KR100881958B1

KR100881958B1 - 영상의 실물 크기 계산 방법 및 그 시스템

Info

Publication number: KR100881958B1
Application number: KR1020070040348A
Authority: KR
Inventors: 이명호; 윤성원; 윤용현; 신항식; 주영민; 정완진
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: KR20080095616A

Abstract

영상의 실물 크기 계산 방법 및 그 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법은, 영상에 찍힌 대상의 실제 크기를 구하는 방법에 있어서, 영상에 찍힌 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계와, 대상에 관여된 화소수(N)를 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 사이즈를 곱하여 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하는 단계와, 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 대상의 실제 크기를 구하는 단계를 포함한다.

메타 정보, 렌즈 공식, 영상 분할 기법

Description

영상의 실물 크기 계산 방법 및 그 시스템{Calculating method of actual size of object and system thereof}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산을 위한 시스템 구성도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3은 영상 분할 기법을 통해 대상에 관여된 화소의 수를 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 적용되는 기하학적 처리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 카메라부 110: 무선 전송부

120: 촬상 소자 200: 분석 처리부

210: 입력부 220: 계산 처리부

230: 표시부

본 발명은 영상의 실물 크기 계산 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 디지털 카메라로 찍은 영상에서, 관심 대상의 정확한 실물 크기를 계산하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

의료 분야에서, 환자의 상태를 알고 치료하기 위한 여러 가지 방법들이 존재한다. 그와 같은 방법 중에는, 화상 환자의 치료를 위하여 화상부의 심도(1도, 2도 화상 등) 및 환부의 영역 크기에 관한 정보를 제공하는 의료 지원 방법이 있다.

종래에는, 화상 환자의 환부에 직접 모눈 종이를 대고 환부의 면적을 계산하거나, 환부를 촬상기 등으로 촬영한 후 포토샵과 같은 범용 프로그램을 통하여 수동적으로 면적을 계산하는 방법을 사용하였다.

위와 같이, 수동적으로 면적을 계산하는 방식은 정확한 면적 계산이 어려웠고, 계산 시간이 많이 소요되는 번거로움이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 촬영 영상에서, 관심 영역의 크기 계산을 신속히 처리할 수 있도록 하는 영상의 실물 크기 계산 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 촬영 영상의 메타 정보를 이용하여 관심 영역의 실제 크기를 계산할 수 있는 영상의 실물 크기 계산 방법을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 의료 분야에서, 환자의 환부 촬영시, 환부의 실제 면적을 정확히 측정할 수 있는 영상의 실물 크기 계산 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법은, 영상에 찍힌 대상의 실제 크기를 구하는 방법에 있어서, 상기 영상에 찍힌 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계와, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 사이즈를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하는 단계와, 상기 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 구하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 영상의 최대 화소수는 디지털 카메라의 메타 정보로부터 획득한 정보인 것이 바람직하다.

또한, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계는, 영상 분할 기법을 사 용하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구할 수 있다.

이때, 상기 영상 분할 기법을 사용하여 상기 대상에 관여된 화소의 수(N)를 구하는 단계는, 상기 대상의 경계를 검출하는 단계와, 상기 경계 및 상기 경계 내에 해당하는 화소를 1, 그 외에 해당하는 화소를 0으로 하는 이진 영상을 구성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계는, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 적어도 두 번 이상 측정하는 단계와, 상기 두 번 이상 측정한 각각의 결과 값에 따른 평균값을 도출하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계를 포함할 수 있다.

