KR20000059507A - 영상감시 시스템용 씨씨티브이 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상감시 시스템용 씨씨티브이 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 카메라의 위치정보를 리시버박스가 가지고 있다가 일률적으로 그 양 만큼을 이동하고 팬/틸트의 기계적인 정보에 의존하여 원래의 영상위치로 정확하게 원위치시킬수 없는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 용도에 맞는 카메라 위치를 조정한 후 칼리브레이션시 기준영상을 블록을 취득하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 기준영상 블록의 특징을 추출하는 제2 과정과; 현재의 카메라위치 정보를 취득하여 기준영상 정보와 함께 저장한후 리시버박스에 프리셋을 설정하여 교통량검지를 무인단속장비로 운영하는 제3 과정과; 씨씨티브이용 카메라로 운영할 것인지를 판단하는 제4 과정과; 상기 제4 과정의 판단결과 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이 아니면 상기 제3 과정으로 궤환하고, 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이면 타시스템 전환시 카메라 COARSE 조정한후 미세조정 실행을 판단하는 제5 과정과; 상기 제5 과정의 판단결과 미세조정 실행이 아니면 상기 제 3 과정으로 궤환하고, 미세조정이면 블록 매칭에 의한 기준영상블록을 확인하여 기준영상블록과 일치하는지를 판단하는 제6 과정과; 상기 제6 과정의 판단결과 일치하지 않으면 현재 카메라 위치정보와 기준영상정보를 저장하고 리시버박스에 프리셋을설정한후 상기 제3 과정으로 궤환하고, 일치하면 카메라를 조정하고 리시버박스로부터 위치정보를 취득한후 상기 제6 과정으로 궤환하는 제7 과정으로 수행함으로써 영상처리를 이용하여 카메라의 미세조정을 가능하게 함으로써 카메라를 씨씨티브이용 카메라와 타 시스템간의 설정변화에 유연하게 대처할 수 있게 하여 씨씨티브이용 카메라의 혼용을 가능하게 하여 동일장치에 대한 중복투자를 없애고 뚜렷이 구분되는 두가지의 기능이 전환가능한 형태로 연동되므로 관리할 시스템의 갯수가 줄어들어 시스템의 유지비용이 절감될 수 있고, 하나의 시스템에 적용된 경우에 우천시등의 주변환경 변화로 인한 카메라 위치의 변경시에도 적절한 위치조정을 가능하게 할수 있어서 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

영상감시 시스템용 씨씨티브이 제어방법{CONTROL METHOD OF CCTV FOR VIDEO SUPERVISORY SYSTEM}

본 발명은 영상감시시스템용 씨씨티브이의 제어방법에 관한 것으로, 특히 도로 위에 있는 차량 및 번호판 검지장치에 효과적으로 적용될 수 있도록 한 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 감시대상물의 다원화추세에 따라서 씨씨티브이 시스템은 대다수의 원격제어장치에 부가적으로 사용되고 있는 추세인데, 기존의 씨씨티브이의 역활도 더불어 다원화되어서 각각의 용도에 맞는 형태로 다양하게 사용되고 있다.

특히 도로 교통 관제분야에서 자동차의 증가에 따른 교통의 혼잡으로 도로 교통관제를 위한 용도로 씨씨티브이 시스템이 사용되어 왔으며 최근 교통정보의 취득과 제어시스템등에도 씨씨디카메라를 이용한 영상처리를 채용함으로써 중요한 교통관제산업으로 발달되고 있다.

그리고, 일반적인 교통관제 정보로는 평균차량속도,흐름량,교통밀도,대기량등의 일반교통정보룰 취득하기 위한 시스템과 번호판 인식을 이용한 위반처리용 시스템등이 있는데, 이들 시스템은 정보를 취득하기 위해 현장상황에 맞게 고정된 렌즈를 채용한 씨씨디 카메라를 고정된 형태로 써야 하므로 유동적이며 정확하게 카메라를 씨씨티브이용과 기타 다른 시스템으로 위치 및 렌즈를 조정할 수 있는 기기가 부재했던 이유로, 기존의 씨씨티브이 시스템과 중복되는 부분이 발생함에도 불구하고 각각의 카메라를 별도로 채용하여야 한다.

