KR101566106B1 - 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 차량용 영상 인식 장치 - Google Patents

교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 차량용 영상 인식 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치는 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크, 교통 표지 마크를 화면 일정 영역에 포함하고 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하는 촬영부, 및 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 교통 표지 마크를 포함한 샘플 이미지를 추출하여 데이터베이스화하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 차량용 영상 인식 장치{DATABASE CONSTRUCTION METHOD FOR RECOGNIZING TRAFFIC SIGNS AND IMAGE RECOGNITION DEVICE FOR VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은, 차량의 영상 인식 장치에 교통 표지판을 인식하는 데 필요한 교통 표지의 샘플 이미지를 쉽고 편리하게 데이터베이스화 할 수 있는 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 차량용 영상 인식 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 교통 표지판 인식 시스템에서 가장 많이 사용되는 기술은 영상 학습이다. 영상 학습 기술은 인식하고자 하는 대상 즉, 교통 표지판에 관한 정보를 컴퓨터에게 학습시킨 후, 학습된 정보와 일치하는 대상을 영상 속에서 찾아내는 기술이다. 컴퓨터에게 대상(교통 표지판)에 관한 정보를 학습시키기 위해서는 수천 장의 샘플 이미지들이 필요로 한다.
교통 표지판의 샘플 이미지를 취득하기 위해서 종래 주로 사용되는 방법으로는 도 1과 같다. 즉, 도 1의 (a)와 같이 자동차가 주행하는 도로의 영상을 취득하고, 도로 영상(a)으로부터 도 1의 (b)와 같이 표지판 영역을 추출 후 저장하는 방법이 있다.
또한, 가상 공간 내에서의 취득 방법이 있다. 비디오 게임과 같은 가상 공간 상에서 샘플 이미지를 취득하는 방법이다. 예를 들면 가상공간 상에서 가상의 자동차를 생성하여 도로를 주행하게 한 후, 자동차 시점에서 표지판을 바라보고, 표지판이 보이면 표지판에 대한 이미지 샘플을 취득한다.
그런데, 상기에서 설명한 종래 취득 방법들은 다음의 문제점들을 가지고 있다.
첫째, 주행 중 교통 표지판이 불연속적으로 등장하기 때문에 교통 표지판의 캡쳐가 용이하지 않다.
자동차의 주행 영상을 살펴보면 교통 표지판이 지속적으로 등장하지 않는다. 따라서 작업자가 직접 영상을 보다가 교통 표지판이 등장하는 시기에서만 정지시켜놓고, 이미지 샘플을 직접 취득해야 하는 불편함이 있다.
둘째, 교통 표지판의 위치 및 크기가 일정하지 않다.
상기의 첫째 문제를 해결하여 교통 표지판이 등장하는 시기를 알고 있다 하더라도 일반적으로 교통 표지판에 대한 설치 위치 및 크기는 잘 모른다. 하지만 샘플 이미지의 데이터베이스를 구축하기 위해서는 도 2와 같이 샘플 이미지 상에서 교통 표지판의 중심과 샘플 이미지의 중심을 일치시키고, 샘플 이미지 모두에서 동일한 크기를 지녀야 한다. 이러한 제약조건이 있기에 사람이 직접 주행 영상에서 이미지를 잘라 저장해야 하는 불편한 작업이 필요하다.
셋째, 배경의 다양성이 부족하다.
교통 표지판을 샘플 이미지로 저장할 때에는 다양한 배경에서의 이미지 샘플이 필요로 한다. 고정된 교통 표지판을 이미지 샘플로서 취득한다면, 데이터베이스화 할 때 수많은 이미지 샘플이 필요로 하므로, 그만큼 많은 교통 표지판을 표지판이 설치된 곳으로 직접 찾아다녀야 한다. 그렇기에 이미지 샘플을 취득하는데 많은 인력과 시간이 소모된다.
넷째, 조명에 영향을 많이 받는다.