또, 상기 영상을 찍은 촬상 소자의 최대 화소수와 실제 화소수의 차이에 기인하는 실제 크기의 오차를 보정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명은, 영상에 찍힌 대상의 실제 크기를 구하는 방법에 있어서, 상기 영상에 찍힌 대상의 측정하고자 하는 길이의 시작 화소와 끝 화소를 가로축과 세로축으로 표시되는 좌표상에 배열하는 단계와, 상기 가로축과 세로축이 직교하여 이루어진 교점과 상기 시작 화소가 만나 이루어지는 가로 방향 선과, 상기 교점과 상기 끝 화소가 만나 이루어지는 세로 방향 선에 대한 각각의 화소수(I, J)를 구하는 단계와, 상기 I 및 J 값과, 상기 영상의 최대 화소수 및 촬상 소자의 사이즈를 참조하여, 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 가로 방향 선 및 상기 세로 방향 선의 크기를 각각 구하는 단계와, 상기 가로 방향 선 및 상기 세로 방향 선의 크기를 피타고라스의 정리 및 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 구하는 단계 를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 가로 방향 선 및 상기 세로 방향 선의 크기를 각각 구하는 단계는, 상기 I를 상기 영상의 가로 방향 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 가로 방향 사이즈를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 가로 방향 선의 크기를 구하는 단계와, 상기 J를 상기 영상의 세로 방향 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 세로 방향 사이즈를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 세로 방향 선의 크기를 구하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상의 실물 크기 계산 시스템은, 메타 정보를 탑재하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 촬영한 영상을 전송받고, 상기 영상에 찍힌 대상에 대한 정보를 입력받아, 상기 대상의 실제 크기를 계산하여 출력하는 분석 처리부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 카메라부는, 초광대역(UWB: ultra wideband) 무선 통신 방식의 무선 전송부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분석 처리부는, 상기 카메라부로부터 전송 받은 영상에서 대상에 대한 정보를 입력받는 입력부와, 상기 대상에 관여된 화소수 및 상기 메타 정보를 토대로 렌즈 공식을 적용하여 상기 대상에 실제 크기를 계산하는 계산 처리부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 계산 처리부는, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 사이즈를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하고, 상기 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실 제 크기를 계산하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산을 위한 시스템 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 시스템은 영상을 획득하는 카메라부(100)와, 상기 영상에서 실제 크기를 구하고자 하는 대상에 대한 정보를 입력 받아, 상기 대상의 실제 크기를 계산하여 출력하는 분석 처리부(200)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 카메라부(100)는 무선 전송부(110) 및 촬상 소자(120)를 포함한다. 이때, 상기 촬상 소자(120)는 CCD(Charge coupled device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 일 수 있다.

한편, 상기 카메라부(100)는 디지털 카메라(DSC; Digital Still Cameras) 형식으로, 촬영한 영상을 다른 시스템에서 다루기 위한 메타 정보(Exif; Exchangeable image file format)란 표준 정보를 탑재하고 있다.

상기 DSC의 기본 영상은 크게 JPEG(ISO/IEC 10918-1) 압축표준 형식이나 TIFF Rev. 6.0의 비압축 표준형식으로 저장되는데, 이 표준형식은 IFD(Image File Directory)란 기본 하위 구조로 이루어져 있고, 다양한 태그들과 각 태그에 해당하는 값이 존재한다. 특히, 첫번째 IFD(IFD0; main image information) 내에는 상기 메타 정보를 위해 특별히 할당된 하위 IFD(SubIFD)가 존재하여, 이 태그들은 디지털 카메라의 제조사, 제품명, 촬영시간, 촬영방식 등 다양한 정보를 담고 있다.

본 발명의 실시예들에서는 상기 메타 정보의 일부 정보를 이용하여 촬영 대상의 실제 크기를 계산하는 방식을 채용한다.

구체적으로 나열하면, 사물까지의 거리(SubjectDistance; d), 초점거리(FocalLength; f), 영상의 가로 최대 화소수(ExifImageWidth; w), 및 영상의 세로 최대 화소수(ExifImageWidth; h)의 정보가 이용될 수 있다.

또한, 상기 무선 전송부(110)는 무선 통신 방식으로 촬영한 영상을 상기 분석 처리부(200)로 전송하는 것으로, 단거리 구간에서 낮은 전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위한 초광대역(UWB: ultra wideband) 무선 통신 방식인 것이 바람직하다.

