KR100209193B1 - Target tracking apparatus and method of video phone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화상 전화기에 있어서, 목표물 이동시 목표물을 추적하기 위하여 디지털화된 영상을 인가받아 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터를 1프레임의 각 화소에 마스킹하여 그에 대한 레지스터를 할당하므로써 에지를 검출하고, 이렇게 검출된 에지내의 중심점을 찾아 카메라의 방향을 변경함으로써 목표물을 안정적으로 추적할 수 있도록 하는 목표물 추적장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention is characterized in that in a video telephone, an edge is detected by masking a filter for allowing an output value of an edge pixel to be 0 to a pixel of one frame by receiving a digitized image in order to track a target in moving a target and assigning a register thereto And a target tracking device and method for stably tracking a target by searching for a center point in the detected edge and changing the direction of the camera.
이와같은 본 발명은 디지털화된 입력영상의 각 화소를 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터로 마스킹하여 0이 되는 화소를 에지화소로 표시한 다음 이를 한 프레임의 영상 전체에 대해서 수행하는 제1과정; 입력영상의 각 화소당 1개의 레지스터를 설정한 다음 그 값을 0으로 클리어시키는 제2과정; 상기 제2과정의 레지스터가 설정된 각 화소에 대해 제1과정에 의한 필터를 각각의 방향으로 이동시켜 필터의 결과영상과 비교하는 제3과정; 상기 제3과정에 의하여 현재 레지스터의 위치에서 비교된 결과영상의 값이 1인 경우에 이를 에지화소로 판단하여 이 레지스터에 1을 셋팅하는 제4과정; 에지화소 전체에 대하여 레지스터값이 셋팅되었다면 에지화소들의 내부 중심점을 계산하여 그 중심점에 따라 카메라의 방향을 조절하여 목표물을 추적하는 제5과정을 포함하여 수행됨을 특징으로 한다.The first aspect of the present invention includes a first step of masking each pixel of the digitized input image with a filter such that the output value of the edge pixel is 0 to display a pixel of 0 as an edge pixel, ; A second step of setting one register for each pixel of the input image and clearing the value to 0; A third step of moving the filter according to the first process for each pixel set in the register of the second process in each direction and comparing the filter with the resultant image of the filter; A fourth step of determining 1 as the edge pixel when the value of the comparison result in the current register is 1 according to the third step; And if the register value is set for the entire edge pixels, calculating the inner center point of the edge pixels and controlling the camera direction according to the center point of the edge pixels will track the target.
Description
본 발명은 화상 전화기에 있어서, 목표물 이동시 목표물을 추적하기 위하여 디지털화된 영상을 인가받아 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터를 1프레임의 각 화소에 마스킹하여 그에 대한 레지스터를 할당함으로써 에지를 검출하고, 이렇게 검출된 에지내의 중심점을 찾아 카메라의 방향을 변경함으로써 목표물을 안정적으로 추적할 수 있도록 하는 목표물 추적장치 및 방법에 관한 것이다.In the video telephone of the present invention, in order to track a target when moving a target, a digitized image is received and a filter for making an output value of an edge pixel be 0 is masked to each pixel of one frame, and a register is assigned thereto to detect an edge And a target tracking device and method for stably tracking a target by searching for a center point in the detected edge and changing the direction of the camera.
일반적으로 목표물을 추적하는 기법에는 중심적 추적방법과 상관 추적기법이 있다.In general, there are central tracking methods and correlation tracking techniques.
중심점 추적기법은 이동 물체를 배경으로부터 분리한 후 추출된 이동 물체의 중심점을 추적하는 기법이다.The center point tracking method is a technique of tracking the center point of the extracted moving object after separating the moving object from the background.
이때 물체, 즉 목표물을 배경과 분리하기 위해 문턱치를 이용하게 된다.At this time, the threshold is used to separate the object, that is, the target, from the background.
즉, 문턱치를 이용하여 배경과 물체를 이진화하게 된다.That is, the background and the object are binarized using the threshold value.
