KR102565900B1 - 영역 줌 기능을 제공하는 촬상장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영역 줌(Area Zoom)을 수행하는 방법에 관한 것으로, 줌 영역을 입력받는 단계; 현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점으로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 현재 줌 배율과 상기 줌 영역에 따른 줌 배율로부터 제2 팬틸트 값을 산출하는 단계; 및 상기 제1 팬틸트 값 및 제2 팬틸트 값을 이용하여 상기 줌 영역으로 팬틸트 및 줌을 수행하는 단계를 포함함으로써 광학 오차를 보정하여 영역 줌의 정확도를 향상시킨다.

Description

영역 줌 기능을 제공하는 촬상장치 및 그 방법{Apparatus for capturing images with Area Zoom, and Method thereof}

본 발명은 영역 줌 기능을 제공하는 촬상장치 및 영역 줌을 수행하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광학 오차를 보정하여 영역 줌을 수행하는 촬상장치 및 영역 줌 수행방법에 관한 것이다.

패닝, 틸팅, 및 줌 기능을 제공하는 PTZ 카메라의 경우, 사용자가 원하는 영역을 보여주기 위하여 패닝 및 틸팅을 수행하거나, 사용자가 원하는 영역을 자세히 보기를 원하는 경우, 줌을 수행한다. 또한, 카메라가 촬영한 촬상영상 중 사용자가 특정 영역을 전체 화면으로 확대하는 영역 줌(Area Zoom) 기능을 제공한다.

영역 줌을 수행할 때, 확대하려는 영역이 중심점이 현재 중심점과 차이가 있는 경우, 팬틸트 및 줌을 동시에 수행하게 되는데, 줌을 수행시 촬상 장치의 특성상 광학 오차에 의해 의도하지 않은 영역이 화면에 보이는 경우가 발생할 수 있고, 이를 조정하기 위하여 수동으로 이동해야 하는 문제가 있다.

한국공개특허공보 제10-2000-0013229호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광학 오차를 보정하여 영역 줌을 수행하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 영역 줌(Area Zoom)을 수행하는 방법은 줌 영역을 입력받는 단계; 현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점으로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 현재 줌 배율과 상기 줌 영역에 따른 줌 배율로부터 제2 팬틸트 값을 산출하는 단계; 및 상기 제1 팬틸트 값 및 제2 팬틸트 값을 이용하여 상기 줌 영역으로 팬틸트 및 줌을 수행하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제2 팬틸트 값은, 줌 배율에서의 광학 오차에 따른 보정 값이고, 상기 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 상기 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 이용하여 산출될 수 있다.

또한, 상기 광학 오차는, 소정의 펄스 간격마다 측정하며, 상기 광학 오차를 측정하지 않은 펄스에서의 광학 오차는, 측정된 광학 오차의 보간을 통해 추정하여 산출될 수 있고, 상기 광학 오차를 측정하는 펄스 간격은, 줌 배율에 따라 가변적일 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따르면 영역 줌을 수행함에 있어서 광학 오차를 보정하여 영역 줌의 정확도를 향상시킨다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치의 블록도이다.
도 2 및 도 3은 영역 줌을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치에서 영역 줌을 수행하는 과정을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역 줌을 수행하는 방법의 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치(110)는 입력부(111), 처리부(112), 팬틸트제어부(113), 및 저장부(114)로 구성된다.

입력부(111)는 사용자(120)로부터 줌 영역을 입력받는다.

보다 구체적으로, 사용자(120)는 현재 영상에서 확대하고자 하는 영역을 입력한다. 영역 줌(Area Zoom)은 현재 팬틸트 값 및 줌 배율(PTZ)에 따른 영상에서 특정 영역을 확대하고자 디스플레이 화면의 형태에 따른 영역이 선택되면, 해당 영역을 전체 화면으로 확대하여 디스플레이 화면에 표시하는 기능이다. 줌 영역은 확대하고자 하는 영역이고, 박스 형태일 수 있다. 도 2와 같이, 현재 화면에서 줌 영역(230)이 선택되면, 줌 영역(230)을 전체 화면에 맞게 확대한다.

영역 줌은 도 3의 과정을 통해 수행될 수 있다.

