KR100188017B1 - 디지탈 신호 처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법 - Google Patents

디지탈 신호 처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 광량별로 가장 좋은 영상을 얻을 때의 카메라 노출값 및 차량 번호판 영상의 분포도에 대하여 데이터베이스를 구성하고 그 데이터베이스를 바탕으로 카메라의 노출값을 자동조절함으로써, 주행중인 차량의 번호판을 선명하게 얻을 수 있는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법에 관한 것인 바, 그 특징은 전원 투입 또는 리셋과 동시에 주변의 광량을 감지하고, 감지된 광량에 맞는 노출값을 데이터베이스로부터 검색하여 초기 카메라 노출값으로 설정하는 제1설정단계 ; 상기 제1설정단계 이후 취득되는 영상으로부터 차량 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하여 데이터베이스의 광량별 기준 평균값과 비교하고, 비교결과 일정값 이상 차이가 나는 경우 데이터베이스이 정량적인 값으로 카메라 노출값을 조절하는 제2설정단계로 이루어짐에 있다.

Description

디지털 신호 처리시스템에서의 카메라 노출값 조절 방법
제1도는 본 발명의 카메라 노출값 조절방법을 설명하기 위한 DSP시스템의 개략적인 구성을 보인 블록도.
제2도는 본 발명에 따른 초기 카메라 노출값 설정을 위한 데이터베이스 구성예를 보인 동작 흐름도.
제3도는 제2도의 데이터베이스 구성시 노출값과 영상변환비율결정예를 보인 동작 흐름도.
제4도는 본 발명에 따른 카메라 노출값 조절방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 광량 감지수단 2 : 카메라부
3 : A/D 변환수단 4 : 노출제어수단
5 : 메모리 수단
디지털 신호 처리시스템(DSP)에서 실시하는 카메라 노출값 조절 방법에 관한 것으로서, 특히 외부 광량별로 가장 좋은 영상을 얻을 때의 카메라 노출값(IRIS) 및 차량 번호판 영상의 분포도에 대하여 데이터베이스를 구성하고 그 데이터베이스를 바탕으로 카메라의 노출값을 자동조절함으로써, 주행중인 차량의 번호판을 선명하게 얻을 수 있는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법에 관한 것이다.
종래 주행중인 차량의 번호판을 인식하는 장치에서 영상을 선명하게 취득하는 것은 인식장치의 성능을 결정하는 중요한 요인중의 하나이다. 셔터속도를 고정한 상태에서 노출장치를 자동 노출모드와 고정 노출모드로 변환하여 이용할 경우 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 첫째 고정 노출모드에서는 주위의 밝기 변화에 대응하지 못하여 특정 시간대 외에는 선명한 영상을 얻지 못하는 단점이 있으며, 둘째 자동 노출모드에서는 차량의 속도 변화에 대응하여 노출값을 결정하지 못하여 선명한 영상을 얻지 못하는 단점이 있고, 셋째 차량의 전면 영상에 대해 노출값을 결정하게 되는 경우 번호판이 차량의 하단에 위치하여 밝기의 차이가 생기며, 차체의 색깔이 각양 각색이므로 차체에 노출량이 맞추어지면 번호판의 영역은 선명하게 나타나지 않게 되어 번호판의 선명한 영상을 얻지 못하게 되는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 하루를 기준으로 외부 광량이 일정한 크기 이상으로 변할때마다 각각의 경우에 대하여 최적의 영상을 얻을 수 있는 카메라 노출값을 데이터베이스화하고, 데이터베이스로부터 가져온 초기값과 취득된 번호판 영상의 분포를 참조하여 얻은 값과의 차이를 정량적으로 변화하여 카메라 노출값을 얻음으로써, 이렇게 얻어진 값을 다음에 진입하는 차량의 노출값을 얻음으로써, 이렇게 얻어진 값을 다음에 진입하는 차량의 노출값으로 이용하여 차량 번호판 영역이 선명하고 일정하게 유지되도록 하는 카메라 노출값 조절방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전원 투입 또는 리셋과 동시에 주변의 광량을 감지하고, 감지된 광량에 맞는 노출값을 데이터베이스로부터 검색하여 초기 카메라 노출값으로 설정하는 제1설정단계 ; 상기 제1설정단계 이후 취득되는 영상으로부터 차량 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하여 데이터베이스의 광량별 기준 평균값과 비교하고, 비교결과 일정값 이상 차이가 나는 경우 데이터베이스이 정량적인 값으로 카메라 노출값을 조절하는 제2설정단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법을 제공한다.