또한, 교통관제 분야 혹은 카메라의 정밀한 제어가 요구되는 응용분야는 씨씨디 카메라를 고정된 형태로 사용되고 있는 데 이는 카메라의 조작시 원래의 위치로 정확하게 원위치시킬수 없기 때문이었다.

이때, 카메라를 원래의 고정된 위치로 정확하게 돌려 놓지 않으면 칼리브레이션및 검지영역읠 재설정,영상내 검지영역의 부재로 인한 카메라의 수동조작등과 같은 작업을 실시해야만 하는데, 보통 이와 같은 작업은 시간을 소요하고 사용자의 직접적인 조작이 요구되므로 기존의 씨씨티브이 시스템과는 다르게 카메라를 고정하고 사용한 것이다.

만일, 자동으로 카메라를 제자리로 정확하게 위치시킴으로써 이런한 단점을 보완하기 위하여 팬(PAN)/틸트(Tilt)제어기 자체의 프리셋기능을 사용할 경우는 오차가 심해서 검지 시스템에 적용이 불가능함은 물론 씨씨티브이 분야에서도 중요도가 떨어지는 곳의 감시에만 사용이 가능할 기능이었다.

특히, 카메라의 상하/좌우외에 렌즈의 제어까지 프리셋 기능에 추가가 되면 오차는 더욱 심해져서, 만일 줌인하여 영상을 가까이 확대한 상태로 카메라을 상하/좌우 움직인후 원위치시키고자 할 경우는 원래의 FOV자체가 틀어지기도 한다.

도1은 종래 씨씨티브이용 카메라 제어장치의 설치예를 보인 개략도로서, 이에 도시된 바와같이 영상취득을 위한 카메라(1)와; 포커스,줌,아이리스등의 조정을 위한 렌즈부(2)와; 카메라(1)를 상하로 조작하기 위한 틸트(4)와; 카메라(1)를 상하로 좌우 조정을 위힌 팬(5)과; 상기 카메라(1)의 조작을 위한 리시버박스(8)와; 원거리피씨(9)로 구성되고, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 리시버박스(8)는 원거리피씨(9)로부터 제어명령을 해석하여 팬(5)및 틸트(4)나 렌즈 제어에 적절한 신호를 만들어 내면, 이 리시버박스(8)로부터 신호를 렌즈제어라인(7)을 통해 받은 카메라(1)의 팬(5) 및 틸트(4)와 렌즈부(2)는 일정량 만큼 카메라(1)를 상하/좌우 또는 렌즈를 제어한다.

이때, 리시버박스(8)는 도2와 같은 프리셋기능을 가져서 카메라(1)의 현재 설정상태를 기억했다가 씨씨티브이 사용자가 카메라(1)를 원래의 위치를 돌려 놓고자 할 경우, 팬(5)과 틸트(4)를 조작해 위치를 조정한후 렌즈를 기억된 형태로 다시 복원시켜 놓는다.

이때,리시버박스((8)에 저장된 상하/좌우 위치 데이터는 팬(5)과 틸트(4)의 원래의 물리적인 위치데이터를 갖고 있게 되며 이 값을 현재값과 비교하여 그 차이 만큼을 이동한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 카메라의 위치정보를 리시버박스가 가지고 있다가 일률적으로 그 양 만큼을 이동하고 팬/틸트의 기계적인 정보에 의존하여 원래의 영상위치로 정확하게 원위치시킬수 없고, 이로인해 카메라의 렌즈를 조정하여 줌인시 작은 움직임의 오차가 영상내에서는 더욱 커지게 되므로 씨씨티브이 용도가 아닌 기타의 시스템으로 사용딜 경우 심각한 시스템의 오류를 가져올수 있으며, 또한 영상식 교통량검지기에 적용될 경우 차량을 검지하기 위해 설정된 영역의 위치가 변경되어 차선을 따라 이동하는 차량을 놓치게 되어 정상적인 차량의 검지가 어렵고, 또한 무인속도 위반 검지용 영상으로 사용시는 정상적인 영상이 카메라의 오차로 인해 영상내에 번호판이 일부만 존재할 가능성이 발생하여 시스템의 카메라를 씨씨티브이용과 혼용하게 되면 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 씨씨티브이용 카메라와 타시스템간의 혼용시의 성능저하를 방지하여 동일현장에서 각각의 용도로 사용되어야만 했던 카메라의 중복사용을 허용할 수 있도록 한 영상감시시스템용 씨씨티브이의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 구성을 보인 개략도.

