KR102443371B1 - 관제 영역의 비고정 영역 영상을 보정하는 장치 - Google Patents

관제 영역의 비고정 영역 영상을 보정하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치는 관제 영역을 촬영하여 생성된 촬영 영상을 입력받는 입력부; 및 상기 촬영 영상의 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터에 기초하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램의 색상 데이터 분포도, 색상 데이터 밀집도, 휘도 데이터 분포도 및 휘도 데이터 밀집도 중 하나 이상에 기초하여 상기 히스토그램에 스트레칭 및 평활화 중 하나 이상을 수행하는 프로세서;를 포함할 수 있다.

Description

관제 영역의 비고정 영역 영상을 보정하는 장치{Apparatus for correcting non fixed area image of control area}
본 발명은 관제 영역의 비고정 영역 영상을 보정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안개, 연무 및 눈과 같은 가상 환경을 고려하여 촬영 영상을 개선 후 기록하는 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 관한 것이다.
CCTV 시스템은 복수개의 CCTV 카메라, DVR(Digital Video Recoder, 디지털 영상 저장 장치, 비디오 서버) 및 관제실의 멀티 채널의 영상을 감시할 수 있는 모니터링 시스템으로 구성된다.
색 항상성 유지와 더불어 색 불균형을 보정하는 종래의 기술은 입력 영상으로부터 무채색 영역을 추출하고, 무채색 영역으로부터 선택된 기준 채널 영역의 색 특성값을 고려하여 무채색 영역으로부터 선택된 목적 채널 영역의 색 특성값 차이를 보상시키는 색 채널별 제1 보상값을 추정하며, 기준 영상으로부터 선택된 제1 채널 영역의 색 특성값을 고려하여 제1 채널과 동일 채널이며 무채색 영역으로부터 선택된 제2 채널 영역의 색 특성값 차이를 보상시키는 색 채널별 제2 보상값을 추정하고, 제1 보상값과 제2 보상값으로부터 얻은 이득값으로 입력 영상에서의 색을 보정한다.
이러한, 종래의 기술은 컬러 롤링을 제거할 수 있으며, 밝기나 색 변화없이 일관된 영상을 획득하고, 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
하지만, 안개가 짙은 기상 상태에서 카메라 등의 장치를 통해 영상을 획득했을 때는 같은 색을 가진 객체라 하더라도 안개의 농도에 따라 획득되는 영상에서 각각 다른 색을 가진다.
또한, 안개가 낀 기상 상황에서 촬영시, 카메라로 촬영된 영상은 안개의 농도가 진할수록 안개의 비율이 높아지기 때문에 CCTV 카메라 또는 CMOS 이미지 센서로부터 획득된 영상 내 객체는 원래의 색을 많이 잃어버리고 안개의 색(또는 빛)에 가까운 값을 가지는 문제점이 있었다.
따라서, 영상의 색 정보를 이용하는 일반적인 비전 알고리즘은 안개의 농도가 높은 영역일수록 좋은 결과를 제공할 수 없다. 따라서, 안개가 많은 영상을 얻었을 경우에 안개가 없었을 때의 영상과 비교하여 유사한 영상을 만들어 내공 하는 기술과 편광을 방법이 많이 공개되고 있다.
