KR101666397B1 - 객체 영상 획득 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

감시 성능을 효율적으로 향상시킨 영상 촬영 기술이 개시된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 객체 영상 획득 장치는 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득하는 제 1 촬영부; 광역 뷰 영역 중의 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득하는 제 2 촬영부; 및 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하여 분석하고, 복수 개의 블록 중 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의하여, 상기 제 2 촬영부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

객체 영상 획득 장치 및 방법{Apparatus and method for capturing object image}

본 발명은 객체 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 영상감시(Video Surveillance), HCI(Human Computer Interaction), HRI(Human Robot Interaction), 스마트 가전 등에서 객체 정보의 획득을 효율적으로 향상시킨 객체 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.

카메라를 통하여 획득된 비디오 영상을 이용하는 객체 또는 관심영역의 탐지 및 추적 기술은 CCTV 기반의 영상감시 시스템, 제스처 기반의 사용자 인터페이스, 원거리 휴먼인식, 지능형 자동차, 로봇 시각처리 등 다양한 응용 영역을 가지고 있다. 이러한 응용 시스템에서 필수적인 부분은 원거리에서 효과적으로 객체 또는 움직임이 검출된 영역을 탐색하여 상세한 영상정보를 획득하는 것이다.

첫째로 가장 단순한 이동 물체 추적 방법은 하나 또는 복수 개의 고정된 카메라 장치를 이용하여 미리 정해진 영역의 영상을 획득 및 분석하고, 이를 통하여 목표물을 탐지해내는 기술이다. 두 번째 이동 물체 추적 방법은 보안 및 감시 시스템에서 PTZ(Pan/Tilt/Zooming) 제어가 가능한 카메라 장치를 이용하여 원격지에서 수동으로 카메라 장치를 제어함으로써 원하는 영역에서 영상을 획득 및 분석하여 목표물을 탐지해 내는 기술이다. 그러나 기존의 방법 중 수동 조작에 의하여 이동 물체를 추적하는 방법은 기하급수적으로 증가하고 있는 카메라의 수로 인하여 그 한계에 다다르고 있다. 또한, 종래의 이동 물체 추적 방법들은 효율적으로 이동물체를 추적하기 위한 카메라 장치들 간의 상호협력 등에 관한 유연성이 부족하다. 따라서, 종래의 이동 물체 추적 방법들은 고속의 카메라 제어 및 이동물체 추적 시스템 등에 효과적인 성능을 제공하지 못하고 있으며, 또한 PTZ 제어가 가능한 카메라 시스템들의 장점을 효과적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 광역 뷰 영상을 블록 단위로 분할하고, 각 블록의 변화 값을 체계적으로 산출 또는 추정하는 방식으로 이동 객체 등을 감지하여, 이동 객체 등을 보다 효과적이고 빠르게 감지하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 감시 성능을 효율적으로 향상시키는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 광역 뷰 영상의 블록 각각의 기준점 또는 중심점을 PTZ 카메라의 움직임 좌표와 동기화시킨 후, PTZ 카메라의 움직임을 제어하여, PTZ 카메라의 효율적인 고속 이동 및 자동 제어가 가능케 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이를 통해, 본 발명은 PTZ 카메라의 제어 범위를 최적화하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 광역 뷰 영상의 블록 각각에서 기 설정된 개수의 픽셀만을 스캔하여, 이동 객체 등을 보다 빠르게 감지하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 객체 영상 획득 장치는 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득하는 제 1 촬영부; 상기 광역 뷰 영역 중의 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득하는 제 2 촬영부; 및 상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하여 분석하고, 상기 복수 개의 블록 중 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의하여, 상기 제 2 촬영부를 제어하는 제어부를 포함한다.

이 때, 상기 제 1 촬영부는 고정 위치에서 상기 광역 뷰 영역을 촬영하기 위한 고정 카메라이고, 상기 제 2 촬영부는 상기 근접 뷰 영역에 대하여 줌(Zoom) 레벨의 변화, 팬(Pan) 동작 및 틸트(Tilt) 동작이 가능한 PTZ 카메라일 수 있다.

