KR20030007821A - 원격 카메라 제어 장치 - Google Patents

원격 카메라 제어 장치 Download PDF

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Abstract

카메라(10) 시스템은 카메라(10), 모니터(30), 이미지 검출기(40), 터치 스크린(31), 및 원격 제어(50)를 포함한다. 모니터(30)는 카메라(10)의 렌즈(11)의 시야를 디스플레이한다. 이미지 검출기(40)는 뷰어 이미지를 원격 제어(50)가 뷰어가 게이즈된 시야 내의 원하는 이미지인지를 결정할 수 있는 원격 제어(50)로 제공한다. 터치 스크린(31)은 모니터(30)의 뷰어가 시야의 원하는 이미지를 포인트하도록 할 수 있고 포인팅을 나타내는 신호(들)을 제공한다. 원격 제어(50)는 카메라(10)를 팬 및/또는 틸트하기 위하여 또는 렌즈(11)를 원하는 이미지로 줌 및/또는 포커스하기 위하여 및 시야 내의 이미지의 임의의 움직임을 따르기 위하여 다양한 드라이브들(21-24)을 활성화시키기 위해 동작할 수 있다.

Description

원격 카메라 제어 장치{Remote camera control device}
2.관련 분야의 설명
카메라의 팬(pan) 동작(수평 방향), 틸트(tilt) 동작(수직 방향) 및 줌(zoom) 동작을 원격으로(remotely) 제어하는 것은 이 분야에서 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,929,904는 원하는 이미지를 얻기 위하여 선택적으로 줌될 뿐만 아니라 원하는 각도들로 팬되고 틸드될 수 있는 마운티드(mounted) 비디오 카메라를 개시한다. 미국 특허 5,929,904는 또한 비디오 카메라의 팬, 틸트, 및 줌 동작들을 원격으로 제어하기 위한 누름 버튼들을 갖는 떨어져 있는 모니터를 개시한다.
본 발명은 비디오 카메라들을 원격으로 제어하는 진보된 분야에 관한 것이다.
1.발명의 분야
본 발명은 일반적으로 카메라 제어 장치들에 관한 것이다. 본 발명은 특히 떨어져 있는 모니터의 사용에 의해 카메라를 원격으로 제어하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 카메라 시스템의 한 실시예의 도면.
도 2는 도 1의 시스템의 원격 제어의 한 실시예의 블럭도.
도 3은 본 발명의 이미지 포커싱 루틴의 흐름도.
도 4는 본 발명의 이미지 포인팅 루틴의 흐름도.
도 5는 본 발명의 이미지 모니터링 루틴의 흐름도.
도 6은 도 3의 루틴의 구현동안 도 1의 시스템의 이미지 검출기에 의해 제공된 전형적인 이미지들의 쌍을 도시하는 도면.
도 7은 도 3의 루틴 또는 도 4의 루틴의 구현동안 도 1의 시스템의 시야 내의 이미지상의 전형적인 포커싱을 도시하는 도면.
도 8은 도 1의 시스템의 시야 너머의 도 1의 시스템의 터치 스크린의 전형적인 레이아웃을 도시하는 도면.
도 9는 도 5의 루틴의 구현 동안 도 1의 시스템의 시야 내의 이미지의 전형적인 모니터링을 도시하는 도면.
본 발명의 다양한 양상들은 새롭고, 진보성 있고, 다양한 장점들을 제공한다. 본 명세서에 있는 본 발명의 실제적인 특성이 본 명세서에 첨부된 청구항들을 참고로 단지 결정될 수 있지만, 본 명세서에 개시된 실시예들의 특성인 어떠한 특징들이 다음과 같이 간단하게 설명된다.
본 발명은 렌즈를 가진 카메라를 제어하기 위한 장치이다. 장치는 모니터와 원격 제어를 포함한다. 모니터는 렌즈의 시야를 디스플레이하기 위해 동작할 수 있다.
