KR101951158B1 - 관제 기능을 구비한 조명 장치 및 그 방법 - Google Patents

관제 기능을 구비한 조명 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 관제 기능을 구비한 조명 장치를 제안한다. 상기 조명 장치는 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 객체 추출부, 상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 객체 속성 식별부, 상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 메시지 속성 결정부, 및 상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 광 투사부를 포함할 수 있다.

Description

관제 기능을 구비한 조명 장치 및 그 방법{lighting device having a control function and method thereof}
본 발명은 조명 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 거동 수상자(suspicious person)의 행위에 반응하여, 거동수상자가 특정 행위를 지속하거나 또는 지속하지 못하도록, 메시지(message)를 형성하는 있는 빛을 투사(project)할 수 있는 조명 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
관제(管制, control)는 사회의 안전과 편안, 또는 질서의 유지와 보전 등을 위하여 사람 또는 사물을 관리하고 통제하는 것을 의미한다. 일반적으로, 통합 관제 시스템(Integrated control system)은 국가 또는 지역자치단체 등이 교통사고, 범죄, 재난상황 또는 각종 위법행위 등을 사전에 예방하거나 조속히 해결하기 위하여 운영하는 시스템이다.
기존의 통합 관제 시스템은 CCTV(Closed Circuit TeleVision, 폐쇄 회로 텔레비전) 및 인터넷망(internet protocol network) 등을 이용하여 정보를 획득하고, 획득된 정보를 기초로 사건(event)의 발생 여부를 파악하고, 발생된 사건에 관한 정보를 소방방재청, 경찰청 등과 같은 유관기관에 즉각적으로 제공하는 역할을 수행한다.
그러나, 이와 같은 기존의 통합 관제 시스템은 일반적으로 다수의 CCTV가 요구되며, 다수의 CCTV가 각각 촬영한 영상 정보를 하나의 관제실로 실시간으로 전송하기 위하여 광대역폭(wide bandwidth)이 요구되며, 각각의 CCTV로부터 수신된 다수의 영상을 실시간으로 시청하여 사건이 발생하였는지 판단하는 많은 인력이 요구된다. 즉, 기존의 통합 관제 시스템은 국가 또는 지역자치단체 등과 같이 많은 자원과 인력이 확보된 조직만이 이용할 수 있는 시스템에 불과하다.
따라서, 주택가에서 쓰레기를 무단으로 투기하는 행위를 개인이 통제하거나, 또는 건물 내 금연 구역에서 흡연하는 행위를 통제하는 등과 같이, 개인 또는 소규모의 조직이 협소한 지리적 범위 내에서 관제하기 위한 솔루션이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0120326호, ‘지능형 가로등 시스템’, (2013.11.04. 공고)
본 명세서의 일 개시는 빛을 투사할 수 있는 영역 내에 위치하는 대상의 행위에 반응하여, 특정한 메시지를 전달하기 위한 빛을 투사할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 개시는 빛을 투사할 수 있는 영역 내에 위치하는 대상의 행위에 반응하여, 특정한 메시지를 전달하기 위한 빛을 투사할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 관제 기능을 구비한 조명 장치를 제안한다. 상기 조명 장치는 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 객체 추출부, 상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 객체 속성 식별부, 상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 메시지 속성 결정부, 및 상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 광 투사부를 포함할 수 있다.
상기 객체 추출부는 상기 영상 내에 존재하는 엣지(edge)를 추출하고, 상기 추출된 엣지에 의한 폐쇄 영역(enclosure)을 하나 이상의 추출하고, 추출된 폐쇄 영역 중 넓이가 기 설정된 임계 넓이 값 이상인 폐쇄 영역을 상기 객체로 식별할 수 있다. 특히, 상기 객체 추출부는 상기 광 투사부에 의해 빛이 출력되기 이전에 획득된 제1 영상의 음영 값(shade)과 상기 광 출력부에 의해 빛이 출력된 이후에 획득된 제2 영상의 음영 값의 차이를 기초로, 상기 빛을 투사할 수 있는 영역에 대한 영상의 깊이 값(depth)을 추정하고, 추정된 깊이 값을 반영하여 상기 추출된 엣지를 보정할 수 있다.
상기 객체 속성 식별부는 상기 식별된 객체의 엣지를 구성하는 좌표들을 샘플링(sampling)하고, 샘플링된 좌표들을 연결하여 2차원 영역을 생성하고, 생성된 2차원 영역에 존재하는 꼭지점(vertex)들의 각도의 분포(distribution)를 기 저장된 골격별 각도 데이터베이스와 대비하여, 상기 추정 골격을 결정할 수 있다. 특히, 상기 객체 속성 식별부는 상기 2차원 영역에 존재하는 꼭지점들 중 꼭지점에 인접한(adjacent) 두 선분(two lines)의 각도가 기 설정된 임계 각도 이상인 꼭지점들만의 분포를 상기 골격별 각도 데이터베이스와 대비할 수 있다.
상기 메시지 속성 결정부는 상기 빛을 투사할 수 있는 영역에 대한 영상의 배경(background)을 분리하고, 분리된 배경의 평균 색상과 보색(complementary)이 되는 보색 색상을 결정하고, 상기 결정된 보색 색상을 상기 메시지를 출력하기 위한 색상으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 보색 색상은 Rback, Gback, Bback이 상기 배경의 평균 색상의 RGB 값이고, Rout, Gout, Bout이 상기 보색 색상의 RGB 값인 경우, 아래의 수학식에 의해 결정될 수 있다.
