KR101011704B1 - Apparatus and method for processing video signal to generate wide viewing image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광각의 이미지를 생성하는 영상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image processing apparatus and method for generating a wide-angle image.
일반적으로, 현재 광역의 영상을 획득할 수 있도록 하는 광각 카메라 장치로는 크게 기계적으로 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라를 이용하는 시스템, 어안 렌즈를 구비하는 카메라를 이용하는 시스템, 및 리니어 이미지 센서를 회전하여 360°영상을 획득하는 파노라믹 카메라 시스템 등이 존재한다.In general, a wide-angle camera device capable of acquiring a wide range of images at present is largely mechanically a system using a PTZ (Pan / Tilt / Zoom) camera, a system using a camera with a fisheye lens, and a linear image sensor. Such as a panoramic camera system to obtain a 360 ° image.
어안렌즈는 의도적으로 통모양의 왜곡을 생기게 하여 180도 이상의 화각 전면에 걸쳐 균일한 밝기와 선예도를 유지할 수 있는 렌즈로서, 렌즈 중심점부의 피사체는 극단적으로 크게 찍히고 주변의 것은 아주 작게 찍히게 된다. 즉, 어안렌즈는 광역의 영상을 획득할 수 있도록 하나, 이때의 획득된 영상은 심한 왜곡을 가진다.A fisheye lens intentionally creates a cylindrical shape, and maintains uniform brightness and sharpness over the entire angle of view of 180 degrees or more. The subject of the lens center point is extremely large and the surroundings are very small. That is, the fisheye lens can acquire a wide range of images, but the acquired image at this time has a severe distortion.
이러한 광역의 영상을 획득할 수 있도록 하는 광각 카메라 장치는 자동차 후면 확인 장치에 이용되기도 한다. 자동차 후면 확인 장치는 카메라를 자동차의 후방에 설치하여 촬영한 후면을 운전자가 모니터를 통해 확인하는 것이다. 카메라의 대물렌즈를 통해 볼 수 있는 화각(field of view, 결정된 이미지 크기 내에서 촬영 가능한 범위의 각도)은 렌즈의 각도에 의존하게 된다. 일반적으로 렌즈의 화각이 약 120도를 넘어가게 되면 영상의 왜곡이 심해지고 이를 보정하기 위해서는 더 많은 렌즈가 필요하게 되어 비용이 증가한다. A wide-angle camera device for acquiring such wide-area images is also used for a vehicle rearview device. The rear view device of the car is a camera installed at the rear of the car, and the driver checks the rear of the picture through the monitor. The field of view seen through the objective lens of a camera depends on the angle of the lens. In general, when the angle of view of the lens exceeds about 120 degrees, the distortion of the image is severe, and more lenses are required to correct this, which increases the cost.
본 발명은 넓은 범위의 화각을 확보하면서 저비용의 구성으로 왜곡이 없는 고해상도의 비디오 영상을 획득할 수 있는 영상 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method capable of acquiring a high resolution video image without distortion with a low cost configuration while securing a wide range of field of view.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는 다수의 카메라로부터 이미지를 수신하여 광범위한 화각을 커버하는 광각 이미지를 생성하는 영상 처리 장치에 있어서, 상기 다수의 카메라가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 수신부; 상기 다수의 이미지를 단일의 광각 이미지로 변환하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리부; 상기 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 일괄적으로 수행하도록 이미지를 처리하여 출력 이미지를 생성하는 이미지 처리부; 및 상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 출력부;를 포함한다. An image processing apparatus according to an embodiment of the present invention is an image processing apparatus that receives images from a plurality of cameras and generates a wide-angle image covering a wide range of angles of view, and receives a plurality of images captured by the plurality of cameras. ; A memory unit for storing a lookup table for converting the plurality of images into a single wide-angle image; A correction process of correcting distortion included in the plurality of received images, a projection process of spreading an image of a subject included in the plurality of received images on a plane, and the plurality of received images using the lookup table An image processor configured to process an image to collectively perform a bonding process of bonding the single wide-angle image to generate an output image; And an output unit configured to output the output image to be displayed on a predetermined display.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은 다수의 카메라로부터 이미지를 수신하여 광범위한 화각을 커버하는 광각 이미지를 생성하는 영상 처리 방법에 있어서, 상기 다수의 카메라가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 단계; 메모리에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 일괄적으로 수행하여 출력 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 단계;를 포함한다. In an image processing method according to an embodiment of the present invention, an image processing method for generating a wide-angle image covering a wide field of view by receiving images from a plurality of cameras, the method comprising: receiving a plurality of images captured by the plurality of cameras ; A correction process for correcting distortion included in the plurality of received images using a lookup table stored in a memory, a projection process of spreading images of a subject included in the plurality of received images on a plane, and the received plurality of images Generating an output image by collectively performing a bonding process of joining images into the single wide-angle image; And outputting the output image to be displayed on a predetermined display.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은 각 단계를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.The image processing method according to an embodiment of the present invention described above can be recorded on a computer-readable recording medium having a program for realizing each step.
본 발명에 따르면 저비용의 장치 구성으로 넓은 범위의 화각을 커버하는 광각의 이미지를 획득할 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain a wide-angle image covering a wide range of field of view with a low-cost device configuration.
본 발명에 따르면 이미지에 포함된 렌즈에 의한 왜곡의 보정, 이미지 센서에 캡쳐된 이미지를 평면에 전개하는 프로젝션 및 다수의 카메라로부터 수신된 다수의 이미지를 결합하여 단일의 광각 이미지를 획득하는 이미지 변환을 하나의 룩 업 테이블을 이용하여 단일의 영상 처리 프로세스를 통해 한꺼번에 수행할 수 있어, 보다 신속하게 영상을 출력할 수 있다.According to the present invention, image distortion is achieved by correcting distortion caused by a lens included in an image, a projection of spreading an image captured by an image sensor on a plane, and combining a plurality of images received from a plurality of cameras to obtain a single wide-angle image. By using a single lookup table, a single image processing process can be performed at a time, so that images can be output more quickly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 카메라의 구조를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 화각의 중심과 미러 간의 배치 구조를 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 화각 중심과 미러 간의 배치에 따른 영상 소실 범위를 비교하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 카메라로부터 획득한 이미지를 조합하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업 테이블의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라부의 구조를 설명하는 개략도이다.
도 8 내지 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 세 개의 카메라로부터 획득한 이미지를 조합하여 출력 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 세 가지 투영 방식에 사용되는 보드 및 그 배치를 설명하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하는 흐름도이다. 1 is a block diagram of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a structure of a plurality of cameras according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating an arrangement structure between a center of an angle of view and a mirror according to an embodiment of the present invention.