또한, 상기 분석 처리부(200)는 상기 카메라부(100)로부터 전송 받은 영상에서 실제 크기를 구하고자 하는 대상에 대한 정보를 입력받는 입력부(210)와, 상기 대상에 관여된 화소수 및 상기 메타 정보를 토대로 렌즈 공식을 적용하여 상기 대상의 실제 크기를 계산하는 계산 처리부(220)와, 상기 계산 처리부(220)에서 구해진 대상의 실제 크기를 출력하여 나타내는 표시부(230)를 포함한다.

여기서, 상기 입력부(210)는 상기 대상에 대한 정보를 다양한 방식으로 입력받을 수 있는데, 예를 들어, 사용자의 마우스 클릭을 통한 위치 선정이나, 상기 분석 처리부(200)에 기 저장된 표준 정보에 대한 변화 또는 움직임에 따른 대상 파악, 또는 이미 잘 알려진 웨이브릿(wavelet) 기술을 통해 상기 대상에 대한 정보를 입력받을 수 있다.

또한, 상기 계산 처리부(220)는, 상기 대상에 관여된 화소수를 상기 전송 받은 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자(120)의 사이즈를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하고, 상기 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 계산할 수 있다.

여기서, 촬상 소자(120)의 사이즈는, 상기 영상의 최대 화소수에 해당하는 사이즈를 의미한다.

상기 설명한 영상의 실물 크기 계산을 위한 시스템에서의 실물 면적 계산을 나타내는 구체적인 실시예들을 도 2 내지 도 4 및 도 6의 흐름도를 통해 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 및 도 3의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 영상 분할 기법을 통해 대상에 관여된 화소수를 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 카메라부(100)로부터 획득한 영상이 상기 분석 처리부(200)로 전송되면, 상기 분석 처리부(200)는 입력부(210)를 통해 상기 영상에서 실제 크기를 구하고자 하는 대상에 대한 정보를 입력 받는다(S110).

상기 단계 S110에서 상기 대상에 대한 정보는 다양한 방식으로 입력받을 수 있는데, 예를 들어, 사용자의 마우스 클릭을 통한 위치 선정이나, 상기 분석 처리 부(200)에 기 저장된 표준 정보에 대한 변화 또는 움직임에 따른 대상 파악, 또는 이미 잘 알려진 웨이브릿(wavelet) 기술을 통해 상기 대상에 대한 정보를 입력받을 수 있다.

이어, 상기 대상에 관여된 화소수(N으로 명명함)를 구한다(S120).

이때, 상기 대상에 관여된 화소수(N)는 영상 분할(Image segmentation) 기법을 사용하여 구해질 수 있다.

구체적으로, 상기 영상 분할 기법을 통하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 방식은, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 관심 영역의 특징 정보인 모양, 색상, 위치, 주파수 성분 등을 추출하거나, 상기 특징 정보의 변화 및 대상의 움직임 예측, 또는 웨이브릿(wavelet) 기술을 통해 입력 받은 정보를 이용하여 대상의 윤곽을 파악하고, 상기 대상의 경계를 검출한다(S121).

다음, 상기 대상의 경계 및 상기 경계 내에 해당하는 화소를 1(white)로 설정하고, 그 외에 해당하는 화소를 0(black)으로 설정하는 방식으로 이진(바이너리, binary) 영상을 구성한다(S122).

이어, 상기 이진 영상의 모든 화소 값의 합(또는 1의 개수)이 곧 상기 대상의 면적에 관여된 화소의 개수가 되므로, 상기 이진 영상의 모든 화소 값의 합을 구하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구할 수 있다(S123).

다음, 획득한 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 카메라부(100)에 탑재된 상기 메타 정보로부터 제공받은 영상의 최대 화소수(w, h)로 나누고, 촬상 소자의 사이즈(W, H)를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구한다(S130).

구체적으로, 다음의 수학식 1을 통하여 상기 대상의 상의 크기(B)를 구할 수 있다.