[수학식]
Figure 112018091587935-pat00001
또한, 상기 메시지 속성 결정부는 상기 제1 시각의 추정 골격에서 상기 제2 시각의 추정 골격으로의 변화 방향을 상기 식별된 객체의 이동 방향으로 결정하고, 상기 식별된 객체의 추정 골격 내에서 안구(eyeball)의 상대적인 위치에 따라 상기 식별된 객체의 시야 방향을 결정하고, 상기 결정된 이동 방향 및 시야 방향을 기초로 상기 메시지를 출력하기 위한 위치를 결정할 수 있다.
상기 광 투사부는 상기 식별된 객체의 행위의 유형이 기 설정된 범죄 행위 유형에 포함되는 경우, 상기 식별된 객체의 추정 골격 내에서 안구의 위치를 식별하고, 식별된 안구의 방향을 향하여 추가적인 빛을 투사할 수 있다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 관제 기능을 구비한 조명 장치의 동작 과정에 대한 방법을 제안한다. 상기 방법은 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 단계, 상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 단계, 상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 빛을 투사할 수 있는 영역 내에 위치하는 대상의 행위에 반응하여, 빛을 투사할 위치, 형상화되는 빛의 모양 또는 빛의 색상 등을 결정하고, 결정된 위치, 모양 또는 색상에 따라 메시지를 전달하기 위한 빛을 투사함으로써, 한정된 자원만을 이용하여 거동 수상자가 특정한 행위를 지속하거나 또는 지속하지 못하도록 통제할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 거동 수상자의 시야(sight) 방향에 메시지를 전달할 빛을 투사하거나, 또는 배경의 색상과 보색(complementary color)이 되는 색상을 이용하여 메시지를 전달할 빛을 투사하여, 거동 수상자에 대한 메시지 전달 가능성을 높일 수 있다.
또한, 거동 수상자의 행위가 즉각적인 조치가 요구되는 범죄 행위에 해당하는 경우 거동 수상자의 안면을 향하여 빛을 투사하여, 보다 선명한 거동 수상자의 안면 영상을 획득하고, 거동 수상자가 범죄 행위를 지속하지 못하도록 심리적 부담을 줄 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 특징을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 논리적 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 투사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 속성 식별 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 유형 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 주택가에서 쓰레기를 무단으로 투기하는 행위를 개인이 통제하거나, 또는 건물 내 금연 구역에서 흡연하는 행위를 통제하는 등과 같이, 개인 또는 소규모 조직의 주도 하에 협소한 지리적 범위에 대한 관제도 필요하다. 이와 같은, 개인 또는 소규모 조직에 의한 관제가 가능하기 위해서는, 관제에 필요한 장치의 개수가 상대적으로 적어야 하고, 대용량의 영상 데이터 등을 송수신하기 위한 광대역폭이 요구되지 아니하여야 하며, 수집된 영상 데이터의 분석 등에 최소한의 인력만이 요구되어야 할 것이다.
그러나, 상술한 바와 같이 기존의 관제 시스템은 국가 또는 지역자치단체 등과 같이 많은 자원과 인력이 확보된 조직만이 이용할 수 있다. 즉, 기존의 관제 시스템은 개인 또는 소규모 조직이 이용하기에는 현실적으로 많은 어려움이 있다.
이와 같은 한계를 해결하기 위하여, 본 명세서는 개인 또는 소규모의 조직이 상대적으로 협소한 지리적 범위를 관제할 수 있는 장치를 제안하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 특징을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 개인 또는 소규모 조직에 의한 관제를 허용하기 위하여, 메시지(30)를 투사할 수 있는 조명 장치(100)와 영상을 촬영할 수 있는 카메라(200)만을 이용하여 관제 기능을 구현하고자 한다.
본 발명의 조명 장치(100)는 거동수상자의 행위에 반응하여, 빛(10)을 투사할 위치, 지면(배경, 20)에 형상화되는 빛(10)의 모양 또는 빛(10)의 색상 등을 결정하고, 결정된 위치, 모양 또는 색상에 따라 메시지(30)를 전달하기 위한 빛(10)을 투사할 수 있다. 그리고, 카메라(200)는 거동수상자에 대한 영상을 촬영할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 한정된 자원만을 이용하여 거동 수상자가 특정한 행위를 지속하거나 또는 지속하지 못하도록 통제할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 거동 수상자의 시야(sight) 방향에 메시지(30)를 전달할 빛(10)을 투사하거나, 또는 지면(배경, 20)의 색상과 보색(complementary color)이 되는 색상을 이용하여 메시지(30)를 전달할 빛(10)을 투사하여, 거동 수상자에 대한 메시지 전달 가능성을 높일 수 있다.
또한, 거동 수상자의 행위가 즉각적인 조치가 요구되는 범죄 행위에 해당하는 경우, 거동 수상자의 안면을 향하여 빛(10)을 투사하여, 카메라(200)를 통해 보다 선명한 거동 수상자의 안면 영상을 획득하고, 거동 수상자가 범죄 행위를 지속하지 못하도록 심리적 부담을 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100)는 카메라(200)와 통합된 하나의 장치로 구현될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 이하의 설명은 조명 장치(100)와 카메라(200)를 구별된 장치로서 그 구성 및 동작을 기술하고 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 조명 장치(100)와 카메라(200)가 통합된 단일 장치로서 동작할 수 있음은 당연할 것이다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치(100) 및 카메라(200)를 이용한 관제 시스템의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 시스템은 기본적으로 조명 장치(100) 및 카메라(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 관제 시스템은 조명 장치(100)로부터 관제 결과를 수신하거나, 또는 카메라(200)로부터 영상 정보를 수신할 수 있는 사용자 장치(300a, 300b, …, 300n; 300)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은, 관제 시스템의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것에 불과하므로, 어느 하나 이상의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되어 구현될 수 있다.