4 is a view comparing an image loss range according to an arrangement between a view angle center and a mirror of a camera according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a process of combining images acquired from two cameras according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a configuration of a lookup table according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view illustrating a structure of a camera unit according to another embodiment of the present invention.
8 to 10 are views illustrating a process of generating an output image by combining images obtained from three cameras according to an embodiment of the present invention.
11 to 16 are diagrams illustrating a board and its arrangement used in three projection schemes according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart illustrating an image processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(1)의 블록도이다. 1 is a block diagram of an
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(1)는 다수의 카메라(111,112,113)로부터 이미지를 수신하여 광범위한 화각을 커버하는 광각 이미지를 생성하는 영상 처리 장치(1)로서, 상기 다수의 카메라(111,112,113)가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 수신부(12), 상기 다수의 이미지를 단일의 광각 이미지로 변환하는 룩업 테이블(Look Up Table)을 저장하는 메모리부(13), 상기 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 일괄적으로 수행하도록 이미지를 처리하여 출력 이미지를 생성하는 이미지 처리부(14), 및 상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 출력부(15)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 영상 처리 장치(1)는 일면이 빛을 받아 반사하는 반사면인 미러(114,115) 및 상기 미러(114,115)를 기준으로 화각의 중심이 대칭적으로 배치되는 다수의 카메라(111,112,113)를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
즉, 본 발명의 영상 처리 장치(1)는 상기 다수의 이미지를 처리하여 광각 이미지를 생성하는 영상 처리부와 상기 이미지를 캡쳐하는 다수의 카메라들이 일체로 구비될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 상기 다수의 카메라(111,112,113)와 영상 처리 모듈이 일체로 형성되지 않고, 개별 모듈로 구성되어 사용될 수 있다. That is, the
마찬가지로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 생성된 광각의 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부(16) 역시 본 발명의 영상 처리 장치(1)와 일체로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 디스플레이부(16)는 별개의 모듈로 구비되어 서로 조립되어 사용될 수 있다.Similarly, as shown in FIG. 1, the
상기 다수의 카메라(111,112,113)는 서로 다른 화각에서 이미지를 캡쳐한다. The plurality of
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부의 구조를 도시하는 개략도이다. 2 is a schematic diagram showing a structure of a camera unit according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 카메라부는 두 개의 카메라(111,112)와 한 개의 미러(114)로 구성되어 광각의 화각을 커버한다. The camera unit illustrated in FIG. 2 includes two
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 카메라부는 일면이 빛을 받아 반사하는 반사면인 미러(114) 및 상기 미러(114)를 기준으로 화각의 중심이 서로 대칭적으로 배치되는 다수의 카메라(111,112)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, a plurality of
즉, 제 1 카메라(111)가 커버하는 화각의 중심(201)과 제 2 카메라(112)가 커버하는 화각의 중심(202)은 미러(114)를 중심으로 서로 대칭적으로 배치되며, 그 결과, 각각의 화각의 중심(201,202)으로부터 미러(114)까지의 거리는 동일하다. That is, the
여기서, 제 1 카메라(111)는 렌즈(211) 및 이미지 센서(212)를 포함한다. 또한, 제 2 카메라(112) 역시 렌즈 및 이미지 센서를 포함하여 피사체로부터 반사된 빛을 수집하여 이미지를 캡쳐한다. Here, the
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(1)는 두 개의 카메라(111,112)를 이용하여 광각의 화각을 가지는 영상을 획득한다. 예를 들어, 상기 영상 처리 장치(1)는 두 개의 카메라(111,112)를 이용하여 수평 각도 약 150°의 화각을 확보할 수 있다. 영상 처리 장치(1)는 2개의 카메라(111,112)로부터 획득된 2개의 영상을 처리하여 광각의 화각을 확보한 단일 영상을 생성할 수 있다. The
여기서, 2개의 카메라(111,112)의 화각의 중심(201,202)은 미러(114)를 기준으로 서로 대칭적으로 위치하게 된다. 그 결과, 제 2 카메라(112)는 미러(114)의 각도에 따라 반사된 영상을 얻게 된다. 이러한 영상은 제 1 카메라(111)의 화각의 중심(201)에서 바라보는 영상과 동일하다.Here, the
전술된 바와 같이, 각 카메라(111,112)의 화각의 중심(201,202)이 미러(114)를 기준으로 서로 대칭되므로, 획득된 제 1 영상, 즉, 제 1 카메라(111)에 의해 촬영된 영상 및 제 2 영상, 즉, 제 2 카메라(112)에 의해 획득된 영상을 이용하여 수평 150°의 화각을 별도의 이미지 접합 알고리듬 없이 용이하게 확보할 수 있다.As described above, since the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다수의 카메라(111,112)의 화각의 중심(201,202)은 상기 미러의 일면과 타면 사이에 위치하는 미러(114)의 중심선을 기준으로 대칭일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 화각의 중심(201,202)은 상기 미러(114)의 일면(302), 예컨대 반사면과 그 반대면인 타면(303) 사이에 위치하는 미러의 중심선(301)을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, the centers of the angles of
즉, 화각의 중심(201,202)은 상기 미러(114)의 어느 한 면을 기준으로 하지 않고, 일면(302)과 타면(303)의 중앙에 위치하는 중심선(301)을 기준으로 배치된다. That is, the
그 결과, 두 개의 이미지를 결합하여 하나의 광각 이미지를 생성할 때, 미러(114)의 두께와 동일한 폭만큼의 영상만이 소실되어 미러(114)의 두께로 인해 소실되는 영상을 최소화할 수 있다. As a result, when combining two images to generate one wide-angle image, only the image having the same width as that of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 화각 중심과 미러 간의 배치에 따른 영상 소실 범위를 비교하는 도면이다.4 is a view comparing an image loss range according to an arrangement between a view angle center and a mirror of a camera according to an embodiment of the present invention.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라의 화각 중심(201,202)은 거울(114)의 중심선(301)을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 이와 같이, 카메라의 화각 중심(201,202)이 거울(114)의 중심선(301)을 기준으로 대칭적으로 배치되면, 미러(114)의 두께로 인한 영상의 소실은 미러(114)의 두께와 동일한 폭만큼만 소실되며, 일반적으로 고려되는 카메라와 피사체 간의 거리(예컨대 수십 센티미터에서 수 미터)에서 상기 소실되는 부분은 1 픽셀 미만이 될 수 있다.As shown in (a) of FIG. 4, according to an embodiment of the present invention, the angle of