교통 표지판을 샘플 이미지로 저장할 때에는 다양한 조명에서의 영향이 모두 고려된 이미지들로 저장되어야 한다. 뒤에서 비치는 역광, 앞에서 비치는 순광, 태양빛을 반사시키는 현상 등 모든 현상에 따라 교통 표지판을 촬영한 샘플 이미지가 다르게 보여질 수 있다. 그런데, 각 조명에 따른 모든 영향을 고려하기 위해서는 시간마다 교통 표지판 영상을 저장해야 하기 때문에 많은 시간이 소요된다.
다섯째, 인력 및 시간 낭비가 크다.
위에서 설명한 바와 같이, 배경과 조명 등의 다양성을 확보하기 위해서는 주행 영상을 저장하기에 많은 인력과 시간이 소요된다. 그리고 필요한 주행 영상을 모두 저장해도, 샘플 이미지를 취득할 때 사람이 직접 영상을 보며 교통 표지판의 위치를 찾고 크기를 지정해야 하기 때문에 또한 많은 인력과 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
관련 선행기술로는 한국등록특허공보 제10-1298937호(발명의 명칭: 표지판 인식장치, 표지판 인식방법, 및 이미지 인식방법, 공고일자: 2013년 08월 23일) 및 일본공개특허공보 제2005-222485호(발명의 명칭: 교통표지 식별장치 및 교통표지 식별방법, 공개일자: 2005년 08월 18일) 등이 있다.
본 발명의 목적은 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크를 차량의 주행 영상에 항상 포함시켜 주변 도로를 배경으로 촬영함으로써 종래 교통 표지판의 불연속적인 등장, 배경 및 조명에 대한 다양성 부족 등으로 인한 문제점을 해소할 수 있는 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 차량용 영상 인식 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량용 영상 인식 시스템에 교통 표지판 인식을 위한 샘플 이미지를 편리하게 업데이트할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 교통 표지 마크를 교통 표지판의 미니어처 형태로 모형화하고 이를 차량에 고정시킨 상태로 주행 영상을 촬영함으로써 교통 표지 마크의 샘플 이미지를 쉽게 취득할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크; 상기 교통 표지 마크를 화면 일정 영역에 포함하고 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 상기 교통 표지 마크를 포함한 샘플 이미지를 추출하여 데이터베이스화하는 영상 처리부를 포함하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 교통 표지 마크는 교통 표지판을 일정 축적으로 축소시킨 모형판에 구현할 수 있다.
상기 교통 표지 마크는 상기 차량의 전방 또는 후방에 고정 설치될 수 있다.
상기 교통 표지 마크를 상기 차량의 후방에 설치하는 경우, 상기 교통 표지 마크를 설치하고 상기 차량의 뒷 범퍼에 고정되는 카트를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 처리부는 상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들에 대하여 상기 교통 표지 마크의 위치 및 크기에 따른 하나의 샘플 영역을 지정하여 상기 샘플 영역을 샘플 이미지로서 추출할 수 있다.
상기 영상 처리부는 상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 다양한 배경 및 조명에서의 샘플 이미지를 각각 추출하여 업데이트할 수 있다.
상기 차량용 영상 인식 장치는 상기 영상 처리부에서 추출한 다수의 샘플 이미지를 저장 및 갱신하는 저장부를 더 포함하고, 저장 및 갱신 시 상기 다수의 샘플 이미지를 교통 표지 마크별로 매칭하여 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량용 영상 인식 장치는 상기 촬영부와 상기 영상 처리부를 무선으로 연결하여 데이터 송수신이 가능한 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은, 차량용 영상 인식 장치를 이용하여 교통 표지판을 인식하기 위한 방법으로서, 상기 차량용 영상 인식 장치의 촬영부에서, 상기 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크를 화면 일정 영역에 포함하고 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하는 단계; 상기 차량용 영상 인식 장치의 영상 처리부에서, 상기 촬영부를 통해 촬영한 영상들로부터 상기 교통 표지 마크에 대한 샘플 이미지를 추출하는 단계; 및 상기 차량용 영상 인식 장치의 영상 처리부에서, 추출한 샘플 이미지를 저장부에 저장 및 업데이트하여 데이터베이스화하는 단계를 포함하는 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명은 교통 표지판의 위치와 크기를 일정하게 유지하고 주행 영상에 항상 교통 표지판이 등장시킴으로써 영상으로부터 지정된 위치와 크기의 이미지를 추출하는 영상 알고리즘을 통해 손쉽게 교통 표지판의 샘플을 취득할 수 있다. 또한, 학습 기반 교통 표지판 검출 알고리즘을 구성하기 위해서 필요한 샘플의 수가 수천 장 이상 필요한 것을 고려할 때, 제안된 방법을 통해 학습 기반 교통 표지판 검출 알고리즘을 보다 손쉽게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존에 문제점으로 제시된 교통 표지판의 불연적인 등장, 배경 및 조명의 다양성 부족 등으로 인한 인력 및 시간 낭비를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 학습 기반 교통 표지판 검출 알고리즘을 구성하기 위해서 필요한 샘플의 수가 수천 장 이상 필요한 것을 고려할 때, 제안된 방법을 통해 학습 기반 교통 표지판 검출 알고리즘을 보다 손쉽게 구성할 수 있다.