여기서, Bw는 대상의 가로 방향의 크기를 나타내고, Bh는 대상의 세로 방향의 크기를 나타낸다. 또한, N은 대상의 길이에 관여된 화소수이고, W는 촬상 소자의 가로 방향 사이즈이고, H는 촬상 소자의 세로 방향 사이즈이다.

또, w는 영상의 가로 방향 최대 화소수이고, h는 영상의 세로 방향 최대 화소수이다.

한편, 상기 영상의 최대 화소수(w, h)는 디지털 카메라의 메타 정보로 제공받을 수 있으며, 촬상 소자의 사이즈(W, H)는 상기 영상의 최대 화소수(w, h)에 해당하는 사이즈로 가정한다.

일반적으로, 영상의 최대 화소수와 실제 화소수(actual pixel)에는 차이가 있을 수 있는데, 본 발명의 제1 실시예에서는, 상기 최대 화소수와 실제 화소수의 차이가 크지 않을 경우를 가정하여 촬상 소자의 사이즈를 상기 영상의 최대 화소수에 해당하는 사이즈로 가정하였으나, 이에 대한 별도의 보정이 필요할 경우, 이에 따른 기술은 후술하기로 한다.

따라서, 대상의 상의 면적(Bs)은 가로 방향의 크기(Bw)와 상기 세로 방향의 크기(Bh)를 곱한 값이므로, 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, Bs는 대상의 상의 면적을 나타낸다. 또한, N'는 대상의 면적에 관여된 화소수이다.

다음, 상기 대상의 상의 크기(B)를 렌즈 공식(Lens Formula)에 대입하여 상기 대상의 실제 크기(A)를 구할 수 있다(S140).

구체적으로, 다음의 수학식 3을 통하여 상기 대상의 실제 크기(A)를 구할 수 있다.

여기서, Aw는 대상의 가로 방향 실제 크기를 나타내고, Ah는 대상의 세로 방향 실제 크기를 나타내며, As는 대상의 실제 면적을 나타낸다.

또한, N은 대상의 길이에 관여된 화소수이고, N'는 대상의 면적에 관여된 화소수이다. 또, W는 촬상 소자의 가로 방향 사이즈이고, H는 촬상 소자의 세로 방 향 사이즈이다. 또, w는 영상의 가로 방향 최대 화소수이고, h는 영상의 세로 방향 최대 화소수이다.

또, d는 사물까지의 거리이고, f는 초점거리를 나타낸다.

상기 수학식 3은 상기 메타 정보로부터 획득한 데이터와 상기 렌즈 공식을 이용하여 도출된 공식으로, 이에 따른 계산 도출 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 상의 크기에 대한 사물의 크기를 구하는 렌즈 공식은 다음의 수학식 4와 같다.

여기서, A는 사물의 크기이고, B는 상의 크기이고, f는 초점거리이고, a는 렌즈 중심에서 사물까지의 거리를 나타낸다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 렌즈의 중심에서 렌즈의 끝 경계까지의 거리가 사물까지의 거리보다 무시할 정도로 작다고 가정한다면, 상기 a는 렌즈의 끝 경계에서 사물까지의 거리인 Working Distance(d)로 생각하여도 무방할 것이다.

여기서, d는 상기 메타 정보로부터 제공될 수 있다.

따라서, 앞서의 수학식 4에 사물의 폭(가로) 및 높이(세로)에 대하여 다음 기호를 정의하고, f 및 d와의 관계를 나열하면 다음의 수학식 5로 나타낼 수 있다.

여기서, Wo는 사물의 폭(Width of Object)을 나타내고, Wi는 상의 폭(Width of Image)을 나타낸다. 또한, Ho는 사물의 높이(Height of Object)를 나타내고, Hi는 상의 높이(Height of Image)를 나타낸다.

촬상 소자에 맺히는 상은 수 많은 화소(pixel)로 이루어져 있는데, 단일 화소의 폭을 wi, 단일 화소의 높이를 hi라 한다면, 상기 수학식 5는 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.

