 DX를하고 마구 행렬이다 W3있는 공간 x와 y 최초의 파생 상품을 계산하고있는 Dxx과 Dyy는 컴퓨팅 x와 y 두 번째 유도체 된 xT 및 Y1은 x와 y의 전치입니다 행렬이다.SI, S2, S3 및 S4는 대각 행렬이며, 효과적으로 공간적 영역 및 강도, 그리고 이미지 세기의 히스토그램 통계에 따라 달라질 수있는 가중치를 변화된다. 종종, 그들은 정체성 행렬로 남아 있습니다.대상 화상은 M보다 작아야 효과적으로 제한 대상이 달성되는 것을 보장한다.
[0090]
최종 단계에서, 상기 대상 T가 계산된다 업 샘플링 필요한 경우 최대 출력 화상 활성 영역의 원래의 차원으로, t의 *를. "
[0091]
이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 동일계에서 프로젝터를 사전 교정의 많은 장점을 인식 할 것이다. 프로젝터 대신에 캘리브레이션되기 때문에, 프로젝터와 발견 비 이상적인 특성의 모델의 파라미터들은 오히려 정확하게 프로젝터의 모든 동작 포인트에 관련된 것보다, 실제의 동작 지점에서 측정되고있다. 그런 점에서, 대신에 사전 교정은 프로젝터의 동작 점을 발견하고 프로젝터의 작은 섭동 모델을 생성 가깝다.
[0092]
이는 형상을 정확하게 알 수없는 스크린의 많은 유형이 있다고 인식된다. 이러한 반경 알 수없는 돔과 같은 매개 변수 스크린이 있습니다. 이 스크린에 대해, 단계 (520)에서 최소화는 스크린 유형과 연관된 스크린 추가적인 파라미터들을 포함 할 수있다.
[0093] 정확하게 대부분 위에서 아래로 스크린의 인하 평행 직선을 형성하는 것을 의미하는 "돌출 된"것으로 설명하는 스크린도 있습니다. 이러한 종류의 스크린은 단계 520 파라미터 거의 평면으로 결정될 수있다, 완만 한 곡선과, 회의실에 공통 압출 스크린이다 파라미터 스플라인 곡선과 같은 수직 방향을 치료할 수있다.
[0094] 실린더 또는 돔 할에 가까운,하지만 정확하지 스크린도 있습니다.
때때로, 이러한 스크린을위한 가장 쉬운 해결책은 스크린의 형상을 측정하는 것입니다. 예를 들어, 사용자는 두 위치에서 조정 된 카메라와 프로젝터 시스템을 교정하고, 스크린 모델 버전 (전체 스케일 인자 누락)을 계산하도록 스테레오 방법 / 공정을 채용하는 시스템을 지시할 수 있다.
[0095] 여러 양태의 설명에 제공되는 에지 - 블렌딩 기술의 설명으로서,이 당업자에게 명백해야한다는 에지 - 블렌딩 기술을 마련 알고리즘의 유형. 본원 실시예에있어서, 주목할만한 점은 하나의 경계 또는 영역과 다른 영역의 경계 나 다른 고유 값에 하나의 값을 가지는 기능이 있다는. 가장 일반적으로, 하나의 값이 제로 (0)이며, 값 중 하나가 다른 최대 중량이다. 벡터 함수를 들면, 벡터의 각 요소는 별개 벡터의 각 요소를 처리하는 것이 가장 간단하다. 따라서, 각 요소는 스칼라로서 취급 될 수있다. 사이에서 계산 된 가중치는 다양한 방식으로 계산 될 수있다. 종래 기술에 익숙한 사용자는 N 가지 방법을 본 문헌의 거리에 따라 한 거리, 도시 블록 거리 등의 사각형이 예시 적으로, 시스템 및 프로세스는 라플라시안에 기초한 연산을 이용할 수있다. 가중치가 정의되면, 가중 함수에 대한 상술 한 기술을 포함하여 가중치를 결합하는 기술이있다.
[0096]
에지 블렌딩 기술은 특히 곡면에 대한 가치, 그리고 프로젝터의 복잡한 타일링에 있습니다. 이러한 설정으로, 매우 복잡한 형상으로된다 프로젝터 오버랩 영역을 가지고 실현된다. 이보다 복잡한 형태의 경우, 에지 블렌딩 사회는 이미 이러한 복잡한 모양을 해결하기 위해 방법을 설계했다.
[0097] 또한, 상술 한 실시 형태는 가능한 렌즈 모델의 자유 이러한 교정을 수행하는 단초점 카메라와 연관된 광각 렌즈를 이용하여 다중 디스플레이 시스템의 효과적인 교정을 허용하는 것이 명백하다. 즉, 상기 캘리브레이션 모델을 대체 정상적으로 기존 렌즈 모델에 의해 제공되는 어떤 정보를 정의하는 방식으로 발생한다.
[0098] 전술 한 발명의 예시적인 실시예들의 상세한 설명을하고있다. 다양한 변형 및 부가는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수있다. 상술 한 다양한 실시예들 각각의 특징은 실시예에 관련된 새로운 기능의 조합의 다양성을 제공하기 위해 적절한 다른 실시예들의 특징과 결합 될 수있다.