상기 제1설정단계는 전원 투입과 동시에 외부의 광량감지수단을 작동시키는 단계 ; 상기 단게에서 감지되는 광량을 데이터베이스에서 검색하여 해당 노출값을 찾아내는 단계 ; 데이터베이스에서 검색된 노출값으로 최소 카메라 초기값을 설정하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
상기 제2설정단계는 영상신호를 입력받는 단계; 입력된 영상으로부터 번호판 영역을 추출하는 단계; 추출된 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하는 제1계산단계; 데이터 베이스의 기준 평균값과 상기 평균값의 차이를 계산하는 제2계산단계; 상기 제2계산결과 그 차이값이 일정레벨 이상인가를 판단하는 단계; 상기 판단결과, 일정레벨 이상인 경우에 카메라 노출값을 조절하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
상기 제1설정단계에서는 외부의 밝기를 감지하여 광량의 변화되는 경우마다 그때의 영상정보와 관련지어 외부 광량값에 대해 최적의 영상을 얻을 수 있는 카메라 노출값을 결정하여 데이터베이스를 구성하고, 그 데이터베이스를 기준으로 동작 초기상태나 비상시의 카메라 노출값 초기치를 설정하는 것이 바람직하다.
상기 제1설정단계에서는 입력되는 영상정보의 번호판 후보영역에 대한 영상상태를 판단하여 영상상태가 양호한 경우마다 번호판 영역의 화소들에 대해 기준 평균값을 계산하고 카메라 노출값의 단위크기와 영상 상호간의 변환비율을 결정하여 데이터베이스를 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발병의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명을 설명하기 위한 카메라 노출값 조절장치의 개략적인 구성을 보인 블록도로서, 주변의 광량 변화를 감지하기 위한 광량 감시수단(1; 본 발명에서는 광량을 전압으로 측정하는 CDS의 경우를 예로 들어 설명함)과, 아날로그 형태의 영상입력을 위한 카메라부(2)와, 상기 카메라부에서 받아들여진 영상입력신호를 디지털 신호로 변화하는 A/D변환수단(3)과, 상기 A/D변환수단의 디지털 영상신호로부터 번호판 영역을 추출하여 영상의 평균값을 계산하고 그 평균값과 데이터베이스의 기준 평균값과의 차이를 구하여 그 차이값만큼 카메라 노출값을 가감하는 노출 제어수단(4)과, 상기 노출 제어수단에서 최적의 영상을 얻기 위해 초기 카메라 노출값 설정시 사용할 광량별 노출값 및 노출값 조절시 사용할 카메라 노출값의 단위크기와 영상간의 변화비율에 대한 데이커베이스를 구성하여 두기 위한 메모리수단(5)으로 구성함이 바람직하다.
제2도는 오프-라인(off-line)으로 실시되는 초기 카메라 노출값 설정을 위한 데이터베이스 구성예를 보인 동작흐름도로서, 국부적인 영상입력을 받아들이는 단계(S11) ; 최초 영상입력인가를 체크하는 제1판단단계(S12) ; 상기 제1판단단계에서 최초 영상인 경우 광량 측정값을 동시에 이전값과 현재값으로 지정하는 단계(S14) ; 상기 제1판단단계에서 최초 영상입력이 아닌 경우 마지막 영상입력인가를 체크하는 제2판단단계(S13) ; 상기 제2판단단게에서 마지막 영상이 아닌 경우 광량 측정값을 현재값으로 지정하는 단계(S15) ; 상기 현재값과 이전값과의 차이값을 계산하는 단계(S16) ; 상기 차이값이 실험적으로 얻은 일정한 크기의 상수값과 비교하는 단계(S17) ; 상기 비교결과 실험적 상수보다 차이값이 작은 경우는 무시하고 차이값이 큰 경우마다 현재값을 이전값으로 지정하는 단계(S18) ; 그때의 영상정보와 관련지어 외부광량값에 대해 최적의 영상을 얻을 수 있는 카메라 노출값을 결정하여 데이터베이스를 구성하는 단계(S19)로 이루어져 그때의 데이터베이스를 기준으로 동작 초기상태나 비상시의 카메라 노출값 초기치를 설정하는 것을 나타내고 있다.