또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카메라의 화각 중심(201,202)은 거울(114)의 반사면(302)을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 이와 같이, 카메라의 화각 중심(201,202)이 거울(114)의 반사면(302)을 기준으로 대칭적으로 배치되면, 미러(114)의 두께로 인한 영상의 소실 부분은 도 4의 (a)에서의 소실 부분보다 더 크다. In addition, as shown in (b) of FIG. 4, according to another embodiment of the present invention, the angle of
또한, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 카메라의 화각 중심(201,202)은 거울(114)의 반사면(302)이나 거울(114)의 중심선(301)을 기준으로 대칭적으로 배치되지 않고 비대칭적으로 배치될 수도 있다. In addition, as shown in (c) of FIG. 4, according to another embodiment of the present invention, the angle of view centers 201 and 202 of the camera may be the
구체적으로, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 거울(114)의 중심선(301)으로부터 거울(114)의 반사면(302) 쪽에 위치하는 제 1 화각 중심(202)까지의 거리 d1과 거울(114)의 중심선(301)으로부터 거울(114)의 반사면(302)의 반대면인 타면(303) 쪽에 위치하는 제 2 화각 중심(201)까지의 거리 d2는 서로 다를 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 4C, the distance d1 from the
일 실시예에 따르면, 상기 거울(114)의 타면(303) 쪽에 위치하는 제 2 화각 중심(201)은 거울(114)의 반사면(302) 쪽에 위치하는 제 1 화각 중심(202)에 비해 거울(114)의 중심선(301)으로부터 보다 멀리 이격되어 배치되며, 다시 말해 d2는 d1보다 더 크게 구성될 수 있다. According to one embodiment, the second angle of
상술한 도 4의 (c)와 같은 카메라의 화각 중심(201,202)과 거울(114) 간의 배치에 따르면, 도 4(a) 및 도 4(b)와 같은 배치로 인해 발생할 수 있는 영상 내 빛번짐 현상을 개선할 수 있다.According to the arrangement between the view angle centers 201 and 202 of the camera as shown in FIG. 4C and the
구체적으로, 도 4(a) 및 도 4(b)의 배치에 따르면, 화각 중심(201,202)은 거울(114)의 모서리 부분(1141,1142)을 지나는 빛을 수집하기 때문에, 카메라(111,112)가 캡쳐한 영상 중 상기 거울(114)의 모서리(1141,1142) 주변에 해당하는 영역은 빛번짐(blurring) 현상으로 인해 영상이 어둡거나 화질이 열악할 수 있다. Specifically, according to the arrangement of FIGS. 4 (a) and 4 (b), the
이는 거울(114)의 모서리(1141,1142)가 카메라에 너무 가까워 초점이 맞지 않아 발생하는 현상이며, 도 4(c)에 도시된 배치는 이로 인해 발생하는 영상의 열악한 화질을 개선할 수 있다. This occurs because the
도 4(c)를 참조하면, 거울(114)의 반사면(302) 쪽에 위치한 카메라, 즉 화각 중심이 제 1 화각 중심(202)인 카메라는 거울(114)의 반사면(302) 전부에 반사된 영상을 사용하는 도 4(a) 및 도 4(b)와 달리, 거울(114)의 반사면(302) 일부에 반사된 영상만을 출력 영상으로 사용한다. Referring to FIG. 4C, a camera positioned on the
다시 말해, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 반사면(302) 쪽에 위치한 카메라는 거울(114)의 반사면(302) 전체로부터 획득한 영상 중 거울의 모서리(1142)로부터 소정 거리만큼의 일부 반사면에 해당하는 영상, 즉 모서리에 의해 빛번짐 현상이 발생하는 영상 부분을 배제하여 출력 영상을 생성한다. 그 결과, 거울(114)의 반사면(302) 전체로부터 획득한 영상을 출력 영상으로 생성하는 도 4(a) 및 도 4(b)에 비해 빛번짐으로 인한 영상의 화질 저하가 개선될 수 있다. In other words, as shown in FIG. 4 (c), the camera located on the
마찬가지로, 도 4(c)에서 거울(114)의 타면(303) 쪽에 위치한 카메라, 즉 화각 중심이 제 2 화각 중심(201)인 카메라는 거울(114)의 모서리(1141)에 인접한 부분까지 출력 영상을 생성하는 도 4(a) 및 도 4(b)와 달리, 거울(114)의 모서리(1141)로부터 소정 거리만큼에 해당하는 영역에 대해서는 출력 영상으로 생성하지 않고 해당 영역을 배제시킴으로써 거울(114)의 모서리에 의한 빛번짐 현상에 따른 화질 저하를 개선할 수 있다. Similarly, in FIG. 4C, the camera located on the
그 결과, 도 4(c)의 구조는 도 4(a)의 구조에 비해 소실부위가 더 넓어질 수 있으나, 일반적인 카메라 동작 영역 안에서는 소실 부위가 1 픽셀 미만이고 거울(114)의 모서리(1141,1142)에 의한 빛번짐 현상을 배제하여 결과적으로 보다 우수한 영상을 제공할 수 있다. As a result, the structure of FIG. 4 (c) may have a larger loss area than the structure of FIG. 4 (a). However, in the general camera operating area, the loss area is less than 1 pixel, and the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 카메라로부터 획득한 이미지를 조합하는 과정을 설명하는 도면이다. 5 is a view illustrating a process of combining images acquired from two cameras according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 2에 도시된 두 개의 카메라(111,112)에 구비된 두 개의 이미지 센서로부터 이미지 데이터를 획득한 후, 이를 조합하여 하나의 광각 이미지를 생성하기 위한 실시예이다. FIG. 5 is an embodiment for generating one wide-angle image by acquiring image data from two image sensors provided in the two
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(1)의 수신부(12)는 두 개의 이미지 센서들로부터 원본 이미지 데이터를 수신한다. 수신된 원본 이미지에는 렌즈에 의한 왜곡으로 인해 이미지가 왜곡되어 있다. 예를 들어, 실제로는 직선인 피사체가 상기 원본 이미지에는 곡선으로 나타나 있을 수 있다. 이는 카메라의 렌즈가 타원형이 아닌 구형으로 제작되어 나타나는 왜곡으로서, 본 발명은 룩업 테이블을 이용하여 상기 이미지에 포함된 왜곡을 보정한다. The
또한, 본 발명의 영상 처리 장치(1)는 상기 수신된 다수의 이미지를 결합하여 단일의 광각 이미지로 변환하는 변환 과정을 수행한다. In addition, the
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이미지 처리부(14)는 제 1 카메라(111)로부터 수신된 제 1 이미지 및 제 2 카메라(112)로부터 수신된 제 2 이미지를 결합하여 단일의 광각 이미지를 생성한다. Specifically, as shown in FIG. 5, the
실시예에 따라, 상기 제 1 이미지 및 제 2 이미지는 그 전부 또는 일부만이 취합되어 광각 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 제 1 이미지는 480×600의 이미지 전부가 광각 이미지에 포함되었지만, 제 2 이미지는 원본 이미지 중 일부에 해당되는 320×600의 이미지만이 광각 이미지에 포함되었다. According to an embodiment, all or part of the first image and the second image may be collected to generate a wide-angle image. For example, in FIG. 5, the first image includes all of the 480 × 600 images in the wide angle image, but the second image includes only 320 × 600 images corresponding to some of the original images in the wide angle image.
