KR102643152B1 - 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치 - Google Patents

스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치는 차량에 분산 설치되어, 다수의 고화질 영상을 동시 획득하여 출력하는 다수의 고화질 카메라; 상기 다수의 고화질 영상을 하나의 영상으로 합성한 후, 기 설정된 크기로 잘라 AVM 영상(Around View Monitor)을 추출하여 출력하는 AVM 영상 생성부; 상기 합성 영상과 AVM 영상 중 어느 하나를 통해 이동 객체 위치 및 종류를 검출하여 통보하는 이동 객체 검출부; 및 상기 AVM 영상을 화면 표시하되, 이동 객체 검출 결과를 상기 AVM 영상에 오버레이시켜 표시하거나 음성 안내하는 제어부를 포함하며, 상기 다수의 고화질 카메라 각각은 Full-HD 이상의 화질을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치{Smart around-view monitor image processing device}
본 발명은 AVM 영상의 해상도를 향상시킴으로써, AVM 영상으로부터 이동 객체를 직접 검출할 수 있게 하여 다양한 정보 제공이 가능하도록 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치에 관한 것이다.
최근 자동차 산업의 발달로 인하여 1가구 1자동차 시대라고 할 정도로 자동차의 보급은 상용화되었고, 자동차의 안전도 향상과 운전자의 편의를 도모하기 위해 다양한 첨단 전자 기술이 자동차에 적용되고 있다.
이러한 첨단 전자 기술 중 자동차의 주변 환경을 촬영하여 표시함으로써, 운전자가 자동차의 주변 환경을 육안으로 편리하게 확인할 수 있는 AVM 영상제공 장치(Around View Monitoring, AVM)가 있다.
AVM 영상 제공 장치는 자동차의 전방, 후방, 좌측 및 우측에 각각 설치된 카메라를 통해 주변 환경을 촬영하고, 촬영된 다수의 영상을 합성하여 AVM 영상을 생성한 후, 이를 차량에 구비된 디스플레이 장치에 제공하도록 한다.
이에 따라 운전자는 표시된 주변 환경을 통해 차량의 주변 상황을 정확하게 인식할 수 있고, 사이드 미러나 백 미러를 보지 않고도 편리하게 주차를 할 수 있다.
그러나 기존의 어라운드 뷰 모니터 시스템을 위해 차량 주위에 설치된 카메라만으로는 차량 주위의 영상을 획득하는데 한계가 있어서, 차량 주위 방향으로 넓은 영역에 대한 영상이 필요한 경우에는 고화질의 영상을 제공할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 AVM 영상의 해상도를 향상시킴으로써, AVM 영상을 이용하여 이동 객체를 직접 검출할 수 있으며, 또한 필요시에는 이동 객체 확대 영상을 추가 제공할 수 있도록 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량에 분산 설치되어, 차량 측면에 분산되어, Full-HD 이상의 고화질 영상 다수개를 동시 획득하여 출력하는 다수의 고화질 카메라; 다수의 고화질 영상을 이용하여 하나의 AVM(Around View Monitor) 영상을 생성하는 AVM 영상 생성부; 상기 AVM 영상을 통해 이동 객체를 검출하고, 이동 객체 검출시에는 이동 객체의 위치 및 이동 방향에 기반하여 관심 영상을 선택한 후 상기 관심 영상으로부터 이동 객체 확대 영상을 획득 및 출력하는 이동 객체 검출부; 및 AVM 영상, 이동 객체 검출 결과, 이동 객체 확대 영상 중 적어도 하나를 사용자에 실시간 제공함과 동시에 내부 메모리에 저장하는 제어부를 포함하며, 상기 관심 영상은 상기 다수의 고화질 영상 중에서 객체 검출 확률이 가장 높은 고화질 영상인 것을 특징으로 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치를 제공한다.