제 1 양상에서, 장치는 모니터에 의해 디스플레이되는 바와 같이 시야의 뷰어(viewer)의 이미지를 제공하기 위해 동작할 수 있는 이미지 검출기를 포함한다. 원격 제어는 뷰어 이미지에 응답하여 시야의 이미지 상에서 뷰어에 의한 게이즈(gaze)를 결정하기 위해 동작할 수 있다. 원격 제어는 또한 시야의 이미지의 방향에서 렌즈를 줌 또는 포커스하기 위해 동작할 수 있다.
제 2 양상에서, 장치는 또한 시야의 이미지의 방향에서 터치 스크린 상의 뷰어 포인팅을 나타내는 하나 또는 그 이상의 신호들을 제공하기 위해 동작할 수 있는 터치 스크린을 포함한다. 원격 제어는 신호들에 의해 나타낸 바와 같은 시야에서의 이미지의 방향에서 렌즈를 줌 또는 포커스하기 위해 동작할 수 있다.
제 3 양상에서, 원격 제어는 카메라의 팬 방향 및 틸트 방향을 선택적으로 조절하고 시야 내의 이미지의 어떠한 운동의 함수로서 렌즈의 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위해 동작할 수 있다.
본 발명의 상술한 형태들 및 다른 형태들, 특성들 및 장점들이 또한 첨부된 도면들을 함께 판독하는, 지금의 바람직한 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 도면들은 첨부된 청구항들 및 그의 동등물들에 의해 정의된 본 발명의 범주를 제한하기보다 본 발명을 단지 도시한다.
도 1은 카메라(10), 팬 헤드(20), 모니터(30), 검출기(40), 및 원격 제어(50)를 포함하는 본 발명의 카메라 시스템을 도시한다.
카메라(10)는 렌즈(11)의 시야 내의 물체의 이미지가 포커스될 수 있는 것을 통해 셔터된(shuttered) 렌즈(11)를 포함하는 종래의 장치이다. 종래의 줌 드라이브(23) 및 종래의 포커스 드라이브(24)는 원격 제어(50)에 의해 지시된 바와 같이 렌즈(11)를 조절한다.
팬 헤드(20)는 렌즈(11)가 원하는 패닝 및 틸팅 각도들에서 위치되도록 카메라(10)를 패닝 및 틸팅하기 위한 종래의 마운팅 스탠드이다. 종래의 팬 드라이브(21)는 원격 제어(50)에 의해 지시된 바와 같이 카메라(10)의 원하는 패닝 각도를 나타내는 팬 헤드(20)로 신호를 제공한다. 종래의 틸트 드라이브(22)는 원격 제어(50)에 의해 지시된 바와 같이 카메라(10)의 원하는 틸팅 각도를 나타내는 팬 헤드(20)로 신호를 제공한다.
모니터(30)는 렌즈(11)의 시야를 디스플레이하기 위한 종래의 장치이다. 모니터(30)는 디스플레이 외부(도시되지 않음)에 마운트된 종래의 터치 스크린(31)을 포함한다. 터치 스크린(31)은 모니터(30)에 의해 디스플레이되는 바와 같은 렌즈(11)의 시야의 이미지의 방향에서 뷰어에 의한 터치스크린(31) 상의 포인팅을 나타내는 신호를 원격 제어(50)로 제공한다.
검출기(40)는 모니터(30)에 의해 디스플레이되는 바와 같이 렌즈(11)의 시야에서 이미지 상의 게이즈하는(gazing) 뷰어의 이미지를 제공하기 위한 종래의 장치이다. 검출기(40)는 뷰어 이미지를 원격 제어(50)로 제공하기 위하여 모니터(30)의 디스플레이 외부의 뒤에 위치된다.