그 결과, 상기 이미지 처리부(14)는 800×600의 광각 이미지를 생성하여 4:3 비율의 출력 영상을 출력할 수 있다. As a result, the
하지만, 상기 생성된 광각 이미지의 크기는 입력 이미지, 즉 제 1 이미지 및 제 2 이미지의 크기의 합과 반드시 일치하지는 않으며, 실시예에 따라, 상기 생성되는 광각 이미지의 크기는 자유롭게 설정될 수 있다. However, the size of the generated wide-angle image does not necessarily match the sum of the sizes of the input image, that is, the first image and the second image, and according to an embodiment, the size of the generated wide-angle image may be freely set.
또한, 실시예에 따라, 본 발명의 영상 처리 장치(1)가 다수의 원본 이미지로부터 취득하는 이미지의 비율은 실시예에 따라 변경될 수 있으며, 상기 이미지 처리부는 소정의 영상 표준에 부합하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어 , 출력 이미지는 4:3 비율이 아닌 16:9의 비율을 가질 수도 있다. Further, according to the embodiment, the ratio of the image acquired by the
도 5에서 제 1 이미지로부터 획득된 이미지는 90°의 화각을 커버하고, 제 2 이미지로부터 획득된 이미지는 60°의 화각을 커버하여, 총 150°의 화각을 커버하는 광각 이미지를 획득할 수 있다. In FIG. 5, an image acquired from the first image covers an angle of view of 90 °, and an image obtained from the second image covers an angle of view of 60 °, thereby obtaining a wide-angle image covering a total angle of view of 150 °. .
본 발명은 렌즈에 의해 발생되는 왜곡을 보정하는 왜곡 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지를 접합하여 단일의 광각 이미지로 변환하는 접합 과정 및 상기 이미지 센서가 캡쳐한 이미지를 평면에 전개하는 투영(projection) 과정을 하나의 룩업 테이블을 이용하여 일괄적으로 수행한다. The present invention provides a distortion correction process for correcting distortion generated by a lens, a bonding process of bonding the plurality of received images to a single wide-angle image, and a projection of spreading the image captured by the image sensor on a plane. ) Process is performed in batch using one lookup table.
즉, 본 발명은 왜곡 보정을 위해 별도의 왜곡 보정용 룩업 테이블을 구비하거나, 프로젝션을 위한 별도의 프로젝션용 룩업 테이블, 그리고 이미지 접합을 위한 별도의 접합용 룩업 테이블을 개별적으로 구비하지 않고, 하나의 룩업 테이블만을 구비하여 상술한 보정, 투영 및 접합 과정을 한꺼번에 수행하여 이미지 처리 과정을 단일의 프로세스로 단순화시키는 장점이 있다. That is, the present invention does not include a separate distortion correction lookup table for distortion correction, a separate projection lookup table for projection, and a separate lookup table for image bonding, and one lookup. It has the advantage of simplifying the image processing process into a single process by carrying out the above-described correction, projection and bonding processes all at once with only a table.
그 결과, 본 발명에 따르면 다수의 카메라를 이용하여 단일의 광각 이미지를 출력하기까지 걸리는 이미지 처리 시간이 단축되어 리얼 타임으로 영상 처리가 수행되는 효과가 있다. As a result, according to the present invention, the image processing time required to output a single wide-angle image using a plurality of cameras is shortened, so that image processing is performed in real time.
상기 프로세스에 사용되는 룩업 테이블은 본 발명의 영상 처리 장치(1)에 구비되는 메모리부(13)에 저장되며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 룩업 테이블의 구성을 나타내는 도면이다. The lookup table used in the above process is stored in the memory unit 13 included in the
도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 카메라로부터 수신된 다수의 원본 이미지의 일 좌표는 이미지 처리에 의해 생성되는 광각 이미지의 일 좌표에 매핑된다. As shown in FIG. 6, one coordinate of a plurality of original images received from a plurality of cameras is mapped to one coordinate of a wide-angle image generated by image processing.
여기서, 룩업 테이블의 좌측 컬럼을 구성하는 좌표 (n,x,y)에서 n은 카메라를 나타내는 컴포넌트이며, x는 x축 좌표값을 나타내는 컴포넌트이며, y는 y축 좌표값을 나타내는 컴포넌트이다. Here, in coordinates (n, x, y) constituting the left column of the lookup table, n is a component representing a camera, x is a component representing an x-axis coordinate value, and y is a component representing a y-axis coordinate value.
바람직하게, 상기 입력 이미지의 좌표 중 n은 정수이고, x 및 y는 실수이며, 출력 이미지의 좌표 중 X 및 Y는 정수이다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 x 및 y가 정수로 구성될 수도 있으며, X 및 Y가 실수로 구성될 수도 있다. Preferably, n of the coordinates of the input image is an integer, x and y are real numbers, and X and Y of the coordinates of the output image are integers. However, the present invention is not limited thereto, and x and y may be configured as integers, and X and Y may be configured as real numbers.
예를 들어, 제 1 카메라(111)의 경우 n = 1이고, 제 2 카메라(112)의 경우 n=2이며, 입력 이미지의 좌표 (1,3.2,2.1)은 제 1 카메라로부터 수신된 제 1 이미지의 좌표 (3.2,2.1)에 해당되는 픽셀 값을 나타내며, 도 6의 룩업 테이블에 의하면, 해당 픽셀 값은 출력 이미지의 좌표 (0,0)에 매핑된다. For example, n = 1 for the
이와 마찬가지로, 좌표 (1,4.3,2.2)은 제 1 카메라로부터 수신된 제 1 이미지의 좌표 (4.3,2.2)에 해당되는 픽셀 값을 나타내며, 이는 출력 이미지의 좌표 (1,0)에 매핑된다. Similarly, the coordinates (1,4.3,2.2) represent pixel values corresponding to the coordinates (4.3,2.2) of the first image received from the first camera, which are mapped to the coordinates (1,0) of the output image.