상기 이동 객체 검출부는 두 개의 이동 객체 검출 모드를 제공하고, 제1 모드시에는 합성 영상을 기 설정된 크기 규격으로 자른 AVM 영상에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행하고, 제2 모드시에는 합성 영상 자체에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 AVM 영상 생성부는 이동 객체 검출 결과에 따라 AVM 영상의 영상 크기를 능동 변경하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동 객체 검출부는 이동 객체 위치를 추적 모니터링하여 객체 이동 방향 및 속도를 추가 파악하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치는 AVM 영상의 해상도를 향상시킴으로써, AVM 영상을 이용하여 이동 객체를 직접 검출할 수 있게 하여 다양한 정보 제공이 가능하게 한다.
또한 고화질의 이동 객체 확대 영상을 추가 획득 및 제공함으로써, 사용자 안전 운전을 보다 효과적으로 지원할 수 있도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AVM 영상 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 AVM 영상에 기반한 이동 객체 검출 방법을 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 화면 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 AVM 영상 처리 장치(100)는 차량 측면에 분산되어, Full-HD 이상의 고화질 영상 다수개를 동시 획득하여 출력하는 다수의 고화질 카메라(110), 다수의 고화질 영상을 이용하여 하나의 AVM(Around View Monitor) 영상을 생성하는 AVM 영상 생성부(120), 상기 AVM 영상을 통해 이동 객체를 검출하고, 이동 객체 검출시에는 이동 객체의 위치 및 이동 방향에 기반하여 관심 카메라 영상을 선택한 후 상기 관심 카메라 영상으로부터 이동 객체 확대 영상을 획득 및 출력하는 이동 객체 검출부(130), 및 AVM 영상, 이동 객체 검출 결과, 이동 객체 확대 영상 중 적어도 하나를 사용자에 실시간 제공함과 동시에 내부 메모리에 저장하는 제어부(140) 등을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 AVM 영상 생성부(120)는 다수의 고화질 영상을 하나의 영상으로 합성하는 영상 합성부(121), 및 합성 영상을 기 설정된 크기(가로×세로)로 잘라 AVM 영상을 추출하여 출력하는 영상 추출부(122) 등을 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 AVM 영상 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
참고로, AVM 영상 생성부(120)는 차량에 분산 설치된 카메라 각각의 캘리브레이션 정보(즉, 카메라 내외 파라미터)와 렌즈 왜곡율을 사전에 획득 및 저장하도록 한다. 이때, 캘리브레이션 정보는 차량 제조사로부터 배포되는 정보일 수 있으나, 필요한 경우 차량 단위로 카메라 캘리브레이션을 직접 수행함으로써 획득할 수도 있음은 물론 당연하다.
이러한 상태에서, 이동 객체 감지가 요청되면(S1), 영상 촬영부(110)는 Full-HD 이상의 화질을 가지는 다수의 고화질 카메라를 통해 차량 주변을 촬영한 다수의 고화질 영상을 획득 및 제공한다.
이때, 고화질 카메라는 가시광선 카메라, 적외선 카메라 등으로 구현될 수 있으며, 이의 배치 및 활용 방법은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 동일 사양의 가시광선 카메라를 차량 측면에 분산 설치할 수 있으나, 필요한 경우 적외선 카메라를 차량 전방 또는 후방에 추가 설치할 수 있도록 한다. 이러한 경우, 충분한 주변 조도를 확보할 수 있는 환경에서는 가시광선 카메라만으로 차량 주변을 촬영하도록 하고, 주변 조도가 극히 낮아지는 환경에서는 적외선 카메라를 추가 이용하여 차량 주변을 촬영함으로써, 차량 주변 조도에 영향을 최소화한 영상을 획득 및 제공할 수 있도록 한다.
그러면 AVM 영상 생성부(120)는 다수의 고화질 카메라(110)가 획득하는 다수의 고화질 영상 각각을 렌즈 왜곡율에 따라 영상 보정한 후, 이들 영상을 캘리브레이션 정보에 따라 하나의 영상으로 합성한다(S2).
그리고 합성 영상을 기 설정된 가로, 세로 크기로 잘라 AVM 영상을 생성한다 및 출력하도록 한다(S3).
