KR100719120B1 - 프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 감시시스템은 소정 감시영역을 촬영하는 카메라부, 감시영역 중, 감시가 불필요한 프라이버시영역을 선택하기 위한 사용자설정명령이 입력되는 조작부, 사용자설정명령에 따라, 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 설정하는 제어신호를 출력하는 제어부, 제어신호에 따라, 마스크영역을 형성하는 복수 개의 꼭지점을 생성하는 영역설정부, 영역설정부에서 설정된 복수 개의 꼭지점으로 형성된 마스크영역에 따라, 카메라부에 의해 촬영된 프라이버시영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하는 영상신호처리부, 그리고, 영상신호처리부에서 마스크 처리된 마스크영역이 표시되는 출력부를 포함한다. 이에 따라 카메라부를 통해 촬영된 프라이버시영역이 화면에 표시되지 않게 할 수 있다.
감시카메라, 감시영역, 감시시스템, 프라이버시, 마스크, 마스킹

Description

프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법 { Observation System to display mask area capable of masking privacy zone and method to display mask area }
도 1은 종래의 감시시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 종래의 감시시스템에서 마스크영역을 표시하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 설정방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 산출방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 줌 동작에 따른 마스크영역의 크기를 나타낸 도면, 그리고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 표시방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 카메라부 110 : 영상신호처리부
120 : 출력부 130 : 제어부
140 : 조작부 150 : 영역설정부
151 : 버퍼부 153 : 연산부
155 : 영역저장부
본 발명은 프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 감시카메라에 의해 촬영되는 감시영역에 포함된 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 산출하여 프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 범죄 및 도난방지를 위해 건물이나 길거리에 감시카메라가 설치되고 있다. 이러한 감시카메라를 통해 촬영된 영상은 경찰서나 건물 관리실의 모니터를 통해 표시되어, 감시카메라가 설치된 장소의 현재 상태를 경찰이나 관리인과 같은 사용자에게 알린다. 이와 같이, 감시카메라를 통해 촬영된 영상을 소정 모니터를 통해 표시하는 시스템을 감시시스템이라고 하며, 감시시스템에는 감시카메라의 동작을 조정하는 컨트롤러(controller)가 구비되어 있어, 사용자가 감시카메라 및 모니터의 동작을 제어할 수 있다.
도 1은 종래의 감시시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 감시시스템은 감시카메라(10), 모니터(20), 및 컨트롤러(30)를 포함한다.
감시카메라(10)는 소정의 감시영역을 촬영하는 CCD(Charge Coupled Device)렌즈부(15) 및 렌즈부(15)가 360°수평방향으로의 회전(Pan), 180°수직방향으로의 회전(Tilt), 및 줌(zoom) 동작 되도록 구동하는 구동부(미도시)를 포함한다.
모니터(20)는 감시카메라(10)에서 촬영된 감시영역에 대응되는 영상신호를 모니터(20)의 표시방식에 대응되는 영상신호로 변환하여, 카메라스크린(25)에 표시한다.
컨트롤러(30)는 감시카메라(10)를 조정하기 위한 사용자의 조정명령 및 모니터(20)의 동작을 설정하기 위한 사용자의 설정명령을 각종 조작키(31) 및 조이스틱(35)을 통해 입력받는다. 컨트롤러(30)는 입력받은 각종 명령에 따라 감시카메라(10) 및 모니터(20)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
이러한 감시시스템은 범죄 및 도난을 방지할 수 있다는 장점을 구비하고 있으나, 개인의 사생활을 침해한다는 단점 또한 존재한다. 왜냐하면, 감시카메라에 의해 촬영되는 감시영역에는 개인의 사생활에 관련된 프라이버시영역까지 포함되기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 카메라스크린(25)에 표시되는 감시영역 중, 프라이버시영역을 마스크 처리하는 기능이 감시시스템에 고안되고 있다.
도 2는 종래의 감시시스템에서 마스크영역을 표시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 사용자가 컨트롤러(30)를 통해, 감시카메라(10)의 동작을 제어하여, 감시영역에 포함된 프라이버시영역(PZ)을 검색한다. 이때, 카메라스크린(25)에 프라이버시영역(PZ)이 표시되면, 사용자는 컨트롤러(30)를 통해, 프라이버시영역(PZ)을 마스크 처리하기 위한 마스크영역(M)을 설정한다.