영역 줌을 수행하기 위하여, 영상의 2D화면에서 PT 이동을 통한 3D 좌표로 변환하여 이동량을 산출한다. 현재의 PTZ 위치를 기준으로 화면에서 이동하고자 하는 점을 3D 좌표에 투영하여 이동할 위치를 산출한다. 중심점에서 틀어지는 위치만큼 미리 산출하여 이동한다. 즉, PTZ 카메라의 영상을 수신(310)하여 화면에 표시하고, 이때 사용자로부터 클릭 및 드래그를 통해 영상의 두 점이 입력되면, 입력된 두 점을 이용하여 줌 영역인 사각형(Box)을 그리고(320), 영역 줌을 수행하기 위한 제어 값들을 산출하고 그에 따라 렌즈를 동작(330)시킨 후, 이동한 영역 영상을 수신(340)하여 화면에 표시함으로써 영역 줌을 수행할 수 있다.

줌 영역을 입력받는 방법은 도 2와 같이, 사용자(120)로부터 확대하려는 영역의 모서리 중 하나의 점(210)에대한 선택을 입력받고, 드레그를 통해 다른 점(220)에서 선택이 해제됨으로써 줌 영역(230)을 입력받을 수 있다. 또는, 확대하려는 영역의 서로 대각선에 위치한 두 점(210, 220)을 입력받음으로써 줌 영역(230)을 입력받을 수 있다.

처리부(112)는 사용자(120)로부터 입력받은 줌 영역에 따라, 현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점으로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 현재 줌 배율과 상기 줌 영역에 따른 줌 배율로부터 제2 팬틸트 값을 산출한다.

보다 구체적으로, 사용자(120)로부터 줌 영역을 입력받으면 줌 영역을 전체 화면으로 확대하여 표시하기 위하여, 촬상장치(110)는 팬틸트 및 줌을 수행해야 한다. 현재 영상의 중심점과 줌 영역의 중심점이 달라지는 경우 팬틸트가 필요하고, 줌 영역의 확대를 위해 줌인이 필요하다. 이를 위하여, 처리부(112)는 현재 영상의 영역 대비 줌 영역의 줌 비율을 산출하고, 줌 영역에 대한 팬틸트 값을 산출한다.

팬틸트 값을 산출함에 있어서, 현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점의 차이로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 줌을 수행함으로 인해 달라지는 줌 배율에서의 광학 오차를 보정하기 위해 줌 배율에서의 광학 오차에 따른 보정 값인 제2 팬틸트 값을 산출한다.

제1 팬틸트 값은 현재 영상의 중심점과 줌 영역의 중심점의 좌표를 알수 있는 바, 좌표의 차이로부터 제1 팬틸트 값을 산출한다. 도 2를 참조하면, 현재 영상의 중심점(240)의 좌표와 줌 영역의 중심점(250)의 좌표의 차이를 이용하여 제1 팬틸트 값을 산출할 수 있다.

제2 팬틸트 값은 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 상기 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 이용하여 산출한다. 광학 오차가 없는 경우, 상기 제1 팬틸트 값을 적용하여 광축을 줌 영역의 중심점으로 팬틸트를 수행한 후 줌인을 수행하면 되나, 광학 오차에 의해 줌 영역이 아닌 다른 영역으로 확대되는 문제가 발생할 수 있는 바, 광학 오차를 보정할 수 있는 제2 팬틸트 값을 적용해야 한다. 광학 오차는 렌즈마다 가지는 오차이거나 렌즈를 조립할 때 발생하는 기구 오차등에 의해 발생할 수 있다. 여기서, 광학 오차는 POC(Point of Center) 값일 수 있다. 줌 배열에 따라 중심점이 광축으로부터 틀어진 정도로 중심점을 광축에 맞게 팬틸트를 통해 맞춰주어야 광학 오차가 보정된다. 따라서, 광학 오차는 팬틸트(PT) 값으로 나타낼 수 있다.

제2 팬틸트 값은 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차의 차이를 이용한다. 즉, 현재 줌 배율에서도 광학 오차가 있고, 줌 영역에 따른 줌 배율에서도 광학 오차가 있기 때문에 두 광학 오차의 차이를 통해 제2 팬틸트 값을 산출한다. 현재 줌 배율에서의 광학 오차를 보정한 상태에서 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 추가적으로 보정하면 광학 오차가 보정되지 않는 바, 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 빼 줌으로써 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차만을 고려하여 광학 오차보정을 위한 제2 팬틸트 값을 산출할 수 있다. 줌 배율에 따른 광학 오차에 대한 정보는 저장부(114)에 저장되어 있을 수 있다. 저장시, 줌 배율에 따른 광학 오차는 룩업 테이블(LUT)로 작성되어 저장되어 있을 수 있다.

