KR102000607B1 - 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치 - Google Patents

무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치 Download PDF

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Abstract

무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치는 복수번 굴절되는 통로를 갖는 카메라 이송 트랙; 상기 카메라 이송 트랙의 상기 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라; 상기 통로를 따라 상기 카메라를 이송하는 이송 유닛; 및 상기 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치{SUPER RESOLUTION APPARATUS USING MOVING CARMERA}
본 발명은 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치에 관한 것이다.
최근들어, 복수개의 카메라들을 N×N(단, N은 자연수) 매트릭스 형태로 배치하고, 각 카메라들로부터 촬영된 저해상도 영상들의 상대적인 차이를 이용하여 고해상도 영상을 추정 및 구성하는 초해상도 촬영장치가 개발된 바 있다.
복수개의 카메라들을 사용하는 초해상도 촬영장치는 저해상도 영상들을 고해상도 영상으로 복원하는데 유리한 반면, 한정된 면적에 복수개의 카메라들을 배치해야 하기 때문에 공간적 제약이 크며 작은 사이즈를 갖는 카메라들을 복수개 사용해야 하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 무빙 카메라를 이용하여 저해상도 영상들을 획득하고, 획득된 저해상도 영상을 이용하여 고해상도 영상을 획득하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치는 복수번 굴절되는 통로를 갖는 카메라 이송 트랙; 상기 카메라 이송 트랙의 상기 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라; 상기 통로를 따라 상기 카메라를 이송하는 이송 유닛; 및 상기 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함한다.
일실시예로서, 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치는 직선 통로가 병렬 형태로 배치된 복수개의 카메라 이송 트랙들; 복수개의 상기 카메라 이송 트랙들의 상기 직선 통로마다 배치되어 상기 직선 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라들; 상기 직선 통로를 따라 상기 카메라들을 이송하는 이송 유닛; 및 상기 직선 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치에 의하면, 복수개의 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하기 위하여 복수번 굴절되어 카메라가 이송되는 카메라 이송 트랙을 형성하고 카메라 이송 트랙을 따라 카메라를 이송시키면서 촬영을 수행함으로써 초해상도 이미지를 형성하기 위하여 단지 1대 또는 2 대의 카메라를 필요로 함으로써 공간 제약이 감소되고 다수의 카메라를 사용하지 않음으로써 생산 원가를 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 이송 장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다. 도 2는 도 1의 이송 장치를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치(100)는 카메라 이송 트랙(110), 카메라(150), 이송 유닛(160) 및 영상 처리부(170)를 포함한다.
카메라 이송 트랙(110)은 복수번 굴절되는 통로(115)를 갖는다.
카메라 이송 트랙(110)은, 예를 들어, X 축 방향으로 길게 형성되며 Y 축 방향으로 복수개가 병렬 배치된 제1 이송 트랙부(113) 및 제1 이송 트랙부(113)들을 하나의 통로로 연결하는 제2 이송 트랙부(114)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 이송 트랙부(113,114)들은 하나의 통로(115)를 형성하며, 후술 될 카메라(150)는 제1 및 제2 이송 트랙부(113,114)에 의하여 형성된 통로(115)를 따라 이송된다.
카메라(150)는 제1 및 제2 이송 트랙부(113,115)들을 포함하는 통로(115)에 배치되며, 카메라(150)는 통로(115)를 따라 이송되면서 통로(115)의 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성한다.
본 발명의 일실시예에서, 통로(115)의 특정 촬영 지점은 N×N(단, N은 2 이상의 자연수)매트릭스 형태로 배치되며, 본 발명의 일실시예에서, 특정 촬영 지점은 4×4 매트릭스 형태로 배치된다.
구체적으로 본 발명의 일실시예에서, 특정 촬영 지점은 Z1 내지 Z16이며, 카메라는 촬영 지점(Z1) 내지 촬영 지점(Z16)에서 각각 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성한다. 도 1에서 y1,y2...yn은 각 특정 촬영 지점에서 발생된 저해상도 이미지 데이터이다.
이송 유닛(160)은 카메라(150)가 카메라 이송 트랙(110)을 따라 이동되도록 한다.
이송 유닛(160)은, 예를 들어, 카메라(150)를 이송시키는 XY 이송 유닛을 포함할 수 있다.
이송 유닛(160)은 카메라(150)에 결합된 이송 테이블(162), 이송 테이블(162)에 X 축 방향으로 결합된 X 축 슬라이드 바(163), 이송 테이블(162)에 Y 축 방향으로 결합된 Y 축 슬라이드 바(164), X 축 슬라이드 바(163)의 단부에 결합된 Y 축 부싱(165), Y 축 슬라이드 바(164)에 결합된 X 축 부싱(166), X 축 부싱(166)에 결합된 X축 회전축(167), Y 축 부싱(165)에 결합된 Y 축 회전축(168), X 축 회전축(167)을 회전시키는 제1 모터(167a) 및 Y 축 회전축(168)을 회전시키는 제2 모터(168a)를 포함한다.
제1 모터(167a)가 회전됨으로써 X축 회전축(167)이 회전되고, X 축 부싱(166)은 X 축을 따라 이송되고 이로 인해 Y축 슬라이드 바(164)가 X 축 슬라이드 바(163)를 따라 이송되면서 이송 테이블(162)에 결합된 카메라(150)는 X 축 방향을 따라 이송하면서 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성한다.
