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KR20090022053A - 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치 및 방법 - Google Patents

자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치 및 방법 Download PDF

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KR20090022053A
KR20090022053A KR1020070087085A KR20070087085A KR20090022053A KR 20090022053 A KR20090022053 A KR 20090022053A KR 1020070087085 A KR1020070087085 A KR 1020070087085A KR 20070087085 A KR20070087085 A KR 20070087085A KR 20090022053 A KR20090022053 A KR 20090022053A
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KR
South Korea
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image
partial surface
selected partial
adjusting
camera
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KR1020070087085A
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English (en)
Inventor
하태신
김동수
심현식
Original Assignee
삼성전자주식회사
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.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US12/201,299 priority patent/US8104899B2/en
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Abstract

본 발명은 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트(Beam-Project) 장치와 이를 이용하는 방법에 관한 것으로서, 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키는 구동모듈과, 영상을 출력하는 빔 프로젝터(Beam Projector)와, 상기 빔 프로젝트 장치의 주위 구조물을 탐지하여 상기 구조물의 일부면을 선택하고, 상기 선택된 일부면에 영상을 출력하기 위해 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키도록 상기 구동모듈을 제어하고, 상기 선택된 일부면에 상기 영상을 출력하도록 상기 빔 프로젝터를 제어하는 제어모듈을 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치를 제공한다.
본 발명에 의하여, 주위 환경에서 영상을 맺기 위한 최적의 스크린을 자동으로 찾아서 영상 일그러짐을 자동으로 보정함으로써, 스크린이 없더라도 쉽게 영상을 출력할 수 있는 효과가 있다. 특히 영상의 초점이나 스크린 상태에 따른 영상의 배색 보정까지 자동으로 함으로써, 사용자가 최적의 영상을 감상할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Figure P1020070087085
빔 프로젝트, 영상

Description

자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BEAM-PROJECTING AND ADJUSTING BEAM-PROJECTED IMAGE AUTOMATICALLY}
본 발명은 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치와 이를 이용하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 빔 프로젝트 장치에 의한 영상을 자동으로 조정하도록 하는 것에 관한 것이다. 특히 스크린(Screen)을 자동으로 찾고, 스크린 상에 비춰진 영상을 자동으로 조정하기 위하여, 빔 프로젝트 장치를 움직이는 로봇(Robot)에 장착되도록 하는 것에 유용하다.
종래의 빔 프로젝트 장치에서는 주로 사용자가 빔 프로젝트 장치의 방향을 수동으로 움직이거나, 수동으로 초점을 맞춤으로써 영상의 상태를 조정하였다. 한편, 영상이 맺히는 스크린은 대개 사용자가 직접 설치하며, 준비된 스크린이 없는 경우에는 영상이 맺히기에 적합한 매끄러운 면을 주위의 벽면 등에서 직접 선택하여 이용할 수 있었다.
이처럼 종래 기술은 사용자가 빔 프로젝트 장치의 방향을 직접 움직이거나, 직접 초점을 조정함으로써 영상을 조정할 뿐, 영상이 맺히기에 적합한 스크린을 주위 환경에서 자동으로 찾거나, 스크린에 영상이 제대로 맺히도록 빔의 방향이나 각 도를 자동으로 조정하는 빔 프로젝트 장치나 방법은 존재하지 않는다.
한편, 종래에는 주로 흰색의 스크린을 사용하므로, 준비된 스크린이 없는 경우에는 주위 환경에서 흰색의 스크린을 찾아서 선택하기가 쉽지 않았다. 아울러 영상을 조정하는 경우에는 주로 초점을 조정할 뿐, 영상의 배색을 보정할 수는 없다.
본 발명은 이처럼 주위 환경에서 영상이 맺히기에 적합한 면(벽면 또는 천정 등)을 자동으로 찾아서 선택하여 스크린 대용으로 사용할 수 있는 빔 프로젝트 장치나 방법을 제공한다. 한편, 이러한 스크린은 흰색이 아니더라도 단색이면 선택되어 이용될 수 있도록 한다. 그리고 스크린 상의 영상 일그러짐을 보정하기 위해 빔의 방향이나 각도를 자동으로 조정하는 빔 프로젝트 장치나 방법을 제공한다.
한편, 본 발명은 자동으로 영상의 초점을 맞추고, 스크린 상태에 따른 영상 일그러짐 또는 영상의 배색을 자동으로 보정하는 빔 프로젝트 장치나 방법을 제공한다.
