KR20020088936A - 번호판영상 추출장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
차량번호판을 포함한 차량의 소정부분을 촬영한 영상데이터로부터 차량번호를 인식하기 위한 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치 및 방법이 개시된다. 번호판영상 추출장치는 차량번호 인식용 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 색좌표변환부, 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 위치 검출부, 및 차량번호 인식용 영상데이터 중 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 번호판영상 추출부를 포함한다. 번호판영상 추출 장치에 따르면, 촬영된 영상을 색좌표 변환하여 기 설정된 번호판색 정보에 대응되는 데이터를 추출함으로써 번호판영상 데이터를 정확히 추출할 수 있다. 또한, 색정보에 의해 검출된 번호판영상 데이터를 2차원 평면에 투영하여 번호판영상의 위치를 추출함으로써, 번호판의 테두리선이 선명하지 못하거나 잡음이 있는 경우에도 번호판영상을 정확히 추출할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 번호판을 포함하도록 촬영된 차량번호인식용 영상 데이터로부터 번호판영상을 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량번호 인식시스템은 주자장 또는 유료도로의 요금징수 게이트 등에 설치되어 게이트로 진입하는 차량의 차량번호를 인식하는 시스템이다. 차량번호 인식시스템은 차량의 번호판이 포함된 차량의 소정부분을 촬영한 차량번호 인식용 영상으로부터 차량번호에 해당하는 문자 또는 숫자 정보를 인식한다. 이와 같은 차량번호 인시스템의 정밀도를 높이기 위해서는 차량번호 인식용 영상으로부터 번호판영상이 정확히 추출되어야만 한다.
그러나, 종래 차량 번호판영상 추출장치는 차량번호 인식용 영상의 촬영위치 및 조도(照度) 관리 등 다양한 제약사항이 있어 번호판 영상을 정확히 추출하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 번호판영상의 테두리선이 선명하지 못하거나 잡음이 있는 경우에도 번호판영상을 정확히 추출하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량번호 인식용 영상의 촬영위치 및 조도에 영향을 받지 않고 번호판영상의 위치를 정확히 검출할 수 있는 번호판영상 추출장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 번호판영상의 테두리선이 선명하지 못하거나 잡음이 있는 경우에도 번호판영상의 위치를 정확히 검출할 수 있는 번호판영상 추출장치 및 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치의 구성을 도시한 블럭도이고;
도 2는 도 1의 번호판영상 추출장치의 세부 구성을 도시한 블럭도이며;
도 3a는 도 2의 입력영상을 표시한 도이며;
도 3b는 도 2의 번호판영역 검출부의 출력단에서 검출된 데이터를 표시한 도이고;
도 3c는 도 2의 확산필터의 출력단에서 검출된 데이터를 표시한 도이며;
도 3d는 도 2의 번호판영역 좌표검출부의 출력단에서 검출된 데이터를 표시한 도이고;
도 3e는 도 2의 번호판영상 검출부의 번호판영상 검출방법이 도시된 도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 번호판영상 추출장치 110 : 각도변환부
120 : 색좌표변환부 140 : 위치 검출부
144 : 번호판영역 검출부 148 : 번호판영역 좌표검출부
160 : 번호판영상 추출부
상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 차량번호 인식용 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 색좌표변환부; 상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및 상기 차량번호 인식용 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 상기 차량번호 인식용 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 번호판영상 추출부;를 포함하는 번호판영상 추출장치에 의해 달성된다.
상기 색좌표는 HSV 칼라 모델일 수 있다.
상기 기준색 데이터는 검출하고자 하는 차량번호판의 색상에 대한 색좌표이다.
번호한영상 추출장치는 상기 차량번호 인식용 영상의 각도를 변환하는 각도변환부;를 더 구비한다.
상기 위치 검출부는 상기 색좌표가 변환된 영상데이터로부터 상기 기준색 데이터에 대응하는 번호판영상데이터를 검출하는 번호판영역검출부; 및 상기 검출된 번호판영상데이터를 2차원 평면상에 투영하여 번호판 좌표를 검출하는 번호판영역 좌표검출부;를 포함한다.
상기한 본 발명에 따르면, 차량의 번호판을 촬영한 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 단계; 상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 단계; 및 상기 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 상기 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 단계;를 포함하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법이 제공된다.
이하에 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조로 상세히 설명한다.
일반용 차량에 부착된 번호판은 소정비율 예를들면, 2 : 1(가로 355mm ×세로 170mm)로 형성된다. 모든 차량은 그 차량의 용도에 따라 정해진 소정 색상으로 도색된 차량번호판을 구비한다. 대한민국의 경우, 일반용 차량번호판은 녹색바탕에 백색문자를 사용하고, 사업용 차량의 번호판은 황색바탕에 남색문자를 사용한다. 이처럼 차량의 용도에 따라 번호판의 도색이 달라진다는 점에 착안하여 차량번호 인식용 영상으로 부터 특정색에 해당하는 데이터를 검출함으로써 번호판영상을 추출하는 장치 및 방법이 이하에 설명된다.