각각의 구성 요소에 대해 설명하면, 조명 장치(100)는 거동수상자가 특정한 행위를 지속하거나 또는 지속하지 못하도록 통제하기 위한 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 장치이다. 이와 같은, 조명 장치(100)의 구성 및 동작에 관해서는 추후 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 후술하기로 한다.
카메라(200)는 영상을 촬영하여 제공할 수 있는 장치이다. 구체적으로, 카메라(200)는 설치된 위치를 축으로 가로 또는 세로 방향으로 틸트(tilt)하며 영상을 촬영할 수 있다. 또는, 카메라(200)는 설치된 위치에서 고정적으로 영상을 촬영할 수 있다.
카메라(200)는 렌즈를 통해 입사된 빛을 CCD(Charge Coupled Device)를 통해 전기적 신호로 변환하고, 전기적 신호를 ADC(Analog-Digital Converter)를 이용하여 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 설정된 포맷(format)에 따라 압축하여 영상을 저장할 수 있다. 카메라(200)는 저장된 영상을 조명 장치(100) 또는 사용자 장치(300)에 전송할 수 있다.
또한, 카메라(200)는 상시 동작(permanent activation)하며, 촬영된 영상을 조명 장치(100) 또는 사용자 장치(300)에 전송할 수 있다. 또는, 카메라(200)는 조명 장치(100) 또는 사용자 장치(300)로부터 수신된 신호에 대응하여, 특정 시점의 영상만을 촬영하여 조명 장치(100) 또는 사용자 장치(300)에 전송할 수 있다.
한편, 조명 장치(100)와 카메라(200)는 관제사(controller, 즉 개인 또는 소규모 조직)에 의해 결정된 위치에 설치될 수 있다. 그리고, 조명 장치(100)가 빛을 투사할 수 있는 영역과 카메라(200)의 피 촬영 영역은 서로 동일하거나 또는 포함 관계가 될 수 있다.
조명 장치(100)와 카메라(200)는 광 케이블(optical cable)을 이용하여 직접 연결될 수 있다. 그리고, 조명 장치(100)는 UDP(User Datagram Protocol) 또는 IPX(Internetwork Packet Exchange)를 통해 카메라(200)로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다.
사용자 장치(300a, 300b, …, 300n; 300)는 조명 장치(100)로부터 관제 결과를 수신하거나 또는 카메라(200)로부터 영상을 수신하여, 사용자에게 제공할 수 있는 장치이다. 사용자 장치(300)는 개인 또는 소규모 조직의 관리자 또는 관제사가 조명 장치(100) 및 카메라(200)에 의한 관제가 정상적으로 수행되고 있는지 확인하기 위하여 사용될 수 있다. 또는 사용자 장치(300)는 정부 또는 지방자치단체 등과 같은 대규모 조직에서 소규모 조직의 관제 정보를 취합 관리하기 위하여 사용될 수도 있다.
이와 같은 사용자 장치(300)는 조명 장치(100) 및 카메라(200)로부터 데이터를 수신하여 출력하거나 또는 수신된 데이터를 처리할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 허용될 수 있다. 바람직하게, 사용자 장치(300)는 이동식 컴퓨팅 장치 또는 고정식 컴퓨팅 장치 중 어느 하나가 될 수 있다. 여기서, 이동식 컴퓨팅 장치에는 스마트폰(smart phone, 300a), 랩탑(laptaop), 태블릿(tablet), 패블릿(phablet), 휴대용 멀티미디어 재생장치(Portable Multimedia Player, PMP), 개인용 휴대 단말기(Personal Digital Assistants, PDA) 또는 전자책 단말기(E-book reader)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 고정식 컴퓨팅 장치에는 데스크탑(desktop, 300b), 워크스테이션(workstation) 또는 서버(server, 300n)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것도 아니다. 또한, 사용자 장치(300)가 스마트 팔찌(smart band), 스마트 시계(smart watch), 스마트 반지(smart ring) 또는 스마트 안경(smart glasses) 등과 같은 웨어러블 장치 중 어느 하나로도 구현될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야에서 자명할 것이다.
사용자 장치(300)는 공용 네트워크(public network)를 통해 조명 장치(100) 또는 카메라(200)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 바람직하게, 공용 네트워크는 이동 통신망 또는 공용 유선 통신망 중 어느 하나가 될 수 있다. 여기서, 이동 통신망에는 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 와이드 밴드 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA, WCDMA), 고속 패킷 접속(High Speed Packet Access, HSPA), 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution, LTE)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 공용 유선 통신망에는 이더넷(ethernet), 디지털가입자선(x Digital Subscriber Line, xDSL), 광동축 혼합망(Hybrid Fiber Coax, HFC), 광가입자망(Fiber To The Home, FTTH)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것도 아니다.
이하, 상술한 바와 같은 조명 장치(100)의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 논리적 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 통신부(105), 입출력부(110), 객체 추출부(115), 객체 속성 식별부(120), 메시지 속성 결정부(125), 광 투사부(130) 및 저장부(135)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은, 조명 장치(100)의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것에 불과하므로, 어느 하나 이상의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되어 구현될 수 있다.