한편, 제2 모터(168a)가 회전됨으로써 Y 축 회전축(168)이 회전되고, Y축 부싱(165)은 Y 축을 따라 이송되고 이로 인해 X 축 슬라이드 바(163)가 Y 축 슬라이드 바(164)를 따라 이송되면서 이송 테이블(162)에 결합된 카메라(150)는 Y 축 방향으로 이송되면서 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성한다.
본 발명의 일실시예에서, 이송 유닛(160)에 의하여 카메라(150)는 카메라 이송 트랙(110)을 따라 이송되면서 특정 촬영 지점(Z1~Z16)에서 각각 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성한다.
도 1을 다시 참조하면, 영상 처리부(170)는 카메라(150)로부터 특정 촬영 지점(Z1~Z16)에서 촬영된 저해상도 이미지를 처리하여 고해상도 이미지를 생성한다.
영상 처리부(170)는 전처리부(172), 영상 보정부(174) 및 복원/노이즈 제거부(176)를 포함한다.
전처리부(172)는 카메라(150)에 의하여 특정 촬영 지점(Z1~Z16)에서 촬영된 저해상도 이미지의 카메라 위치 변화(translation), 회전(rotation) 및 스케일(scaling)을 처리한다.
또한, 전처리부(172)에서는 카메라(150)에 의하여 촬영된 저해상도 영상들의 상대적인 차이를 이용하여 고해상도 영상을 추정 또는 처리한다.
영상 보정부(174)는 전처리부(172)에서 처리된 영상을 보정하며, 복원/노이즈 제거부(176)는 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 복원 및 복원 과정에서 발생된 노이즈를 제거한다.
비록 앞서 도 1에는 카메라(150)가 이송되는 카메라 이송 트랙(110)에 1 대의 카메라(150)를 배치하고 카메라(150)를 이송 유닛(160)을 이용하여 이송하면서 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하여 저해상도 이미지를 생성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 촬영 시간을 보다 단축시키기 위하여 카메라(150)는 통로(115)의 양단에 각각 배치되며, 2 대의 카메라는 통로(115)의 바깥쪽 부분으로부터 통로(115)의 중간 부분에서 만나는 방향으로 이송되면서 촬영을 수행함으로써 저해상도 이미지 생성을 위한 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다. 도 3에 도시된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치는 카메라 이송 트랙을 제외하면 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치(100)는 카메라 이송 트랙(120), 카메라(150), 이송 유닛(160) 및 영상 처리부(170)를 포함한다.
카메라 이송 트랙(120)은 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 복수번 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 카메라 이송 트랙(120)은 와류 형상으로 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 여러번 절곡된 형상으로 형성될 수 있으며, 카메라 이송 트랙(120)에는 1대 또는 2 대의 카메라(150)가 배치될 수 있고, 카메라 이송 트랙(120)에 배치된 카메라(150)는 이송 유닛(160)에 의하여 이송된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치를 도시한 개념도이다. 도 4에 도시된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치는 카메라 이송 트랙을 제외하면 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 하며 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치(100)는 카메라 이송 트랙(130), 카메라(150), 이송 유닛(160) 및 영상 처리부(170)를 포함한다.
카메라 이송 트랙(130)은 직선 통로(132)가 병렬 형태로 배치된다.
구체적으로 직선 통로(132)는 X 축 방향으로 길게 연장되며, 직선 통로(132)는 복수개가 Y 축 방향으로 병렬 배치된 형상으로 형성되며, 각 직선 통로(132)에는 카메라(150)가 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 직선 통로(132)에 배치된 카메라(150)는 이송 유닛(160)에 의하여 X 축 방향으로만 이동되면서 특정 촬영 지점(Z1~Z16)에서 저해상도 이미지를 생성한다.
도 4에 도시된 바와 같이 카메라 이송 트랙(130)에 직선 통로(132)를 형성하고 각 직선 통로(132)에 1 대의 카메라(150)를 형성하고, 각 카메라(150)를 X 축 방향으로만 이송하면서 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행할 경우 이송 유닛(160)의 구조를 보다 단순하게 형성할 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 직선 통로(132)를 X 축과 평행하게 연장하고, 직선 통로(132)를 Y 축 방향으로 복수개 병렬 배치한 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 도 5에 도시된 바와 같이 카메라 이송 트랙(140)에 직선 통로(142)를 Y 축과 평행하게 연장하고 복수개의 직선 통로(142)를 X 축과 평행한 방향으로 병렬 배치하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 복수개의 특정 촬영 지점에서 촬영을 수행하기 위하여 복수번 굴절되어 카메라가 이송되는 카메라 이송 트랙을 형성하고 카메라 이송 트랙을 따라 카메라를 이송시키면서 촬영을 수행함으로써 초해상도 이미지를 형성하기 위하여 단지 1대 또는 2 대의 카메라를 필요로 함으로써 공간 제약이 감소되고 다수의 카메라를 사용하지 않음으로써 생산 원가를 크게 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...초해상도 촬영장치 110,120,130,140...카메라 이송 트랙
150...카메라 160...이송 유닛
170...영상 처리부