도 2b를 참조하면, 사용자는 컨트롤러(30)를 조작하여, 프라이버시영역(PZ)을 카메라스크린(25)의 중심(center)에 위치시킨 후, 마스크영역(M)의 크기를 조절한다. 이때, 마스크영역(M)의 중심점(Pi,Ti)은 카메라스크린(25)의 중심에 위치되며, 사용자는 소정 조작키(31) 및 조이스틱(35)을 조작하여, 마스크영역(M)의 크기를 조절하여, 마스크영역(M)을 설정한다. 그리고, 설정된 마스크영역(M)의 중심점(Pi,Ti)에 대응되는 위치데이터 및 마스크영역(M)을 형성하는 4개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터가 저장된다.
추후에, 사용자가 컨트롤러(30)를 통해, 감시카메라(10)를 동작시키면, 감시카메라(10)의 동작에 따라, 카메라스크린(25)에 표시되는 프라이버시영역(PZ)이 기 설정된 마스크영역(M)에 의해 마스크 처리된다. 이로 인해, 개인의 사생활을 침해하게 되는 문제를 해결할 수 있게 된다.
그러나, 종래의 마스크영역(M)설정 방법은 설정시, 줌 값이 고정되어 있고, 마스크영역(M)의 비율이 4:3으로 고정되어 있어, 세밀한 마스크영역(M)설정이 불가능하다. 또한, 저장공간의 부족으로 인해 하나의 카메라스크린(25)에 설정가능한 마스크영역(M)이 4개 이하로 제한되어 있다. 그리고, 마스크영역(M) 산출 속도가 느리기 때문에, 감시카메라(10)가 정해진 속도 이상의 수평방향으로의 회전 및 수직방향으로의 회전을 수행하게 되면, 카메라스크린(25)에 마스크영역(M)을 표시하 는 것이 불가능해 진다.
따라서, 본 발명의 목적은 프라이버시영역을 마스크 처리하는 마스크영역을 산출하기 위한 계산량을 감소시킴으로써, 카메라스크린에 더 많은 마스크영역을 설정하며, 감시카메라의 동작 속도가 일정 속도 이상이 되더라도 카메라스크린에 마스크영역을 표시할 수 있는 감시시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 프라이버시영역의 크기 및 형태에 따라 세밀하게 마스크영역을 설정하여 프라이버시영역을 마스크 처리하는 감시시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감시시스템은 소정 감시영역을 촬영하는 카메라부, 상기 감시영역 중, 감시가 불필요한 프라이버시영역을 선택하기 위한 사용자설정명령이 입력되는 조작부, 상기 사용자설정명령에 따라, 상기 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 설정하는 제어신호를 출력하는 제어부, 상기 제어신호에 따라, 상기 마스크영역을 형성하는 복수 개의 꼭지점을 생성하는 영역설정부, 상기 영역설정부에서 설정된 복수 개의 꼭지점으로 형성된 상기 마스크영역에 따라, 상기 카메라부에 의해 촬영된 프라이버시영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하는 영상신호처리부, 및 상기 영상신호처리부에서 마스크 처리된 마스크영역이 표시되는 출력부를 포함한다.
여기서, 상기 영역설정부는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값이 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 저장되는 영역저장부, 및 상기 카메라부를 통해 상기 프라이버시영역이 촬영되는 경우, 상기 프라이버시영역의 위치 및 크기에 대응되는 마스크영역을 산출하는 연산부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 연산부는 반구 형태의 3차원 좌표계상에 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 모델링하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연산부는 상기 반구 형태의 3차원 좌표계상에 모델링된 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 아래 수식을 이용하여 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
각 꼭지점의 x좌표 = R * Z * cos(T) * sin(P-Pc)
각 꼭지점의 y좌표 = R * Z * cos(Tc) - R * Z * cos(T) * cos(P-Pc)
상기 수식에서, R은 반구 형태의 3차원 좌표계를 2차원 좌표계로 투영하였을 때 2차원 좌표계상에 모델링되는 원의 반지름, Pc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심(center)점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, Tc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심점에 대응되는 수직방향으로의 회전각도이다.
그리고, 상기 연산부는 상기 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 상기 카메라스크린에 표시되는 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 연산부는 상기 영상좌표계상에서 상기 카메라스크린을 소정 단위의 픽셀을 포함하는 블럭(block)으로 나눈 후, 상기 영상좌표계상의 위치데이터를 상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연산부는 상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 이용한 직선방정식을 통해, 상기 마스크영역을 산출하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 영역설정부는 상기 연산부에서 산출된 상기 마스크영역에 대응되는 영상신호가 일시 저장되는 버퍼부를 더 포함하는 것이 가능하다.
