KR102213659B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR102213659B1
KR102213659B1 KR1020200033300A KR20200033300A KR102213659B1 KR 102213659 B1 KR102213659 B1 KR 102213659B1 KR 1020200033300 A KR1020200033300 A KR 1020200033300A KR 20200033300 A KR20200033300 A KR 20200033300A KR 102213659 B1 KR102213659 B1 KR 102213659B1
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안덕용
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양지훈
공승길
김두유
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한국지역난방공사
씨큐리티(주)
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Abstract

실시예는, 온도 정보 데이터를 생성하는 제1 카메라; 영상 정보 데이터를 생성하는 제2 카메라; 상기 온도 정보 데이터 및 상기 영상 정보 데이터를 이용하여 이벤트 발생 여부를 판단하고 상기 이벤트가 발생하면 피드백 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 피드백 신호에 대응하여 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행하는 출력부;를 포함하는 카메라 모듈을 개시한다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}
실시예는 카메라 모듈에 관한 것이며, 보다 상세하게는 복수 개의 카메라를 통해 이상 또는 이벤트를 고속으로 감지하고 이상 또는 이벤트에 대한 피드백을 수행하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 화재 위험이 있거나, 외부인 출입 등이 제한된 장소에는 감시장치가 설치되는데, 이러한 이상을 감지하는 감시장치로는 감지센서나 감시용 CCTV 등이 이용된다.
감지센서는 불꽃 센서, 연기 센서, 온도 센서 등을 이용하여 주변에서 발생하는 불꽃, 연기, 주변 온도 등을 감지하여 화재 등의 발생 유무를 파악할 수 있다.
이러한 감지센서는 화재의 발생 유무만 감지할 뿐, 감시 대상의 실제 영상이나 화재 영상을 확인할 수 없기 때문에 오작동시 많은 혼란을 초래하는 경우가 있다.
또한, 많은 장소에서 감시용 CCTV를 통하여 이상 발생 유무를 감시하고 있는데, 감시용 CCTV는 촬영되는 일반 컬러 영상 속에서 영상처리 방식을 이용하여 불꽃을 검출하거나 별도의 센서를 추가로 설치하여 이상 발생 유무를 파악하고, 이를 외부 중앙 센터 등에 제공하는 방식을 이용하고 있다.
그러나 최근에는 카메라의 영상을 중앙 센터에서 단순 수집하여 일괄적으로 영상을 분석하는 중앙집중형 감시 시스템보다 각 카메라 자체에 영상 분석 기능을 구성하여 특정한 이벤트가 발생하는 경우에만 감시 영상을 전송하도록 하는 지능형 IP카메라를 이용하고 있다. 즉, 중앙 센터의 부하를 분산하고 전체 트래픽의 양을 크게 줄일 수 있는 에지형 감시 시스템이 선호되고 있다.
각 카메라 자체에 구현되는 영상분석 장치의 제한된 연산 자원만으로 효과적인 영상 감시가 이루어질 수 있어야 하기 때문에, 열화상 카메라와 실화상 카메라를 합친 듀얼 카메라를 사용하는 영상감시장치가 제안되었다. 듀얼 카메라를 포함하는 영상감시장치는 열화상 카메라와 실화상 카메라를 인접 배치하여 각 카메라에서 제공되는 영상 중 선택된 영상을 기준으로 수행되는 영상분석 결과를 하나의 카메라 영상에 적용하여 제공한다.
하지만, 이상 감지를 위해 소모되는 전력이 크고 처리 속도가 낮은 문제가 존재한다.
실시예는 이상(또는 이벤트) 감지 속도가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 이상 감지에 대한 정확도가 향상된 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 이상 감지의 종류에 따라 상이한 피드백을 제공하여 맞춤형 대응을 수행하는 카메라 모듈을 제공한다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 온도 정보 데이터를 생성하는 제1 카메라; 영상 정보 데이터를 생성하는 제2 카메라; 상기 온도 정보 데이터 및 상기 영상 정보 데이터를 이용하여 이벤트 발생 여부를 판단하고 상기 이벤트가 발생하면 피드백 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 피드백 신호에 대응하여 ㅇㅇ알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행하는 출력부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 온도 정보 데이터를 이용하여 영상 정보 및 온도 정보로 변환하는 제1 처리부; 및 상기 영상 정보 및 상기 온도 정보를 이용하여 상기 영상 정보의 특정 영역에서의 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 제1 이벤트 발생 여부를 판단하는 제1 판단부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 영상 정보의 특정 영역을 상기 온도 정보에 매칭하여 상기 특정 영역에 대응하는 온도 정보를 변환할 수 있다.