그러면 이동 객체 검출부(130)는 객체 검출 알고리즘을 통해 AVM 영상내에 존재하는 이동 객체의 위치와 종류를 검출 및 출력한다(S4).
본 발명의 객체 검출 알고리즘은 영상과 이동 객체 검출 결과간의 상관관계가 사전 학습된 신경망 모델으로 구현될 수 있다. 신경망 모델은 ANN(Artifical Neural Network), DNN(Deep Neural Network), CNN(Convolution Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 중 어느 하나일 수 있으며, 영상을 입력 조건으로, 이동 객체의 위치와 종류를 출력 조건으로 가지는 대용량의 학습 데이터를 통해 기계 학습되어, 입력 영상에 대응하는 이동 객체의 위치와 종류를 인공지능 방식으로 예측 및 출력할 수 있도록 한다.
그러면 제어부(140)는 AVM 영상을 화면 표시함과 동시에 이동 객체 검출 결과를 AVM 영상에 오버레이시켜 표시하거나 음성 안내하도록 한다.
이때, 이동 객체 검출 결과는 이미지, 텍스트, 음성 등의 형태로 안내될 수 있으며, 이미지는 사각 박스 형태로 구현되어 이동 객체 검출 위치를 알려줄 수 있도록 하고, 텍스트는 사각 박스 형태에 인접되어 이동 객체 종류를 알려줄 수 있도록 한다. 음성은 이동 객체 위치와 종류를 안내하거나, 현재의 위험 정도도를 알려줄 수 있도록 한다.
더하여, 본 발명의 이동 객체 검출부(130)는 이동 객체 위치를 추적 모니터링하여 객체 이동 방향 및 속도를 추가 파악할 수 있으며, 이러한 경우 제어부(140)는 객체 이동 방향 및 속도 또한 안내할 수 있도록 한다.
뿐 만 아니라, 위험 정도를 객체 위치, 객체 종류, 객체 이동 방향 및 속도 등의 항목 기준으로 세분화하여 정의한 후, 위험 정도에 따라 사용자 안내 강도를 달리할 수 있도록 한다.
예를 들어, (1) 안전사고 발생 가능성에 따라 안내 멘트에 포함된 내용을 달리하거나, (2) 안내 멘트의 제공 횟수 또는 소리 크기를 증가하거나, (3) 이미지 및 텍스트의 표시 방법을 달리할 수 있을 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 AVM 영상에 기반한 이동 객체 검출 방법을 설명하기로 한다.
도 4에서와 같이, 본 발명에서는 다수의 고화질 영상을 왜곡 보정한 후 하나의 영상으로 합성하고, 이를 다시 기 설정된 크기 규격으로 잘라 AVM 영상을 생성하도록 한다.
그리고 AVM 영상의 화질을 이동 객체 검출이 가능할 만큼 충분히 향상시킴으로써, AVM 영상을 이용하여 이동 객체 검출 동작이 직접 수행할 수 있도록 한다.
다만, AVM 영상에 속한 영상 모니터링 범위는 고화질 영상들에 의한 영상 촬영 범위에 비해 매우 많이 협소해지는 문제가 발생하게 된다.
한편, AVM 영상을 만들기 직전의 합성 영상은 고화질 영상 각각의 왜곡만을 보정한 후 하나의 영상으로 합성한 상태이므로, 고화질 카메라들의 영상 촬영 범위를 그대로 유지하고 있는 특징이 있다.
이에 본 발명은 도 5에서와 같이, AVM 영상과 동일 화질을 가지되 고화질 카메라에 기반한 영상 촬영 범위를 그대로 유지하고 있는 합성 영상에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행할 수도 있도록 한다.
다시 말해, 본 발명의 이동 객체 검출부(130)는 두 개의 이동 객체 검출 모드를 제공하고, 제1 모드시에는 합성 영상을 기 설정된 크기 규격으로 자른 AVM 영상에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행하고, 제2 모드시에는 합성 영상 자체에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행함으로써, 장치 구동 환경에 따라 이동 객체 검출 범위를 다단 조정할 수 있도록 한다.