그러나, 이러한 중심적 추적기법은 잡음에 대한 영향을 많이 받는 단점이 있다,However, this central tracking technique has a disadvantage that it is highly affected by noise,
즉, 영상이 비교적 단순하여 영상 영역화가 용이하고 추적 가능한 물체의 속도에 대한 제약이 비교적 적은 경우에는 추적 안정성이 좋고 잡음의 영향이 적다.That is, if the image is relatively simple and the image area is easy and the restriction on the speed of the trackable object is relatively small, the tracking stability is good and the influence of noise is small.
그러나 반대로 영상이 비교적 복잡하여 영상 영역화가 용이하지 않고 추적 가능한 목표물의 속도에 대한 제약이 비교적 많은 경우에는 추적 안정성이 나쁘고 잡음이 많아진다.Conversely, if the image is relatively complicated and the image area is not easy and the constraint on the speed of the trackable target is relatively large, the tracking stability becomes worse and the noise increases.
또한, 상관 추적기법은 이전 프레임의 이동 물체, 즉 목표물의 위치에 적당한 크기의 영역을 정의하고, 정의된 영역과 현재 프레임내의 검색영역과의 상관도를 계산하여 상관도가 가장 높은 영역으로 물체가 이동한 것으로 추정하는 방법이다.In addition, the correlation tracking technique defines a moving object of a previous frame, that is, an area of a suitable size at the position of the target, calculates the correlation between the defined area and the search area in the current frame, It is a method to estimate that it has moved.
따라서, 상관 추적기법은 중심점 추적기법과 같이 영상 영역화 과정을 수행하지 않고 입력되는 현재 프레임의 영상으로부터 직접 상관도를 계산하기 때문에 비교적 복잡한 영상에 대해서도 추적 성능이 유지되지만 계산량이 많아지는 단점이 있다.Therefore, the correlation tracking method calculates the direct correlation from the image of the current frame without performing the image segmentation process like the center point tracking method, so that the tracking performance is maintained for a relatively complicated image, but the calculation amount is increased .
본 발명은 상기의 단점을 개선하기 위하여 디지털화된 영상을 인가받아 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터를 1프레임의 각 화소에 마스킹하여 그에 대한 레지스터를 할당함으로써 에지를 검출하고, 이렇게 검출된 에지내의 중심점을 찾아 카메라의 방향을 변경함으로써 목표물을 안정적으로 추적할 수 있도록 하는 목표물 추적장치 및 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above disadvantages, in order to solve the above-described disadvantages, an edge is detected by masking a filter which receives a digitized image so that an output value of an edge pixel becomes 0, to each pixel of one frame and assigning a register thereto, And a target tracking device and method for tracking a target by stably detecting a center point of the camera and changing the direction of the camera.
제1도는 본 발명 화상전화기의 목표물 추적장치를 나타낸 블록도.FIG. 1 is a block diagram showing a target tracking apparatus of a video telephone of the present invention. FIG.
제2도는 본 발명에 의하여 에지화소에 대하여 8비트로 정의된 8가지 방향을 나타낸 예시도.FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating 8 directions defined by 8 bits for an edge pixel according to the present invention; FIG.