상기 온도 정보 데이터는 영상 처리되지 않은 로우 데이터일 수 있다.
상기 온도 정보에 대한 픽셀 좌표는 상기 영상 정보에 대한 픽셀 좌표와 중첩될 수 있다.
상기 제어부는,
상기 영상 정보 데이터를 이용하여 복수 개의 영상 프레임을 생성하고 제2 처리부; 및 상기 복수 개의 영상 프레임 중 연속하는 영상 프레임 간에 특정 영역에서 프레임 변화량을 기설정된 변화값과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부를 판단하는 제2 판단부;를 포함할 수 있다.
상기 프레임 변화량이 상기 기설정된 변화값보다 큰 경우에 제2 이벤트 발생으로 판단하는 제2 판단부;를 포함할 수 있다.
상기 제2 판단부는 N번째 프레임과 N+1번째 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 큰 경우 상기 이벤트 발생으로 판단할 수 있다.
상기 제2 판단부는 상기 이벤트 발생을 판단하면 N-1번째 프레임을 기준으로 상기 N+1번째 프레임 이후의 프레임과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부에 대한 판단을 수행할 수 있다.
상기 출력부는 상기 피드백 신호에 대응하여 경광등 작동, 출임문 차단, 생산라인 작동중지, 방화벽 차단, 소화액 분출, 전원차단기 작동, 밸브 차단 중 적어도 하나를 수행하도록 전원을 공급하는 전압출력부;를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면 이상 감지 속도가 개선된 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 이상 감지에 대한 정확도가 향상된 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 이상 감지의 종류에 따라 상이한 피드백을 제공하여 맞춤형 대응을 수행하는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈 및 이를 포함하는 감지 시스템을 도시한 블록도이고,
도 2는 실시예에 따른 제어부의 블록도이고,
도 3은 온도 정보 데이터를 설명하는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 제1 처리부의 동작을 설명하는 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 제1 판단부의 동작을 설명하는 도면이고,
도 6은 실시예에 따른 제2 처리부 및 제2 판단부의 동작을 설명하는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 출력부의 동작을 설명하는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어 방법에 대한 순서도이고,
도 9는 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어 방법의 구체적인 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈 및 이를 포함하는 감지 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 감지 시스템은 카메라 모듈(100) 및 서버(200)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(100)은 촬영 대상으로부터의 영상 정보 데이터 및 온도 정보 데이터를 이용하여 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
또한, 카메라 모듈(100)은 후술하는 제1 카메라 및 제2 카메라 각각으로부터 생성된 온도 정보 데이터 및 영상 정보 데이터를 서버(200)로 송신할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(100)은 온도 정보 데이터를 이용하여 얻어지는 영상 정보 또는 온도 정보가 반영된 영상 정보를 서버(200)로 송신할 수 있다.
서버(200)는 카메라 모듈(100)과 통신하여 실시간으로 영상 정보 데이터나 상술한 영상 정보를 수신할 수 있다. 본 명세서에서, 영상 정보 데이터는 제2 카메라로부터 생성되는 실제 화상에 대한 영상 또는 이미지 정보로, 제1 카메라로부터 얻어지는 열 영상과 상이할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 소정의 공간 내에 설치되어 이벤트(이하, '이상'과 혼용됨)가 발생하면 이를 감지하여 이에 대한 대응을 수행할 수 있다.
먼저, 카메라 모듈(100)은 제1 카메라(10), 제2 카메라(20), 제어부(30), 출력부(40) 및 통신부(50)를 포함할 수 있다.
제1 카메라(10)는 열화상 센서(LWIR sensor)를 포함할 수 있다. 그리고 본 명세서에서 카메라는 센서이거나 센서로 이루어질 수 있다. 다만, '카메라'로 이하 설명한다.