한국공개특허 제10-2006-0067723호
본 발명의 목적은, 안개, 연무 및 눈과 같은 가상 환경에 대응하여 촬영 영상의 색상과 휘도를 보정하고, 보정된 영상을 개선하고, 개선된 영상을 기록할 수 있는 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치는 관제 영역을 촬영하여 생성된 촬영 영상을 입력받는 입력부; 및 상기 촬영 영상의 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터에 기초하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램의 색상 데이터 분포도, 색상 데이터 밀집도, 휘도 데이터 분포도 및 휘도 데이터 밀집도 중 하나 이상에 기초하여 상기 히스토그램에 스트레칭 및 평활화 중 하나 이상을 수행하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 영상 데이터 중 색상 데이터에 기초하여 색상 히스토그램을 생성하고, 상기 색상 히스토그램의 상기 색상 데이터 분포도가 기준 색상 데이터 분포도 미만이면, 상기 색상 히스토그램의 상기 색상 데이터 분포도가 보정 색상 데이터 분포도 이상이 되도록 상기 색상 히스토그램을 스트레칭하여 스트레칭 색상 히스토그램을 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 스트레칭 색상 히스토그램의 색상 데이터값 구간별로 상기 색상 데이터 밀집도가 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되는지 확인하고, 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되지 않는 상기 색상 데이터값 구간의 상기 색상 데이터 밀집도가 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되도록 상기 스트레칭 색상 히스토그램을 평활화하여 보정 색상 히스토그램을 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 영상 데이터 중 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되는지 확인하고, 상기 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되지 않으면 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정을 수행하는 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 복수의 후보 기준 휘도 데이터 범위 중에서 상기 촬영 영상의 촬영 환경 정보에 대응되는 후보 기준 휘도 데이터 범위를 상기 기준 휘도 데이터 범위로 설정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 영상 데이터 중 휘도 데이터에 기초하여 휘도 히스토그램을 생성하고, 상기 휘도 히스토그램의 상기 휘도 데이터 분포도가 기준 휘도 데이터 분포도 미만이면, 상기 휘도 히스토그램의 상기 휘도 데이터 분포도가 보정 휘도 데이터 분포도 이상이 되도록 상기 휘도 히스토그램을 스트레칭하여 스트레칭 휘도 히스토그램을 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 스트레칭 휘도 히스토그램의 휘도 데이터값 구간별로 상기 휘도 데이터 밀집도가 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되는지 확인하고, 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되지 않는 상기 휘도 데이터값 구간의 상기 휘도 데이터 밀집도가 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되도록 상기 스트레칭 휘도 히스토그램을 평활화하여 보정 휘도 히스토그램을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치는, 안개, 연무 및 눈과 같은 가상 환경에 대응하여 촬영 영상의 색상과 휘도를 보정하고, 보정된 영상을 개선하고, 개선된 영상을 기록함으로써, 악천후의 기상 환경에서 촬영된 영상의 선명도 및 사물 구분 용이도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치와 촬영 장치의 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 색상 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 스트레칭 색상 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 보정 색상 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 휘도 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 스트레칭 휘도 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 보정 휘도 히스토그램을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형 태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대 해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 작동, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현 은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는 (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중 요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성 요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합 한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 제어부"는 해당 작동을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 작동들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
특히, 본 명세서에서, “~장치”는 중앙처리장치(Central Processing Unit (CPU)), 애플리케이션 프로세서(Application Processor (AP)) 및 커뮤니케이션 프로세서(Communication Processor (CP)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, “~장치”는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 작동하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, “~장치”는 기계 구동 장치, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한 정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 컨텍스트 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 컨텍스트 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치와 촬영 장치의 연결 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치의 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)는 촬영 장치(CC)로부터 생성된 촬영 영상을 입력받아, 휘도 및 색상을 개선하여 기록할 수 있다.
여기서, 촬영 장치(CC)는 관제 영역을 촬영하는 장치일 수 있다. 구체적으로, 촬영 장치(CC)는 군부대, 경찰 시설, 관공서, 국가 보안 시설, 공항, 항만, 발전소, 국가 기간 시설, 보안이 요구되는 민간 시설에 배치되어 관제 영역을 촬영할 수 있다.
이때, 촬영 장치(CC)는 컬러 영상 카메라 또는 열 영상 카메라일 수 있다. 바람직하게, 촬영 장치(CC)는 관제 영역을 촬영할 수 있는 한, 촬영 방식의 종류 및 촬영 영상의 포맷 종류가 제한되지 않음을 유의한다.
바람직하게, 촬영 장치(CC)는 CCTV(Closed-Circuit Television) 카메라, 열영상 카메라(Thermal Observation Device;TOD) 및 무인비행장치(Unmanned Aerial Vehicle;UAV) 중 하나 이상일수 있다.
