KR101428574B1 - 영역 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영역 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 장치는 임의의 대상을 촬영하여 촬영 영상을 제공하는 촬상부, 촬영 영상을 이용하여 추적이 필요한 객체를 포함하는 템플릿(template) 영역을 설정하는 입력부, 및 촬영 영상 중 템플릿 영역에 매칭되는 추적 영역을 템플릿 영역과 실시간으로 비교하고, 비교 결과에 따라 템플릿 매칭 방법과 객체의 특징점을 이용하는 특징점 기반 방법을 적응적으로 선택하여 동작하며, 동작에 따라 추적 영역을 검출하는 영역 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

영역 검출 장치 및 방법{Apparatus and Method for Area Detection}

본 발명은 영역 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 예컨대 안구에 인공수정체 삽입시 실시간성을 높여 정확한 영역에 인공수정체가 삽입될 수 있도록 하는 영역 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

의료기술의 발전 및 식생활의 개선에 따른 고령화로 인해 노년층의 인구가 급증하게 되었고, 이에 따라 백내장 수술도 많은 주목을 받고 있다. 백내장 수술과 관련해서는 현재까지도 많은 수술 방법이 연구 중에 있는데 그 중 가장 많이 사용되는 방법이 인공수정체를 이용한 방법이다. 인공수정체 삽입 방법은 인공수정체를 계산된 위치에 정확하게 삽입하는 것이 중요하다. 이를 위해 의사는 인공수정체를 삽입하기 전에 환자의 눈에 직접 펜으로 절개부분 및 각도를 표시할 수 있다. 이후 표시한 각도에 따라 백내장을 적출한 후 인공수정체를 삽입하게 된다.

그런데 이와 같은 표시는 수술 중 눈에서 나오는 분비물이나 세척을 위한 식염수 등으로 인해 흐려지거나 최악의 경우 표시가 지워져서 인공수정체의 정확한 삽입이 어려워지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명의 실시예는 가령 디지털 이미지 프로세싱을 이용하고, 실시간성이 뛰어난 템플릿 매칭 방법이나 객체의 특징점을 이용한 SURF(Speeded Up Robust Feature)와 같은 특징점 기반 방법에서 특정한 전처리 과정을 수행함으로써 인공수정체 삽입을 위한 영역의 정확한 추적이 가능한 영역 검출 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 장치는 임의의 대상을 촬영하여 촬영 영상을 제공하는 촬상부; 상기 촬영 영상을 이용하여 추적이 필요한 객체를 포함하는 템플릿(template) 영역을 설정하는 입력부; 및 상기 촬영 영상 중 상기 템플릿 영역에 매칭되는 추적 영역을 상기 템플릿 영역과 실시간으로 비교하고, 비교 결과에 따라 템플릿 매칭 방법과 객체의 특징점을 이용하는 특징점 기반 방법을 적응적으로 선택하여 동작하며, 상기 동작에 따라 상기 추적 영역을 검출하는 영역 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영역 검출부는, 상기 비교 결과를 산출하고, 산출한 값이 기설정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판단하는 영역 비교부; 상기 임계값을 초과할 때 선택되어 상기 템플릿 매칭 방법을 수행하는 템플릿 매칭 수행부; 및 상기 임계값보다 작거나 같을 때 선택되어 상기 특징점 기반 방법을 수행하는 SURF(Speeded Up Robust Feature) 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영역 검출부는 상기 특징점 기반 방법의 수행시 상기 템플릿 영역에 대한 필터링을 수행하여 특징점을 산출하고, 필터링된 상기 추적 영역과 상기 특징점이 산출된 상기 템플릿 영역을 비교하는 것을 특징으로 한다.

상기 영역 검출부는 상기 필터링을 위하여 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 임의의 기준 계조값을 설정하고, 설정한 상기 기준 계조값에 근거해 상기 단위 화소를 포함한 화소의 색상을 변경하는 것을 특징으로 한다.

