KR101453806B1

KR101453806B1 - 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템

Info

Publication number: KR101453806B1
Application number: KR1020140044225A
Authority: KR
Inventors: 김종서
Original assignee: 주식회사 금강에너텍
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2014-10-23

Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 소정의 조명구역에 조명광을 제공하는 조명부(110); 상기 조명구역의 영상을 촬영하는 카메라부(120); 상기 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터를 수신하고, 수신된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 설정된 영상감지영역(R)의 이미지를 분석하여 해당 영상감지영역(R)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 상기 조명부(110)를 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하는 제어부(130); 및 상기 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 상기 조명부(110)의 발광구동을 제어하여 조명밝기를 조절하는 디밍구동부(140);를 포함하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템이 제공된다.

Description

영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템{Dimming Control System Using Image Data}

본 발명은 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조명구역의 영상을 촬영하여 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 조명구역의 조도정보를 추출하고 추출된 조도정보에 따라 조명구역에 설치된 조명장치의 조명밝기를 디밍제어하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 디밍제어시스템은 조명목적 및 조명환경에 따라 조명밝기를 조절하여 사용할 수 있도록 조명장치의 광원 출력강도를 제어하는 시스템이다.

최근에는, 주변의 밝기를 감지하는 조도센서를 이용하여 조도센서의 감지신호에 따라 주변이 밝은 경우에는 광원의 출력강도를 감소시키고 주변이 어두운 경우에는 광원의 출력강도를 증가시킴으로써 외부 채광 여부에 관계없이 실내가 항상일정한 밝기로 조명하며 소비전력을 절감할 수 있도록 하는 디밍제어시스템이 이용되고 있다.

그러나, 상기 조도센서의 경우 측정된 조도값의 편차가 크고, 센서자체가 온도, 계절, 기후 등의 외부환경에 따라 오작동하는 경우가 빈번하여 정밀한 디밍제어가 제한되는 문제점이 있었다.

또한, 조도센서가 설치되는 위치에 따라 주변의 밝기를 감지하는 정도에 큰 차이를 보이기 때문에 여건에 맞게 설치되지 않을 경우 정확한 조도제어가 제한되었다.

더욱이, 태양광이나 조명광이 난반사되면서 설치된 조도센서로 입사될 경우 이를 감지하여 주변 밝기가 매우 밝은 것으로 인식되기 때문에, 실제로 어둡지만 디밍제어에 의해 제공되는 조명광은 낮은 출력강도로 출력되면서 적절한 조명밝기를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 적외선 및, 초음파 센서 등과 같이 조명구역 내에 위치한 사람의 움직임을 감지하는 모션센서를 이용하여, 상기 조명구역 내에 사람의 움직임이 감지되면 조명장치를 점등시키고 움직임이 감지되지 않으면 사람이 존재하지 않는 것으로 판단하여 상기 조명장치를 소등시킴으로써 소비전력을 절감할 수 있는 디밍제어시스템이 개발된 바 있다.

그러나, 종래의 모션센서의 경우에는 낙엽, 동물, 빗방울, 커텐 등의 움직임에도 반응하여 움직임 감지신호를 출력함에 따라 조명구역 내에 사람이 존재하지 않음에도 불구하고 조명장치가 점등되는 문제점이 있었으며, 상기 모션센서로서 적외선 센서를 이용하는 경우 태양광이 센서로 입사되는 경우 태양광에 포함된 적외선 성분으로 인해 오작동되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제2012-0069035호(2012.06.28), 유에스엔 기반 실내외 조명의 전력에너지 관리를 위한 지능형 엘이디 조명 제어 방법, 장치 및 그 시스템

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 조명구역의 영상을 촬영하여 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 조명구역의 조도정보를 추출하고 추출된 조도정보에 따라 조명구역에 설치된 조명장치의 조명밝기를 디밍제어함으로써, 조도센서를 이용하지 않고서도 주변 밝기에 따른 디밍제어가 가능함은 물론 난반사 여부, 온도, 계절 및 기후 등의 외부환경과 무관하게 안정적으로 균일한 조명을 제공할 수 있는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 조명부(110)는, 상기 조명구역을 복수 개의 개별 조명영역으로 분할하여 각각 조명하도록 일정간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 조명장치(111)로 이루어지며, 상기 제어부(130)는, 각 조명장치(111)의 개별 조명영역의 크기를 고려하여 상기 영상감지영역(R)을 각 조명장치(111)별로 매칭되는 개별 측정영역(R1~R4)으로 분할하되, 분할된 개별 측정영역(R1~R4)별로 각각의 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 각 개별 측정영역(R1~R4)과 매칭되는 각 조명장치(111)별로 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하며, 상기 디밍구동부(140)는, 상기 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 각 조명장치(111)의 조명밝기를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어부(130)는, 상기 개별 측정영역(R1~R4)별로 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하되, 상기 개별 측정영역(R1~R4)에 포함된 픽셀의 평균휘도값을 측정하고, 미리 설정된 휘도 대비 조도값 기준데이터와 측정된 평균휘도값을 비교하여 상기 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템은, 상기 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터가 저장되는 메모리부(150);를 더 포함하되, 상기 제어부(130)는, 상기 카메라부(120)로부터 수신된 영상데이터를 영상분석하여 상기 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하고 각 감시객체의 행동패턴을 감지하며, 기저장된 이상징후 행동패턴 기준데이터와 감지된 각 감지객체의 행동패턴을 비교하여 이상징후로 판단되면 상기 이상징후가 판단된 시점으로부터 일정시간 전, 후의 영상데이터가 상기 메모리부(150)의 별도 저장공간에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템이 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면,