이 때, 상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부는 하나의 PTZ 카메라이며, 상기 제어부는 상기 PTZ 카메라가 줌-아웃하여 상기 광역 뷰 영역을 촬영하고, 상기 대상 블록에서 상기 이동 객체가 감지되는 경우, 상기 PTZ 카메라가 상기 대상 블록에 대하여 줌-인하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록 제어할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 제 1 촬영부에 의하여 획득된 상기 광역 뷰 영상을 상기 복수 개의 블록으로 분할하는 블록 분할부; 상기 복수 개의 블록에서 상기 이동 객체가 감지되는 상기 대상 블록을 상기 근접 뷰 영역으로 정의하는 영상 분석부; 및 상기 제 2 촬영부가 상기 근접 뷰 영역을 촬영할 수 있도록, 상기 제 2 촬영부의 움직임을 제어하는 PTZ 카메라 제어부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 영상 분석부는 상기 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 상기 이동 객체를 감지할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 상기 복수 개의 블록을 분할할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 기준점을 정의하고, 상기 제 2 촬영부의 움직임 좌표를 상기 기준점과 동기화하여, 상기 제 2 촬영부의 움직임을 제어할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는 상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 중심점을 정의하고, 상기 제 2 촬영부가 상기 중심점을 촬영 중심점으로 하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨을 조정할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 객체 영상 획득 방법은 제 1 촬영부를 통해 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득하는 단계; 상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계; 상기 복수 개의 블록 중 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 검출하는 단계; 상기 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의하고, 제 2 촬영부가 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 제 2 촬영부를 제어하는 단계; 및 제 2 촬영부를 통해 상기 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득하는 단계를 포함한다.

이 때, 상기 제 1 촬영부는 고정 위치에서 상기 광역 뷰 영역을 촬영하기 위한 고정 카메라이고, 상기 제 2 촬영부는 상기 근접 뷰 영역에 대하여 줌 레벨의 변화, 팬 동작 및 틸트 동작이 가능한 PTZ 카메라일 수 있다.

이 때, 상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부는 하나의 PTZ 카메라이며, 상기 광역 뷰 영상을 획득하는 단계는, 상기 PTZ 카메라가 줌-아웃하여 상기 광역 뷰 영역을 촬영하고, 상기 근접 뷰 영상을 획득하는 단계는, 상기 PTZ 카메라가 줌-인하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영할 수 있다.

이 때, 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 검출하는 단계는, 상기 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 상기 이동 객체를 감지할 수 있다.

이 때, 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 검출하는 단계는, 상기 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔할 수 있다.

이 때, 상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계는, 상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할할 수 있다.

이 때, 상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계는, 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 상기 복수 개의 블록을 분할할 수 있다.

이 때, 상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 기준점을 정의하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 촬영부를 제어하는 단계는, 상기 제 2 촬영부의 움직임 좌표를 상기 기준점과 동기화하여, 상기 제 2 촬영부를 제어할 수 있다.

이 때, 상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 중심점을 정의하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 촬영부의 촬영 움직임을 제어하는 단계는, 상기 중심점을 촬영 중심점으로 하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨을 조정할 수 있다.

이 때, 상기 근접 뷰 영상에 나타나는 상기 이동 객체에 대한 영상 정보를 분석하여 기 설정된 품질 이상의 영상이 획득되도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 광역 뷰 영상을 블록 단위로 분할하고, 각 블록의 변화 값을 체계적으로 산출 또는 추정하는 방식으로 이동 객체 등을 감지하여, 이동 객체 등을 보다 효과적이고 빠르게 감지할 수 있다. 즉, 본 발명은 감시 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 광역 뷰 영상의 블록 각각의 기준점/중심점을 PTZ 카메라의 움직임 좌표와 동기화시킨 후, PTZ 카메라의 움직임을 제어하여, PTZ 카메라의 효율적인 고속 이동 및 자동 제어가 가능하다. 또한, 이를 통해, PTZ 카메라의 제어 범위의 최적화가 가능하다.

또한, 본 발명은 광역 뷰 영상의 블록 각각에서 기 설정된 개수의 픽셀만을 스캔하여, 이동 객체 등을 보다 빠르게 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 크기가 균일한 복수 개의 블록으로 분할된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 크기가 각기 다른 복수 개의 블록으로 분할된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 상세 뷰 영역이 검출된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 상세 뷰 영역에 대한 상세 뷰 영상을 확대 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작을 간략히 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 객체 영상 획득 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작을 간략히 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 제어부의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3은 크기가 균일한 복수 개의 블록으로 분할된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다. 도 4는 크기가 각기 다른 복수 개의 블록으로 분할된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다. 도 5는 상세 뷰 영역이 검출된 광역 뷰 영상의 일 예를 도시한 도면이다. 도 6은 도 5의 상세 뷰 영역에 대한 상세 뷰 영상을 확대 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치(100)는 제 1 촬영부(110), 제 2 촬영부(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성된다.