도2는 도1에 있어서, 프리셋 기능을 사용한 무인속도위반 검지장치에 대한 예시도.

도3은 본 발명 영상감시 시스템용 씨씨티브이 제어방법이 적용되는 시스템의 개략도.

도4는 본 발명 영상감시 시스템용 씨씨티브이 제어방법에 대한 동작흐름도.

도5는 도4에 있어서, 기준영상블록의 특징추출 과정을 보인 동작흐름도.

도6은 도4에 있어서, 블록매칭에 의한 기준영상 확인과정을 보인 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

1:카메라 2:렌즈부

4:틸트 5:팬

6:팬/틸트제어라인 7:랜즈제어라인

8:리시버박스 9:씨씨티브이 및 검지기

10:원영상 11:재배치영상

12,13:검지트랩 14,15,16,17:기준영상블록

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용도에 맞는 카메라 위치를 조정한 후 칼리브레이션시 기준영상의 블록을 취득하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 기준영상 블록의 특징을 추출하는 제2 과정과; 현재의 카메라 위치정보를 취득하여 기준영상 정보와 함께 저장한후 리시버박스에 프리셋을 설정하여 교통량검지를 무인단속장비로 운영하는 제3 과정과; 씨씨티브이용 카메라로 운영할 것인지를 판단하는 제4 과정과; 상기 제4 과정의 판단결과 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이 아니면 상기 제3 과정으로 궤환하고, 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이면 타 시스템 전환시 카메라 COARSE 조정한후 미세조정 실행을 판단하는 제5 과정과; 상기 제5 과정의 판단결과 미세조정 실행이 아니면 상기 제 3 과정으로 궤환하고, 미세조정이면 블록 매칭에 의한 기준영상블록을 확인하여 기준영상블록과 일치하는지를 판단하는 제6 과정과; 상기 제6 과정의 판단결과 일치하지 않으면 현재 카메라 위치정보와 기준영상정보를 저장하고 리시버박스에 프리셋을 설정한후 상기 제3 과정으로 궤환하고, 일치하면 카메라를 조정하고 리시버박스로부터 위치정보를 취득한후 상기 제6 과정으로 궤환하는 제7 과정으로 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 영상감시시스템용 씨씨티브이의 제어방법에 대한 작용및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명 영상감시시스템용 씨씨티브이의 제어방법이 적용되는 시스템에 대한 개략도로서, 이에 도시한 바와같이 일반적인 구성은 종래와 동일하며, 다만 실제 카메라의 혼용을 위해 중요한 기능인 프리셋 기능은 리시버박스와 검지기에 각각 두어 물리적인 위치조정에 영상처리에 의한 위치조정이 부가되므로 위치정보가 리시버박스에만 있지 않고 검지기 또는 기타 연계가 가능한 시스템에도 있게 된다.

도4는 본 발명 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 용도에 맞는 카메라(1) 위치를 조정한 후 칼리브레이션시 기준영상블록(14,15)을 취득하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 기준영상블록(14,15)의 특징을 추출하는 제2 과정과; 현재의 카메라(1) 위치정보를 취득하여 기준영상 정보와 함께 저장한후 리시버박스(8)에 프리셋을 설정하여 교통량검지를 무인단속장비로 운영하는 제3 과정과; 씨씨티브이용 카메라로 운영할 것인지를 판단하는 제4 과정과; 상기 제4 과정의 판단결과 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이 아니면 상기 제3 과정으로 궤환하고, 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이면 타시스템 전환시 카메라 COARSE 조정한후 미세조정 실행을 판단하는 제5 과정과; 상기 제5 과정의 판단결과 미세조정 실행이 아니면 상기 제 3 과정으로 궤환하고, 미세조정이면 블록 매칭에 의한 기준영상블록(16,17)을 확인하여 원영상(10)의 기준영상블록 (14,15)과 일치하는지를 판단하는 제6 과정과; 상기 제6 과정의 판단결과 일치하지 않으면 현재 카메라 위치정보와 기준영상정보를 저장하고 리시버박스(8)에 프리셋을 설정한후 상기 제3 과정으로 궤환하고, 일치하면 카메라(1)를 조정하고 리시버박스(8)로부터 위치정보를 취득한후 상기 제6 과정으로 궤환하는 제7 과정으로 이루어진다.

