KR100445548B1 - 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치 - Google Patents

파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치 Download PDF

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본 발명은 일정한 각도의 제한된 영역을 촬영하는 다수개의 렌즈와 CCD IMAGE SENSOR(11)를 사용한 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치에 관한 것으로, 렌즈의 각도를 일정하게 분할, 고정하여 360도 전체감시가 가능하도록 배치하여 CCD IMAGE SENSOR(11)로 영상을 촬영하고, 각각의 CCD IMAGE SENSOR(11)로부터 촬영된 영상을 조합함으로써 기계적인 구동부를 사용하지 않고 360도의 영상을 파노라마 형식으로 표현 할 수 있다.
이를 위하여 360도를 영상입사각(6)으로 나눈 개수만큼의 렌즈(8)와 CCD IMAGE SENSOR(11)를 동일한 수평평면상에 위치하도록 다면체의 경통을 이용하여 고정함으로써, 1대의 카메라를 사용하여 촬영하던 종래의 간접촬영방식이 아닌 다수개의 CCD IMAGE SENSOR(11)와 렌즈(8)에 의한 직접촬영방식에 의해 촬영함으로서 해상도를 높이고 화면의 왜곡현상을 줄이며, 렌즈의 미세한 변동에 따라 형성되는 영상입사각(7)이 중첩 또는 공백이 생겨 파노라마 영상구현이 되지 않는것을 방지할 수 있도록 구성된 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치 {omitted}
본 발명은 일정한 각도의 제한된 영역을 촬영하는 다수개의 렌즈와 CCD IMAGE SENSOR(11)로 구성된 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치에 관한 것으로, 렌즈의 각도를 일정하게 분할, 고정하여 360도 전체감시가 가능하도록 배치하여 CCD IMAGE SENSOR(11)로 영상을 촬영하고, 각각의 CCD IMAGE SENSOR(11)로부터 촬영된 영상을 조합함으로써 기계적인 구동부를 사용하지 않고 360도의 영상을 파노라마 형식으로 표현 할 수 있는 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치에 관한 것이다.
이하, 종래 기술의 실시 예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
종래 기술의 파노라마 카메라 장치는, 첨부된 도 1에 도시된 것과 같이, 고정된 반원형의 특수 거울(1)과, 상기 반원형의 특수거울(1) 하부의 일정한 위치에 렌즈(Lens) 및 촬상소자(CCD)로 이루어지는 카메라부(2)로 구성된다.
상기와 같은 구성의 파노라마(Panorama) 카메라는, 상기 특수거울(1)에 맺히는 주변 360도의 영상을, 카메라부(2)에 의하여, 도2 에 도시된 제1 프레임(3)과 같이 인식 또는 촬영하여 화상신호로써 출력하고, 상기의 화상 출력신호를 인가 받은 모니터부(4)는, 컴퓨터 기능에 의하여, 디지털 화상신호 처리(DSP) 기술을 이용하므로써, 제2 프레임(5)과 같이 펼쳐진 파노라마 영상을 표시(Display) 한다.
상기와 같은된 종래 기술의 파노라마 카메라는, 360도의 전방위 영상을, 동영상 상태로서, 실시간으로 동시 촬영할 수 있는 장점이 있었으나, 집중 감시하고자 하는 특정 부위를 확대하는 줌(Zoom) 처리 과정에서,해상도를 향상시키는데 제한이 있으며, 따라서, 감시용 등과 같은 산업용으로 사용하기에는 화상의 질이 떨어지는 문제가 있고, 화상의 왜곡 또는 일그러짐을 완전하게 제거하기 어려운 등의 문제가 있다.
종래의 다른 파노라마 영상 시스템은 도 3과 같이 4개의 렌즈를 영상입사각 (6)이 일정한 각도로 분할하여 360도를 감시한다.
이때, 각 렌즈의 영상 입사선(7)을 이웃하는 렌즈의 영상입사선(7')과 평행하게 제작하여 렌즈의 뒷부분에 카메라를 연결하고 각각의 렌즈로 부터 입사된 영상을 카메라 밑면의 영상수집장치(13)로 보내고 이를 모니터롤 전송한다.