줌 배율에 따른 광학 오차는 촬상장치(110) 제작 후 출고 전에 미리 측정을 통해 산출되어 저장될 수 있다. 광학 오차는 소정의 펄스 간격마다 광학 오차를 측정하여 산출할 수 있다. 여기서, 펄스는 줌인 또는 줌아웃을 위하여 렌즈를 이동시키는 모터의 최소 이동 단위이다. 렌즈의 이동에 따라 해상력이 달라지는 바, 펄스는 해상력의 최소단위가 된다. 펄스 별로 렌즈를 이동시키며 광학 오차를 측정한다. 모든 펄스에서의 광학 오차를 측정하는 경우 정확성이 높아지지만 시간과 비용이 많이 소요되어 비효율적이다. 따라서, 소정의 펄스 간격마다 소정의 펄스에서만 광학 오차를 측정할 수 있다. 예를 들어, 55배율 촬상장치가 3800 펄스를 가질 때, 64개의 펄스에 대해서만 광학 오차를 측정할 수도 있다.

광학 오차를 측정하는 펄스 간격은 줌 배율에 따라 가변적으로 적용할 수 있다. 펄스는 모터의 최소 이동단위에 따르는 바, 모터의 특성에 의해 결정되며, 펄스는 줌 배율과 다른 값이다. 한 펄스당 줌 배율의 크기 차이는 고배율로 갈수록 커진다. 따라서, 고배율로 갈 수록 광학 오차를 측정하는 펄스 간격을 줄일 수 있다. 또는 고배율로 갈 수록 광학 오차를 측정하는 펄스 간격을 늘릴 수 있고, 사용빈도에 따라 사용빈도가 많은 줌 배율에서는 광학 오차를 측정하는 펄스 간격을 줄이고, 사용빈도가 작은 줌 배율에서는 광학 오차를 측정하는 펄스 간격을 늘릴 수 있다.

상기 광학 오차를 측정하지 않은 펄스에서의 광학 오차는 측정된 광학 오차의 보간을 통해 추정하여 산출할 수 있다. 광학 오차를 측정한 이웃한 펄스 사이의 펄스에서의 광학 오차는 보간법을 통해 광학 오차를 추정하여 산출할 수 있다. 이때, 선형 보간법, 2차식 보간법, 다항식 보간법, 스플라인 보간법 등 다양한 보간법을 이용할 수 있다. 광학 오차의 보간을 통해 모든 펄스에서의 광학 오차를 산출할 수 있고, 각 펄스에서의 줌 배율도 알 수 있는 바, 펄스 또는 줌 배율에 따른 광학 오차를 산출할 수 있고, 이와 같이 산출된 줌 배율에 따른 광학 오차는 저장부(114)에 저장한다.

처리부(112)는 저장부(114)에 저장된 줌 배율에 따른 광학 오차를 이용하여 제2 팬틸트 값을 산출할 수 있고, 제1 팬틸트 값과 더하여, 최종적으로 영역 줌을 위하여 필요한 팬틸트 값을 산출한다.

처리부(112)가 영역 줌을 수행하기 위한 최종 팬틸트 및 줌 값을 산출하는 과정은 도 4와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 두 점 가운데 점 위치, 즉 줌 영역의 중심점은 dp(410)이고, 두 점의 x축 거리, 즉 줌 영역의 가로 길이는 dx(420)이고, 현재 중심점은 cp(430)이고, 현재 줌 배율은 cz(440)이고, 팬틸트 최종 이동 위치는 (P, T)(450)이다.

사용자로부터 두 점의 위치를 수신(461)하면, 영상의 x축 길이을 두 점의 x축 길이로 나누어 전체 영상과 줌 영역의 줌 차이(dz)를 산출(462)하고, 현재 줌 배율에 전체 영상고 줌 영역의 줌 차이(dz)를 곱하여 줌 영역에 따른 줌 배율인 Z를 산출(463)한다.