한편, 소정 감시영역을 촬영하는 카메라부를 포함하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법은 소정 감시영역을 촬영하는 단계, 상기 감시영역 중, 감시가 불필요한 프라이버시영역을 선택하기 위한 사용자설정명령이 입력되는 단계, 상기 사용자설정명령에 따라, 상기 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 설정하는 제어신호를 출력하는 단계, 상기 제어신호에 따라, 상기 마스크영역을 형성하는 복수 개의 꼭지점을 생성하는 단계, 상기 복수 개의 꼭지점으로 형성된 상기 마스크영역에 따라, 상기 카메라부에 의해 촬영된 프라이버시영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하는 단계, 및 상기 마스크영역이 표시되는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수 개의 꼭지점을 생성하는 단계는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값이 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 저장되는 단계, 및 상기 카메라부를 통해 상기 프라이버시영역이 촬영되는 경우, 상기 프라이버시영역의 위치 및 크기에 대응되는 마스크영역을 산출하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 마스크영역을 산출하는 단계는 반구 형태의 3차원 좌표계상에 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 모델링하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크영역을 산출하는 단계는 상기 반구 형태의 3차원 좌표계상에 모델링된 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 아래 수식을 이용하여 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
각 꼭지점의 x좌표 = R * Z * cos(T) * sin(P-Pc)
각 꼭지점의 y좌표 = R * Z * cos(Tc) - R * Z * cos(T) * cos(P-Pc)
상기 수식에서, R은 반구 형태의 3차원 좌표계를 2차원 좌표계로 투영하였을 때 2차원 좌표계상에 모델링되는 원의 반지름, Pc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심(center)점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, Tc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심점에 대응되는 수직방향으로의 회전각도이다.
그리고, 상기 마스크영역을 산출하는 단계는 상기 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 상기 카메라스크린에 표시되는 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 마스크영역을 산출하는 단계는 상기 영상좌표계상에서 상기 카 메라스크린을 소정 단위의 픽셀을 포함하는 블럭(block)으로 나눈 후, 상기 영상좌표계상의 위치데이터를 상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마스크영역을 산출하는 단계는 상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 이용한 직선방정식을 통해, 상기 마스크영역을 산출하는 것을 특징한다.
그리고, 상기 복수개의 꼭지점을 생성하는 단계는 상기 마스크영역에 대응되는 영상신호가 일시 저장되는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 감시시스템은 카메라부(100), 영상신호처리부(110), 출력부(120), 제어부(130), 조작부(140), 및 영역설정부(150)를 포함한다.
카메라부(100)는 소정의 감시영역을 촬영하는 CCD(Charge Coupled Device)렌즈부(미도시)를 포함하며, 후술하는 제어부(130)의 구동제어신호에 따라, 360도 수평방향으로의 회전(Pan), 90도 혹은 180도 수직방향으로의 회전(Tilt), 및 줌(zoom) 동작 되도록 렌즈부(미도시)를 구동하는 구동부(미도시)를 포함한다.
영상신호처리부(110)는 카메라부(100)에서 촬영된 감시영역에 대응되는 영상신호를 신호 처리하여 후술하는 출력부(120)에 전달한다. 또한, 카메라부(100)의 동작에 따라 프라이버시영역이 촬영되고, 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역이 후술하는 영역설정부(150)로부터 산출되면, 산출된 마스크영역에 따라 프라이버시 영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하여 출력부(120)에 전달한다.
출력부(120)는 영상신호처리부(110)에서 신호처리된 영상신호가 화면으로 출력되는 LCD(Loquid Crystal Display)모니터와 같은 디스플레이장치이다. 사용자는 출력부(120)를 통해 출력되는 감시영역에 대응되는 영상신호를 참고하여, 카메라부(100)의 동작을 제어한다. 또한, 출력부(120)에는 카메라부(100)의 동작에 따라 촬영된 프라이버시영역이 모자이크방식으로 마스크 처리된 마스크영역이 출력된다.
제어부(130)는 후술하는 조작부(140)를 통해 입력된 사용자의 조정명령에 따라 카메라부(100)의 수평방향으로의 회전(Pan), 수직방향으로의 회전(Tilt), 및 줌(Zoom) 동작을 제어하기 위한 조정제어신호를 출력하여, 카메라부(100)에 전달한다. 또한, 조작부(140)를 통해 입력된 사용자의 설정명령에 따라, 마스크영역을 설정하도록 영역설정부(150)를 제어한다.
