KR101694824B1 - 듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법 - Google Patents

Abstract

듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 개시된다. 에너지 절감 전광판은, 외부 영상을 촬영하는 스마트 카메라, 상기 스마트 카메라로부터 전달받은 영상을 기저장된 표준영상과 분석하여 주변환경을 진단하는 주변환경 진단부, 상기 진단된 주변환경에 따라 원본영상을 출력영상으로 변환하는 영상 변환부 및 상기 출력영상으로 변환된 영상을 수신받아 전광판 출력을 제어하는 전광판 컨트롤러를 포함한다.

Description

듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법{ENERGY SAVING SIGNBOARD USING DUAL SMART CAMER AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법에 관한 것으로 특히, 듀얼 스마트 카메라를 이용하여 주변 환경을 인식하고 이에 대응하는 전광판 출력을 구현하는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)란 빛을 발산하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 말하는 것으로, 적색, 녹색, 청색, 황색 등의 다양한 색상의 광을 발산하여, 각종 전자 제품류, 계기판 등의 전자 표시판으로 활용되고 있다. 다수의 LED를 바둑판식으로 배열하여, 이 중 전부 또는 일부의 LED를 점등하는 방식으로 LED 전광판(LED Display Unit)이 구현될 수 있다.

이러한 LED 전광판은 모듈화 되어 있으며, 각 모듈은 가로, 세로 배열된 복수의 픽셀로 이루어져 있다. LED 픽셀 모듈은 한 개의 픽셀 단위에 하나 또는 그 이상의 LED를 사용하여 색상을 변화시킬 수 있는 기초 단위를 의미한다. RGB로 구성되는 전광판은 R, G, B 각각의 램프를 조합해 구성하거나 3in1 RGB 램프로 구성된다.

LED 전광판은 소비되는 전력량이 매우 많으므로, 업계에서는 절전을 위해 LED의 소비전력을 감소시키기 위한 장치의 개선, 제어프로그램의 개선이 요구되었다.

하지만 대부분의 풀칼라 대형 전광판은 상기 예의 사이즈보다 훨씬 더 대형화되어 있어 사실 엄청난 전력소비의 주범이 되고 있고, 별도의 전기공사가 필요한 실정이다.

종래에는 카메라를 이용한 전광판 휘도조절장치 및 그 제어방법(한국공개특허 10-2010-0109251) 등과 같이 전광판의 소비전력을 줄이기 위한 기술을 개시하고 있었으나, 단순히 휘도만을 제어함으로써 효율적인 전력절감을 위한 방법을 제시하기에는 어려움이 있었다.

따라서, 효율적인 전력절감을 위한 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법에 관한 연구가 요구된다.

본 발명은 전광판의 소비전력 절감을 위해 주변환경 정보를 분석하고 이에 대응하여 전광판 표시를 제어함으로써, 효과적으로 전력을 절감할 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법을 제공한다.