이러한 빔 프로젝트 장치나 방법은 움직이는 로봇에 적용됨으로써, 특히 유용하게 활용될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키는 구동모듈과, 영상을 출력하는 빔 프로젝터(Beam Projector)와, 상기 빔 프로젝트 장치의 주위 구조물을 탐지하여 상기 구조물의 일부면을 선택하고, 상기 선택된 일부면에 영상을 출력하기 위해 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키도록 상기 구동모듈을 제어하고, 상기 선택된 일부면에 상기 영상을 출력하도록 상기 빔 프로젝터를 제어하는 제어모듈을 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치를 제공한다.
한편, 본 발명은 주위 구조물을 탐지하는 과정과, 상기 탐지된 구조물의 일부면을 선택하고, 선택된 일부면에 영상을 출력할 수 있는 위치로 이동하는 과정과, 상기 영상의 빔을 발사하고, 상기 선택된 일부면에 수직으로 입사되도록 상기 빔의 방향 및 각도를 조정하는 과정과, 상기 빔이 통과되는 렌즈의 초점을 조절하는 과정과, 상기 선택된 일부면의 상태를 감지하여 상기 영상의 배색을 보정하는 과정을 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법을 제공한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 주위 환경에서 영상을 맺기 위한 최적의 스크린을 자동으로 찾아서, 영상 일그러짐을 자동으로 보정하는 효과가 있다. 스크린이 없더라도 쉽게 영상을 출력할 수 있으며, 출력되는 스크린이 흰색이 아니더라도 가능하도록 한다.
특히 영상의 초점이나 스크린 상태에 따른 영상의 배색 보정까지 자동으로 함으로써, 사용자가 최적의 영상을 감상할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장 치(이하 '빔 프로젝트 장치')(100)의 구성도이다. 도 1에서는 빔 프로젝트 장치(100)의 각 구성의 연결 상태를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 빔 프로젝트 장치(100)는 카메라(Camera)(110), 빔 프로젝터(Beam Projector)(120), 구동모듈(130) 및 제어모듈(140)을 포함한다. 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
카메라(110)는 빔 프로젝트 장치(100)의 주위 구조물들을 탐지하기 위한 구성이다. 카메라(110)는 주위 구조물들 중 빔 프로젝터(120)에 의한 영상을 비추기에 가장 적합한 스크린을 찾기 위한 구성이다. 주위 구조물들이란 빔 프로젝트 장치(100)가 있는 곳의 주위에 있는 벽면, 천정, 바닥면 등의 주변 환경을 구성하는 것들이다. 궁극적으로는 빔 프로젝터(120)에 의해 주위 구조물에 빔을 비추었을 때, 영상이 일그러지지 않도록 하는 가장 적합한 평면을 스크린으로서 선택하기 위함이다. 따라서 본 발명에 의한 빔 프로젝트 장치(100)는 따로 스크린을 구비하지 않더라도 주위 구조물들 중 일부면을 선택하여 스크린으로 사용함으로써 영상을 출력할 수 있다. 그러므로 카메라(110)는 빔 프로젝트 장치(100)의 상/하/좌/우/앞/뒤 등 입체적 방향에 대해 주변을 촬영하여, 주위 구조물들에 대한 3차원 이미지 데이터를 얻는다. 이러한 카메라(110)는 본 발명의 빔 프로젝트 장치(100)에 부가적으로 설치하는 구성으로 할 수 있다.
한편, 빔 프로젝터(120)는 빔을 스크린에 발사하여 영상을 출력하는 구성이다.
구동모듈(130)은 빔 프로젝트 장치(100)와 빔 프로젝트의 각 구성들을 기계적으로 구동하기 위한 구성이다. 구동모듈(130)은 세부적으로 카메라구동부(131), 이동부(132), 초점조절부(134) 및 빔프로젝터구동부(133)를 포함한다.
이동부(132)는 빔 프로젝트 장치(100) 자체를 원하는 위치와 방향으로 이동시키기 위한 구성이다. 이러한 이동부(132)는 카메라(110)로 전방향의 주위 구조물들을 촬영하고 빔 프로젝터(120)로 스크린에 빔을 비출 수 있도록 빔 프로젝트 장치(100)의 위치와 방향을 변경하기 위한 구성이다. 이동부(132)로서 로봇 다리나 휠 등의 수단이 이용될 수 있다.