제3도는 본 발명 화상전화기의 목표물 추적방법을 나타낸 흐름도.FIG. 3 is a flow chart showing a target tracking method of the video telephone of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
100 : 카메라 110 : 아날로그/디지탈 변환부100: camera 110: analog / digital conversion unit
120 : 영상 저장부 130 : 필터링부120: Image storage unit 130: Filtering unit
140 : 레지스터 검색부 150 : 중심점 계산부140: register search unit 150: center point calculation unit
160 : 씨피유 170 : 모터 구동부160: CPU 170:
본 발명은 화상 전화기에 있어서, 목표물 이동시 목표물을 추적하여 카메라의 방향을 변경하여 주는 목표물 추적장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a target tracking device and method for tracking a target and changing a direction of a camera in moving a target.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 화상 전화기의 목표물 추적방법은, 디지털화된 입력영상의 각 화소를 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터로 마스킹하여 0이되는 화소를 에지화소로 표시한 다음 이를 한 프레임의 영상 전체에 대해서 수행하는 제1과정; 입력영상의 각 화소당 1개의 레지스터를 설정한 다음 그 값을 0으로 클리어시키는 제2과정; 상기 제2과정의 레지스터가 설정된 각 화소에 대해 제1과정에 의한 필터를 각각의 방향으로 이동시켜 필터의 결과영상과 비교하는 제3과정; 상기 제3과정에 의하여 현재 레지스터의 위치에서 비교된 결과영상의 값이 1인 경우에 이를 에지화소로 판단하여 이 레지스터에 1을 셋팅하는 제4과정; 에지화소 전체에 대하여 레지스터값이 셋팅되었다면 에지화소들의 내부 중심점을 계산하여 그 중심점에 따라 카메라의 방향을 조절하여 목표물을 추적하는 제5과정을 포함하여 수행됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for tracking a target object of a video telephone according to the present invention is a method for tracking a target of a video telephone by masking each pixel of an input video image with an output value of an edge pixel being 0, A first process of performing the same on the entire image of one frame; A second step of setting one register for each pixel of the input image and clearing the value to 0; A third step of moving the filter according to the first process for each pixel set in the register of the second process in each direction and comparing the filter with the resultant image of the filter; A fourth step of determining 1 as the edge pixel when the value of the comparison result in the current register is 1 according to the third step; And if the register value is set for the entire edge pixels, calculating the inner center point of the edge pixels and controlling the camera direction according to the center point of the edge pixels will track the target.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 화상 전화기의 목표물 추적장치는, 카메라(100)로부터 입력되는 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부(110); 상기 아날로그/디지탈 변환부(110)로부터 출력되는 영상신호를 저장하는 영상 저장부(120); 상기 영상 저장부(120)로부터 출력되는 한 프레임의 영상신호의 각 화소를 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 필터 마스크로 마스킹하여 0이 되는 화소를 에지화소로 표시한 다음 이를 한 프레임의 영상 전체에 대해서 수행하는 필터링부(130); 입력영상의 각 화소당 1개의 레지스터를 설정하고 레지스터가 설정된 각 화소에 대해 필터링부(130)의 결과영상과 비교하여 에지화소에 대해 해당비트를 셋팅하는 레지스터 검색부(140); 상기 레지스터 검색부(140)에 의해 전체 에지화소에 해당비트가 셋팅되면 에지화소들의 중심점을 구하는 중심점 계산부(150); 상기 중심점 계산부(150)의 중심점에 대한 데이터를 인가받아 상기 카메라(100)의 방향을 조절하는 모터 구동부(170)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for tracking a target object of a video telephone, including: an analog / digital converter for converting a video signal input from a camera into a digital signal; An image storage unit 120 for storing image signals output from the analog / digital conversion unit 110; Each pixel of the video signal of one frame outputted from the video storage unit 120 is masked by a filter mask so that the output value of the edge pixel becomes 0 to display 0 pixels as edge pixels, A filtering unit 130 for performing a filtering process on the input data; A register search unit (140) for setting one register for each pixel of the input image and comparing the resultant image of the filtering unit (130) for each set pixel with a register to set the corresponding bit for an edge pixel; A center-point calculator 150 for calculating a center point of edge pixels when the bit is set in all edge pixels by the register searching unit 140; And a motor driver 170 for receiving the data of the center point of the center point calculator 150 and controlling the direction of the camera 100.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 목표물 추적 모드에서 적외선 카메라(100)로부터 초기 한 프레임의 적외선 입력영상이 출력되면 그 영상신호는 온되어 있는 아날로그/디지탈 변환부(110)에 의해 디지털 신호로 변환되어 2차원 행렬상에서 지정된 범위내의 값을 가지는 디지털 영상신호가 되며, 이렇게 변환된 1프레임의 영상신호는 영상 저장부(120)에 의해 저장되는데, 이 영상 저장부(120)는 영상을 저장하기에 적합한 VRAM(Video RAM)을 사용하는 것이 바람직하다(ST1).First, when an infrared input image of an initial frame is output from the infrared camera 100 in the target tracking mode, the image signal is converted into a digital signal by the on-going analog / digital conversion unit 110, And the converted image signal of one frame is stored by the image storage unit 120. The image storage unit 120 uses a VRAM (Video RAM) suitable for storing an image (ST1).