또한, 상이 맺히는 촬상 소자의 폭(W) 및 높이(H)는 각 디지털 카메라 제품별로 고유한 값을 가지고 있는데, 이러한 촬상 소자의 사이즈(W, H)와 촬영 후 상기 메타 정보로부터 획득되는 w, h의 값을 이용하면, 상기 단일 화소의 폭 및 높이(wi, hi)를 구할 수 있으며, 이로부터 앞서의 수학식 6은 다음의 수학식 7로 나 타낼 수 있다.

또한, 사물의 면적이 평면 위에 존재한다고 가정할 때, 사물의 면적(So)은 사물의 미소 면적(so) 및 앞서의 수학식 7에 의하여 유추할 수 있는 단일 화소 면적(si)과의 관계가 다음의 수학식 8과 같이 표시될 수 있다.

수학식 6 내지 수학식 8에 표시된 ∑는 각 측정하고자 하는 대상의 면적에 관여된 화소수를 의미한다.

즉, 대상에 면적에 관여된 화소수를 N'로 표시하고, 사물의 폭(Wo)을 대상의 가로 방향 실제 크기(Aw)로 표시하고, 사물의 높이(Ho)를 대상의 세로 방향 실제 크기(Ah)로 표시하고, 사물의 면적(So)을 대상의 실제 면적(As)으로 표시한다면, 상기 수학식 7 및 수학식 8은 앞서의 수학식 3으로 최종적으로 표현될 수 있다.

다음은, 도 4의 흐름도 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 적용되는 기하학적 처리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카메라부(100)로부터 획득한 영상이 상기 분석 처리부(200)로 전송되면, 상기 분석 처리부(200)는 입력부(210)를 통해 상기 영상에서 실제 크기를 구하고자 하는 대상에 대한 정보를 입력 받는다(S210).

다음, 상기 영상에 찍힌 대상의 측정하고자 하는 길이의 시작 화소와 끝 화소를 가로축(i)과 세로축(j)으로 표시되는 좌표상에 배열하여 해당 화소의 배열 위치를 파악한다(S220).

예를 들어, 도 5에서는, 시작 화소(P)가 좌표 P(i1, j1) 상에 배치되고, 끝 화소(K)가 좌표 K(i2, j2) 상에 배치되는 경우를 가정하여 설명한다.

다음, 상기 i축과 j축이 직교하여 이루어진 교점(O)과 상기 시작 화소(P)가 만나 이루어지는 가로 방향 길이에 관여된 화소수(I)를 구한다. 같은 방식으로, 상기 교점(O)과 상기 끝 화소(K)가 만나 이루어지는 세로 방향 길이에 관여된 화소수(J)를 구한다(S230).

이때, 상기 I 및 J를 각각 적어도 두 번 이상 측정하고, 상기 두 번 이상 측정한 각각의 결과 값에 따른 평균값을 도출하여 상기 I 및 J를 구하는 것이 바람직하다.

이어, 상기 I 및 J 값과, 상기 영상의 최대 화소수 및 촬상 소자의 사이즈를 참조하여, 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 가로 방향 선 및 상기 세로 방향 선 의 크기를 각각 구한다(S240).

구체적으로, 상기 I를 상기 영상의 가로 방향 최대 화소수(w)로 나누고, 촬상 소자의 가로 방향 사이즈(W)를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 가로 방향 선의 크기를 구할 수 있다. 같은 방식으로, 상기 J를 상기 영상의 세로 방향 최대 화소수(h)로 나누고, 촬상 소자의 세로 방향 사이즈(H)를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 세로 방향 선의 크기를 구할 수 있다.

다음, 상기 가로 방향 선 및 상기 세로 방향 선의 크기를 피타고라스의 정리에 대입하여, 상기 측정하고자 하는 길이의 상의 크기(D로 명명함)를 구하고, 이를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기(A(D))를 구할 수 있다(S250).

구체적으로, 피타고라스의 정리를 이용하여 상기 측정하고자 하는 길이의 상의 크기(D)는 다음의 수학식 9에 의해 계산될 수 있다.