도 1은 종래 교통 표지판의 이미지 샘플을 취득하기 위한 일반적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 표지 마크를 차량의 전방에 설치한 예를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 표지 마크를 차량의 후방에 설치한 예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치를 통해 교통 표지판의 샘플 이미지를 추출한 다양한 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치를 통해 추출한 다양한 샘플 이미지를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인식 장치를 이용하여 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치(100)는 교통 표지 마크(101), 촬영부(110), 영상 처리부(120), 저장부(130)를 포함한다.
여기서, 상기 촬영부(110) 및 상기 영상 처리부(120)는 도시된 바와 같이 독립적인 장치로 구비되어 상기 촬영부(110)만 차량 내에 설치되고 상기 영상 처리부(120)는 차량 내부 또는 차량 외부에 설치될 수 있다. 또, 상기 촬영부(110)와 상기 영상 처리부(120)가 하나의 장치 내에 일체로 구비되어 차량 내에 함께 설치되는 것도 가능하다. 전자의 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 영상 인식 장치(100)에는 촬영부(110)와 영상 처리부(120)를 무선으로 연결하여 데이터 송수신이 가능한 통신부의 구성이 추가적으로 포함될 수 있다. 통신부는 블루투스(bluetooth)나 RFID(Radio Frequency IDentification), NFC(Near Field Communication) 등을 이용한 근접 무선 통신, 와이파이 등을 이용한 무선 네트워크 통신, 이동 통신 등을 포함할 수 있다.
상기 교통 표지 마크(101)는 교통에 필요한 주의, 규제, 지시 등을 표시하는 기호, 문자 또는 선 등을 말한다. 보통 상기 교통 표시 마크(101)는 표지판이나 도로의 바닥에 표시된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 교통 표시 마크(101)를 마치 교통 표지판의 미니어처와 같이 교통 표지판을 일정한 축적으로 축소시킨 모형판에 구현한다.
따라서, 상기 교통 표지 마크(101)의 종류에 따라 모형판을 일대일로 적용하도록 다수 개 구비할 수 있으며, 또는 상기 교통 표지 마크(101)를 모형판으로부터 탈부착이 가능하도록 구비할 수 있다. 후자의 경우 적은 수의 모형판으로도 활용이 가능하다. 이러한 구현 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 용이하게 설계 변형이 가능하다.
상기 촬영부(110)는 주행 중인 도로 및 주변 환경을 촬영하여 주행 영상을 취득한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부(110)는 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하고, 촬영 영상 내에 상기 교통 표지 마크(101)를 포함시켜 촬영함으로써 항상 차량의 주행 영상에 상기 교통 표지 마크(101)가 연속적으로 등장하게 한다(연속성). 이를 위한 설치 구성의 예가 도 3a 내지 4b에 도시되어 있다.
상기 촬영부(110)는 차량 내에 설치되어 주행 중인 차량의 전방 또는 후방을 촬영한다.