각각의 구성 요소에 대하여 설명하면, 통신부(105)는 카메라(200) 또는 사용자 장치(300)와 데이터를 송수신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(105)는 카메라(200)로부터 영상을 수신할 수 있다. 통신부(105)는 사용자 장치(300)로부터 관제 결과에 대한 요청을 수신할 수 있다. 그리고, 통신부(105)는 관제 결과를 사용자 장치(300)에 전송할 수 있다.
다음 구성으로, 입출력부(110)는 조명 장치(100)의 동작에 필요한 명령 또는 데이터를 입력 받거나 또는 조명 장치(100)의 상태 정보를 출력할 수 있다. 구체적으로, 입출력부(110)는 카메라(200)로부터 영상을 입력 받을 수 있다. 입출력부(110)는 객체 추출 기준 값을 입력 받아 객체 추출부(115)에 전달할 수 있다. 입출력부(110)는 식별할 객체의 속성 기준을 입력 받아 객체 속성 식별부(120)에 전달할 수 있다. 입출력부(110)는 투사할 메시지의 유형 또는 메시지를 구성하는 문자열을 입력 받아 메시지 속성 결정부(125)에 전달할 수 있다. 입출력부(110)는 빛의 조도 값을 입력 받아 광 투사부(130)에 전달할 수 있다. 그리고, 입출력부(110)는 전원의 인가 여부, 이미지 처리의 수행 여부, 광 투사 가능 여부 등에 관한 정보를 출력할 수 있다.
다음 구성으로, 객체 추출부(115)는 카메라(200)로부터 획득(수신 또는 입력)된 영상으로부터 객체(즉, 거동 수상자의 후보)를 식별할 수 있다. 여기서, 카메라(200)로부터 획득된 영상은 조명 장치(100)가 빛을 투사할 수 있는 영역을 포함하는 영상이 될 수 있다.
구체적으로, 객체 추출부(115)는 카메라(200)로부터 획득된 영상 내에 존재하는 엣지(edge)를 추출할 수 있다. 객체 추출부(115)는 영상으로부터 엣지를 추출(edge detection)하기 위하여, LoG(Laplacian of Gaussian) 알고리즘 또는 DoG(Difference of Gaussian) 알고리즘 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 예를 들어 LoG 알고리즘을 이용할 경우, 객체 추출부(115)는 가우시안 필터(Gaussian filter)를 이용하여 영상 내에 존재하는 잡음을 제거할 수 있다. 객체 추출부(115)는 잡음이 제거된 영상에 라플라시안 필터(Laplacian)를 적용할 수 있다. 그리고, 객체 추출부(115)는 라플라시안 필터가 적용된 영상에 영교차(zerocrossing)을 검출하여 엣지를 추출할 수 있다.
다른 예를 들어 DoG 알고리즘을 이용할 경우, 객체 추출부(115)는 영상으로부터 분산이 서로 다른 가우시안 마스크(Gaussian mask)를 두 개 생성한다. 객체 추출부(115)는 생성된 하나의 마스크에서 다른 하나의 마스크를 뺀다. 그리고, 객체 추출부(115)는 뺀 마스크를 영상에 적용하여 엣지를 추출할 수 있다.
객체 추출부(115)는 추출된 엣지에 의한 폐쇄 영역(enclosure)를 하나 이상 추출할 수 있다. 이 경우, 객체 추출부(115)는 엣지 영역이 폐쇄되었는지 명확히 하기 위하여, 영상에 이진화(binarization)를 먼저 처리할 수 있다. 객체 추출부(115)는 추출된 폐쇄 영역 중 넓이가 기 설정된 임계 넓이 값 이상인 폐쇄 영역을 객체(즉, 거동 수상자의 후보)로 식별할 수 있다. 여기서, 임계 넓이 값은 통신부(105) 또는 입출력부(110)에 의해 수신 또는 입력된 값이거나, 사전에 프리셋(preset)된 값일 수 있다.
본 발명에 따른 카메라(200)는 조명 장치(100)에 의해 빛이 투사되기 이전에 영상을 촬영할 수 있고, 조명 장치(100)에 의해 빛이 투사된 이후에도 영상을 촬영할 수 있다. 조명 장치(100)의 객체 추출부(115)는 이와 같은 특징을 이용하여 객체 식별의 정확도를 높일 수 있다.
구체적으로, 객체 추출부(115)는 광 투사부(130)에 의해 빛이 투사되기 이전에 촬영된 제1 영상과 빛이 투사된 이후에 촬영된 제2 영상을 카메라(200)로부터 획득할 수 있다. 객체 추출부(115)는 제1 영상 및 제2 영상 각각의 음영 값(shade)을 산출할 수 있다. 객체 추출부(115)는 제1 영상의 음양 값과 제2 영상의 음영 값의 차이를 기초로 영상의 깊이 값(depth)를 추정할 수 있다. 여기서, 음영 값의 차이에 따라 추정되는 깊이 값은 카메라(200)의 설치 위치 및 촬영 방향에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 객체 추출부(115)는 조명 장치(100)의 관리자에 의해 설정된 해시 테이블(hash table)에 음영의 차이 값을 입력하여, 깊이 값을 획득할 수 있다. 그리고, 객체 추출부(115)는 추정된 깊이 값을 반영하여 기 추출된 영상의 엣지를 보정할 수 있다.
