KR101436445B1 - 차량 주변 영상 표시 방법 - Google Patents

차량 주변 영상 표시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 장착된 복수개의 카메라를 이용하여 차량의 주변 영상을 생성하여 표시하는 방법에 있어서, 복수개의 카메라를 이용하여 차량 주위의 영상을 촬영하는 단계, 촬영된 각 영상을 합성하여 부감 영상을 생성하는 단계, 상기 부감 영상의 전체 평균 밝기를 산출하는 단계, 상기 차량의 진행 방향을 검출하는 단계, 상기 부감 영상의 전체 평균 밝기에 기초하여 상기 차량 진행 방향 영상의 밝기를 보정하는 단계, 상기 차량 진행방향의 영상과 이와 이웃한 영상 간의 중복 영역 영상의 밝기를 상기 차량 진행방향 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계 및 상기 이웃한 영상의 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래 카메라 영상 간의 이질감에 의한 화질 저하를 방지하고 화면 시인성을 높임으로써 장애물 검출 정확도가 높아질 수 있고 그에 따라 주차사고 발생률을 현저하게 저감시킬 수 있음은 물론 주차의 편의성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량 주변 영상 표시 방법{METHOD FOR DISPLAYING IMAGE AROUND THE VEHICLE}
본 발명은 차량의 주변 영상을 생성하는 차량용 어라운드 뷰 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 진행방향의 영상 양측의 중복 영역의 밝기를 기준으로 좌측 및 우측 영상의 밝기를 보정하여 차량의 진행 방향의 영상으로부터 다른 영역으로 영상이 부드럽게 전이될 수 있도록 함으로써 영상 간의 화질 이질감을 제거할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
차량에 장착된 카메라를 이용하여 차량 후방이나 차량 주변의 영상을 촬영하고 촬영된 차량 후방 영상 또는 차량 주변 영상을 화면에 표시하고, 이것에 의해 주차시에 운전자를 지원하거나, 차량의 사각 영역에 있어서 차량 등의 존재를 운전자에게 통보하는 시스템이 연구되고 실용화되어 있다. 이러한 지원시스템으로서 어라운드 뷰 시스템(또는 톱 뷰 시스템)이 알려져 있다. 이 어라운드 뷰 시스템은, 도 1(A),(B)에 도시된 바와 같이, 차량 주위를 촬영하는 복수의 어안 카메라(camera) 1a∼1d를 차량 2의 전방, 양측 및 후방에 각각 장착하고, 화상 합성 처리부 3이 각카메라(camera) 1a∼1d로부터 촬영되는 화상을 이용하여, 도 1(C)에 나타내는 차량 상방 소정의 위치(가상 시점 : 4)로부터 소정의 방향을 바라보는 풍경의 합성 화상을 작성하여 화면에 표시하고, 이것에 의해 주차 등을 지원한다.
화상 합성 처리부 3은 합성시에, 매핑 테이블(mapping table)을 이용하여 각카메라(camera)로 촬영한 화상 부분을 프레임 메모리(frame memory)에 매핑하고 표시한다. 도 2는 각 어안 카메라(camera) 1a∼1d으로 촬영한 어안 도형 IMa∼IMd을 화면 대응의 프레임 메모리(frame memory) 6에 매핑하는 경우의 설명도이다. 어안 도형 IMa∼IMd은 화면 프레임 메모리(frame memory) 6의 대응하는 영역 6a∼6d에 각각 매핑(mapping) 되고,또,미리 촬영되고 보존 되어 있는 차량 화상 7은 프레임 메모리(frame memory) 6의 중앙부에 매핑되고, 이것에 의해 프레임 메모리(frame memory) 6에 1 화면의 어라운드 뷰 영상이 생성하게 된다.
이러한 어라운드 뷰 영상은 4개의 영상이 합성되어 하나의 영상을 합성하므로 각 영상의 밝기가 다른 경우 화면 시인성이 저하되므로 영상 간의 화면 이질감 제거가 요구된다.
일본공개특허 제2008-146436호에는 화상 종별에 따라 평균 명도를 산출하여 산출된 평균 명도에 근거하여 톤 커브를 바꾸고 바뀐 톤 커브에 따라 화상 데이터를 보정하는 기술이 개시되어 있다.
상기 일본공개특허 제2008-146436호는 각 영상에서 5개의 표본점의 밝기의 평균값을 각 영상의 밝기값으로 산출하고, 4개의 영상의 밝기를 평균한 평균 밝기에 기초하여 톤 커브를 결정하고, 결정된 톤 커브에 근거하여 톤을 보정하도록 하고 있다.