제 1 촬영부(110)는 광역 뷰 영역(110a)을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득한다. 이러한, 제 1 촬영부(110)는 고정 위치에서 광역 뷰 영역(110a)을 촬영하기 위한 고정 카메라일 수 있다. 이 때, 제 1 촬영부(110)는 충분한 FOV(Field Of View)를 갖도록 고정 설치되어 있을 수 있다.

제 2 촬영부(120)는 광역 뷰 영역(110a) 중 근접 뷰 영역(120a)을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득한다. 이러한, 제 2 촬영부(120)는 근접 뷰 영역(120a)에 대하여 줌 레벨의 변화, 팬 동작 및 틸트 동작이 가능한 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라일 수 있다.

제어부(130)는 제 1 촬영부(110) 및 제 2 촬영부(120)의 영상 획득 동작 및 움직임 동작을 제어한다. 그리고, 제어부(130)는 제 1 촬영부(110) 및 제 2 촬영부(120)와 BNC, LAN, USB 또는 IEEE 1394 등과 같은 인터페이스를 통하여 연결되어 있을 수 있다.

이러한, 제어부(130)는 도 2와 함께 참조하면, 설정 초기화부(131), 광역 뷰 영상 획득부(132), 블록 분할부(133), 매핑 연동부(134), 영상 분석부(135), PTZ 카메라 제어부(136) 및 좌표 수정부(137)를 포함하여 구성될 수 있다.

설정 초기화부(131)는 특정 영역에 대한 이동 객체 탐지를 시작하기 위하여, 제 1 촬영부(110) 및 제 2 촬영부(120)의 설정을 초기화한다.

광역 뷰 영상 획득부(132)는 제 1 촬영부(110)로부터 광역 뷰 영상을 입력받아 저장한다.

블록 분할부(133)는 제 1 촬영부(110)에 의하여 획득된 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할한다. 이 때, 블록 분할부(133)는 제 1 촬영부(110) 및 제 2 촬영부(120)의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할할 수 있다. 특히, 블록 분할부(133)는 원근감, 관점 등을 고려하여 복수 개의 블록의 크기를 다르게 분할할 수 있다. 즉, 블록 분할부(133)는 제 1 촬영부(110)로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 제 1 촬영부(120)로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 복수 개의 블록을 분할할 수 있다. 또한, 블록 분할부(133)는 복수 개의 블록 각각에 대하여 기준점 또는 중심점을 정의할 수 있다.

매핑 연동부(134)는 제 2 촬영부(120)의 정확한 제어를 위해서, 광역 뷰 영상에서 분할된 단위 블록들의 중심 좌표와 실제 공간 좌표계를 상호 연동하거나 매핑을 한다.

영상 분석부(135)는 광역 뷰 영상의 복수 개의 블록에서 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 제 2 촬영부(120)에 의하여 촬영될 근접 뷰 영역으로 정의한다. 이 때, 영상 분석부(135)는 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 이동 객체를 감지할 수 있다. 또한, 영상 분석부(135)는 블록 단위 변화값을 산출하여 근접 뷰 영역을 정의하게 된다. 이 때, 블록 단위 변화값은 배경평가(background estimation), 배경제거(background subtraction), 영상의 강도변화(intensity variations), 통계적 가설시험(statistical hypothesis test), 영상회귀(image regression) 분석, 광류(optical flow) 분석, 움직임 추정(motion estimation), 컬러 분석, 피부색 검출 등 다양한 방법들에 의해 산출 또는 추정될 수 있다. 그리고, 영상 분석부(135)는 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔할 수 있다. 즉, 영상 분석부(135)는 블록 내부의 모든 픽셀에 대하여 스캔하는 것이 아니라, 일부 픽셀에 대하여만 스캔을 행하여, 이동 객체의 감시를 신속하고 효율적으로 행할 수 있다.