이러한 방식으로 다수의 이미지, 즉 제 1 및 제 2 이미지는 단일의 광각 이미지로 변환될 수 있으며, 본 발명은 상기 룩업 테이블을 통해 렌즈에 의한 왜곡을 보정하는 보정 프로세스 및 이미지 센서에 캡쳐된 이미지를 평면에 전개하는 투영 프로세스를 한꺼번에 수행한다. In this way, multiple images, i.e. the first and second images, can be converted into a single wide-angle image, and the present invention provides a correction process for correcting distortion by the lens and an image captured by the image sensor through the lookup table. Perform a projection process that develops on a plane all at once.
그 결과, 왜곡 보정, 투영 및 이미지 결합을 개별적으로 실시할 필요가 없으며, 이미지 프로세싱에 소요되는 시간이 줄어들어 실시간 영상 출력이 가능하게 된다. As a result, there is no need to perform distortion correction, projection, and image combining separately, and the time required for image processing is reduced to enable real-time image output.
상술한 룩업 테이블은 상기 영상 처리 장치(1)의 제작 시 기결정되어 상기 메모리부(13)에 저장된다. The look-up table described above is predetermined when the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라부의 구조를 설명하는 개략도이다. 7 is a schematic view illustrating a structure of a camera unit according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 카메라부는 도 2에 도시된 카메라부와 달리 세 개의 카메라(111,112,113)와 두 개의 미러(114,115)로 구성되며, 각각의 미러(114,115)는 상기 다수의 카메라(111,112,113)들 사이에 구비된다. Unlike the camera unit illustrated in FIG. 2, the camera unit illustrated in FIG. 7 includes three
상기 미러(114,115)의 배치 각도는 상기 카메라(111,112,113)의 화각의 중심(201,202,203) 과의 거리에 따라 적응적으로 배치되어, 도 2의 카메라부보다 더 넓은 범위의 화각을 커버할 수 있다. An arrangement angle of the
도 7에 도시된 카메라부 역시, 상기 미러(114,115)의 일면은 빛을 받아 반사하는 반사면이며, 상기 다수의 카메라(111,112,113)는 상기 미러(114,115)를 기준으로 화각의 중심(201,202,203)이 대칭적으로 배치된다. In the camera unit illustrated in FIG. 7, one surface of the
구체적으로, 제 1 카메라(111)의 화각의 중심(201)과 제 2 카메라(112)의 화각의 중심(202)은 제 1 미러(114)를 기준으로 대칭적으로 배치되며, 제 1 카메라(111)의 화각의 중심(201)과 제 3 카메라(113)의 화각의 중심(203)은 제 2 미러(115)를 기준으로 대칭적으로 배치된다. Specifically, the
도 7에서 상기 미러(114,115)의 반사면은 바깥쪽을 향하도록 배치되며, 도 3과 유사하게, 상기 다수의 카메라(111,112,113)의 화각의 중심(201,202,203)은 상기 미러(114,115)의 일면과 타면 사이에 위치하는 미러의 중심선을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. In FIG. 7, the reflective surfaces of the
즉, 카메라(111,112,113)의 화각의 중심은 미러(114,115)의 어느 한 면을 기준으로 대칭되는 것이 아니라, 미러의 한 면과 다른 한 면의 중심에 위치하는 미러의 중심선을 기준으로 대칭된다. That is, the centers of the angles of view of the
또한, 도 4(c)를 참조로 전술한 바와 같이, 화각의 중심을 미러의 중심선에 대해 비대칭적으로 배치하여 거울의 모서리에 의해 발생하는 빛번짐 현상을 제거하여 양질의 영상을 획득할 수도 있다. In addition, as described above with reference to FIG. 4C, the center of the angle of view may be asymmetrically disposed with respect to the center line of the mirror to remove light bleeding caused by the edge of the mirror, thereby obtaining a good image. .
도 7에 도시된 카메라부는 세 개의 카메라를 이용하여 수평 각도 약 180°의 화각을 확보할 수 있다. The camera unit illustrated in FIG. 7 may secure an angle of view of about 180 ° by using three cameras.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세 개의 카메라로부터 획득한 이미지를 조합하여 출력 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다. 8 to 10 are views illustrating a process of generating an output image by combining images obtained from three cameras according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 수신부(12)는 상기 세 개의 카메라(111,112,113)로부터 세 개의 원본 이미지, 즉 제 1, 제 2 및 제 3 이미지를 수신한다. As shown in FIG. 8, the
그리고 나서, 상기 이미지 처리부(14)는 메모리부(13)에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 세 개의 원본 이미지에 포함된 왜곡을 보정하고, 이미지를 평면에 전개하는 프로젝션 과정을 수행하고, 세 개의 원본 이미지를 하나의 광각 이미지로 변환한다. Then, the
마찬가지로, 실시예에 따라, 상기 이미지 처리부(14)는 상기 원본 이미지의 전부 또는 일부만을 취득하여 출력 이미지로 결합할 수 있다.Similarly, according to an embodiment, the
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 처리부(14)는 제 1, 제 2 및 제 3 이미지 중 일부에 해당하는 이미지만을 추출하고, 이를 결합하여 소정 사이즈의 출력 이미지를 생성할 수 있다. 상기 출력 이미지의 사이즈는 상기 입력 이미지의 사이즈의 합과 일치할 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 상기 출력 이미지의 사이즈를 임의로 설정하여 출력할 수 있다. For example, as illustrated in FIG. 8, the
그 결과, 각각의 원본 이미지로부터 60°만큼의 화각에 해당하는 이미지가 결합되어 상기 출력 이미지는 총 180°의 화각을 커버할 수 있게 된다. As a result, an image corresponding to an angle of view of 60 degrees from each original image is combined so that the output image can cover a total angle of view of 180 degrees.