제1 카메라(10)는 온도 정보 데이터를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 실시예에 따른 제1 카메라(10)는 복수 개의 수신부가 어레이 형식으로 구비되어 촬영 대상에 대한 온도 정보 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라(10)는 촬영 대상으로부터 열화상 데이터를 생성할 수 있다.
제2 카메라(20)는 영상 정보 데이터를 생성할 수 있다. 제2 카메라(20)는 이미지 센서(CMOS sensor, CCD sensor)이거나 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라(20)는 일반 영상 즉, 실화상에 대한 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(30)는 제1 카메라(10)로부터 온도 정보 데이터를 수신할 수 있다. 그리고 제어부(30)는 제2 카메라(20)로부터 영상 정보 데이터를 수신할 수 있다.
제어부(30)는 온도 정보 데이터 및 영상 정보 데이터를 이용하여 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 이벤트가 발생하면 피드백 신호를 출력부(40)로 출력할 수 있다. 제어부(30)는 이벤트가 발생하지 않으면 피드백 신호를 출력하지 않고 온도 정보 데이터 및 영상 정보 데이터의 생성을 유지하도록 제어할 수 있다.
제어부(30)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로컨트롤러(microcontrollers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 예컨대, 제어부(30)는 라떼판다 기판(lattepanda board) 상에 실장될 수 있다.
출력부(40)는 제어부(30)로부터 피드백 신호를 수신할 수 있다. 그리고 출력부(40)는 피드백 신호에 대응하여 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
실시예에 따르면, 출력부(40)는 전압 출력부(41, 도 7 참조)를 포함할 수 있다. 전압 출력부는 피드백 신호에 따라 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 외부에 위치하는 경광등 작동기, 출입문 개폐기, 생산라인 작동기, 방화벽 차단기, 소화액 제공 장치, 밸브 제어기와 연결되어 상술한 구성요소로 이들의 제어를 위한 신호를 송신할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 사람의 직접적 감시 등이 없더라도 화재 및 침입자 등의 이벤트를 용이하게 감지하고, 이벤트에 대응하는 피드백 신호를 제공하여 촬영과 동시에 안정성을 개선할 수 있다.
통신부(50)는 상술한 바와 같이 제1 카메라(10) 및 제2 카메라(20)로부터 생성된 온도 정보 데이터 및 영상 정보 데이터를 서버(200)로 실시간 제공할 수 있다.
이러한 통신부(50)는 유선 랜(Local Area Network; LAN), USB(Universal Serial Bus), 이더넷(Ethernet), 전력선 통신(Power Line Communication; PLC), 무선 랜(Wireless LAN), 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access; CDMA), 시분할 다중접속(Time Division Multiple Access; TDMA), 주파수분할 다중접속(Frequency Division Multiple Access; FDMA), 와이브로(Wireless Broadband Internet; WiBro), LTE(Long Term Evolution), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 광대역 코드분할 다중접속(Wideband CDMA; WCDMA), 초광대역 통신(Ultra WideBand; UWB), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; USN), RFID(Radio Frequency IDentification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), NFC(Near Field Communication), 지그비 등을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 제어부의 블록도이고, 도 3은 온도 정보 데이터를 설명하는 도면이고, 도 4는 실시예에 따른 제1 처리부의 동작을 설명하는 도면이고, 도 5는 실시예에 따른 제1 판단부의 동작을 설명하는 도면이고, 도 6은 실시예에 따른 제2 처리부 및 제2 판단부의 동작을 설명하는 도면이고, 도 7은 실시예에 따른 출력부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 2 내지 도 8를 참조하면, 실시예에 따른 제어부(30)는 제1 처리부(31), 제1 판단부(32), 제2 처리부(33) 및 제2 처리부(33)를 포함할 수 있다.
제1 처리부(31)는 온도 정보 데이터를 이용하여 온도 정보 데이터를 영상 정보 및 온도 정보 데이터로 변환할 수 있다.