상기 영상 저장부(120)가 1프레임의 영상신호를 모두 입력받게 되면 씨피유(170)는 상기 아날로그/디지탈 변환부(110)를 오프시켜 영상 저장부(120)에 저장되는 입력 영상을 변하지 않게 하여야 한다.When the image storage unit 120 receives all of the video signals of one frame, the CPU 110 turns off the analog / digital conversion unit 110 and does not change the input image stored in the image storage unit 120 do.
상기 영상 저장부(120)에 저장된 영상 신호는 2차원 행렬 I(x, y)에 밝기값이 할당된 형태이며, 필터링부(130)에서는 입력 영상의 목표물의 에지를 검출하기 위하여 다음 식(1)과 같이 에지화소의 출력값이 0이 되도록 하는 3×3형태의 마스크를 갖는 필터를 사용함으로써 에지화소를 추출하게 된다.The image signal stored in the image storage unit 120 has a brightness value assigned to a two-dimensional matrix I (x, y), and the filtering unit 130 calculates the following equation (1) to detect the edge of the target of the input image: , The edge pixel is extracted by using a filter having a 3x3 mask such that the output value of the edge pixel becomes zero.
이러한 필터를 이용하여 에지화소를 추출하는 경우에는 미분기를 사용하여 에지화소를 추출할때와는 달리 문턱치 설정단계가 필요없는 장점을 지니게 된다.In the case of extracting edge pixels using such a filter, unlike the case of extracting edge pixels using a differentiator, the threshold setting step is not necessary.
상기 식(1)의 필터 마스크를 입력 영상의 2차원 행렬 I(x, y)즉, 각각의 화소에 마스킹하게 되면 다음 식(2)에 의해 필터링부(130)의 출력이 발생한다.When the filter mask of Equation (1) is masked to the two-dimensional matrix I (x, y) of the input image, that is, each pixel, the output of the filtering unit 130 is generated by the following equation (2).
그러므로, 이의 식(2)에 의해 필터링 값이 0이 되는 화소에 대해서만 에지화소라고 판단하며, 그렇지 않을 경우에는 옆화소로 이동하게 되어 영상 저장부(120)에 저장된 1프레임의 입력영상에 대하여 모두 수행하게 된다(ST2-ST6).Therefore, it is determined that the edge pixel is only the pixel whose filtering value is 0 according to Equation (2). Otherwise, the edge pixel is shifted to the side pixel and the input image of one frame stored in the image storage unit 120 is all (ST2-ST6).
상기의 각 과정에 의해 에지화소를 판단하기 위한 필터링이 1프레임에 대하여 모두 수행되면, 레지스터 검색부(140)는 입력영상의 각 화소당 1개의 레지스터를 설정하여 그 값을 0으로 클리어한 다음 제2도에 도시한 바와같이 기준화소 즉, 레지스터 셋팅값이 0이 에지화소에 대하여 8비트로 정의된 8가지 방향(1000 0000, 1000 0000, 0010 0000, 0001 0000, 0000 1000, 0000 0100, 0000 0010, 0000 0001)으로 필터 마스크를 이동시켜 비교하게 된다(ST8).If the filtering for determining the edge pixels is performed for all the frames, the register search unit 140 sets one register for each pixel of the input image, clears the value to 0, As shown in FIG. 2, eight reference directions (1000 0000, 1000 0000, 0010 0000, 0001 0000, 0000 1000, 0000 0100, 0000 0010, 0000 0001) (ST8).