실시예에 따라, 상기 원본 이미지로부터 추출되는 이미지의 사이즈는 출력 이미지의 사이즈 또는 화면 비율에 따라 변경될 수 있다. According to an embodiment, the size of the image extracted from the original image may be changed according to the size or aspect ratio of the output image.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 처리부(14)는 480×752의 이미지로부터 소정 사이즈의 일부 이미지만을 추출하여, 하나의 출력 이미지를 생성하고, 그 결과 출력 이미지는 소정의 사이즈로 형성되어 16:9의 화면 비율을 가지게 된다.For example, as shown in FIG. 9, the
이와 같은 이미지 프로세싱을 통해 본 발명의 이미지 처리부(14)는 출력 이미지로서 단일의 광각 이미지를 생성하고, 상기 출력부(15)는 상기 단일의 광각 이미지를 디스플레이부(16)에 표시되도록 출력한다. Through this image processing, the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 이미지 처리부(14)는 상기 단일의 광각 이미지를 다수의 분할 이미지로 분할함으로써 이를 출력 이미지로 생성할 수 있다. 그리고 나서, 상기 출력부(15)는 상기 다수의 분할 이미지를 출력 이미지로서 디스플레이부(16)에 표시되도록 출력할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 다수의 분할 이미지를 생성하는 과정을 설명하는 도면이다. 10 is a diagram illustrating a process of generating a plurality of divided images according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 처리부(14)는 다수의 카메라(111,112,113)로부터 다수의 원본 이미지, 즉 제 1, 제 2 및 제 3 이미지를 수신한다. As illustrated in FIG. 10, the
그리고 나서, 상기 이미지 처리부(14)는 메모리부(13)에 저장된 룩업 테이블을 이용하여 상기 다수의 원본 이미지에 포함된 왜곡을 보정하고, 상기 원본 이미지를 소정의 투영 방식으로 평면에 전개하고, 상기 다수의 이미지를 광각 이미지로 변환하여, 하나의 광각 이미지를 생성한다. Then, the
그리고 나서, 상기 이미지 처리부(14)는 상기 생성된 하나의 광각 이미지를 출력 이미지로 출력하는 대신, 다수의 분할 이미지로 분할하여 상기 분할된 이미지들을 출력 이미지로서 출력하여 디스플레이부(16)에 표시할 수 있다. Then, instead of outputting the generated wide-angle image as an output image, the
즉, 도 10에서 디스플레이부(16)에 표시되는 이미지는 도 8 및 도 9와 같이 하나의 광각 이미지가 아니라 상기 광각 이미지가 소정의 사이즈로 분할된 다수의 분할 이미지일 수 있다. That is, the image displayed on the
상기 다수의 분할 이미지는 디스플레이부(16)에 일렬로 표시되어, 상기 하나의 광각 이미지와 같이 180°의 화각을 커버할 수 있다. The plurality of divided images may be displayed in a line on the
실시예에 따라, 상기 다수의 분할 이미지는 상기 광각 이미지를 균등한 사이즈로 분할하여 생성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 다수의 분할 이미지는 그 사이즈가 균등하지 않게 구성될 수도 있다.According to an embodiment, the plurality of divided images may be generated by dividing the wide-angle image into equal sizes, but the present disclosure is not limited thereto, and the plurality of divided images may be configured such that their sizes are not equal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 룩업 테이블을 이용하여 수행되는 투영 과정은 평면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원근 투영(perspective projection), 원통면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원통 투영(cylindrical projection) 및 구면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 구면 투영(spherical projection) 중 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a projection process performed by using the lookup table may include a perspective projection that develops an image of a subject projected on a plane onto a plane, and an image of the subject projected on a cylindrical plane on a plane It may be one of a developing cylindrical projection and a spherical projection that develops an image of a subject projected on a spherical surface in a plane.
상기 원근 투영 방식에 의해 투영되는 이미지는 피사체의 원근감을 표현할 수 있지만, 수평 및 수직 방향으로 커버하는 영상의 범위가 제한적일 수 있다. The image projected by the perspective projection method may express the perspective of the subject, but the range of the image covered in the horizontal and vertical directions may be limited.
이에 비해, 상기 원통 투영 방식에 의해 투영되는 이미지는 원근 투영 방식에 비해 수평 방향으로 커버하는 영상의 범위가 더 광범위하지만, 수직 방향으로 커버되는 영상의 범위는 제한적이다. In contrast, the image projected by the cylindrical projection method has a wider range of images covered in the horizontal direction than the perspective projection method, but the range of the images covered in the vertical direction is limited.
반면, 상기 구면 투영 방식에 의해 투영되는 이미지는 원근 투영 방식에 비해 수평 및 수직 방향으로 커버하는 영상의 범위가 광범위한 장점이 있다. On the other hand, the image projected by the spherical projection method has a wide range of images covering the horizontal and vertical direction compared to the perspective projection method.
본 발명에서 사용되는 룩업 테이블은 상술한 세 가지 프로젝션 중 어느 하나의 방식에 따라 이미지가 평면에 투영되도록 구성된다.The lookup table used in the present invention is configured such that the image is projected onto the plane according to any one of the three projections described above.
실시예에 따라, 본 발명에 사용되는 룩업 테이블은 상술한 세 가지 프로젝션 방법 외에 다른 프로젝션 방법들에 따라 이미지가 투영되도록 구성될 수도 있다.According to an embodiment, the lookup table used in the present invention may be configured to project an image according to other projection methods in addition to the three projection methods described above.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 세 가지 투영 방식에 사용되는 보드 및 그 배치를 설명하는 도면이다. 11 to 16 are diagrams illustrating a board and its arrangement used in three projection schemes according to an embodiment of the present invention.
일반적으로 광각의 화각을 커버하지 않는 일반 카메라의 경우, 룩업 테이블은 도 11과 같은 피사체가 원근 투영 방식을 이용하여 도 12과 같은 이미지로 표시되도록 구성된다.In general, in the case of a general camera that does not cover a wide angle of view, the lookup table is configured such that the subject of FIG. 11 is displayed in the image of FIG. 12 using a perspective projection method.
구체적으로, 도 11의 평면 보드는 각 모서리 및 중앙 점으로 P011, P111, P018, P118 및 P065을 가진다. 도 11의 평면 보드의 P011은 도 12의 P011의 X, Y 좌표인 (50,50)에 대응되고, 도 11의 평면 보드의 P111은 도 12의 P111의 X, Y 좌표인 (590,50)에 대응되도록 룩업 테이블이 구성될 수 있다.Specifically, the planar board of FIG. 11 has P011, P111, P018, P118 and P065 as each corner and center point. P011 of the flat board of FIG. 11 corresponds to (50,50) which is the X and Y coordinates of P011 of FIG. 12, and P111 of the flat board of FIG. 11 is (590,50) which is the X and Y coordinates of P111 of FIG. The lookup table may be configured to correspond to.
그러나, 수평 화각이 광범위하고 수직 화각이 크지 않은 카메라, 예컨대 파노라마 카메라의 경우, 룩업 테이블은 도 13의 피사체가 원통 투영 방식을 이용하여 도 12와 같은 이미지가 되도록 구성된다. However, in the case of a camera having a wide horizontal angle of view and a large vertical angle of view, such as a panoramic camera, the lookup table is configured such that the subject of FIG. 13 becomes an image as shown in FIG. 12 using a cylindrical projection method.