제3도는 제2도의 데이터베이스 구성시 노출값과 영상변환비율 결정예를 보인 동작 흐름도로서, 영상입력단계(S21) ; 입력되는 영상정보의 에지를 검출하는 단계(S22) ; 에지 검출결과로 번호판 후보영역을 결정하는 단계(S23) ; 상기 번호판 후보영역에 대한 영상상태를 판단하는 단계(S24) ; 상기 판단 결과 영상상태가 불량인 경우는 무시(S27)하고 양호한 경우마다 번호판 영역의 화소들에 대해 기준 평균값을 계산하는 단계(S25) ; 상기 계산 결과로 카메라 노출값의 단위크기와 영상 상호간의 변환비율을 결정하는 단계(S26)로 이루어져 정량적으로 노출값을 가감할 수 있도록 데이터베이스를 구성하는 것을 나타내고 있다.
제4도는 본 발명에 따른 카메라 노출값 조절방법을 설명하기 위한 동작 흐름도로서, 제1설정단게는 전원 투입과 동시에 외부의 광량감지수단을 작동시키는 단계(S31) ; 상기 단계에서 감지되는 광량을 데이터베이스에서 검색하여 해당 노출값을 찾아내는 단계(S32) ; 데이터베이스에서 검색된 노출값으로 최초 카메라 초기값을 설정하는 단계(S33)로 이루어지고, 제2설정단계는 영상신호를 입력받는 단계(S34) ; 입력된 영상으로부터 번호판 영역을 추출하는 단계(S35) ; 추출된 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하는 제1계산단계(S36) ; 데이터베이스의 기준 평균값과 상기 평균값의 차이를 계산하는 제2계산단계(S37) : 상기 제2계산결과 그 차이값이 일정레벨 이상인가를 판단하는 단계(S38) ; 상기 판단결과, 일정레벨 이상인 경우에 카메라 노출값을 조절하는 단계(S39)로 이루어짐을 나타내고 있다.
이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법의 실시동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 오프-라인방식으로 전원이 처음으로 입력되는 동작 초기상태나 또는 시스템 운영중에 정전이나 리세크가 필요한 경우 설정할 초기값을 데이터베이스화한다. 즉, 하루를 기준으로 CDS의 출력이 일정한 크기이상 변할 때(S17의 Y분기)마다 그때의 영상정보와 카메라 노출값을 저장하고, CDS값에 대한 최적의 영상을 얻을 수 있는 카메라 노출값을 결정하여 메모리수단(5)에 데이터베이스화(S19)한다.
이렇게 저장된 영상정보를 오프-라인으로 분석한다. 이때의 분석방법으로는 에지검출(S22)과 그 문턱값을 통해 문자의 두께를 검사하여 번호판 후보영역을 결정(S23)하고, 그 후보영역내의 영상상태를 체크(S24)하여 영상 신호의 질을 판단한다. 이때 영상신호가 불량인 경우는 무시하고 양호한 경우 번호판이 존재하는 영역의 평균값을 구한다(S25). 그리고 카메라 노출값과 영상 상호간의 변화비율을 계산(S26)하여 데이터베이스화한다.
그리고, 디지털 신호처리시스템에 전원이 인가되거나 또는 외부원인에 의해 리세트신호가 인가되는 경우 노출제어수단(4)에서 실시하는 초기값 설정동작은 CDS로부터 출력되는 값으로 결정한다. 이때 출력값은 항상 변하게 되므로 입력된 값과 가장 근접한 노출값을 데이터베이스에서 취한다.