그 결과 현재의 레지스터의 위치에서 필터의 결과 영상의 값이 1이 되면 즉, 에지화소를 만나면 해당방향에 대해 1을 셋팅한다.As a result, when the value of the result image of the filter is 1 at the position of the current register, that is, when the edge pixel is encountered, 1 is set for the corresponding direction.
이후 8가지 방향 모두에 대해 진행한 다음 레지스터값이 1111 1111이면 목표물이라고 판단하여 I(x, y)=1을 셋팅한다(ST9, ST10).If the register value is 1111 1111, it is determined that the target is the target, and I (x, y) = 1 is set (ST9, ST10).
이와같이 에지화소 전체에 대하여 레지스터의 비트값(1111 1111)이 셋팅되어 영상 저장부(120)에 저장되면(ST11), 중심점 계산부(150)는 이를 읽어들여 다음식 (3)과 식(4)에 의해 목표물의 중심점이 계산된다(ST12).When the bit value 1111 1111 of the register is set for the entire edge pixels and stored in the image storage unit 120 in step ST11, the center point calculation unit 150 reads the bit values 1111 1111 of the register in the image storage unit 120, The center point of the target is calculated (ST12).
여기서 N은 I(x, y)가 1인 화소의 개수이다.Where N is the number of pixels with I (x, y) equal to 1.
이렇게 상기 중심점 계산부(150)로부터 계산된 목표물의 중심점은 씨피유(160)로 입력되어 모터 구동부(170)를 제어하는 제어신호를 생성함과 아울러 아날로그/디지탈 변환부(110)를 온시켜 새로운 영상을 입력받을 수 있게 한다.The center point of the target calculated by the center point calculation unit 150 is input to the CPU 160 to generate a control signal for controlling the motor driving unit 170 and the analog / digital conversion unit 110 is turned on, .
또한 상기 모터 구동부(170)는 씨피유(160)로부터 출력되는 제어신호에 의해 목표물을 추적할 수 있도록 카메라(100)의 방향을 변경시킨다(ST13).In addition, the motor driving unit 170 changes the direction of the camera 100 so that the target can be tracked by the control signal output from the CPU 110 (ST13).
이와같은 동작을 통해 카메라(100)의 방향을 목표물의 위치에 따라 변화시켜 카메라(100)가 목표물을 추적할 수 있도록 하며, 이러한 과정은 소정시간마다 한 번씩(예를들어 1초에 10회정도)만 수행하더라도 목표물을 추적할 수 있게 된다.Through such an operation, the direction of the camera 100 is changed according to the position of the target so that the camera 100 can track the target. This process is performed once every predetermined time (for example, about 10 times per second ), It is possible to track the target.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의한 화상전화기의 목표물 추적장치 및 방법은 에지화소의 값이 0이 되도록 하는 필터 마스크를 사용함으로써 굳이 미분기를 사용하여 에지화소를 추출할 때와는 달리 잡음 등에 의한 불확실한 문턱치 설정단계가 필요없음으로 인해 목표물의 추적 성능을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the target tracking apparatus and method for tracking a target object of the present invention can reduce uncertainty due to noise or the like, unlike extracting an edge pixel using a differentiator There is an effect of improving the tracking performance of the target due to no threshold setting step.
본 발명은 화상 전화기에 있어서, 목표물 즉 통화자를 추적하여 카메라의 방향을 자동으로 조절함으로써 목표물이 자유롭게 이동하면서 통화할 수 있도록 하기 위한 목표물 추적장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a target tracking device and method for enabling a target to talk while moving freely by automatically tracking the direction of a camera by tracking a target, that is, a caller.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| KR1019960037437A KR100209193B1 (en) | 1996-08-31 | 1996-08-31 | Target tracking apparatus and method of video phone |
Publications (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101599178B (en) * | 2008-06-06 | 2012-09-05 | 索尼株式会社 | Tracking point detecting device and method |
-
1996
- 1996-08-31 KR KR1019960037437A patent/KR100209193B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101599178B (en) * | 2008-06-06 | 2012-09-05 | 索尼株式会社 | Tracking point detecting device and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980017644A (en) | 1998-06-05 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070330 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |