KR102438813B1 - 블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치 - Google Patents

블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 블랙박스용 카메라의 포커싱 기능을 점검할 때, 작업자가 포커싱(Focusing) 점검을 빠르게 동작할 수 있도록 하는 알고리즘을 이용하여, 숙련된 작업자가 아니더라도 인적 오류(Human Error)를 방지하여 수치화된 선명도값 이상으로 포커싱이 가능하도록 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치를 제공한다.

Description

블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치{Method and Apparatus for Inspecting Focusing of Black Box Camera}
본 발명의 일 실시예는 블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
최근 들어, 블랙박스의 이용이 대중화되면서, 대부분의 차량 내에 블랙박스가 구비되고 있는 추세이다. 블랙박스는 차량의 시동이 온(On)된 상태에서 주행영상을 촬영하여 저장하거나 차량의 시동이 오프(Off)되더라도 주차된 상태에서 주차영상을 촬영하여 저장한다.
블랙박스는 촬영된 영상 내에서 피사체(차량 번호판 등)를 식별하기 위해서 고화질로 영상을 촬영해야 하므로, 촬영된 영상의 파일 사이즈가 증가하게 되어 많은 저장용량을 차지하게 된다. 블랙박스는 주행 영상 또는 주차 영상을 저장할 때, 내부 스토리지의 저장용량 때문에, 먼저 저장된 영상을 삭제하고 새로운 영상을 저장한다.
운전자 입장에서 사고 또는 충격이 발생하면, 위협운전, 보복운전, 불법신고를 위해서는 블랙박스를 직접 조작하여 해당 사건이 발생하는 순간의 영상을 수동으로 별도의 저장폴더 내에서 해당 영상을 선택해야 한다.
블랙박스에 탑재되는 카메라의 포커싱이 맞지 않는 경우, 사고 발생으로 영상이 녹화되더라도 중요한 피사체(예컨대, 번호판)가 흐리게 보여서 식별하기가 어려운 문제가 있다.
따라서, 작업자의 블랙박스 카메라의 포커싱을 점검이 필수적으로 필요하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 블랙박스 카메라의 포커싱을 점검하기 위해서는 작업자가 블랙박스용 카메라 렌즈를 손으로 돌려 육안으로 검사차트의 특정 숫자에 포커싱하는 방식을 이용했다.
블랙박스 카메라의 렌즈를 조절하기 전에 도 2에 도시된 바와 같이, 검사차트 내의 숫자가 흐리게 보인다. 작업자가 블랙박스 카메라의 렌즈를 손으로 돌려 육안으로 검사차트의 숫자 ‘5’가 보이면 포커싱 완료된 것으로 판별한다. 다만, 수작업으로 블랙박스 카메라의 렌즈를 포커싱하는 경우, 작업자별 편차가 존재하므로 최적의 포커싱을 갖는 균일한 제품 생산에 어려움이 있다. 따라서, 블랙박스 카메라의 포커싱을 점검하기 위해서는 숙련된 작업자가 필요하며 인적 오류가 발생할 수 있다.
본 실시예는 블랙박스용 카메라의 포커싱 기능을 점검할 때, 작업자가 포커싱(Focusing) 점검을 빠르게 동작할 수 있도록 하는 알고리즘을 이용하여, 숙련된 작업자가 아니더라도 인적 오류(Human Error)를 방지하여 수치화된 선명도값 이상으로 포커싱이 가능하도록 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 차량 블랙박스용 카메라 모듈이 점검을 위한 포커싱 영역에 대해 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하여 상기 포커싱 영역 내의 피사체를 촬영한 촬영 이미지를 생성하는 오토 포커싱부; 상기 포커싱 영역으로 상기 카메라 모듈이 포커싱된 상기 촬영 이미지를 에지 영상으로 변환하여 에지 검출 영역 상에 출력하는 에지 검출부; 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산하여 히스토그램 영역에 그래프 형태로 출력하는 히스토그램부; 및 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 히스토그램 리포트 영역에 출력하는 히스토그램 리포트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 블랙박스용 카메라의 포커싱 기능을 점검할 때, 작업자가 포커싱(Focusing) 점검을 빠르게 동작할 수 있도록 하는 알고리즘을 이용하여, 숙련된 작업자가 아니더라도 인적 오류(Human Error)를 방지하여 수치화된 선명도값 이상으로 포커싱이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 블랙박스 카메라를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 블랙박스 카메라를 포커싱 완료 전을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 블랙박스 카메라를 포커싱 완료 후를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 전을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 후를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 전 에지와 히스토그램을 나타낸 도면이다.