조작부(140)는 사용자가 감시시스템의 동작을 제어하는데 필요한 각종 명령을 입력받는 조작키(미도시) 및 조이스틱(미도시) 등을 구비한다. 즉, 카메라부(100)의 동작을 제어하기 위한 사용자의 조정명령 및 마스크영역을 설정하는 사용자의 설정명령이 조작부(140)를 통해 입력된다.
영역설정부(150)는 사용자의 설정명령에 따라, 마스크영역을 설정 및 저장한 후, 카메라부(100)의 동작에 따라 촬영되는 감시영역에 프라이버시영역이 포함되는 경우, 프라이버시영역의 위치 및 크기에 대응되는 마스크영역을 산출한다. 이러한 영역설정부(150)는 버퍼부(151), 연산부(153), 및 영역저장부(155)를 포함한다.
영역저장부(155)에는 마스크영역을 형성하는 4개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터가 저장된다. 이때, 저장되는 위치데이터는 각각의 꼭지점이 생성될 때의 카메라스크린의 중심에 대응되는 위치데이터이다.
연산부(153)는 카메라부(100)를 통해 촬영된 감시영역에 포함된 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 산출한다. 즉, 사용자의 설정명령에 따라 영역저장부(155)에 저장된 4개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 이용하여, 카메라부(100)를 통해 촬영된 프라이버시영역의 크기 및 위치에 대응되는 마스크영역을 산출한다.
이때, 연산부(153)는 마스크영역을 형성하는 4개의 꼭지점을 각각 카메라부(100)의 수평방향으로의 회전각도인 팬각도(P), 수직방향으로의 회전각도인 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)으로 3차원 좌표계상에 모델링한 후, 이러한 팬각도(P), 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)을 이용하여, 4개의 꼭지점을 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표값을 가지는 위치데이터로 변환한다. 그리고, 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표값을 가지는 4개의 꼭지점을 카메라스크린에 표시되는 영상 좌표계상의 위치데이터로 변환한 후, 카메라스크린을 소정 단위의 블럭으로 나누어 마스크영역을 산출한다.
버퍼부(151)는 연산부(153)에서 산출된 마스크영역이 일시적으로 저장되며, 버퍼부(151)에 일시적으로 저장된 마스크영역이 영상신호처리부(110)로 출력되어, 신호 처리된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 설정방법을 설 명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 사용자가 조작부(140)를 통해 사용자의 조정명령을 입력하여, 감시영역에 포함되어 있는 프라이버시영역(PZ)을 검색한다. 그리고, 과정 ①에서, 사용자는 조작부(140)를 통해 사용자의 조정명령을 입력하여, 프라이버시영역(PZ)을 마스크 처리하기 위한 마스크영역(M)을 형성하는 제1꼭지점(a)에 카메라스크린(200)의 중심(center)을 위치시킨 후, 사용자의 설정명령을 입력하여, 제1꼭지점(a)에 대응되는 팬각도(P1), 틸트각도(T1), 및 줌 값(Z1)를 생성하며, 생성된 제1꼭지점(a)에 대응되는 팬각도(P1), 틸트각도(T1), 및 줌 값(Z1)은 영역저장부(155)에 저장된다.
과정 ② 및 과정 ③에서, 사용자는 과정 ①에서와 같은 방법으로, 조작부(140)를 통해 사용자의 조정명령을 입력하여, 마스크영역(M)을 형성하는 제2꼭지점(b) 및 제3꼭지점(c)에 카메라스크린(200)의 중심을 위치시킨 후, 사용자의 설정명령을 입력하여, 제2꼭지점(b) 및 제3꼭지점(c)에 대응되는 팬각도(P2,P3), 틸트각도(T2,T3), 및 줌 값(Z2,Z3)을 생성하며, 생성된 제2꼭지점(b) 및 제3꼭지점(c)에 대응되는 팬각도(P2,P3), 틸트각도(T2,T3), 및 줌 값(Z2,Z3)은 영역저장부(155)에 저장된다.
마찬가지 방법으로 과정 ④에서, 사용자는 제4꼭지점(d)에 대응되는 팬각도(P4), 틸트각도(T4), 및 줌 값(Z4)을 생성하며, 제4꼭지점(d)에 대응되는 팬각도 (P4), 틸트각도(T4), 및 줌 값(Z4)은 영역저장부(155)에 저장된다. 제4꼭지점(d)이 생성되면, 카메라스크린(200)에 제1꼭지점(a), 제2꼭지점(b), 제3꼭지점(c), 및 제4꼭지점(d)으로 형성된 마스크영역(M)이 표시되어, 프라이버시영역(PZ)이 마스크 처리된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 산출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 카메라스크린(200)의 크기 및 화각을 설명하기 위한 도면이다.