한편, 카메라구동부(131)는 카메라(110) 내의 렌즈의 방향 및 각도를 변경 및 조절하기 위한 구성이다. 카메라(110) 자체의 방향이나 각도를 변경할 수도 있으며, 궁극적으로는 카메라(110)의 촬영 방향을 결정짓는다. 주위의 구조물들을 보다 잘 촬영할 수 있도록 하기 위해, 상하 및 좌우로 회전이 가능하도록 하는 수단이나 자유자재로 움직일 수 있는 로봇 팔과 같은 수단이 이용될 수 있다.
빔프로젝터구동부(133)는 빔 프로젝터(120)에서 스크린으로 입사되는 빔의 방향 및 각도를 변경 및 조절하기 위한 구성이다. 스크린에 영상이 일그러지지 않고 출력되기 위해서는 빔이 스크린에 수직으로 입사되어야 한다. 스크린에 수직으로 빔이 입사되도록 하기 위해, 빔프로젝터구동부(133) 역시 상하 및 좌우로 회전이 가능하도록 하는 수단이나 자유자재로 움직일 수 있는 로봇 팔과 같은 수단이 이용될 수 있다.
한편, 이러한 카메라구동부(131)나 빔프로젝터구동부(133)는 하나의 로봇 팔과 같은 수단으로 동시에 구성될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 카메라구동부(131) 및 빔프로젝터구동부(133)가 하나의 구성으로 이루어지고, 이에 카 메라(110) 및 빔 프로젝터(120)가 함께 장착되어 있는 예를 보이고 있다. 도 2의 카메라구동부(131) 및 빔프로젝터구동부(133)는 상하방향과 좌우방향으로 자유롭게 회전 가능하도록 되어 있다. 도 2에서는 카메라(110) 및 빔 프로젝터(120)를 상하방향으로 회전시키는 피치모션구동부(Pitch motion actuator)와 좌우방향으로 회전시키는 편각모션구동부(Yaw motion actuator)를 예시하고 있다.
초점조절부(134)는 빔 프로젝터(120)에서 빔이 통과되는 렌즈의 위치 등을 조절하여 초점을 조절한다. 이러한 초점조절부(134)에서는 초점이 여러 가지 방식에 의해 조절될 수 있는데, 본 발명에서는 콘트라스트(Contrast) 검출 방식, 적외선 센서 방식, 하이브리드 방식을 예시한다. 콘트라스트 검출 방식은 피사체의 콘트라스트 대비가 강한 곳을 읽어내는 방식이다. 이 방식은 어두운 곳이나 명암차가 없는 단색의 물체에 대해서는 명암차를 읽어내기가 어려워 초점을 맞추기 어렵다는 단점이 있다. 그리고 적외선 센서 방식은 적외선을 물체에 발사하여 거리를 알아냄으로써 초점을 조절하는 방식이다. 마지막으로 하이브리드(Hybrid) 방식은 앞서 설명한 콘트라스트 검출 방식과 적외선 센서 방식을 모두 이용하는 방식이다. 이외에도 알려진 다른 초점 조절 방식을 이용할 수 있다.
제어모듈(140)은 빔 프로젝트 장치(100)의 각 구성들의 동작을 제어하는 구성으로서, 세부적으로는 맵정보저장부(141), 카메라영상처리부(142), 구동모듈제어부(143), 스크린선택및감지부(144), 영상배색보정부(145)를 포함한다. 한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 빔 프로젝트 장치(100)는 빔 프로젝트 장치(100)의 전체적인 동작 및 기능들을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
맵정보저장부(141)는 빔 프로젝트 장치(100)가 주로 위치할 수 있는 곳의 주변 환경 내지는 주변 구조물들에 대한 3차원 이미지 데이터를 저장하기 위한 구성이다. 맵정보저장부(141)는 카메라(110)에 의해 미리 탐지된 3차원 이미지 데이터나 다른 정보원으로부터 이를 수신하여 저장할 수도 있다. 이러한 맵정보저장부(141)나 앞서 언급한 카메라(110)나 모두 주위 구조물에 대한 3차원 이미지 데이터를 제공할 수 있는 구성으로서, 본 발명의 빔 프로젝트 장치(100)는 두가지 구성을 모두 포함할 수도 있고, 어느 하나의 구성만을 포함하도록 할 수도 있다.
카메라영상처리부(142)는 카메라(110)에서 주위 구조물을 촬영하여 생성한 3차원 이미지 데이터를 제공받는다. 이렇게 제공받은 3차원 이미지 데이터를 전처리하는 구성이다.