또한, 상기 촬영부(110)는 촬영한 주행 영상을 수집하여 임시 저장할 내/외장 메모리를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 촬영부(110)가 촬영한 주행 영상을 내/외장 메모리에 수집해 두었다가, 촬영 완료 후 상기 영상 처리부(120)로 한꺼번에 데이터를 전달, 복사할 수 있다. 전달 및 복사 방법은 메모리와 영상 처리부(120)간 전기적 연결에 의해 직접 수행할 수 있고, 또는 블루투스나 RFID, NFC 등을 이용한 근접 무선 통신, 와이파이 등을 이용한 무선 네트워크 통신, 이동 통신 등을 이용하여 수행할 수 있다.
여기서, 상기 저장부(130)가 상기 촬영부(110)와 함께 차량 내에 구비되는 경우 상기 저장부(130)를 상기 내/외장 메모리로서 사용할 수 있을 것이다.
상기 영상 처리부(120)는 상기 촬영부(110)를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 상기 교통 표지 마크에 대한 샘플 이미지를 추출하여 저장부(130)에 데이터베이스화 한다.
이때, 상기 영상 처리부(120)는 주행 영상들로부터 다양한 배경 및 조명에서의 샘플 이미지를 다수 추출하여 추가적으로 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 동일한 교통 표지 마크에 대해서도 주행 장소에 따라 배경이 다양하고, 낮과 밤, 또는 순광과 역광에 따라 촬영 이미지가 다를 수 있다. 따라서, 상기 영상 처리부(120)가 다양한 조건에 따른 샘플 이미지를 추출하여 업데이트함으로써 영상 인식을 통한 교통 표지판의 검출 시 검출율을 높인다.
또한, 상기 영상 처리부(120)는 샘플 이미지를 추출할 때 상기 촬영부(110)를 통해 촬영한 주행 영상들에 대하여 상기 교통 표지 마크(101)의 위치 및 크기에 따라 샘플 영역을 설정하여 상기 샘플 영역을 샘플 이미지로서 추출한다.
상기 저장부(130)는 영상 처리부(120)와 연계하여 영상 처리부(120)에서 추출한 다수의 샘플 이미지를 저장 또는 갱신한다. 저장 또는 갱신시 상기 저장부(130)는 다수의 샘플 이미지를 교통 표지 마크별로 매칭하여 기록할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 표지 마크를 차량의 전방에 설치한 예를 도시한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교통 표지 마크를 차량의 후방에 설치한 예를 도시한 도면이다.
참고로, 도 3a 및 도 4a는 설치 예의 측면도이고, 도 3b 및 도 4b는 설치 예의 평면도이다.
먼저 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에서는 교통 표지 마크(12)를 차량의 전방에 설치한 구성을 도시하고 있다.
상기 교통 표지 마크(12)는 이미지 샘플로 취득하고자 하는 마크를 선택하고, 외형은 표지판의 미니어처와 유사하게 표지판의 형태를 그대로 유지하되 그 크기를 축소시킨 모형판으로 구현한다. 상기 모형판을 차량 앞 범퍼에 장착할 수 있는 랙(13)을 설치하여 차량 내 카메라(11)의 촬영 시야각 범위에 위치하도록 장착한다.
상기 구성에 따르면 차량의 주행 영상을 기록할 수 있는 카메라(11)에서는 차량이 주행하는 전방과 함께 상기 교통 표지 마크를 촬영하며, 연속적으로 교통 표지 마크(12)를 항상 동일한 위치에서 동일한 크기로 보게 된다.
다음으로 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 실시예에서는 상기 교통 표지 마크(22)가 차량의 후방에 설치된다.
이를 위해, 상기 교통 표지 마크(22)는 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로 표지판을 일정 축적으로 축소시킨 모형판으로 구현하고, 상기 모형판을 실을 수 있는 카트(23)가 추가 포함될 수 있다. 상기 카트(23)는 차량의 뒷 범퍼에 고정되고, 상기 교통 표지 마크(22)를 촬영하기 위한 카메라(21)는 차량의 후방에 장착된다. 따라서, 상기 카메라(21)는 상기 교통 표지 마크(22)를 포함하여 상기 차량의 후방을 촬영하게 된다.
이때, 상기 카메라(21)는 카트(23)에 실린 교통 표지 마크(22)와 함께 이동함으로써 상기 교통 표지 마크(22)를 항상 동일한 위치에서 동일한 크기로 촬영한다.