카메라스크린(200)은 카메라부(100)에 의해 촬영된 감시영역이 표시되는 화면으로써, 카메라스크린(200)의 가로(X) 및 세로(Y)는 카메라부(100)의 팬각도(P), 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)과 관계없이 일정하다.
여기서, 카메라스크린(200)의 수평방향 화각(α) 및 수직방향 화각(β)의 크기는 줌 값(Z)에 따라 변한다. 표 1에 줌 값(Z)에 따른 수평방향 화각(α) 및 수직방향 화각(β)의 크기를 예시하였다.
줌 값(Z) 최소(wide) 최대(tele)
수평방향 화각(α) 47.9 2.3
수직방향 화각(β) 36.9 1.7
표 1을 참조하면, 줌 값(Z)이 최소일 때(즉, 와이드 상태일 때), 카메라스크린(200)의 수평방향 화각(α)은 대략 48°이고, 수직방향 화각(β)은 대략 37°이다.
도 5b는 3차원 좌표계상에 모델링된 카메라스크린(200)을 2차원 좌표계상의 2차원 스크린(250)으로 변환하는 방법을 설명하기 위한 방법이다.
먼저, 3차원 좌표계는 줌 값(Z)이 최소인 경우(Zoom=1), 도 5b에 도시한 바와 같이 반구 형태로 모델링된다. 여기서, 수평방향 화각(α)이 48°인 경우, 카메라스크린(200)의 수평방향 이동범위는 카메라스크린(200)의 중심점의 틸트각도(Tc)가 0°일 경우, 다음 수학 식1과 같은 방법을 통해 산출된다.
수평방향 이동범위 = (360°/48°) * X = 7.5X
또한, 수직방향 화각(β)이 37°인 경우, 카메라스크린(200)의 수직방향 이동범위는 다음 수학 식2와 같은 방법을 통해 산출된다.
수직방향 이동범위 = (180°/37°) * Y = 4.9Y
그리고, 반구 형태의 3차원 좌표계의 밑면 원의 둘레(Rp)는 다음 수학 식3과 같은 방법을 통해 산출된다.
2πRp = 7.5X -----> Rp = (7.5/2π)X
이와 같은 수평방향으로의 이동범위 및 수직방향으로의 이동범위를 갖는 반구 형태의 3차원 좌표계상에 구현된 카메라스크린(200)을 2차원 원 좌표계상에 투영하여, 2차원 스크린(250)으로 변환한다. 이때, 카메라스크린(200)의 중심점은 3차원 좌표계상에서 팬각도(Pc), 틸트각도(Tc), 및 줌 값(Zc)의 좌표값을 가진다. 2차원 좌표계상에 투영된 2차원 스크린(250)의 중심점은 2차원 좌표계상에 표시되므 로, 줌 값(Zc)이 필요 없는 팬각도(Pc) 및 틸트각도(Tc)의 좌표값을 가진다.
도 5c는 2차원 스크린(250)의 중심점(C)과 임의의 점(A)간의 수평거리(W) 및 수직거리(L)를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 2차원 원 좌표계상에 투영된 2차원 스크린(250)의 가로(X´)길이는 3차원 좌표계상에 모델링된 카메라스크린(200)의 가로(X)길이와 같다. 그러나, 2차원 원 좌표계상에 모델링된 2차원 스크린(250)의 세로(Y´)길이는 3차원 좌표계상에 모델링된 카메라스크린(200)에 대응되는 틸트각도(Tc)에 따라 변하게 되므로, 2차원 스크린(250)의 세로(Y´)길이는 Y*sin(Tc)으로 나타낼 수 있다.
도 5c에 표시된 2차원 좌표계상에 투영된 원의 반지름(R)은 줌 값이 최소(Zoom=1)인 경우, 2차원 원 좌표계의 반지름 상에 표시되는 픽셀 수인 R pixel로 나타낼 수 있다. 즉, 줌 값(Z)이 커지면, 2차원 좌표계상에 투영된 원의 반지름(R)이 증가하고, 줌 값(Z)이 작아지면, 2차원 좌표계상에 투영된 원의 반지름(R)이 작아지게 된다. 그러므로, 줌 값(Z)의 변화에 따라 2차원 원 좌표계의 반지름은 R*Z pixel로 나타낼 수 있다. 그리고, 2차원 원 좌표계의 지름은 2*R*Z pixel로 나타낼 수 있다.