PTZ 카메라 제어부(136)는 영상 분석부(135)에 의하여 정의된 근접 뷰 영역을 제 2 촬영부(120)가 촬영할 수 있도록, 제 2 촬영부(120)의 촬영 움직임을 제어한다. 그리고, PTZ 카메라 제어부(136)는 블록 분할부(133)에서 정의된 기준점을 제 2 촬영부(120)의 움직임 좌표와 동기화시켜, 제 2 촬영부(120)를 제어할 수 있다. 또한, PTZ 카메라 제어부(136)는 블록 분할부(133)에서 정의된 중심점이 제 2 촬영부(120)의 촬영 중심점이 되도록, 제 2 촬영부(120)의 줌 레벨을 조정할 수 있다. 즉, PTZ 카메라 제어부(136)는 고속의 PTZ 카메라 제어를 위하여, 실제 공간과 블록의 기준점/중심점 좌표와 미리 상호 연동 또는 매핑된 룩업 테이블 또는 저장정보를 이용할 수 있다.

좌표 수정부(137)는 제 2 촬영부(120)에 의하여 획득된 근접 뷰 영상에서 이동 객체에 대한 영상 정보를 분석한다. 그리고, 좌표 수정부(137)는 근접 뷰 영상의 품질이 기 설정된 품질 이상을 갖도록, 제 2 촬영부(120)의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 보정할 수 있다.

도 3과 함께 참조하면, 제 1 촬영부(110)에 의하여 획득된 광역 뷰 영상(10)의 일 예가 도시되어 있다. 그리고, 광역 뷰 영상(10)은 크기가 균일한 복수 개의 블록(11)으로 분할되어 있다. 제어부(130)는 블록 단위로 이동 객체 등을 감지하게 된다. 또한, 복수 개의 블록(11) 각각에는 기준점(11a)이 설정되어 있다. 제어부(130)는 제 2 촬영부(120)의 움직임 좌표와 기준점(11a)을 동기화시켜 제 2 촬영부(120)의 움직임을 제어할 수 있다.

도 4와 함께 참조하면, 제 1 촬영부(110)에 의하여 획득된 광역 뷰 영상(20)의 일 예가 도시되어 있다. 그리고, 광역 뷰 영상(20)은 크기가 서로 다른 복수 개의 블록(21, 22)으로 분할되어 있다. 제어부(130)는 제 1 촬영부(110)로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록(21)은 상대적으로 크기를 크게 하여 분할한다. 그리고, 제어부(130)는 제 1 촬영부(110)로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록(22)은 상대적으로 크기를 작게 하여 분할한다. 또한, 복수 개의 블록(21, 22) 각각에는 기준점(21a, 22a)이 설정되어 있다. 제어부(130)는 제 2 촬영부(120)의 움직임 좌표와 기준점(21a, 22a)을 동기화시켜 제 2 촬영부(120)의 움직임을 제어할 수 있다.

도 5와 함께 참조하면, 광역 뷰 영역(30)에서 이동 객체(P)가 특정 대상 블록(31)에서 감지된 일 예가 도시되어 있다. 제어부(130)는 이동 객체(P)가 감지된 특정 대상 블록(31)의 중심점이 제 2 촬영부(120)의 촬영 중심점이 되도록, 제 2 촬영부(120)를 제어할 수 있다. 제 2 촬영부(120)는 이동 객체(P)를 포함하는 특정 대상 블록(31)을 근접 뷰 영상(40)으로서 촬영하게 된다. 그리고, 제 2 촬영부(120)에 의하여 촬영된 근접 뷰 영상(40)은 도 6에 도시되어 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 구성 및 동작을 간략히 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치의 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치(200)는 PTZ 카메라(210) 및 제어부(230)를 포함하여 구성된다. 즉, 도 1에 따른 객체 영상 획득 장치(100)에서 제 1 촬영부 및 제 2 촬영부가 각각의 카메라로 구성된 것과 비교하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 객체 영상 획득 장치(200)는 제 1 촬영부 및 제 2 촬영부가 하나의 PTZ 카메라(210)로 구성된다.

먼저, PTZ 카메라(210)는 줌-아웃하여 광역 뷰 영역(210a)을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득한다. 이 때, PTZ 카메라(210)는 충분한 FOV(Field Of View)를 갖도록 줌-아웃되어 광역 뷰 영역(210a)을 촬영할 수 있다. 그리고, PTZ 카메라(210)는 줌-인하여 근접 뷰 영역(210b)을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득한다.

제어부(230)는 PTZ 카메라(210)의 영상 획득 동작 및 움직임 동작을 제어한다. 그리고, 제어부(230)는 PTZ 카메라(210)와 BNC, LAN, USB 또는 IEEE 1394 등과 같은 인터페이스를 통하여 연결되어 있을 수 있다.