상기와 같이 전송되어진 영상은 첫번째 카메라의 영상과 두번째, 세번째, 네번째 카메라의 조합함으로써 파노라마 영상(14)으로 표현 할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 방법에 의해 구성되어진 카메라장치는 각각의 카메라 (9)와 렌즈(8)가 독립적으로 고정, 설치됨으로서 조립/운반시 및 사용시 외부의 미세한 충격에 의해 카메라(9)와 렌즈(8)의 포커스와 영상입사선(7)의 변동이 생겨,이웃하는 렌즈의 영상입사선의 평행상태가 흐틀어짐으로인하여 도 4와 같이 영상입사선이 겹쳐지거나 이격으로 인하여 영상의 조합이 불가능하여 감시목적으로 사용하기 어렵다.
본 발명은 다수개의 렌즈에 의해 형성되는 영상입사각(6)을 일정각도로 분할하여 구성하는 360도 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치에 있어서, 다수의 CCD IMAGE SENSOR(11)와 렌즈(8)를 독립적으로 설치하지 않고 별도로 제작된 경통을 이용하여 설치함으로써 각 렌즈의 영상입사각의 평행도를 용이하게 세팅 및 유지할 수 있고, 외부충격으로 인해 렌즈의 포거스와 영상시야각의 변동이 않으므로 오차율을 최소화할 수 있는 파노라마 촬영감시방법 및 촬영감시장치를 제공하데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 360도를 영상입사각(6)으로 나눈 개수만큼의 렌즈(8)와 CCD IMAGE SENSOR(11)를 동일한 수평평면상에 위치하도록 다면체의 경통을 이용하여 고정함으로써, 1대의 카메라를 사용하여 촬영하던 종래의 간접촬영방식이 아닌 다수개의 CCD IMAGE SENSOR(11)와 렌즈(8)에 의한 직접촬영방식에 의해 촬영함으로서 해상도를 높이고 화면의 왜곡현상을 줄이며, 렌즈의 미세한 변동에 따라 형성되는 영상입사각(7)이 중첩 또는 공백이 생겨 파노라마 영상구현이 되지 않는것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1은 종래 기술의 실시 예로 볼록거울을 이용한 파노라마 촬영용 카메라의 구조도
도 2는 종래 기술의 실시 예에 의하여 촬영된 영상 및 처리된 영상
도 3은 종래 기술의 다른 일예에 의한 파노라마 카메라의 구성도
도 4는 종래 기술의 다른 일예에 의한 파노라마 카메라의 잘못된 일예의 구성도
도 5은 본 발명 기술의 일 실시예에 의한 파노라마 촬영용 감시 장치의 사시도
도 6은 본 발명 기술의 일 실시예에 의한 파노라마 촬영용 감시 장치의 구조도
도 7은 본 발명 기술의 일 실시예에 의해 촬영된 영상 및 처리된 영상
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
1 : 반원형 특수 거울 2 : 카메라부 3 : 제1프레임
4 : 모니터부 5 : 제2프렘임 6 : 영상입사각
6' : 이웃하는 렌즈의 영상입사각 7 : 영상입사선
7' : 이웃하는 렌즈의 영상 입사선 8 : 렌즈
9 : 카메라 10 : 경통 11 : CCD IMAGE SENSOR 12 : 영상출력 콘넥터 13 : 영상처리장치
14 : CCD IMAGE SENSOR 체결홈 15 : 파노라마 영상