도 8a,8b,8c는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 후 에지와 히스토그램을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 오토 시프트 완료 전을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 오토 시프트 완료 후를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 오토 포커싱부(410), 에지 검출부(420), 히스토그램부(430), 히스토그램 리포트부(440), 오토 시프트부(450), 포커싱 조절부(460)를 포함한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
도 4에 도시된 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
오토 포커싱부(410)는 차량 블랙박스용 카메라 모듈이 점검을 위한 포커싱 영역(510)에 대해 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하여 포커싱 영역(510) 내의 피사체를 촬영한 촬영 이미지를 생성한다.
에지 검출부(420)는 포커싱 영역(510)으로 카메라 모듈이 포커싱된 촬영 이미지를 에지 영상으로 변환하여 에지 검출 영역(520) 상에 출력한다. 에지 검출부(420)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상을 그레이 스케일(Gray Scale)로 변환한 그레이 스케일 영상을 에지 검출 영역(520) 상에 출력한다.
에지 검출부(420)는 에지 검출 영역(520)에 출력되는 에지 영상을 변환한 그레이 스케일 영상 중 하얀색과 검정색의 컨트라스트 값이 기 설정된 임계치 미만인 경우, 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력한다.
에지 검출부(420)는 에지 검출 영역(520)에 출력된 그레이 스케일 영상에 포함된 하얀색과 검정 사이의 점진적인 단계별 명도 차이를 값(0~255)으로 변환한다.
히스토그램부(430)는 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산하여 히스토그램 영역(540)에 그래프 형태로 출력한다. 히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)에 대한 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산한 후 픽셀 값 당 픽셀 수를 기반으로 히스토그램 영역(540)에 그래프 형태로 출력한다.
히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상에 대한 초점이 선명해질수록 에지(Edge)를 하얀색으로 표현하여 컨트라스트(Contrast) 값이 높아지는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수가 증가한 형태의 그래프를 히스토그램 영역(540)에 출력한다.
히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상에 대응하는 픽셀값과 픽셀수가 기 설정된 임계 범위를 초과하여 히스토그램 영역(540) 상에 넓게 분포되는 경우, 포커싱 영역(510)으로 카메라 모듈의 포커싱이 임계치 이상으로 범위로 정확하게 이루어진 것으로 판단한다.
히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상의 픽셀 값의 평균값을 기반으로 히스토그램 영역(540) 상에 픽셀값과 픽셀수가 분포되도록 한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540) 상에 에지 영상에 대응하는 픽셀값 당 픽셀수를 그래프 형식으로 출력한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540) 상에 픽셀값을 색상 정보 없이 밝기로만 구성된 그레이 스케일(Gray Scale)을 0 ~ 255 단계로 표현하며 어두우면 0에 가까운 값으로 출력하고, 밝아질수록 255에 가까운 값으로 출력한다.
히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)의 초점이 선명해질수록 어두운 색과 밝은 색의 라인 구분이 명확해지도록 하며, 0에 가깝게 편중되어 있던 50 이상의 값을 갖는 픽셀수를 증가시킨다. 히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)의 초점이 선명해질수록 픽셀값이 0~255의 중간 영역으로 분포되도록 조절한다. 히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510)의 초점이 가장 선명할 때의 픽셀값의 평균값을 검사 스펙으로 결정한다.
히스토그램 리포트부(440)는 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 히스토그램 리포트 영역(530)에 출력한다. 히스토그램 리포트부(440)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 히스토그램 리포트 영역(530) 상에 출력한다.
히스토그램 리포트부(440)는 포커싱 영역(510)에 포커싱된 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)의 수치가 높을수록 초점이 정확한 것으로 판단한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)에 출력되는 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수가 기 설정된 임계치 미만인 경우, 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력한다. 히스토그램 리포트부(440)는 히스토그램 리포트 영역(530)에 출력되는 에지 영상에 대응하는 셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)이 기 설정된 임계치 미만인 경우, 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력한다.
오토 시프트부(450)는 기본 기능으로 실시간으로 복수의 기 설정된 포커싱 영역인 ROI 영역(910)별로 선명도 값을 출력한다. 오토 시프트부(450)는 ROI 영역(910)의 선명도 값이 모두 검사 스펙을 만족한 경우에만 검사 완료 노티스(Notice)를 출력한다. 오토 시프트부(450)는 메인보드와 카메라 모듈의 조립 공차를 고려하여 각각의 ROI 영역(910)의 위치가 오토 시프트(Auto Shift)되도록 한다.