이러한, 제어부(230)는 도 8과 함께 참조하면, 설정 초기화부(231), 광역 뷰 영상 획득부(232), 블록 분할부(233), 매핑 연동부(234), 영상 분석부(235), PTZ 카메라 제어부(236) 및 좌표 수정부(237)를 포함하여 구성될 수 있다.

설정 초기화부(231)는 특정 영역에 대한 이동 객체 탐지를 시작하기 위하여, PTZ 카메라(210)의 설정을 초기화한다.

광역 뷰 영상 획득부(232)는 PTZ 카메라(210)로부터 광역 뷰 영상을 입력받아 저장한다.

블록 분할부(233)는 PTZ 카메라(210)에 의하여 획득된 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할한다. 이 때, 블록 분할부(233)는 PTZ 카메라(210)의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할할 수 있다. 또한, 블록 분할부(233)는 PTZ 카메라(210)로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 PTZ 카메라(210)로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 복수 개의 블록을 분할할 수 있다. 또한, 블록 분할부(233)는 복수 개의 블록 각각에 대하여 기준점 또는 중심점을 정의할 수 있다.

매핑 연동부(234)는 PTZ 카메라(210)의 정확한 제어를 위해서, 광역 뷰 영상에서 분할된 단위 블록들의 중심 좌표와 실제 공간 좌표계를 상호 연동하거나 또는 매핑을 한다.

영상 분석부(235)는 광역 뷰 영상의 복수 개의 블록에서 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 PTZ 카메라(210)에 의하여 줌-인 촬영될 근접 뷰 영역으로 정의한다. 이 때, 영상 분석부(235)는 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 이동 객체를 감지할 수 있다. 또한, 영상 분석부(135)는 블록 단위 변화값을 산출하여 근접 뷰 영역을 정의하게 된다. 이 때, 블록 단위 변화값은 배경평가(background estimation), 배경제거(background subtraction), 영상의 강도변화(intensity variations), 통계적 가설시험(statistical hypothesis test), 영상회귀(image regression) 분석, 광류(optical flow) 분석, 움직임 추정(motion estimation), 컬러 분석, 피부색 검출 등 다양한 방법들에 의해 산출 또는 추정될 수 있다. 그리고, 영상 분석부(235)는 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔할 수 있다. 즉, 영상 분석부(235)는 블록 내부의 모든 픽셀에 대하여 스캔하는 것이 아니라, 일부 픽셀에 대하여만 스캔을 행하여, 이동 객체의 감시를 신속하고 효율적으로 행할 수 있다.

PTZ 카메라 제어부(236)는 영상 분석부(235)에 의하여 정의된 근접 뷰 영역을 PTZ 카메라(210)가 촬영할 수 있도록, PTZ 카메라(210)를 제어한다. 그리고, PTZ 카메라 제어부(236)는 블록 분할부(233)에서 정의된 기준점을 PTZ 카메라(210)의 움직임 좌표와 동기화시켜, PTZ 카메라(210)의 움직임을 제어할 수 있다. 또한, PTZ 카메라 제어부(236)는 블록 분할부(233)에서 정의된 중심점이 PTZ 카메라(210)의 촬영 중심점이 되도록, PTZ 카메라(210)의 줌 레벨을 조정할 수 있다. 즉, PTZ 카메라 제어부(236)는 고속의 PTZ 카메라(210)의 제어를 위하여, 실제 공간과 블록의 기준점/중심점 좌표와 미리 상호 연동 또는 매핑된 룩업 테이블 또는 저장정보를 이용할 수 있다.

좌표 수정부(237)는 PTZ 카메라(210)에 의하여 획득된 근접 뷰 영상에서 이동 객체에 대한 영상 정보를 분석한다. 그리고, 좌표 수정부(137)는 근접 뷰 영상의 품질이 기 설정된 품질 이상을 갖도록, PTZ 카메라(210)의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 보정할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 객체 영상 획득 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 객체 영상 획득 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 객체 영상 획득 방법은 먼저, 제 1 촬영부를 통해 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득한다(S901).

단계(S901)를 통해 획득한 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할한다(S902). 이 때, 복수 개의 블록은 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 각기 다른 크기로 분할될 수 있다. 또한, 제 1 촬영부로부터 거리가 가까운 영역의 블록이 제 1 촬영부로부터 상대적으로 거리가 먼 블록보다 크기가 크도록 형성될 수 있다.