다음 구성으로, 객체 속성 식별부(120)는 객체 추출부(115)에 의해 식별된 객체의 속성을 식별할 수 있다. 여기서, 객체의 속성은 객체 고유의 특징으로서, 객체의 종류 및 객체가 동작하는 행위의 유형을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 속성 식별부(120)는 객체 추출부(115)에 의해 추출된 객체의 골격(skeleton)을 이용하여 객체의 종류 및 행위의 유형을 식별할 수 있다.
구체적으로, 객체 속성 식별부(120)는 객체 추출부(115)에 의해 추출된 객체의 엣지를 구성하는 좌표들을 샘플링(sampling)할 수 있다(즉, 좌표들의 표본화). 여기서, 샘플링 주기는 통신부(105) 또는 입출력부(110)에 의해 수신 또는 입력된 값이거나, 사전에 프리셋된 값일 수 있다.
객체 속성 식별부(120)는 샘플링된 좌표들을 연결하여 2차원 영역을 생성할 수 있다. 객체 속성 식별부(120)는 생성된 2차원 영역에 존재하는 꼭지점(vertex)들에 대한 각도(angle)의 분포(distribution)를 골격별 각도 데이터베이스(database)에 대비하여, 객체의 추정 골격 및 객체의 종류를 결정할 수 있다. 특히, 객체 속성 식별부(120)는 2차원 영역에 존재하는 꼭지점들 중 꼭지점에 인접한(adjacent) 두 선분(two lines)의 각도가 임계 각도 이상인 꼭지점들만의 분포를 골격별 각도 데이터베이스에 대비할 수 있다. 여기서, 임계 각도는 통신부(105) 또는 입출력부(110)에 의해 수신 또는 입력된 값이거나, 사전에 프리셋된 값일 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로, 객체 속성 식별부(120)는 제1 시각에 촬영된 영상으로부터 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격 및 객체의 종류를 결정할 수 있다. 객체 속성 식별부(120)는 제2 시각에 촬영된 영상으로부터 식별된 동일한 객체에 대한 제2 시각의 추정 골격 및 객체의 종류를 결정할 수 있다. 객체 속성 식별부(120)는 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 측정할 수 있다. 그리고, 객체 속성 식별부(120)는 추정 골격의 변화량을 기초로, 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별할 수 있다.
예를 들어, 객체 속성 식별부(120)는 객체의 추정 골격 중 다리를 구성하는 다리이음뼈(하지대, pelvic girdle) 와 자유 다리뼈(bones of fee lower limb)가 교차 이동함에 따라, 전체적인 추정 골격의 위치가 변화한다면, 객체가 이동 중인 것으로 식별할 수 있다. 객체 속성 식별부(120)는 객체의 추정 골격 중 머리를 구성하는 머리뼈(cranium)가 회전한다면, 객체가 고개를 돌려 응시 방향을 바꾸는 것으로 식별할 수 있다.
다음 구성으로, 메시지 속성 결정부(125)는 객체 속성 식별부(120)에 의해 식별된 객체의 종류 및 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 표현하고자 하는 메시지의 유형을 결정할 수 있다. 여기서, 메시지의 유형은 빛의 투사를 통해 표현될 수 있는 메시지의 특징으로서, 메시지를 출력할 위치(즉, 빛을 투사할 위치), 메시지의 모양(즉, 형상화되는 빛의 모양), 메시지의 색상(즉, 빛의 색상)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
우선, 메시지 속성 결정부(125)는 메시지를 출력할 위치를 결정할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 속성 결정부(125)는 메시지를 표현할 빛이 객체 등에 의해 가려지지 않으면서, 객체의 시야에 즉각적으로 보일 수 있는 위치를 메시지를 출력할 위치로 결정할 수 있다. 조명 장치(100)로부터 투사된 빛이 다른 물체에 가려지면 메시지가 스크린(예를 들어, 지면 또는 벽면, 20)에 명확히 형상화되지 못하기 때문이다.
이를 위하여, 메시지 속성 결정부(125)는 객체의 이동 방향 및 시야 방향을 기초로 메시지를 출력할 위치를 결정할 수 있다. 구체적으로, 메시지 속성 결정부(125)는 제1 시각의 추정 골격(제1 시각에 촬영된 영상으로부터 식별된 객체의 추정 골격)에서 제2 시각의 추정 골격(제2 시각에 촬영된 영상으로부터 식별된 객체의 추정 골격)으로의 변화 방향을 식별할 수 있다. 메시지 속성 결정부(125)는 식별된 변화 방향을 객체의 이동 방향으로 결정할 수 있다.
메시지 속성 결정부(125)는 객체의 추정 골격 내에서 안구(eyeball)의 상대적인 위치를 기준으로 객체의 시야 방향을 결정할 수 있다. 그리고, 메시지 속성 결정부(125)는 결정된 객체의 이동 방향 및 시야 방향을 기초로 메시지를 출력하기 위한 위치를 결정할 수 있다.
메시지 속성 결정부(125)는 메시지의 모양을 결정할 수 있다. 구체적으로, 메시지 속성 결정부(125)는 객체 속성 식별부(120)에 의해 식별된 객체의 종류 및 행위의 유형을 기초로 메시지 데이터베이스에 질의(query)하고, 질의의 응답을 메시지의 모양으로 결정할 수 있다. 여기서, 메시지 데이터베이스는 객체의 종류 및 행위의 유형에 따라 출력할 메시지의 모양이 저장된 저장소이다.