여기서, 임의의 점(A)의 좌표는 (P,T)이고, 2차원 스크린(250)의 중심점(C)의 좌표는 (Pc,Tc)이며, 각 점(A,C)의 줌 값(Z)은 같은 값을 가진다. 이러한 좌표를 이용하여, 2차원 스크린(250)의 중심점(C)과 임의의 점(A)간의 수평거리(W) 및 수직거리(L)가 다음 수학 식 4에 의해 산출된다.
W = R * Z * cos(T) * sin(P-Pc)
L = R * Z * cos(Tc) - R * Z * cos(T) * cos(P-Pc)
이와 같이 산출된 수평거리(W)는 2차원 원 좌표계상에 모델링된 임의의 점(A)의 x좌표 값이고, 수직거리(L)는 2차원 원 좌표계상에 모델링된 임의의 점(A)의 y좌표 값이다.
도 5d는 2차원 좌표계상에 모델링된 마스크영역(M)을 영상좌표계로 변환하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5c에서 설명한 방법으로, 2차원 스크린(250)의 중심점(C)과 마스크영역을 형성하는 제1꼭지점(a), 제2꼭지점(b), 제3꼭지점(c), 및 제4꼭지점(d)간의 수평거리(W) 및 수직거리(L)를 산출한다. 이와 같이 산출된 수평거리(W) 및 수직거리(L)는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 각 꼭지점(a,b,c,d)의 x좌표 값 및 y좌표 값이 된다.
꼭지점 x좌표 y좌표
제1꼭지점 x1=R*Z*cos(T1)*sin(P1-Pc) y1=R*Z*cos(Tc)-R*Z*cos(T1)*cos(P1-Pc)
제2꼭지점 x2=R*Z*cos(T2)*sin(P2-Pc) y2=R*Z*cos(Tc)-R*Z*cos(T2)*cos(P2-Pc)
제3꼭지점 x3=R*Z*cos(T3)*sin(P3-Pc) y3=R*Z*cos(Tc)-R*Z*cos(T3)*cos(P3-Pc)
제4꼭지점 x4=R*Z*cos(T4)*sin(P4-Pc) y4=R*Z*cos(Tc)-R*Z*cos(T4)*cos(P4-Pc)
이와 같이, 연산부(153)는 2차원 좌표계상에서 산출된 각 꼭지점(a,b,c,d)의 x좌표 및 y좌표를 영상좌표계로 변환한다. 이때, 각 꼭지점(a,b,c,d)의 x좌표에 해당하는 x1, x2, x3, 및 x4는 그대로 영상좌표계로 변환되고, 각 꼭지점(a,b,c,d)의 y좌표에 해당하는 y2, y2, y3, 및 y4는 *(/sin(Tc))하여, 영상좌표계로 변환된다. 이는 3차원 좌표계에서 2차원 좌표계로 변환할 때, 틸트각도(Tc)에 따라 변하는 카메라스크린(200)의 세로(Y)를 보상하기 위해 곱한 sin(Tc)를 보상하기 위한 것이다.
도 5e는 영상좌표계상에서 블럭킹 작업을 수행하여, 마스크영역(M)을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
여기서 말하는 블럭킹 작업은 픽셀단위로 영역계산을 수행할 경우, 계산량이 많아지는 문제를 해결하기 위한 방법으로, 카메라스크린(200)의 크기를 소정 단위의 Dx 및 Dy로 나누어, 연산하는 작업을 말한다. 예를 들어, 카메라스크린(200)의 크기를 8 X 8 픽셀로 구성된 블럭으로 나누어 연산하는 경우, Dx=8, 그리고, Dy=8이 된다. 이때, 각 꼭지점(a,b,c,d)에 대해 블럭 맵핑을 수행하게 되는데, 제1꼭지점(a)의 x좌표를 8로 나누어, 블럭 맵핑을 수행하여 Bx1을 산출하고, 제1꼭지점(a)의 y좌표를 8로 나누어, 블럭 맵핑을 수행하여 By1을 산출한다. 제2꼭지점(b), 제3꼭지점(c), 및 제4꼭지점(d)도 같은 방법으로 블럭 맵핑을 수행하여 좌표값을 산출한다.