다음으로 디지털 신호처리시스템에서의 실제운영은 제4도와 같다. 전원이 인가됨과 동시에 수초(초기 시스템 부팅시간정도)동안 CDS센서를 구동(S31)시켜 외부 광량을 감지하고 그 광량으로 메모리수단의 데이터베이스를 검색(S32)하여 초기 카메라 노출값을 설정(S33)한 후 영상정보를 입력(S34)받는다. 이때 영상입력으로부터 에지를 검출하여 에지를 기초로 번호판이 존재하는 위치를 결정(S35)한다. 다음으로 번호판 영역의 데이터를 평균값으로 구하고(S36), 데이터베이스의 기준 평균값과의 차이값을 계산(S37)하고 그차이값을 실험적으로 구한 상수와 비교(S38)하여 카메라 노출값을 변경할것인지를 판단한다. 이때 노출값을 변경하는 경우(S38의 Y분기) 카메라 노출값의 단위 크기에 대한 영상의 변화비율을 기준으로 영상의 평균값과 현재 영상의 평균값과의 차이값만큼 노출값을 가감(S39)함으로써, 광량에 따라 카메라 노출값을 자동으로 조절할 수 있게 된다.
이상 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면 하루를 기준으로 외부 광량이 일정한 크기 이상으로 변할 때마다 각각의 경우에 대하여 최적의 영상을 얻등 수 있는 카메라 노출값을 데이터베이스화하고, 데이터베이스로부터 가져온 초기값과 취득된 번호판 영상의 분포를 참조하여 얻은 값과의 차이를 정량적으로 변환하여 적당한 레벨의 카메라 노출값을 설정할 수 있으므로 차량 번호판의 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 상기 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적인 사상내에서 당분야에 통상의 지식을 가진자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (5)

  1. 전원 투입 또는 리셋과 동시에 주변의 광량을 감지하고, 감지된 광량에 맞는 노출값을 데이터베이스로부터 검색하여 초기 카메라 노출값으로 설정하는 제1설정단계; 상기 제1설정단계 이후 취득되는 영상으로부터 차량 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하여 데이터베이스의 광량별 기준 평균값과 비교하고, 비교결과 일정값 이상 차이가 나는 경우 데이터베이스이 정량적인 값으로 카메라 노출값을 조절하는 제2설정단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1설정단계는 전원 투입과 동시에 외부의 광량감지수단을 작동시키는 단계 ; 상기 단계에서 감지되는 광량을 데이터베이스에서 검색하여 해당 노출값을 찾아내는 단계 ; 데이터베이스에서 검색된 노출값으로 최소 카메라 초기값을 설정하는 단게로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2설정단계는 영상신호를 입력받는 단계 ; 입력된 영상으로부터 번호판 영역을 추출하는 단계 ; 추출된 번호판 영역의 화소들의 평균값을 계산하는 제1계산단계 ; 데이터베이스의 기준 평균값과 상기 평균값의 차이를 계산하는 제2계산단계 ; 상기 제2계산결과 그 차이값이 일정레벨 이상인가를 판단하는 단계 ; 상기판단결과, 일정레벨 이상인 경우에 카메라 노출값을 조절하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1설정단계에서는 외부의 밝기를 감지하여 광량의 변화되는 경우마다 그때의 영상정보와 관련지어 외부 광량값에 대해 최적의 영상을 얻을 수 있는 카메라 노출값을 결정하여 데이터베이스를 구성하고, 그 데이터베이스를 기준으로 동작 초기상태나 비상시의 카메라 노출값 초기치를 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1설정단계는 입력되는 영상정보의 번호판 후보영역에 대한 영상상태를 판단하여 영상상태가 양호한 경우마다 번호판 영역의 화소들에 대해 개준평균값을 계산하고 카메라 노출값의 단위크기와 영상 상호간의 변환비율을 결정하여 데이커베이스를 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호처리시스템에서의 카메라 노출값 조절방법.
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