KR101283079B1 - 적외선 엘이디 조명을 갖는 네트워크 카메라 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라는 적어도 하나의 적외선 엘이디 모듈을 포함하는 조명부와, 렌즈부를 통해 입력된 영상을 색 신호로 변환하고, 상기 변환된 색 신호를 이용하여 조도를 측정하는 이미지 센서부 및 상기 이미지 센서부로부터 수신한 조도 정보를 기반으로 상기 조명부의 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

적외선 엘이디 조명을 갖는 네트워크 카메라{NETWORK CAMERA HAVING INFRARED LIGHT EMITTING DIODE ILLUMINATION}
본 발명은 적외선 엘이디 조명을 갖는 네트워크 카메라에 관한 것으로, 특히 이미지 센서를 이용하여 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절하는 네트워크 카메라에 관한 것이다.
최근 들어 보안 시장은 계속 팽창하고 있으며, 특히 야간 감시에 대한 중요성이 증대되고 있다. 야간 번호판 인식, 야간 방범, 야간 도로 방범 등 적용 분야도 계속 확대되고 있다. 다시 말해서, 빛이 없는 야간에도 영상을 감시하거나 저장 및 재생하여 영상의 피사체를 정확히 확인해야 하는 필요성이 증대되고 있다.
이에 따라, 최근의 네트워크 카메라는 야간 영상을 식별하기 위해 적외선 엘이디 조명을 이용한다. 즉, 빛이 전혀 없는 상황에서도 적외선 엘이디 조명을 사용한 카메라로 피사체를 구별 가능하게 된다.
도 1은 종래의 네트워크 카메라를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 네트워크 카메라는 제어부, 이미지 센서, 조도 센서 및 조명부를 포함하고, 상기 조명부는 복수의 적외선 엘이디(INFRARED LIGHT EMITTING DIODE, 이하 'IR LED'라 칭함)를 포함한다.
상기 네트워크 카메라는 조도 센서를 이용하여 조명부를 제어하게 된다. 즉, 상기 조도 센서는 카메라 렌즈를 통해 입력되는 광량을 측정하여 복수의 IR LEDs를 조절하게 된다. 가령, 주간에서 야간으로 이동하면서 주변이 어두워지는 경우, 상기 네트워크 카메라의 조도 센서는 주변의 밝기를 센싱하여, 조명부의 밝기를 자동으로 조절하게 된다. 이때, 상기 조도 센서로는 포토 다이오드 등이 사용될 수 있다.
그런데, 상기 조도 센서를 네트워크 카메라에 적용하는 경우, 회로 구현이 복잡해지고, 부품의 단가가 증가하는 문제점이 발생한다. 또한, 상기 조도 센서가 네트워크 카메라 내부에서 차지하는 부피로 인해, 네트워크 카메라의 설계상 문제를 야기될 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이 절실히 요구된다.
본 발명은 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절하는 네트워크 카메라 및 그 제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 이미지 센서를 이용하여 적외선 엘이디 조명의 밝기를 조절하는 네트워크 카메라 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 적외선 엘이디 모듈을 포함하는 조명부; 렌즈부를 통해 입력된 영상을 색 신호로 변환하고, 상기 변환된 색 신호를 이용하여 조도를 측정하는 이미지 센서부; 및 상기 이미지 센서부로부터 수신한 조도 정보를 기반으로 상기 조명부의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 네트워크 카메라를 제공한다.
또한, 본 발명은 렌즈부를 통해 입력된 영상을 휘도(Y) 신호와 색차(R-Y/B-Y) 신호로 분리하는 단계; 상기 분리된 Y/R-Y/B-Y 신호를 RGB 매트릭스를 통해 색 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 색 신호에 RGB 히스토그램 분석을 수행하여 조도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 조도 정보를 기반으로 조명부의 밝기를 조절하는 단계를 포함하는 네트워크 카메라의 조명 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라는 별도의 조도 센서를 요구하지 않으며, 이미지 센서를 통해 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절할 수 있다. 따라서, 상기 조도 센서의 사용으로 인한 제품 단가의 상승 및 내부 설계상의 문제를 해결할 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 종래 네트워크 카메라의 구성도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 감시 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 구성을 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서부의 구성도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 엘이디 조명의 밝기 제어 방법을 나타낸 도면.
본 발명은 이미지 센서를 이용하여 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절하는 네트워크 카메라를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 감시 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2를 참조하면, 영상 감시 시스템(200)은 복수 개의 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m), 유/무선 네트워크(220), 관제실 단말기(230)를 포함한다.
상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)은 영상을 메가 픽셀(mega pixel) 촬영하여 영상 데이터로 저장하고, 저장된 영상 데이터를 아날로그 영상 신호 또는 디지털 영상 신호로 변환하여 출력한다. 이러한 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)은 촬영된 영상 데이터를 유/무선 네트워크를 통해 실시간으로 관제실 단말기(230)로 제공한다.