첫째, 조명구역의 영상을 촬영하여 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 조명구역의 조도정보를 추출하고 추출된 조도정보에 따라 조명구역에 설치된 조명장치의 조명밝기를 디밍제어함으로써, 조도센서를 이용하지 않고서도 주변 밝기 변화에 따라 디밍제어되어 최적화된 조명을 제공할 수 있다.

둘째, 종래기술에 따른 조도센서를 이용하지 않으므로, 난반사 여부, 온도, 계절이나 기후 등의 외부환경의 변화와는 무관하게 항상 안정적으로 균일한 조명을 제공할 수 있다.

셋째, 조명구역에 복수 개의 조명장치가 설치된 경우에도 영상감지영역을 각 조명장치별로 매칭시켜 개별 측정영역으로 분할하고, 각 개별 측정영역의 이미지를 분석하여 개별적인 조도정보를 추출하여 각 조명장치별로 주변 밝기에 따라 조명밝기를 조절하는 디밍제어가 가능하기 때문에, 조명구역 전체에 균일한 조명을 제공할 수 있다.

넷째, 디밍제어를 위해 촬영되는 영상데이터를 메모리부에 저장하되, 저장된 영상데이터를 영상분석하여 폭행, 외부침입 등의 이상징후를 감지하며, 이상징후가 감지된 시점으로부터 일정시간 전, 후의 영상데이터를 메모리부의 별도 저장공간에 저장되도록 제어됨으로써 교내폭력 등과 같은 사고발생의 증거자료를 획득할 수 있다.

다섯째, 동일한 조명구역을 서로 다른 방향에서 촬영하는 복수 개의 카메라를 이용하여 각 카메라로부터 촬영된 영상데이터를 분석하여 각각의 조도정보를 추출하고 측정오차를 보상함으로써, 태양광 등의 외부채광이나 조명광이 난반사되면서 설치된 하나의 카메라로 입사되더라도 다른 카메라의 영상데이터를 통해 획득된 조도정보를 이용하여 조명장치를 디밍제어할 수 있으므로 난반사광에 의한 오작동을 방지할 수 있다.

여섯째, 상기 메모리부에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하며, 상기 조명구역 내에 위치한 사람의 존재여부에 따라 조명장치의 점등 및 소등을 제어함으로써, 적외선 및 초음파 센서 등의 모션센서 없이도 조명구역 내에 사람이 위치한 경우에만 선택적으로 점등시킬 수 있어 소비전력을 절감할 수 있음은 물론, 낙엽, 동물, 빗방울, 커텐 및 태양광 등의 이상물체를 감지하여 점등되는 오작동을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템의 기능적 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 세부 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라부가 조명구역의 영상을 촬영하는 상태를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 의해 각 조명장치별로 매칭되는 개별 측정영역이 분할된 상태를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 의해 각 개별 측정영영에 포함된 각 픽셀의 측정된 휘도값을 나타낸 데이터표,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1카메라와 제2카메라가 동일한 조명구역을 서로 다른 방향에서 촬영하는 구성을 나타낸 사시도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1카메라 및 제2카메라를 통해 각각 획득된 영상감지영역 및 개별 측정영역을 나타낸 개략도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템의 동작원리를 설명하기 위한 순서도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템은, 교실, 사무실, 공장, 체육관, 주차장, 복도 등과 같이 조명장치가 설치된 조명구역의 영상을 촬영하여 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 조명구역의 조도정보를 추출하고, 추출된 조도정보에 따라 조명구역에 설치된 조명장치의 조명밝기를 디밍제어함으로써, 조도센서를 이용하지 않고서도 주변 밝기에 따른 디밍제어가 가능함은 물론 난반사, 온도, 계절 및 기후 등의 외부환경 변화와 무관하게 안정적으로 균일한 조명을 제공할 수 있는 디밍제어시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 조명부(110), 카메라부(120), 제어부(130) 및 디밍구동부(140)를 포함하여 구비된다.