그러나, 상기 일본공개특허 제2008-146436호에 의할 경우에는 각 영역의 밝기를 산출하기 위한 기준으로서 임의의 5개의 표본 픽셀을 이용하는데, 임의의 5개의 표본 픽셀이 모두 어두운 경우 등에 있어서는 평균 밝기 값에 오차가 발생하여 화면 이질감이 개선되지 못하는 문제가 있고, 톤 커브에 의한 영상 보정은 전체적인 영상의 평균 밝기는 맞춰줄 수 있으나, 영상의 경계 부위 즉, 개별 영역과 중복 영역 간의 영상 이질감은 크게 개선하지 못하는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 진행 방향의 영상으로부터 다른 영역에 걸쳐 영상이 부드럽게 변화될 수 있도록 함으로써 영상 간의 화질 이질감을 제거할 수 있고, 그에 따라 화면 시인성이 향상될 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 차량에 장착된 복수개의 카메라를 이용하여 차량의 주변 영상을 생성하여 표시하는 방법에 있어서, 복수개의 카메라를 이용하여 차량 주위의 영상을 촬영하는 단계, 촬영된 각 영상을 합성하여 부감 영상을 생성하는 단계, 상기 부감 영상의 전체 평균 밝기를 산출하는 단계, 상기 차량의 진행 방향을 검출하는 단계, 상기 부감 영상의 전체 평균 밝기에 정합되도록 상기 검출된 차량 진행 방향 영상의 밝기를 보정하는 단계, 상기 검출된 차량 진행방향의 영상과 이와 이웃한 영상 간의 중복 영역 영상의 밝기를 상기 검출된 차량 진행방향 영상의 보정량만큼 보정하는 단계 및 상기 이웃한 영상의 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정량만큼 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법이 제공된다.
여기서, 상기 차량 진행방향의 영상과 이와 이웃한 영상 간의 중복 영역 영상의 밝기를 상기 차량 진행방향 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계는 상기 차량 진행방향 영상의 밝기 보정량만큼 상기 중복 영역 영상의 밝기를 보정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이웃한 영상의 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계는 상기 이웃 영상의 평균 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차량의 진행방향이 전방인 경우, 전방과 좌측의 중복 영역의 영상의 보정된 평균밝기와 좌측 영상의 평균 밝기를 동일하게 보정하고, 전방과 우측의 중복 영역의 영상의 보정된 평균밝기와 우측 영상의 평균 밝기를 동일하게 보정하는 것이 보다 바람직하다.
그리고, 좌측 및 우측 영상과 후방 영상의 중복 영역의 평균 밝기를 상기 좌측 및 우측 영상의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정하고, 상기 중복 영역을 제외한 후방 영상은 좌측 영상과의 중복 영역 및 우측 영상과의 중복 영역의 밝기의 평균값으로 보정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래 카메라 영상 간의 이질감에 의한 화질 저하를 방지하고 화면 시인성을 높임으로써 장애물 검출 정확도가 높아질 수 있고 그에 따라 주차사고 발생률을 현저하게 저감시킬 수 있음은 물론 주차의 편의성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 어라운드 뷰 영상의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 각 카메라로 촬영한 영상을 화면 대응의 프레임 메모리에 매핑하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 주변 영상 표시장치의 구성 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 주변 영상 표시방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 1 내지 제 3 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 주변 영상 표시장치의 구성 블럭도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 주변 영상 표시장치는 차량의 전방, 양측 및 후방에 설치된 카메라(1a ~ 1d)와, 각 카메라(1a ~ 1d)에서 촬영된 영상을 임시 저장하는 화상 메모리(2a ~ 2d)와, 표시 화상의 종별(사이드 뷰 화상, 톱 뷰 화상, 백 뷰 화상 등)마다 각 화상메모리(2a∼2d)에 기억되어 있는 화상 데이터를 화면 대응의 프레임 메모리(9)에 매핑하기 위한 매핑 테이블(7)과, 각 화상 메모리에 기억되어 있는 화상 데이터를 합성하여 톱 뷰 형태의 합성영상을 생성하는 영상 합성부(8), 합성영상을 임시 저장하는 프레임 메모리(9) 및 프레임 메모리(9)에 임시 저장된 합성 영상을 화면에 출력하는 표시부(10)의 구성은 일반적인 어라운드 뷰 시스템의 구성과 동일하다.