구체적으로, 상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)은 통신 채널(DCOM)을 통해 상기 관제실 단말기(230)와 통신하면서, 영상 데이터 채널(DIMA)을 통해 라이브 뷰 동영상 데이터를 관제실 단말기(230)에 전달한다.
물론, 복수 개의 네트워크 카메라들이 아닌 한 개의 네트워크 카메라만이 상기 관제실 단말기(230)와 통신할 수도 있고, 한 개의 네트워크 카메라 또는 복수 개의 네트워크 카메라들이 복수 개의 단말기들과 통신할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)은 블루투스(blue-tooth) 또는 지그비(zegbee) 기반의 통신 네트워크를 구성하여, 서로 간에 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 이때, 상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)은 서로 간에 영상 데이터를 주고 받는 것은 아니며, 특정 이벤트 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m) 각각은 적외선 엘이디 조명을 구비하고 있어, 야간에도 영상을 촬영할 수 있게 된다.
상기 관제실 단말기(230)는 상기 네트워크 카메라들(210a, ..., 210m)로부터 입력된 영상들을 사용자 또는 감독자에게 실시간으로 제공한다. 그러면, 상기 사용자 또는 감독자는 실시간으로 제공되는 영상들을 기반으로 감시 활동을 수행하게 된다. 이때, 상기 사용자 또는 감독자는 필요에 따라 특정 카메라로부터 입력되는 영상을 확대하거나 축소할 수도 있다.
또한, 상기 관제실 단말기(230)는 컴퓨터와 유사한 형태를 갖는 장치로 도시되어 있으나, 이를 제한하는 것은 아니며, 디스플레이부를 갖는 장치라면 어떠한 것이든 가능함은 물론이다. 상기 관제실 단말기(230)는 필요에 따라 감시 카메라로부터의 라이브 뷰 동영상을 저장할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3을 참조하면, 네트워크 카메라(300)는 영상 촬영부(310, 320), A/D 변환부(330), 디지털 신호처리부(340), 데이터 송수신부(350), 제어부(360) 및 조명부(370)를 포함한다. 이하 설명에서는 상기 네트워크 카메라(300)의 동작에 있어서 본 발명의 내용과 관련 없는 부분에 대해서는 생략하도록 한다.
영상 촬영부(310, 320)는 피사체를 메가 픽셀(mega pixel) 이미지로 촬영한다. 이러한 영상 촬영부(310, 320)는 줌 렌즈를 포함한 렌즈부(310)와, 상기 렌즈부(310)를 통과한 입사광으로부터 이미지 데이터를 생성하는 이미지 센서부(320)를 포함한다.
이미지 센서부(320)는 렌즈부(310)를 통해 입력된 광으로부터 아날로그 데이터를 생성하며, 아날로그/디지털 변환부(330)는 상기 이미지 센서부(320)에서 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다.
물론, 상기 이미지 센서부(320)의 특성에 따라 상기 아날로그/디지털 변환부(330)가 필요 없는 경우도 있을 수 있다. 가령, CCD(Charge Coupled Device) 센서는 아날로그 데이터를 생성하는 반면, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서는 디지털 데이터를 생성하기 때문에, 상기 이미지 센서부(320)로 CMOS 센서가 사용되는 경우에는 상기 아날로그/디지털 변환부(330)는 생략될 수 있다.
상기 이미지 센서부(320)로부터 출력된 영상 데이터는 메모리(미도시)를 거쳐 디지털 신호처리부(340)에 입력될 수 있고, 상기 메모리(미도시)를 거치지 않고 바로 디지털 신호처리부(340)에 입력될 수도 있다. 또한, 상기 영상 데이터는 사용자의 요구 또는 사양에 따라 상기 제어부(360)로 입력될 수도 있다. 여기서, 상기 메모리(미도시)는 ROM 또는 RAM 등을 포함하는 개념이다.
디지털 신호처리부(340)는 필요에 따라 감마(gamma) 보정, 화이트 밸런스 조정 등의 디지털 신호 처리를 할 수 있다. 상기 디지털 신호처리부(340)로부터 출력된 영상 데이터는 상기 메모리(미도시)에 저장되거나 또는 상기 데이터 송수신부(350)로 전달된다.
데이터 송수신부(350)는 유/무선 네트워크를 통해 관제실 단말기에 이미지 데이터를 전송하여, 상기 관제실 단말기의 디스플레이부에 이미지가 디스플레이되도록 할 수 있다. 여기서, 이미지라 함은 실시간 동영상인 라이브 뷰 동영상의 일 프레임이미지 등을 의미할 수 있다.