구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 세 개의 카메라와 두 개의 미러를 구비하는 영상 처리 장치(1)의 전방에 도 13의 원통형 보드가 위치될 수 있다. 이 경우, 상기 세 개의 카메라는 도 15에 도시된 바와 같은 캘리브레이션 이미지를 캡쳐할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 14, the cylindrical board of FIG. 13 may be located in front of the
상기 세 개의 카메라가 캡쳐한 이미지로부터 도 12와 같은 이미지를 출력하기 위해, 제 3 카메라의 이미지인 제 3 이미지 중 거울에 비친 부분인 오른쪽 이미지 부분을 추출하고, 제 1 카메라의 이미지인 제 1 이미지 중 거울의 뒷면인 까만 부분을 제외한 중앙 부분을 추출하고, 제 2 카메라의 이미지인 제 2 이미지 중 거울에 비친 부분인 왼쪽 이미지 부분을 추출한다. 그리고 나서, 상기 추출된 이미지의 각 지점이 도 12의 이미지의 해당 지점에 대응되도록 룩업 테이블을 구성한다. In order to output an image as shown in FIG. 12 from the images captured by the three cameras, a part of the right image, which is a part of the third image which is an image of the third camera, reflected on the mirror is extracted, and the first image which is an image of the first camera. The center portion except for the black portion, which is the rear side of the mirror, is extracted, and the left image portion, which is the portion reflected by the mirror, is extracted from the second image, which is the image of the second camera. Then, the lookup table is configured such that each point of the extracted image corresponds to a corresponding point of the image of FIG. 12.
예를 들어, 원통형 보드 위의 점 'P011'는 제 3 카메라(113)의 이미지인 제 3 이미지에서는 좌표 (x, y) = (582.7, 414.5)에 위치한다. 이 점의 이미지 값은 출력 시 출력 이미지의 좌표(X,Y) = (50, 50)으로 내보내야 한다. For example, the point 'P011' on the cylindrical board is located at coordinates (x, y) = (582.7, 414.5) in the third image, which is an image of the
따라서 출력 이미지를 구성하는 모든 정수 좌표 (X,Y)에 대응하는 각 카메라의 이미지의 실수 점 (n, x, y)을 룩업 테이블에 저장한다. 여기서 n은 제 1 내지 제 3 카메라 중 어느 하나를 의미하는 컴포넌트이다.Therefore, the real point (n, x, y) of each camera image corresponding to all integer coordinates (X, Y) constituting the output image is stored in the lookup table. N is a component meaning any one of the first to third cameras.
실제로, 본 발명의 영상 처리 장치(1)는 3개의 카메라로부터 영상이 들어오면 실시간으로 룩업 테이블에서 (n, x, y) 점에 대한 이미지 값을 구한다. 그리고 이를 출력 버퍼 (X, Y) 점에 저장한다. 모든 (X, Y) 점에 대한 이미지 값이 구해지면 다음 프레임에서 이를 출력한다. 따라서 본 발명은 왜곡 보정, 프로젝션 및 이미지 접합을 한꺼번에 할 수 있다. 이러한 캘리브레이션 단계를 통해 실시간으로 광각 카메라의 영상 출력이 가능하게 된다.In practice, the
또한, 수평 화각과 수직 화각 둘 모두가 광범위한 카메라의 경우, 룩업 테이블은 도 16과 같은 피사체가 구면 투영 방식을 이용하여 도 12와 같은 이미지가 되도록 구성될 수 있다. 도 16의 (a) 및 (b)는 각각 구면형 보드의 정면도 및 측면도이다. In addition, when both the horizontal angle of view and the vertical angle of view are wide-ranging cameras, the look-up table may be configured such that the subject of FIG. 16 becomes the image of FIG. 12 using a spherical projection method. 16A and 16B are front and side views, respectively, of a spherical board.
이 역시, 도 16과 같은 구면형 보드가 카메라부의 전방에 위치되어, 각각의 카메라가 캡쳐한 이미지의 일부를 추출한 후, 추출된 이미지를 구성하는 각 지점의 좌표를 도 12의 평면 이미지의 해당 좌표에 대응시킴으로써 룩업 테이블을 구성할 수 있다. Again, the spherical board as shown in FIG. 16 is located in front of the camera unit, and after extracting a part of the image captured by each camera, the coordinates of the respective points constituting the extracted image are coordinates of the planar image of FIG. By corresponding to this, the lookup table can be configured.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법의 흐름도이다. 17 is a flowchart of an image processing method according to an embodiment of the present invention.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은 다수의 카메라로부터 이미지를 수신하여 광범위한 화각을 커버하는 광각 이미지를 생성하며, 상기 다수의 카메라가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 단계(S11), 메모리에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 일괄적으로 수행하여 출력 이미지를 생성하는 단계(S12), 및 상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 단계(S15)를 포함한다. As shown in FIG. 17, an image processing method according to an embodiment of the present invention receives images from a plurality of cameras to generate a wide-angle image covering a wide range of view angles, and captures a plurality of images captured by the plurality of cameras. Receiving step (S11), by using a look-up table stored in the memory, a correction process for correcting the distortion included in the plurality of received images, the projection to expand the image of the subject included in the plurality of received images on the plane Performing a process and a bonding process of joining the plurality of received images into the single wide-angle image in a batch to generate an output image (S12), and outputting the output image to be displayed on a predetermined display ( S15).
단계(S11)은 수신부(12)가 다수의 카메라(111,112,113)로부터 다수의 이미지를 수신한다. 각각의 카메라는 서로 다른 범위의 화각에 해당하는 이미지를 캡쳐한다. 상기 이미지 처리부(14)는 상기 각각의 카메라가 캡쳐한 이미지를 수신하여 광각 이미지를 생성하도록 이미지 처리를 수행한다. In operation S11, the
단계(S12)는 이미지 처리부(14)가 메모리(13)에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 프로세스, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 프로세스 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 프로세스를 일괄적으로 수행한다. In operation S12, a correction process of correcting the distortion included in the plurality of received images by using the lookup table stored in the memory 13 by the
그 결과, 상기 이미지 처리부(14)는 상기 수신된 다수의 이미지로부터 단일의 광각 이미지를 생성하며, 상기 생성된 광각 이미지는 넓은 범위의 화각을 커버한다. As a result, the
단계(S13)은 본 발명의 영상 처리 장치(1)가 출력 이미지로 단일의 광각 이미지를 출력하여 디스플레이에 표시하는지 판단한다. Step S13 determines whether the
그 결과, 단일의 광각 이미지를 출력 이미지로서 출력하여 디스플레이에 표시하는 경우, 단계(S15)에서 출력부(15)는 상기 생성된 광각 이미지를 출력하여 디스플레이부(16)에 표시되도록 처리한다. As a result, when outputting a single wide-angle image as an output image and displaying it on the display, the
단계(S13)에서 출력 이미지로서 단일의 광각 이미지를 출력하지 않는 경우, 이미지 처리부(14)는 상기 단일의 광각 이미지를 다수의 이미지로 분할한다(S14). When not outputting a single wide-angle image as an output image in step S13, the
그리고 나서, 출력부(15)는 상기 분할된 다수의 분할 이미지를 출력하여 디스플레이부(16)에 표시되도록 처리한다. Then, the
상기 분할된 다수의 분할 이미지는 디스플레이부에 일렬로 표시되어 광범위한 화각을 커버하는 영상을 사용자에게 제공할 수 있다. The divided plurality of divided images may be displayed in a line on the display unit to provide an image covering a wide field of view to a user.