먼저, 상술한 바와 같이 제1 카메라는 촬영 대상에 대한 온도 정보 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 온도 정보 데이터는 도 3에서와 같이 메트릭스로 배열된 복수 개의 픽셀(P) 각각의 온도 정보 데이터값로 이루어질 수 있다. 그리고 온도 정보 데이터는 이미지 처리 등이 이루어지지 않은 로우(raw) 데이터일 수 있다. 즉, 온도 정보 데이터는 각 픽셀 별 온도 정보 데이터값의 집합일 수 있다.
실시예로, 온도 정보 데이터는 온도에 따라 또는 센서에 따라 변하는 온도 범위를 소정의 값으로 나타낼 수 있다. 예컨대, 온도 정보 데이터는 6X8의 메트릭스를 갖는 복수 개의 픽셀 각각에 대응하는 온도 정보 데이터값으로 -10000 내지 10000의 숫자를 가질 수 있다. 다만, 픽셀의 개수 및 매트릭스의 행과 열의 수 등은 상술한 내용을 기준으로 설명하나 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1 처리부(31)는 이러한 온도 정보 데이터를 이용하여 영상 정보로 변환할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 처리부(31)는 로우(raw) 데이터인 온도 정보 데이터를 각 온도 정보 데이터값을 출력한 픽셀의 위치를 반영하여 영상 정보로 변환할 수 있다.
제1 처리부(31)는 이러한 온도 정보 데이터를 소정의 범위(레벨)를 갖는 값으로 변환하여 영상 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 소정의 범위는 0 내지 255로 이루어질 수 있다. 이에, 제1 처리부(31)는 총 256 레벨의 밝기로 이루어진 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 때, 256레벨은 상술한 온도 정보 데이터의 -10000 내지 10000과 대응될 수 있다.
예를 들어, 온도 정보 데이터는 1X1(이하 행X열을 의미함)의 픽셀에서 온도 정보 데이터값으로 3421을 갖고, 6X8의 픽셀에서 온도정보 데이터값으로 17000을 가질 수 있다. 이에 대응하여, 제1 처리부(31)는 영상 정보가 1X1 픽셀에서 50레벨을 갖고, 6X8 픽셀에서 150레벨을 갖도록 온도 정보 데이터를 처리할 수 있다. 이에, 영상 정보는 각 픽셀의 밝기차로 이루어진 이미지일 수 있다(도 5참조)
이로써, 영상 정보는 촬영 대상의 형상이 반영될 수 있다. 또한, 영상 정보는 상술한 바와 같이 픽셀의 좌표에 대응하는 위치 정보를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따르면, 제1 처리부(31)는 온도 정보 데이터를 이용하여 온도 정보로 변환할 수 있다. 온도 정보는 상술한 온도 정보 데이터값 또는 영상 정보의 레벨값을 실제 섭씨 등의 온도값으로 변환한 정보로 이루어질 수 있다. 예컨대, 온도값은 25℃ 등으로 이루어질 수 있다. 온도 정보는 영상 정보와 마찬가지로 픽셀의 좌표에 대응하는 위치 정보를 가질 수 있다. 이에, 온도 정보는 영상 정보와 위치에 대해 일대일 매칭될 수 있다. 이에, 온도 정보에 대한 픽셀 좌표는 영상 정보에 대한 픽셀 좌표와 중첩될 수 있다. 예컨대, 온도 정보는 영상 정보의 1X1 픽셀에 대응한 1X1을 가질 수 있다. 즉, 온도 정보, 영상 정보는 모두 6X8 픽셀로 이루어질 수 있다.
실시예로, 온도 정보는 1X1에서 1X1 픽셀의 영상 정보 데이터값(3421) 또는 온도값(50레벨)에 대응하는 17℃를 가질 수 있다. 또한, 온도 정보는 6X8 픽셀의 영상 정보데이터값(17000) 또는 온도값(150레벨)에 대응하는 36℃를 가질 수 있다.