상기 교통 표지 마크(22)는 상기 카메라(21)의 촬영 시야각 범위 위치하도록 장착한다.
따라서 상기의 실시예들에 따르면, 차량에 장착된 카메라와 교통 표지 마크 사이의 거리 관계가 변하지 않는다. 또한, 교통 표지 마크의 크기 및 위치 또한 영상 시작 시부터 종료 시까지 변하지 않고 일정하게 유지된다. 이를 이용하여 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 차량의 주행 영상 모두에 대하여 교통 표지 마크의 크기나 위치를 하나의 사각형(샘플 영역)으로 지정하고 이를 샘플 이미지로서 추출할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시한 바와 같이 다양한 샘플 이미지에 대한 데이터베이스를 구축할 수 있다.
이상의 구성에 기초하여 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스의 구축 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인식 장치를 이용하여 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
흐름도의 각 단계를 도 2에 도시한 장치의 구성요소를 참조하여 설명하면, 처음 단계(S100)에서 교통 표지 마크(101)를 포함한 모형판을 차량의 전방 또는 후방에 장착시킨다. 이는 교통 표지판의 위치 및 크기를 고정하기 위한 과정이다.
상기 교통 표지 마크(101)는 샘플 이미지를 취득하고자 하는 교통 표지판의 정보를 포함한다.
상기 모형판은 교통 표지판의 형태로 제작한 미니어쳐 형태이며, 차량의 전방 또는 후방에 랙 또는 카트 등의 고정 수단을 이용하여 설치될 수 있다.
한편, 상기 교통 표지 마크(101)를 포함한 모형판이 차량의 전방에 장착되는 경우, 이를 촬영하기 위한 카메라 또한 차량 전방에 설치된다. 반대로, 상기 교통 표지 마크를 포함한 모형판이 차량의 후방에 장착되는 경우 카메라는 차량의 후방에 장착되어 상기 교통 표지 마크와 후방의 배경을 촬영한다.
다음으로 단계(S110)에서, 주행을 시작하고 샘플 이미지를 추출하기 위한 촬영부의 동작을 실행한다.
이후 단계(S120)에서, 상기 촬영부(110)가 주행 중인 주변 환경을 배경으로 상기 교통 표지 마크(101)를 촬영한다. 이때, 상기 교통 표지 마크(101)의 위치 및 크기는 촬영 시작 시부터 종료 시까지 계속적으로 유지되고 주행 중인 주변 환경에 따라 배경이 달라진다. 또는 조명에 따라 배경뿐만 아니라 상기 교통 표지 마크(101)의 형상이 달라질 수 있다. 그러나 상기 교통 표지 마크(101)의 위치 및 크기는 불변하다.
이를 이용하여 다음 단계(S130)에서, 상기 영상 처리부(120)가 상기 촬영부(110)를 통해 촬영한 영상들로부터 상기 교통 표지 마크(101)에 대한 샘플 이미지를 추출한다. 추출 시 상기 영상 처리부(120)가 상기 촬영부를 통해 촬영한 영상들에 대하여 상기 교통 표지 마크(101)를 포함한 모형판의 위치 또는 크기에 따라 샘플 영역을 지정하고 상기 샘플 영역을 샘플 이미지로서 추출할 수 있다.
이후 단계(S140)에서, 상기 영상 처리부(120)가 전 단계를 통해 추출한 샘플 이미지를 저장부(130)에 저장 및 업데이트하여 데이터베이스화 한다.
이러한 단계들을 거친 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 특징이 있다.
첫째, 교통 표지판의 연속성
차량의 주행 영상에서 교통 표지 마크를 포함한 모형판이 연속적으로 등장하게 되므로 샘플 이미지를 추출하기 위해 주행 영상에서 교통 표지판이 등장하는 순간을 지정할 필요가 없어지게 된다.