더하여, 도 6에서와 같이, 본 발명은 객체 위치와 이동 방향에 기반하여 객체 검출 확률이 가장 높은 영상을 파악한 후, 이를 관심 영상으로 선택한다. 그리고 관심 영상에서 객체 위치에 대응되는 영역의 영상을 추출하여, 이동 객체 확대 영상을 획득 및 출력하도록 한다.
즉, 본 발명은 AVM 영상 이외에 이동 객체 확대 영상을 추가로 제공함으로써, 사용자가 이를 통해 이동 객체를 보다 신속 정확하게 인지하고, 이에 상응하는 후속 조치를 취할 수 있도록 한다.
도 7 내지 도 10는 본 발명의 이동 객체 확대 영상 획득 방법을 설명하기로 한
도 7에서와 같이, 제어부(140)는 기본적으로 AVM 영상을 화면 표시함과 동시에 이동 객체 검출 결과를 AVM 영상에 오버레이시켜 표시하거나 음성 안내할 수 있도록 한다.
그리고 도 8에서와 같이, 제어부(140)는 AVM 영상 이외에 이동 객체 확대 영상을 제공함으로써, 사용자가 보다 신속 정확하게 이동 객체를 인지할 수 있도록 지원한다.
또한 도 9와 같이, 본 발명은 AVM 영상의 크기를 다단 설정하고, 이동 객체 검출 결과, 특히 이동 객체 위치에 따라 AVM 영상의 영상 크기를 능동 변경할 수 있도록 한다.
예를 들어, (1) 이동 객체가 검출되지 않는 경우에는 최소 크기의 AVM 영상을 생성 및 제공하고, (2) 차량에 인접 위치하는 이동 객체가 검출되는 경우에는 중간 크기의 AVM 영상을 생성 및 제공하고, (3) 차량에 이격되어 이동 객체가 검출되는 경우에는 최대 크기의 AVM 영상을 생성 및 제공할 수 있도록 한다.
즉, AVM 영상 하나만을 이용하여 차량 주변 뿐 아니라 이동 객체 결과를 동시 안내할 수 있도록 한다.
더하여, 도 10과 같이 다양한 뷰 모드를 구비하고, 뷰 모드별로 AVM 영상과 고화질 영상 종류를 달리하여 제공할 수 있도록 한다. 또한 고화질 영상을 원 영상 형태와 왜곡 보정된 영상 중에서 어느 하나를 선택하여 제공할 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 차량 측면에 분산되어, Full-HD 이상의 고화질 영상 다수개를 동시 획득하여 출력하는 다수의 고화질 카메라;
    다수의 고화질 영상을 이용하여 하나의 AVM(Around View Monitor) 영상을 생성하는 AVM 영상 생성부;
    상기 AVM 영상을 통해 이동 객체를 검출하고, 이동 객체 검출시에는 이동 객체의 위치 및 이동 방향에 기반하여 관심 영상을 선택한 후 상기 관심 영상으로부터 이동 객체 확대 영상을 획득 및 출력하는 이동 객체 검출부; 및
    AVM 영상, 이동 객체 검출 결과, 이동 객체 확대 영상 중 적어도 하나를 사용자에 실시간 제공함과 동시에 내부 메모리에 저장하는 제어부를 포함하며,
    상기 관심 영상은
    상기 다수의 고화질 영상 중에서 객체 검출 확률이 가장 높은 고화질 영상이며,
    상기 이동 객체 검출부는
    두 개의 이동 객체 검출 모드를 제공하고, 제1 모드시에는 합성 영상을 기 설정된 크기 규격으로 자른 AVM 영상에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행하고, 제2 모드시에는 합성 영상 자체에 기반하여 이동 객체 검출 동작을 수행함으로써, 이동 객체 검출 범위를 다단 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 AVM 영상 생성부는
    이동 객체 검출 결과에 따라 AVM 영상의 영상 크기를 능동 변경하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이동 객체 검출부는
    이동 객체 위치를 추적 모니터링하여 객체 이동 방향 및 속도를 추가 파악하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 어라운드 뷰 모니터 영상 처리 장치.
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