이와 같이 산출된 각 꼭지점(a,b,c,d)의 좌표값을 이용하여, 각 꼭지점(a,b,c,d)간에 형성되는 4개의 직선방정식을 산출하여, 마스크영역(M)을 산출한다. 제1꼭지점(a)과 제2꼭지점(b)에 대한 방정식을 산출하는 방법을 다음 수학 식5에 나타내었다.
Figure 112005010436711-pat00001
수학 식5와 같은 방법으로 제2꼭지점(b) 및 제3꼭지점(c)간의 방정식, 제3꼭지점(c) 및 제4꼭지점(d)간의 방정식, 그리고, 제4꼭지점(d) 및 제1꼭지점(a)간의 방정식을 산출한다. 연산부(153)는 이와 같이 산출된 4개의 방정식을 이용하여, 각 라인(By)별로 픽셀(Bx)의 시작점 및 끝점을 구한 후, 최종적으로 마스크영역(M)을 산출한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 줌 동작에 따른 마스크영역의 크기를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 카메라스크린(200)의 크기는 고정되어 있고, 마스크영역(M)의 크기는 줌 값(Z)의 크기에 비례한다. 즉, 줌 값(Z)이 최소(wide)인 경우, 마스크영역(M)의 크기도 최소가 되고, 줌 값(Z)이 최대(tele)인 경우, 마스크영역(M)의 크기도 최대가 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시시스템의 마스크영역 표시방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저 사용자가 조작부(140)를 통해 마스크영역(M)을 설정하기 위한 마스크영역(M) 설정명령을 입력한다(S400).
제어부(130)는 사용자의 마스크영역(M) 설정명령에 따라 마스크영역(M)을 형성하는 4개의 꼭지점을 생성한다. 즉, 4개의 꼭지점(a,b,c,d)에 대응되는 팬각도 (P), 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)를 생성한다(S410).
그리고, 제어부(130)에서 생성된 4개의 꼭지점(a,b,c,d)에 대응되는 팬각도(P), 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)를 영역저장부(155)에 저장한다(S420).
이때, 영역설정부(150)는 사용자의 카메라부(100) 조정명령에 따라, 변경된 카메라스크린(200)에 마스크영역(M)이 존재한다고 판단되면, 즉, 프라이버시영역(PZ)이 촬영되면(S430), 마스크영역(M)을 형성하는 각 꼭지점(a,b,c,d)을 2차원 원 좌표계로 표현한다. 즉, 각 꼭지점(a,b,c,d)에 대응되는 팬각도(P), 틸트각도(T), 및 줌 값(Z)를 3차원 좌표계로부터 투영하여, 각 꼭지점(a,b,c,d)을 2차원 좌표계상의 위치데이터로 변환한다(S440).
그리고, 2차원 좌표계상에 표현된 각 꼭지점(a,b,c,d)의 위치데이터를 영상좌표계로 변환한다.(S460).
여기서, 카메라스크린(200)을 소정 픽셀로 구성된 블럭(block)으로 나누어 마스크영역(M)을 산출한다(S480).
이와 같이 산출된 마스크영역(M)에 따라 영상신호처리부(110)가 프라이버시영역(PZ)을 모자이크 형태로 마스크 처리하여 화면에 표시한다(S490).