본 발명은 영상의 밝기, 색상 대비, 색조를 종합적으로 변경 제어함으로써, 전력절감과 동시에 시인성을 높일 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 에너지 절감 전광판은, 외부 영상을 촬영하는 스마트 카메라, 상기 스마트 카메라로부터 전달받은 영상을 기저장된 표준영상과 분석하여 주변환경을 진단하는 주변환경 진단부, 상기 진단된 주변환경에 따라 원본영상을 출력영상으로 변환하는 영상 변환부 및 상기 출력영상으로 변환된 영상을 수신받아 전광판 출력을 제어하는 전광판 컨트롤러를 포함한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스마트 카메라는 2개의 이미지 센서가 장착된 듀얼 스마트 카메라이고, 제1 이미지 센서는 피사체에 초점을 맞추어 상기 피사체의 영상 및 상기 피사체와의 거리정보를 획득하고, 제2 이미지 센서는 상기 피사체의 주변 배경을 촬영하여 영상을 획득할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스마트 카메라는 상기 제1 이미지 센서에서 촬영된 상기 피사체 영상 중 기설정된 거리 이내의 영상과 제2 이미지 센서에서 촬영된 주변 배경 영상 중 기설정된 불용 객체를 제거한 영상을 합성한 합성 영상을 상기 주변환경 진단부로 전송할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 영상 변환부는, 원본영상의 밝기 변경, 색상 대비 변경, 색조 변경 중 적어도 하나를 수행하여 출력영상으로 변환할 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 전광판 컨트롤러는, 전광판 출력 영상의 온오프, 전부 또는 일부의 점멸 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전광판의 소비전력 절감을 위해 주변환경 정보를 분석하고 이에 대응하여 전광판 표시를 제어함으로써, 효과적으로 전력을 절감할 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 영상의 밝기, 색상 대비, 색조를 종합적으로 변경 제어함으로써, 전력절감과 동시에 시인성을 높일 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 제공된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전광판의 영상 출력 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감 전광판을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전광판의 영상 출력 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 스마트 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 합성하고 출력 영상을 변환하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 주변환경 정보에 대응하는 출력 영상 변환 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 다양한 주변환경에 대응하는 전광판 표출영상의 변환 방법을 도시한 도면이다

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의　실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 종래 기술에 따른 전광판의 영상 출력 과정을 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 종래에는 전광판과 연결되어 마련된 PC(10)의 그래픽카드 DVI 혹은 HDMI 출력포트가 전광판 컨트롤러(20)와 연결된다. PC(10)로부터 영상신호를 수신받은 전광판 컨트롤러(20)는 기설정된 값에 따라 해당 섹션보드(30)로 영상데이터를 전달한다. 이후 섹션보드(30)에서는 픽셀당 RGB화소값에 대응하는 칼라값을 LED모듈(40)에 표출한다.

즉, PC(10)로부터 영상신호를 수신받은 전광판 컨트롤러(20)는 기설정된 값에 따라 해당 섹션보드(30)로 영상데이터를 그대로 전달하고 LED모듈(40)은 이에 대응하는 칼라값을 표출하였으므로, 주변 환경에 관계없이 항상 일관된 방식으로 영상을 표출하였다. 이러한 경우 소비전력을 절감하지 못하였고, 주변환경에 맞게 시인성을 높여 출력하기에는 부족함이 많았다.

따라서, 이하에서는 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감 전광판을 도시한 블록도이다.

도 2를 참고하면, 듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판(100)은 스마트 카메라(110), 주변환경 진단부(120), 영상 변환부(130), 전광판 컨트롤러(140)를 포함한다.

스마트 카메라(110)는 주변 환경 정보를 수집하기 위해 외부 영상을 촬영할 수 있다. 스마트 카메라는 카메라 내부에서 지능형 영상처리나 패턴인식 알고리즘을 수행할 수 있으며, 이를 통해 영상의 움직임 감지, 오브젝트 측정, 차량의 번호판인식뿐만 아니라 인간의 행동까지도 인식할 수 있다.

주변환경 진단부(120)는 상기 스마트 카메라(110)로부터 전달받은 영상을 기저장된 표준영상과 분석하여 주변환경을 진단할 수 있다. 즉, 주변환경 진단부(120)는 스마트 카메라가 촬영한 주변 환경 영상을 전달 받은 후, 기저장된 다수의 표준영상과 대비하여 현재 촬영된 주변 환경 영상이 표준 영상 중 어느 영상과 매칭되는지를 판단하여 현재 주변 환경을 진단할 수 있다. 여기서, 기저장된 표준영상은 주간, 야간 영상을 구분하여 저장될 수 있고, 새벽, 낮, 우천, 눈, 일몰, 밤 등 다양한 환경에 따른 표준영상을 저장할 수 있다.

영상 변환부(130)는 상기 진단된 현재 주변환경에 따라 원본영상을 출력영상으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 진단된 현재 주변환경이 눈 오는 밤이라고 판단된 경우, 원본영상을 보다 시인성 있도록 최적화한 출력영상으로 변환할 수 있다.