메시지 속성 결정부(125)는 메시지의 색상을 결정할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 속성 결정부(125)는 객체의 눈에 선명하게 보일 수 있는 색상을 메시지의 색상으로 결정할 수 있다. 조명 장치(100)로부터 투사된 빛에 의해 메시지를 형상화하기 위한 스크린(예를 들어, 지면 또는 벽면, 20)의 종류 및 색상으로 결정되어 있지 않고, 상황에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
이를 위하여, 메시지 속성 결정부(125)는 스크린(20)의 색상과 보색(complementary)이 되는 색상을 메시지의 색상으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 메시지 속성 결정부(125)는 카메라(200)로부터 획득된 영상에서 배경(background)을 분리할 수 있다. 메시지 속성 결정부(125)는 분리된 배경의 평균 색상을 산출할 수 있다. 메시지 속성 결정부(125)는 산출된 배경의 평균 색상과 보색이 되는 색상을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 메시지 속성 결정부(125)는 아래의 수학식에 따라 보색이 되는 색상을 결정할 수 있다.
[수학식]
Figure 112018091587935-pat00002
여기서, Rback, Gback, Bback이 상기 배경의 평균 색상의 RGB 값이고, Rout, Gout, Bout이 상기 보색 색상의 RGB 값이다.
그리고, 메시지 속성 결정부(125)는 결정된 보색 색상을 메시지의 색상으로 결정할 수 있다.
다음 구성으로, 광 투사부(130)는 메시지 속성 결정부(125)에 의해 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사할 수 있다. 구체적으로, 광 투사부(130)는 메시지 속성 결정부(125)에 의해 결정된 메시지를 출력할 위치를 향하여, 결정된 메시지의 모양 및 메시지의 색상에 따른 빛을 투사할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투사부(130)는 방범 기능도 수행할 수 있다. 구체적으로, 광 투사부(130)는 객체 속성 식별부(120)에 의해 식별된 행위의 유형이 범죄 행위 유형에 포함되는지 판단할 수 있다. 여기서, 범죄 행위 유형은 거동 수상자에 대한 즉각적이 조치가 요구되는 행위의 유형이다. 범죄 행위 유형은 통신부(105) 또는 입출력부(110)에 의해 수신 또는 입력된 값이거나, 사전에 프리셋된 값일 수 있다. 광 투사부(130)는 객체의 추정 골격 내에서 안구의 위치를 식별할 수 있다. 광 투사부(130)는 식별된 안구의 방향을 향하여 추가적인 빛을 투사할 수 있다.
다음 구성으로, 저장부(135)는 조명 장치(100)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(135)는 객체 추출부(115)에서 사용되는 임계 넓이, 객체 속성 식별부(120)에서 사용되는 샘플링 주기, 임계 각도, 골격별 각도 데이터베이스, 메시지 속성 결정부(125)에서 사용되는 메시지 데이터베이스, 광 투사부(130)에서 사용되는 범죄 행위 유형을 포함하여 저장할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 상술한 바와 같은 조명 장치(100)의 논리적 구성요소를 구현하기 위한 하드웨어에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 프로세서(Processor, 150), 메모리(Memory, 155), 송수신기(Transceiver, 160), 입출력장치(Input/output device, 165) 및 발광 다이오드(Light emitting diode, 170), 데이터 버스(Bus, 175) 및 스토리지(Storage, 180)를 포함하여 구성될 수 있다.
프로세서(150)는 메모리(155)에 상주된 조명 방법이 구현된 소프트웨어(185a)에 따른 명령어를 기초로, 조명 장치(100)의 동작 및 기능을 구현할 수 있다. 메모리(155)에는 조명 방법이 구현된 소프트웨어(185a)가 상주(loading)될 수 있다. 송수신기(160)는 카메라(200) 또는 사용자 장치(300)와 데이터를 송수신할 수 있다. 입출력장치(165)는 조명 장치(100)의 동작에 필요한 데이터를 입력 받고, 상태 정보를 출력할 수 있다. 발광 다이오드(170)는 빛을 투사할 수 있다. 데이터 버스(175)는 프로세서(150), 메모리(155), 송수신기(160), 입출력장치(165), 발광 다이오드(170) 및 스토리지(180)와 연결되어, 각각의 구성 요소 사이가 서로 데이터를 전달하기 위한 이동 통로의 역할을 수행할 수 있다.
스토리지(180)는 조명 방법이 구현된 소프트웨어(185a)의 실행을 위해 필요한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(Application Programming Interface, API), 라이브러리(library) 파일, 리소스(resource) 파일 등을 저장할 수 있다. 스토리지(180)는 조명 방법이 구현된 소프트웨어(185b)를 저장할 수 있다. 또한, 스토리지(180)는 조명 방법의 수행에 필요한 데이터베이스(190)를 저장할 수 있다. 여기서, 데이터베이스(190)에는 골격별 각도 데이터베이스 및 메시지 데이터베이스가 저장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
메모리(155)에 상주되거나 또는 스토리지(180)에 저장된 조명 방법을 구현하기 위한 소프트웨어(185a, 185b)는 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 단계, 상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 단계, 상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 단계를 실행시키기 위하여, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램이 될 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서(150)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋(chipset), 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(155)는 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기(160)는 유무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 입출력장치(165)는 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 및/또는 조이스틱(joystick) 등과 같은 입력 장치 및 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 다이오드(Organic LED, OLED) 및/또는 능동형 유기 발광 다이오드(Active Matrix OLED, AMOLED) 등과 같은 영상 출력 장치 프린터(printer), 플로터(plotter) 등과 같은 인쇄 장치를 포함할 수 있다. 발광 다이오드(170)는 LED(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 포함된 실시 예가 소프트웨어로 구현될 경우, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(155)에 상주되고, 프로세서(150)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(155)는 프로세서(150)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(150)와 연결될 수 있다.