도5는 본 발명 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법에 대한 기준영상블록의 특징추출 과정을 보인 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 원영상(10)을 취득한후 기준영상블록(14,15)을 설정함과 아울러 취득하는 제1 단계와; 영상 전처리 과정을 거친후 배경의 윤곽선 추출 및 연결한후 배경에서 특이 영역을 결정하는 제2 단계와; 영역의 중심,길이,크기,방향,면적을 계산하는 제3 단계로 이루어진다.

도6은 본 발명 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법의 블록매치에 의한 기준영상 확인과정을 보인 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 블록매칭에 의한 기준영상 확인과정은 영상입력후 기준영상블록(14,15) 영역에서 후보영역을 지정한후 영상전처리 과정을 거치는 제1 단계와; 후보영역의 윤곽선추출 및 연결후 후보영역에서 특이 영역을 결정하는 제2 단계와; 기준영상블록의 특징량인 중심과 방향이 일치하는지를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 일치하지 않으면 상기 제1 단계로 궤환하고, 일치하면 줌,포커스를 조정하는 제4 단계와; 영상입력 및 영상전처리과정을 거친후 후보영역의 윤곽선 추출 및 연결한후 후보영역에서 특이영역을 결정하는 제5 단계와; 기준영상블록 영역의 크기,면적,길이와 일치하는지를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단결과 일치하지 않으면 상기 제 4 단계로 궤환하고, 일치하면 바로 종료하는 제7 단계로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 리시버박스(8)는 카메라(1) 제어를 함과 동시에 원래의 위치로 카메라(1)를 위치시킬수 있는 프리셋기능을 갖고 있고, 도4와 같이 현재 검지기(9)는 특정영역의 검지를 위해 초기에 카메라91)의 위치를 조정한후 칼리브레이션(FOV상의 거리정보를 실제 정보에 맵핑시키는 작업)을 하게 된다.

즉, 검지기(9)는 도3의 기준영상블록(14,15)의 특징을 추출하여 현재 카메라의 위치정보와 함께 저장함과 아울러 리시버박스(8)로 카메라(1) 위치정보를 전송한다.

만약, 원영상(10)을 고정한후 교통정보를 취득하고 있는 검지기(9)를 사용자의 요구로 기타지역을 감시하고자 할 경우 리시버박스(8)의 카메라(1) 위치정보가 변경된다.

이때, 씨씨티브이로서의 감시기능을 마치고 원래의 검지기(9)로 돌아가고자 할 경우,씨씨티브이및 검지기(9)는 리시버박스(8)에 프리셋 명령을 전달하고, 이 리시버박스(8)는 COARSE 조정을 시작하여 카메라(1)를 원래의 위치로 돌려놓는다.

여기서, 되돌려진 위치는 렌즈의 사용여부 및 기타의 이유로 원래의 위치에서 벗어나게 되어 미세조정 과정을 거치게 되는데, 이미 저장한 기준영상블록(14,15)을 블록매칭에 의해 영상내에서 찾고, 일치하지 않으면 카메라(1)를 조정하여 일치할 경우가 발생할 때까지 상기 동작을 반복하여 수행한다.

이후, 상기 원영상(10)의 기준영상블록(14,15)과 일치된 기준영상블록(16,17)을 얻게 되면 리시버박스(8)로부터 위치정보를 취득/갱신한후 다시 리시버박스(8)에 프리셋을 설정한다.

도5는 상기 기준영상블록(16,17)의 특징추출 과정을 보인도로서, 씨씨티브이 카메라로부터 입력된 영상에서 팬/틸트/줌조절의 기준위치가 되는 기준영상블록(14,15)을 설정하고, 이 블록의 영상을 전처리과정을 통하여 잡음과 표준영상으로 변환한다.

상기 전처리과정을 거친 영상은 배경위의 특징이 되는 특이점을 찾기 위하여 윤곽선추출 및 연결을 통하여 라벨을 생성하고, 이 생성된 라벨로부터 적합한 특이영역의 기준을 적용하여 특이영역을 결정한후 각 영역의 특징량(위치와 관련된 중심,방향정보와 줌정보와 관련된 크기,면적,길이)을 계산한다.