구동모듈제어부(143)는 앞서 언급한 구동모듈(130)의 각 구성의 동작을 제어하는 구성이다. 즉, 카메라구동부(131), 이동부(132), 초점조절부(134) 및 빔프로젝터구동부(133) 각각은 구동모듈제어부(143)의 제어를 받는다. 먼저, 구동모듈제어부(143)는 카메라구동부(131)를 제어하여 카메라(110)의 렌즈의 방향 및 각도를 변경하고 조절한다. 도 3a에서는 본 발명의 빔 프로젝트 장치(100)가 주위 구조물의 일부면을 선택하기 위해 주위 구조물을 전방향으로 촬영하는 것을 예시하고 있다. 그리고 빔프로젝터구동부(133)를 제어하여 빔 프로젝터(120)에서 발사되는 빔이 스크린에 수직으로 입사되도록 한다. 그리고 초점조절부(134)를 제어하여 빔 프로젝터(120) 내의 렌즈의 위치를 변경함으로써 초점을 조절하도록 한다. 이때 초점을 조절하기 위한 방식으로 콘트라스트 검출 방식, 적외선 센서 방식 또는 하이브리드 방식 중 어느 하나를 이용한다. 마지막으로 이동부(132)를 제어하여 빔 프로젝트 장치(100)를 원하는 위치와 방향으로 이동시킨다. 좀 더 구체적으로는 제어모듈(140)이 이동부(132)를 제어함으로써, 빔 프로젝트 장치(100)를 빔 프로젝터(120)에서 발사되는 빔이 주위 구조물의 선택된 일부면 전체에 입사되도록 하는 위치 및 빔 프로젝트 장치(100)와 주위 구조물의 선택된 일부면 사이의 거리가 초점 조절이 가능한 거리가 되는 위치로 이동시킴과 동시에 초점 조절이 가능한 거리 중 최대 거리가 되는 위치로 이동시킨다. 이는 빔 프로젝트 장치(100)를 최적의 스크린에 영상을 출력하기 위한 위치로 이동시키는 것으로서, 카메라(110) 또는 맵정보저장부(141)에서 제공되는 3차원 이미지 데이터를 이용하여 위치를 계산한다. 도 3b에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 빔 프로젝트 장치(100)는 주위 구조물의 일부면의 선택을 위해 빔 프로젝트 장치(100)를 이동한 후, 빔을 주위 구조물의 선택된 일부면에 발사한다. 이렇게 계산되는 위치 중 로봇이 장애물 등에 가려 갈 수 없는 위치는 제외된다. 아울러 주위 구조물의 선택된 일부면에 영상이 제대로 비춰지도록 빔 프로젝터(120)의 자세도 조정한다. 이는 이동부(132), 빔프로젝터구동부(133) 등을 적절하게 이용하여 원하는 자세를 만들어 낼 수 있을 것이다.
한편, 빔 프로젝터(120)에 의해 비추어지는 영상은 일그러짐이 없이 제대로 출력되어야 한다. 도 4a는 빔 프로젝트 장치(100)가 주위 구조물의 선택된 일부면에 정상적으로 영상을 형성하는 것에 관해 도시하고 있다. 도 4a에서는 정사각형의 영상이 제대로 출력된다. 그러나, 도 4b에서는 빔 프로젝트 장치(100)가 형성 한 영상이 일그러진 경우를 도시하고 있다. 이러한 영상의 일그러짐은 주위 구조물의 선택된 일부면과 빔 프로젝터(120)에 의해 입사되는 빔의 각도에 의해 발생한다. 빔이 주위 구조물의 선택된 일부면에 수직으로 입사되어야 도 4a와 같은 정상적인 영상이 출력된다. 도 4c는 구동모듈제어부(143)가 이동부(132) 및 빔프로젝터구동부(133)를 제어하여 영상 일그러짐을 보정하는 것에 관해 도시하고 있다. 본 발명은 도 4c를 참조하여 다음과 같은 보정 알고리즘을 제시한다.
먼저, (1) 주위 구조물의 선택된 일부면과 빔 프로젝트 장치(100)의 거리(l)와 영상의 상단부와 하단부의 길이의 비율 (lt-lb)로부터 빔 프로젝트 장치(100)와 주위 구조물의 선택된 일부면의 상하 각도 차이를 다음과 같이 계산한다.
θ=Kpl(lt-lb), Kp는 비례상수
그리고 (2) 빔 프로젝트 장치(100)의 빔프로젝터구동부(133)를 이용하여 빔과 주위 구조물의 선택된 일부면이 수직이 되도록, 각도를 θ로 수정하고, 높이를 lθ로 수정하여 자세를 잡는다.