그리고, 단계(S902)을 통해 분할된 복수 개의 블록 각각에 대하여 기준점 또는 중심점을 정의할 수 있다(S903).

또한, 제 2 촬영부의 정확한 제어를 위해서, 광역 뷰 영상에서 분할된 단위 블록들의 중심 좌표와 실제 공간 좌표계를 상호 연동하거나 또는 매핑을 한다(S904).

그리고, 광역 뷰 영상을 분석하여, 이동 객체 등이 광역 뷰 영상 내에 존재하는지를 검출한다(S905).

즉, 광역 뷰 영상의 단위 블록 중 대상 블록을 탐색한다(S906). 이 때, 대상 블록은 단위 블록 중 시간 대비 가장 커다란 변화값을 갖는 단위 블록일 수 있다. 그리고, 변화값은 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 등에서 적어도 하나에 기반한 변화값일 수 있다.

그리고, 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록이 소정치 이상의 변화값을 갖는지를 판단한다(S907).

단계(S907)의 판단 결과, 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록이 소정치 이상의 변화값을 갖는다면, 해당 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의한다. 그리고, 대상 블록에 대한 촬영을 위하여 제 2 촬영부 즉, PTZ 카메라를 제어한다(S908). 이 때, 제 2 촬영부의 움직임 좌표와 블록의 기준점을 동기화시켜, 제 2 촬영부의 움직임을 제어할 수 있다.

단계(S907)의 판단 결과, 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록이 소정치 이상의 변화값을 갖지 않는다면, 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록 이전에 대상 블록으로 정의되었던 이전 대상 블록이 존재하는지를 판단한다(S909). 단계(S909)의 판단 결과, 이전 대상 블록이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의한다. 그리고, 대상 블록에 대한 촬영을 위하여 제 2 촬영부 즉, PTZ 카메라를 제어한다(S908).

반면, 단계(S909)의 판단 결과, 이전 대상 블록이 존재한 것으로 판단되는 경우, 이전 대상 블록의 변화값에 소정의 가중치를 반영하고, 가중치가 반영된 새로운 변화값과 단계(S906)에서 탐색된 대상 블록의 변화값을 비교하여 최종 근접 뷰 영역을 결정한다(S910). 이 후, 결정된 근접 뷰 영역에 대한 촬영을 위하여 제 2 촬영부 즉, PTZ 카메라를 제어한다(S908).

그리고, 제 2 촬영부를 통해 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득한다(S911).

그 후, 단계(S911)를 통해 획득한 근접 뷰 영상을 분석한다(S912). 즉, 근접 뷰 영상의 이동 객체에 대한 영상 정보를 분석한다.

그리고, 근접 뷰 영상의 품질이 기 설정된 품질 이상을 갖도록 PTZ 카메라의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 보정한다(S913).

단계(S913)의 보정 결과, 근접 뷰 영상의 품질이 특정 품질 이상이 되었는지를 판단한다(S914). 단계(S914)의 판단 결과, 근접 뷰 영상의 품질이 특정 품질 이상이 되지 않는다면, 단계(S913)로 돌아가, PTZ 카메라의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 재보정한다

반면, 단계(S914)의 판단 결과, 근접 뷰 영상의 품질이 특정 품질 이상이 되었다면, 근접 뷰 영상을 최종 분석 영상으로 사용하게 된다(S915). 상기의 과정은 종료 명령 시까지 지속적으로 반복 수행될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 객체 영상 획득 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100; 객체 영상 획득 장치 110; 제 1 촬영부
120; 제 2 촬영부 130; 제어부
200; 객체 영상 획득 장치 210; PTZ 카메라
230; 제어부

Claims (20)

