KR20010056420A - 디브이알의 카메라 팬틸트 조정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법은, 연속된 두 영상 프레임을 비교하여 모션 디텍션하는 단계와, 상기 모션 디텍션이 발생한 곳의 좌표를 기준으로 모션 디텍션 영역을 설정하는 단계와, 상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표와 카메라의 중심 좌표를 구하는 단계와, 상기 카메라의 중심 좌표를 상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표로 자동적으로 이동시켜 상기 두 좌표를 일치시키는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 모션 디텍션은, 연속된 두 영상 프레임의 각 픽셀값을 비교하는 단계와, 상기 비교된 픽셀값의 차를 구하는 단계와, 상기 구한 차가 0이면 모션이 없는 것으로 판단하고, 차가 생기면 모션이 있는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 카메라의 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표를 일치시키는 것은, 상기 카메라 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표의 차이를 에러값으로 정의하는 단계와, 상기 에러값에 의해 카메라가 상하로 움직이기 위한 값과 좌우로 움직이기 위한 값을 계산하는 단계와, 상기 계산된 두 값에 해당하는 펄스를 발생시키는 단계와, 그 발생된 펄스에 의해 카메라의 스텝핑 모터를 구동시켜 카메라를 이동시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 이동하는 물체의 모션 디텍션 시에 자동적으로 카메라 팬틸트를 조정하여 이동하는 물체를 계속 추적하여 감시함으로써, 운용자가 없을 때에도 이동하는 물체에 대해 카메라가 모니터링할 수 있는 영역 이외의 영역도 모니터링할 수 있다.

Description

디브이알의 카메라 팬틸트 조정 방법{Method for controlling pan/tilt of camera in digital video recorder}

본 발명은 DVR(Digital Video Recorder) 시스템의 카메라 팬틸트(pan/tilt) 조정 방법에 관한 것으로서, 특히 DVR 시스템에서 이동하는 물체의 모션 디텍션(motion detection) 시, 카메라 팬틸트의 조정으로 그 물체를 계속 추적, 감시할 수 있는 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법에 관한 것이다.

전기, 전자, 컴퓨터, 통신 등의 기술 분야의 비약적인 발전과 더불어 영상, 오디오 등 여러 형태의 정보를 결합하는 멀티미디어(multimedia) 분야까지 정보통신의 급속한 발전 속에, 바야흐로 현대는 정보의 홍수라 할 정도의 많은 정보 속에 살아가는 정보 사회의 시대가 도래하였다.

한편, 최근 들어 그 정보의 저장 및 존재 형태가 아날로그(analog)에서 디지털(digital)화 되어가고 있다. 이와 같은 흐름의 일환으로 DVR을 들 수 있다. DVR은 기존의 경비 및 감시용으로 사용되는 CCTV(Closed Circuit TV) 시스템을 대체하기 위한 것으로서, CCTV는 경비 및 감시하기 위한 영상을 비디오 테이프등의 아날로그 방식으로 녹화 저장하는 기능을 갖는 데 반해, DVR은 그 영상을 디지털화하여 저장한다. 이러한 디지털 영상 저장 매체인 DVR은 기존의 아날로그 방식에서의 계속적인 녹화, 저장에 의한 화질 저하를 개선할 수 있는 커다란 장점이 있다.

이러한 DVR은 영상의 전송속도 개선 및 저장공간 확보를 위한 영상의 압축방법 및 영상의 화질 개선, 다중 카메라의 센서에 의한 연동, 움직이는 물체에 대한 모션 디텍션, 카메라 팬틸트에 의한 카메라 위치 조정 등 그 기능 향상에 관한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

도 1은 종래의 DVR 시스템 운용 프로그램의 디스플레이 창을 표시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 DVR 시스템에서 카메라 팬틸트의 조정 방법은 운용자가 직접 DVR의 운용 프로그램을 실행시킨 후, 그 운용 프로그램의 디스플레이(display) 창(101)의 카메라 선택 버튼(102)으로 감시하고자 하는 카메라를 선택하고 그 카메라에 대한 프로그램의 카메라 팬틸트 조정 버튼(103)을 조작하여 카메라 팬틸트를 조정한다. 그러면, 상기 카메라가 모니터링하고 있는 화면이 나오는 모니터링 창(104)에는 팬틸트 조정에 의한 카메라의 위치변화에 따라 모니터링하는 화면이 바뀌게 된다.