제1 판단부(32)는 이러한 영상 정보 및 온도 정보를 이용하여 상기 영상 정보의 특정 영역에서의 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 제1 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 특정 영역은 사용자의 입력에 의해 설정될 수 있으며, 복수 개일 수 있다. 또는 특정 영역은 영상 정보를 수신한 서버에서 입력 인터페이스 등에 의해 선택된 영역일 수 있다. 즉, 특정 영역은 영상 정보에서 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 좌표로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 처리부(31)는 영상 정보의 특정 영역을 상기 온도 정보에 매칭하여 특정 영역에 대응하는 온도 정보를 변환할 수 있다. 다시 말해, 제1 처리부(31)는 특정 영역(SR)에 대해서만 온도 정보를 생성할 수 있다. 제1 처리부(31)는 영상 정보에서 특정 영역(SR)의 좌표에 해당하는 영역에 대한 레벨값으로부터 온도를 산출할 수 있다. 그리고 제1 처리부(31)는 산출된 온도값 등을 포함하는 온도 정보를 생성할 수 있다.
이로써, 제1 처리부(31)는 온도 정보 데이터 또는 영상 정보의 전체 좌표에 대한 온도 정보가 아닌 특정 영역에 대응하는 온도 정보만을 산출할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역(SR)이 4X4 픽셀 및 4X5 픽셀일 수 있다. 이 때, 온도 정보는 4X4 픽셀 및 4X5 픽셀에 대한 온도값만을 가질 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 카메라 모듈은 영상 정보에서 원하는 영역에 대한 온도 정보만을 추출하여 온도 정보를 추출하는데 소요되는 연산량을 최소화할 수 있다. 다시 말해, 실시예에 따른 카메라 모듈은 연산 속도를 향상시키고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 제1 판단부(32)는 특정 영역 내의 온도(최대 온도)가 기설정된 온도보다 높은 경우 제1 이벤트 즉, 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 제1 판단부(32)는 제1 이벤트에 대응하는 피드백 신호를 출력하여 이를 출력부(40)로 송신할 수 있다.
또한, 제2 처리부(33)는 제2 카메라에서 생성된 영상 정보 데이터를 이용하여 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이 영상 정보 데이터는 소정의 시간 단위로 생성되므로, 일정 시구간 동안 복수 개의 영상 프레임으로 변환될 수 있다.
즉, 제2 처리부(33)는 특정 시점에 대한 영상 프레임을 생성할 수 있으며, 영상 프레임은 RGB 값 등을 가질 수 있다.
제2 판단부(34)는 복수 개의 영상 프레임 중 연속하는 영상 프레임 간에 특정 영역(SR)에서의 프레임 변화량을 기설정된 변화값과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
제2 판단부(34)는 특정 시점의 프레임(N 프레임 또는 N번째 프레임, 이하 N 프레임으로 설명함)이 생성되면, 제2 처리부(33)를 통해 그레이 영상(grey image)로 변경할 수 있다. 그리고 제2 판단부(34)는 N+1 프레임(N프레임 다음의 프레임)이 생성되면 제2 처리부(33)를 통해 N+1프레임을 그레이 영상으로 변경할 수 있다.
실시예로, 제2 판단부(34)는 N 프레임에 대한 그레이 영상과 N+1 프레임에 대한 그레이 영상 간의 밝기 차(프레임 변화량에 대응)를 추출하고, 이를 기설정된 변화값과 비교하여 제2 이벤트(이상) 발생 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제2 판단부(34)는 N 프레임과 N+1 프레임의 프레임 변화량을 특정 영역(SR, 예를 들어, 4X4 픽셀 및 4X5픽셀)에서 산출할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 프레임 변화량의 추출과 프레임 변화량과 기설정된 변화값 간의 비교가 보다 빠르게 수행될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 연산 속도를 향상시키고 전력 효율을 개선할 수 있다.
제2 판단부(34)는 상술한 프레임 변화량을 이진화할 수 있으며, N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량도 이진화하여 버퍼 등의 저장부에 저장할 수 있다.
또한, 제2 판단부(34)는 저장부에 저장된 이진화된 프레임 변화량에 대해 레이블링(labeling)하여 객체화할 수 있다. 그리고 제2 판단부(34)는 객체를 침입자 또는 유해물로 판단할 수 있다.