전광판 컨트롤러(140)는 상기 출력영상으로 변환된 영상을 수신받아 전광판 출력을 제어할 수 있다. 이때, 전광판 전광판 컨트롤러(140)는 소비전력 절감 또는 시인성 향상을 위해 전광판 출력 영상의 온오프, 전부 또는 일부의 점멸 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 즉, 일정 주기로 전광판 출력 영상을 오프시키거나, 전광판의 전부 또는 일부를 점멸시키는 등 전광판의 소비전력 절감 또는 시인성 향상을 위해 다양한 방법으로 전광판을 제어할 수 있다.

이하에서는 전광판의 영상 출력 과정과 영상 변환 과정 등을 실시예들을 통해 보다 상세하게 설명한다.

<실시예 1>

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전광판의 영상 출력 과정을 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에서는 듀얼 스마트 카메라(110)를 통해 주변 환경을 촬영하고, 촬영된 영상을 편집하여 영상분석을 위한 정지화상으로 생성할 수 있다. 보다 상세하게는, 듀얼 스마트 카메라(110)는 2개의 이미지 센서가 장착된 스마트 카메라이고, 촬영된 영상에서 불필요한 부분을 제거한 저용량 정지화상을 생성하여 상기 정지화상을 통신인터페이스를 통해 주변환경 진단부(120)로 전달하여 영상을 분석하도록 할 수 있다.

즉, 전달받은 정지화상을 기저장된 표준영상과 대비하여 현재 주변환경이 어떠한 상황인지를 파악하고, 영상 변환부(130)에서 상기 파악된 주변환경에 대응하는 영상으로 원본영상(전광판 표출 영상소스)을 출력영상으로 변환할 수 있다. 이후 영상 변환부(130)는 출력영상을 비디오 인터페이스를 통해 전광판 컨트롤러(140)로 전달하여 이를 전광판에 출력하도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전광판 구동용 PC(10)에서 전광판 컨트롤러(140)로 직접 연결되어 제어되던 것을 주변환경 진단부(120)와 영상 변환부(130)를 거쳐 전광판 컨트롤러(140)로 연결되도록 변경하여 종래의 장치를 유지한 상태에서 본 발명에 추가된 기능들이 구현되도록 할 수 있다.

<실시예 2>

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 듀얼 스마트 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 합성하고 출력 영상을 변환하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4를 참고하면, 듀얼 스마트 카메라(110)는 2개의 이미지 센서를 가지며, 제1 이미지 센서(111)는 피사체에 초점을 맞추어 상기 피사체의 영상 및 상기 피사체와의 거리정보를 획득하고, 제2 이미지 센서(112)는 상기 피사체의 주변 배경을 촬영하여 영상을 획득할 수 있다.

이를 위한 일예로, 제1 이미지 센서(111)에서 촬영된 상기 피사체 영상과 상기 피사체와의 거리 정보를 이용하여, 상기 피사체 영상 중 기설정된 거리 이내의 영상만을 추출할 수 있다. 또한, 제2 이미지 센서(112)에서 촬영된 주변 배경 영상 중 기설정된 불용 객체를 제거한 영상을 생성할 수 있다. 이후, 제1 이미지 센서(111)에서 생성한 기설정된 거리 이내의 영상과 제2 이미지 센서(112)에서 생성한 불용 객체 제거 영상을 합성한 합성 영상을 생성할 수 있고, 이를 표준영상과 비교할 수 있도록 주변환경 진단부(120)로 전송할 수 있다.

이때, 주변환경 진단부(120)의 정지화상 분석은 패턴인식 알고리즘을 수행할 수 있는 DB를 통해 수행 가능하다. 상기 DB에는 카테고리별(ex, 기후별, 환경별 등)로 다양하게 분류된 레이블데이터가 저장되어 있으며, 상기 레이블데이터에는 전광판의 밝기 및 색상을 제어하는 정보가 메타태그로 기록되어 있다.