그리고 (3) 주위 구조물의 선택된 일부면과 빔 프로젝트 장치(100)의 거리와 영상의 좌측면과 우측면의 비율 (lr-ll)로부터 빔 프로젝트 장치(100)와 주위 구조물의 선택된 일부면의 좌우 각도 차이를 다음과 같이 계산한다.
Figure 112007062973840-PAT00001
=Krl(lr-ll), Kr는 비례상수
그리고 (4) 빔 프로젝트 장치(100)의 빔프로젝터구동부(133)를 이용하여 빔과 주위 구조물의 선택된 일부면이 수직이 되도록, 각도를
Figure 112007062973840-PAT00002
로 수정하고, 좌우 위치를 l
Figure 112007062973840-PAT00003
로 수정하여 자세를 잡는다.
한편, 카메라(110) 또는 맵정보저장부(141)에서 제공하는 3차원 이미지 데이터는 스크린선택및감지부(144)로 제공된다. 스크린선택및감지부(144)는 카메라(110) 또는 맵정보저장부(141)에서 제공받은 3차원 이미지 데이터를 이용하여 주위 구조물 중 일부면을 선택하고, 주위 구조물 중 선택된 일부면을 빔을 비추기 위한 스크린으로 설정하는 기능과, 설정된 스크린의 색상 또는 표면 등의 상태를 감지하는 기능을 한다.
본 발명에서는 이러한 최적의 영상 출력을 위한 스크린을 정의하고, 구조물 중 적절한 크기의 일부 평면을 선택하는 알고리즘(Algorithm)을 제공한다. 본 발명에서는 이러한 스크린을 "높낮이의 차이와 무늬가 없고 단색인 사각형 형태를 갖는 평면 중에서 가장 넓은 평면"으로 정의한다. 이때 "스크린의 밑변과 높이의 비율은 빔 프로젝터(120)에서 출력되는 영상의 밑변과 높이의 비율과 동일"하도록 한다.
여기서 본 발명은 "높낮이의 차이와 무늬가 없고 단색인 사각형 형태를 갖는 평면"을 구하기 위한 수학적 모델을 다양하게 제시한다. 먼저, 이러한 스크린을 구하기 위해서는, (1) 사각형 형태를 갖는 평면이 그 평면 내의 이미지값에 대한 분산값이 소정 임계값 이하여야 한다. 검은색 또는 흰색과 같은 단색의 경우에는 분산값이 0이기 때문이다. 그리고 다른 수학적 모델로서, (2) 사각형 형태를 갖는 평면 내의 이미지값을 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)했을 때 소정 주파수 이상의 고주파 성분들의 합이 소정 임계치 이하여야 한다. 그 평면 내의 색상이 단색이면 고속 푸리에 변환값이 저주파로서 0이기 때문이다. 또 다른 수학적 모델로서, (3) 사각형 형태의 평면 내의 이미지를 검출했을 때, 엣지 검출기(Edge Detector)에 의해 검출된 엣지(Edge)가 검출되지 않아야 한다. 이러한 (1) 내지 (3)의 수학적 모델 중 어느 하나를 만족하거나, 그 조합을 만족하는 경우에는 최적의 스크린으로서 선택될 수 있다.
한편, 이러한 스크린은 앞서 언급한 "주위 구조물의 선택된 일부면의 밑변과 높이의 비율은 빔 프로젝터(120)에서 출력되는 영상의 밑변과 높이의 비율과 동일"하도록 하는 조건을 만족하여야 한다. 이는 빔 프로젝터(120)에서 스크린에 비춰지는 영상은 각 빔 프로젝터(120)마다 일정한 비율을 갖는 사각형 형태가 되는데, 주위 구조물의 선택된 일부면의 밑변 및 높이의 길이 비율 역시 이러한 영상의 밑변 및 높이의 길이 비율과 동일해야 최적의 크기를 갖는 스크린으로서 선택될 수 있다. 이처럼 본 발명에서는 최적의 크기를 갖는 스크린을 찾기 위해 다음과 같은 알고리즘을 제시한다.