둘째, 교통 표지판의 불가변성
교통 표지 마크를 포함한 모형판을 차량에 장착하면 차량에 장착된 카메라와 교통 표지 마크간 거리 관계가 변하지 않는다. 따라서 카메라를 통해 촬영된 주행 영상에서 교통 표지 마크의 크기 및 위치는 촬영 시작 시부터 종료 시까지 계속적으로 유지된다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기한 특징을 이용하여 샘플 이미지를 추출할 때 교통 표지 마크의 크기 및 위치에 따른 사각형 영역만 지정하면 쉽게 원하는 교통 표지판의 샘플 이미지를 취득할 수 있다.
셋째, 배경의 다양성
교통 표지판의 모형을 장착하고 일반적인 거리를 주행하게 되면 모형판은 그대로 유지되고 모형판의 배경 영역은 지속적으로 바뀐다. 따라서, 고정된 교통 표지판을 이미지 샘플로 추출할 때 나타나는 배경의 다양성 부족 문제를 해소할 수 있다.
넷째, 조명의 다양성
순광의 조명에 대해서는 햇빛을 등지고 차량을 주행하고, 역광의 조명에 대해서는 햇빛을 마주하는 방향으로 차량을 주행한다. 그리고, 교통 표지판에 의한 빛의 반사에 대해서는 반사되는 햇빛이 카메라에 오게끔 방향을 맞추어 주행함으로써 취득할 수 있다. 따라서, 다양한 조명에서의 샘플 이미지를 취득할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 차량용 영상 인식 시스템
101: 교통 표지 마크
110: 촬영부
120: 영상 처리부
130: 저장부

Claims (10)

  1. 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크;
    상기 교통 표지 마크를 화면 일정 영역에 포함하고 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 상기 교통 표지 마크를 포함한 샘플 이미지를 추출하여 데이터베이스화하는 영상 처리부를 포함하고,
    상기 교통 표지 마크는 교통 표지판을 일정 축적으로 축소시킨 모형판에 구현하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교통 표지 마크는 상기 차량의 전방 또는 후방에서 상기 촬영부가 촬영할 수 있는 시야각 범위내에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 교통 표지 마크를 상기 차량의 후방에 설치하는 경우
    상기 교통 표지 마크를 설치하고 상기 차량의 뒷 범퍼에 고정되는 카트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들에 대하여 상기 교통 표지 마크의 위치 및 크기에 따른 하나의 샘플 영역을 지정하여 상기 샘플 영역을 샘플 이미지로서 추출하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 촬영부를 통해 촬영한 주행 영상들로부터 다양한 배경 및 조명에서의 샘플 이미지를 각각 추출하여 업데이트하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부에서 추출한 다수의 샘플 이미지를 저장 및 갱신하는 저장부를 더 포함하고,
    저장 및 갱신 시 상기 다수의 샘플 이미지를 교통 표지 마크별로 매칭하여 기록하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부와 상기 영상 처리부를 무선으로 연결하여 데이터 송수신이 가능한 통신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는 촬영한 주행 영상을 수집하여 임시 저장할 내/외장 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교통 표지판을 인식하기 위한 차량용 영상 인식 장치.
  10. 차량용 영상 인식 장치를 이용하여 교통 표지판을 인식하기 위한 방법으로서,
    상기 차량용 영상 인식 장치의 촬영부에서, 상기 교통 표지판의 정보를 포함하는 교통 표지 마크를 화면 일정 영역에 포함하고 주행 중인 도로 및 주변 환경을 배경으로 촬영하는 단계;
    상기 차량용 영상 인식 장치의 영상 처리부에서, 상기 촬영부를 통해 촬영한 영상들로부터 상기 교통 표지 마크에 대한 샘플 이미지를 추출하는 단계; 및
    상기 차량용 영상 인식 장치의 영상 처리부에서, 추출한 샘플 이미지를 저장부에 저장 및 업데이트하여 데이터베이스화하는 단계를 포함하고,
    상기 교통 표지 마크는 교통 표지판을 일정 축적으로 축소시킨 모형판에 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 영상 인식 장치를 이용하여 교통 표지판을 인식하기 위한 데이터베이스 구축 방법.
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최준석 외 1명, 수치영상처리 및 패턴 인식에 의한 도로교통시설물 DB의 효율적 갱신방안 연구. 한국지형공간정보학회지, 2012년 6월, 제20권, 제2호, pp. 31-37*

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