따라서, 패턴인식 알고리즘을 통해 정지화상을 표준영상과 비교 분석하고, 빠른 검색을 위해 인덱싱 되어 있는 DB의 레이블 데이터와 비교하는 과정을 통해 가장 유사한 레이블 데이터를 찾고, 이에 대응하는 메타 정보를 찾아낸다. 이후 상기 메타정보에 지정된 설정값을 통해 전광판에 표출되는 원본영상의 소스를 변환할 수 있다.

이때, 패턴인식 알고리즘을 통해 정지화상을 표준영상과 비교 분석하는 과정에서 DB의 레이블 데이터가 검색되지 않는 경우(ex. 정지화상에 표현된 주변 환경이 DB에 입력된 표준영상과 유사하지 않은 경우)에는 정지화상의 명도정보만을 이용하여 주변 환경의 밝기정보를 판단할 수 있으므로, 이를 이용하여 전광판에 표출되는 원본 영상의 밝기를 조절할 수도 있다.

또한, 이러한 경우처럼 레이블 데이터가 검색되지 않는 경우에는 DB에 별도의 카테고리를 만들어 입력된 정지화상을 저장한다. 상기 저장된 화상은 사용자가 열람할 수 있도록 하여, 사용자의 레이블 태깅 및 인덱스로 레이블 데이터를 축적할 수 있도록 할 수 있다. 이를 통해, DB의 자료보완 및 학습이 가능하므로 본 발명의 사용 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있다. 한편, 사용자 태깅 과정에는 밝기정보와 같은 메타태그를 저장하도록 하여 사용자가 원하는 최적의 설정값으로 화면 출력을 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 주변환경 정보에 대응하는 출력 영상 변환 과정을 도시한 도면이다.

도 5를 참고하면, 단계(510)에서는 주변환경 판단부가 듀얼 스마트 카메라로부터 정지화상을 전달받으면, 패턴인식 알고리즘을 수행하여 표준영상 중 어느 영상과 매칭되는지 판단할 수 있고, 단계(520)에서는 DB의 레이블 데이터와 비교하여 단계(530)에서 대응되는 메타정보를 판단할 수 있다.

단계(540)에서는 상기 판단된 메타정보에 설정된 값으로 원본영상을 변환하여 출력영상을 생성하고 단계(550)에서는 해당 출력영상을 전광판에 출력할 수 있다.

한편, 단계(520)에서 DB 내에 대응하는 레이블 데이터가 검색되지 않는다면, 단계(530)에서는 전달받은 정지화상을 별도의 미검색 카테고리에 저장하고 단계(560)에서 사용자의 태깅을 통해 주변환경을 다시 판단하고 해당 메타정보를 입력받을 수 있다. 또한, 단계(580)에서는 DB 내에 대응하는 레이블 데이터가 없으므로 정지화상의 명도정보를 이용하여 주변 환경의 밝기정보를 판단하고, 이를 이용하여 전광판에 표출되는 원본 영상의 밝기를 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 다양한 주변환경에 대응하는 전관판 표출영상의 변환 방법을 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 전광판에 영상 또는 문자를 출력하는 이벤트가 수신되면, 본 발명의 일실시예에서는 주간 또는 야간을 구분하며, 새벽, 낮, 밤, 우천, 눈, 일몰 등 다양한 주변환경을 카테고리화하여 이에 대응하도록 영상 변환을 수행할 수 있다.

예를 들어, 주간 새벽, 주간 낮, 야간 일몰, 야간 밤의 경우에는 전광판 밝기 조절 및 색상 대비를 통해 화이트 색조를 감소하여 전력 절감을 도모함과 동시에 시인성을 향상시킬 수 있으며, 주간/야간 우천시에는 전광판의 밝기 조절 및 긴급 문안을 표출하고, 색조를 적색톤으로 변경하는 등의 조치를 취할 수 있다.

