KR102467241B1 - 에지 값을 이용한 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법 - Google Patents

에지 값을 이용한 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법 Download PDF

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Abstract

설정 각도의 패닝(panning)을 수행하는 감시 카메라의 패닝 제어 방법에 있어서, 패닝이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값이 구해진다. 다음에, 상기 대상 촬영 영상의 수직 화소 라인들 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호가 구해진다. 그리고, 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 설정 각도의 패닝에 상응하는 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 패닝의 보정이 수행된다.

Description

에지 값을 이용한 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법{Method for controlling panning and tilting of surveillance camera utilizing edge value}
본 발명은, 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 동작 모드들에서 설정 각도의 패닝(panning) 및/또는 틸팅(tilting)을 수행하는 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법에 관한 것이다.
감시 카메라의 감시 모드에 있어서, 사용자에 의하여 지정된 복수의 감시 대상 영역들은 패닝 및/또는 틸팅에 의하여 주기적으로 감시된다. 예를 들어, 사용자에 의하여 위치 좌표가 입력되면, 감시 카메라 내의 주 제어부는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬(pan) 각도 및/또는 틸트(tilt) 각도를 설정한다. 이후, 설정된 팬 각도의 패닝 및/또는 틸트 각도의 틸팅이 주기적으로 수행된다.
상기와 같은 감시 카메라의 감시 모드에 있어서, 패닝 기구부 또는 틸팅 기구부에서의 백래시(backlash) 및 탈조 등으로 인하여 패닝 및 틸팅의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다. 이 경우, 감시 성능이 떨어지게 된다. 이와 같은 문제점은 폐루프(close loop)가 아닌 개루프(open loop) 제어를 수행하는 저가(低價)의 패닝 모터 또는 틸팅 모터에 대하여 두드러진다.
한편, 개루프(open loop) 제어를 수행하는 저가(低價)의 패닝 모터 또는 틸팅 모터를 위하여, 저가(低價)의 센서 조립체가 이용될 수 있다.
센서 조립체는 회전판 및 센서를 포함한다. 슬릿들(slits)이 일정한 간격으로 형성된 회전판은 패닝 기구부 또는 틸팅 기구부의 동작에 따라 회전한다. 센서는 회전판의 위치를 감지하면서 이진(binary) 신호를 주 제어부에 제공할 수 있다.
따라서, 감시 카메라의 주 제어부는, 패닝이 완료된 시점에서의 실제 팬 각도 및/또는 틸팅이 완료된 시점에서의 실제 틸트 각도를 센서 조립체에 의하여 구하고, 실제 팬 각도 및/또는 실제 틸트 각도가 설정 각도에 일치하도록 패닝 및/또는 틸팅의 보정을 수행할 수 있다.
하지만, 패닝 모터 또는 틸팅 모터가 개루프(open loop) 제어를 수행할 경우, 상기와 같은 센서 조립체가 추가적으로 이용됨에도 불구하고, 패닝 기구부 또는 틸팅 기구부에서의 백래시(backlash) 및 탈조 등으로 인하여 패닝 또는 틸팅의 정밀도가 낮아지는 문제점이 여전히 남아 있다.
상기 배경 기술의 문제점은, 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수는 없다.
대한민국 등록 특허 제10-0925192호(출원인 : 엘지전자 주식회사, 명칭 : 팬 및 틸트 동작 제어장치 및 방법)
본 발명의 실시예는, 감시 카메라의 프리셋(preset) 모드에 있어서, 패닝 기구부 또는 틸팅 기구부에서의 백래시(backlash) 및 탈조 등으로 인하여 패닝 및 틸팅의 정밀도가 떨어지는 문제점을 개선할 수 있는, 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예로서, 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning)을 수행하는 감시 카메라의 패닝 제어 방법에 있어서, 상기 패닝이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값이 구해진다.
다음에, 상기 대상 촬영 영상의 수직 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호가 구해진다.
그리고, 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 설정 각도의 패닝에 상응하는 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 상기 패닝(panning)의 보정이 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 틸팅(tilting)을 수행하는 감시 카메라의 틸팅 제어 방법에 있어서, 상기 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값이 구해진다.
다음에, 상기 대상 촬영 영상의 수평 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인의 번호인 대상 수평-라인 번호가 구해진다.
그리고, 상기 대상 수평-라인 번호가 상기 설정 각도의 틸팅에 상응하는 기준 수평-라인 번호와 일치하도록 상기 틸팅의 보정이 수행된다.
본 실시예의 상기 패닝 제어 방법에 의하면, 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인이 이용되어, 패닝의 보정이 수행된다. 이에 따라, 간단한 추가적 동작에 의하여 패닝의 정밀도가 향상될 수 있다.
본 실시예의 상기 틸팅 제어 방법에 의하면, 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인이 이용되어, 틸팅의 보정이 수행된다. 이에 따라, 간단한 추가적 동작에 의하여 틸팅의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들의 감시 카메라들이 채용된 감시 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에서의 어느 한 감시 카메라의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 3에서의 단계들 S3013 및 S3023을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에서의 단계들 S3014 및 S3024를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 도 6에서의 단계들 S6014 및 S6024를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 소정의 복수의 부분 블록들 각각에 대하여 도 2에서의 주 제어부가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 도 8에서의 단계들 S8014 및 S8024를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 도 10에서의 단계들 S1014 및 S1024를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 8 및 10의 방법에 적용될 복수의 부분 블록들을 도 2에서의 주 제어부가 설정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 13은, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 14는, 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 15는 도 14에서의 단계들 S1412 내지 S1414 또는 단계들 S1422 내지 S1424를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 본 발명의 제5 실시예에 있어서, 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부가 기준 위치의 정보를 저장함을 보여주는 흐름도이다.
도 17은 도 16의 검출 단계(S1604)에서 사용되는 에지 검출용 마스크들을 보여주는 도면이다.
도 18은 도 16의 검출 단계(S1604)에서 검출된 에지 라인을 예를 들어 보여주는 도면이다.
도 19는, 본 발명의 제5 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 20은 도 19에서의 보정 단계들(S1904 및 S1906)을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은, 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부가 기준 위치의 정보를 저장함을 보여주는 흐름도이다.
도 22는 도 21의 검출 단계(S2104)에서 검출된 화소를 예를 들어 보여주는 도면이다.