원격 제어(50)는 모니터(30)를 통해 연장된 몇몇의 누름 버튼들을 갖는 모니터(30) 내에 위치된다. 포커스 누름 버튼(51)은 본 문서에서 다음에 설명될 것과 같이 원격 제어(50)의 이미지 포커싱 루틴(60)을 활성화 시키기 위한 것이다. 이미지 누름 버튼(52)은 본 문서에서 다음에 설명될 것과 같이 원격 제어(50)의 이미지 모니터링 루틴(70)을 활성화 시키기 위한 것이다. 상향 틸트 누름 버튼(53a)은 카메라(10)를 위쪽으로 하기 위한 틸트 드라이브(22)를 통해 팬 헤드(20)에게 명령하기 위한 것이다. 하향 틸트 누름 버튼(53b)은 카메라(10)를 아래쪽으로 하기 위한 틸트 드라이브(22)를 통해 팬 헤드(20)에게 명령하기 위한 것이다. 좌측 누름 버튼(53c)은 좌측 방향에서 카메라(10)를 팬하기 위해 팬 드라이브(21)를 통해 팬 헤드(20)에게 명령하기 위한 것이다. 우측 누름 버튼(53d)은 우측 방향에서 카메라(10)를 팬하기 위해 팬 드라이브(21)를 통해 팬 헤드(20)에게 명령하기 위한 것이다. 줌 누름 버튼(53e)은 현재의 시야 내에 혹은 외에서 렌즈(11)를 줌하기 위해 줌 드라이버(23)를 통해 카메라(10)에게 명령하기 위한 것이다.
도 2를 참조하면, 원격 제어(50)의 제어기(54)가 도시된다. 제어기(54)는 일반적인 유닛으로 조립된 하나 또는 그 이상의 구성요소들을 포함하는 전자 회로이다. 제어기(54)는 아날로그 회로, 및/또는 디지털 회로를 포함할 수 있다. 또한, 제어기(54)는 전용 상태 머신으로 프로그램되거나, 프로그램 가능한 전용 하드웨어의 하이브리드 조합일 수 있다. 본 발명의 원리들을 구현하기 위하여, 당업자가 생각할 수 있는 바와 같이, 제어기(54)는 또한 임의의 제어 클럭들, 인터페이스들, 신호 상태기들, 필터들, 아날로그-디지털(A/D) 변환기들, 디지털-아날로그(D/A) 변환기들, 통신 포트들, 또는 오퍼레이터들의 다른 타입들을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 제어기(54)는 중앙 처리 유닛(CPU)(55), 고체-상태 메모리(56), 디지털-아날로그(D/A) 변환기(57), 및 입력/출력(I/O) 포트(58)를 포함한다. 메모리(56)는 이미지 포커싱 루틴(60)(도 3), 이미지 모니터링 루틴(70)(도 4), 및 이미지 포인팅 루틴(80)(도 5)의 CPU(55)에 의한 구현을 위한 프로그래밍을 포함한다.
도들 1 내지 3을 참조하면, CPU(55)는 이미지 포커스 누름 버튼(51)의 활성화로부터 시작 신호를 받은 후 루틴(60)을 시작한다. 루틴(60)의 단계(S62)동안, CPU(55)는 이미지 검출기(40)로부터 뷰의 이미지에 응답하여 모니터(30)에 의해 디스플레이되는 바와 같이 렌즈(11)의 시야의 이미지 상에서 뷰어의 게이즈를 결정한다. 한 실시예에서, 검출기(40)는 뷰어의 얼굴의 이미지를 공급하고, CPU(55)는 예를 들면 통계적인 기술, 통어적인(syntactical) 기술, 신경적인(neural) 기술, 및 논-파라메트릭(non-parametric) 확률 추정기들을 포함하는 엔트로피 분석과 같은, 분야에서 알려진 바와 같은 패턴 인식 기술에 기초하여 뷰어의 얼굴을 형성하는 백색, 회색 및 흑색 픽셀들의 윈도우를 생성시키기 위해 이미지를 변환한다.
뷰어의 얼굴의 픽셀들의 전형적인 윈도우(90)가 도 6에 도시된다. 부가적으로 도 6을 참조하면, 양 눈의 외부 모서리의 인식은 눈들의 강아지들의 방향을 결정하기 위해 참조 눈상에서 포커스된 백색, 회색, 및 흑색 픽셀들의 윈도우를 생성시키기 위해 참조로 사용된다. 뷰어의 눈의 픽셀들의 전형적인 윈도우(91)가 도 6에 또한 도시된다.