도 4에 도시된 각 구성요소는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 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 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한, 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이하, 상술한 바와 같은 조명 장치(100)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치의 투사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 카메라(200)로부터 영상을 획득(수신 또는 입력)할 수 있다(S100). 여기서, 카메라(200)로부터 획득된 영상은 조명 장치(100)가 빛을 투사할 수 있는 영역을 포함하는 영상이 될 수 있다.
조명 장치(100)는 획득된 영상으로부터 객체를 추출할 수 있다(S200). 조명 장치(100)의 구체적인 객체 추출 방법에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
조명 장치(100)는 추출된 객체의 속성을 식별할 수 있다(S300). 여기서, 객체의 속성은 객체 고유의 특징으로서, 객체의 종류 및 객체가 동작하는 행위의 유형을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조명 장치(100)의 구체적인 객체 속성 식별 방법에 대해서는 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
조명 장치(100)는 식별된 객체의 속성을 기초로, 빛을 통해 표현하고자 하는 메시지의 유형을 결정할 수 있다(S400). 여기서, 메시지의 유형은 빛의 투사를 통해 표현될 수 있는 메시지의 특징으로서, 메시지를 출력할 위치(즉, 빛을 투사할 위치), 메시지의 모양(즉, 형상화되는 빛의 모양), 메시지의 색상(즉, 빛의 색상)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조명 장치(100)의 구체적인 메시지 유형 결정 방법에 대해서는 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
그리고, 조명 장치(100)는 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사할 수 있다(S500).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 획득된 영상 내에 존재하는 엣지를 추출할 수 있다(S210). 구체적으로, 조명 장치(100)는 LoG 알고리즘 또는 DoG 알고리즘 중 어느 하나를 이용하여 엣지를 추출할 수 있다.
조명 장치(100)는 추출된 엣지에 의한 폐쇄 영역을 하나 이상 추출할 수 있다(S230). 이 경우, 조명 장치(100)는 엣지 영역이 폐쇄되었는지 명확히 하기 위하여, 영상에 이진화를 먼저 처리할 수 있다.
조명 장치(100)는 추출된 폐쇄 영역 중 넓이가 기 설정된 임계 넓이 값 이상인 폐쇄 영역을 객체(즉, 거동 수상자의 후보)로 식별할 수 있다(S250).
조명 장치(100)는 카메라(200)로부터 빛이 투사된 이후에 추가로 촬영된 영상을 획득할 수 있는지 판단할 수 있다(S270). 판단 결과, 빛이 투사된 이후에 추가로 촬영된 영상을 획득할 수 없는 경우, 조명 장치(100)는 이하의 단계를 수행하지 않고, 추출된 객체의 속성을 식별할 수 있다.
판단 결과, 빛이 투사된 이후에 추가로 촬영된 영상을 획득할 수 있는 경우, 조명 장치(100)는 추가로 획득된 영상의 음영 값을 산출하고, 기존의 영상의 음영 값과의 차이를 기초로 영상의 깊이 값을 추정할 수 있다(S290).
그리고, 조명 장치(100)는 추정된 깊이 값을 반영하여, 기존의 영상의 엣지를 보정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 속성 식별 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 추출된 객체의 엣지를 구성하는 좌표들을 샘플링할 수 있다(S310). 조명 장치(100)는 샘플링된 좌표들을 연결하여 2차원 영역을 생성할 수 있다(S330).
조명 장치(100)는 생성된 2차원 영역에 존재하는 꼭지점들에 대한 각도의 분포를 골격별 각도 데이터베이스에 대비하여, 객체의 추정 골격 및 객체의 종류를 결정할 수 있다(S350). 특히, 조명 장치(100)는 2차원 영역에 존재하는 꼭지점들 중 꼭지점에 인접한 두 선분의 각도가 임계 각도 이상인 꼭지점들만의 분포를 골격별 각도 데이터베이스에 대비할 수 있다.
그리고, 조명 장치(100)는 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별할 수 있다(S370).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 유형 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 식별된 객체의 종류 및 행위의 유형을 기초로 메시지 데이터베이스에 질의하여, 메시지의 모양을 결정할 수 있다(S405). 여기서, 메시지 데이터베이스는 객체의 종류 및 행위의 유형에 따라 출력할 메시지의 모양이 저장된 저장소이다.
조명 장치(100)는 영상에서 배경을 분리하고, 분리된 배경의 평균 색상과 보색이 되는 색상을 결정할 수 있다(S410). 그리고, 조명 장치(100)는 결정된 보색 색상을 메시지의 출력 색상으로 결정할 수 있다(S415).
조명 장치(100)는 객체의 제1 시각의 추정 골격에서 제2 시각의 추정 골격으로의 변화 방향에 따라, 객체의 이동 방향을 결정할 수 있다(S420). 조명 장치(100)는 객체의 추정 골격 내에서 안구의 상대적인 위치를 기준으로 객체의 시야 방향을 결정할 수 있다(S425). 그리고, 조명 장치(100)는 결정된 객체의 이동 방향 및 시야 방향을 기초로, 메시지를 출력하기 위한 위치를 결정할 수 있다(S430).