또한, 제2 판단부(34)는 제2 이벤트가 발생한 것으로 판단한 이후에, N+1 프레임 이후의 프레임(N+2 프레임, N+3 프레임?? 등)에 대해서는 N-1 프레임(N 프레임 이전의 프레임)을 기준으로 프레임 변화량을 추출할 수 있다. 상술한 바와 같이 그레이 영상을 통해 이루어질 수도 있다.
제2 판단부(34)는 N-1 프레임을 기준으로 N+1 프레임 이후의 프레임과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부에 대한 판단을 수행할 수 있다. 즉, 제2 판단부(34)는 침입자 등인 객체가 움직이지 않고 가만히 있을 경우 N-1프레임을 기준으로 프레임의 변화량을 추출하여 제2 이벤트 발생 여부에 대한 판단을 수행할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈은 N프레임과 N+1 프레임 간의 프레임의 변화량만으로 구분하기 어려운 상황에도 침입자가 존재하는 제2 이벤트를 정확하게 판단할 수 있다.
그리고 상술한 프레임 변화량(상기 영상 간의 밝기 차)은 저장부(60) 등에 저장될 수 있다. 저장부(60)는 제어부(30) 내에 위치할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 판단부(34)는 N-1 프레임을 기준으로 N+1 프레임 이후의 프레임 간의 프레임 변화량을 산출하고 산출된 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 작은 경우 이후의 프레임에 대한 프레임 변화량의 판단 대상의 기준을 N-1프레임이 아닌 N+2 프레임, N+3 프레임 등으로 가져갈 수 있다. 다시 말해, 기준으로 N+1 프레임 이후의 프레임 간의 프레임 변화량을 산출하고 산출된 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 작다면, 기준 프레임(N-1 프레임)이 아닌 현재 프레임을 기준으로 상술한 판단을 재수행한다.
예를 들어, N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 큰 경우, 제2 판단부는 N+2 프레임에 대해 N-1 프레임을 기준으로 프레임 변화량을 산출한다. 이 때, N+2 프레임과 N-1 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 작은 경우, 제2 판단부는 N+3 프레임에 대해 N+4프레임을 비교 대상으로 프레임 변화량을 산출할 수 있다.
또한, 실시예로, 제2 판단부(34)는 N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량을 기설정된 변화값의 소정의 비율과 비교할 수 있다. 이 때, N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값의 소정의 비율보다 크다면 N+1 프레임 이후에 대해 N-1 프레임을 기준으로 프레임 변화량을 산출하고, 기설정된 변화값 자체와 비교하여 제2 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제2 판단부(34)는 1차(N 프레임과 N+1 프레임 비교) 기설정된 변화값과 이후의 2차(N-1 프레임과 N+2 이후 프레임 비교) 기설정된 변화값이 상이하며, 1차 기설정된 변화값이 2차 기설정된 변화값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 침입자 등이 짧은 시간에 이동하여 N 프레임 및 N+1 프레임에서 침입자에 대응하는 프레임 변화량이 작게 검출되더라도 이를 용이하게 감지할 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 카메라 모듈은 침입자 등의 검출을 보다 정확하게 수행할 수 있다.
저장부(60)는 데이터베이스 관리 프로그램(DBMS)을 이용하여 컴퓨터 시스템의 저장공간(하드디스크 또는 메모리)에 구현된 일반적인 데이터구조를 의미하는 것으로, 데이터의 검색(추출), 삭제, 편집, 추가 등을 자유 롭게 행할 수 있는 데이터 저장형태를 뜻하는 것으로, 오라클(Oracle), 인포믹스(Infomix), 사이베이스 (Sybase), DB2와 같은 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)이나, 겜스톤(Gemston), 오리온(Orion), O2 등 과 같은 객체 지향 데이터베이스 관리 시스템(OODBMS) 및 엑셀론(Excelon), 타미노(Tamino), 세카이주 (Sekaiju) 등의 XML 전용 데이터베이스(XML Native Database)를 이용하여 본 발명의 일 실시예의 목적에 맞게 구현될 수 있고, 자신의 기능을 달성하기 위하여 적당한 필드(Field) 또는 엘리먼트들을 가지고 있다
또한, 제어부는 이상 감지된 영상 예컨대, 온도 정보, 영상 정보 및 영상 프레임을 저장부(60)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부는 이상 감지된 영상을 서버 또는 출력부로 전송할 수 있다.
출력부(40)는 상술한 이상 판단 시 제어부로부터 피드백 신호를 수신하여 LED 등의 디스플레이부를 통해 이상 발생을 표시할 수 있다. 이러한 디스플레이부는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 출력부(40)는 상술한 이상 판단 시 제어부로부터 피드백 신호를 수신하여 음향 신호를 출력할 수 있다. 이에, 카메라 모듈은 화재나 침입자에 대한 알람(alarm) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 출력부(40)는 상술한 바와 같이 전압 출력부(41)를 포함할 수 있다. 전압 출력부(41)는 피드백 신호에 따라 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 외부에 위치하는 경광등 작동기, 출입문 개폐기, 생산라인 작동기, 방화벽 차단기, 소화액 제공 장치, 밸브 제어기와 연결되어 상술한 구성요소로 이들의 제어를 위한 신호를 송신할 수 있다. 즉, 출력부(40)에 의해 경광등 작동, 출입문 차단, 생산라인 작동중지, 방화벽 차단, 소화액 분출, 전원 차단기 작동, 밸브 차단이 수행될 수 있다. 이 때, 출력부(40)는 전압 출력부(41)를 통해 연결된 각 구성요소에 대응하는 전압 신호를 출력할 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 카메라 모듈은 무인상태에서 침입 및 화재 등의 이상 감지 및 이에 대한 대응을 용이하게 수행할 수 있다. 나아가, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상술한 바와 같이 전력 소모를 최소화하여 과부하 등을 차단하여 전압 출력부(41)를 통한 전압 제공이 용이하게 수행되게 할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어 방법에 대한 순서도이고, 도 9는 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어 방법의 구체적인 순서도이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어 방법은 영상 정보 데이터 및 온도 정보 데이터를 수신하는 단계(S1010), 이벤트 발생 여부를 판단하는 단계(S1020), 피드백 신호 출력하는 단계(S1030) 및 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행하는 단계(S1040)를 포함할 수 있다.
본 카메라 모듈의 제어 방법에 대해서는 상술한 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
먼저, 제1 카메라 및 제2 카메라는 영상 정보 데이터 및 온도 정보 데이터를 생성하고, 제어부는 생성된 온도 정보 데이터 및 영상 정보 데이터를 수신할 수 있다.
그리고 제어부는 온도 정보 데이터를 통해 제1 이벤트 발생 여부를 판단하고, 영상 정보 데이터를 통해 제2 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
제어부는 온도 정보 데이터를 통해 영상 정보 및 온도 정보로 변환할 수 있다(S1021)
그리고 제어부는 변환된 영상 정보를 출력하고 이를 서버 등으로 전송할 수 있다(S1022). 또한, 제어부는 영상 정보의 특정 영역에 대응하는 온도 정보를 추출할 수 있다. 그리고 제어부는 추출된 온도 정보를 이용하여 특정 영역에 대한 최고 온도를 산출할 수 있다(S1023). 이러한 내용은 상술한 제1 처리부에서 수행될 수 있다.
그리고 제어부는 특정 영역 내 온도와 기설정된 온도를 비교할 수 있다(S1024). 특정 영역 내 온도는 상술한 최고 온도일 수 있다. 제어부는 특정 영역 내 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 이벤트(제1 이벤트) 발생으로 판단하고 피드백 신호를 출력할 수 있다(S1030).
만약, 제어부는 특정 영역 내 온도가 기설정된 온도보다 작은 경우 상술한 S1021 단계로 돌아가 이하의 단계를 다시 수행할 수 있다.
또한, 제어부는 영상 정보 데이터를 이용하여 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다(S1025). 복수 개의 영상 프레임은 상술한 바와 같이 N 프레임, N+1 프레임 등을 포함할 수 있다.
그리고 제어부는 N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량과 기설정된 변화값을 비교할 수 있다(S1026). 제어부는 N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 큰 경우에 제2 이벤트 발생으로 판단할 수 있다. 이에, 피드백 신호가 출력될 수 있다(S1030).