또한, 주간/야간 눈 오는 환경의 경우에는 전광판 밝기 조절 및 긴급 문안을 표출하고, 색조를 황색톤으로 변경하는 조치를 통해 역시 전력 절감 및 시인성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 전광판의 소비전력 절감을 위해 주변환경 정보를 분석하고 이에 대응하여 전광판 표시를 제어함으로써, 효과적으로 전력을 절감할 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 제공된다.

또한, 표준영상과 비교하기 위한 주변환경 영상을 편집하여 저용량 정지영상으로 전송함으로써, 통신 부하를 방지하고 리소스를 효율적으로 사용할 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 제공된다.

또한, 영상의 밝기, 색상 대비, 색조를 종합적으로 변경 제어함으로써, 전력절감과 동시에 시인성을 높일 수 있는 에너지 절감 전광판 및 에너지 절감 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판을 구현하는 여러 단계의 과정은 에너지 절감 방법으로 구현될 수 있으며, 이는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110 : 스마트 카메라
120 : 주변환경 진단부
130 : 영상 변환부
140 : 전광판 컨트롤러

Claims (5)

1. 피사체에 초점을 맞추어 상기 피사체의 영상 및 상기 피사체와의 거리정보를 획득하는 제1 이미지 센서와 상기 피사체의 주변 배경을 촬영하여 영상을 획득하는 제2 이미지 센서를 포함하는 스마트 카메라;
   상기 스마트 카메라로부터 전달받은 영상을 주간, 야간, 새벽, 낮, 우천, 눈, 일몰, 밤 중 적어도 하나의 환경에 대응하는 다수의 기저장된 표준영상과 비교분석하여 주변환경을 진단하는 주변환경 진단부;
   상기 진단된 주변환경에 따라 원본영상의 밝기 변경, 색상 대비 변경, 색조 변경 중 적어도 하나를 수행하여 출력영상으로 변환하는 영상 변환부;
   상기 출력영상으로 변환된 영상을 수신받아 전광판 출력을 제어하는 전광판 컨트롤러를 포함하고,
   상기 스마트 카메라는,
   상기 제1 이미지 센서에서 촬영된 상기 피사체 영상 중 기설정된 거리 이내의 영상과 제2 이미지 센서에서 촬영된 주변 배경 영상 중 기설정된 불용 객체를 제거한 영상을 합성한 합성영상을 상기 주변환경 진단부로 전송하며,
   상기 주변환경 진단부는,
   상기 합성영상과 상기 다수의 기저장된 표준영상-카테고리별로 분류된 레이블데이터 및 상기 레이블데이터와 대응되며 전광판의 밝기와 색상을 제어하는 정보인 메타태그가 함께 저장된 DB 내에 존재-을 패턴인식 알고리즘을 통해 비교분석하되,
   빠른 검색을 위해 인덱싱 되어 있는 상기 DB의 레이블데이터와 비교하여 상기 합성영상에 대응하는 표준영상의 레이블데이터를 찾고, 상기 찾아낸 레이블데이터에 대응하는 메타정보를 찾아내며,
   상기 영상 변환부는,
   상기 찾아낸 메타정보에 지정된 설정값을 통해 전광판에 표출되는 원본영상의 소스를 출력영상으로 변환하고,
   상기 전광판 컨트롤러는,
   전광판 출력 영상을 기설정된 주기로 오프시키거나, 전부 또는 일부를 점멸하도록 제어하는 듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주변환경 진단부는,
   상기 합성영상에 대응하는 표준영상의 레이블데이터가 검색되지 않는 경우, 상기 합성영상의 명도정보를 이용하여 주변환경의 밝기를 판단하고,
   상기 영상 변환부는,
   상기 원본영상을 상기 주변환경 진단부에서 판단한 주변환경의 밝기에 대응하는 출력영상으로 변환하는 듀얼 스마트 카메라를 이용한 에너지 절감 전광판.
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