도들 1 내지 3을 다시 참조하면, 루틴(60)의 단계(S64)동안, CPU(55)는 뷰어에 의해 게이즈될 이미지로 렌즈(11)를 줌하고 및/또는 포커스하기 위해 선택적으로 줌 드라이브(23)와 포커스 드라이브(34)를 동작시킨다. 한 실시예에서, CPU(55)는 렌즈(11)의 시야로부터 이미지를 추출하기 위해 분야에 알려진 바와 같이 배경 삭제를 위한 논-파라메트릭 모델을 적용하고, 이미지를 명백히 하기 위해 줌 드라이브(23) 및/또는 포커스 드라이브(24)로 적절한 신호(들)을 제공한다. 예를 들어, 도들 6 및 7을 참조하면, 렌즈(11)의 시야(92)는 배경으로 나무들과 비행기를 갖는 개를 포함한다. 개 위의 사용자 게이즈를 결정하는 CPU(55) 상에서, CPU(55)는 윈도우(93)에 도시된 바와 같은 이미지로부터 개를 추출하기 위해 배경 삭제를 위한 논-파라메트릭 모델을 적용할 것이다. 이후 CPU(55)는 뷰(94)에 도시된 바와 같이 개를 명백히 하기 위해 줌 드라이브(23) 및/또는 포커스 드라이브(24)로 적절한 신호(들)을 제공할 것이다.
루틴(60)의 단계(S66)동안, CPU(55)는 이미지 포커스 누름 버튼(51)이 여전히 활성화되고 있는지를 확인하다. 이미지 포커스 누름 버튼(51)이 여전히 활성화되고 있으면, CPU(55)는 단계들(S62 및 S64)을 반복한다. 이미지 포커스 누름 버튼이 비활성화되었으면, CPU(55)는 루틴(60)을 종료한다.
도들 1, 2 및 4를 참조하면, CPU(55)는 터치 스크린(40)으로부터 포인팅 신호를 받은 후 루틴(70)을 시작한다. 루틴(0)의 단계(S72)동안, CPU(55)는 터치 스크린(40)으로부터의 포인팅 신호에 의해 나타낸 바와 같은 원하는 이미지를 결정한다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 뷰(95)는 그 위에 터치 스크린(40)을 갖는다. 사용자가 그 안에 개의 부분을 가진 스크린(40)의 픽셀을 누를 때, CPU(55)는 도 7의 윈도우(93)에 도시된 바와 같이 렌즈(11)의 시야로부터 개를 추출하기 위해 분야에 알려진 바와 같이 배경 삭제를 위한 논-파라메트릭 모델을 적용할 것이다.
루틴(70)의 단계(S74)동안, CPU(55)는 도 7의 뷰(94)와 같은, 원하는 이미지 상에서 렌즈(11)를 줌 및/또는 포커스하기 위해(도 1) 줌 드라이브(23) 및/또는 포커스 드라이브(24)를 선택적으로 동작시킨다. 루틴(70)의 단계(S76)동안, CPU(55)는 터치 스크린(40)이 여전히 활성화상태인지를 확인한다. 터치 스크린(40)이 여전히 활성화 상태이면, CPU(55)는 단계들(S72 및 S74)을 반복한다. 터치 스크린(40)이 비활성 상태이면, CPU(55)는 루틴(70)을 종료한다.
도들 1, 2, 및 5를 참조하면, CPU(55)는 이미지 모니터 누름 버튼(52)의 활성화로부터 시작 신호를 받은 후 루틴(80)을 시작한다. 루틴(80)의 단계(S82)동안, CPU(55)는 루틴(60) 또는 루틴(70) 중 어떤 루틴이 가장 최근에 수행되었는지로부터 원하는 이미지를 얻는다.