현재 중심점(cp)와 줌 영역의 중심점(dp)의 차이로부터 현재 중심점(cp)에서 줌 영역의 중심점(dp)까지 PT(팬틸트) 이동을 산출(464)한다. 이후, 현재 줌 배율(cz)에 대한 POC(Point of Center) 데이터를 줌 배율에 따른 POC 데이터를 저장하는 저장부(466)에 요청하여 수신(465)하고, 줌 영역에 따른 줌 배율에 대한 POC 데이터 또한 저장부(466)에 요청하여 수신(467)한다. 이후, 현재 줌 배율에서의 POC 데이터에 따른 PT 이동을 산출(468)하고, 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 POC 데이터에 따른 PT 이동을 산출(469)한다. 이후, 464에서 산출된 팬틸트 값(1)과 468(2) 및 470(3)에서 산출된 팬틸트를 빼고 더해서(470) 최종 팬틸트 및 줌 값을 산출(471)할 수 있다.

팬틸트제어부(113)는 줌 영역으로 렌즈에 대한 팬틸트 및 줌을 수행한다.

보다 구체적으로, 처리부(112)가 최종 산출한 팬틸트 값을 이용하여 줌 영역으로 렌즈에 대한 팬틸트 및 줌을 수행한다. 팬틸트 모터 및 렌즈의 모터를 포함하는 팬틸트 구동부(미도시)를 구동시켜 팬틸트 및 줌을 수행한다. 최종적으로 산출되는 팬틸트 값은 제1 팬틸트 값과 다르기 때문에, 줌을 수행하기 전에는 줌 영역의 중심점이 아닌 다른 지점으로 팬틸트 된다. 즉, 오조준 된다. 하지만, 줌을 수행하면 줌 영역의 중심점이 영상의 중심에 맞게 이동하게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영역 줌을 수행하는 방법의 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영역 줌을 수행하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 4의 촬상장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 영역 줌을 수행하는 방법은 영역 줌(Area Zoom)을 수행하기 위하여, S11 단계에서 줌 영역을 입력받으면, S12 단계에서 현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점으로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 현재 줌 배율과 상기 줌 영역에 따른 줌 배율로부터 제2 팬틸트 값을 산출한다.

여기서, 상기 제2 팬틸트 값은 줌 배율에서의 광학 오차에 따른 보정 값으로, 상기 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 상기 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 이용하여 산출한다. 광학 오차는 소정의 펄스 간격마다 측정하여 저장한 정보를 이용하되, 상기 광학 오차를 측정하지 않은 펄스에서의 광학 오차는 측정된 광학 오차의 보간을 통해 추정하여 산출한다. 상기 광학 오차를 측정하는 펄스 간격은 줌 배율에 따라 가변적일 수 있다.

S12 단계에서 제1 팬틸트 값 및 제2 팬틸트 값을 산출한 이후, 상기 제1 팬틸트 값 및 제2 팬틸트 값을 이용하여 상기 줌 영역으로 팬틸트 및 줌을 수행한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media), 플롭티컬 디스크 (floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬 (ROM), 램 (RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 촬상 장치
111: 입력부
112: 처리부
113: 팬틸트 제어부
114: 저장부
120: 사용자

Claims (6)

1. 영역 줌(Area Zoom)을 수행하는 방법에 있어서,
   줌 영역을 입력받는 단계;
   현재 영상의 중심점과 상기 줌 영역의 중심점으로부터 제1 팬틸트 값을 산출하고, 현재 줌 배율과 상기 줌 영역에 따른 줌 배율로부터 제2 팬틸트 값을 산출하는 단계; 및
   상기 제1 팬틸트 값 및 제2 팬틸트 값을 이용하여 상기 줌 영역으로 팬틸트 및 줌을 수행하는 단계를 포함하되,
   상기 제2 팬틸트 값은 줌 배율에서의 광학 오차에 따른 보정 값을 포함하고,
   상기 줌 배율에서의 광학 오차는 팬틸트를 수행하는 모터의 펄스 간격마다 측정되며,
   상기 제2 팬틸트 값은 줌 배율에 따라 가변적인 펄스 간격이 적용되어 산출되는 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 팬틸트 값은,
   상기 현재 줌 배율에서의 광학 오차와 상기 줌 영역에 따른 줌 배율에서의 광학 오차를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 광학 오차를 측정하지 않은 펄스에서의 광학 오차는,
   측정된 광학 오차의 보간을 통해 추정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 삭제

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