한편, DVR 시스템에서는 감시를 강화하기 위해서 감시하고 있는 부분에서 모션 디텍션이 있는가 없는가를 검사하여 모션 디텍션이 있을 때에는 알람을 통해 운용자로 하여금 감시 영역을 검사하게 하거나, 평상시에는 모니터링만을 하고 모션 디텍션이 있으면 녹화를 시작하는 방식을 사용하고 있다. 또한 상기의 모션 디텍션 시에만 녹화를 하는 방식은 저장 공간의 효율적인 활용면에서도 중요한 역할을 한다.

그러나, 종래의 카메라 팬틸트 조정 방법에서는 운용자가 자신이 감시하고 있는 곳의 화면을 모니터링 창(104)을 확인하면서, 그 외 카메라가 모니터링하지못하는 부분을 모니터링하기 위해서는 프로그램의 팬틸트 조정버튼(103)으로 카메라의 위치를 직접 조정해야 한다. 즉, DVR이 녹화모드(mode)이거나, 감시모드인 경우에 카메라는 고정된 영역만을 모니터링할 수 있고, 만약 모니터링하고 있는 곳에서 이동하는 물체의 모션 디텍션이 있으면 모션 디텍션이 있음을 알람을 통해 운용자에게 알리어, 운용자로 하여금 모니터링 창(104)을 확인하고 디스플레이 창(101)의 카메라 팬틸트 버튼(103)을 조작하여 카메라를 움직이게 한다.

따라서, 종래의 카메라 팬틸트 조정 방법은 운용자가 없을 때에는 카메라의 위치 조정이 불가능하여, 녹화모드 또는 감시모드일 때 침입등에 의한 모션이 감지되어도 일정 영역밖에는 감시할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, DVR 시스템에서 이동하는 물체의 모션 디텍션 시에 자동적으로 카메라 팬틸트를 조정하여 이동하는 물체를 추적함으로써 계속 감시할 수 있는 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 DVR 시스템 운용 프로그램의 디스플레이 창을 표시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 보여주는 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법의 모션 디텍션 시의 디스플레이 창을 보여주는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법의 실시예를 보여주는 블록도.

도 5는 도 4의 실시예에서의 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 보여주는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101...디스플레이 창 102...카메라 선택 버튼

103...카메라 팬틸트 조정버튼 104...모니터링 창

301...모션 디텍션 영역 302...모션 디텍션 영역 중심

303...카메라 중심 304...에러

401...PID 제어기 402...CPU

403...펄스 발생기 404...스텝핑 모터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법은, 연속된 두 영상 프레임(frame)을 비교하여 모션 디텍션하는 단계와, 상기 모션 디텍션이 발생한 곳의 좌표를 기준으로 모션 디텍션 영역을 설정하는 단계와, 상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표와 카메라의 중심 좌표를 구하는 단계와, 상기 카메라의 중심 좌표를 상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표로 자동적으로 이동시켜 상기 두 좌표를 일치시키는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 모션 디텍션은, 연속된 두 영상 프레임의 각 픽셀(pixel)값을 비교하는 단계와, 상기 비교된 픽셀값의 차를 구하는 단계와, 상기 구한 차가 0이면 모션이 없는 것으로 판단하고, 차가 생기면 모션이 있는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 카메라의 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표를 일치시키는 것은, 상기 카메라 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표의 차이를 에러(error)값으로 정의하는 단계와, 상기 에러값에 의해 카메라가 상하로 움직이기 위한 값과 좌우로 움직이기 위한 값을 계산하는 단계와, 상기 계산된 두 값에 해당하는 펄스를 발생시키는 단계와, 그 발생된 펄스에 의해 카메라의 스텝핑 모터를 구동시켜 카메라를 이동시키는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 카메라의 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표를 일치시키는 것은 PID(Proportional-plus Integral-plus Derivative) 제어에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 이동하는 물체의 모션 디텍션 시에 자동적으로 카메라 팬틸트를 조정하여 이동하는 물체를 계속 추적하여 감시함으로써, 운용자가 없을 때에도 이동하는 물체에 대해 카메라가 모니터링할 수 있는 영역 이외의 영역도 모니터링할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 보여주는흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법의 모션 디텍션 시의 디스플레이 창을 보여주는 도면이다.