상기 수학식 9를 렌즈 공식에 대입하면, 상기 대상의 실제 크기(A(D))는 다음의 수학식 10에 의해 계산될 수 있다.

또는,

이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 기하학적 처리 방법으로 상기 대상의 실제 크기를 구할 수 있다.

한편, 제2 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법에 사용된 상기 수학식 9 및 수학식 10은, 상술한 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 수학식들 및 렌즈 공식으로부터 동일하게 도출될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다음은, 도 6의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상의 실물 크기 계산 방법을 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 카메라부(100)로부터 획득한 영상이 상기 분석 처리부(200)로 전송되면, 상기 분석 처리부(200)는 입력부(210)를 통해 상기 영상에서 실제 크기를 구하고자 하는 대상에 대한 정보를 입력 받는다(S310).

이어, 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 적어도 두 번 이상 측정한다(S320).

이때, 상기 대상에 관여된 화소수(N)는 적어도 두 번 이상 측정하되, 측정 오차가 크지 않을 만큼 여러 번 측정하는 것이 바람직하다.

다음, 상기 두 번 이상 측정한 각각의 결과 값에 따른 평균값을 도출하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구한다(S330).

이어, 획득한 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 카메라부(100)의 메타 정보로부터 제공받은 영상의 최대 화소수(w, h)로 나누고, 촬상 소자의 사이즈(W, H)를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기(B)를 구한다(S340).

다음, 상기 대상의 상의 크기(B)를 렌즈 공식(Lens Formula)에 대입하여 상기 대상의 실제 크기(A)를 구할 수 있다(S350).

한편, 본 발명의 제3 실시예에서는 상기 단계 S320 및 상기 단계 S330을 제외한 모든 단계가 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하였다.

또한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 동일하게 적용될 수 있는 사항으로 오차 보정 단계를 더 수행할 수 있다.

구체적으로, 촬상 소자의 사이즈(W, H)는 실제 화소수(actual pixel)에 해당하는 사이즈를 의미하는 것이나, 일반적으로, 촬상 소자의 최대 화소수와 실제 화소수에는 차이가 있다.

예를 들어, 특정 회사 제품의 촬상 소자의 최대 화소수가 740만 화소이고, 실제 화소수가 720만 화소라고 가정하면, 상기 특정 촬상 소자 사이즈를 최대 화소수에 해당하는 사이즈로 계산하는 본 발명의 실시예들에서는 약 2.7%의 면적 측정 오차가 포함되어 있다.

즉, 2.7% 만큼 촬상 소자의 면적을 작게 고려해야 하는 오차 보정을 수행하는 것이 바람직하다.

이는 정사각형 화소 픽셀을 가정할 때에, 폭과 높이 각각 약 1.64% 만큼의 크기가 크게 측정되었음을 의미하므로, 대상의 실제 크기(A)의 계산 결과에 0.9836 배를 곱하여 보정한 값을 최종 대상의 실제 길이 값으로 결정할 수 있다.

또한, 면적을 보정하려면 면적 오차 2.7%를 적용하여, 대상의 실제 크기(A)의 계산 결과에 0.973 배를 곱하여 보정한 값을 최종 대상의 실제 면적 값으로 결정할 수 있을 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 발명이 제공하는 영상의 실물 크기 계산 방법을 이용하여, 촬영 영상에서, 관심 영역의 크기 계산을 신속히 처리할 수 있으며, 촬영 영상의 메타 정보를 이용하여 관심 영역의 실제 크기를 계산할 수 있다. 또한, 본 발명은 의료 분야에서, 환자의 환부 촬영 시에, 환부의 실제 면적을 보다 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.