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 선정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
아울러, 본 발명에 따른 장치나 단말은 하나 이상의 프로세서로 하여금 앞서 설명한 기능들과 프로세스를 수행하도록 하는 명령에 의하여 구동될 수 있다. 예를 들어 그러한 명령으로는, 예컨대 JavaScript나 ECMAScript 명령 등의 스크립트 명령과 같은 해석되는 명령이나 실행 가능한 코드 혹은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장되는 기타의 명령이 포함될 수 있다. 나아가 본 발명에 따른 장치는 서버 팜(Server Farm)과 같이 네트워크에 걸쳐서 분산형으로 구현될 수 있으며, 혹은 단일의 컴퓨터 장치에서 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 실시예를 설명하는데 있어서, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
조명 장치: 100 카메라: 200
사용자 장치: 300
통신부: 105 입출력부: 110
객체 추출부: 115 객체 속성 식별부: 120
메시지 속성 결정부: 125 광 투사부: 130
저장부: 135

Claims (10)

  1. 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 객체 추출부;
    상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 객체 속성 식별부;
    상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 메시지 속성 결정부; 및
    상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 광 투사부를 포함하되,
    상기 메시지 속성 결정부는
    상기 빛을 투사할 수 있는 영역에 대한 영상의 배경(background)을 분리하고, 분리된 배경의 평균 색상과 보색(complementary)이 되는 보색 색상을 결정하고, 상기 결정된 보색 색상을 상기 메시지를 출력하기 위한 색상으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 객체 추출부는
    상기 영상 내에 존재하는 엣지(edge)를 추출하고, 상기 추출된 엣지에 의한 폐쇄 영역(enclosure)을 하나 이상 추출하고, 추출된 폐쇄 영역 중 넓이가 기 설정된 임계 넓이 값 이상인 폐쇄 영역을 상기 객체로 식별하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 객체 추출부는
    상기 광 투사부에 의해 빛이 출력되기 이전에 획득된 제1 영상의 음영 값(shade)과 상기 광 투사부에 의해 빛이 출력된 이후에 획득된 제2 영상의 음영 값의 차이를 기초로, 상기 빛을 투사할 수 있는 영역에 대한 영상의 깊이 값(depth)을 추정하고, 추정된 깊이 값을 반영하여 상기 추출된 엣지를 보정하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 객체 속성 식별부는
    상기 식별된 객체의 엣지를 구성하는 좌표들을 샘플링(sampling)하고, 샘플링된 좌표들을 연결하여 2차원 영역을 생성하고, 생성된 2차원 영역에 존재하는 꼭지점(vertex)들의 각도의 분포(distribution)를 기 저장된 골격별 각도 데이터베이스와 대비하여, 상기 추정 골격을 결정하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 객체 속성 식별부는
    상기 2차원 영역에 존재하는 꼭지점들 중 꼭지점에 인접한(adjacent) 두 선분(two lines)의 각도가 기 설정된 임계 각도 이상인 꼭지점들만의 분포를 상기 골격별 각도 데이터베이스와 대비하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서, 상기 보색 색상은
    Rback, Gback, Bback이 상기 배경의 평균 색상의 RGB 값이고, Rout, Gout, Bout이 상기 보색 색상의 RGB 값인 경우, 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
    [수학식]
    Figure 112019001224610-pat00012
  8. 제1 항에 있어서, 상기 메시지 속성 결정부는
    상기 제1 시각의 추정 골격에서 상기 제2 시각의 추정 골격으로의 변화 방향을 상기 식별된 객체의 이동 방향으로 결정하고, 상기 식별된 객체의 추정 골격 내에서 안구(eyeball)의 상대적인 위치에 따라 상기 식별된 객체의 시야 방향을 결정하고, 상기 결정된 이동 방향 및 시야 방향을 기초로 상기 메시지를 출력하기 위한 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 광 투사부는
    상기 식별된 객체의 행위의 유형이 기 설정된 범죄 행위 유형에 포함되는 경우, 상기 식별된 객체의 추정 골격 내에서 안구의 위치를 식별하고, 식별된 안구의 방향을 향하여 추가적인 빛을 투사하는 것을 특징으로 하는, 관제 기능을 구비한 조명 장치.
  10. 빛을 투사(project)할 수 있는 영역에 대한 영상으로부터 객체를 식별하는 단계;
    상기 식별된 객체에 대한 제1 시각의 추정 골격과 제2 시각의 추정 골격의 변화량을 기초로, 상기 식별된 객체가 동작하는 행위의 유형을 식별하는 단계;
    상기 식별된 행위의 유형을 기초로, 빛을 통해 출력하고자 하는 메시지의 유형을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 유형의 메시지를 형성할 수 있는 빛을 투사하는 단계를 포함하되,
    상기 메시지의 유형을 결정하는 단계는
    상기 빛을 투사할 수 있는 영역에 대한 영상의 배경(background)을 분리하고, 분리된 배경의 평균 색상과 보색(complementary)이 되는 보색 색상을 결정하고, 상기 결정된 보색 색상을 상기 메시지를 출력하기 위한 색상으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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KR20130120326A (ko) 2012-04-25 2013-11-04 오찬용 지능형 가로등 시스템
KR20140128590A (ko) * 2013-04-29 2014-11-06 (주)티엘씨테크놀로지 가로등을 이용한 영상감시 방범 시스템
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KR101880100B1 (ko) * 2018-03-26 2018-07-19 주식회사 큐앤에스시스템 감시영역에서 이동객체의 이상행동을 검출하기 위한 cctv 시스템

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