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 2차원 좌표계를 이용하여 마스크영역을 산출함으로써, 마스크영역을 산출하는데 필요한 계산량을 줄여, 감시카메라의 빠른 동작에 따라 변경되는 카메라스크린에 마스크영역을 표시할 수 있게 된다. 또한, 카메라스크린에 더 많은 마스크영역을 설정할 수 있게 되고, 카메라스크린보 다 큰 마스크영역을 표시할 수 있게 되며, 프라이버시영역의 크기 및 형태에 따라 세밀하게 마스크영역을 설정할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (16)

  1. 감시영역을 촬영하는 카메라부;
    상기 감시영역 중, 감시가 불필요한 프라이버시영역을 선택하기 위한 사용자설정명령이 입력되는 조작부;
    상기 사용자설정명령에 따라, 상기 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 설정하는 제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 제어신호에 따라, 상기 마스크영역을 형성하는 복수 개의 꼭지점들의 위치데이터를 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 이용하여 생성하는 영역설정부;
    상기 영역설정부에서 생성된 상기 위치데이터에 따라, 상기 카메라부에 의해 촬영된 프라이버시영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하는 영상신호처리부; 및
    상기 영상신호처리부에서 마스크 처리된 마스크영역이 표시되는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영역설정부는,
    상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 이용하여 생성된 상기 위치데이터가 저장되는 영역저장부; 및
    상기 카메라부를 통해 상기 프라이버시영역이 촬영되는 경우, 상기 프라이버시영역의 위치 및 크기에 대응되는 마스크영역을 산출하는 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산부는,
    반구 형태의 3차원 좌표계상에 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 모델링하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 반구 형태의 3차원 좌표계상에 모델링된 상기 복수 개의 꼭지점에 대응 되는 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 아래 수식을 이용하여 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 감시시스템:
    각 꼭지점의 x좌표 = R * Z * cos(T) * sin(P-Pc)
    각 꼭지점의 y좌표 = R * Z * cos(Tc) - R * Z * cos(T) * cos(P-Pc)
    상기 수식에서, R은 반구 형태의 3차원 좌표계를 2차원 좌표계로 투영하였을 때 2차원 좌표계상에 모델링되는 원의 반지름, Pc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심(center)점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, Tc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심점에 대응되는 수직방향으로의 회전각도.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 상기 카메라스크린에 표시되는 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 영상좌표계상에서 상기 카메라스크린을 소정 단위의 픽셀을 포함하는 블럭(block)으로 나눈 후, 상기 영상좌표계상의 위치데이터를 상기 블럭으로 나눠 진 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 이용한 직선방정식을 통해, 상기 마스크영역을 산출하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 영역설정부는,
    상기 연산부에서 산출된 상기 마스크영역에 대응되는 영상신호가 일시 저장되는 버퍼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템.
  9. 소정 감시영역을 촬영하는 카메라부를 포함하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법에 있어서,
    상기 감시영역을 촬영하는 단계;
    상기 감시영역 중, 감시가 불필요한 프라이버시영역을 선택하기 위한 사용자설정명령이 입력되는 단계;
    상기 사용자설정명령에 따라, 상기 프라이버시영역을 마스크 처리하기 위한 마스크영역을 설정하는 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 제어신호에 따라, 상기 마스크영역을 형성하는 복수 개의 꼭지점들의 위치데이터를 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 이용하여 생성하는 단계;
    상기 복수 개의 꼭지점으로 형성된 상기 마스크영역에 따라, 상기 카메라부에 의해 촬영된 프라이버시영역을 모자이크(mosaic)방식으로 마스크 처리하는 단계; 및
    상기 마스크영역이 표시되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 이용하여 생성된 상기 위치데이터가 저장되는 단계; 및
    상기 카메라부를 통해 상기 프라이버시영역이 촬영되는 경우, 상기 프라이버시영역의 위치 및 크기에 대응되는 마스크영역을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크영역을 산출하는 단계는,
    반구 형태의 3차원 좌표계상에 상기 카메라부의 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터로 모델링하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마스크영역을 산출하는 단계는,
    상기 반구 형태의 3차원 좌표계상에 모델링된 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, 수직방향으로의 회전각도, 및 줌 값을 아래 수식을 이용하여 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법:
    각 꼭지점의 x좌표 = R * Z * cos(T) * sin(P-Pc)
    각 꼭지점의 y좌표 = R * Z * cos(Tc) - R * Z * cos(T) * cos(P-Pc)
    상기 수식에서, R은 반구 형태의 3차원 좌표계를 2차원 좌표계로 투영하였을 때 2차원 좌표계상에 모델링되는 원의 반지름, Pc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심(center)점에 대응되는 수평방향으로의 회전각도, Tc는 카메라부에 의해 촬영된 카메라스크린의 중심점에 대응되는 수직방향으로의 회전각도.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마스크영역을 산출하는 단계는,
    상기 2차원 좌표계상의 x 및 y좌표를 갖는 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 상기 카메라스크린에 표시되는 영상좌표계상의 위치데이터로 변환 하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마스크영역을 산출하는 단계는,
    상기 영상좌표계상에서 상기 카메라스크린을 소정 단위의 픽셀을 포함하는 블럭(block)으로 나눈 후, 상기 영상좌표계상의 위치데이터를 상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 위치데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마스크영역을 산출하는 단계는,
    상기 블럭으로 나눠진 영상좌표계상의 상기 복수 개의 꼭지점에 대응되는 위치데이터를 이용한 직선방정식을 통해, 상기 마스크영역을 산출하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 꼭지점을 생성하는 단계는,
    상기 마스크영역에 대응되는 영상신호가 일시 저장되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시시스템의 마스크영역 표시방법.
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