먼저 카메라로 입력된 아날로그 영상 데이터(data)는 AD 컨버터(converter)에 의해 디지털 영상 데이터로 변환되어 디지털 영상의 해상도에 따른 픽셀값으로 표현되는데, 상기 디지털 영상 데이터로 변환된 연속된 두 영상 프레임의 각 픽셀을 비교하여 그 두 프레임의 변화가 있는지를 검사하여 모션을 디텍션한다(단계 201).

그리고, 상기의 모션 디텍션이 발생된 픽셀들로 이루어진 모션 디텍션 영역(301)을 설정하는데(단계 202), 이 때, 모션 디텍션이 발생된 픽셀들로만 모션 디텍션 영역(301)을 설정하면 그 모션 디텍션 영역(301)이 불특정한 모양이 될 수 있으므로, 상기 모션 디텍션이 발생된 픽셀들 중 외곽의 픽셀들을 기준으로 사각의 모션 디텍션 영역(301)을 설정한다.

이렇게 모션 디텍션 영역(301)이 설정되면, 그 설정된 모션 디텍션 영역의 중심 좌표(302)와 카메라의 중심 좌표(303)를 설정하고(단계 203), 상기 카메라의 중심 좌표(303)를 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)쪽으로 이동시켜 두 좌표를 일치시킨다.

이렇게 카메라의 중심 좌표(303)를 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)쪽으로 이동시킴으로써 카메라를 이동하는 물체를 따라 움직이게 할 수 있다.

여기서, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 보여주는 블록도이고, 도 5는 도 4의 실시예에서의 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법을 보여주는 흐름도이다.

일반적으로 카메라 팬틸트를 조정하는데 사용하는 모터로서 한번에 일정 간격 만큼만 움직이는 스텝핑 모터(stepping motor)(404)를 사용한다. 그리고 상기 카메라의 중심 좌표(303)와 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)를 일치시키는 것은 PID 제어기(401)에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

우선, 카메라로부터 입력된 연속된 두 영상 프레임의 각 픽셀값을 비교하여 그 차를 구하고(단계 501) 그 차가 0인지를 판단하여(단계 502), 그 차가 0이면 같은 픽셀이므로 모션이 없는 것으로 판단하고, 차가 생기면 픽셀에 변화가 있는 것이므로 모션이 있는 것으로 판단한다.

그리고, 상기 판단 결과로서 모션이 있는 것으로 판단되면, 모션이 있는 픽셀들로 이루어진 모션 디텍션 영역(301)을 설정하는데(단계 503), 상기의 모션 디텍션이 발생한 픽셀들 중 외곽의 픽셀들을 기준으로 사각의 모션 디텍션 영역(301)을 설정한다.

이 때, 상기 단계 503에서 설정한 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)와 카메라 중심 좌표(303)를 설정하고(단계 504), 그 차이를 에러(304)라는 값으로 정의한다(단계 505). 그리고, PID 제어기(401)에서 상기 두 좌표(302, 303)의 차이로서 주어지는 에러(304)라는 값을 이용하여 카메라를 상하로 움직이기 위한 값과 좌우로 움직이기 위한 값의 두 개의 값을 계산해서 CPU(402)로 전송한다(단계506).