전술한 본 발명의 영상 처리 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. The image processing method of the present invention described above can be created by a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art.
또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
1: 영상 처리 장치
11: 카메라부
12: 수신부
13: 메모리부
14: 이미지 처리부
15: 출력부
16: 디스플레이부1: image processing device
11: camera
12: receiver
13: memory
14: image processing unit
15: output unit
16: display unit
Claims (15)
일면이 빛을 받아 반사하는 반사면인 미러;
상기 미러를 사이에 두고 화각의 중심이 상기 미러의 양쪽에 배치되는 다수의 카메라;
상기 다수의 카메라가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 수신부;
상기 다수의 이미지를 단일의 광각 이미지로 변환하는 룩업 테이블을 저장하는 메모리부;
상기 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 상기 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 수행하도록 이미지를 처리하여 출력 이미지를 생성하는 이미지 처리부; 및
상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 출력부를 포함하며,
상기 다수의 카메라의 화각의 중심 중 상기 미러의 반사면 쪽에 배치되는 제 1 화각 중심은 상기 미러의 타면 쪽에 배치되는 제 2 화각 중심보다 상기 미러에 더 근접하여 배치되는 영상 처리 장치.In the image processing apparatus for receiving images from a plurality of cameras to generate a wide-angle image,
A mirror which is a reflecting surface on which one surface receives and reflects light;
A plurality of cameras having a center of an angle of view disposed on both sides of the mirror with the mirror therebetween;
A receiver configured to receive a plurality of images captured by the plurality of cameras;
A memory unit for storing a lookup table for converting the plurality of images into a single wide-angle image;
A correction process of correcting distortion included in the plurality of received images, a projection process of spreading an image of a subject included in the plurality of received images on a plane, and the plurality of received images using the lookup table An image processor which processes an image to generate an output image to perform a bonding process of bonding the single wide-angle image; And
An output unit configured to output the output image to be displayed on a predetermined display,
And a first angle of view center disposed on the reflective surface side of the mirror among centers of angles of view of the plurality of cameras is disposed closer to the mirror than a second angle of view center disposed on the other surface side of the mirror.
상기 이미지 처리부는 상기 투영 과정으로서 평면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원근 투영(perspective projection), 원통면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원통 투영(cylindrical projection) 및 구면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 구면 투영(spherical projection) 중 어느 하나를 수행하는 영상 처리 장치.The method of claim 1,
The image processing unit may be a perspective process for developing an image of a subject projected on a plane as a projection process, a cylindrical projection for developing an image of a subject projected on a cylindrical plane, and a projection to a spherical surface. An image processing apparatus for performing any one of spherical projection to deploy an image of a subject on a plane.
상기 디스플레이에 표시되는 출력 이미지는 상기 변환된 단일의 광각 이미지인 영상 처리 장치.The method of claim 1,
And an output image displayed on the display is the converted single wide-angle image.
상기 디스플레이에 표시되는 출력 이미지는 상기 변환된 단일의 광각 이미지로부터 분할된 다수의 분할 이미지인 영상 처리 장치.The method of claim 1,
And an output image displayed on the display is a plurality of divided images divided from the converted single wide-angle image.
상기 이미지 처리부는 소정의 영상 표준에 부합하여 상기 출력 이미지를 생성하는 영상 처리 장치.The method of claim 1,
And the image processor generates the output image in accordance with a predetermined image standard.
상기 다수의 카메라가 캡쳐한 다수의 이미지를 수신하는 단계;
메모리에 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 왜곡을 보정하는 보정 과정, 상기 수신된 다수의 이미지에 포함된 피사체의 상을 평면에 전개하는 투영 과정 및 상기 수신된 다수의 이미지를 단일의 광각 이미지로 접합하는 접합 과정을 수행하여 출력 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 출력 이미지가 소정의 디스플레이에 표시되도록 출력하는 단계;
를 포함하는 영상 처리 방법.A mirror which is a reflecting surface reflecting light on one surface thereof, and a plurality of cameras having a center of an angle of view disposed on both sides of the mirror with the mirror therebetween, and a reflecting surface of the mirror among centers of the angles of view of the plurality of cameras An image processing apparatus arranged to be closer to the mirror than a second angle of view center disposed on the other side of the mirror to generate a wide-angle image by receiving images from the plurality of cameras. To
Receiving a plurality of images captured by the plurality of cameras;
A correction process for correcting distortion included in the plurality of received images using a lookup table stored in a memory, a projection process of spreading images of a subject included in the plurality of received images on a plane, and the received plurality of images Generating an output image by performing a bonding process of joining the images into a single wide-angle image; And
Outputting the output image to be displayed on a predetermined display;
Image processing method comprising a.
상기 투영 과정으로서 평면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원근 투영, 원통면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 원통 투영 및 구면에 투영된 피사체의 상을 평면에 전개하는 구면 투영 중 어느 하나를 수행하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.The method of claim 9, wherein the generating step,
In the projection process, a perspective projection of developing an image of a subject projected on a plane onto a plane, a cylindrical projection of developing an image of a subject projected on a cylindrical plane on a plane, and a spherical projection of deploying an image of a subject projected on a sphere on a plane Image processing method comprising the step of performing any one.
상기 디스플레이에 표시되는 출력 이미지로서 상기 단일의 광각 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.The method of claim 9, wherein the output step,
And outputting the single wide-angle image as an output image displayed on the display.
상기 디스플레이에 표시되는 출력 이미지로서 상기 단일의 광각 이미지로부터 분할된 다수의 분할 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.The method of claim 9, wherein the output step,
Outputting a plurality of divided images divided from the single wide-angle image as an output image displayed on the display.
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