본 발명은 파노라마영상을 촬영하는 촬영방법에 있어서, 일정한 각도의 제한된 영역을 촬영하도록 다수개의 렌즈를 원형으로 배열하되, 각 렌즈의 영상입사각이 360°를 렌즈수로 나눈만큼의 각도를 갖으며, 각 렌즈의 촬영경계가 이웃하는 렌즈의 촬영경계와 평행하도록 렌즈수에 대응되는 다면체로 이루어진 경통에 렌즈를 설치하는 단계와, 상기 각 렌즈에서 촬영된 영상이 CCD IMAGE SENSOR에 촬상되어지는 단계와, 상기 CCD IMAGE SENSOR에 촬상된 영상이 영상처리장치로 전송되어지는 단계와, 상기 전송된 각각의 영상을 수집하여 모니터 상에 각각이 영상을 수평으로 배열하여 파노라마영상을 표현하는 단계로 이루어진 파노라마 영상촬영방법과,파노라마영상을 촬영하는 촬영장치에 있어서, 360°를 균등하게 분할한 영상입사각을 갖으며, 각 렌즈의 촬영경계가 이웃하는 렌즈의 촬영경계와 평행하도록 배치되는 다수개의 렌즈와, 상기 다수개의 렌즈가 각 면에 고정되도록 렌즈수에 대응되는 다면체로 이루어지고, 각 면에 렌즈가 설치되는 렌즈 삽입홀이 형성되며, 렌즈의 내측에 CCD IMAGE SENSOR가 위치하도록 CCD IMAGE SENSOR를 끼워 넣을 수 있는 체결홈이 형성된 경통과, 상기 경통의 하부에 설치되어 다수개의 CCD IMAGE SENSOR에 촬상되어진 각각의 영상을 수평으로 배열하여 파노라마영상으로 처리하는 영상처리장치로 구성된 파노라마 촬영감시장치를 특징으로 한다.이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명 기술의 일 실시예에 의한 파노라마 촬영감시장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명 기술의 일 실시예에 의한 파노라마 촬영감시장치의 구조도이며, 도 7은 본 발명 기술의 일 실시예에 의해 촬영된 영상 및 처리된 영상을 도시한 것으로, 본 발명은 렌즈(8)수에 대응하는 다면체로 이루어진 경통(10)에 일정한 영상입사각(6)을 갖는 다수개의 렌즈(8)가 동일 수평면상에 원형으로 배열되도록 설치되어 360°의 전방위 촬영이 가능하도록 구성되어 있다.
이때, 각각의 렌즈의 영상시야각은 360°를 렌즈수로 나눈만큼의 각도를 갖으며, 그 촬영경계가 이웃하는 렌즈의 촬영경계, 즉 영상입사선(7)과 이웃하는 렌즈의 영상입사선(7`)이 서로 평행하도록 렌즈를 설계 및 배치하게 된다.
일예로서 도 5와 같이 각각 90도의 촬영범위를 갖는 렌즈 4개를 동일 수평면상에 직각으로 배치하게 된다. 각각의 렌즈를 통하여 들어온 영상은 렌즈후면에 고정,설치된 CCD IMAGE SENSOR(11)에 촬상되고, 이 영상은 CCD IMAGE SENSOR(11)후단부의 영상출력 콘넥터(12)를 통하여 파노라마 촬영용 장치의 하단부에 위치하는 영상처리장치(13)에 영상신호를 전송하도록 구성되어 있다.
이때, 다수개의 렌즈(8)와 CCD IMAGE SENSOR(11)를 고정하기 위한 경통(10)은 렌즈의 수량에 따라 다면체로 만들어지고, 각 면에 렌즈를 삽입 할 때 렌즈가 움직이지 않도록 정확한 크기의 렌즈 삽입홀이 형성되며, 이 렌즈 삽입홀의 안쪽과 렌즈의 외부면에 홈을 형성하고 이를 체결함으로써 고정시키도록 구성되어 있다. 또한 경통의 상단면은 CCD IMAGE SENSOR(11)를 끼워 넣을 수 있도록 개폐가 가능하도록 구성되고, 렌즈의 후면에 설치되어 영상이 촬상되는 CCD IMAGE SENSOR(11)가 경통(10)내에 형성된 체결홈(14)에 고정되도록 구성되며, 이때 CCD IMAGE SENSOR(11)는 경통(10)의 상단을 통하여 삽입되어 체결홈(14)에 끼워 고정할 수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 각각의 렌즈(8)에서 촬영되어진 영상이 CCD IMAGE SENSOR(11)에 촬상되어지고, 이렇게 촬상되어진 영상이 경통(10)의 하단에 설치된 영상처리장치(13)로 전송되며, 영상처리장치(13)는 각각의 CCD IMAGE SENSOR(11)로부터 전달된 각각의 영상을 수평으로 배열하여 모니터에 파노라마영상(15)으로 나타내게 된다.