이 때, 상기 계산된 두 개의 값은 카메라의 중심을 0이라 하고 그 상하 좌우를 양의 부호와 음의 부호로서 구별한다. 즉, PID 제어기(401)에 의해 에러(304) 값으로부터 계산된 값 중 상하에 대한 값을 a라고 하고, 좌우에 대한 값을 b라고 한다면, (+a+b), (+a-b), (-a+b), (-a-b)의 네 가지 값으로 카메라가 카메라의 중심 좌표(303)로부터 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)로 이동할 방향과 거리를 정하게 된다.

이렇게 PID 제어기(401)에 의해 계산된 값(a, b)이 CPU(402)로 전송되면, CPU(402)는 그 값에 의해 펄스 발생기(403)를 통해 펄스를 발생시키고(단계 507), 그 펄스는 스텝핑 모터(404)로 전송되어 하나의 펄스에 스텝핑 모터(404)가 한번씩 구동되어 카메라 팬틸트를 조정하게 된다(단계 508).

여기서, 상기 PID 제어기(401)에 의해 계산된 값(a, b)이 크면 카메라 중심 좌표(303)와 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)가 멀리 떨어져 있는 것을 의미하며, 그만큼 카메라의 움직임도 많아야 한다. 그러나, 스텝핑 모터(404)는 한번에 의해 움직이는 거리는 일정하므로 많은 거리를 움직이기 위해서는 펄스를 더 빨리, 그리고 더 많이 발생 시켜야 한다.

따라서, 상기 PID 제어기(401)에 의해 계산된 값(a, b)이 크면 카메라를 많이 움직이기 위해 스텝핑 모터(404)를 구동시키기 위한 펄스를 더 빨리 발생시켜야 하므로 상기와 같은 과정이 빠른 속도로 진행되며, 상기 PID 제어기(401)에 의해 계산된 값(a, b)이 작으면 상기 펄스를 더 천천히 발생시켜야 하므로 상기와 같은과정이 천천히 진행된다. 또한 이러한 카메라 팬틸트를 움직이는 과정은 에러값(304)이 기설정해 놓은 최소값이 될 때까지 계속적으로 이루어진다.

이상과 같이 DVR 시스템에서 모션을 감지했을 때, 카메라의 중심 좌표(303)를 모션 디텍션 영역(301)의 중심 좌표(302)쪽으로 이동시켜 상기 두 좌표를 일치시키는 방법을 사용하여 이동하는 물체에 대해서 자동적으로 카메라 팬틸트를 조정하여 카메라를 이동하는 물체를 따라 움직이게 할 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 DVR 시스템의 카메라 팬틸트 조정 방법에 따르면, 감시 중인 DVR 시스템에서 이동하는 물체의 모션 디텍션 시에 자동적으로 카메라 팬틸트를 조정하여 이동하는 물체를 계속 추적함으로써 운용자가 없을 때에도 이동하는 물체를 계속적인 감시, 녹화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 연속된 두 영상 프레임을 비교하여 모션 디텍션하는 단계;

   상기 모션 디텍션이 발생한 곳의 좌표를 기준으로 모션 디텍션 영역을 설정하는 단계;

   상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표와 카메라의 중심 좌표를 구하는 단계; 및

   상기 카메라의 중심 좌표를 상기 모션 디텍션 영역의 중심 좌표로 자동적으로 이동시켜 상기 두 좌표를 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 모션 디텍션은, 연속된 두 영상 프레임의 각 픽셀값을 비교하는 단계;

   상기 비교된 픽셀값의 차를 구하는 단계; 및

   상기 구한 차가 0이면 모션이 없는 것으로 판단하고, 차가 생기면 모션이 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 카메라의 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표를 일치시키는 것은, 상기 카메라 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표의 차이를 에러값으로 정의하는 단계;

   상기 에러값에 의해 카메라가 상하로 움직이기 위한 값과 좌우로 움직이기 위한 값을 계산하는 단계;

   상기 계산된 두 값에 해당하는 펄스를 발생시키는 단계; 및

   상기 발생된 펄스에 의해 카메라의 스텝핑 모터를 구동시켜 카메라를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 카메라의 중심 좌표와 모션 디텍션 영역의 중심 좌표를 일치시키는 것은 PID 제어에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 DVR의 카메라 팬틸트 조정 방법.