Claims

영상에 찍힌 대상의 실제 크기를 구하는 방법에 있어서,

상기 영상에 찍힌 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계;

상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 사이즈를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하는 단계; 및

상기 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 구하는 단계를 포함하며,

상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계는,

상기 대상에 관여된 화소수(N)를 적어도 두 번 이상 측정하는 단계; 및

상기 두 번 이상 측정한 각각의 결과 값에 따른 평균값을 도출하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
제1항에서,

상기 영상의 최대 화소수는 디지털 카메라의 메타 정보로부터 획득한 정보인 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
제1항에서,

상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단계는,

영상 분할 기법을 사용하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
제3항에서,

상기 영상 분할 기법을 사용하여 상기 대상에 관여된 화소수(N)를 구하는 단 계는,

상기 대상의 경계를 검출하는 단계; 및

상기 경계 및 상기 경계 내에 해당하는 화소를 1, 그 외에 해당하는 화소를 0으로 하는 이진 영상을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
삭제
제1항에서,

상기 영상을 찍은 촬상 소자의 최대 화소수와 실제 화소수의 차이에 기인하는 실제 크기의 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
영상에 찍힌 대상의 실제 크기를 구하는 방법에 있어서,

상기 영상에 찍힌 대상의 측정하고자 하는 길이의 시작 화소와 끝 화소를 가로축과 세로축으로 표시되는 좌표상에 배열하는 단계;

상기 시작 화소와 상기 끝 화소를 연결한 선분을 빗변으로 하는 직각 삼각형을 가정하고, 상기 좌표상에서 상기 직각 삼각형의 밑변길이를 통하여 화소수 I값을 구하고, 상기 좌표상에서 상기 직각 삼각형의 높이길이를 통하여 화소수 J값을 구하는 단계;

상기 I 및 J 값과, 상기 영상의 최대 화소수 및 촬상 소자의 사이즈를 참조하여, 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 밑변길이 및 상기 높이길이를 각각 구하는 단계; 및

상기 밑변길이 및 상기 높이길이를 피타고라스의 정리 및 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 밑변길이와, 상기 높이길이에 대한 각각의 화소수(I, J)를 구하는 단계는,

상기 I 및 J를 각각 적어도 두 번 이상 측정하고, 상기 두 번 이상 측정한 각각의 결과 값에 따른 평균값을 도출하여 상기 I 및 J를 구하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
제7항에서,

상기 대상의 상의 크기에 대한 가로 방향의 상기 밑변길이 및 세로 방향의 상기 높이길이를 각각 구하는 단계는,

상기 I를 상기 영상의 가로 방향 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 가로 방향 사이즈를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 밑변길이를 구하는 단계; 및

상기 J를 상기 영상의 세로 방향 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 세로 방향 사이즈를 곱하여 상기 대상의 상의 크기에 대한 상기 높이길이를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
제7항에서,

상기 밑변길이 및 상기 높이길이를 피타고라스의 정리 및 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 구하는 단계는,

또는,

의 수학식에 따라 계산하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
삭제
제7항에서,

상기 영상을 찍은 촬상 소자의 최대 화소수와 실제 화소수의 차이에 기인하는 실제 크기의 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 방법.
메타 정보를 탑재하는 카메라부; 및

상기 카메라부로부터 촬영한 영상을 전송받고, 상기 영상에 찍힌 대상에 대한 정보를 입력받아, 상기 대상의 실제 크기를 계산하여 출력하는 분석 처리부를 포함하며,

상기 카메라부는, 초광대역(UWB: ultra wideband) 무선 통신 방식의 무선 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 시스템.
삭제
제12항에서,

상기 분석 처리부는,

상기 카메라부로부터 전송 받은 영상에서 대상에 대한 정보를 입력받는 입력부; 및

상기 대상에 관여된 화소수(N) 및 상기 메타 정보를 토대로 렌즈 공식을 적용하여 상기 대상에 실제 크기를 계산하는 계산 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 시스템.
제14항에서,

상기 계산 처리부는,

상기 대상에 관여된 화소수(N)를 상기 영상의 최대 화소수로 나누고, 촬상 소자의 사이즈를 곱하여 상기 영상에 찍힌 대상의 상의 크기를 구하고, 상기 대상의 상의 크기를 렌즈 공식에 대입하여 상기 대상의 실제 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 영상의 실물 크기 계산 시스템.