도 6은 영상처리장치(13)를 거쳐 조합되어진 모니터 영상으로 첫번째 CCD IMAGE SENSOR의 영상과 두번째, 세번째, 네번째 CCD IMAGE SENSOR에서 촬영된 영상은 90도의 영상 입사각(6)을 갖는 영상이 된다. 이때, 서로 이웃하는 렌즈의 영상입사각(6')은 서술한 바와같이 평행하고 이로인하여 영상입사각(6)과 이웃하는 렌즈의 영상입사각(6')의 차이만큼 영상의 사각부분이 생기게 된다.
그러나, 상기의 영상 사각부분은 파노라마 촬영용 감시 장치의 부피를 소형화하면, 일정한 거리로 평행한 시각선을 유지하게 되어 거리가 멀어짐에따라 육안으로 식별하기 힘들게 된다.
본 발명 기술의 구성에 의한 파노라마 촬영용 감시장치는, 기계적인 구동부를 사용하지 않으면서도, 360도 전 방위 영역의 피사체를 실시간(Real Time)으로 동영상 파노라마 촬영 또는 인식 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 화상신호의 디지털 처리 기술에 의하여 촬영된 피사체의 특정 부위를높은 해상도로 확대함으로써, 정밀하게 집중 확인 또는 감시 할 수 있어 산업적 또는 공업적 이용효과가 높아 모든 감시 장치에 적용가능하며,
또한, 고가의 기계적 구동부 및 해당 제어장치를 사용하지 않아 가격 및 유지비용이 저렴하며, 실제 제작하여 현실적으로 적용하여 사용하기 용이하며, 숙달되지 않은 운용자라 할지라도, 360도의 전방위의 피사체를 용이하게 파노라마 촬영 또는 인식할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 파노라마영상을 촬영하는 촬영방법에 있어서,
    일정한 각도의 제한된 영역을 촬영하도록 다수개의 렌즈를 원형으로 배열하되, 각 렌즈의 영상입사각이 360°를 렌즈수로 나눈만큼의 각도를 갖으며, 각 렌즈의 촬영경계가 이웃하는 렌즈의 촬영경계와 평행하도록 렌즈수에 대응되는 다면체로 이루어진 경통에 렌즈를 설치하는 단계와,
    상기 각 렌즈에서 촬영된 영상이 CCD IMAGE SENSOR에 촬상되어지는 단계와,
    상기 CCD IMAGE SENSOR에 촬상된 영상이 영상처리장치로 전송되어지는 단계와,
    상기 전송된 각각의 영상을 수집하여 모니터 상에 각각이 영상을 수평으로 배열하여 파노라마영상을 표현하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 파노라마 촬영감시방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 파노라마영상을 촬영하는 촬영장치에 있어서,
    360°를 균등하게 분할한 영상입사각을 갖으며, 각 렌즈의 촬영경계가 이웃하는 렌즈의 촬영경계와 평행하도록 배치되는 다수개의 렌즈와,
    상기 다수개의 렌즈가 각 면에 고정되도록 렌즈수에 대응되는 다면체로 이루어지고, 각 면에 렌즈가 설치되는 렌즈 삽입홀이 형성되며, 렌즈의 내측에 CCD IMAGE SENSOR가 위치하도록 CCD IMAGE SENSOR를 끼워 넣을 수 있는 체결홈이 형성된 경통과,
    상기 경통의 하부에 설치되어 다수개의 CCD IMAGE SENSOR에 촬상되어진 각각의 영상을 수평으로 배열하여 파노라마영상으로 처리하는 영상처리장치로 구성된 것을 특징으로 하는 파노라마 촬영감시장치.
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