본 발명에 따른 번호판영상 추출장치(100)가 도 1을 참조하여 이하에 설명된다.
번호판영상 추출장치(100)는 각도변환부(110), 색좌표변환부(120), 위치 검출부(140) 및 번호판영상 추출부(160)를 포함한다.
각도변환부(110)는 입력영상인 번호판 인식용 영상을 촬영할 때, 카메라(미도시) 설치위치에 따라 발생한 촬영각을 보상한 영상데이터를 생성한다.아핀변환(affine transform)은 임의의 한점 P(x, y, z)를 임의의 다른 한점 P'(x', y', z')로 변환하는 것이다. 아핀 변환을 이용하면 영상의 평행이동, 회전, 확대, 축소 및 절취(截取)가 가능하다.
색좌표변환부(120)는 번호판 인식용 영상데이터(IDRN)의 색좌표를 HSV(Hue, Saturation, Value) 색좌표계(color space)로 변환한다. HSV색좌표계는 색깔(color)을 색상(Hue), 채도(saturation) 및 명도(Value)로 표시한 좌표계이다. 본 실시예에서는 HSV색좌표계를 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 YIQ, YCBCR, CIELUV 등 다양한 색좌표계를 사용할 수 있음은 물론이다. 색좌표변환부(120)에 입력되는 시점의 번호판 인식용 영상데이터(IDRN)는 RGB좌표계(RGB color space)로 표시되어 있다. 따라서, 색좌표변환부(120)는 RGB좌표계로 표시된 번호판 인식용 영상데이터(IDRN)를 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3을 사용하여 HSV좌표계로 변환한다.
여기서, n은 각 화소의 x좌표값이고, m은 각 화소의 y좌표값을 나타낸다.
위치 검출부(140)는 색좌표변환된 번호판 인식용 영상데이터(TIDRN)를 소정의 기준색 데이터(R)와 비교하여, 기준색 데이터(R)에 대응하는 번호판영상의 위치(NPP)를 검출한다. 본 실시예를 설명함에 있어, 기준색 데이터(R)는 색상(Hue) 범위가 42-156이고, 채도(Saturation) 범위가 58-207이며, 명도(Value) 범위가 102-255인 녹색영역이다.
번호판영상 추출부(160)는 상기 검출된 번호판영상의 위치(NPP)에 대응하는 차량번호인식용 영상 데이터(IDRN)를 번호판영상 데이터(IDN)로 추출한다.
위치 검출부(140)의 세부 구성이 도 2를 참조하여 이하에 설명된다.
위치 검출부(140)는 프리필터(142), 번호판영역 검출부(144), 확산필터(146) 및 번호판영역좌표검출부(148)를 포함한다.
프리필터(142)는 색좌표가 변환된 영상데이터(TIDRN)로부터 노이즈를 제거한 선형데이터(LD)를 출력한다. 번호판영역 검출부(144)는 상기 노이즈가 제거된 영상데이터(LD)로부터 상기 기준색 데이터(R)에 대응하는 번호판영상데이터를 검출한다. 즉, 번호판영역 검출부(144)는 녹색에 대응하는 제1 및 제2영상데이터(D1, D2)를 검출한다. 번호판영역 검출부(144)의 출력단자에서 검출된 영상이 도 3b에 도시되어 있다. 제2영상데이터(D2)는 실제 번호판영상에 대응하는 영상데이터이고, 제1영상데이터(D1)는 번호판 인식용 영상데이터(IDRN) 중 기준색 데이터(R)에 대응하는 다른 영상데이터이다. 확산필터(scattering filter)(146)는 실제 번호판 영상에 대응하지 않는 제2영상데이터(D2)를 제거하는 한편, 실제 번호판 영상에 대응하는 제1영상데이터(D1)를 강조하기 위하여 사용된 에로드(Erode) 필터이다.에로드필터와 같은 확산필터(146)는 임의의 화소가 인접한 다른 화소들과 동일한 성질을 갖도록 화소의 성질을 변환하는데 사용된다. 확산필터(146)의 출력단자에서 검출한 영상이 도 3c에 도시되어 있다. 번호판영역 좌표검출부(148)는 도 3d에 도시된 바와 같이, 확산필터(146)를 통과한 데이터를 x, y 좌표로 표시된 2차원 평면상에 투영한다. 투영결과는 번호판영상이 속하는 영역의 좌표범위를 나타낸다. 도 3d에 도시된 바에 따르면, 번호판영상은 2차원 평면상의 지점 (x1, y1) 부터 (x2, y2)까지의 범위에 있는 화소가 된다.
번호판 영상 추출부(160)는 차량번호 인식용 영상데이터(IDRN) 중 상기 번호판영역좌표범위(x1, y1) 내지 (x2, y2)에 속하는 화소데이터들을 번호판영상데이터로 검출한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어, 비상업용 차량 중 일반용 차량의 번호판을 추출하기 위한 장치 및 방법을 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.