조명부(370)는 네트워크 카메라의 야간 감시를 위한 조명을 제공한다. 특히, 본 실시 예에서, 상기 조명부(370)는 외부 환경의 밝기 변화에 따라 조명의 밝기를 자동으로 조절하게 된다.
상기 조명부(370)는 복수의 LED 소자로 이루어진 LED 모듈로서, 복수의 적외선 LEDs를 포함한다. 이때, 상기 조명부(370)의 LED 모듈은 네트워크 카메라의 용도 및 모양에 따라 서로 다른 형태로 배열될 수 있다.
제어부(360)는 네트워크 카메라의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 실시 예에서, 상기 제어부(360)는 상기 이미지 센서부(320)에 의해 측정된 조도 정보를 이용하여 상기 조명부(370)의 밝기를 자동 조절하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서부의 구성을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상기 이미지 센서부(320)는 CCD/CMOS부(410) 및 조도 측정부(420)를 포함한다.
상기 CCD/CMOS부(410)는 렌즈부(310)를 통해 입사되는 피사체의 광학상을 촬상하여, 그에 대응되는 영상 신호를 생성하는 촬상 소자이다. 이때, 상기 촬상 소자로는 CCD 센서 또는 CMOS 센서가 사용될 수 있다.
상기 CCD 센서는 광학 신호를 아날로그 영상 신호로 변환하는 반면, 상기 CMOS 센서는 광학 신호를 디지털 영상 신호로 변환한다는 점에서 가장 큰 차이가 있다. 따라서, 상기 촬상 소자로 CCD 센서가 사용되는 경우, 네트워크 카메라는 이미지 센서부(320)와 디지털 신호처리부(330) 사이에 아날로그-디지털 변환기(미도시)를 더 포함하게 된다. 이하, 본 실시 예에서는, 상기 촬상 소자로서 CMOS 센서가 사용되는 것을 예시하여 설명하도록 한다.
상기 CCD/CMOS부(410)는 상기 렌즈부(310)를 통해 입력된 영상을 휘도(Y) 신호와 색차(R-Y/B-Y) 신호로 분리한 다음, RGB 매트릭스를 이용하여 Y/R-Y/B-Y 신호를 색(R/G/B) 신호로 변환한다. 이때, 상기 CCD/CMOS부(410)는 픽셀 단위로 R/G/B 신호를 출력하게 된다. 이러한 R/G/B 신호는 디지털 신호처리부(330) 및 조도 측정부(420)로 제공된다.
상기 조도 측정부(420)는 입력된 R/G/B 신호를 기반으로 주변의 밝기인 조도를 측정하게 된다. 이때, 상기 조도 측정부(420)는 입력된 영상 신호를 기반으로 RGB 히스토그램 분석을 통해 조도를 계산한다. 한편, 상기 조도 측정부(420)는 입력된 영상 신호의 휘도 성분만을 추출하여 조도를 계산할 수도 있다.
상기 조도 측정부(420)는 하나의 프레임 단위 또는 미리 결정된 개수의 프레임 단위로 조도를 계산할 수 있다. 또한, 상기 조도 측정부(420)는 미리 결정된 시간 주기마다 상기 조도를 계산할 수 있다. 이러한 조도 계산을 통해, 네트워크 카메라는 외부의 밝기를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
상기 제어부(360)는 상기 조도 측정부(420)로부터 제공받은 조도 정보를 이용하여 조명부(370)의 밝기를 자동 조절한다. 이때, 상기 제어부(360)는 조도의 변화에 따른 조명의 밝기 레벨을 룩업 테이블 형태로 미리 저장할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(360)는 상기 조도 측정부(420)에 의해 측정된 조도 값에 대응하는 밝기 레벨에 따라 상기 조명부(370)를 제어하게 된다.
한편, 본 실시 예에서, 상기 룩업 테이블은 제어부(360) 내부에 저장되는 것을 예시하고 있으나, 이를 제한하지는 않는다. 즉, 상기 룩업 테이블은 제어부 내부가 아닌 별도의 메모리(미도시)를 통해 저장될 수도 있다.
또한, 상기 제어부(360)는 주변의 조도 변화에 따라 서로 다른 전압 값 또는 전류 값을 인가함으로써, 조명부(370)의 밝기를 자동으로 조절할 수 있다. 가령, 상기 제어부(360)는 조명부(370)의 LED 모듈에 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 인가하여 빛의 밝기를 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 제어부(360)는 조명부(370) 내부에 존재하는 복수의 LED 모듈들을 개별적으로 제어할 수 있다. 이때, 상기 제어부(360)는 복수의 LED 모듈들의 온/오프 동작 제어를 통해 조명부(360)의 밝기를 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시 예에 따른 네트워크 카메라는 별도의 조도 센서를 요구하지 않으며, 이미 존재하는 이미지 센서를 통해 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절할 수 있다.