먼저, (1) 빔 프로젝터(120)를 이용하여 백색광을 구조물에 비춘다. 그리고 나서, 카메라(110)로 이를 촬영하여 이미지 데이터를 얻는다. 이러한 이미지 데이터는 백색광이 비춰진 주위 구조물의 상태를 감지하기 위한 것이다. 그리고 (2) 비춰진 평면을 수많은 작은 윈도우(Window)로 나눈다. 이는 도 5에 도시되어 있 다. 도 5는 빔 프로젝트 장치(100)가 주위 구조물의 일부면을 선택하는 방법에 관한 예시도이다. 도 5에서 보듯이 이러한 작은 윈도우(510)는 밑변과 높이의 비율이 n X m의 일정한 비율과 크기를 가지도록 한다. 이러한 n X m의 비율은 빔 프로젝터(120)에서 출력하는 영상의 밑변과 높이의 비율(n X m)과 동일하다. (3) 이 때 카메라(110)를 통해 얻어진 각 윈도우(510)의 이미지 데이터를 이용하여, 본 발명의 스크린 정의에 따라 최적의 스크린으로 평가된 윈도우에는 1의 값을 부여한다. 그리고 그렇지 않은 윈도우에는 0을 부여한다. 그리고 나서 (4) 현재 윈도우(520)의 값이 0이 아닌 경우에는, 그 윈도우(520)의 값과 그 윈도우(520)의 상, 하, 및 좌, 우의 윈도우에 부여된 값을 비교한다. (5) 비교 결과, 주변 윈도우의 값이 모두 현재 윈도우(520)의 값보다 크거나 같은 경우에는 현재 윈도우(520)의 값을 1 증가시킨다. 그리고 (6) 위 (4)와 (5)의 과정을 더 이상 윈도우의 값이 증가하지 않을 때까지 반복한다. 그리고 나서, (7) 가장 높은 값을 가지는 윈도우(520)에서 상,하,좌,우 방향의 값이 1인 윈도우 중 가장 가까운 거리의 윈도우까지의 거리를 구한다. (8) 가장 높은 값을 가지는 윈도우(520)에서 각 방향으로 위 (7)에서 구한 거리만큼의 영역(530)을 최종적으로 스크린으로 설정한다.
마지막으로 영상배색보정부(145)는 스크린선택및감지부(144)에 의해 감지된 스크린의 상태를 참조하여, 스크린 내의 무늬가 보이지 않도록 영상의 배색을 보정한다. 본 발명에서는 영상의 배색을 보정하기 위해서는 다음과 같은 알고리즘을 제시한다.
먼저, (1) 빔 프로젝터(120)로 백색광을 스크린에 비춘다. 그리고, (2) 카 메라(110)를 통해 스크린의 이미지 데이터를 얻어서, 스크린의 바탕색과 무늬색을 검출한다. 여기서 바탕색의 성분은 (R,G,B)=(rb,gb,bb)로 표시할 수 있으며, 무늬색의 성분은 (R,G,B)=(rm,gm,bm)로 표시할 수 있다. 그리고 나서, (3) 무늬가 보이지 않도록 무늬와 바탕에 해당하는 영상의 배색을 보정한다. 무늬가 보이지 않도록 하기 위해서는 다음과 같이 전체 영상의 색을 구한다.
(R,G,B)=(rt,gt,bt)=(min(rm,rb),min(gm,gb),min(bm,bb))
그리고 무늬에 해당하는 부분에는 다음의 영상을 비추어 보정한다.
(R,G,B)=(min(rm,rt),min(gm,gt),min(bm,bt))
그리고 바탕에 해당하는 부분에는 다음의 영상을 비추어 보정한다.
(R,G,B)=(min(rb,rt),min(gb,gt),min(bb,bt))
다만, 무늬가 검정인 경우에는 예외적으로 (3)의 과정이 적용되지 않는다. 왜냐하면 검정색의 min 값은 0이기 때문에, 영상을 보이게 하면서 검정색 무늬가 보이지 않게 하는 것은 불가능하기 때문이다.
한편, 본 발명은 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법을 제공한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 빔 프로젝트 방법은 다음과 같은 각 과정을 포함한다.