이때, 촬영 장치(CC)가 CCTV 카메라인 경우, 촬영 장치(CC)는 촬영 영상으로써, RGB 촬영 영상 및 B&W 촬영 영상 중 하나 이상을 생성할 수 있으며, 촬영 장치(CC)가 TOD인 경우, 촬영 장치(CC)는 촬영 영상으로써, 열화상 촬영 영상을 생성할 수 있으며, 촬영 장치(CC)가 UAV인 경우, 촬영 장치(CC)는 공중에서 촬영된 공중 촬영 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 촬영 장치(CC)가 TOD인 경우, 촬영 장치(CC)는 3세대 TOD인 “TAS-815K”일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)는 실내외에 배치되고, 촬영 장치(CC)와 연결되어 촬영 장치(CC)로부터 출력되는 촬영 영상을 입력받아 기록하거나 보정하여 기록할 수 있다.
여기서, 기록이란, 후술되는 저장부(140)에 구비된 저장매체에 촬영 영상이 저장됨을 의미할 수 있다.
여기서, 보정이란, 촬영 영상의 영상 데이터를 수정하여 촬영 영상에 촬영된 사물 이미지 및 사람 이미지의 시인성을 향상시킴을 의미할 수 있다.
이러한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)는 입력부(110), 프로세서(120), 통신부(130), 저장부(140), 조작부(150), 전원부(160), 표시부(170) 및 캐리어(B)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 촬영 장치(CC)와 유선 또는 무선으로 연결되어 촬영 장치(CC)가 관제 영역을 촬영하여 생성된 촬영 영상을 입력받을 수 있다. 이러한, 입력부(110)는 복수의 영상 채널 입력 단자를 구비하고, 각 영상 채널 입력 단자가 촬영 장치(CC)와 연결되어 촬영 영상이 입력부(110)에 촬영 영상이 입력될 수 있다.
또한, 영상 채널 입력 단자는 전원과 촬영 영상을 동시에 입력받을 수도 있으며, 풀림 방지 커넥터가 구비된 단지일 수 있다.
이러한, 영상 채널 입력 단자는 VGA 규격에 의한 단자일 수 있다.
한편, 촬영 영상은 압축 방식이 H.264 및 H.265 중 어느 하나일 수 있고, 영상 화질이 FULL HD 1080P(1920x1080) 이상 및 60FPS 이상일 수 있다.
입력부(110)는 촬영 영상의 출력 외에 다양한 정보 및 데이터를 외부 장치로부터 입력받거나 외부 장치로 출력할 수 있다. 이를 위해, 입력부(110)는 USB 규격의 입출력 단자, RS 485, RS 232 및 RJ 45 중 어느 하나의 규격의 입출력 단자 및 CVBS 규격의 점검 단자를 구비할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 상기 촬영 영상의 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단하고, 촬영 영상에 대해 영상 보정을 수행하는 것으로 판단되면 촬영 영상의 히스토그램에 스트레칭 및 평활화 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 데이터는 촬영 영상 중 일부 영역이 아닌 전체 영역에 대응되는 데이터일 수도 있고, 촬영 영상 중 고정 영역을 제외한 비고정 영역에 대응되는 데이터일 수도 있다.
즉, 프로세서(120)는 촬영 영상의 전체 영역에 대응되는 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단할 수도 있으며, 촬영 영상의 비고정 영역에 대응되는 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단할 수도 있다.
이를 위해, 프로세서(120)는 영상 데이터에 기초하여 고정 영역과 비고정 영역을 설정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 미리 설정된 주기 동안에 생성된 영상 데이터의 단위 영역별 데이터 평균값을 산출하고, 미리 설정된 기간 동안의 단위 영역별 데이터 평균값 간의 변화량 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 미리 설정된 주기가 1일인 경우, 1일 동안 생성된 영상 데이터 중에서 동일한 위치의 단위 영역에 대응되는 영상 데이터 값들의 평균을 데이터 평균값으로 산출할 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 미리 설정된 기간이 7일인 경우, 7일 동안 산출된 단위 영역별 데이터 평균값의 단위 영역별 변화량을 변화량 정보로 산출할 수 있다.
이때, 프로세서(120)는 변화량 정보가 기준 변화량 정보를 초과하면 해당 단위 영역을 비고정 영역으로 설정할 수 있다.
