基于拍摄装置拍摄的图像自动校正投影区的方法及其系统制造方法及图纸

基于拍摄装置拍摄的图像自动校正投影区的方法及其系统。本发明专利技术涉及对影院中的上面被投影仪投影内容的区域(即，所谓的投影区)进行自动校正，并且具体地，涉及用于通过以下步骤对投影区进行自动校正的方法和系统：使用诸如相机等这样的拍摄装置来拍摄影院中的投影区，并且将像这样拍摄的图像、投影仪所投影的投影区的坐标和最后投影在诸如屏幕、墙等这样的投影表面上的内容图像进行匹配，使得最终可以在影院中的投影表面的有效投影区中正确地输出内容图像。

Method and system for automatically correcting projection area based on photographing device

A method and system for automatically correcting projection area based on photographing device. The present invention relates to an automatic correction of the area (i.e., the so-called projection area) above the projector projection content in a cinema, and specifically to a method and a system for automatic correction of the projection area by the following steps: using a photographing device such as a camera and the like to shoot a projection area in a cinema, and The images taken like this, the coordinates of the projection area projected by the projector and the final projection are matched on the content images on the projection surfaces such as the screen, the wall and the like so that the content image can be correctly output in the effective projection area of the projection surface in the cinema.

【技术实现步骤摘要】
基于拍摄装置拍摄的图像自动校正投影区的方法及其系统
本专利技术涉及对影院中的上面被投影仪投影内容的区域(即，所谓的投影区)进行自动校正，并且具体地，涉及用于通过以下步骤对投影区进行自动校正的方法和系统：使用诸如相机等这样的拍摄装置来拍摄影院中的投影区，并且将像这样拍摄的图像、投影仪所投影的投影区的坐标和最后投影在诸如屏幕、墙等这样的投影表面上的内容图像进行匹配，使得最终可以在影院中的投影表面的有效投影区中正确地输出内容图像。
技术介绍
在影院中，由于空调系统、音频系统等的振动，导致投影仪错位的情况频发，并且当投影仪像这样错位时，诸如电影、广告材料等这样的内容可能没有被投影到诸如屏幕或墙这样的投影表面上的正确位置处，因此不能为观众提供正确的运动画面投影服务。因此，影院的操作人员需要频繁对投影区进行校正，并且传统上，由工程师手动执行这种投影区校正。然而，当手动执行投影区校正时，由于该工作是人类完成的，因此工作的准确性低，另外，由于在影院中将要频繁执行投影区校正工作，因此由此消耗的人力和费用不小。
技术实现思路
技术问题本专利技术将对影院中的投影仪的投影区的失真进行自动校正。具体地，本专利技术的一个目的是通过拍摄上面被投影结构化光图案的投影表面的图像并且将所拍摄的图像中的投影区与投影仪的投影区进行匹配来准确地实现校正。另外，本专利技术的另一个目的是对诸如墙这样的投影区中的投影障碍区进行过滤并且据此在将拍摄装置所拍摄的图像与投影仪的投影区进行匹配的工作中(即，在计算相对转换信息时)通过使用RANSAC技术来提取投影表面上的正确有效投影区。另外，本专利技术的又一个目的是通过进一步利用能够在投影表面上标记激光线的激光水准仪来更加精确地提取投影区，并因此更加正确地实现有效投影区的提取和投影区的校正。技术解决方案根据本专利技术的一种对投影区进行自动校正的方法包括以下步骤：(a)获取拍摄装置所拍摄的第一投影表面图像；(b)将所述第一投影表面图像中的投影区的每对像素坐标映射到投影仪所投影的投影区的每对像素坐标；以及(c)使用所述第一投影表面图像的像素坐标和所述投影仪的像素坐标来计算所述第一投影表面图像和所述投影仪之间的相对转换信息，其中，所述第一投影表面图像是被投影光图案的投影表面的图像。拍摄所述第一投影表面图像包括以下步骤：将所述投影仪的每对像素坐标转换成位；按照时间顺序将黑色图像和白色图像投影到所述投影仪的每对像素坐标处；以及由所述拍摄装置来拍摄被投影所述黑色图像和所述白色图像的投影表面。步骤(c)包括以下步骤：从所述投影仪的所述投影区提取任意的参考像素xi，从所述第一投影表面图像中提取与所述参考像素xi对应的对应像素ci，以及通过将所述参考像素xi和所述对应像素ci代入相对转换公式中来计算所述相对转换信息。在步骤(c)中，计算第一相对转换信息Hi→cam，并且所述相对转换公式是Hi→cam＝argmin||Hxi-ci||2，其中，xi表示所述投影区的参考像素，并且ci表示所述第一投影表面图像的对应像素。在步骤(c)中，还计算第二相对转换信息Hcam→i，并且Hcam→i表示所述第一相对转换信息Hi→cam的逆矩阵。使用随机抽样一致(RANSAC)来计算所述第二相对转换信息Hcam→i，并且从在所述步骤(c)中基于所述第二相对转换信息Hcam→i获得的有效投影区中去除由设置在所述投影表面上的结构产生的投影障碍区。与一个投影表面对应地设置多个投影仪，并且对每个投影仪所投影的所述第一投影表面图像执行步骤(a)、(b)和(c)，并且通过将所述投影仪的有效投影区进行组合来获得整个有效投影区。根据本专利技术的对投影区进行自动校正的方法还包括以下步骤：(d)计算内容图像和所述投影仪之间的第三相对转换信息Hi→image。根据本专利技术的对投影区进行自动校正的方法还包括以下步骤：(e)获取显示有激光线的第二投影表面图像，其中，用从激光水准仪输出的光来显示所述激光线。根据本专利技术的对投影区进行自动校正的方法还包括以下步骤：(f)从所述第二投影表面图像中提取多个线图像并且获取由所述线图像的交叉而产生的交叉点；以及(g)将所获取的交叉点与所述内容图像的顶点进行匹配。另一方面，根据本专利技术的一种对投影区进行自动校正的系统包括：拍摄装置，其用于拍摄投影表面；投影管理装置，其用于获取所述拍摄装置所拍摄的第一投影表面图像，通过将所述第一投影表面图像中的投影区的每对像素坐标映射到投影仪所投影的投影区的每对像素坐标来计算相对转换信息，并且基于所述相对转换信息来获得所述投影仪的有效投影区；以及所述投影仪，其用于投影影院中的投影区的图像，其中，所述第一投影表面图像是被所述投影仪投影光图案的投影表面的图像。根据本专利技术的对投影区进行自动校正的系统还包括激光水准仪，该激光水准仪用于输出将激光线显示在所述投影表面上的光，其中，所述投影管理装置还获取所述拍摄装置所拍摄的第二投影表面图像。所述投影管理装置从所述第二投影表面图像中提取多个线图像，获取由所述线图像的交叉而产生的交叉点，并且将所获取的交叉点与内容图像的顶点进行匹配。有益效果根据本专利技术，具有如下效果：通过利用诸如高分辨率相机这样的拍摄装置在大规模的影院中只使用单个拍摄装置来实现高校正质量的自动校正。另外，根据本专利技术，在利用影院中的屏幕和所有墙的多表面影院中，由于能够有效地去除由墙上的结构而产生的投影障碍区，因此具有如下效果：相比于现有技术，对投影区进行更加准确的校正。另外，根据本专利技术，具有如下效果：利用激光水准仪对投影区进行精确校正。附图说明图1是示出根据本专利技术的用于对投影区进行自动校正的系统的示意性配置的视图。图2是依次例示根据本专利技术的实施方式的对投影区进行自动校正的方法的流程图。图3是示出拍摄上面被投影结构化光图案的投影表面而得的图像的视图。图4示出对图2中的所拍摄的图像进行分析的可视化结果。图5在概念上示出将投影仪的投影区与所拍摄的图像中的投影区进行匹配的视图。图6是示出在对影院中的投影表面当中的墙上的投影障碍区进行过滤之后的投影区的视图。图7示出所提取的影院中的投影表面当中的墙的有效投影区的视图。图8是示出从激光水准仪输出并且显示在影院中的墙上的激光线的视图。图9是示出由激光线的交叉而产生的交叉点的视图。符号的说明10：第一投影表面图像30：第二投影表面图像100：拍摄装置200：投影管理装置300：投影仪310：投影区400：激光水准仪410：激光线411：线图像413：交叉点500：墙投影表面540：结构550：投影障碍区560：有效投影区600：屏幕A、A'：光图案图像具体实施方式下文中，通过基于本专利技术的说明书中附带的附图进行详细描述，将清楚地理解本专利技术的目的和技术配置的细节和据此的操作效果。将参照附图来详细描述根据本专利技术的实施方式。在下面的描述中，图中示出并且在以下描述的功能块仅仅是可能实现方式的示例。因此，在不脱离具体实施方式的精神和范围的情况下，可以在其它实现方式中使用其它功能块。另外，虽然本专利技术的一个或更多个功能块被表示为个体块，但本专利技术的功能块中的一个或更多个可以是执行相同功能的各种硬件和软件的组合。另外，措词“包括”元件是仅仅是指存在对应组件的“开放型”措词，并且其不应该被理解为将额外的组件排除在外。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对投影区进行自动校正的方法，该方法包括以下步骤：(a)获取拍摄装置所拍摄的第一投影表面图像；(b)将所述第一投影表面图像中的投影区的每对像素坐标映射到投影仪所投影的投影区的每对像素坐标；以及(c)使用所述第一投影表面图像的像素坐标和所述投影仪的像素坐标来计算所述第一投影表面图像和所述投影仪之间的相对转换信息，其中，所述第一投影表面图像是被投影光图案的投影表面的图像。