도 23은, 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부가 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 24는 도 23에서의 보정 단계들(S2304 및 S2306)을 설명하기 위한 도면이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 설명된다. 본 발명의 실시예들 중에서 프리셋(preset) 모드와 관련된 제1 내지 제4 실시예들은 프리셋(preset) 모드에 한정되어 적용되는 것이 아니다. 예를 들어, 제1 내지 제3 실시예들은 패트롤(Patrol) 모드 또는 수동(manual) 모드에도 적용될 수 있다. 패트롤(Patrol) 모드의 경우, 복수의 프리셋(preset) 모드들이 순차적으로 수행된다. 수동(manual) 모드의 경우, 사용자가 지정한 지점으로 패닝 및/또는 틸팅이 수행된다.
도 1은 본 발명의 실시예들의 감시 카메라들(101a 내지 101n)이 채용된 감시 시스템을 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 감시 카메라들(101a 내지 101n)은 촬영에 의한 동영상 신호들(Svid)을 디지털 비디오 리코더(102)에게 전송한다.
디지털 비디오 리코더(102)는, 감시 카메라들(101a 내지 101n)로부터의 아날로그 동영상 신호들(Svid)을 디지털 동영상 데이터로 변환하고, 변환 결과의 디지털 동영상 데이터(DIMAT)를 저장하며, 디지털 동영상 데이터(DIMAT)를 인터넷(103)을 통하여 클라이언트 단말기들(104a 내지 104m)에게 전송한다.
도 1에서 참조 부호 DIMAT는 디지털 비디오 리코더(102)로부터 인터넷(103)으로 전송되는 디지털 동영상 데이터를, 그리고 참조 부호 DIMA는 인터넷(103)으로부터 클라이언트 단말기들(104a 내지 104m) 각각에 전송되는 디지털 동영상 데이터를 가리킨다.
도 2는 도 1에서의 어느 한 감시 카메라(101n)의 내부 구성을 보여준다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 감시 카메라(101n)는 본체부(21)와 인터페이스부(22)를 포함한다. 도 2에서 참조 부호 ACin은 교류 전원을, Sco는 디지털 비디오 리코더(도 1의 102)와의 통신 신호를, Sse는 각종 센서들과의 통신 신호를, 그리고 Svid1 및 Svid는 비디오 신호들을 각각 가리킨다.
본체부(21)는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), 아날로그-디지털 변환부(201), 주 제어부(207), 비디오-신호 발생부(208), 구동부(210), 마이크로-컴퓨터(213), 조리개 모터(Ma), 줌 모터(Mz), 포커스 모터(Mf), 필터 모터(Md), 패닝 모터(Mp), 틸팅 모터(Mt), 및 PI(Photo Interrupt) 센서 조립체(219)를 포함한다.
렌즈들과 적외선 차단 필터를 구비한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS)의 렌즈들은 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함한다.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기에서, 주 제어부(207)는 타이밍 회로(202)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어한다.
아날로그-디지털 변환부(201)는 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환한다. 보다 상세하게는, 아날로그-디지털 변환부(201)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 영상 신호의 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 영상 데이터로 변환시킨다. 이 디지털 영상 데이터는 주 제어부(207)에 입력된다.
주 제어부(207) 예를 들어, 디지털 신호 처리기는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC) 및 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어하면서 아날로그-디지털 변환부(201)로부터의 디지털 영상 신호의 형식을 변환한다. 보다 상세하게는, 주 제어부(207)는 아날로그-디지털 변환부(101)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호를 발생시킨다.
비디오-신호 발생부(208)는 주 제어부(207)로부터의 디지털 영상 신호를 아날로그 영상 신호인 비디오 신호(Svid1)로 변환한다.
주 제어부(207)는, 인터페이스부(22)를 통하여, 디지털 비디오 리코더(도 1의 102)와 통신하면서 비디오-신호 발생부(208)로부터의 비디오 신호(Svid1)를 디지털 비디오 리코더(도 1의 102)에 전송한다.
한편, 마이크로-컴퓨터(213)는 구동부(210)를 제어하여 조리개 모터(Ma), 줌 모터(Mz), 포커스 모터(Mf), 필터 모터(Md), 패닝 모터(Mp) 및 틸팅 모터(Mt)를 구동한다.
조리개 모터(Ma)는 조리개를 구동하고, 줌 모터(Mz)는 줌 렌즈를 구동하며, 포커스 모터(Mf)는 포커스 렌즈를 구동한다. 필터 모터(Md)는 적외선 차단 필터를 구동한다.
패닝 모터(Mp)는 광학계(OPS)를 좌우로 회전시킨다. 틸팅 모터(Mt)는 광학계(OPS) 및 광전 변환부(OEC)의 조립체를 상하로 회전시킨다.
PI(Photo Interrupt) 센서 조립체(219)는 회전판 및 센서를 포함한다. 슬릿들(slits)이 일정한 간격으로 형성된 회전판은 패닝 기구부 또는 틸팅 기구부의 동작에 따라 회전한다. 센서는 회전판의 위치를 감지하면서 이진(binary) 신호를 주 제어부(207)에 제공한다. 이에 따라 주 제어부(207)는 패닝 또는 틸팅 완료된 시점에서의 실제 회전 각도를 구할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 보여준다. 도 4는 도 3에서의 단계들 S3013 및 S3023을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에서의 단계들 S3014 및 S3024를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 5에서 참조 부호 401은 설정된 감시 대상 영역의 기준 촬영 영상을 가리킨다. 참조 부호 V1 내지 V1920은 수직 화소 라인들을, H1 내지 H1080은 수평 화소 라인들을, 그리고 Pmn, P(m-1)n, P(m+1)n, Pm (n-1), Pm(n+1)은 화소들을 각각 가리킨다. 경우에 따라, 기준 촬영 영상(401)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
도 3 내지 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 설정 과정에서, 사용자에 의하여 감시 대상 영역의 중심 지점의 위치 좌표가 입력되었으면(단계 S3001), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S3002).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S3011 내지 S3014가 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S3021 내지 S3024가 수행된다. 패닝과 틸팅이 수행될 경우, 단계들 S3011 내지 S3014 및 단계들 S3021 내지 S3024가 복합적으로 수행된다.
단계 S3011에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다(단계 S3012). 다음에, 주 제어부(207)는, 패닝이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(401)의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S3013). 예를 들어, 화소 Pmn의 에지(edge) 값은 화소 Pm(n-1)의 휘도와 화소 Pm(n+1)의 휘도의 차이이다. 그리고, 주 제어부(207)는, 기준 촬영 영상(401)의 수직 화소 라인들(V1 내지 V1920) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 기준 수직-라인 번호 예를 들어, "1317"을 구하여 저장한다(단계 S3014).