상기 영역 검출부는 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 추적 영역을 확장시켜 특징점을 산출하고, 상기 확장시킨 영역에서의 특징점과 상기 필터링을 통해 산출된 상기 템플릿 영역의 특징점을 매칭시키는 방식으로 영역을 추적하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 방법은 임의의 대상에 대한 촬영 영상을 이용해 추적이 필요한 객체를 포함하는 템플릿 영역을 설정하고, 설정한 상기 템플릿 영역과 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 촬영 영상의 추적 영역을 비교하는 단계; 비교 결과가 기설정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판단하는 단계; 및 판단 결과에 따라 템플릿 매칭 방법과 객체의 특징점을 이용하는 특징점 기반 방법을 적응적으로 선택하여 동작하며, 상기 동작에 따라 상기 추적 영역을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적응적으로 선택하여 수행하는 단계는, 상기 비교한 결과가 상기 임계값을 초과할 때 상기 템플릿 매칭 방법을 수행하고, 작거나 같을 때 상기 특징점 기반 방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징점 기반 방법은 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 필터링을 수행하여 특징점을 산출하고, 필터링된 상기 추적 영역과 상기 특징점이 산출된 상기 템플릿 영역을 비교하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징점 기반 방법은 상기 필터링을 수행하기 위하여 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 임의의 기준 계조값을 설정하고, 설정한 상기 기준 계조값에 근거해 상기 단위 화소를 포함한 화소의 색상을 변경하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징점 기반 방법은 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 촬영 영상의 추적 영역을 확장시켜 특징점을 추출하고, 상기 확장시켜 추출한 특징점과 상기 템플릿 영역에서 추출된 특징점을 매칭시키는 방식으로 영역을 추적하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 2는 도 1의 영역 검출부의 세부 구조를 예시한 도면,
도 3은 필터링 전의 인공수정체 삽입 영역을 나타내는 도면,
도 4는 필터링 후의 인공수정체 삽입 영역을 나타내는 도면,
도 5는 특징점을 추출할 확장 영역을 예시하여 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이고, 도 2는 도 1의 영역 검출부의 세부 구조를 예시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 따른 영역 검출 장치는 예컨대 백내장 수술 장비 등을 의미할 수 있는 것으로서, 촬상부(100), 제어부(110), 디스플레이부(120), 입력부(130) 및 영역 검출부(140)의 일부 또는 전부를 포함하며, 나아가 영상을 저장하기 위한 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

촬상부(100)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등을 구비할 수 있다. 이를 통해 촬상부(100)는 환자의 안구를 실시간으로 촬영하여 촬영된 안구에 대한 영상은 프레임 단위로 제어부(110)로 제공할 수 있다. 이의 과정에서 예를 들어 촬상부(100)는 제어부(110)의 요청에 따라 템플릿(template)을 설정하기 위한 기준 영상을 먼저 촬상한 후, 안구를 실시간으로 촬영할 수도 있을 것이다.

제어부(110)는 영역 검출 장치를 구성하는 촬상부(100), 디스플레이부(120), 입력부(130) 및 영역 검출부(140)의 전반적인 제어를 담당한다. 예를 들어, 의사 등의 사용자 요청이 있는 경우 제어부(110)는 촬상부(100)를 제어하여 촬상부(100)에서 제공하는 촬상 이미지를 수신하거나, 실시간으로 수신되는 안구에 대한 촬영 영상을 저장한 후 디스플레이부(120)에 표시할 수 있다. 또한 제어부(110)는 영역 검출부(140)를 통해 검출된 안구수정체 삽입을 위한 삽입 영역의 처리 결과를 표시할 수 있으며, 나아가 입력부(130)를 통한 사용자 명령에 따라 촬상된 안구 이미지에서 인공수정체가 삽입될 영역에 대응되는 템플릿을 설정하여 저장부에 저장할 수 있을 것이다.

디스플레이부(120)는 제어부(110)의 제어 하에 다양한 종류의 영상을 표시한다. 예컨대 입력부(130)를 통해 사용자가 인공수정체의 삽입영역에 대응되는 템플릿을 설정하기 위한 기준 영상을 요청하면 디스플레이부(120)는 해당 기준 영상을 표시해 줄 수 있고, 또한 디스플레이부(120)는 촬상부(100)를 통해 실시간으로 제공되는 안구에 대한 영상을 표시할 수 있으며, 영역 검출부(140)를 통해 처리된 영상도 표시해 주게 된다.

입력부(130)는 다양한 기능을 수행하도록 요청하기 위한 키(key) 혹은 버튼, 레버, 마우스 등을 포함할 수 있다. 사용자가 입력부(130)를 통해 특정 명령을 지시할 때, 제어부(110)는 해당 명령에 따라 촬상부(100), 디스플레이부(120) 및 영역 검출부(140)를 제어할 수 있을 것이다. 예컨대 입력부(130)는 안구에 대한 촬영이 이루어지도록 요청하거나, 기준 영상으로부터 인공수정체 삽입을 위한 템플릿 설정을 명령할 수 있으며, 영역 검출부(140)에서 처리된 영상을 디스플레이부(120)를 통해 다시 볼 수 있도록 제어부(110)로 요청할 수 있다.