그리고 제어부는 N+1 프레임 이후의 프레임에 대해서는 N-1 프레임을 기준으로 프레임 변화량을 추출하고 추출된 프레임 변화량과 기설정된 변화값을 비교할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 카메라 모듈은 침입자 존재 여부를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
제어부는 N-1 프레임을 기준으로 N+2 프레임 등 간의 프레임 변화량을 추출하고 추출된 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 큰 경우 제2 이벤트 발생으로 판단할 수 있다. 이에, 피드백 신호가 출력될 수 있다(S1030).
제어부는 N 프레임과 N+1 프레임 간의 프레임 변화량 또는 N-1 프레임과 N+1 프레임 이후의 프레임 간의 프레임 변화량이 기설정된 변화값보다 ㅈ가은 경우 S1025 단계로 돌아가 이하의 단계를 다시 수행할 수 있다.
이후에, 제어부는 피드백 신호 출력하며(S1030), 출력부는 피드백 신호에 대응하여 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
이에 따라, 음향, 디스플레이부의 표시 등을 통해 화재 또는 침입자에 대한 알람을 제공할 수 있다. 또한, 전압 출력부에 의해 외부에 위치하는 경광등 작동기, 출입문 개폐기, 생산라인 작동기, 방화벽 차단기, 소화액 제공 장치, 밸브 제어기를 제어하여 화재 또는 침입자에 대한 대응을 수행할 수도 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 온도 정보 데이터를 생성하는 제1 카메라;
    영상 정보 데이터를 생성하는 제2 카메라;
    상기 온도 정보 데이터 및 상기 영상 정보 데이터를 이용하여 이벤트 발생 여부를 판단하고 상기 이벤트가 발생하면 피드백 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 피드백 신호에 대응하여 알람, 표시 및 전원 제공 중 적어도 하나를 수행하는 출력부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상 정보 데이터를 이용하여 복수 개의 영상 프레임을 생성하고 제2 처리부; 및
    상기 복수 개의 영상 프레임 중 연속하는 영상 프레임 간에 특정 영역에서 프레임 변화량을 기설정된 변화값과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부를 판단하는 제2 판단부;를 포함하고,
    상기 제2 판단부는 N번째 프레임과 N+1번째 프레임 간의 프레임 변화량이 1차기설정된 변화값보다 큰 경우에 제2 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 상기 제2 이벤트가 발생한 것으로 판단한 이후에 N+1번째 프레임 이후의 프레임에 대해서 N-1번째 프레임을 기준으로 프레임 변화량을 추출하며 2차 기설정된 변화값과 비교하여 제2 이벤트 발생 여부를 판단하고,
    상기 1차 기설정된 변화값은 상기 2차 기설정된 변화값보다 작은 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도 정보 데이터를 이용하여 영상 정보 및 온도 정보로 변환하는 제1 처리부; 및
    상기 영상 정보 및 상기 온도 정보를 이용하여 상기 영상 정보의 특정 영역에서의 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 제1 이벤트 발생 여부를 판단하는 제1 판단부;를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 영상 정보의 특정 영역을 상기 온도 정보에 매칭하여 상기 특정 영역에 대응하는 온도 정보를 변환하는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도 정보 데이터는 영상 처리되지 않은 로우 데이터인 카메라 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 온도 정보에 대한 픽셀 좌표는 상기 영상 정보에 대한 픽셀 좌표와 중첩되는 카메라 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 변화량이 상기 기설정된 변화값보다 큰 경우에 제2 이벤트 발생으로 판단하는 제2 판단부;를 포함하는 카메라 모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는 상기 피드백 신호에 대응하여 경광등 작동, 출임문 차단, 생산라인 작동중지, 방화벽 차단, 소화액 분출, 전원차단기 작동, 밸브 차단 중 적어도 하나를 수행하도록 전원을 공급하는 전압출력부;를 포함하는 카메라 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140135132A (ko) * 2014-10-06 2014-11-25 엠엠피씨 주식회사 위험 지역 감시 방법
KR101635000B1 (ko) * 2015-06-26 2016-07-08 (주) 비엑스 솔루션 복수의 카메라를 이용한 화재감지장치 및 그 시스템

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