단계 S3021에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 틸트 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S3022). 다음에, 주 제어부(207)는, 틸팅이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(401)의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S3023). 예를 들어, 화소 Pmn의 에지(edge) 값은 화소 P(m-1)n의 휘도와 화소 P(m+1)n의 휘도의 차이이다. 그리고, 주 제어부(207)는, 기준 촬영 영상(401)의 수평 화소 라인들(H1 내지 H1080) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인의 번호인 기준 수평-라인 번호 예를 들어, "378"을 구하여 저장한다(단계 S3024).
상기 단계들 S3001 내지 S3024는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S3031). 즉, 또다른 감시 대상 영역에 대하여 기준 수평-라인 번호와 기준 수직-라인 번호가 설정된다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝 및 틸팅을 제어하는 방법을 보여준다.
도 7은 도 6에서의 단계들 S6014 및 S6024를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 참조 부호 701은 패닝 및/또는 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상을 가리킨다. 참조 부호 V1 내지 V1920은 수직 화소 라인들을, H1 내지 H1080은 수평 화소 라인들을, 그리고 Pmn, P(m-1)n, P(m+1)n, Pm (n-1), Pm(n+1)은 화소들을 각각 가리킨다. 경우에 따라, 대상 촬영 영상(701)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
도 6 및 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝 및 틸팅을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 실행 도중에 감시 대상 영역을 변경할 시점이 오면(단계 S6001), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S6002).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S6011 내지 S6014가 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S6021 내지 S6024가 수행된다. 패닝과 팅팅이 수행될 경우, 단계들 S6011 내지 S6014 및 단계들 S6021 내지 S6024가 복합적으로 수행된다.
단계 S6011에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는, 패닝이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상(701)의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S6012). 다음에, 주 제어부(207)는, 대상 촬영 영상(701)의 수직 화소 라인들(V1 내지 V1920) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호 예를 들어, "1290"을 구한다(단계 S6013). 그리고, 주 제어부(207)는, 상기 대상 수직-라인 번호 예를 들어, "1290"이 상기 설정 각도의 패닝에 상응하는 기준 수직-라인 번호 예를 들어, "1317"과 일치하도록 패닝의 보정을 수행한다(단계 S6014).
예를 들어, 패닝 모터(도 2에서의 Mp)가 개루프(open loop) 제어를 수행하는 스텝 모터이고, 단일 스텝에 6 개의 수직 화소 라인들에 상응하는 패닝이 수행되는 경우, 27 개의 수직 화소 라인들에 상응하는 패닝 보정을 하려면 4 스텝들 또는 5 스텝들이 추가적으로 구동된다. 하지만, 28 개의 수직 화소 라인들에 상응하는 패닝 보정을 하려면, 4 스텝들이 아닌 5 스텝들이 추가적으로 구동된다.
단계 S6021에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는, 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상(701)의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S6022). 다음에, 주 제어부(207)는, 대상 촬영 영상(701)의 수평 화소 라인들(H1 내지 H1080) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인의 번호인 대상 수평-라인 번호 예를 들어, "392"을 구한다(단계 S6023). 그리고, 주 제어부(207)는, 상기 대상 수평-라인 번호 예를 들어, "392"가 상기 설정 각도의 틸팅에 상응하는 기준 수평-라인 번호 예를 들어, "378"과 일치하도록 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S6024).
예를 들어, 틸팅 모터(도 2에서의 Mt)가 개루프(open loop) 제어를 수행하는 스텝 모터이고, 단일 스텝에 6 개의 수평 화소 라인들에 상응하는 틸팅이 수행되는 경우, 14 개의 수평 화소 라인들에 상응하는 틸팅 보정을 하려면 2 스텝들이 추가적으로 구동된다.
상기 단계들 S6001 내지 S6024는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S6031). 즉, 또다른 감시 대상 영역에 대하여 패닝 및/또는 틸팅이 수행된다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 소정의 복수의 부분 블록들 각각에 대하여 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 보여준다. 도 9는 도 8에서의 단계들 S8014 및 S8024를 설명하기 위한 도면이다. 9에서 참조 부호 901은 설정된 감시 대상 영역의 기준 촬영 영상을 가리킨다. 滑 부호 X1 내지 X17은 소정의 부분 블록들의 X축 좌표를, 그리고 Y1 내지 Y13은 상기 소정의 부분 블록들의 Y축 좌표를 각각 가리킨다. 경우에 따라, 기준 촬영 영상(901)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.도 9를 참조하면, 설정된 감시 대상 영역의 기준 촬영 영상(901)은 221 개의 부분 블록들로써 구획되어 있다. 또한, 기준 촬영 영상(901)은 주변부와 중앙부로 양분되어 있고, 주변부에서 8 개 그리고 중앙부에서 3 개의 부분 블록들이 설정되어 있다.
도 9의 경우, 기준 촬영 영상(901)의 중앙부에 설정되어 있는 3 개의 부분 블록들의 좌표는 다음과 같다.
(X4,Y4), (X7,Y9), (X14,Y5)
중앙부에서의 3 개의 부분 블록들은, 물체의 순간적인 진입으로 인한 비정상적인 조도 변화를 모니터링하기 위하여 사용될 수 있다. 여기에서, 중앙부의 모든 부분 블록들 중에서 에지(edge) 값의 총합이 큰 순서대로 3 개의 부분 블록들이 패닝을 위하여 설정될 수 있다. 또한, 중앙부의 모든 부분 블록들 중에서 에지(edge) 값의 총합이 큰 순서대로 3 개의 부분 블록들이 틸팅을 위하여 설정될 수 있다.
이하, 설명의 간결성을 위하여 중앙부에서의 3 개의 부분 블록들에 대한 설명이 생략된다. 즉, 제2 실시예에서 패닝 및/또는 틸팅의 보정을 위하여 직접적으로 사용될 부분 블록들은 주변부에서 선택된다. 왜냐하면, 패닝 및/또는 틸팅의 위치 오차는 중앙부에 비하여 주변부에서 상대적으로 크게 부각될 수 있기 때문이다. 도 9의 경우, 기준 촬영 영상(901)의 주변부에 설정되어 있는 8 개의 부분 블록들의 좌표는 다음과 같다.
(X1,Y1), (X2,Y2), (X4,Y13), (X8,Y1), (X15,Y6), (X15,Y9), (X16,Y2), (X17,Y1)
기준 촬영 영상(901)의 주변부에서 8 개의 부분 블록들을 설정하는 방법은 도 12를 참조하여 설명될 것이다.