여기서, 템플릿 설정과 관련해 좀더 살펴보면 입력부(130)는 가령 실시간으로 촬상된 안구 영상 중 하나의 프레임에 대해 너비 w, 높이 h를 가지는 템플릿을 설정하는 사용자 명령을 입력받을 수 있다. 이때 템플릿은 템플릿 매칭(matching) 알고리즘을 통해 추적하고자 하는 영역의 이미지를 의미할 수 있다. 이와 관련해서는 이후에 다시 다루기로 한다.

그러나 이러한 입력부(130)는 가령 디스플레이부(120)가 터치스크린 방식으로 이루어진 경우라면 영역 검출 장치에 포함되지 않을 수도 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 영역 검출 장치가 입력부(130)를 포함하느냐 포함하지 않느냐에 특별히 한정하지는 않을 것이다.

영역 검출부(140)는 실시간으로 제공되는 안구의 촬영 영상, 즉 입력 영상을 수신하여 사용자가 설정한 템플릿과 그 템플릿에 대응되는 입력 영상을 비교하여 비교값을 산출한다. 이때 비교값은 상관관계의 정도를 수량적으로 표시한 상관계수일 수 있고, 또는 화소별 차이값 등을 이용한 다양한 값이 이에 해당될 수 있다. 또한 영역 검출부(140)는 이러한 비교값이 특정 임계값을 초과하는지의 여부에 따라 템플릿 매칭 방법을 수행함으로써 설정된 템플릿에 대응되는 영역을 추적하거나, 또는 특징점을 이용하여 해당 영역을 추적하는 특징점 기반 방법, 가령 SURF 방법을 수행하게 된다. 이의 과정에서 물론 영역 검출부(140)는 비교값을 산출하기에 앞서 입력 영상이 존재하는지를 판단하는 과정을 선행할 수 있을 것이다.

좀더 구체적으로, 가령 특정 임계값이 0.85라 가정하자. 그러면 영역 검출부(140)는 비교값으로서 상관계수를 계산한 결과가 0.85보다 크거나 같으면 템플릿 매칭을 통해 인공수정체 삽입을 위한 영역을 추적하게 되고, 반면 상관계수의 계산결과가 0.85보다 작으면 SURF 방법을 수행할 수 있다. 이때 본 발명의 실시예에 따라 영역 검출부(140)는 SURF 방법의 수행시 템플릿에 매칭되는 추적 영역에 대하여 필터링을 수행하고, 템플릿의 2배에 해당되는 영역에서 특징점들을 추출할 수 있다. 여기서 필터링 과정은 특징점을 용이하게 추출하기 위한 것이라면, 2배 영역에서의 특징점 추출은 인공수정체 삽입의 정확성을 높이기 위한 것이라 할 수 있다.

예를 들어 안구의 영상은 동막을 나타내는 흰색 계통의 영상과 핏줄을 나타내는 적색 계통의 영상이 존재한다. 이때 영역 검출부(140)는 동공과 동막의 경계 부위에서 추적 영역의 영상에 대하여 특정 픽셀의 R 값이 175 이상이면 블랙으로 처리하여 동공과 동막의 경계를 명확히 할 수 있다. 그리고 사람의 동공은 눈 위치를 벗어나지 않는다는 사실에 근거하여 가능한 템플릿의 2배 영역에서 특징점을 추출하는 것이 바람직하다. 여기서 2배 영역에서 특징점을 추출한다는 것은 매칭의 시간을 줄이기 위한 것이므로, 매칭 시간을 고려하여 다양하여 변경될 수 있다.

위의 기능을 수행하기 위하여, 영상 검출부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 영역 비교부(200), 템플릿 매칭 수행부(210) 및 SURF 수행부(220)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 나아가 입력 영상의 수신 여부를 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다. 여기서 영역 비교부(200)는 템플릿과 그 템플릿에 매칭되는 입력 영상의 추적 영역을 비교하여 상관계수 또는 화소값의 차이 등을 산출하게 된다. 그리고 산출된 결과가 임의의 특정값, 즉 임계값보다 크거나 같은지, 또는 작은지를 비교할 수 있으며, 비교 결과는 제어부(110)로 제공해 줄 수 있을 것이다. 이때 템플릿 매칭 수행부(210)는 바람직하게는 템플릿 매칭을 위한 알고리즘을 수행하여 실시간 입력 영상을 추적할 수 있고, SURF 수행부(220) 또한 알고리즘의 형태로서 실시간으로 입력 영상을 추적한 후 추적 결과를 제어부(110)에 제공해 줄 수 있다.