상기는 본 발명의 장치 및 방법의 별도의 실시예들을 설명하면서 게다가, 어떤 명세서에서 설명 된 것은 본 발명의 원리의 적용을 단지 예시이다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용 된 바와 같이 "자동"이라는 용어는 저장 데이터에 일반적으로 사용자 입력 또는 간섭이없고 작용하게하여, 의미 및 전자 프로세서에 의해 동작. 본원에서, 용어 "처리"및 / 또는 "프로세서"가 전자 하드웨어 및 / 또는 소프트웨어 기반 기능 및 다양한 구성 요소를 포함하도록 광범위하게 이동해야 사용 된 참고도. 또한, 도시 된 프로세서는 프로세스 또는 다른 프로세스 및 / 또는 프로세서와 결합 또는 다양한 서브 - 프로세서들 또는 프로세스로 나눌 수 있다. 이러한 서브 - 프로세스 및 / 또는 서브 - 프로세서는 다양하게 본원 실시예에 따라 조합 될 수있다. 마찬가지로, 명시 소프트웨어 프로그램 명령어의 비 - 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구성된 임의의 기능, 처리 및 / 또는 프로세서는 여기에 본 명세서에 전자 하드웨어로 구현될 수 있다는 것이 고려된다.
이러한 "수직", "수평", "위로", "아래", "아래", "최고", "측면", "앞", "후방"으로 여기에 다양한 방향 및 방향 용어를 사용 된 마찬가지로, "왼쪽 "", "오른쪽 등, 중력으로, 고정 좌표계에 대하여 절대 방위 만 상대적으로 규칙 사용되지 않는다. 따라서,이 설명은 단지 예로서 촬영하고, 그렇지 않으면 본 발명의 범위를 제한하지 않는 것을 의미한다.

Claims (18)

  1. 전체 스크린을 이미지 하는 하나 또는 그 이상의 카메라를 요구하지 않는 하나 또는 그 이상의 카메라를 가지고 두 개 또는 그 이상의 프로젝트를 갖는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법에 있어서,
    프로젝터로부터 하나 또는 그 이상의 프로젝트된 패턴을 하난 또는 그 이상의 카메라로 캡쳐링하는 단계와;
    각 프로젝터로부터 프로젝트된 픽셀을 공통 좌표로 맵핑하는 단계와;
    상기 맵핑하는 단계는 카메라 모델에 따른 렌즈특성에 의존하지 않고(free of depending on a model),
    및 상기 스크린에 공통좌표 시스템을 맵핑하는 단계를 포함하되,
    하나 또는 그 이상의 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트(pre-calibrated)되는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑하는 단계 중의 하나는 한 모델의 프로젝터를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로젝터 모델은 프로젝터 맵핑의 이상적인 모델(an idealized model)로부터 왜곡을 갖는 모델(a model of distortions)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    표면 맵핍에 모델이된 프로젝터(the modeled projector)는 측정에 의해 프리 캘리브레이트(pre-calibrated)되는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프리 캘리브레이트(pre-calibrated) 측정은, 프로젝터가 캘리브레이트 시스템의 일부일 때, 추정(deduced)되는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    공통좌표시스템에 프로젝터의 맵핑은, 프로젝터의 오버랩(an overlap of the projectors)과 프로젝터의 모델된 오버랩(a modeled overlap of the projectors)사이의 차이를 측정하는 하나 또는 그 이상의 카메라를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로젝터의 모델은 프로젝터의 이상적인 모델로부터 왜곡을 갖는 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 측정되는 상기 차이는 두 개 또는 그 이상의 프로젝터와 공통좌표시스템 사이에 에지 블렌딩 테크닉을 이용(using edge-blending techniques)하여 적용되는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 프로젝터는 플랫 스크린에 프로젝팅하고, 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프로젝터 사이에 호모그래피(homographies)를 찾기 위한 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 프로젝터는 알려진 또는 파라미터라이즈된 지오메트리(parameterized geometry) 커브 스크린에 프로젝팅하고, 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프로젝터의 표면맵핑에 프로젝터 모델을 이용(using the model of the projector to surface mapping of the projectors)하는 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    스크린에 공통좌표시스템을 맵핑하는 단계는 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하여 스크린에 기준(fiducials)을 로케이팅(locating)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 이미지되는 프로젝트 시스템의 영역을 이용하여 강도(intensity)와 컬러를 저장하는 단계와, 강도와 컬러를 밸런싱하는 단계를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트되고 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프리 캘리브레이트된 프로젝터 사이에 호모그래피(homographies)를 찾기 위한 하나 또는 그 이상의 카메라를 이용하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝터는 프리 캘리브레이트되고 공통좌표시스템에 맵핑하는 단계는 프리 캘리브레이트된 프로젝터의 표면 맵핑 (surface mapping of the pre-calibrated projectors)에 프로젝터 모델을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 측정은 제어된 환경(a controlled environment)에서 프로젝터로부터 데이터를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 카메라는 전체 스크린의 제1부분(a first portion of the entire screen)을 이미지하고, 하나 또는 그 이상의 카메라에 의해 이미지되지 않은 전체 스크린의 제2부분(a second portion of the entire screen)을 한정하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 방법.
  18. 전체 스크린을 이미지 하는 카메라를 요구하지 않는 하나 또는 그 이상의 카메라를 가지고 두 개 또는 그 이상의 프로젝트를 갖는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 시스템에 있어서,
    프로젝터로부터 하나 또는 그 이상의 프로젝트된 패턴의 이미지를 캡쳐하는 하나 또는 그 이상의 카메라와, 각 프로젝터로부터 공통좌표시스템으로 프로젝트된 픽셀을 맵(maps)하는 맵핑프로세스를 포함하며;
    상기 맵핑프로세스는 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않고,
    상기 공통좌표시스템은 스크린에 맵핑되며, 하나 또는 그 이상의 카메라 모델에 따른 렌즈 특성에 의존하지 않는 것을 특징으로 하는 프로젝터 시스템을 캘리브레이팅 하는 시스템.
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