먼저, 빔 프로젝트 장치(100)가 현재 있는 곳에서 주위 구조물에 대한 3차원 이미지 데이터가 맵정보저장부(141)에 미리 저장되어 있는지를 판단한다.(S110) 맵정보저장부(141)에 이러한 데이터가 저장되어 있지 않는 경우에는 카메라(110)를 이용하여 주위 구조물의 전방향을 촬영하고, 3차원 이미지 데이터를 생성한다.(S121) 그리고 제어모듈(140)의 카메라영상처리부(142)로 3차원 이미지 데이터를 제공하여 전처리하도록 한다. 만약 위 S110에서 맵정보저장부(141)에 주위 구조물에 대한 3차원 이미지 데이터가 저장되어 있다고 판단되면, 저장된 3차원 이미지 데이터 또는 S121에서 카메라(110)를 통해 얻은 3차원 이미지 데이터를 제어모듈(140)의 스크린선택및감지부(144)에 제공한다. 스크린선택및감지부(144)는 제공받은 3차원 이미지 데이터를 이용하여 빔 프로젝트에 의해 영상을 출력하기에 가장 적합한 면을 찾아서 최적의 스크린으로서 설정한다.(S120) 여기서 최적의 스크린은 본 발명의 빔 프로젝트 장치(100)에서 앞서 설명한 바와 같다. 아울러 최적의 스크린을 찾는 알고리즘 역시 앞서 언급한 바와 같다. 한편, 이러한 스크린에 빔 프로젝터(120)에 의해 영상을 제대로 출력할 수 있는 위치로 빔 프로젝트 장치(100)를 이동한다.(S130) 여기서 가장 적합한 위치로 구동모듈(130)의 이동부(132)를 제어하는 알고리즘 역시 앞서 빔 프로젝트 장치(100)에서 언급한 바와 같다. 그리고 이동한 위치에서 빔프로젝터구동부(133)를 제어하여 빔이 스크린에 수직으로 입사될 수 있도록 빔의 방향과 각도를 조정하여 영상의 일그러짐을 보정 한다.(S140) 여기서 영상의 일그러짐을 보정하는 알고리즘 역시 빔 프로젝트 장치(100)에서 앞서 설명한 바와 같다. 그리고 빔이 통과되는 렌즈의 초점을 초점조절부(134)를 통해 조절한다.(S150) 초점조절부(134)의 조절 방식 역시 콘트라스트 검출 방식, 적외선 센서 방식 또는 하이브리드 방식 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 그리고 나서 빔 프로젝터(120)를 통해 스크린에 백색광을 출력하고, 카메라(110)를 이용하여 스크린의 이미지 정보를 획득하여 스크린의 무늬나 색깔에 관한 상태를 감지한다.(S160) 그리고 영상배색보정부(145)가 스크린 내의 무늬가 보이지 않도록 영상의 배색을 보정한다.(S170) 여기서 영상의 배색을 보정하는 알고리즘 역시 본 발명에 의한 빔 프로젝트 장치(100)에서 설명한 바와 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라구동부 및 빔 프로젝터구동부 예시도
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 주위 구조물의 일부면을 선택하기 위해 주위 구조물을 검색하는 예시도
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 주위 구조물의 일부면을 선택하여 빔을 발사하는 예시도
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 주위 구조물의 일부면에 정상적으로 영상을 형성하는 것에 관한 예시도
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 형성한 영상의 일그러짐에 관한 예시도
도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 영상 일그러짐을 보정하는 것에 관한 개념도
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치가 주위 구조물의 일부면을 선택하는 방법에 관한 예시도
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법의 흐름도

Claims (19)

  1. 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트(Beam Project) 장치에 있어서,
    상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키는 구동모듈과,
    영상을 출력하는 빔 프로젝터(Beam Projector)와,
    상기 빔 프로젝트 장치의 주위 구조물을 탐지하여 상기 구조물의 일부면을 선택하고, 상기 선택된 일부면에 영상을 출력하기 위해 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키도록 상기 구동모듈을 제어하고, 상기 선택된 일부면에 상기 영상을 출력하도록 상기 빔 프로젝터를 제어하는 제어모듈을 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택된 일부면이,
    검정색을 제외한 단색이고, 무늬가 없음을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 선택된 일부면이,
    (1) 상기 선택된 일부면의 색상에 대한 분산값이 0 또는 소정 수치 이하이거나, (2) 상기 선택된 일부면의 이미지 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하는 경우 고주파 성분들의 합이 0보다 크고 소정 수치 이하이거나, (3) 상기 선택된 일부면이 엣지 검출기(Edge Detector)를 통해 검출된 엣지(Edge)를 포 함하지 않는 것 중에서, 어느 하나를 만족함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 프로젝트 장치의 주위 구조물을 촬영하고, 촬영하여 생성된 3차원 이미지 데이터를 상기 제어모듈에 제공하는 카메라(Camera)를 더 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어모듈이,
    상기 카메라가 제공하는 3차원 이미지 데이터를 전처리하는 카메라영상처리부를 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어모듈이,
    미리 탐지된 상기 빔 프로젝트 장치의 주위 구조물에 대한 3차원 이미지 데이터를 저장하는 맵정보저장부를 더 포함함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제어모듈이,