이하에서는, 상기 네트워크 카메라의 조명 제어 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 엘이디 조명의 밝기 제어 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서, 네트워크 카메라는 감시 영역에 대한 영상을 촬영한다.
520 단계에서, 상기 네트워크 카메라는 렌즈부를 통해 입사되는 피사체의 광학상을 촬상하여, 그에 대응되는 영상 신호를 생성한다. 즉, 상기 렌즈부를 통해 입력된 영상을 휘도(Y) 신호와 색차(R-Y/B-Y) 신호로 분리한 다음, RGB 매트릭스를 이용하여 Y/R-Y/B-Y 신호를 R/G/B 신호로 변환한다.
530 단계에서, 상기 네트워크 카메라는 상기 R/G/B 신호를 기반으로 조도를 측정한다. 즉, 상기 네트워크 카메라는 입력된 영상 신호를 기반으로 RGB 히스토그램을 분석하여 조도를 계산한다. 이때, 상기 네트워크 카메라는 하나의 프레임 단위 또는 미리 결정된 개수의 프레임 단위로 조도를 계산할 수 있다. 이러한 조도 계산을 통해, 네트워크 카메라는 현재 주변의 밝기를 측정할 수 있게 된다.
540 단계에서, 상기 네트워크 카메라는 조도 정보를 이용하여 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동으로 조절한다. 이때, 상기 네트워크 카메라는 조도의 변화에 따른 조명의 밝기 레벨을 룩업 테이블 형태로 미리 저장할 수 있다. 따라서, 상기 네트워크 카메라는 계산된 조도 값에 대응하는 밝기 레벨에 따라 조명의 밝기를 제어하게 된다.
상술한 바와 같이, 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 조명 제어 방법은 별도의 조도 센서를 요구하지 않으며, 이미 존재하는 이미지 센서를 이용하여 적외선 엘이디 조명의 밝기를 자동 조절할 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
300: 네트워크 카메라 310: 렌즈부
320: 이미지 센서부 330: A/D 변환부
340: 디지털 신호처리부 350: 데이터 송수신부
360: 제어부 370: 조명부

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 엘이디 모듈을 포함하는 조명부;
    렌즈부를 통해 입력된 영상을 색 신호로 변환하고, 상기 변환된 색 신호를 이용하여 조도를 측정하는 이미지 센서부; 및
    상기 이미지 센서부로부터 수신한 조도 정보를 기반으로 상기 조명부의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 통해 상기 조명부의 밝기를 제어하는 네트워크 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서부는,
    상기 렌즈부를 통해 입력된 영상을 휘도(Y) 신호와 색차(R-Y/B-Y) 신호로 분리한 다음, RGB 매트릭스를 이용하여 Y/R-Y/B-Y 신호를 색 신호로 변환하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자로부터 출력된 색 신호에 RGB 히스토그램 분석을 수행하여 조도를 측정하는 조도 측정부를 포함하는 네트워크 카메라.
  3. 제2항에 있어서, 상기 촬상 소자는,
    CCD(Charge Coupled Device) 센서 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서를 포함하는 네트워크 카메라.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조도 측정부는,
    미리 결정된 시간 주기로 조도를 측정하는 네트워크 카메라.
  5. 제2항에 있어서, 상기 조도 측정부는,
    상기 색 신호의 휘도 성분을 추출하여 조도를 측정하는 네트워크 카메라.
  6. 제2항에 있어서, 상기 조도 측정부는,
    하나의 영상 프레임 단위 또는 미리 결정된 개수의 영상 프레임 단위로 조도를 측정하는 네트워크 카메라.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    조도의 변화에 따른 조명의 밝기 레벨을 룩업 테이블 형태로 저장하는 네트워크 카메라.
  9. 렌즈부를 통해 입력된 영상을 휘도(Y) 신호와 색차(R-Y/B-Y) 신호로 분리하는 단계;
    상기 분리된 Y/R-Y/B-Y 신호를 RGB 매트릭스를 통해 색 신호로 변환하는 단계;
    상기 변환된 색 신호에 RGB 히스토그램 분석을 수행하여 조도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 조도 정보를 기반으로 조명부의 밝기를 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 밝기 조절 단계는,
    펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 통해 상기 조명부의 밝기를 제어하는 단계를 포함하는 네트워크 카메라의 조명 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 조도 측정 단계는,
    미리 결정된 시간 주기로 조도를 측정하는 네트워크 카메라의 조명 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 조도 측정 단계는,
    상기 색 신호의 휘도 성분을 추출하여 조도를 측정하는 네트워크 카메라의 조명 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 조도 측정 단계는,
    하나의 영상 프레임 단위 또는 미리 결정된 개수의 영상 프레임 단위로 조도를 측정하는 네트워크 카메라의 조명 제어 방법.
  13. 삭제
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