도 8 및 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 프리셋(preset) 모드에서 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 소정의 복수의 부분 블록들 각각에 대하여 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 수직-라인 번호와 기준 수평-라인 번호를 구하는 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 설정 과정에서, 사용자에 의하여 감시 대상 영역의 중심 지점의 위치 좌표가 입력되었으면(단계 S8001), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S8002).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S8011 내지 S8014가 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S8021 내지 S8024가 수행된다. 패닝과 틸팅이 수행될 경우, 단계들 S8011 내지 S8014 및 단계들 S8021 내지 S8024가 복합적으로 수행된다.
단계 S8011에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다(단계 S8012). 다음에, 주 제어부(207)는, 패닝이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(901)에서, 설정된 복수의 부분 블록들의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S8013). 그 ? , 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 수직 화소 라인들(V1 내지 V1920) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 기준 수직-라인 번호를 구하여 저장한다(단계 S8014).
단계 S8021에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 틸트 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S8022). 다음에, 주 제어부(207)는, 틸팅이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(901)에서, 설정된 복수의 부분 블록의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S8023). 그 ? , 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 수평 화소 라인들(H1 내지 H1080) 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인의 번호를 구하여 저장한다(단계 S8024).
상기 단계들 S8001 내지 S8024는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S8031). 즉, 또다른 감시 대상 영역의 복수의 부분 블록들 각각에 대하여 기준 수평-라인 번호와 기준 수직-라인 번호가 설정된다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여준다. 도 11은 도 10에서의 단계들 S1014 및 S1024를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서 참조 부호 1101은 패닝 및/또는 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상을 가리킨다. 도 11에서 도 9와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 경우에 따라, 대상 촬영 영상(1101)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
도 10 및 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝 및 틸팅을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 실행 도중에 감시 대상 영역을 변경할 시점이 오면(단계 S1001), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S1002).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S1011 내지 S1014가 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S1021 내지 S1024가 수행된다. 패닝과 팅팅이 수행될 경우, 단계들 S1011 내지 S1014 및 단계들 S1021 내지 S1024가 복합적으로 수행된다.
단계 S1011에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는, 패닝이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상(1101)에서, 설정된 복수의 부분 블록들의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S1012). 다음에, 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 블록들 각각에 대하여, 수직 화소 라인들 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호를 구한다(단계 S1013). 그리고, 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 블록들 각각에 대하여, 대상 수직-라인 번호가 설정 각도의 패닝에 상응하는 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 패닝의 보정을 수행한다(단계 S1014). 즉, 복수의 블록들에서의 평균 수직-라인 오차가 보정되도록 추가적인 패닝이 수행된다. 참고로, 도 9에서의 기준 수직 라인들은 도 11에서 동일한 위치에 도시되어 있다.
단계 S1021에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는, 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상(1101)에서, 설정된 복수의 부분 블록들의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S1022). 다음에, 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 수평 화소 라인들 중에서 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수평 화소 라인의 번호인 대상 수평-라인 번호를 구한다(단계 S1023). 그리고, 주 제어부(207)는, 설정된 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 상기 대상 수평-라인 번호가 상기 설정 각도의 틸팅에 상응하는 기준 수평-라인 번호와 일치하도록 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S1024). 즉, 복수의 블록들에서의 평균 수평-라인 오차가 보정되도록 추가적인 틸팅이 수행된다. 참고로, 도 9에서의 기준 수평 라인들은 도 11에서 동일한 위치에 도시되어 있다.
상기 단계들 S1001 내지 S1024는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1031). 즉, 또다른 감시 대상 영역에 대하여 패닝 및/또는 틸팅이 수행된다.
도 12는 도 8 및 10의 방법에 적용될 복수의 부분 블록들을 도 2에서의 주 제어부(207)가 설정하는 방법을 보여준다. 도 9 및 12를 참조하여, 도 12의 방법을 설명하면 다음과 같다.
프리셋(preset) 모드의 설정 과정에서, 사용자에 의하여 감시 대상 영역의 중심 지점의 위치 좌표가 입력되었으면(단계 S1201), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S1202).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S1211 내지 S1216이 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S1221 내지 S1226이 수행된다. 패닝과 틸팅이 수행될 경우, 단계들 S1211 내지 S1216 및 단계들 S1221 내지 S1226이 복합적으로 수행된다.
단계 S1211에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다(단계 S1212). 다음에, 주 제어부(207)는, 상기 패닝이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(901)을 복수(도 9의 경우 221개)의 부분 블록들로 구획하고, 상기 부분 블록들을 중앙부의 부분 블록들과 주변부의 부분 블록들로 구분한다(단계 S1213). 다음에, 주 제어부(207)는, 상기 기준 촬영 영상(901)의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S1214).
다음에, 주 제어부(207)는, 상기 주변부의 부분 블록들의 위치가 최외곽에 가까워질수록 높은 가중 비율을 부여하면서, 상기 주변부의 부분 블록들 각각에 대하여 상기 에지(edge) 값의 총합을 계산한다(단계 S1215). 왜냐하면, 부분 블록들의 위치가 최외곽에 가까워질수록 패닝의 위치 오차가 상대적으로 크게 부각될 수 있기 때문이다. 그리고, 주 제어부(207)는, 주변부의 부분 블록들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 큰 순서대로 소정 개수(도 9의 경우 8개)의 부분 블록들을 설정한다(단계 S1216).
한편, 단계 S1221에 있어서, 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 틸트 각도를 설정한다. 다음에 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S1222). 다음에, 주 제어부(207)는, 상기 틸팅이 완료된 시점에서의 기준 촬영 영상(901)을 복수(도 9의 경우 221개)의 부분 블록들로 구획하고, 상기 부분 블록들을 중앙부의 부분 블록들과 주변부의 부분 블록들로 구분한다(단계 S1223). 다음에, 주 제어부(207)는, 상기 기준 촬영 영상(901)의 각 화소에 대하여 위쪽 인접 화소의 휘도와 아래쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구한다(단계 S1224).
다음에, 주 제어부(207)는, 상기 주변부의 부분 블록들의 위치가 최외곽에 가까워질수록 높은 가중 비율을 부여하면서, 상기 주변부의 부분 블록들 각각에 대하여 상기 에지(edge) 값의 총합을 계산한다(단계 S1225). 왜냐하면, 부분 블록들의 위치가 최외곽에 가까워질수록 틸팅의 위치 오차가 상대적으로 크게 부각될 수 있기 때문이다. 그리고, 주 제어부(207)는, 주변부의 부분 블록들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 큰 순서대로 소정 개수(도 9의 경우 8개)의 부분 블록들을 설정한다(단계 S1226).
상기 단계들 S1201 내지 S1226은 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1231). 즉, 또다른 감시 대상 영역의 복수의 부분 블록들 각각에 대하여 패닝 제어를 위한 부분 블록들 및/또는 틸팅 제어를 위한 부분 블록들이 설정된다.
도 13은, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝 및 틸팅을 제어하는 방법을 보여준다.
도 13을 참조하여 본 발명의 제3 실시예의 패닝 및 틸팅의 제어 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 실행 도중에 감시 대상 영역을 변경할 시점이 오면(단계 S1301), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S1302).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S1311 내지 S1316이 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S1321 내지 S1326이 수행된다. 패닝과 팅팅이 수행될 경우, 단계들 S1311 내지 S1316 및 단계들 S1321 내지 S1326이 복합적으로 수행된다.
단계 S1311에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는 상기 패닝이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상에 적용되었던 자동 노출 파라미터들의 값들을 구한다(단계 S1314). 자동 노출 파라미터들은 셔터 속도, 광전 변환부(도 2에서의 OEC)의 출력 게인(gain), 및 조리개 개도를 포함한다.
다음에, 주 제어부(207)는 상기 자동 노출 파라미터들의 값들과 기준 값들의 평균 편차가 상한값보다 적은지를 판단한다(단계 S1315). 상기 평균 편차가 상한 값보다 적으면, 비정상적으로 조도가 변하지 않았으므로, 에지(edge) 값들을 이용하여 패닝의 보정을 수행한다(단계 S1316). 상기 단계 S1316에 있어서, 도 6에서의 단계들 S6012 내지 S6014가 수행되거나, 도 10에서의 단계들 S1012 내지 S1014가 수행된다.
한편, 단계 S1321에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는 상기 틸팅이 완료된 시점에서의 대상 촬영 영상에 적용되었던 자동 노출 파라미터들의 값들을 구한다(단계 S1324). 자동 노출 파라미터들은 셔터 속도, 광전 변환부(도 2에서의 OEC)의 출력 게인(gain), 및 조리개 개도를 포함한다.
다음에, 주 제어부(207)는 상기 자동 노출 파라미터들의 값들과 기준 값들의 평균 편차가 상한값보다 적은지를 판단한다(단계 S1325). 상기 평균 편차가 상한 값보다 적으면, 비정상적으로 조도가 변하지 않았으므로, 에지(edge) 값들을 이용하여 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S1326). 상기 단계 S1326에 있어서, 도 6에서의 단계들 S6022 내지 S6024가 수행되거나, 도 10에서의 단계들 S1022 내지 S1024가 수행된다.
상기 단계들 S1301 내지 S1326은 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1331). 즉, 또다른 감시 대상 영역에 대하여 패닝 및/또는 틸팅이 수행된다.
따라서, 도 13의 제3 실시예에 의하면, 비정상적으로 조도가 변함에 따라 패닝 또는 틸팅의 보정이 비정상적으로 수행됨을 방지할 수 있다. 여기에서, 자동 노출 파라미터들의 값들을 이용하여 비정상적으로 조도가 변했는지의 여부를 효과적으로 알 수 있다. 비정상적으로 조도가 변하는 예로서, 예측되지 않은 새로운 물체가 촬영되는 경우를 들 수 있다.
도 14는, 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 프리셋(preset) 모드에서 설정 각도의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 방법을 보여준다. 도 15는 도 14에서의 단계들 S1412 내지 S1414 또는 단계들 S1422 내지 S1424를 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서, 참조 부호 219는 PI 센서 조립체를, 151은 회전 판을, 151s는 슬릿(slit)을, 그리고 152는 PI 센서를 각각 가리킨다. 도 14 및 15를 참조하여 본 발명의 제4 실시예의 패닝 및 틸팅의 제어 방법을 설명하기로 한다.
프리셋(preset) 모드의 실행 도중에 감시 대상 영역을 변경할 시점이 오면(단계 S1401), 주 제어부(207)는 위치 좌표에 따라 적용될 패닝 및/또는 틸팅을 판별한다(단계 S1402).
패닝만이 수행될 경우, 단계들 S1411 내지 S1415가 수행된다. 틸팅만이 수행될 경우, 단계들 S1421 내지 S1425가 수행된다. 패닝과 팅팅이 수행될 경우, 단계들 S1411 내지 S1415 및 단계들 S1421 내지 S1425가 복합적으로 수행된다.
단계 S1411에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 팬 각도의 패닝을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는 패닝이 완료된 시점에서의 실제 팬 각도인 대상 팬 각도를 PI(Photo Interrupt) 센서 조립체(219)에 의하여 구한다(단계 S1412).
PI 센서 조립체(219)는 패닝용 PI 센서 조립체와 틸팅용 PI 센서 조립체를 포함하지만, 이들 각각을 도 14의 PI 센서 조립체(219)로 간주하여 설명하기로 한다.
패닝용 PI 센서 조립체(예를 들어, 219)는 회전판(151) 및 PI 센서(152)를 포함한다. 슬릿들(slits, 151s)이 일정한 간격으로 형성된 회전판(151)은 패닝 기구부의 동작에 따라 회전한다. PI 센서(152)는 회전판(151)의 위치를 감지하면서 이진(binary) 신호를 주 제어부(207)에 제공한다. 예를 들어, PI 센서(152)에 슬릿(151s)이 위치하는 동안에 PI 센서(152)는 "1"의 신호를 주기적으로 출력한다(도 15의 왼쪽 상태). PI 센서(152)에 슬릿(151s)이 위치하지 않는 동안에 PI 센서(152)는 "0"의 신호를 주기적으로 출력한다(도 15의 오른쪽 상태).
이에 따라, 주 제어부(207)는, 패닝이 완료된 시점에서의 실제 팬 각도인 대상 팬 각도를 패닝용 PI 센서 조립체(219)에 의하여 구한다(단계 S1412). 여기에서, 탈조가 발생한 경우(단계 S1413), 주 제어부(207)는 대상 팬 각도가 상기 설정 각도에 일치하도록 상기 패닝(panning)의 제1차 보정을 수행한다(단계 S1414). 탈조가 발생함은 대상 팬 각도와 상기 설정 각도의 차이(DAP)가 기준 한계(DRP)를 초과함을 의미한다. 탈조가 발생하지 않은 경우, 상기 단계 S1414는 수행되지 않는다.
다음에, 에지(edge) 값들을 이용하여 패닝의 제2차 보정을 수행한다(단계 S1415). 여기에서, 에지(edge) 값들을 이용한 제2차 보정이 필요한 이유는, 패닝용 PI 센서 조립체(219)가 추가적으로 이용됨에도 불구하고 패닝 정밀도의 향상에 한계가 있기 때문이다.
상기 단계 S1415에 있어서, 도 6에서의 단계들 S6012 내지 S6014가 수행되거나, 도 10에서의 단계들 S1012 내지 S1014가 수행된다.
한편, 단계 S1421에 있어서, 주 제어부(207)는 설정된 틸트 각도의 틸팅을 수행한다. 다음에, 주 제어부(207)는 틸팅이 완료된 시점에서의 실제 틸트 각도인 대상 틸트 각도를 PI(Photo Interrupt) 센서 조립체에 의하여 구한다(단계 S1422). 틸팅용 PI 센서 조립체는 상기 단계 S1412에서 설명되었던 패닝용 PI 센서 조립체(219)와 대등하므로, 그 설명이 생략된다.
여기에서, 탈조가 발생한 경우(단계 S1423), 주 제어부(207)는 대상 틸트 각도가 상기 설정 각도에 일치하도록 상기 틸팅(tilting)의 제1차 보정을 수행한다(단계 S1424). 탈조가 발생함은 대상 틸트 각도와 상기 설정 각도의 차이(DAT)가 기준 한계(DRT)를 초과함을 의미한다. 탈조가 발생하지 않은 경우, 상기 단계 S1424는 수행되지 않는다.
다음에, 에지(edge) 값들을 이용하여 틸팅의 제2차 보정을 수행한다(단계 S1425). 여기에서, 에지(edge) 값들을 이용한 제2차 보정이 필요한 이유는, 틸팅용 PI 센서 조립체(219)가 추가적으로 이용됨에도 불구하고 틸팅 정밀도의 향상에 한계가 있기 때문이다.
상기 단계 S1425에 있어서, 도 6에서의 단계들 S6022 내지 S6024가 수행되거나, 도 10에서의 단계들 S1022 내지 S1024가 수행된다.
상기 단계들 S1401 내지 S1425는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1431). 즉, 또다른 감시 대상 영역에 대하여 패닝 및/또는 틸팅이 수행된다.
상기 본 발명의 제4 실시예에 의하면, PI 센서 조립체(219)를 이용하여 패닝 또는 틸팅의 제1차 보정을 수행함에 따라, 탈조가 발생한 경우에 에지(edge) 값들을 이용한 제2차 보정의 시간이 단축될 수 있다. 즉, 패닝 또는 틸팅의 총 보정 시간이 보다 단축될 수 있다.
도 16은, 본 발명의 제5 실시예에 있어서, 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 위치의 정보를 저장함을 보여준다.
도 17은 도 16의 검출 단계(S1604)에서 사용되는 에지 검출용 마스크들을 보여준다. 도 17에서 참조 부호 1701은 수직 에지 검출용 마스크를, 1702는 수평 에지 검출용 마스크를, 1703은 좌상-우하 방향의 대각 에지 검출용 마스크를, 그리고 1704는 우상-좌하 방향의 대각 에지 검출용 마스크(1801)를 각각 보여준다.
도 18은 도 16의 검출 단계(S1604)에서 검출된 에지 라인(1801e)을 예를 들어 보여준다. 도 18에서 도 5와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 16 내지 18을 참조하여, 주 제어부(207)가 기준 위치의 정보를 저장함을 설명하기로 한다.
사용자에 의하여 감시 대상 영역의 중심 지점의 위치 좌표가 입력되었으면(단계 S1601), 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬 각도 및 틸트 각도를 설정한다(단계 S1602). 다음에 주 제어부(207)는 설정 팬 각도의 패닝 및 설정 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S1603).
패닝 및 틸팅이 완료되었으면, 주 제어부(207)는, 방향성(方向性, directional) 에지 필터를 사용하여 기준 촬영 영상(1801)에서 에지(edge) 라인(1801e)을 검출한다(단계 S1604). 경우에 따라, 기준 촬영 영상(1801)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
본 실시예의 경우, 방향성(方向性) 에지 필터로서 잘 알려져 있는 소벨(Sobel) 필터가 사용된다. 소벨(Sobel) 필터의 사용에 있어서, 수직 에지 검출용 마스크(1701), 수평 에지 검출용 마스크(1702), 좌상-우하 방향의 대각 에지 검출용 마스크(1703), 및 우상-좌하 방향의 대각 에지 검출용 마스크(1704)가 사용된다. 4 마스크들(1701 내지 1704)에 의하여 검출된 에지 라인들 중에서 가장 선명한 에지 라인(1801e)이 기준 에지 라인으로서 선택된다. 즉, 본 실시예의 경우, 수평 또는 수직 에지 뿐만이 아니라 대각 에지도 이용된다.
끝으로, 주 제어부(207)는 검출된 에지 라인(2001e)의 위치의 정보를 기준 위치의 정보로서 저장한다(단계 S1605). 이와 같이 저장된 기준 위치의 정보는 차후 패닝 및 틸팅의 제어에 사용된다. 이와 관련된 내용은 도 19 및 20을 참조하여 설명될 것이다.
상기 단계들 S1601 내지 S1605는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1606).
도 19는, 본 발명의 제5 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 과정을 보여준다.
도 20은 도 19에서의 보정 단계들(S1904 및 S1906)을 설명하기 위한 도면이다. 도 20에서 도 18과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 19 및 20을 참조하여, 제5 실시예에서의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting) 제어하는 과정을 설명하기로 한다.
주 제어부(207)는 감시 대상 영역을 변경할 시점인지를 판단한다(단계 S1901).
다음에, 주 제어부(207)는 설정 팬 각도의 패닝 및 설정 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S1902).
패닝 및 틸팅이 완료되었으면, 주 제어부(207)는, 방향성(方向性) 에지 필터를 사용하여 대상 촬영 영상(2001)에서 에지(edge) 라인(2001e)을 검출한다(단계 S1903). 경우에 따라, 대상 촬영 영상(2001)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
상기 단계 S1903은 상기 단계 S1604에서 상세히 설명된 바와 같이 수행된다. 물론, 4 마스크들(도 17의 1701 내지 1704) 중에서 기준 에지 라인(1801e)을 발생시킨 마스크만이 상기 단계 S1903에서 사용될 수도 있다.
다음에, 주 제어부(207)는, 검출 결과의 에지(edge) 라인(2001e)이 기준 위치로 이동되도록 패닝 및 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S1904). 여기에서, 기준 위치는 기준 촬영 영상(도 18에서의 1801)에서 검출된 에지 라인(1801e)의 위치이다. 즉, 단계 S1605(도 16 참조)에서 저장되었던 기준 위치의 정보에 따라 단계 S1904가 수행된다. 예를 들어, 수평 오차(DP)만큼 패닝의 보정이 수행되고, 수직 오차(DT)만큼 틸팅의 보정이 수행된다.
이와 같이 패닝 및 틸팅의 보정이 수행되었음에도 불구하고, 시간이 흐르면서 외부적인 요인으로 인하여 패닝 또는 틸팅의 탈조가 발생할 수 있다. 이 경우, 대상 촬영 영상(2001)에서의 에지(edge) 라인이 상기 기준 위치에서 벗어날 수 있다. 또한, 주밍(zooming)이 수행된 후에 원래의 배율로 복원할 경우, 대상 촬영 영상(2001)에서의 에지(edge) 라인이 상기 기준 위치에서 벗어날 수도 있다.
따라서, 주 제어부(207)는 대상 촬영 영상(2001)에서의 에지(edge) 라인이 상기 기준 위치에서 벗어났는지의 여부를 확인 한다(단계 S1905).
에지(edge) 라인(2001e)이 상기 기준 위치에서 벗어났으면, 대상 촬영 영상(2001)에서의 에지(edge) 라인이 기준 위치로 이동되도록 패닝 및 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S1906).
상기 단계들 S1901 내지 S1906은 종료 신호가 발생될 때까지 주기적으로 수행된다(단계 S1907). 예를 들어, 상기 단계 S1905가 주기적으로 수행되므로, 대상 촬영 영상(2001)에서의 에지(edge) 라인이 상기 기준 위치에서 벗어났는지의 여부가 주기적으로 확인된다.
도 21은, 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 어느 한 감시 대상 영역이 설정될 때, 도 2에서의 주 제어부(207)가 기준 위치의 정보를 저장함을 보여준다.
도 22는 도 21의 검출 단계(S2104)에서 검출된 화소(2201e)를 예를 들어 보여준다. 도 22에서 도 5와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 21 및 22를 참조하여, 주 제어부(207)가 기준 위치의 정보를 저장함을 설명하기로 한다.
사용자에 의하여 감시 대상 영역의 중심 지점의 위치 좌표가 입력되었으면(단계 S2101), 주 제어부(207)는 입력된 위치 좌표에 상응하는 팬 각도 및 틸트 각도를 설정한다(단계 S2102). 다음에 주 제어부(207)는 설정 팬 각도의 패닝 및 설정 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S2103).
패닝 및 틸팅이 완료되었으면, 주 제어부(207)는, 기준 촬영 영상(2201)에서 가장 큰 에지(edge) 값을 가진 화소(2201e)를 검출한다(단계 S2104). 경우에 따라, 기준 촬영 영상(2201)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다.
본 실시예의 경우, 방향성(方向性) 에지 필터로서 잘 알려져 있는 소벨(Sobel) 필터가 사용된다. 소벨(Sobel) 필터의 사용에 있어서, 수직 에지 검출용 마스크(도 7에서의 1701), 수평 에지 검출용 마스크(도 7에서의 1702), 좌상-우하 방향의 대각 에지 검출용 마스크(도 7에서의 1703), 및 우상-좌하 방향의 대각 에지 검출용 마스크(도 7에서의 1704)가 사용된다. 예를 들어, 어느 한 화소의 에지 값은 수직 에지 값, 수평 에지 값, 좌상-우하 방향의 대각 에지 값, 및 우상-좌하 방향의 대각 에지 값의 총합이 될 수 있다. 물론, 기준 촬영 영상(2201)의 특성에 따라 어느 한 마스크만이 사용될 수도 있다.
끝으로, 주 제어부(207)는 검출된 화소(2201e)의 위치의 정보를 기준 위치의 정보로서 저장한다(단계 S2105). 이와 같이 저장된 기준 위치의 정보는 차후 패닝 및 틸팅의 제어에 사용된다. 이와 관련된 내용은 도 23 및 24를 참조하여 설명될 것이다.
상기 단계들 S2101 내지 S2105는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S2106).
도 23은, 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 도 2에서의 주 제어부(207)가 패닝(panning) 및 틸팅(tilting)을 제어하는 과정을 보여준다.
도 24는 도 23에서의 보정 단계들(S2304 및 S2306)을 설명하기 위한 도면이다. 도 24에서 도 22와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 23 및 24를 참조하여, 제6 실시예에서의 패닝(panning) 및 틸팅(tilting) 제어하는 과정을 설명하기로 한다.
주 제어부(207)는 감시 대상 영역을 변경할 시점인지를 판단한다(단계 S2301).
다음에, 주 제어부(207)는 설정 팬 각도의 패닝 및 설정 틸트 각도의 틸팅을 수행한다(단계 S2302).
패닝 및 틸팅이 완료되었으면, 주 제어부(207)는, 대상 촬영 영상(2401)에서 가장 큰 에지(edge) 값을 가진 화소(2401e)를 검출한다(단계 S2303). 경우에 따라, 대상 촬영 영상(2401)의 범위는 프레임의 전역이 아니라 특정 영역이 될 수도 있다. 상기 단계 S2303은 상기 단계 S2104에서 상세히 설명된 바와 같이 수행된다.
다음에, 주 제어부(207)는, 검출 결과의 화소(2401e)가 기준 위치로 이동되도록 패닝 및 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S2304). 여기에서, 기준 위치는 기준 촬영 영상(도 22에서의 2201)에서 검출된 화소(2201e)의 위치이다. 즉, 단계 S2105(도 21 참조)에서 저장되었던 기준 위치의 정보에 따라 단계 S2304가 수행된다. 예를 들어, 수평 오차(DP)만큼 패닝의 보정이 수행되고, 수직 오차(DT)만큼 틸팅의 보정이 수행된다.
이와 같이 패닝 및 틸팅의 보정이 수행되었음에도 불구하고, 시간이 흐르면서 외부적인 요인으로 인하여 패닝 또는 틸팅의 탈조가 발생할 수 있다. 이 경우, 대상 촬영 영상(2401)에서의 상기 화소가 상기 기준 위치에서 벗어날 수 있다. 또한, 주밍(zooming)이 수행된 후에 원래의 배율로 복원할 경우, 대상 촬영 영상(2401)에서의 상기 화소가 상기 기준 위치에서 벗어날 수 있다.
따라서, 주 제어부(207)는 대상 촬영 영상(2401)에서의 상기 화소가 상기 기준 위치에서 벗어났는지의 여부를 확인 한다(단계 S2305).
상기 화소(2401e)가 상기 기준 위치에서 벗어났으면, 대상 촬영 영상(2401)에서의 상기 화소가 기준 위치로 이동되도록 패닝 및 틸팅의 보정을 수행한다(단계 S2306).
상기 단계들 S2301 내지 S2306은 종료 신호가 발생될 때까지 주기적으로 수행된다(단계 S2307). 예를 들어, 상기 단계 S2305가 주기적으로 수행되므로, 대상 촬영 영상(2401)에서의 상기 화소가 상기 기준 위치에서 벗어났는지의 여부가 주기적으로 확인된다.
이상 설명된 바와 같이, 본 실시예들의 패닝 제어 방법에 의하면, 에지(edge) 값들이 이용되어, 패닝 및/또는 틸팅의 보정이 수행된다. 이에 따라, 간단한 추가적 동작에 의하여 패닝 및/또는 틸팅의 정밀도가 향상될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 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 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 감시 용도가 아닌 카메라들에도 이용될 수 있다.
101a 내지 101n : 감시 카메라들, 102 : 비디오 리코더,
103 : 인터넷,
104a 내지 104m : 클라이언트 단말기들,
OPS : 광학계, OEC : 광전 변환부,
201 : 아날로그-디지털 변환부, 202 : 타이밍 회로,
207 : 주 제어부, 208 : 비디오-신호 발생부,
210 : 구동부, 213 : 마이크로 컴퓨터,
219 : PI 센서 조립체, 22 : 인터페이스부,
401 : 기준 촬영 영상, 701 : 대상 촬영 영상,
V1 내지 V1920 : 수직 화소 라인들,
H1 내지 H1080 : 수평 화소 라인들,
Pmn, P(m-1)n, P(m+1)n, Pm (n-1), Pm (n+1) : 화소들,
901 : 기준 촬영 영상, 1101 : 대상 촬영 영상,
X1 내지 X17 : 부분 블록들의 X축 좌표,
Y1 내지 Y13 : 부분 블록들의 Y축 좌표.

Claims (15)

  1. 감시 카메라의 제어 방법에 있어서,
    감시 대상 영역의 기준 촬영 영상 내에서 화소들의 에지(edge) 값들에 근거하여, 상기 기준 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 선택하는 단계;
    상기 감시 대상 영역으로 상기 감시 카메라의 패닝 및 틸팅 중에서 적어도 하나가 완료된 후, 대상 촬영 영상 내에서 화소들의 에지(edge) 값들에 근거하여, 상기 대상 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 검출하는 단계; 및
    상기 대상 촬영 영상 내 검출된 적어도 한 화소를 상기 기준 촬영 영상 내에서 선택된 적어도 한 화소의 기준 위치로 이동시킴으로써, 상기 패닝 및 상기 틸팅 중에서 적어도 하나의 보정을 수행하는 단계;를 포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 검출하는 단계는,
    상기 패닝(panning)이 완료된 시점에서 촬영된 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구하는 단계; 및
    상기 대상 촬영 영상의 수직 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호를 구하는 단계;를 포함하고,
    상기 패닝 및 상기 틸팅 중에서 적어도 하나의 보정을 수행하는 단계는,
    상기 대상 촬영 영상의 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 기준 촬영 영상의 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 상기 패닝(panning)의 보정을 수행하는 단계;를 포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 검출하는 단계는,
    상기 패닝이 완료된 시점에서 촬영된 대상 촬영 영상에서, 복수의 부분 블록들의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구하는 단계; 및
    상기 대상 촬영 영상의 상기 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 수직 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호를 구하는 단계;를 포함하고,
    상기 패닝 및 상기 틸팅 중에서 적어도 하나의 보정을 수행하는 단계는,
    상기 대상 촬영 영상의 상기 복수의 부분 블록들 각각에 대하여, 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 기준 촬영 영상의 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 상기 패닝(panning)의 보정을 수행하는 단계;를 포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준 촬영 영상을 상기 복수의 부분 블록들로 구획하고, 상기 부분 블록들을 중앙부의 부분 블록들과 주변부의 부분 블록들로 구분하는 단계;
    상기 기준 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구하는 단계;
    상기 주변부의 부분 블록들의 위치가 최외곽에 가까워질수록 높은 가중 비율을 부여하면서, 상기 주변부의 부분 블록들 각각에 대하여 상기 에지(edge) 값의 총합을 계산하는 단계; 및
    상기 주변부의 부분 블록들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 큰 순서대로 소정 개수의 부분 블록들을 설정하는 단계;를 포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 감시 대상 영역으로 상기 감시 카메라의 상기 패닝이 완료된 때에, 상기 대상 촬영 영상에 적용되었던 자동 노출 파라미터들의 값들을 구하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 대상 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 검출하는 단계는,
    상기 자동 노출 파라미터들의 값들과 기준 값들의 평균 편차가 상한값보다 적으면, 상기 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구하는 단계; 및
    상기 대상 촬영 영상의 수직 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호를 구하는 단계;를 포함하고,
    상기 패닝 및 상기 틸팅 중에서 적어도 하나의 보정을 수행하는 단계는,
    상기 대상 촬영 영상의 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 기준 촬영 영상의 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 상기 패닝(panning)의 보정을 수행하는 단계;를포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 감시 대상 영역으로 상기 감시 카메라의 패닝이 완료된 시점에서의 실제 팬 각도인 대상 팬 각도를 PI(Photo Interrupt) 센서 조립체에 의하여 구하는 단계; 및
    상기 대상 팬 각도와 설정 각도의 차이가 기준 한계를 초과한 경우, 상기 대상 팬 각도가 상기 설정 각도에 일치하도록 상기 패닝(panning)의 제1차 보정을 수행하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 대상 촬영 영상 내에서 적어도 한 화소를 검출하는 단계는,
    상기 대상 촬영 영상의 각 화소에 대하여 왼쪽 인접 화소의 휘도와 오른쪽 인접 화소의 휘도의 차이인 에지(edge) 값을 구하는 단계;
    상기 대상 촬영 영상의 수직 화소 라인들 중에서 상기 에지(edge) 값의 총합이 가장 큰 수직 화소 라인의 번호인 대상 수직-라인 번호를 구하는 단계;를 포함하고,
    상기 패닝 및 상기 틸팅 중에서 적어도 하나의 보정을 수행하는 단계는,
    상기 대상 촬영 영상의 상기 대상 수직-라인 번호가 상기 기준 촬영 영상의 상기 설정 각도의 패닝에 상응하는 기준 수직-라인 번호와 일치하도록 상기 패닝(panning)의 제2차 보정을 수행하는 단계;를 포함한, 감시 카메라의 제어 방법.
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