물론 도 2에서는 어디까지나 영상 검출부(140)의 충분한 설명을 위하여 바람직한 구조를 예시한 것이다. 다시 말해, 영역 비교부(200)는 선택부를 더 포함함으로써 비교 결과에 따라 템플릿 매칭 수행부(210) 및 SURF 수행부(220) 중 하나를 선택하여 제어부(110)에서 제공한 입력 영상에 대한 정보를 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 그리고 템플릿 매칭 수행부(210) 및 SURF 수행부(220)는 처리된 결과를 다시 제어부(110)로 제공하여 디스플레이부(120)에 표시되도록 할 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 도 2의 구성에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 나아가 본 발명의 실시예에 따른 영상 검출부(140)는 도 2에서와 같은 하드웨어적인 구분 없이 통합적인 알고리즘의 형태로서 동작될 수도 있을 것이다. 다시 말해, 제어부(110)는 입력부(130)를 통한 사용자의 명령에 따라 영역 검출부(140)에 저장된 통합적인 알고리즘을 구현함으로써 동작할 수도 있는 것이다.

한편, 도면에 별도로 나타내지는 않았지만, 저장부는 촬상부(110)를 통해 실시간으로 제공되는 영상을 제어부(110)의 제어 하에 저장할 수 있으며, 영역 검출부(140)에서 처리된 다양한 처리 결과를 저장할 수 있다. 그리고 저장부(130)는 입력부(130)를 통한 사용자의 요청에 따라 저장된 영상 또는 처리 결과를 출력하게 될 것이다.

상기의 구성 결과, 가령 의사는 백내장 수술시 눈에서 나오는 분비물이나 식염수 등으로 인해 눈이 흐려지거나 최악의 상황에서도 정확한 추적과 동시에 실시간성을 유지하면서 안구의 정확한 위치에 인공 수정체를 삽입할 수 있을 것이다.

도 3은 필터링 전의 인공수정체 삽입 영역을 나타내는 도면이고, 도 4는 필터링 후의 인공수정체 삽입 영역을 나타내는 도면이며, 도 5는 특징점을 추출할 영역을 예시하여 나타낸 도면이다.

도 3에서와 같이 별도의 필터링 과정 없이 본 발명의 실시예에 따른 SURF를 이용하여 특징점을 추출한 경우, 그 추출결과를 보면 특징점이 많이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있으며, 다른 부분의 삽입 영역에서는 전혀 특징점이 추출되지 않는 경우도 발생하게 된다. 반면, 필터링을 수행하게 되면 도 4에서와 같이 공막과 동공의 경계가 뚜렷해져 그 추출결과를 보더라도 필터링된 영상으로부터 더 많은 특징점들을 추출할 수 있는 것을 알 수 있다. 이렇게 추출된 특징점을 이용하여 삽입영역의 추적을 시작하게 되는 것이다.

앞서 언급한 대로 안구에서 공막은 흰색 계통이지만 핏줄로 인하여 붉은 색 계통을 뛰며 수술시 붉은색 계통이 두드러지게 된다. 실험에 의하면, 영상에서 동공과 공막의 픽셀을 RGB 색상으로 추출한 결과 동공과 공막의 경계가 R 값의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 영상의 RGB 색상에서 R 값만을 이용하여 필터링하였더니 실험결과 R 값이 175 이하일 경우 공막과 동공의 경계선이 가장 뚜렷한 것을 확인할 수 있었다. 예를 들어, G 및 B의 값은 각각 255이고, R 값이 175 이상일 때 동공을 블랙으로 처리함으로써 필터링된 영상을 확보할 수 있을 것이다.

물론 본 발명의 실시예에서는 안구의 특성상 R 값만을 이용하여 필터링하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 어떠한 색에 대하여 필터링하는지에 대하여 특별히 한정하지는 않을 것이며, 해당 색의 경계값을 얼마로 하는지에 대하여도 특별히 한정하지는 않을 것이다.