또한, 상기 프리셋 설정과정에서 결정된 기준영역의 특징량들을 팬/틸트/줌을 조절함으로써 새롭게 생성된 영상의 특징량과 비교한후 피드백 제어를 통하여 정확한 위치를 조정할 수가 있다.

그리고, 기준영상블록(14,15)의 특징 추출은 새로운 영상의 후보영역에서 특이영역의 특징량(중심과 방향의 정보)을 산출하여 기준값과 같을 때까지 위치조절을 반복하여 수행하며, 이 위치조절이 끝나면 줌을 조절하면서 얻어진 새로운 영상의 후보영역에서 특이영역의 특징량(크기,면적,길이의 정보)을 산출하여 기준값과 같을 때까지 줌과 포커스의 조절을 반복하며, 이미 정해진 특이영역의 정합치 이상의 값이 나오면 위치와 줌의 조절이 정확하게 이루어졌다고 볼수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 영상처리를 이용하여 카메라의 미세조정을 가능하게 함으로써 카메라를 씨씨티브이용 카메라와 타 시스템간의 설정변화에 유연하게 대처할 수 있게 하여 씨씨티브이용 카메라의 혼용을 가능하게 하여 동일장치에 대한 중복투자를 없애고 뚜렷이 구분되는 두가지의 기능이 전환가능한 형태로 연동되므로 관리할 시스템의 갯수가 줄어들어 시스템의 유지비용이 절감될 수 있고, 하나의 시스템에 적용된 경우에 우천시등의 주변환경 변화로 인한 카메라 위치의 변경시에도 적절한 위치조정을 가능하게 할수 있어서 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 용도에 맞는 카메라 위치를 조정한 후 칼리브레이션시 기준영상블록을 취득하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 기준영상 블록의 특징을 추출하는 제2 과정과; 현재의 카메라위치 정보를 취득하여 기준영상 정보와 함께 저장한후 리시버박스에 프리셋을 설정하여 교통량검지를 무인단속장비로 운영하는 제3 과정과; 씨씨티브이용 카메라로 운영할 것인지를 판단하는 제4 과정과; 상기 제4 과정의 판단결과 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이 아니면 상기 제3 과정으로 궤환하고, 씨씨티브이 카메라에 의한 운영이면 타시스템 전환시 카메라 COARSE 조정한후 미세조정 실행을 판단하는 제5 과정과; 상기 제5 과정의 판단결과 미세조정 실행이 아니면 상기 제 3 과정으로 궤환하고, 미세조정이면 블록 매칭에 의한 기준영상블록을 확인하여 기준영상블록과 일치하는지를 판단하는 제6 과정과; 상기 제6 과정의 판단결과 일치하지 않으면 현재 카메라 위치정보와 기준영상정보를 저장하고 리시버박스에 프리셋을 설정한후 상기 제3 과정으로 궤환하고, 일치하면 카메라를 조정하고 리시버박스로부터 위치정보를 취득한후 상기 제6 과정으로 궤환하는 제7 과정으로 수행하는 것을 특징으로 하는 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 기준영상블록의 특징추출 과정은 원영상을 취득한후 기준영상블록 설정 및 취득하는 제1 단계와; 영상전처리 과정을 거친후 배경의 윤곽선 추출 및 연결한후 배경에서 특이 영역을 결정하는 제2 단계와; 영역의 중심,길이,크기,방향,면적을 계산하는 제3 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 블록매칭에 의한 기준영상 확인과정은 영상입력후 기준영상블록 영역에서 후보영역을 지정한후 영상전처리과정을 거치는 제1 단계와; 후보영역의 윤곽선추출 및 연결후 후보영역에서 특이 영역을 결정하는 제2 단계와; 기준영역의 특징량인 중심과 방향이 일치하는지를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 일치하지 않으면 상기 제1 단계로 궤환하고, 일치하면 줌,포커스를 조정하는 제4 단계와; 영상입력 및 영상전처리 과정을 거친후 후보영역의 윤곽선 추출 및 연결한후 후보영역에서 특이영역을 결정하는 제5 단계와; 기준영역의 크기,면적,길이와 일치하는지를 판단하는 제6 단계와; 상기 제6 단계의 판단결과 일치하지 않으면 상기 제4 단계로 궤환하고, 일치하면 바로 종료하는 제7 단계로 수행함을 특징으로 하는 영상감시 시스템용 씨씨티브이의 제어방법.