오토 시프트부(450)는 최적 포커싱(Best Focusing)을 판독하기 위한 ROI 영역(910)별 인디케이터(Indicator)를 출력한다. 오토 시프트부(450)는 복수의 ROI 영역 내 중앙 영역을 확대하여 출력한다.
오토 시프트부(450)는 포커싱 점검시 전체 영상에서 각각에 설정된 ROI 영역(910)을 마스킹(Masking)한 마스킹 영역을 설정한다. 이후, 오토 시프트부(450)는 마스킹 영역 각각에 포커싱된 에지 영상이 ROI 영역을 기 설정된 임계치 이상으로 벗어나는 경우, ROI 영역(910)의 위치가 틀어져 있는 것으로 판단하여 오토 시프트 기능을 이용하여 ROI 영역(910)의 중앙이 에지 영상의 중앙과 일치하도록 ROI 영역의 위치를 시프트 시킨다.
포커싱 조절부(460)는 포커싱 영역(510) 내의 피사체를 촬영한 촬영 이미지로부터 초점거리(Focal Length)를 추정한다. 포커싱 조절부(460)는 초점거리와 정초점(In focus) 간의 거리 차를 기 설정된 임계치 이하로 감소되도록 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 Z축의 위치를 미세 조절한다.
포커싱 조절부(460)는 포커싱 영역(510) 내의 촬영 이미지와 초점 점검을 위한 학습용 영상 간의 유사 확률을 산출한다. 포커싱 조절부(460)는 유사 확률과 학습용 영상에 대응되는 초점거리 간의 곱한 값을 기반으로 초점 거리를 추정한다.
포커싱 조절부(460)는 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 위치를 센싱한다. 포커싱 조절부(460)는 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 위치에 대응하는 구동 전류를 결정한 후 카메라 모듈로 구동 전류보다 기 설정된 값만큼 적은 전류부터 점진적으로 증가시키면서 인가한다. 포커싱 조절부(460)는 렌즈의 위치와 구동 전류 간의 관계를 나타내는 함수를 기반으로 렌즈의 위치에 대응하는 최적의 구동 전류를 결정한다.
포커싱 조절부(460)는 위상차를 기반으로 검출한 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 포커싱 위치와 디포커싱(Defocusing) 위치를 확인한다. 포커싱 조절부(460)는 포커싱 위치와 디포커싱 위치 각각에 대한 카메라 모듈의 출력전류, 전압, 커패시턴스 변화량을 확인한다. 포커싱 조절부(460)는 포커싱 위치와 디포커싱 위치 각각에 대한 카메라 모듈의 출력전류, 전압, 커패시턴스 변화량을 기반으로 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 중심이 포커싱면(F)에 일치하도록 이동하여야 하는 이동 거리를 결정한다.
포커싱 조절부(460)는 카메라 모듈에 포함되는 렌즈를 오토포커싱하도록 하는 구동신호에 의해 렌즈가 이동하는 순간에 대응하는 동기 신호를 생성한다. 포커싱 조절부(460)는 동기 신호를 생성하기 전에 기 설정된 소정 구간에 카메라 모듈에 포함된 렌즈를 이용하여 촬영한 촬영 이미지와 구동 신호에 의해 이동한 렌즈를 이용하여 촬영한 촬영 이미지의 픽셀값을 비교한 비교 결과를 생성한다. 포커싱 조절부(460)는 비교 결과가 임계치 이상으로 차이가 발생하는 지의 여부에 따라 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 Z축의 위치를 미세 조절한다.
포커싱 조절부(460)는 피사체로 광을 출력하도록 제어한다. 포커싱 조절부(460)는 피사체로부터 반사된 광에 대한 정보를 수신한다. 포커싱 조절부(460)는 광의 출력을 기준으로 복수의 위상에 의해 피사체로부터 반사된 광에 대한 복수의 반사 정보를 수신한다. 포커싱 조절부(460)는 반사 복수의 정보를 이용하여 카메라 모듈 내의 렌즈와 피사체의 거리 정보를 추출한다. 포커싱 조절부(460)는 거리 정보에 따른 오토포커싱 정보를 이용하여 카메라 모듈에 포함된 렌즈의 이동 거리를 결정한다.