도 5는 특징점을 추출할 영역에서 각각 추적할 삽입 영역과 입력 영상에서 비교 대상이 되는 영역을 나타낸 것으로서, 추적할 삽입 영역을 입력 영상에서 선택하여 처음 한번 특징점을 추출하고 그 정보들을 저장하여 이후에 비교 대상이 되는 영역과 매칭할 때 사용할 수 있다.

이때, 도 5의 (b)와 같이 추적할 삽입 영역의 2배의 영역에서 특징점 추출을 하여 이미 특징점 추출이 된 도 5의 (a)와 매칭을 하게 된다. 여기서 비교 대상이 되는 도 5의 (b)를 보면 추적할 삽입 영역의 2배만을 사용하는 것을 예시하였는데 이는 특징점 추출과 매칭의 시간을 줄이기 위함이며 사람의 동공은 눈 위치를 벗어나지 않는다는 사실에 기반한 것이라 할 수 있다.

그러나 본 발명의 실시예에서는 2배 영역을 특별히 한정하려는 것은 아니며, 다만 눈에서의 동공 위치와 매칭 시간을 고려한다면 추적할 삽입 영역을 확장시킨 범위에서 자유롭게 선택되도록 설정될 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 방법을 나타내는 도면이다.

도 6을 설명의 편의상 도 1과 함께 참조하면, 영역 검출 장치는 먼저 인공수정체 삽입을 위한 템플릿 영역을 설정하기 위하여 입력되는 영상이 있는지를 판단하거나, 기준 영상으로부터 템플릿 영역이 설정된 경우라면, 기설정된 템플릿 영역에 매칭되는 입력 영상이 있는지를 판단하는 과정을 수행할 수 있다(S601). 만약 입력 영상이 없다면 영역 검출 장치는 영역 검출 과정을 수행하지 않을 것이다.

그러나, 템플릿 영역에 매칭되는 입력 영상이 수신될 때, 영역 검출 장치는 템플릿 영역과 입력 영상의 추적 영역을 서로 비교하여 비교값을 산출한다(S603). 이때 비교값으로는 상관도의 비교에 의한 상관계수를 산출해 낼 수 있으며, 화소값의 차이를 비교값으로서 산출해 낼 수도 있을 것이다.

이후 영역 검출 장치는 비교값, 가령 상관계수가 임계값보다 큰지를 비교할 수 있다(S605). 여기서, 임계값은 본 발명의 실시예에 따라 0.85 정도로 설정될 수 있는데, 이와 같은 임계값은 상관계수를 통해 템플릿 매칭 방법 및 SURF 방법 중 어느 방법을 이용하여 영역 검출을 하는 것이 효율적인지에 따라 결정된다.

가령 상관계수가 임계값보다 큰 경우, 본 발명의 실시예에 따라 영역 검출 장치는 템플릿 매칭 방법을 수행한다(S607). 여기서 상관계수가 크다는 것은 입력 영상의 추적 영역이 템플릿 영역과 크게 변화가 없기 때문에 아무런 무리 없이 추적 영역을 실시간으로 추적할 수 있다. 이때 템플릿 매칭 방법은 알고리즘의 형태로서 수행될 수 있을 것이다.

만약 상관계수가 임계값보다 작을 때, 영역 검출 장치는 SURF 방법과 같이 특징점에 기반한 방식으로 삽입 영역을 추적할 수 있게 된다. 이때 템플릿 영역으로부터 많은 특징점을 확보한 경우 일부 영역에 변화가 발생하더라도 나머지 부분의 특징점을 이용하여 입력 영상의 추적 영역을 정확히 매칭시킬 수 있으며, 이때 입력 영상에서 추적 영역을 확장하여 특징점을 추출해 봄으로써 동공이 눈 위치를 고려하여 정확히 그리고 실시간으로 추적할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 영역 검출 장치는 템플릿 매칭 및 SURF 방법을 적응적으로, 다시 말해 안구의 수술 환경이 변화하는 상황에 따라 템플릿 매칭 및 SURF 중 하나의 방법을 선택하여 인공수정체 삽입 영역을 추적할 수 있고, 이와 같은 과정을 수행하다가 결국 입력 영상이 존재하지 않을 때 시스템은 종료한다.