Claims (13)

  1. 복수 번 굴절되는 통로를 갖는 카메라 이송 트랙;
    상기 카메라 이송 트랙의 상기 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라;
    상기 통로를 따라 상기 카메라를 이송하는 이송 유닛; 및
    상기 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함하고
    상기 카메라 이송 트랙은 X 축 방향으로 형성되고 Y 축 방향으로 복수개가 병렬 배치된 제1 이송 트랙부들 및 상기 카메라를 지그재그 형상으로 이송하기 위해 제1 이송 트랙부들을 Y 축 방향으로 연결하는 제2 이송 트랙부를 포함하는무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 카메라에 결합된 이송 테이블을 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 테이블에 X축 방향으로 결합된 X축 슬라이드바, 상기 X축 슬라이드바의 단부에 결합된 Y축 부싱, 상기 Y축 부싱에 결합된 Y축 회전축 및 상기 Y축 회천축을 회전시키는 제2모터를 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 이송 테이블에 Y축 방향으로 결합된 Y축 슬라이드바, 상기 Y축 슬라이드바의 단부에 결합된 X축 부싱, 상기 X축 부싱에 결합된 X축 회전축 및 상기 X축 회천축을 회전시키는 제1모터를 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 통로의 양단에 2 대가 배치되며 상기 카메라는 상기 통로의 중간 부분에서 만나는 방향으로 상기 이송 유닛을 통해 이송되는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  6. 직선 통로가 병렬 형태로 배치된 복수개의 카메라 이송 트랙들;
    복수개의 상기 카메라 이송 트랙들의 상기 직선 통로마다 배치되어 상기 직선 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라들;
    상기 직선 통로를 따라 상기 카메라들을 이송하는 이송 유닛; 및
    상기 직선 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함하고
    상기 카메라 이송 트랙은 X 축 방향으로 형성되고 Y 축 방향으로 복수개가 병렬 배치된 제1 이송 트랙부들 및 상기 카메라를 지그재그 형상으로 이송하기 위해 제1 이송 트랙부들을 Y 축 방향으로 연결하는 제2 이송 트랙부를 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 카메라 이송 트랙들은 X 축 방향으로 형성되며, 복수개가 Y 축 방향으로 병렬 배치된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 카메라 이송 트랙들은 Y 축 방향으로 형성되며, 복수개가 X 축 방향으로 병렬 배치된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 카메라들을 이송시키기 위한 XY 이송 유닛을 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카메라가 촬영하는 지점은
    N X N(N은 2 이상의 자연수) 매트릭스 형태로 배치되는 지점인 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 카메라를 이송시키기 위한 XY 이송 유닛을 포함하는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  12. 복수 번 굴절되는 통로를 갖는 카메라 이송 트랙;
    상기 카메라 이송 트랙의 상기 통로를 통해 이동하면서 지정된 지점에서 촬영을 수행하는 카메라;
    상기 통로를 따라 상기 카메라를 이송하는 이송 유닛; 및
    상기 통로를 따라 이송되는 상기 카메라에 의하여 촬영된 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 처리하는 영상 처리부를 포함하고
    상기 카메라는 상기 통로의 양단에 2 대가 배치되며 상기 카메라는 상기 통로의 중간 부분에서 만나는 방향으로 상기 이송 유닛을 통해 이송되는 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 카메라 이송 트랙은,
    바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 복수번 절곡된 형상으로 형성된 무빙 카메라를 이용한 초해상도 촬영 장치.
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