포커싱 조절부(460)는 카메라 모듈에 포함된 복수의 이미징-센서의 픽셀 각각으로부터 제1 이미지 데이터를 수신한다. 포커싱 조절부(460)는 이미징 센서 상의 복수의 이미징-센서의 위치 각각에 대한 제1 이미지 데이터에 대한 제1 콘트라스트 값을 결정한다. 포커싱 조절부(460)는 카메라 모듈에 포함된 복수의 포커싱-센서의 픽셀 각각으로부터 제2 이미지 데이터를 수신한다. 포커싱 조절부(460)는 포커싱 센서 상의 복수의 포커싱-센서 위치의 각각에 대한 제2 이미지 데이터에 대한 제2 콘트라스트 값을 결정한다. 포커싱 조절부(460)는 복수의 이미징-센서 각각의 위치에 대응하는 복수의 포커싱-센서 각각의 위치를 한 쌍으로 제1 콘트라스트 값과 제2 콘트라스트 값의 콘트라스트 비율을 산출한다. 포커싱 조절부(460)는 콘트라스트 비율의 피크 값을 추출한다. 포커싱 조절부(460)는 광학 경로와 직교하는 단일의 이미지 평면과 포커싱 센서 상의 동일한 초점 값을 추출한다. 포커싱 조절부(460)는 피크 값과 동일한 초점 값 간의 거리 및 방향에 따라, 렌즈의 이동 거리를 조정한다.
도 5는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 전을 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈를 조절하기 전에 도 5에 도시된 바와 같이, 포커싱 영역(510) 내의 숫자 및 도형이 흐리게 출력된다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱이 맞지 않은 포커싱 영역(510)에 대한 에지 검출(Edge Detection) 영역(520), 히스토그램 리포트(Histogram Report) 영역(530), 히스토그램(Histogram) 영역(540)을 출력한다.
도 6은 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 후를 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈 조절이 완료 후 도 6에 도시된 바와 같이, 포커싱 영역(510) 내의 숫자 및 도형을 선명하게 출력된다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱이 완료된 포커싱 영역(510)에 대한 에지 검출 영역(520), 히스토그램 리포트 영역(530), 히스토그램 영역(540)을 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)에 대한 영상을 그레이 스케일(Gray Scale)로 변환한 그레이 스케일 영상을 에지 검출 영역(520) 상에 출력한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 에지 검출 영역(520)에 출력된 그레이 스케일 영상에 포함된 하얀색과 검정 사이의 점진적인 단계별 명도 차이를 값(0~255)으로 변환한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)에 대한 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산하여 히스토그램 영역(540)에 그래프 형태로 출력한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)에 대한 초점이 선명해질수록 에지(Edge)를 하얀색으로 표현하여 컨트라스트(Contrast) 값이 높아지는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수가 증가한 형태의 그래프를 히스토그램 영역(540)에 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)에 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 히스토그램 리포트 영역(530)에 출력한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)의 수치가 높을수록 초점이 정확한 것으로 판단한다.
도 7은 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 전 에지와 히스토그램을 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈를 조절하기 전에 도 7에 도시된 바와 같이, 에지 검출 영역(520) 상에 포커싱 영역(510)에 대응하는 에지를 흐리게 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈를 조절하기 전에 도 7에 도시된 바와 같이, 히스토그램 영역(540) 상에 포커싱 영역(510)에 대응하는 픽셀값과 픽셀수가 좁게 분포되도록 한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540) 상에 픽셀값과 픽셀수의 분포를 포커싱 영역(510)의 픽셀 값의 평균값으로 판별한다.
도 8a는 본 실시예에 따른 블랙박스 카메라의 포커싱 완료 후 에지와 히스토그램을 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈를 조절 완료 후 도 8에 도시된 바와 같이, 에지 검출 영역(520) 상에 포커싱 영역(510)에 대응하는 에지를 선명하게 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 블랙박스 카메라의 렌즈를 조절 완료 후 도 8a에 도시된 바와 같이, 히스토그램 영역(540) 상에 포커싱 영역(510)에 대응하는 픽셀값과 픽셀수가 넓게 분포되도록 한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540) 상에 포커싱 영역(510)의 포커싱이 선명해질수록 픽셀값이 더 넓게 분포되도록 한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540) 상에 분포를 포커싱 영역(510)의 픽셀 값의 평균값으로 판별한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540) 상에 픽셀값 당 픽셀수를 그래프 형식으로 출력한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540) 상에 픽셀값을 색상 정보 없이 오직 밝기로만 구성된 그레이 스케일(Gray Scale)을 0 ~ 255 단계로 표현하며 어두우면 0, 밝아질수록 255에 가깝게 표현한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)의 초점이 선명해질수록 어두운 색과 밝은 색의 라인 구분이 선명해지면서 0에 가깝게 편중되어 있던 50 이상의 값을 갖는 픽셀수를 증가시킨다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)의 초점이 선명해질수록 픽셀값이 0~255의 중간 영역으로 분포되도록 한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 영역(510)의 초점이 가장 선명할 때의 픽셀값의 평균값을 검사 스펙으로 결정한다.
도 8b는 본 실시예에 따른 히스토그램 영역을 복수의 영역으로 분할하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 히스토그램 영역(540)을 복수의 히스토그램 분포 영역으로 분할한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400) 내의 히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)의 복수의 히스토그램 분포 영역 각각에 분포된 픽셀값과 픽셀수를 기반으로 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞는지의 여부를 확인한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540) 내에 출력되는 히스토그램 분포를 복수의 히스토그램 분포 영역으로 분할한다. 히스토그램부(430)는 복수의 히스토그램 분포 영역을 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)으로 구분한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 0~50, 201~255의 픽셀값을 갖는 구간을 세밀한 간격을 분할한 세부 간격(제1 세부 간격, 제2 세부 간격)으로 구분한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 51~100, 151~200의 픽셀값을 갖는 구간을 세부 간격보다 넓은 일반적인 간격으로 분할한 일반 간격(제1 일반 간격, 제2 일반 간격)으로 구분한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 101~150의 픽셀값을 갖는 구간을 일반적인 간격보다 넓은 간격으로 분할한 넓은 간격으로 구분한다.
히스토그램부(430)는 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)별 픽셀수를 산출한다. 히스토그램부(430)는 기 설정된 간격별 픽셀수에 간격별 가중치를 곱한 가중치 적용값을 산출한다.
히스토그램부(430)는 가중치 적용값이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞는 것으로 판단한다. 히스토그램부(430)는 가중치 적용값이 기 설정된 임계치 이하인 경우 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞지 않는 것으로 판단한다.
히스토그램부(430)는 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)별로 상이한 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 넓은 간격에 가장 높은 최고 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 일반 간격(제1 일반 간격, 제2 일반 간격)에 가장 높은 가중치 보다 낮은 일반 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 세부 간격(제1 세부 간격, 제2 세부 간격)에 일반 가중치 보다 낮은 최저 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제1 세부 간격 중 0에 가까운 값을 가질수록 더 낮은 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제2 세부 간격 중 255에 가까운 값을 가질수록 더 낮은 가중치를 적용한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역 내의 밝기 변화에 따라 가중치를 적용 가능하다. 히스토그램부(430)는 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 대한 픽셀 값의 히스토그램과 히스토그램 영역(540)의 평균값을 계산한다. 히스토그램부(430)는 피사체에 대한 히스토그램 평균값과 히스토그램 영역(540)에 대한 히스토그램의 평균값을 비교한다. 히스토그램부(430)는 평균값이 상이하면, 평균값의 차이에 기초하여 히스토그램 영역(540) 내에 히스토그램 분포 영역의 픽셀범위가 0 내지 255를 초과하는지를 판단한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역에 대해 픽셀 범위를 초과하는 경우 히스토그램 분포 영역 내의 밝기 변화에 따라 가중치를 계산한다. 히스토그램부(430)는 픽셀 범위를 초과하는 히스토그램의 픽셀 값을 히스토그램 영역(540)의 히스토그램에 대한 모든 픽셀 값에 일정하게 분배하는 정규화를 수행한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역의 픽셀 값과 각 값의 빈도에 기초하여 얻은 히스토그램에 대해, 히스토그램 내의 각 데이터의 유사도를 소정의 연산식으로 연산하여 재정의한다. 히스토그램부(430)는 재정의한 유사도를 이용하여 클러스터링된 히스토그램의 최대값을 획득한다. 히스토그램부(430)는 전체 히스토그램의 최대 값에 대해 클러스터 된 히스토그램의 최대 값을 미리 설정된 임계 값과 비교한다. 히스토그램부(430)는 비교 결과에 근거하여 임계값 이상이라고 판단한 경우에, 유사도 행렬의 각 성분의 가중치를 결정한다. 히스토그램부(430)는 가중치에 따라 획득한 유사도를 이용하여, 비교 결과에 근거하여 이상이 아니라고 판단한 경우에, 마지막 클러스터에 포함되는 데이터와 클러스터링되어 있지 않은 데이터를, 각각 최근 옆의 클러스터에 소속시킨다. 히스토그램부(430)는 히스토그램을 각 클러스터로 구분한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 분할한다. 히스토그램부(430)는 각 간격을 픽셀 수에 따라 복수의 히스토그램 분포 영역으로 구분한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역마다 가중치를 적용하여 픽셀값을 산출한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역 각각으로부터 가중치를 추출한다.
히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540)내의 히스토그램을 순차적으로 입력하여 소정의 개수로 히스토그램 분포 영역들로 분할하고, 분할된 영역의 경계값들을 출력한다. 히스토그램부(430)는 경계값들을 기준으로 히스토그램 분포 영역들 각각에 대하여 히스토그램들의 합들을 계산한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램의 합을 계산한 영역에 이웃하는 영역의 휘도 레벨 수로 계산된 합을 산출한다. 히스토그램부(430)는 산출된 결과를 누적하여 출력한다. 히스토그램부(430)는 계산된 합을 이용하여 히스토그램 분포 영역들 각각의 가중치를 계산한다. 히스토그램부(430)는 히스토그램 분포 영역 각각에 해당하는 누적된 값과 해당하는 가중치를 곱한다. 히스토그램부(430)는 전체 영역에 대해 가중치를 곱한 값들을 모두 가산한다. 히스토그램부(430)는 가산된 결과를 전체 영상의 히스토그램 정보로서 출력한다. 히스토그램부(430)는 전체 영상의 히스토그램 정보를 이용하여 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞는지의 여부를 확인한다.
도 8c는 본 실시예에 따른 복수의 영역별 가중치를 나타낸 도면이다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 히스토그램부(430)는 히스토그램 영역(540) 내의 각각의 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격) 히스토그램 분포 영역을 확인한다.
히스토그램부(430)는 제1 세부 간격에 할당된 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 분포된 영역만을 추출한다. 히스토그램부(430)는 제1 세부 간격 내 히스토그램 분포 영역 상에 일부 영역에만 히스토그램이 분포되어 있으므로, 픽셀수 별로 기 설정된 최저 가중치 중 일부 가중치만을 적용한다.
히스토그램부(430)는 제1 일반 간격에 할당된 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 분포된 영역만을 추출한다. 히스토그램부(430)는 제1 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 내 히스토그램이 분포 영역을 확인한다. 히스토그램부(430)는 제1 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 전체가 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 일반 가중치 전체를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제1 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 일부만 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 일반 가중치 중 일부만 적용한다.
히스토그램부(430)는 넓은 간격에 할당된 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 분포된 영역만을 추출한다. 히스토그램부(430)는 넓은 간격 내 히스토그램 분포 영역 내 히스토그램이 분포 영역을 확인한다. 히스토그램부(430)는 넓은 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 전체가 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 최고 가중치 전체를 적용한다. 히스토그램부(430)는 넓은 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 일부만 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 최고 가중치 중 일부만 적용한다.
히스토그램부(430)는 제2 일반 간격에 할당된 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 분포된 영역만을 추출한다. 히스토그램부(430)는 제2 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 내 히스토그램이 분포 영역을 확인한다. 히스토그램부(430)는 제2 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 전체가 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 일반 가중치 전체를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제2 일반 간격 내 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 일부만 분포된 영역에 대해서, 픽셀수 별로 기 설정된 일반 가중치 중 일부만 적용한다.
히스토그램부(430)는 제2 세부 간격에 할당된 히스토그램 분포 영역 중 히스토그램이 분포된 영역만을 추출한다. 히스토그램부(430)는 제2 세부 간격 내 히스토그램 분포 영역 상에 일부 영역에만 히스토그램이 분포되어 있으므로, 픽셀수 별로 기 설정된 최저 가중치 중 일부 가중치만을 적용한다.
도 9는 본 실시예에 따른 오토 시프트 완료 전을 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 기본 기능으로 실시간으로 복수의 포커싱 영역인 ROI 영역(910)별로 선명도 값을 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 기본 기능으로 기 설정된 ROI 영역(910)의 선명도 값이 모두 검사 스펙을 만족한 경우에만 검사 완료 노티스(Notice)를 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 기본 기능으로 메인보드와 카메라 모듈의 조립 공차를 고려하여 각각의 ROI 영역(910)의 위치기 시프트(Shift)되도록 한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 기본 기능으로 블랙박스의 카메라의 포커싱 점검 결과를 저장하여 이력을 관리한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 편의 기능으로 최적 포커싱(Best Focusing)을 쉽게 판독하기 위한 ROI 영역(910)별 인디케이터(Indicator)를 출력한다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 편의 기능으로 복수의 ROI 영역 중 중앙에 있는 포커싱 영역을 확대하여 출력한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 관리 기능으로 스크립트 기반 제품별 ROI 설정값과 검사 스펙을 관리한다.
도 10은 본 실시예에 따른 오토 시프트 완료 후를 나타낸 도면이다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 오토 시프트(Auto Shift) 기능으로 ROI 영역(910)의 위치를 자동으로 시프트 시킨다. 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 포커싱 점검시 전체 영상에서 각각에 설정된 ROI 영역(910)만 마스킹(Masking)하여 판독한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 ROI 영역(910)에 대한 마스킹 판독시 메인보드와 카메라 모듈의 조립공차를 고려하여 ROI 영역(910)의 위치가 틀어져 있는 경우, 보정이 필요하다고 판단되면, 오토 시프트 기능을 이용하여 ROI 영역(910)을 조정한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 타겟(1010)을 인식한 후 기존 좌표값의 변화값 만큼 각각의 ROI 영역(910)의 위치를 자동 보정할 수 있다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400)는 복수의 ROI 영역(910)(예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 총 5개의 ROI 영역) 별로 내의 피사체에 초점이 맞는지의 여부를 확인한다.
블랙박스 카메라 포커싱 검사장치(400) 내의 히스토그램부(430)는 복수의 히스토그램 분포 영역의 복수의 영역 각각에 분포된 픽셀값과 픽셀수를 기반으로 복수의 ROI 영역(910) 내의 피사체에 초점이 맞는지의 여부를 확인한다.
히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 중 중앙 ROI 영역에 가중치를 가장 높게 설정하고, 나머지 ROI 영역(예컨대, 나머지 4개 영역)에 가중치를 중앙 ROI 영역보다 낮게 설정한다. 여기서, 히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 각각에 대응하는 복수의 에지 영상에 대응하는 픽셀 값 당 픽셀 수를 계산한다.
히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 각각에 대응하는 히스토그램 영역(540)의 복수의 영역 각각에 분포된 픽셀값과 픽셀수를 기반으로 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞는지의 여부를 확인한다.
히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 각각에 대응하는 히스토그램 영역(540) 내에 출력되는 히스토그램 분포를 복수의 히스토그램 분포 영역으로 분할한다. 히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 별 복수의 히스토그램 분포 영역을 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)으로 구분한다.
히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 별 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 0~50, 201~255의 픽셀값을 갖는 구간을 세밀한 간격을 분할한 세부 간격(제1 세부 간격, 제2 세부 간격)으로 구분한다. 히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 별 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 51~100, 151~200의 픽셀값을 갖는 구간을 세부 간격보다 넓은 일반적인 간격으로 분할한 일반 간격(제1 일반 간격, 제2 일반 간격)으로 구분한다.
히스토그램부(430)는 복수의 ROI 영역(910) 별 히스토그램 영역(540)을 기 설정된 간격으로 구분할 때, 전체 픽셀값(0~255) 중 101~150의 픽셀값을 갖는 구간을 일반적인 간격보다 넓은 간격으로 분할한 넓은 간격으로 구분한다.
히스토그램부(430)는 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)별 픽셀수를 산출한다. 히스토그램부(430)는 기 설정된 간격별 픽셀수에 간격별 가중치를 곱한 가중치 적용값을 산출한다. 히스토그램부(430)는 가중치 적용값이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞는 것으로 판단한다. 히스토그램부(430)는 가중치 적용값이 기 설정된 임계치 이하인 경우 포커싱 영역(510) 내의 피사체에 초점이 맞지 않는 것으로 판단한다.
히스토그램부(430)는 기 설정된 간격(제1 세부 간격, 제1 일반 간격, 넓은 간격, 제2 일반 간격, 제2 세부 간격)별로 상이한 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 넓은 간격에 가장 높은 최고 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 일반 간격(제1 일반 간격, 제2 일반 간격)에 가장 높은 가중치 보다 낮은 일반 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 세부 간격(제1 세부 간격, 제2 세부 간격)에 일반 가중치 보다 낮은 최저 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제1 세부 간격 중 0에 가까운 값을 가질수록 더 낮은 가중치를 적용한다. 히스토그램부(430)는 제2 세부 간격 중 255에 가까운 값을 가질수록 더 낮은 가중치를 적용한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
400: 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치
410: 오토 포커싱부
420: 에지 검출부
430: 히스토그램부
440: 히스토그램 리포트부
450: 오토 시프트부
460: 포커싱 조절부
510: 포커싱 영역
520: 에지 검출 영역
530: 히스토그램 리포트 영역
540: 히스토그램 영역
910: ROI 영역
1010: 타겟

Claims (5)

  1. 차량 블랙박스용 카메라 모듈이 점검을 위한 포커싱 영역에 대해 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하여 상기 포커싱 영역 내의 피사체를 촬영한 촬영 이미지를 생성하는 오토 포커싱부;
    상기 포커싱 영역으로 상기 카메라 모듈이 포커싱된 상기 촬영 이미지를 에지 영상으로 변환하여 에지 검출 영역 상에 출력하는 에지 검출부;
    상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산하여 히스토그램 영역에 그래프 형태로 출력하는 히스토그램부;
    상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 히스토그램 리포트 영역에 출력하는 히스토그램 리포트부;
    실시간으로 복수의 기 설정된 포커싱 영역인 ROI 영역별로 선명도 값을 출력하며, 상기 ROI 영역의 선명도 값이 모두 검사 스펙을 만족한 경우에만 검사 완료 노티스(Notice)를 출력하며, 메인보드와 카메라 모듈의 조립 공차를 고려하여 각각의 상기 ROI 영역의 위치가 오토 시프트(Auto Shift)되도록 하며, 최적 포커싱(Best Focusing)을 판독하기 위한 상기 ROI 영역별 인디케이터(Indicator)를 출력하며, 복수의 상기 ROI 영역 중 중앙에 있는 포커싱 영역을 확대하여 출력하며, 포커싱 점검시 전체 영상에서 각각에 설정된 상기 ROI 영역을 마스킹(Masking)한 마스킹 영역을 설정한 후 상기 마스킹 영역 각각에 포커싱된 상기 에지 영상이 상기 ROI 영역을 기 설정된 임계치 이상으로 벗어나는 경우, 상기 ROI 영역의 위치가 틀어져 있는 것으로 판단하여 오토 시프트 기능을 이용하여 상기 ROI 영역의 중앙이 상기 에지 영상의 중앙과 일치하도록 상기 ROI 영역의 위치를 시프트 시키는 오토 시프트부;
    를 포함하되, 상기 에지 검출부는 상기 에지 검출 영역에 출력되는 상기 에지 영상을 변환한 그레이 스케일 영상 중 하얀색과 검정색의 컨트라스트 값이 기 설정된 임계치 미만인 경우, 상기 포커싱 영역 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력하며, 상기 히스토그램부는 상기 히스토그램 영역에 출력되는 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수가 기 설정된 임계치 미만인 경우, 상기 포커싱 영역 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력하며, 상기 히스토그램 리포트부는 상기 히스토그램 리포트 영역에 출력되는 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)이 기 설정된 임계치 미만인 경우, 상기 포커싱 영역 내의 피사체에 초점이 맞지 않은 것으로 인지하여 디포커싱 노티를 출력하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에지 검출부는,
    상기 포커싱 영역에 포커싱된 상기 에지 영상을 그레이 스케일(Gray Scale)로 변환한 그레이 스케일 영상을 상기 에지 검출 영역 상에 출력하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히스토그램부는,
    상기 포커싱 영역에 대한 픽셀 값(Pixel Value) 당 픽셀 수를 계산한 후 상기 픽셀 값 당 픽셀 수를 기반으로 상기 히스토그램 영역에 그래프 형태로 출력하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히스토그램 리포트부는,
    상기 포커싱 영역에 포커싱된 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)을 계산하여 상기 히스토그램 리포트 영역 상에 출력하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히스토그램 리포트부,
    상기 포커싱 영역에 포커싱된 상기 에지 영상에 대응하는 픽셀 값(Pixel Value)의 평균값(Mean Value)의 수치가 높을수록 초점이 정확한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 블랙박스 카메라 포커싱 검사장치.
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