상기의 영역 검출 방법에 따르면, 실시간성이 뛰어난 템플릿 매칭 방법과 객체의 특징점을 이용하여 추적하는 SURF 방법을 전처리 과정을 통하여 추적함으로써 가령 안구에서 물체 겹침 상황이 발생하였을 때 정확한 추적과 동시에 실시간성을 유지하여 실제 수술시 유익할 것이다.

또한 수술시 오진의 감소로 인해 환자들의 신뢰도 향상을 가져오고, 특정 영역의 자동 추적 기술이 요구되는 타 산업 분야에도 적용이 가능하여 이에 따른 부가이익이 창출될 수 있을 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 촬상부 110: 제어부
120: 디스플레이부 130: 입력부
140: 영역 검출부 200: 영역 비교부
210: 템플릿 매칭 수행부 220: SURF 수행부

Claims (10)

1. 임의의 대상을 촬영하여 촬영 영상을 제공하는 촬상부;
   상기 촬영 영상을 이용하여 추적이 필요한 객체를 포함하는 템플릿(template) 영역을 설정하는 입력부; 및
   상기 촬영 영상 중 상기 템플릿 영역에 매칭되는 추적 영역을 상기 템플릿 영역과 실시간으로 비교하고, 비교 결과에 따라 템플릿 매칭 방법 또는 객체의 특징점을 이용하는 특징점 기반 방법 중 하나의 방법을 선택하여 동작하며, 상기 동작에 따라 상기 추적 영역을 검출하는 영역 검출부를 포함하고,
   상기 영역 검출부는,
   상기 비교 결과를 산출하고, 산출한 값이 기설정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판단하는 영역 비교부;
   상기 임계값을 초과할 때 선택되어 상기 템플릿 매칭 방법을 수행하는 템플릿 매칭 수행부; 및
   상기 임계값보다 작거나 같을 때 선택되어 상기 특징점 기반 방법을 수행하는 SURF(Speeded Up Robust Feature) 수행부를
   포함하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 영역 검출부는 상기 특징점 기반 방법의 수행시 상기 템플릿 영역에 대한 필터링을 수행하여 특징점을 산출하고, 필터링된 상기 추적 영역과 상기 특징점이 산출된 상기 템플릿 영역을 비교하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 영역 검출부는 상기 필터링을 위하여 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 임의의 기준 계조값을 설정하고, 설정한 상기 기준 계조값에 근거해 상기 단위 화소를 포함한 화소의 색상을 변경하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 영역 검출부는 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 추적 영역을 확장시켜 특징점을 산출하고, 확장된 상기 추적 영역에서의 특징점과, 필터링을 통해 산출된 상기 템플릿 영역의 특징점을 매칭시키는 방식으로 영역을 추적하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 장치.
6. 임의의 대상에 대한 촬영 영상을 이용해 추적이 필요한 객체를 포함하는 템플릿(template) 영역을 설정하고, 설정한 상기 템플릿 영역과 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 촬영 영상의 추적 영역을 비교하는 단계;
   비교 결과가 기설정된 임계값을 초과하는지의 여부를 판단하는 단계; 및
   판단 결과에 따라 템플릿 매칭 방법 또는 객체의 특징점을 이용하는 특징점 기반 방법 중 하나의 방법을 선택하여 동작하며, 상기 동작에 따라 상기 추적 영역을 검출하는 단계를 포함하고,
   상기 템플릿 매칭 방법 또는 상기 특징점 기반 방법 중 하나의 방법을 선택하여 동작하는 단계는, 상기 비교 결과가 상기 임계값을 초과할 때 상기 템플릿 매칭 방법을 수행하고, 작거나 같을 때 상기 특징점 기반 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   상기 특징점 기반 방법은 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 필터링을 수행하여 특징점을 산출하고, 필터링된 상기 추적 영역과 상기 특징점이 산출된 상기 템플릿 영역을 비교하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 특징점 기반 방법은 상기 필터링을 수행하기 위하여 상기 템플릿 영역의 단위 화소에 대하여 임의의 기준 계조값을 설정하고, 설정한 상기 기준 계조값에 근거해 상기 단위 화소를 포함한 화소의 색상을 변경하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 특징점 기반 방법은 상기 템플릿 영역에 매칭되는 상기 촬영 영상의 추적 영역을 확장시켜 특징점을 추출하고, 상기 확장시켜 추출한 특징점과 상기 템플릿 영역에서 추출된 특징점을 매칭시키는 방식으로 영역을 추적하는 것을 특징으로 하는 영역 검출 방법.

Images