먼저, 상기 조명부(110)는, 상기 조명구역에 조명광을 제공하는 조명수단으로서, 제어부(130)의 디밍제어신호에 따른 디밍구동부(140)의 디밍제어에 따라 조명밝기의 조절 및 점등, 소등이 제어된다. 여기서, 상기 조명부(110)는 조명구역을 복수 개의 개별 조명영역으로 분할하여 각각 조명하도록 일정간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 조명장치(111,112)로 이루어질 수 있다.

상기 카메라부(120)는, 상기 조명구역의 영상을 촬영하여 조명구역에 대한 영상데이터를 획득하는 영상획득 수단으로서, 하나 이상의 카메라(121,122)로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 카메라부(120)에서 촬영된 영상데이터는 정지영상과 같이 하나의 영상프레임 단위로 촬영될 수 있으며, 경우에 따라 동영상과 같이 다수 개의 영상프레임 단위로 촬영될 수도 있다. 또한, 상기 카메라부(120)의 각 카메라(121,122)에서 촬영되어 획득된 영상데이터는 메모리부(150)로 전송되어 저장되며, 저장된 영상데이터는 상기 조명부(110)의 조명밝기를 디밍제어하기 위한 기초데이터로 이용된다.

더불어, 상기 카메라부(120)에 포함된 카메라(121,122)는 도 4에 도시된 바와 같이 조명구역의 중앙에 배치되어 상부에서 하부방향으로 조명구역의 영상을 촬영할 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 조명구역의 측부에 배치되어 측방향으로 조명구역의 영상을 촬영할 수도 있다.

상기 제어부(130)는, 카메라부(120)와 신호연결되어 촬영된 영상데이터를 수신하며, 수신된 영상데이터를 영상분석하여 조도정보를 추출하고 이를 기초로 조명부(110)의 조명밝기를 조절하기 위한 디밍제어신호를 출력하는 구성요소로서, 상기 카메라부(120)로부터 수신된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 설정된 영상감지영역(R)의 이미지를 분석하여 해당 영상감지영역(R)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 상기 조명부(110)의 각 조명장치(111)를 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하여 상기 디밍구동부(140)로 전송한다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어부(130)는, 디지털신호 처리부(131), 영역분할 처리부(132), 영역별휘도 분석부(133), 디밍제어 판단부(134), 감시객체 추출부(135), 행동패턴 판단부(136) 및 음성분석부(137)를 포함하여 구비된다.

상기 디지털신호 처리부(131)는 카메라부(120)로부터 수신된 아날로그 형식의 영상데이터를 영상분석할 수 있도록 디지털신호로 변환하며, 영역분할 처리부(132)는 변환된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 설정된 영상감지영역(R)을 분할하고 상기 영상감지영역(R)을 후술되는 개별 측정영역(R1~R4)으로 구분되어 데이터 처리되도록 이미지를 분할한다.

또한, 상기 영역별휘도 분석부(133)는 영상감지영역(R) 및 개별 측정영역(R1~R4)에 포함된 각 픽셀의 평균휘도값을 분석하여 산출하며, 상기 디밍제어 판단부(134)는 산출된 평균휘도값을 통해 각 영상감지영역(R) 및 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보와 설정 조도값을 비교하여 설정된 조명밝기로 조명부(110)가 발광구동하도록 디밍제어신호를 출력한다.

상기 감시객체 추출부(135)는, 상기 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 추출한다. 여기서, 감시객체를 추출함에 있어서 상기 영상데이터의 시계열적 순서에 따른 매 영상프레임을 비교하여 RGB값 변화에 따라 움직임을 보이는 객체를 추출할 수 있으며, 객체의 크기를 한정하여 낙엽, 동물, 빗방울, 커텐 등의 이상물체가 감지되는 것을 필터링함으로써 감지하고자 하는 사람을 대상으로만 감지하여 추출할 수 있다.

또한, 상기 디밍제어 판단부(134)는, 감시객체 추출부(135)에 의한 감시객체의 추출여부에 따라 상기 조명구역 내에 존재하는 사람의 존재여부를 판단하여 판단된 결과에 따라 상기 조명부(110)의 점등 및 소등을 제어하기 위한 점등, 소등 제어신호를 출력할 수 있다.

상기 행동패턴 판단부(136)는, 감시객체 추출부(135)에 의해 추출된 감시객체의 움직임 및 위치 변화를 추종하여 해당 감시객체의 행동패턴을 감지할 수 있으며, 이러한 행동패턴의 변화를 통해 조명구역 내에 위치한 사람의 이상징후를 감지하여 상기 이상징후에 대한 영상데이터가 메모리부(150)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행한다.

음성분석부(137)는 마이크(123)를 통해 입력되는 음성신호를 분석하여 이상징후를 감지하여 상기 영상데이터와 함께 또는 음성신호만 별도로 메모리부(150)에 저장되도록 제어하는 기능을 수행한다.

상기 영상감지영역(R)은 획득된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 영상분석되는 이미지영역을 한정하기 위해 설정된 영역으로서, 영상데이터에서 상기 조명구역의 전체이미지로 설정할 수 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 조명구역의 바닥면을 대상으로 설정하는 등 상기 조명부(110)의 조명광이 입사되는 범위를 고려하여 설정되는 범위가 정해지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(130)는 해당 영상감지영역(R)의 조도정보를 추출함에 있어서, 영상분석을 통해 상기 영상감지영역(R)에 포함된 각 픽셀의 개별 휘도값을 측정하여 측정된 각 픽셀의 평균휘도값을 산출하며, 미리 설정된 휘도 대비 조도값 기준데이터와 측정된 평균휘도값을 비교하여 상기 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출할 수 있다. 이때, 각 픽셀의 상기 평균휘도값을 산출함에 있어서, 영상감지영역(R)에 포함된 전체 픽셀의 개별 휘도값을 측정하고 이를 합하여 전체 픽셀수로 나누어 평균적인 휘도값을 산출할 수 있으나, 제어부(130)의 데이터 처리능력 및 처리 속도를 고려하여 영상감지영역(R) 내에 포함된 전체 픽셀 중 임의의 픽셀을 선택하여 선택된 픽셀의 개별 휘도값을 측정하여 평균적인 휘도값을 산출할 수도 있으며, Pixelrate-Mosaic 필터를 이용하여 상기 영상감지영역(R)을 일정크기를 갖는 다수 개의 모자이크 영역으로 구분하고 각 모자이크 영역의 휘도값을 측정하고 이를 평균내어 평균휘도값을 산출할 수도 있다.

더불어, 상기 휘도 대비 조도값 기준데이터는, 추출된 평균휘도값에 대응되는 조도값을 추출할 수 있도록 정해진 기준데이터이며, 이를 이용하여 조도단위로 디밍제어하는 특성에 따라 추출된 평균휘도값을 조도값화한다.

또한, 상기 제어부(130)는 추출된 조도정보와 기설정된 설정조도범위를 비교하여 추출된 조도정보가 상기 설정조도범위에 포함될 경우에는 디밍제어하지 않고 현재의 조명밝기를 유지하도록 하며, 상기 설정조도범위에 포함되지 않을 경우 추출된 조도정보가 설정조도범위보다 작거나 큰지를 비교하여 작을 경우에는 조명부(110)의 조명밝기를 증가시키기 위한 디밍제어신호를 출력하고 클 경우에는 조명부(110)의 조명밝기를 감소시키기 위한 디밍제어신호를 출력한다.

상기 디밍구동부(140)는, 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 상기 조명부(110)의 발광구동을 제어하여 조명밝기를 조절하는 조명구동수단으로서, 조명부(110)에 포함된 각 조명장치(111)에 제어부(130)로부터 수신된 디밍제어신호에 대응되는 구동전압을 인가하여 디밍제어에 부합되는 조명밝기로 각 조명장치(111)의 조명밝기를 조절하거나 점등 및 소등시킬 수 있다.

여기서, 도 1에서와 같이 하나의 디밍구동부(140)를 통해 복수 개의 조명장치(111a,111b,111c,111d...)를 디밍제어할 수 있으며, 도시되지 않았으나 각 조명장치(111a,111b,111c,111d...)별로 각각의 디밍구동부(140)가 배치되고, 각 디밍구동부(140)와 제어부(130)와 상호 신호연결됨으로써 각 디밍구동부(140)가 개별적인 디밍제어를 수행할 수도 있다. 이러한 디밍구동부(140)는 통상적으로 조명장치에 구성되는 SMPS(Switching Mode Power Supply)의 형태로 구성될 수 있다.

한편, 하나의 조명장치(111)로 조명이 제한되는 넓은 면적의 조명구역의 경우 복수 개의 조명장치(111a,111b,111c,111d...)가 설치되어 제어부(130)에 의해 디밍제어될 수 있으며, 각 조명장치((111a,111b,111c,111d...)가 설치된 개별 조명영영의 조도정보에 따라 각 조명장치(111a,111b,111c,111d...)별로 개별적인 디밍제어가 이루어짐으로써 전체의 조명구역에 균일한 조도를 제공할 수 있다.

이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템에서는, 상기 조명부(110)가 조명구역을 복수 개의 개별 조명영역으로 분할하여 각각 조명하도록 일정간격으로 배치되는 복수 개의 조명장치(111a,111b,111c,111d...)로 이루어질 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제어부(130)는 각 조명장치(111a,111b,111c,111d...)의 개별 조명영역의 크기를 고려하여 상기 영상감지영역(R)을 각 조명장치(111a,111b,111c,111d...)별로 매칭되는 개별 측정영역(R1~R4)으로 분할하되, 분할된 개별 측정영역(R1~R4)별로 각각의 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 각 개별 측정영역(R1~R4)과 매칭되는 각 조명장치(111a,111b,111c,111d...)별로 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하며, 상기 디밍구동부(140)는 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 각 조명장치(111)의 조명밝기를 개별적으로 제어하도록 동작한다.

여기서, 상기 제어부(130)는 개별 측정영역(R1~R4)별로 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하되, 상술한 영상감지영역(R)의 평균휘도값 및 조도정보를 추출하는 방식과 동일하게 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개별 측정영역(R1~R4)에 포함된 픽셀의 평균휘도값을 측정하고, 미리 설정된 휘도 대비 조도값 데이터와 측정된 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출하도록 동작한다.

한편, 조명구역의 내부에 거울 또는 유리 등과 같이 입사광을 반사시키는 반사물체가 배치된 경우, 외부로부터 창문을 통해 입사되는 태양광이나 각 조명장치(111)의 조명광이 상기 반사물체로 입사하게 되면 반사되는 각도에 따라 상기 카메라부(120)에 입사될 수 있다. 이 경우 난반사된 반사광이 영상데이터에 포함되어 디밍제어를 위한 영상분석이 이루어지므로써 종래기술에 따른 조도센서의 경우와 마찬가지로 주변 밝기가 매우 밝은 것으로 인식되기 때문에, 실제로 어둡지만 디밍제어에 의해 제공되는 조명광은 낮은 출력강도로 출력되면서 적절한 조명밝기를 제공하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템에서는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 카메라부(120)는 동일한 조명구역을 서로 다른 방향에서 촬영하는 복수 개의 카메라(121,122)로 이루어지며, 각 카메라(121,122)로부터 촬영된 영상데이터를 분석하여 각각의 조도정보를 추출하고 측정오차를 보상함으로써, 태양광 등의 외부채광이나 조명광이 난반사되면서 설치된 하나의 카메라로 반사광이 입사되더라도 다른 카메라의 영상데이터를 통해 획득된 조도정보를 이용하여 각 조명장치(111)를 디밍제어할 수 있으므로 난반사광에 의한 오작동을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 6과 같이 동일한 조명구역에 대하여 제1카메라(121)와 제2카메라(122)가 서로 다른 방향으로 조명구역을 촬영하도록 배치된 경우, 각 카메라(121,122)로부터 수신되는 영상데이터 설정되는 영상감지영역(R)은 도 7a 및 도 7b와 같이 동일한 위치로 각 개별 측정영역(R1~R4)이 매칭되어 설정된다.

이때, 제1카메라(121)가 설치된 방향과 대응되는 반대 방향에서 외부채광이나 조명광이 입사될 경우, 제1카메라(121)에 의해 획득된 영상데이터에는 도 7a에 도시된 바와 같이 일부 개별 측정영역(R4)의 영상이미지 상에 반사광이 포함될 수 있으나, 상기 외부채광이나 조명광의 입사방향과는 촬영방향이 상이한 제2카메라(122)에 의해 획득된 영상데이터에는 도 7b에 도시된 바와 같이 해당 반사광이 해당 개별 측정영역(R4)의 영상이미지 상에 포함되지 않게 된다.

이러한 점을 이용하여, 상기 제어부(130)는 각 카메라(121,122)로부터 수신되는 영상데이터를 영상분석하여 각 영상감지영역(R)에 포함된 각 픽셀의 휘도값을 측정하되, 두 카메라(121,122)로부터 획득된 두 영상감지영역(R)의 휘도값을 비교하여 일정 기준치 이상의 차이가 있는 휘도값을 나타내거나 일정크기 이상의 휘도값을 나타내는 픽셀에 대한 휘도값은 반사광에 의한 노이즈 데이터로 판단하여 노이즈 데이터가 판단되지 않은 임의의 영상데이터에 포함된 해당 픽셀의 휘도값을 유효데이터로 이용할 수 있다.

따라서, 제1카메라(121)에 의한 제4개별 측정영역(R4)에는 반사광에 의한 노이즈 데이터가 포함되어 있으므로, 노이즈 데이터로 판단된 부분의 픽셀에 대한 휘도값은 상기 제2카메라(122)에 의한 제4개별 측정영역(R4)의 대응되는 픽셀의 휘도값을 유효데이터로 이용하거나, 제4개별 측정영역(R4)에 대한 평균 휘도값은 상기 제2카메라(122)에 의한 제4개별 측정영역(R4)의 평균 휘도값을 유효데이터로 이용함으로써 상기 반사광에 의해 해당 개별 측정영역(R4)의 평균 휘도값이 비정상적으로 높아지는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 도면에서는 상기 제1카메라(121)가 설치된 위치의 수평상의 직교방향에 제2카메라(122)가 설치된 것을 예시하였으나, 이에 국한되는 것은 아니며 서로 대향하는 방향 즉 제1카메라(121)가 설치된 위치의 수평상의 180도 방향에 제2카메라(122)가 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템은 디밍제어를 위해 촬영되는 영상데이터를 메모리부(150)에 저장하되, 저장된 영상데이터를 영상분석하여 폭행, 외부침입 등의 이상징후를 감지하며, 이상징후가 감지된 시점으로부터 일정시간 전, 후의 영상데이터를 상기 메모리부(150)의 별도 저장공간에 저장되도록 제어됨으로써 교내폭력이나 절도 등과 같은 사고발생의 증거자료를 획득할 수 있도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 디밍제어시스템은 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터가 저장되는 메모리부(150)를 더 포함하되, 상기 제어부(130)는 카메라부(120)로부터 수신된 영상데이터를 영상분석하여 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하고 각 감시객체의 행동패턴을 감지하며, 기저장된 이상징후 행동패턴 기준데이터와 감지된 각 감시객체의 행동패턴을 비교하여 이상징후로 판단되면 상기 이상징후가 판단된 시점으로부터 일정시간 전,후의 영상데이터가 메모리부(150)의 별도 저장공간에 저장되도록 제어한다.

여기서, 상기 이상징후 행동패턴 기준데이터는, 감지객체의 특정 행동을 검출할 수 있도록 각 행동들의 평균적인 패턴을 데이터화한 데이터로서, 상기 특정 행동이 폭행이나 구타일 경우, 통상의 폭행자가 타인을 폭행하는 행동들의 평균적인 패턴을 데이터화한 데이터로서, 조명구역 내에서 팔을 크게 휘두리거나 발로 특정물체를 차거나 둘이상의 사람에 대한 격한 움직임 등의 행동패턴에 대한 기준데이터가 될 수 있다. 또한, 상기 특정 행동이 외부 침입일 경우 특정시간(조명구역이 비워져 있는 시간대)에 감시객체의 움직임 등의 행동패턴에 대한 기준데이터가 될 수 있는 것이다.

따라서, 제어부(130)는 이러한 이상징후 행동패턴 기준데이터와 각 감시객체의 행동패턴을 비교하여 일정치 이상 상기 행동패턴 기준데이터와 부합될 경우, 해당 감시객체는 이상징후를 나타내는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 메모리부(150)에는 카메라부(120)에서 실시간으로 촬영된 영상데이터가 허용된 저장공간 내에서 오버랩되며 저장되는 저장공간과, 이 저장공간과 구분되어 상기 이상징후가 감지될 경우의 영상데이터가 저장되는 저장공간으로 구분되어 각각의 데이터가 저장되도록 구분된다. 따라서, 지속적으로 영상데이터가 메모리부(150)에 저장되더도 이상징후가 판단된 시점으로부터 일정시간 전,후의 영상데이터는 오버랩되어 지워지지 않고 유지될 수 있는 것이다.

이와 같이, 디밍제어를 위해 촬영되는 영상데이터를 메모리부(150)에 저장하되, 저장된 영상데이터를 영상분석하여 폭행이나 외부침입 등의 이상징후를 감지하며, 이상징후가 감지된 시점으로부터 일정시간 전, 후의 영상데이터를 메모리부(150)의 별도 저장공간에 저장되도록 제어됨으로써 교내폭력 등과 같은 사고발생의 증거자료를 획득할 수 있는 것이다.

또한, 상기 영상데이터의 영상분석을 통해 이상징후를 판단하는 것과 더불어, 제어부(130)에 구비된 음성분석부(137)의 음성분석을 통해 이상징후를 판단할 수 도 있는데, 이를 위해 상기 카메라부(120)에는 각 카메라(121,122)의 구동에 따라 촬영되는 영상데이터와 함께 조명구역 내에서의 주변 음성을 입력받아 음성신호를 생성하는 마이크(123)가 구비되며, 상기 제어부(130)에는 마이크(123)로부터 생성된 음성신호를 입력받아 이를 분석함으로써 이상징후를 판단할 수도 있다.

상기 음성신호에 따른 이상징후 판단을 위해 상기 음성분석부(137)에는 이상징후 판단기준데이터가 저장되어, 입력되는 음성신호값이 이상징후 판단기준데이터를 초과하는 경우 이상징후로 판단하여 영상데이터와 함께 또는 음성신호만이 독립적으로 저장되도록 동작될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템은, 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하며, 상기 조명구역 내에 위치한 사람의 존재여부에 따라 조명부(110)의 점등 및 소등을 제어할 수 있도록 구비되는데, 이를 위해 상기 제어부(130)는, 상기 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 상기 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하되, 감지객체 인식에 따라 상기 조명구역에 사람이 존재하는 것으로 판단되면 상기 조명부(110)를 점등시키기 위한 점등 제어신호를 출력하고, 상기 감시객체가 인식되지 않으면 상기 조명구역에 사람이 존재하지 않은 것으로 판단하여 상기 조명부(110)를 소등시키기 위한 소등 제어신호를 출력한다. 또한, 상기 디밍구동부(140)는, 상기 제어부(130)의 점등 제어신호에 따라 상기 조명부(110)를 점등 제어하며, 상기 소등 제어신호에 따라 상기 조명부(110)를 소등 제어한다.

이와 같이, 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하며, 상기 조명구역 내에 위치한 사람의 존재여부에 따라 조명장치(111)의 점등 및 소등을 제어함으로써, 적외선 및 초음파 센서 등의 모션센서 없이도 조명구역 내에 사람이 위치한 경우에만 선택적으로 점등시킬 수 있어 소비전력을 절감할 수 있음은 물론, 낙엽, 동물, 빗방울, 커텐 및 태양광 등의 이상물체를 감지하여 점등되는 오작동을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

다음으로는, 도 8을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템의 동작원리를 설명하기로 한다.

먼저, 카메라부(120)에 포함된 각 카메라부(120)를 구동시켜 조명구역을 촬영하여 영상데이터를 획득한다.(S210) 획득된 영상데이터는 제어부(130)와 신호연결된 별도의 신호라인을 통해 제어부(130)로 전송되며, 영상데이터를 수신한 제어부(130)의 디지털신호 처리부(131)는 아날로그 형식의 영상데이터를 영상분석할 수 있도록 디지털 신호로 변환하며, 영역분할 처리부(132)는 변환된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 설정된 영상감지영역(R)을 분할하고, 분할된 영상감지영역(R) 내에서 각 조명장치(111)에 매칭되는 개별 측정영역(R1~R4)으로 구분되어 데이터 처리되도록 이미지를 분할한다.(S220)

이후, 상기 제어부(130)의 영역별휘도 분석부(133)는 각 개별 측정영역(R1~R4)의 이미지를 영상분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)별로 포함된 각 픽셀의 평균휘도값을 측정한다.(S230)

또한, 상기 영역별휘도 분석부(133)는 미리 설정된 휘도 대비 조도값 기준데이터와 측정된 평균휘도값을 비교하여 상기 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출한다.(S240)

더불어, 상기 영역별휘도 분석부(133)는, 추출된 조도정보와 설정 조도값을 비교하여 설정된 조명밝기로 조명부(110)가 발광구동하도록 디밍제어신호를 출력하되, 추출된 조도정보와 기설정된 설정조도범위(설정 조도값)을 포함되는지를 판단한다.(S250)

판단된 결과에 따라 추출된 조도정보가 상기 설정조도범위에 포함될 경우에는 디밍제어하지 않고 현재의 조명밝기를 유지하도록 하며, 상기 설정조도범위에 포함되지 않을 경우 추출된 조도정보가 설정조도범위보다 작거나 큰지를 비교하여 작을 경우에는 조명부(110)의 조명밝기를 증가시키기 위한 디밍제어신호를 출력하고 클 경우에는 조명부(110)의 조명밝기를 감소시키기 위한 디밍제어신호를 출력한다.(S260)

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디밍제어시스템의 각 구성 및 기능에 의해, 조명구역의 영상을 촬영하여 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 조명구역의 조도정보를 추출하고 추출된 조도정보에 따라 조명구역에 설치된 조명장치(111)의 조명밝기를 디밍제어함으로써, 조도센서를 이용하지 않고서도 주변 밝기 변화에 따라 디밍제어되어 최적화된 조명을 제공할 수 있음은 물론, 종래기술에 따른 조도센서를 이용하지 않으므로, 난반사 여부, 온도, 계절이나 기후 등의 외부환경의 변화와는 무관하게 항상 안정적으로 균일한 조명을 제공할 수 있다.

또한, 조명구역에 복수 개의 조명장치(111a,111b,111c,111d)가 설치된 경우에도 영상감지영역을 각 조명장치(111a,111b,111c,111d)별로 매칭시켜 개별 측정영역(R1~R4)으로 분할하고, 각 개별 측정영역(R1~R4)의 이미지를 분석하여 개별적인 조도정보를 추출하여 각 조명장치(111a,111b,111c,111d)별로 주변 밝기에 따라 조명밝기를 조절하는 디밍제어가 가능하기 때문에, 조명구역 전체에 균일한 조명을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110...조명부 111...조명장치
120...카메라부 121...제1카메라
122...제2카메라 123...마이크
130...제어부 131...디지털신호 처리부
132...영영분할 처리부 133...영역별휘도 분석부
134...디밍제어 판단부 135...감시객체 추출부
136...행동패턴 판단부 137...음성분석부
140...디밍구동부 150...메모리부

Claims

소정의 조명구역에 조명광을 제공하는 조명부(110);
상기 조명구역의 영상을 촬영하는 카메라부(120);
상기 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터를 수신하고, 수신된 영상데이터 내에서 디밍제어를 위해 상기 조명광이 입사되는 조명구역과 대응되게 설정된 영상감지영역(R)의 이미지를 분석하여 상기 영상감지영역(R)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 상기 조명부(110)를 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하는 제어부(130); 및
상기 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 상기 조명부(110)의 발광구동을 제어하여 조명밝기를 조절하는 디밍구동부(140);를 포함하고,
상기 제어부(130)는 상기 영상감지영역(R)의 조도정보를 추출함에 있어서, 영상분석을 통해 상기 영상감지영역(R)의 이미지에 포함된 각 픽셀의 개별 휘도값을 측정하여 측정된 각 픽셀의 평균휘도값을 산출하며, 미리 설정된 휘도 대비 조도값 기준데이터와 측정된 평균휘도값을 비교하여 상기 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템.
제 1항에 있어서,
상기 조명부(110)는, 상기 조명구역을 복수 개의 개별 조명영역으로 분할하여 각각 조명하도록 일정간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 조명장치(111)로 이루어지며,
상기 제어부(130)는, 각 조명장치(111)의 개별 조명영역의 크기를 고려하여 상기 영상감지영역(R)을 각 조명장치(111)별로 매칭되는 개별 측정영역(R1~R4)으로 분할하되, 분할된 개별 측정영역(R1~R4)별로 각각의 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하며, 추출된 조도정보에 따라 각 개별 측정영역(R1~R4)과 매칭되는 각 조명장치(111)별로 디밍제어하기 위한 디밍제어신호를 출력하며,
상기 디밍구동부(140)는, 상기 제어부(130)의 디밍제어신호에 따라 각 조명장치(111)의 조명밝기를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템.
제 2항에 있어서,
상기 제어부(130)는,
상기 개별 측정영역(R1~R4)별로 이미지를 분석하여 각 개별 측정영역(R1~R4)의 조도정보를 추출하되,
상기 개별 측정영역(R1~R4)에 포함된 픽셀의 평균휘도값을 측정하고, 미리 설정된 휘도 대비 조도값 기준데이터와 측정된 평균휘도값을 비교하여 상기 평균휘도값에 대응되는 조도정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템.
제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템은, 상기 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터가 저장되는 메모리부(150);를 더 포함하되,
상기 제어부(130)는, 상기 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 상기 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하고 각 감시객체의 행동패턴을 감지하며, 기저장된 이상징후 행동패턴 기준데이터와 감지된 각 감지객체의 행동패턴을 비교하여 이상징후로 판단되면 상기 이상징후가 판단된 시점으로부터 일정시간 전, 후의 영상데이터가 상기 메모리부(150)의 별도 저장공간에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템은, 상기 카메라부(120)로부터 촬영된 영상데이터가 저장되는 메모리부(150);를 더 포함하되,
상기 제어부(130)는, 상기 메모리부(150)에 저장된 영상데이터를 영상분석하여 상기 조명구역 내에 위치한 사람을 감시객체로 인식하며, 상기 조명구역에 사람이 존재하는 것으로 판단되면 상기 조명부(110)를 점등시키기 위한 점등 제어신호를 출력하고, 상기 조명구역에 사람이 존재하지 않은 것으로 판단되면 상기 조명부(110)를 소등시키기 위한 소등 제어신호를 출력하며,
상기 디밍구동부(140)는, 상기 제어부(130)의 점등 제어신호에 따라 상기 조명부(110)를 점등 제어하며, 상기 소등 제어신호에 따라 상기 조명부(110)를 소등 제어하는 것을 특징으로 하는 영상데이터를 이용한 조명장치의 디밍제어시스템.