루틴(80)의 단계(S84)동안, CPU(55)는 원하는 이미지의 임의의 움직임에 대해 렌즈(11)를 조절하기 위해(도 1) 드라이브들(21 내지 24)을 선택적으로 동작시킨다. 예를 들어, CPU(55)는 도 9의 뷰(96)에 도시된 바와 같이 개의 움직임에 따라 렌즈(11)의 시야 내의 중앙에 개가 오도록 적당한 신호(들)을 팬 드라이브(21), 틸트 드라이브(22), 줌 드라이버(23), 및/또는 포커스 드라이브(24)로 제공할 것이다. 한 실시예에서, CPU(55)는 렌즈(11)의 시야로부터 개를 지속적으로 추출하기 위해 루틴(60) 또는 루틴(70)동안 적용되는 바와 같이 배경 삭제를 위한 논-파라메트릭 모델의 적용을 계속하고, 따라서 개의 움직임에 따라 개의 이미지를 제공한다.
루틴(80)의 단계(S86)동안, CPU(55)는 이미지 모니터 누름 버튼(52)이 여전히 활성화되고 있는지를 확인한다. 이미지 포커스 누름 버튼(52)이 여전히 활성화되고 있으면, CPU(55)는 단계들(S82 및 S84)을 반복한다. 이미지 포커스 누름 버튼이 비활성화 되었으면, CPU(55)는 루틴(80)을 종료한다.
본 명세서에서 설명된 본 발명의 실시예들은 현재 바람직하다고 고려되지만, 다양한 변화들 및 변경들이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 만들어 질 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에서 지시되며, 동등물들의 수단과 범위 내에서 이루어지는 모든 변화들은 이곳에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (4)

  1. 렌즈(11)를 갖는 카메라(10)를 원격으로 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
    상기 렌즈(11)의 시야를 디스플레이하기 위해 동작할 수 있는 모니터(30)와;
    상기 시야 내의 이미지 상에서 뷰어에 의한 게이즈를 결정하기 위한 수단(40, 51, 54, 60)과;
    상기 이미지의 방향으로 상기 렌즈(11)의 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(23, 24, 54, 60)을 포함하는, 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서:
    상기 카메라(10)의 팬 방향 및 틸트 방향을 선택적으로 조절하고 상기 이미지의 임의의 움직임의 함수로서 상기 렌즈(11)의 상기 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(21-24, 52, 54, 60)을 더 포함하는, 제어 장치.
  3. 렌즈(11)를 갖는 카메라(10)를 원격으로 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
    상기 렌즈(11)의 시야를 디스플레이하기 위해 동작할 수 있는 모니터(30)와;
    상기 시야의 이미지의 방향에서 터치 스크린(31)상의 뷰어 포인팅을 나타내는 적어도 하나의 신호를 제공하기 위해 동작할 수 있는 터치 스크린(31)과;
    상기 적어도 하나의 신호에 응답하여 상기 이미지를 결정하기 위한 수단(54, 70)과;
    상기 이미지의 방향에서 상기 렌즈(11)의 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(23, 24, 54, 70)과;
    상기 카메라(10)의 팬 방향 및 틸트 방향을 선택적으로 조절하고 상기 이미지의 임의의 움직임의 함수로서 상기 렌즈(11)의 상기 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(21-24, 52, 54, 70)을 포함하는, 제어 장치.
  4. 렌즈(11)를 갖는 카메라(10)를 원격으로 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
    상기 렌즈(11)의 시야를 디스플레이하기 위해 동작할 수 있는 모니터(30)와;
    상기 시야의 이미지의 방향에서 상기 렌즈(11)의 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(23, 24, 53a-53e, 54, 80)과;
    상기 카메라(10)의 팬 방향 및 틸트 방향을 선택적으로 조절하고 상기 이미지의 임의의 움직임의 함수로서 상기 렌즈(11)의 상기 줌 및 포커스를 선택적으로 조절하기 위한 수단(21-24, 52, 54, 80)을 포함하는, 제어 장치.
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