1. 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득하는 제 1 촬영부;
   상기 광역 뷰 영역 중의 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득하는 제 2 촬영부; 및
   상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하여 분석하고, 상기 복수 개의 블록 중 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 탐색하고, 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 상기 근접 뷰 영역으로 정의하여, 상기 제 2 촬영부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 중심점과 기준점을 정의하고,
   상기 제 2 촬영부가 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록의 중심점을 촬영 중심점으로 하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨을 조정하고,
   상기 제 2 촬영부의 움직임 좌표를 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록의 기준점과 동기화하여, 상기 제 2 촬영부의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 촬영부는 고정 위치에서 상기 광역 뷰 영역을 촬영하기 위한 고정 카메라이고,
   상기 제 2 촬영부는 상기 근접 뷰 영역에 대하여 줌(Zoom) 레벨의 변화, 팬(Pan) 동작 및 틸트(Tilt) 동작이 가능한 PTZ 카메라인 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부는 하나의 PTZ 카메라이며,
   상기 제어부는
   상기 PTZ 카메라가 줌-아웃하여 상기 광역 뷰 영역을 촬영하고, 상기 대상 블록에서 상기 이동 객체가 감지되는 경우, 상기 PTZ 카메라가 상기 대상 블록에 대하여 줌-인하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제 1 촬영부에 의하여 획득된 상기 광역 뷰 영상을 상기 복수 개의 블록으로 분할하는 블록 분할부;
   상기 복수 개의 블록에서 상기 이동 객체가 감지되는 상기 대상 블록을 상기 근접 뷰 영역으로 정의하는 영상 분석부; 및
   상기 제 2 촬영부가 상기 근접 뷰 영역을 촬영할 수 있도록, 상기 제 2 촬영부의 움직임을 제어하는 PTZ 카메라 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 영상 분석부는
   상기 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 상기 이동 객체를 감지하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제 1 촬영부로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 상기 복수 개의 블록을 분할하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 장치.
10. 삭제
11. 제 1 촬영부를 통해 광역 뷰 영역을 촬영하여 광역 뷰 영상을 획득하는 단계;
    상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계;
    상기 복수 개의 블록 각각에 대하여 중심점과 기준점을 정의하는 단계;
    상기 복수 개의 블록 중 이동 객체가 존재하는 대상 블록을 탐색하고, 상기 이동 객체가 감지되는 상기 대상 블록을 검출하는 단계;
    상기 대상 블록을 근접 뷰 영역으로 정의하고, 제 2 촬영부가 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 제 2 촬영부를 제어하는 단계; 및
    제 2 촬영부를 통해 상기 근접 뷰 영역을 촬영하여 근접 뷰 영상을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 촬영부를 제어하는 단계는
    상기 제 2 촬영부가 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록의 중심점을 촬영 중심점으로 하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨을 조정하고,
    상기 제 2 촬영부의 움직임 좌표를 상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록의 기준점과 동기화하여, 상기 제 2 촬영부의 움직임을 제어하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 촬영부는 고정 위치에서 상기 광역 뷰 영역을 촬영하기 위한 고정 카메라이고,
    상기 제 2 촬영부는 상기 근접 뷰 영역에 대하여 줌 레벨의 변화, 팬 동작 및 틸트 동작이 가능한 PTZ 카메라인 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부는 하나의 PTZ 카메라이며,
    상기 광역 뷰 영상을 획득하는 단계는, 상기 PTZ 카메라가 줌-아웃하여 상기 광역 뷰 영역을 촬영하고,
    상기 근접 뷰 영상을 획득하는 단계는, 상기 PTZ 카메라가 줌-인하여 상기 근접 뷰 영역을 촬영하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 검출하는 단계는,
    상기 복수 개의 블록에서 각각의 블록 내의 움직임 정도, 컬러 분포, 깊이 정보 및 특징 정보 중의 적어도 하나에 기반하여 상기 이동 객체를 감지하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
15. 청구항 11에 있어서,
    상기 이동 객체가 감지되는 대상 블록을 검출하는 단계는,
    상기 이동 객체를 감지하기 위하여, 블록 내부의 기 설정된 개수의 픽셀을 스캔하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
16. 청구항 11에 있어서,
    상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계는,
    상기 제 1 촬영부 및 상기 제 2 촬영부의 FOV(Field of View), 해상도 및 줌 레벨 중의 적어도 하나를 고려하여 상기 복수 개의 블록을 각기 다른 크기로 분할하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
17. 청구항 11에 있어서,
    상기 광역 뷰 영상을 복수 개의 블록으로 분할하는 단계는,
    상기 제 1 촬영부로부터 거리가 가까운 영역에 대한 블록이 상기 제 1 촬영부로부터 거리가 먼 영역에 대한 블록보다 크기가 크도록 상기 복수 개의 블록을 분할하는 것을 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.
18. 삭제
19. 삭제
20. 청구항 11에 있어서,
    상기 근접 뷰 영상에 나타나는 상기 이동 객체에 대한 영상 정보를 분석하여 기 설정된 품질 이상의 영상이 획득되도록, 상기 제 2 촬영부의 줌 레벨 및 움직임 좌표를 보정하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 객체 영상 획득 방법.

Images