한편, 본 발명에 따른 번호판 추출장치는 차량관리시스템에 적용될 수 있다. 차량관리시스템은 센서, 카메라, 색좌표변환부, 위치검출부, 번호판영상 추출부, 차량번호 인식부 및 제어부를 포함한다. 센서는 주차장 또는 톨게이트와 같은 차량관리시스템이 설치된 장소의 소정 위치에 설치되어 차량의 출입을 감지한다. 카메라는 상기 감지 결과에 응답하여 상기 차량의 번호판이 설치된 차량의 소정부분의 영상을 차량번호 인식용 영상으로 촬영한다. 색좌표변환부는 상기 촬영된 영상데이터를 소정 색좌표로 변환한다. 위치 검출부는 상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출한다. 번호판영상 추출부는 상기 차량번호 인식용 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 데이터를 번호판영상데이터로 추출한다. 차량번호 인식부는 상기 추출된 번호판영상데이터를 기 마련된 기준패턴과 비교하여 차량번호를 인식한다. 제어부는 상기 차량번호 인식결과에 따라 차단기 등을 제어하기 위한 제어신호를 발생한다.
상기 본 발명에 따른 번호판영상 추출장치에 따르면, 촬영된 영상을 색좌표 변환하여 기 설정된 번호판색 정보에 대응되는 데이터를 추출함으로써 번호판영상 데이터를 정확히 추출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 번호판색 정보에 따라 번호판영상 데이터를 검출하고, 검출된 번호판영상 데이터를 2차원 평면에 투영하여 번호판영상의 좌표를 추출함으로써 번호판의 테두리선이 선명하지 못하거나 잡음이 있는 경우에도 번호판영상을 정확히 추출할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
Claims (15)
- 차량번호 인식용 영상데이터로부터 차량번호를 인식하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치에 있어서,상기 차량번호 인식용 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 색좌표변환부;상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및상기 차량번호 인식용 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 상기 차량번호 인식용 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 번호판영상 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 색좌표는 HSV 칼라 모델인 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치.
- 제 1 항 또는 2항에 있어서,상기 기준색 데이터는 차량번호판 색상에 대한 색좌표인 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 차량번호 인식용 영상의 촬영각도를 보상하는 각도변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 위치 검출부는 상기 색좌표가 변환된 영상데이터로부터 상기 기준색 데이터에 대응하는 번호판영상데이터를 검출하는 번호판영역검출부; 및상기 검출된 번호판영상데이터를 2차원 평면상에 투영하여 번호판 좌표를 검출하는 번호판영역좌표검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출장치.
- 차량의 번호판을 촬영한 영상데이터로부터 차량번호를 인식하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법에 있어서,상기 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 단계;상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 단계; 및상기 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 상기 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 색좌표는 HSV 칼라 모델인 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 제 6 항 또는 7항에 있어서,상기 기준색 데이터는 차량번호판 색상에 대한 색좌표인 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 차량번호 인식용 영상의 촬영각도를 보상하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 위치 검출 단계는 상기 색좌표가 변환된 영상데이터로부터 상기 기준색 데이터에 대응하는 번호판영상데이터를 검출하는 단계; 및상기 검출된 번호판영상데이터를 2차원 평면상에 투영하여 번호판좌표를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 차량의 출입을 감지하기 위한 센서;상기 감지 결과에 응답하여 상기 차량의 번호판을 포함하는 영상을 촬영하는 카메라;상기 촬영된 영상데이터를 소정 색좌표로 변환하는 색좌표변환부;상기 색좌표가 변환된 영상데이터를 기 마련된 기준색데이터와 비교하여, 상기 기준색데이터에 대응하는 번호판영상의 위치를 검출하는 위치 검출부;상기 영상데이터 중, 상기 검출된 번호판영상의 위치에 대응하는 상기 영상데이터를 번호판영상데이터로 추출하는 번호판영상 추출부;상기 추출된 번호판영상데이터를 기 마련된 기준패턴과 비교하여 차량번호를 인식하는 차량번호 인식부; 및상기 차량번호 인식결과에 따라 제어신호를 발생하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 관리 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 색좌표는 HSV 칼라 모델인 것을 특징으로 하는 차량 관리 시스템.
- 제 11 항 또는 12항에 있어서,상기 기준색 데이터는 차량번호판 색상에 대한 색좌표인 것을 특징으로 하는 차량 관리 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 차량번호 인식용 영상의 촬영각도를 보상하는 각도변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호 인식용 번호판영상 추출방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 위치검출부는 상기 색좌표가 변환된 영상데이터로부터 상기 기준색 데이터에 대응하는 번호판영상데이터를 검출하는 번호판영역검출부; 및상기 검출된 번호판영상데이터를 2차원 평면상에 투영하여 번호판영역의 좌표를 검출하는 번호판영역좌표검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 관리 시스템.
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