【技术特征摘要】
2016.12.16 KR 10-2016-01723091.一种对投影区进行自动校正的方法，该方法包括以下步骤：(a)获取拍摄装置所拍摄的第一投影表面图像；(b)将所述第一投影表面图像中的投影区的每对像素坐标映射到投影仪所投影的投影区的每对像素坐标；以及(c)使用所述第一投影表面图像的像素坐标和所述投影仪的像素坐标来计算所述第一投影表面图像和所述投影仪之间的相对转换信息，其中，所述第一投影表面图像是被投影光图案的投影表面的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，拍摄所述第一投影表面图像包括以下步骤：将所述投影仪的每对像素坐标转换成位；按照时间顺序将黑色图像和白色图像投影到所述投影仪的每对像素坐标处；以及由所述拍摄装置来拍摄被投影所述黑色图像和所述白色图像的投影表面。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括以下步骤：从所述投影仪的所述投影区提取任意的参考像素xi，从所述第一投影表面图像中提取与所述参考像素xi对应的对应像素ci，以及通过将所述参考像素xi和所述对应像素ci代入相对转换公式中来计算所述相对转换信息。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(c)中，计算第一相对转换信息Hi→cam，并且所述相对转换公式是Hi→cam＝argmin||Hxi-ci||2，其中，xi表示所述投影区的所述参考像素，并且ci表示所述第一投影表面图像的所述对应像素。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(c)中，还计算第二相对转换信息Hcam→i，并且Hcam→i表示所述第一相对转换信息Hi→cam的逆矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用随机抽样一致RANSAC来计算所述第二相对转换信息Hcam→i，并且从在步骤(c)中基于所述第二相对转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京允，尹亨溱，
申请(专利权)人：CJCGV株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR