KR101522107B1 - 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치는 적외선카메라와 가시카메라를 포함하는 카메라부, 상기 가시카메라가 촬영한 영상을 저장하는 파노라마 영상 저장장치, 상기 가시카메라가 전송하는 가시 영상신호와 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장된 가시 영상신호 중에서 하나를 선택하기 위한 비디오 스위치, 상기 적외선카메라가 전송하는 적외선 영상신호와 상기 비디오 스위치에 의해 선택된 가시 영상신호를 융합하기 위한 영상신호 융합부 및 상기 적외선카메라가 촬영한 적외선 영상과 상기 영상신호 융합부에 의해 융합된 융합 영상 및 상기 가시카메라가 촬영한 가시 영상 중에서 적어도 하나의 영상을 표시하기 위한 영상 표시부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 적외선카메라와 가시카메라의 조합을 통하여 야간 관측의 효율성과 정밀성이 크게 향상되고, 촬영된 영상을 PTZ 데이터를 기반으로 생성한 PTZ 주소에 저장하여 관리하고, 사용자가 영상의 재생을 요청하는 경우 해당 PTZ 주소에 저장된 영상을 출력함으로써, 영상의 저장과 재생을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치{OBSERVATION APPARATUS USING INFRARED LIGHT CAMERA AND VISIBLE LIGHT CAMERA}
본 발명은 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 야간 관측의 효율성과 정밀성을 높일 수 있는 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지털영상저장장치(digital video recorder, DVR)는 카메라를 통해 획득한 영상을 녹화된 시간정보와 함께 디지털화하여 하드디스크(HDD)와 같은 저장장치에 저장하고, 이후에 녹화된 시간의 영상을 재생하는 장치이다.
이러한 디지털영상저장장치와 이를 이용한 광역 영상 감시 기술에 대한 관심도가 높아지고 있다.
특허문헌 1은 복수의 마스터 카메라들과 복수의 슬레이브 카메라들을 구비한 광범위한 감시대상 지역을 감시할 수 있는 광역 감시 시스템을 개시하고 있다.
복수의 마스터 카메라들은 상기 원격 통제 장치에 접속되어, 각각이 감시대상 지역 중 적어도 일부인 감시 영역에 대한 광역영상을 획득하며, 상기 감시 영역 내의 움직임 객체를 검출하고, 움직임 객체 검출 정보를 상기 원격 통제 장치에 전송하며, 상기 광역영상과 집중감시영상을 저장하는 기능을 수행한다.
복수의 슬레이브 카메라들은 각각이 상기 복수의 마스터 카메라들 중 어느 하나에 접속되고 상기 감시 영역 중 일부에 대한 상기 집중감시영상을 획득한다.
이러한 종래의 기술은 카메라를 통해 획득한 영상을 녹화된 시간정보와 함께 디지털화하여 하드디스크(HDD)와 같은 저장장치에 저장하고, 이후에 녹화된 시간의 영상을 사용자에게 단순 제공하는 기능만을 수행하기 때문에, 카메라를 통해 획득된 영상을 사용자의 요구에 부응하여 보다 효율적으로 저장하고 재생할 수 있는 기술이 필요하다.
또한, 가시카메라의 영상의 경우에는 조명이 없는 야간에는 관측이 어려운 문제가 있다. 그리고 근적외선 카메라는 IR조명을 사용하기 때문에 가까운 거리에만 사용할 수 있는 제한성을 가진다. 따라서 열상(thermal image) 파장대역의 적외선 관측장비는 물체의 온도에 따른 가시화된 영상을 재현할 수 있기 때문에 야간의 관측장비로 많이 사용된다. 그러나 적외선 관측장비는 물체의 온도에 영향을 받기 때문에 물체들 간의 온도차이가 적으면 관측에 어려움이 있다. 따라서 야간에 적외선 관측장비를 사용하여 사물을 관측할 경우에도 주간에 관측하는 가시영상만큼 명확히 관측하기는 어렵다는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2011-0136907호
본 발명은 적외선카메라와 가시카메라의 조합을 통하여 야간 관측의 효율성과 정밀성을 높이는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 관측자에게 동일 관측 범위에 대한 야간 영상인 적외선 영상과 주간 영상인 가시 영상을 융합하여 제공하거나 분리하여 제공함으로써, 야간 관측의 효율성과 정밀성을 높이는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 PTZ(pan/tilt/zoom)카메라를 이용하여 획득한 영상을 PTZ 데이터를 기반으로 생성한 PTZ 주소에 저장하여 관리하고, 사용자가 영상의 재생을 요청하는 경우 해당 PTZ 주소에 저장된 영상을 출력함으로써, 파노라마 영상의 저장과 재생을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치는 적외선카메라와 가시카메라를 포함하는 카메라부, 상기 가시카메라가 촬영한 영상을 저장하는 파노라마 영상 저장장치, 상기 가시카메라가 전송하는 가시 영상신호와 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장된 가시 영상신호 중에서 하나를 선택하기 위한 비디오 스위치, 상기 적외선카메라가 전송하는 적외선 영상신호와 상기 비디오 스위치에 의해 선택된 가시 영상신호를 융합하기 위한 영상신호 융합부 및 상기 적외선카메라가 촬영한 적외선 영상과 상기 영상신호 융합부에 의해 융합된 융합 영상 및 상기 가시카메라가 촬영한 가시 영상 중에서 적어도 하나의 영상을 표시하기 위한 영상 표시부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치는 상기 카메라부의 줌 기능과 상기 카메라부의 좌우 회전운동 및 상하 회전운동을 제어하기 위한 카메라 조정부, 상기 카메라 조정부의 제어에 따라 상기 카메라부를 좌우 및 상하 방향으로 회전시키는 팬/틸트 구동부 및 상기 카메라부로부터 입력받은 줌 데이터와 상기 팬/틸트 구동부로부터 입력받은 좌우 회전운동 데이터 및 상하 회전운동 데이터로 이루어진 PTZ(Pan Tilt Zoom) 데이터를 부호화하여 상기 가시카메라가 촬영한 영상을 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장하기 위한 PTZ 주소를 생성하는 영상 저장 주소 생성기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 관측 시간이 야간인 경우, 상기 적외선카메라가 현재 촬영 중인 야간 적외선 영상과 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장되어 있는 동일 관측 범위의 주간 가시 영상을 관측자에게 함께 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 카메라부에 장착된 줌 렌즈의 위치를 조정하기 위한 줌 모터와 상기 카메라부를 좌우 방향으로 회전시키기 위한 팬(pan) 모터와 상기 카메라부를 상하 방향으로 회전시키기 위한 틸트(tilt) 모터에는 각각 절대값 엔코더(absolute encoder)가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 줌 데이터는 상기 줌 모터에 장착된 줌 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상기 좌우 회전운동 데이터는 상기 팬 모터에 장착된 팬 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상기 상하 회전운동 데이터는 상기 틸트 모터에 장착된 틸트 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 카메라 조정부는 사용자가 상기 줌 모터와 상기 팬 모터 및 상기 틸트 모터의 동작을 제어하는 사용자 제어명령을 입력하기 위한 사용자 조정부 및 미리 설정된 자동 제어명령에 따라 상기 줌 모터와 상기 팬 모터 및 상기 틸트 모터의 동작을 제어하는 자동 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 파노라마 영상 저장장치는 상기 카메라부가 비디오카메라인 경우, 상기 카메라부가 촬영한 비디오 영상으로부터 정지 영상을 추출한 후, 추출된 정지 영상을 상기 PTZ 데이터를 부호화하여 생성한 PTZ 주소에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치는 사용자가 통신망을 통하여 상기 파노라마 영상 저장장치에 접속하여 상기 PTZ 주소에 저장된 영상을 요청하기 위한 사용자 접속장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 사용자 접속장치는 사용자가 재생 대상인 영상 영역을 지정하는 위치데이터를 입력하기 위한 3축 제어 입력기 및 상기 3축 제어 입력기를 통해 입력된 위치데이터를 부호화하여 상기 파노라마 영상 저장장치가 인식할 수 있는 영상 재생 주소를 생성하는 영상 재생 주소 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 3축 제어 입력기는 3축 제어 조이스틱 또는 3축 자이로센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서, 상기 3축 제어 입력기가 상기 3축 자이로센서인 경우, 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장되어 있는 영상은 상기 3축 자이로센서가 부착되어 있으며 사용자가 착용하는 3D HUD(Head-Up Display) 안경을 통해 사용자에게 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 적외선카메라와 가시카메라의 조합을 통하여 야간 관측의 효율성과 정밀성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 관측자에게 동일 관측 범위에 대한 야간 영상인 적외선 영상과 주간 영상인 가시 영상을 융합하여 제공하거나 분리하여 제공함으로써, 야간 관측의 효율성과 정밀성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 PTZ(pan/tilt/zoom)카메라를 이용하여 획득한 영상을 PTZ 데이터를 기반으로 생성한 PTZ 주소에 저장하여 관리하고, 사용자가 영상의 재생을 요청하는 경우 해당 PTZ 주소에 저장된 영상을 출력함으로써, 파노라마 영상의 저장과 재생을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치의 개략적인 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시 예에 있어서, 사용자 접속장치에 포함된 구성요소인 3축 제어 입력기를 3축 제어 조이스틱으로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시 예에 있어서, 사용자 접속장치에 포함된 구성요소인 3축 제어 입력기를 3축 자이로센서로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치의 구체적인 동작의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치의 개략적인 시스템 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 줌(zoom) 기능이 내장된 적외선카메라와 가시카메라가 팬/틸트 구동부에 거치되어 있다. 이런 구조의 PTZ(pan/tilt/zoom)카메라는 카메라를 팬(pan)조정으로 좌우로, 틸트(tilt)조정으로 상하로 이동시킬 수 있고, 줌(zoom)조정으로 영상을 확대/축소할 수 있다. 따라서 PTZ카메라에서 PTZ를 조정하여 폭넓은 다양한 장면영상을 획득할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치는 카메라부(10), 팬/틸트 구동부(20), 카메라 조정부(30), 영상 저장 주소 생성기(40), 파노라마 영상 저장장치(50), 사용자 접속장치(60), 비디오 스위치(70), 영상신호 융합부(80) 및 영상 표시부(90)를 포함하여 구성된다.
카메라부(10)는 영상을 촬영하기 위한 수단이며, 적외선카메라(12)와 가시카메라(14)로 구성된다.
일반적으로 가시광 카메라의 영상의 경우에는 조명이 없는 야간에는 관측이 어려운 문제가 있다. 그리고 근적외선 카메라는 IR조명을 사용하기 때문에 가까운 거리에만 사용할 수 있는 제한성을 가진다. 따라서 열상 이미지(thermal image) 파장대역의 적외선 관측장비는 물체의 온도에 따른 가시화된 영상을 재현할 수 있기 때문에 야간의 관측장비로 많이 사용된다. 그러나 적외선 관측장비는 물체의 온도에 영향을 받기 때문에 물체들 간의 온도차이가 적으면 관측에 어려움이 있다. 따라서 야간에 적외선 관측장비를 사용하여 사물을 관측할 경우에도 주간에 관측하는 가시영상만큼 명확히 관측하기는 어렵다.
하지만 본 실시 예에 개시된 바와 같이 카메라부(10)를 적외선카메라(12)와 가시카메라(14)로 구성하면, 주간에는 적외선카메라(12)와 가시카메라(14)를 이용하여 동시에 물체를 관측할 수 있다. 또한 각 카메라에서 출력되는 적외선 영상과 가시 영상을 서로 융합하여 융합된 영상으로 관측할 수도 있다. 가시 영상은 적외선 영상에 비해 섬세한 고주파성분을 가지고 있는 반면에 적외선영상은 상대적으로 저주파특성을 가지지만 열(thermal)정보를 가지고 있다. 따라서 이들의 특성을 융합하기 위해 다중스케일(multi-scaling) 방식 등을 사용하고 의사칼라(pseudo coloring)처리를 하면 관측자에게 효과적인 정보를 제공할 수 있다. 융합된 영상은 전용의 융합영상모니터를 사용하여 디스플레이할 수도 있지만, 가시영상모니터 하나만을 사용하여 가시영상과 융합영상을 선택적으로 디스플레이할 수도 있다.
후술하겠지만, 날씨가 좋은 주간에는, 가능한 모든 PTZ의 위치에 따른 가시카메라의 영상이 파노라마 영상 저장장치에 저장된다. 그리고 야간에는 파노라마 영상 저장장치의 영상이 PTZ의 위치에 따라 재생된다. 따라서 관측장비가 고정되어 있다면 야간에도 특정 PTZ위치의 주간 장면을 확인할 수 있으므로 적외선 영상과 같이 사용하면 사물을 더욱 효과적으로 관측할 수 있다.
이러한 카메라부(10)에는 기본적으로 줌(zoom) 기능이 내장되어 있으며, 카메라부(10)에 장착된 줌 렌즈(zoom lens)의 위치를 조정하기 위한 줌 모터(zoom motor)에는 줌 모터 절대값 엔코더(absolute encoder)가 장착되어 있으며, 후술하는 PTZ(Pan Tilt Zoom) 데이터를 구성하는 줌 데이터는 이 줌 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이다.
가시카메라(14)를 구성하는 카메라로는 비디오카메라 또는 스틸카메라가 모두 사용될 수 있다.
비디오카메라로는 줌의 기능을 가진 아날로그 또는 디지털 비디오카메라가 적용될 수 있다. 줌 렌즈를 조정하기 위한 줌 모터에 절대값 엔코더를 장착하여 줌 렌즈의 위치를 디지털데이터로 출력한다. 줌은 후술하는 카메라 조정부(30)를 통해 제어될 수 있다.
스틸카메라인 경우에는 디지털카메라로서 줌 렌즈의 위치를 알 수 있도록 줌 모터에 절대값 엔코더를 장착하여 위치값을 디지털데이터로 출력될 수 있어야 한다.
가시카메라(14)를 구성하는 카메라는 1개 이상 사용될 수 있다. 카메라가 2개인 경우 즉, 스테레오카메라인 경우, 입체영상을 획득할 수 있고, 3개 이상이면 다시점의 입체영상을 획득할 수 있다.
팬/틸트 구동부(20)는 카메라부(10)가 거치되는 구조체이며, 후술하는 카메라 조정부(30)의 제어에 따라 카메라부(10)를 좌우 및 상하 방향으로 회전시키는 기능을 수행한다. 이러한 팬/틸트 구동부(20)에는 기본적으로 카메라부(10)를 좌우 방향으로 회전시키는 팬 구조체와 상하 방향으로 회전시키는 틸트 구조체가 구비되어 있다. 팬/틸트 회전기능을 담당하는 2개의 모터 각각에 절대값 엔코더가 장착되어 팬/틸트의 위치를 디지털데이터로 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 카메라부(10)를 좌우 방향으로 회전시키기 위한 팬(pan) 모터에는 팬 모터 절대값 엔코더가 장착되어 있으며, 카메라부(10)를 상하 방향으로 회전시키기 위한 틸트(tilt) 모터에는 틸트 모터 절대값 엔코더가 장착되어 있다. PTZ(Pan Tilt Zoom) 데이터를 구성하는 좌우 회전운동 데이터는 이 팬 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상하 회전운동 데이터는 이 틸트 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이다.
카메라 조정부(30)는 카메라부(10)의 줌 기능과 카메라부(10)의 좌우 회전운동 및 상하 회전운동을 제어하기 위한 수단이다. 즉, 카메라 조정부(30)는 팬 모터, 틸트 모터 및 줌 모터를 조정하는 장치로서 조이스틱 또는 키보드와 같은 장치를 사용할 수 있다. 조정은 사용자가 임의로 조정할 수도 있지만, 파노라마 영상을 저장할 때는 팬/틸트/줌의 가능한 모든 조정단계를 자동으로 조정할 수 있도록 순차적이면서 단계적으로 제어신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 카메라 조정부(30)는 사용자 조정부와 자동 조정부를 포함하여 구성될 수 있다.
사용자 조정부는 사용자가 줌 모터와 팬 모터 및 틸트 모터의 동작을 제어하는 사용자 제어명령을 입력하기 위한 수단이다.
자동 조정부는 미리 설정된 자동 제어명령에 따라 줌 모터와 팬 모터 및 틸트 모터의 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 이 자동 조정부를 통해 팬/틸트가 가능한 위치를 모두 순차적이고 단계적으로 좌우상하로 이동할 수 있다.
영상 저장 주소 생성기(40)는 가시카메라(14)로부터 입력받은 줌 데이터와 팬/틸트 구동부(20)로부터 입력받은 좌우 회전운동 데이터 및 상하 회전운동 데이터로 이루어진 PTZ(Pan Tilt Zoom) 데이터를 부호화하여, 가시카메라(14)가 촬영한 가시 영상을 저장하기 위한 PTZ 주소를 생성하는 기능을 수행한다.
가시카메라(14)와 팬/틸트 구동부(20)로부터 출력되는 데이터들은 PTZ모터들에 장착된 절대값 엔코더의 출력값이다. 이들 출력데이터들은 PTZ의 위치데이터들이고 저장장치의 주소로 활용된다. 절대값 엔코더의 출력데이터는 제조사 고유의 코드로 부호화되어 있기 때문에 저장장치에 적합한 주소데이터로 변환되어야 한다. 따라서 영상 저장 주소 생성기(40)는 각각의 절대값 엔코더가 출력하는 값들인 PTZ 데이터를 저장장치에 적합한 주소로 변환하는 장치이다.
앞서 설명한 바 있지만, 줌 데이터는 줌 모터에 장착된 줌 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 좌우 회전운동 데이터는 팬 모터에 장착된 팬 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상하 회전운동 데이터는 틸트 모터에 장착된 틸트 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이다.
파노라마 영상 저장장치(50)는 가시카메라(14)가 촬영한 영상을 영상 저장 주소 생성기(40)가 생성한 PTZ 주소에 저장하는 기능을 수행하며, 후술하는 사용자 접속장치(60)로부터의 요청에 따라 해당 영상을 사용자에게 표시하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 파노라마 영상 저장장치(50)는 가시카메라(14)가 비디오카메라인 경우, 가시카메라(14)가 촬영한 비디오 영상으로부터 정지 영상을 추출한 후, 추출된 정지 영상을 PTZ 데이터를 부호화하여 생성한 PTZ 주소에 저장하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 종래의 디지털영상저장장치(digital video recorder, DVR)는 카메라를 통해 획득한 영상을 녹화된 시간정보와 함께 디지털화하여 하드디스크(HDD)와 같은 저장장치에 저장하고, 이후에 녹화된 시간의 영상을 재생하는 장치이다.
반면, 본 실시 예에 있어서의 파노라마 영상 저장장치(50)는 PTZ카메라의 영상을 PTZ의 각각의 위치에 따라 비디오영상을 디지털 정지영상으로 캡쳐(capture)하여 저장하고, 이후에 PTZ의 위치에 따른 영상을 재생하는 기능을 제공한다.
예를 들어, 팬(pan)의 전체 각도가 360도이고 각도의 분해도가 1도이면 360개의 단계가 되고, 틸트(tilt)의 전체 각도가 90도이고 각도 분해도가 1도이면 90개의 단계가 된다. 그리고 줌(zoom)의 단계가 10개이면 총 360×90×10 =324,000개의 정지영상이 저장된다. 따라서 324,000개의 영상에 대한 주소가 필요하며, 이 주소는 앞서 설명한 PTZ 데이터를 기반으로 생성된다.
영상 저장 시, PTZ카메라의 영상을 획득할 때는 영상 저장 주소가 바뀐 이후의 첫 번째 프레임의 영상을 획득한다. 그리고 획득한 정지영상은 영상 저장 주소로 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장된다. 가시카메라(14)를 구성하는 카메라가 2대 이상인 경우도 저장할 수 있도록 다채널의 입력단자를 두어 각각의 영상을 획득하고 저장할 수 있다.
영상 재생 시, 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장된 영상을 재생하는 경우, 사용자 접속장치(60)를 통하여 파노라마 영상 저장장치(50)에 영상 재생 주소가 인가되면 그 주소에 해당하는 영상이 출력되고 주소가 바뀌지 않는 동안 이를 계속 반복하여 동영상으로 재생된다. 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장된 데이터들은 정지영상이지만 출력신호는 동영상의 비디오신호가 된다. 가시카메라(14)를 구성하는 카메라가 2대 이상인 경우에는 다채널의 비디오출력단자를 두어 각각의 비디오 영상이 출력된다.
2대의 카메라 즉, 스테레오카메라를 사용한 경우에는 3DTV 또는 3D HUD(Head Up Display) 등과 같은 3D 디스플레이장치로 재생할 수 있도록 2개의 영상은 필드(field)단위로 스위칭되어 비디오신호가 출력된다. 3대 이상의 카메라를 사용한 다시점(multi view)의 출력비디오신호들은 다시점 3D 디스플레이장치에 의해 입체영상으로 재현된다.
사용자 접속장치(60)는 사용자가 통신망을 통하여 파노라마 영상 저장장치(50)에 접속하여 PTZ 주소에 저장된 영상을 동영상 형식으로 재생시키는 기능을 수행한다.
예를 들어, 사용자 접속장치(60)는 3축 제어 입력기(62) 및 영상 재생 주소 생성기(64)를 포함하여 구성될 수 있다.
3축 제어 입력기(62)는 사용자가 재생 대상인 영상 영역을 지정하는 위치데이터를 입력하기 위한 수단이다.
영상 재생 주소 생성기(64)는 3축 제어 입력기(62)를 통해 입력된 위치데이터를 부호화하여 파노라마 영상 저장장치(50)가 인식할 수 있는 영상 재생 주소를 생성하는 기능을 수행한다.
한편 예를 들어, 3축 제어 입력기(62)는 3축 제어 조이스틱 또는 3축 자이로센서일 수 있다.
도 3은 3축 제어 입력기(62)를 3축 제어 조이스틱으로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 저장된 파노라마 영상은 3축 제어 조이스틱을 이용하여 사용자가 임의 방향의 영상을 재생하여 관측할 수 있다. 3축 제어 조이스틱으로부터의 조정신호는 조이스틱-저장장치주소 발생기로 전달되어 파노라마 영상 저장장치(50)의 주소로 변환된 후 그 주소에 해당하는 파노라마 영상 저장장치(50)의 영상이 출력된다.
가시카메라(14)를 구성하는 카메라가 2개 이상이면 입체영상을 획득/저장할 수 있고, 3D 디스플레이장치를 사용하면 입체영상이 재현될 수 있다.
도 4는 3축 제어 입력기(62)를 3축 자이로센서로 구현한 경우를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 3축 제어 입력기(62)가 3축 자이로센서(Gyro sensor)인 경우, 영상은 3축 자이로센서가 부착되어 있으며 사용자가 착용하는 3D HUD(Head Up Display) 안경을 통해 사용자에게 제공된다. 이와 같이, 3D HUD 안경에 3축 자이로센서를 장착하면 사용자 머리의 움직임(pitch, yaw, roll)에 따른 움직임데이터를 추출할 수 있다. 이 움직임데이터는 3축 자이로-저장장치주소 발생기로 전송되어 움직임데이터를 파노라마 영상 저장장치(50)의 주소를 변환된다. 파노라마 영상 저장장치(50)의 주소에 따라 저장장치에 저장된 스테레오영상이 3D HUD 안경에 전달되어 3D 파노라마영상이 재생된다.
비디오 스위치(70)는 가시카메라(14)가 촬영하여 실시간으로 전송하는 가시 영상신호와 파노라마 영상 저장장치(50)에 이미 저장되어 있는 가시 영상신호 중에서 하나를 선택하기 위한 수단이다. 관측자는 비디오 스위치(70)를 사용하여 가시카메라(14)가 현재 촬영해서 실시간 전송하는 영상 또는 가시카메라(14)가 과거에 촬영하여 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장된 영상을 선택하여 관측할 수 있다.
예를 들어, 관측 시간이 야간인 경우, 적외선카메라(12)가 현재 촬영 중인 야간 적외선 영상과 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장되어 있는 동일 관측 범위의 주간 가시 영상을 관측자에게 함께 제공하도록 구성될 수 있다. 이를 통하여, 관측자는 야간 영상인 적외선 영상과 주간 영상인 가시 영상을 상호 비교하며 동일 관측 범위를 관측할 수 있으며, 이에 따라 관측의 효율성과 정밀성이 높아지게 된다.
영상신호 융합부(80)는 적외선카메라(12)가 전송하는 적외선 영상신호와 비디오 스위치(70)에 의해 선택된 가시 영상신호를 융합하기 위한 수단이다. 앞서 설명한 바 있지만, 가시 영상은 적외선 영상에 비해 섬세한 고주파성분을 가지고 있는 반면에 적외선영상은 상대적으로 저주파특성을 가지지만 열(thermal)정보를 가지고 있다. 따라서 이들의 특성을 융합하기 위해 다중스케일(multi-scaling) 방식 등을 사용하고 의사칼라(pseudo coloring)처리를 하면 관측자에게 효과적인 정보를 제공할 수 있다. 비디오 스위치(70)에 의해 선택된 가시 영상신호는 가시카메라(14)가 촬영하여 실시간으로 전송하는 가시 영상신호와 파노라마 영상 저장장치(50)에 이미 저장되어 있는 가시 영상신호 중 하나이다.
영상 표시부(90)는 적외선 영상 표시부(92), 융합 영상 표시부(94) 및 가시 영상 표시부(96)로 구성될 수 있다.
적외선 영상 표시부(92)는 적외선카메라(12)가 촬영한 적외선 영상을 관측자에게 표시하기 위한 수단이고, 융합 영상 표시부(94)는 영상신호 융합부(80)에 의해 융합된 융합 영상을 표시하기 위한 수단이고, 가시 영상 표시부(96)는 가시카메라(14)가 촬영한 가시 영상을 표시하기 위한 수단이다.
이하에서는 도 5를 추가적으로 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치의 구체적인 동작의 예를 설명한다.
먼저 단계 S10에서는, 카메라 조정부(30)를 통하여 줌(zoom) 기능이 내장된 카메라부(10)의 줌 기능과 카메라부(10)의 좌우 회전운동 및 상하 회전운동을 제어하기 위한 카메라 제어명령을 입력하는 과정이 수행된다.
단계 S20에서는, 카메라 제어명령에 따라 팬/틸트 구동부(20)가 카메라부(10)를 좌우 및 상하 방향으로 회전시키면서 카메라부(10)가 영상을 촬영하는 과정이 수행된다.
단계 S30에서는, 영상 저장 주소 생성기(40)가 가시카메라(14)로부터 입력받은 줌 데이터와 팬/틸트 구동부(20)로부터 입력받은 좌우 회전운동 데이터 및 상하 회전운동 데이터를 부호화하여 가시카메라(14)가 촬영한 영상을 저장하기 위한 PTZ 주소를 생성하는 과정이 수행된다. 이 PTZ 주소가 영상 저장 주소이다.
단계 S40에서는, 파노라마 영상 저장장치(50)가 가시카메라(14)에 의해 촬영된 가시 영상을 영상 저장 주소 생성기(40)가 생성한 PTZ 주소에 저장하는 과정이 수행된다.
단계 S50에서는, 비디오 스위치(70)를 통해 가시카메라(14)가 전송하는 가시 영상신호와 파노라마 영상 저장장치(50)에 저장된 가시 영상신호 중에서 하나를 선택하는 과정이 수행된다.
단계 S60에서는, 영상신호 융합부(80)가 적외선카메라(12)가 전송하는 적외선 영상신호와 비디오 스위치(70)에 의해 선택된 가시 영상신호를 융합하는 과정이 수행된다.
단계 S70에서는, 영상 표시부(90)를 통해 적외선카메라(12)가 촬영한 적외선 영상과 영상신호 융합부(80)에 의해 융합된 융합 영상 및 가시카메라(14)가 촬영한 가시 영상 중에서 적어도 하나의 영상을 관측자에게 표시하는 과정이 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적외선카메라와 가시카메라의 조합을 통하여 야간 관측의 효율성과 정밀성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 관측자에게 동일 관측 범위에 대한 야간 영상인 적외선 영상과 주간 영상인 가시 영상을 융합하여 제공하거나 분리하여 제공함으로써, 야간 관측의 효율성과 정밀성이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 PTZ(pan/tilt/zoom)카메라를 이용하여 획득한 영상을 PTZ 데이터를 기반으로 생성한 PTZ 주소에 저장하여 관리하고, 사용자가 영상의 재생을 요청하는 경우 해당 PTZ 주소에 저장된 영상을 출력함으로써, 파노라마 영상의 저장과 재생을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 종래의 디지털영상저장장치(digital video recorder, DVR)는 카메라를 통해 획득한 영상을 녹화된 시간정보와 함께 디지털화하여 하드디스크(HDD)와 같은 저장장치에 저장하고, 이후에 녹화된 시간의 영상을 단순 재생하는 기능을 제공하였으나, 본 발명에 따른 파노라마 영상 저장장치 및 방법은 PTZ카메라의 영상을 PTZ의 각각의 위치에 따라 비디오영상을 디지털 정지영상으로 캡쳐(capture)하여 저장하고, 이후에 사용자에 의해 입력된 PTZ의 위치에 따른 파노라마 영상을 재생하는 기능을 제공한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10: 카메라부
12: 적외선카메라
14: 가시카메라
20: 팬(pan)/틸트(tilt) 구동부
30: 카메라 조정부
40: 영상 저장 주소 생성기
50: 파노라마 영상 저장장치
60: 사용자 접속장치
62: 3축 제어 입력기
64: 영상 재생 주소 생성기
70: 비디오 스위치
80: 영상신호 융합부
90: 영상 표시부
92: 적외선 영상 표시부
94: 융합 영상 표시부
96: 가시 영상 표시부

Claims (11)

  1. 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치에 있어서,
    적외선카메라와 가시카메라를 포함하는 카메라부;
    상기 가시카메라가 촬영한 영상을 저장하는 파노라마 영상 저장장치;
    상기 가시카메라가 전송하는 가시 영상신호와 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장된 가시 영상신호 중에서 하나를 선택하기 위한 비디오 스위치;
    상기 적외선카메라가 전송하는 적외선 영상신호와 상기 비디오 스위치에 의해 선택된 가시 영상신호를 융합하기 위한 영상신호 융합부;
    상기 적외선카메라가 촬영한 적외선 영상과 상기 영상신호 융합부에 의해 융합된 융합 영상 및 상기 가시카메라가 촬영한 가시 영상 중에서 적어도 하나의 영상을 표시하기 위한 영상 표시부;
    상기 카메라부의 줌 기능과 상기 카메라부의 좌우 회전운동 및 상하 회전운동을 제어하기 위한 카메라 조정부;
    상기 카메라 조정부의 제어에 따라 상기 카메라부를 좌우 및 상하 방향으로 회전시키는 팬/틸트 구동부;
    상기 카메라부로부터 입력받은 줌 데이터와 상기 팬/틸트 구동부로부터 입력받은 좌우 회전운동 데이터 및 상하 회전운동 데이터로 이루어진 PTZ(Pan Tilt Zoom) 데이터를 부호화하여 상기 가시카메라가 촬영한 영상을 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장하기 위한 PTZ 주소를 생성하는 영상 저장 주소 생성기; 및
    사용자가 통신망을 통하여 상기 파노라마 영상 저장장치에 접속하여 상기 PTZ 주소에 저장된 영상을 요청하기 위한 사용자 접속장치를 포함하며,
    상기 사용자 접속장치는
    사용자가 재생 대상인 영상 영역을 지정하는 PTZ 위치에 따른 위치데이터를 입력하기 위한 3축 제어 입력기, 및
    상기 3축 제어 입력기를 통해 입력된 PTZ 위치에 따른 위치데이터를 부호화하여 상기 파노라마 영상 저장장치가 인식할 수 있는 영상 재생 주소를 생성하는 영상 재생 주소 생성기를 포함하는, 적외선 카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    관측 시간이 야간인 경우, 상기 적외선카메라가 현재 촬영 중인 야간 적외선 영상과 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장되어 있는 동일 관측 범위의 주간 가시 영상을 관측자에게 함께 제공하는 것을 특징으로 하는, 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라부에 장착된 줌 렌즈의 위치를 조정하기 위한 줌 모터와 상기 카메라부를 좌우 방향으로 회전시키기 위한 팬(pan) 모터와 상기 카메라부를 상하 방향으로 회전시키기 위한 틸트(tilt) 모터에는 각각 절대값 엔코더(absolute encoder)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 줌 데이터는 상기 줌 모터에 장착된 줌 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상기 좌우 회전운동 데이터는 상기 팬 모터에 장착된 팬 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터이고, 상기 상하 회전운동 데이터는 상기 틸트 모터에 장착된 틸트 모터 절대값 엔코더가 출력하는 데이터인 것을 특징으로 하는, 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 카메라 조정부는
    사용자가 상기 줌 모터와 상기 팬 모터 및 상기 틸트 모터의 동작을 제어하는 사용자 제어명령을 입력하기 위한 사용자 조정부; 및
    미리 설정된 자동 제어명령에 따라 상기 줌 모터와 상기 팬 모터 및 상기 틸트 모터의 동작을 제어하는 자동 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파노라마 영상 저장장치는
    상기 카메라부가 비디오카메라인 경우, 상기 카메라부가 촬영한 비디오 영상으로부터 정지 영상을 추출한 후, 추출된 정지 영상을 상기 PTZ 데이터를 부호화하여 생성한 PTZ 주소에 저장하는 것을 특징으로 하는, 적외선 카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 3축 제어 입력기는 3축 제어 조이스틱 또는 3축 자이로센서인 것을 특징으로 하는, 적외선카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 3축 제어 입력기가 상기 3축 자이로센서인 경우, 상기 파노라마 영상 저장장치에 저장되어 있는 영상은 상기 3축 자이로센서가 부착되어 있으며 사용자가 착용하는 3D HUD(Head-Up Display) 안경을 통해 사용자에게 표시되는 것을 특징으로 하는, 적외선 카메라와 가시카메라를 이용한 관측장치.
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