반대로, 프로세서(120)는 변화량 정보가 기준 변화량 정보 이하이면 해당 단위 영역을 고정 영역으로 설정할 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 움직이는 물체가 촬영되지 않아 영상 데이터의 변화가 적은 영역을 고정 영역으로 설정하고, 움직이는 물체가 촬영되어 영상 데이터의 변화가 있는 영역을 비고정 영역으로 설정하며, 비고정 영역에 대해서만 영상 보정을 수행할 수 있다.
프로세서(120)는 영상 보정 여부의 판단없이 촬영 영상에 대해 영상 보정을 무조건 수행할 수도 있으며, 상기 촬영 영상의 영상 데이터에 기초하여 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정 여부를 판단하고, 영상 보정을 수행하는 것으로 판단되면 촬영 영상에 대해 영상 보정을 수행할 수도 있다.
이때, 프로세서(120)는 촬영 영상의 촬영 시점의 기상 정보가 보정 조건을 만족하면 촬영 영상에 대해 영상 보정을 수행할 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 기상 정보가, 안개, 박무 및 연무 중 어느 하나를 나타내면 기상 정보가 보정 조건을 만족하는 것으로 판단하여 촬영 영상에 대해 영상 보정을 수행할 수도 있다.
또한, 프로세서(120)는 기상 정보가, 미리 설정된 미세먼지량을 초과하는 미세먼지량, 미리 설정된 강수량을 초과하는 강수량 및 미리 설정된 강설량을 초과하는 강설량을 나타내면 기상 정보가 보정 조건을 만족하는 것으로 판단하여 촬영 영상에 대해 영상 보정을 수행할 수도 있다.
한편, 프로세서(120)는 상기 영상 데이터 중 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되는지 확인하고, 상기 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되지 않으면 상기 촬영 영상에 대한 영상 보정을 수행하는 것으로 판단할 수 있다.
이를 위해, 상기 프로세서(120)는 복수의 후보 기준 휘도 데이터 범위 중에서 상기 촬영 영상의 촬영 환경 정보에 대응되는 후보 기준 휘도 데이터 범위를 상기 기준 휘도 데이터 범위로 설정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 촬영 영상의 촬영 환경 정보를 확인하고, 해당 촬영 환경 정보에 대응되는 후보 기준 휘도 데이터 범위를 확인할 수 있다.
여기서, 촬영 환경 정보는 촬영 일시 정보, 촬영 고도 정보, 촬영 위치 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 후보 기준 휘도 데이터 범위에는 촬영 환경 정보가 매칭되어 있고, 해당 촬영 환경 정보가 나타내는 촬영 환경에서 안개, 박무, 연무, 비, 눈 및 먼지가 없는 기상 상태 때, 촬영된 촬영 영상의 휘도 데이터에 기초하여 정의될 수 있다.
이를 통해, 프로세서(120)는 안개, 박무, 연무, 비, 눈 및 먼지로 인해 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되지 않은 경우, 촬영 영상에 대한 영상 보정을 수행하는 것으로 판단할 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 상기 영상 데이터에 기초하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램의 색상 데이터 분포도, 색상 데이터 밀집도, 휘도 데이터 분포도 및 휘도 데이터 밀집도 중 하나 이상에 기초하여 상기 히스토그램에 스트레칭 및 평활화 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 영상 데이터 중에서 색상 데이터에 기초하여 색상 히스토그램을 생성하고, 색상 히스토그램의 색상 데이터 분포도에 기초하여 색상 히스토그램에 스트레칭을 수행하고, 색상 데이터 밀집도에 기초하여 색상 히스토그램에 평활화를 수행할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 영상 데이터 중에서 휘도 데이터에 기초하여 휘도 히스토그램을 생성하고, 휘도 히스토그램의 휘도 데이터 분포도에 기초하여 휘도 히스토그램에 스트레칭을 수행하고, 휘도 데이터 밀집도에 기초하여 휘도 히스토그램에 평활화를 수행할 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 영상 데이터로부터 색상 데이터와 휘도 데이터를 각각 분리하고, 색상 데이터와 휘도 데이터 각각으로부터 색상 히스토그램과 휘도 히스토그램을 생성할 수 있다.
우선, 색상 히스토그램을 이용하여 보정을 수행하는 과정을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 색상 히스토그램을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 스트레칭 색상 히스토그램을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 보정 색상 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 4를 더 참조하면, 프로세서(120)는 영상 데이터 중에서 색상 데이터를 추출하고, 색상 데이터를 이용하여 색상 히스토그램(CH)을 생성할 수 있다.
색상 히스토그램은 색상 데이터값 각각에 대응되는 픽셀 수를 나타내는 정보로써, 색상 데이터의 분포를 나타내는 표일 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 상기 색상 히스토그램(CH)의 상기 색상 데이터 분포도가 기준 색상 데이터 분포도 미만이면, 상기 색상 히스토그램(CH)의 상기 색상 데이터 분포도가 보정 색상 데이터 분포도 이상이 되도록 상기 색상 히스토그램(CH)을 스트레칭하여 스트레칭 색상 히스토그램(SCH)을 생성할 수 있다.
이때, 색상 데이터 분포도는 색상 히스토그램의 x축인 색상 데이터 범위 대비 색상 데이터의 최소 색상 데이터값 내지 최대 색상 데이터값의 구간(CB)의 비율일 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 색상 데이터 각각의 색상 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 색상 데이터 각각의 색상 데이터값 간에 간격이 조절함으로써, 색상 히스토그램(CH)을 스트레칭할 수 있다.
다음으로, 프로세서(120)는 스트레칭 색상 히스토그램(SCH)의 색상 데이터값 구간(CM)별로 상기 색상 데이터 밀집도가 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되는지 확인할 수 있다.
이‹š, 프로세서(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되지 않는 상기 색상 데이터값 구간(CM)의 상기 색상 데이터 밀집도가 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위에 포함되도록 상기 스트레칭 색상 히스토그램을 평활화하여 보정 색상 히스토그램(SCH')을 생성할 수 있다.
여기서, 색상 데이터 밀집도는 색상 데이터값 구간(CM) 대비 데이터값이 존재하는 색상 데이터의 수 간의 비율일 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위를 초과하는 상기 색상 데이터값 구간(CM)의 색상 데이터 각각의 색상 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 색상 데이터값을 분산시킬 수 있다.
반대로, 프로세서(120)는 상기 기준 색상 데이터 밀집도 범위 미만인 상기 색상 데이터값 구간(CM)의 색상 데이터 각각의 색상 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 색상 데이터값을 밀집시킬 수 있다.
이하, 휘도 히스토그램을 이용하여 보정을 수행하는 과정을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 휘도 히스토그램을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 스트레칭 휘도 히스토그램을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치에 의해 생성된 보정 휘도 히스토그램을 도시한 도면이다.
도 7를 더 참조하면, 프로세서(120)는 영상 데이터 중에서 휘도 데이터를 추출하고, 휘도 데이터를 이용하여 휘도 히스토그램(YH)을 생성할 수 있다.
휘도 히스토그램은 휘도 데이터값 각각에 대응되는 픽셀 수를 나타내는 정보로써, 휘도 데이터의 분포를 나타내는 표일 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 상기 휘도 히스토그램(YH)의 상기 휘도 데이터 분포도가 기준 휘도 데이터 분포도 미만이면, 상기 휘도 히스토그램(YH)의 상기 휘도 데이터 분포도가 보정 휘도 데이터 분포도 이상이 되도록 상기 휘도 히스토그램(YH)을 스트레칭하여 스트레칭 휘도 히스토그램(SYH)을 생성할 수 있다.
이때, 휘도 데이터 분포도는 휘도 히스토그램의 x축인 휘도 데이터 범위 대비 휘도 데이터의 최소 휘도 데이터값 내지 최대 휘도 데이터값의 구간(YB)의 비율일 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 도 8에 도시된 바와 같이, 휘도 데이터 각각의 휘도 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 휘도 데이터 각각의 휘도 데이터값 간에 간격이 조절함으로써, 휘도 히스토그램(YH)을 스트레칭할 수 있다.
다음으로, 프로세서(120)는 스트레칭 휘도 히스토그램(SYH)의 휘도 데이터값 구간(YM)별로 상기 휘도 데이터 밀집도가 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되는지 확인할 수 있다.
이‹š, 프로세서(120)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되지 않는 상기 휘도 데이터값 구간(YM)의 상기 휘도 데이터 밀집도가 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위에 포함되도록 상기 스트레칭 휘도 히스토그램을 평활화하여 보정 휘도 히스토그램(SYH')을 생성할 수 있다.
여기서, 휘도 데이터 밀집도는 휘도 데이터값 구간(YM) 대비 데이터값이 존재하는 휘도 데이터의 수 간의 비율일 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위를 초과하는 상기 휘도 데이터값 구간(YM)의 휘도 데이터 각각의 휘도 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 휘도 데이터값을 분산시킬 수 있다.
반대로, 프로세서(120)는 상기 기준 휘도 데이터 밀집도 범위 미만인 상기 휘도 데이터값 구간(YM)의 휘도 데이터 각각의 휘도 데이터값을 증가시키거나 감소시켜 휘도 데이터값을 밀집시킬 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 보정 색상 히스토그램과 보정 휘도 히스토그램 각각으로부터 보정 색상 데이터와 보정 휘도 데이터를 독출하고, 보정 색상 데이터와 보정 휘도 데이터를 병합하여 보정 영상 데이터로 생성할 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 보정 영상 데이터에 기초하여 보정 영상을 표시하도록 표시부(170)를 제어하거나, 보정 영상 데이터를 저장하도록 저장부(140)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 보정 영상 데이터에 대해 감마 보정 및 엣지 보정 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 여기서, 감마 보정 및 엣지 보정 각각의 보정 방식을 제한되지 않으나 촬영 영상의 시인성 향상에 적합한 보정 알고리즘이 채택될 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행할 수 있으며, 하나 이상의 코어(core, 미도시) 및 그래픽 처리부(미도시) 및/또는 다른 구성 요소와 신호를 송수신하는 연결 통로(예를 들어, 버스(bus) 등)를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 저장부(140)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써, 상술된 각 구성 요소의 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
한편, 통신부(130)는 통신망과 연동하여 외부 기기와 각 장치들 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 나아가, 통신부(130)는 각각의 장치들의 데이터 요청에 응답하여 데이터를 송신하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 통신부(130)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
또한, 통신부(130)는 촬영 영상이 입력되면 기상 정보를 기상 서버로부터 수신하여 프로세서(120)에 제공할 수 있다.
저장부(140)에는 프로세서(120)의 처리 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다. 저장부(140)에 저장된 프로그램들은 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수 있다.
또한, 저장부(140)는 촬영 영상 및 보정된 촬영 영상을 저장할 수 있다.
이때, 저장부(140)는 전원부(160)에 전원이 입력되면 입력부(110)에 입력되는 촬영 영상을 우선 저장하고, 프로세서(120)에 의해 보정된 촬영 영상 또한 저장할 수 있다.
이때, 저장부(140)는 촬영 시점이 동일한 촬영 영상과 보정된 촬영 영상이 모두 저장된 경우, 보정된 촬영 영상을 보존하고 보정되지 않은 촬영 영상을 삭제할 수 있다.
한편, 저장부(140)는 촬영 영상을 1일 24시간 기준 5일치 저장할 수 있다.
조작부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자에게 다양한 조작 작동을 제어할 수 있는 버튼을 제공할 수 있다.
전원부(160)는 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)의 작동을 위한 전원을 공급할 수 있다.
이를 위해, 전원부(160)는 전원 입력 포트를 구비할 수 있다.
이러한, 전원부(160)는 입력전압 범위가 DC 72V 내지 100V일 수 있고, 출력전원이 DC 12V 및 5A일 수 있으며, 출력 리플/노이즈가 Max.50mVp-p이하일 수 있고, 절연전압(내압)이 AC 1,500V(60Hz)이상일 수 있고, 절연저항이 100MΩ 이상일 수 있다.
또한, 전원부(160)는 자연 냉각 방식으로 냉각되며 냉각 효율 85% 이상일 수 있다.
또한, 전원부(160)는 서지보호, 역전압(역극성)보호, 과전압보호, 과전류보호, 저전압(입력 50V) 및 고전압(입력130V) 자동전원보호가 가능한 보호 회로를 구비할 수 있다.
표시부(170)와 결합된 터치 스크린을 통해 매장 직원으로부터 다양한 정보를 입력받을 수 있다.
표시부(170)는 프로세서(120)의 제어에 따라 이미지나 비디오를 표시할 수 있다. 특히, 표시부(170)는 촬영 영상을 표시하거나 보정된 촬영 영상을 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 표시부(170)는 터치 스크린과 결합된 형태의 터치 스크린 디스플레이일 수 있다.
캐리어(B)는 상술된 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)의 구성들을 내부에 수용할 수 있다.
이러한, 캐리어(B)는 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)가 내부와 외부 모두에 배치되어 촬영 영상을 보정하고 기록하도록 방수, 방진 및 방염이 가능한 소재로 형성될 수 있다.
또한, 캐리어(B)는 상술된 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치(100)의 구성들을 내부에 수용한 상태에서 사용자에 의해 이동이 용이하도록, 밀폐되어 내부를 외부와 차단 가능하고 사용자가 파지 가능한 손잡이와, 이동 가능한 바퀴가 구비될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 기상 환경을 고려한 촬영 영상의 영상 개선 및 영상 기록 장치
110 : 입력부
120 : 프로세서
130 : 통신부
140 : 저장부
150 : 조작부
160 : 전원부
170 : 표시부
B : 캐리어

Claims (1)

  1. 관제 영역을 촬영하여 생성된 촬영 영상을 입력받는 입력부; 및
    미리 설정된 주기 동안에 생성된 상기 촬영 영상의 영상 데이터의 단위 영역별 데이터 평균값을 산출하고, 미리 설정된 기간 동안의 상기 단위 영역별 데이터 평균값 간의 변화량 정보를 산출하고, 상기 변화량 정보가 기준 변화량 정보를 초과하면 해당 단위 영역을 비고정 영역으로 설정하고, 상기 변화량 정보가 상기 기준 변화량 정보 이하이면 해당 단위 영역을 고정 영역으로 설정하고,
    상기 촬영 영상의 촬영 시점의 기상 정보가 보정 조건을 만족하거나, 상기 영상 데이터 중 휘도 데이터가 기준 휘도 데이터 범위에 포함되지 않으면 상기 촬영 영상의 상기 비고정 영역에 대해서만 영상 보정을 수행하는 것으로 판단하고,
    복수의 후보 기준 휘도 데이터 범위 중에서 상기 촬영 영상의 촬영 환경 정보에 대응되는 후보 기준 휘도 데이터 범위를 상기 기준 휘도 데이터 범위로 설정하고,
    상기 영상 데이터에 기초하여 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램의 색상 데이터 분포도, 색상 데이터 밀집도, 휘도 데이터 분포도 및 휘도 데이터 밀집도 중 하나 이상에 기초하여 상기 히스토그램에 스트레칭 및 평활화 중 하나 이상을 수행하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 촬영 환경 정보는
    촬영 일시 정보, 촬영 고도 정보 및 촬영 위치 정보를 포함하고,
    상기 복수의 후보 기준 휘도 데이터 범위는
    상기 촬영 환경 정보가 매칭되고, 해당 촬영 환경 정보가 나타내는 촬영 환경에서 안개, 박무, 연무, 비, 눈 및 먼지가 없는 기상 상태일 때, 촬영된 촬영 영상의 휘도 데이터에 기초하여 정의되고,
    상기 프로세서는
    상기 기상 정보가 미리 설정된 미세먼지량을 초과하는 미세먼지량을 나타내거나, 미리 설정된 강수량을 초과하는 강수량을 나타내거나 미리 설정된 강설량을 초과하는 강설량을 나타내면 해당 기상 정보가 상기 보정 조건을 만족하는 것으로 판단하고,
    상기 촬영 영상 및 보정된 촬영 영상을 저장하는 저장부;를 더 포함하고,
    상기 저장부는
    촬영 시점이 동일한 촬영 영상과 보정된 촬영 영상이 모두 저장된 경우, 보정된 촬영 영상을 보존하고 보정되지 않은 촬영 영상을 삭제하는 것을 특징으로 하는
    관제 영역의 비고정 영역 영상을 보정하는 장치.
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