    상기 3차원 이미지 데이터를 이용하여 상기 구조물의 일부면을 선택하고, 상기 선택된 일부면의 상태를 감지하는 스크린선택및감지부를 더 포함함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동모듈이, 상기 빔 프로젝트 장치를 이동시키는 이동부를 포함함을 특징으로 하고,
    상기 제어모듈이, 상기 영상의 빔이 상기 선택된 일부면의 전체에 입사되고, 상기 빔 프로젝트 장치와 상기 선택된 일부면 사이의 거리가 초점 조절이 가능한 거리 중 최대 거리가 되는 위치로 이동하도록 상기 이동부를 제어하는 구동모듈제어부를 더 포함함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동모듈이, 상기 빔 프로젝터에서 상기 선택된 일부면으로 입사되는 빔의 방향 및 각도를 변경하는 빔프로젝터구동부를 더 포함함을 특징으로 하고,
    상기 구동모듈제어부가, 상기 빔이 상기 선택된 일부면에 수직으로 출력되도록 상기 빔프로젝터구동부를 제어함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동모듈이, 상기 빔 프로젝터 내의 렌즈의 위치를 변경하여 초점을 조절하는 초점조절부를 더 포함함을 특징으로 하고,
    상기 구동모듈제어부가, 콘트라스트(Contrast) 검출 방식, 적외선 센서 방식 또는 하이브리드(Hybrid) 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 렌즈의 초점 조절을 제어함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어모듈이,
    상기 스크린선택및감지부에 의해 감지된, 상기 선택된 일부면의 상태를 참조하여, 상기 선택된 일부면 내의 무늬가 보이지 않도록 상기 영상의 배색을 보정하는 영상배색보정부를 더 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 카메라가, 상기 카메라 내의 렌즈의 방향 및 각도를 변경하는 카메라구동부를 포함함을 특징으로 하고,
    상기 구동모듈제어부가, 상기 카메라구동부가 상기 렌즈의 방향 및 각도를 변경하도록 제어함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  13. 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트(Beam Project) 방법에 있어서,
    주위 구조물을 탐지하는 과정과,
    상기 탐지된 구조물의 일부면을 선택하고, 선택된 일부면에 영상을 출력할 수 있는 위치로 이동하는 과정과,
    상기 영상의 빔을 발사하고, 상기 선택된 일부면에 수직으로 입사되도록 상 기 빔의 방향 및 각도를 조정하는 과정과,
    상기 빔이 통과되는 렌즈의 초점을 조절하는 과정과,
    상기 선택된 일부면의 상태를 감지하여 상기 영상의 배색을 보정하는 과정을 포함하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선택된 일부면이,
    검정색을 제외한 단색이고, 무늬가 없음을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 선택된 일부면이,
    (1) 상기 선택된 일부면의 색상에 대한 분산값이 0 또는 소정 수치 이하이거나, (2) 상기 선택된 일부면의 이미지 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하는 경우 고주파 성분들의 합이 0보다 크고 소정 수치 이하이거나, (3) 상기 선택된 일부면이 엣지 검출기(Edge Detector)를 통해 검출된 엣지(Edge)를 포함하지 않는 것 중에서, 어느 하나를 만족함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 주위 구조물을 탐지하는 과정이,
    촬영에 의한 3차원 이미지 데이터 또는 이미 저장된 3차원 이미지 데이터를 참조하여 탐지함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 영상을 출력할 수 있는 위치로 이동하는 과정이,
    상기 영상의 빔이 상기 선택된 일부면의 전체에 입사되고, 상기 선택된 일부면과 빔 프로젝트 장치 사이의 거리가 초점 조절이 가능한 거리 중 최대 거리가 되는 위치로 이동함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 렌즈의 초점을 조절하는 과정이,
    콘트라스트 검출 방식, 적외선 센서 방식 또는 하이브리드 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 초점을 조절함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 영상의 배색을 보정하는 과정이,
    상기 선택된 일부면 내의 무늬가 보이지 않도록 상기 영상의 배색을 보정함을 특징으로 하는, 자동으로 영상을 조정하는 빔 프로젝트 방법.
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PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20070829

PG1501 Laying open of application
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PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20120829

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20070829

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130924

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20131129

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20130924

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I