이러한 어라운드 뷰 시스템의 기본적인 구성 외에, 본 발명의 특징적인 구성은 차량 진행방향 검출부(3), 픽셀 검출부(4), 밝기 산출부(5) 및 밝기 보정부(6)를 통해 자세하게 설명될 것이다.
차량 진행방향 검출부(3)는 핸들의 조타각, 기어의 위치 등의 정보에 기초하여 차량의 진행방향을 검출한다.
픽셀 검출부(4)는 매핑 테이블(7)에 기억된 영상 간의 대응 관계를 이용하여, 화상 메모리(2a∼2d)의 톱뷰 화상을 구성하는 화상 데이터 부분의 픽셀을 판독하고 밝기 산출부(5)에 입력한다.
밝기 산출부(5)는 픽셀 검출부(4)에서 검출된 픽셀들의 밝기를 산출하여 영상 전체, 각 카메라 영상, 카메라 영상 간의 중복 영역의 밝기를 산출한다.
밝기 보정부(6)는 산출된 각 영역의 밝기 정보에 기초하여 화면의 이질감 제거를 위한 밝기 보정 처리를 수행하여 밝기 보정된 영상을 프레임 메모리(9)에 저장하는 기능을 수행한다. 밝기 보정부(6)에서 수행되는 이질감 제거를 위한 밝기 보정 처리를 도 4를 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 주변 영상 표시방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다. 도 4에서 (a)는 부감 영상의 일례를 도시한 것으로서, 설명의 편의를 위하여 각 영상 영역에 번호가 표시되어 있고, (b)는 본 발명에 따른 흐름도로서 (a)의 부감 영상을 참조하여 (b)의 흐름도를 설명한다.
도 4를 참조하면, 우선, 차량 이미지 영역(⑤)을 제외한 합성 영상 전체 영역에서 전체 영역의 밝기 산출 전 또는 그 후에 차량의 진행방향이 검출되는데, 이는 전체 영상 중 차량의 진행방향의 영상의 시인성을 높이는 것이 가장 중요하므로 차량의 진행방향을 중심으로 밝기 기준값을 산출한 후, 나머지 영역의 영상의 밝기를 차량 진행방향의 영상 밝기에 정합시키기 위함이다. 이하의 설명에서는 차량의 진행방향이 전방인 경우를 예시적으로 설명하기로 한다.
차량의 진행 방향이 전방인 것으로 검출되면, S1 단계에서 산출된 부감 영상(① ~ ⑨)의 전체 평균 밝기에 기초하여 차량 진행 방향 영상의 밝기가 보정된다(S2). 이때, 전방 영상(②)의 밝기가 부감 영상 전체의 평균 밝기와 동일하도록 보정되는 것이 바람직하다.
전방 영상(②)의 밝기가 보정되면, 전방 영상(②)의 양측에 배치되는 전방 중복 영역(①, ③)의 밝기가 전방 영상(②)의 보정량에 상응하여 보정된다(S3). 이때 전방 중복 영역(①, ③)의 밝기 보정은 전방 영상(②)의 보정량만큼 전방 중복 영역(①, ③)의 밝기를 보정하는 것일 수 있다. 예를 들어, 전방 영상(②)의 밝기가 297에서 300으로 보정되었고 중복 영역(①, ③)의 밝기가 각각 298, 295인 경우, 전방 영상(②)의 밝기 보정량이 +3이므로, 중복 영역(①, ③)의 밝기값 298, 295에 각각 3씩 가산하면, 중복 영역(①, ③)의 밝기값이 각각 301, 298이 되도록 보정될 수 있다.
전방 중복 영역(①, ③)의 밝기가 보정되면, 전방 중복 영역(①, ③)의 보정된 밝기를 기준으로 좌측 영상 영역(④, ⑦) 및 우측 영상 영역(⑥, ⑨)의 밝기가 보정된다(S4, S4'). 여기서, 좌측 및 우측 영상 영역이라 함은 좌, 우측 카메라의 개별 영역(④, ⑥)과 좌,우측 카메라와 후방 카메라의 중복 촬영 영역(⑦, ⑨)을 포함하는 개념이다. 이때, 좌측 영상 영역(④, ⑦) 및 우측 영상 영역(⑥, ⑨)의 밝기는 전방 중복 영역(①, ③)의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정하는 것이 바람직하다.
따라서, 전방 중복 영역(①, ③)의 보정된 평균 밝기가 각각 301, 298이므로 좌측 영상 영역(④, ⑦)의 평균 밝기가 301로, 우측 영상 영역(⑥, ⑨)의 밝기가 298로 보정된다.
마지막으로, 이때, 좌측 영상 영역(④, ⑦) 및 우측 영상 영역(⑥, ⑨)의 밝기에 기초하여 후방 영상 영역(⑧)의 밝기가 보정된다. 여기서, 후방 영상 영역(⑧)의 밝기 보정은 여러 가지 방식으로 이루어질 수 있는데, 예를 들면, 후방 영상 영역(⑧)의 밝기가 좌측 영상과의 중복 영역(⑦) 및 우측 영상과의 중복 영역(⑨)의 밝기의 평균값으로 보정하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 예를 적용하면 후방 영상 영역(⑧)의 밝기는 301과 298의 평균값이 될 것이다.
본 발명에 의할 경우, 차량의 진행방향인 전방 영상 영역(②)을 기준으로 전방 영상 영역(②) 보정값만큼 양측의 전방 중복 영역(①, ③)의 밝기가 보정되고, 좌측 영상 영역(④, ⑦) 및 우측 영상 영역(⑥, ⑨)의 밝기는 전방 중복 영역(①, ③)의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정되므로 주목해야할 시야 영역인 전방 영상 영역(②)에서 전방 중복 영역(①, ③)을 거쳐 좌측 영상 영역(④, ⑦) 및 우측 영상 영역(⑥, ⑨)으로 넘어가는 동안 밝기가 부드럽게 변화되므로 각 영상 간의 화질 이질감이 최소화되므로 주목 시야 영역에 대한 시인성이 극대화되는 장점이 있다.
반면에, 후방 영상 영역(⑧)은 다른 영상들과 대비하여 다소 밝기 이질감이 발생할 수 있으나, 주목 시야 영역과는 멀기 때문에 약간의 밝기 이질감은 무시할 수 있는 정도이며 이를 최소화하기 위해 상술한 바와 같이, 후방 영상 영역(⑧)의 밝기가 좌측 영상과의 중복 영역(⑦) 및 우측 영상과의 중복 영역(⑨)의 밝기의 평균값으로 보정하거나 부감 영상 전체 평균값으로 대체하는 등의 보완이 가능할 것이다.
1a ~ 1d : 카메라 2a ~ 2d : 화상 메모리
3 : 차량진행 방향 검출부 4 : 픽셀 검출부
5 : 밝기 산출부 6 : 밝기 보정부
7 : 매핑 테이블 8 : 영상 합성부
9 : 프레임 메모리 10 : 표시부

Claims (5)

  1. 차량에 장착된 복수개의 카메라를 이용하여 차량의 주변 영상을 생성하여 표시하는 방법에 있어서,
    복수개의 카메라를 이용하여 차량 주위의 영상을 촬영하는 단계;
    촬영된 각 영상을 합성하여 부감 영상을 생성하는 단계;
    상기 부감 영상의 전체 평균 밝기를 산출하는 단계;
    상기 차량의 진행 방향을 검출하는 단계;
    상기 부감 영상의 전체 평균 밝기에 정합되도록 상기 검출된 차량 진행 방향 영상의 밝기를 보정하는 단계;
    상기 검출된 차량 진행방향의 영상과 이와 이웃한 영상 간의 중복 영역 영상의 밝기를 상기 검출된 차량 진행방향 영상의 보정량만큼 보정하는 단계; 및
    상기 이웃한 영상의 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정량만큼 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 진행방향의 영상과 이와 이웃한 영상 간의 중복 영역 영상의 밝기를 상기 차량 진행방향 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계는 상기 차량 진행방향 영상의 밝기 보정량만큼 상기 중복 영역 영상의 밝기를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이웃한 영상의 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정량에 상응하여 보정하는 단계는 상기 이웃 영상의 평균 밝기를 상기 중복 영역 영상의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차량의 진행방향이 전방인 경우, 전방과 좌측의 중복 영역의 영상의 보정된 평균밝기와 좌측 영상의 평균 밝기를 동일하게 보정하고, 전방과 우측의 중복 영역의 영상의 보정된 평균밝기와 우측 영상의 평균 밝기를 동일하게 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    좌측 및 우측 영상과 후방 영상의 중복 영역의 평균 밝기를 상기 좌측 및 우측 영상의 보정된 평균 밝기와 동일하게 보정하고, 상기 중복 영역을 제외한 후방 영상은 좌측 영상과의 중복 영역 및 우측 영상과의 중복 영역의 밝기의 평균값으로 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 주변 영상 표시방법.
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