KR20030069473A - 웹 카메라의 줌 ＆ 팬/틸트 처리 장치 및 방법 - Google Patents

웹 카메라의 줌 ＆ 팬/틸트 처리 장치 및 방법 Download PDF

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KR20030069473A
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Abstract

본 발명은 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 감시용 웹 카메라의 클라이언트 쪽에서 화면을 스크롤 하면 스크롤된 화면 영역으로 카메라가 상하 좌우로 움직이고 그 화면 영역을 확대할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라와; 상기 카메라에서 출력되는 Y:Cr:Cb(4:1:1) 신호를 Y:Cr:Cb(4:2:2) 신호로 변환하여 출력하는 디코더와; 상기 디코더에서 출력되는 데이터를 인코딩하여 출력하는 인코더와; 상기 각 모듈을 제어하는 CPU와; 상기 CPU에 통신 네트워크의 상위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 이더넷 컨트롤러와; 상기 이더넷 컨트롤러에 접속되어 통신 네트워크의 하위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 물리계층으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 웹 카메라의 사용자측에서 좀 더 손쉽게 자세히 보고 싶은 피사체로의 줌&팬/틸트를 할 수 있어 사용자가 피사체를 한 번에 확대하여 볼 수 있게 하는 효과가 있다.

Description

웹 카메라의 줌 ＆ 팬/틸트 처리 장치 및 방법{ZOOM ＆ PAN/TILT CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR WEB CAMERA}
본 발명은 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 감시용 웹 카메라의 클라이언트 쪽에서 화면을 스크롤 하면 스크롤된 화면 영역으로 카메라가 상하 좌우로 움직이고 그 화면 영역을 확대할 수 있게 한 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 카메라의 팬/틸트 처리 시스템을 보인 예시도로서, 시스템은 주변 환경을 감시하는 CCTV 카메라(1)와; 상기 CCTV 카메라(1)의 상하/좌우 위치를 조정하는 팬 모터 위치 조정기(2)와, 틸트 모터 위치 조정기(3)와; 콘트롤러(5)와 네트워크(4)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 카메라의 팬/틸트 처리 시스템을 도면을 참조하여 설명한다.
모든 회선은 중앙에 있는 컨트롤러로 연결되며 컨트롤러는 원격지의 카메라를 움직여 카메라의 위치로 화면을 조정할 수 있다. 필요에 따라 카메라 렌즈의 초점을 앞뒤로 조정함으로써 확대, 축소를 하고 카메라 하단부의 팬에 관련된 모터와 틸트에 관련된 모터를 전기적으로 조작함으로써 카메라를 상하좌우로 조정함으로써 원격지의 상황 발생을 중앙에서 알 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 웹 카메라를 감시용으로 쓸 때 줌&팬/틸트 제어를 버튼을 눌러서 해야 하므로 사용자가 원하는 피사체로 웹 카메라의 초점을 움직여서 그곳을 확대해서 보려면 먼저 팬/틸트 버튼을 사용하여 그 피사체를 화면의 중심에 오도록 한 다음 다시 줌 버튼을 눌러 확대해서 보아야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 원격지에서 웹 카메라에 접속한 클라이언트가 화면을 볼 때 화면 위에서 바로 스크롤을 하여 원하는 피사체를 바로 확대해서 화면 중앙에서 자세히 볼 수 있도록 한 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 카메라의 팬/틸트 처리 시스템을 보인 예시도.
도 2는 본 발명 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치의 구성을 보인 블록도.
도 3은 본 발명 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 방법의 동작 흐름을 보인 순서도.
도 4는 원 영상의 스크롤 좌표를 보인 예시도.
도 5는 스크롤되기 전의 영상을 보인 예시도.
도 6은 스크롤된 후의 영상을 보인 예시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
11 : 카메라 12 : CCIR601 디코더
13 : MPEG/MJPEG 인코더 14 : CPU(RISC)
20 : 이더넷 컨트롤러 21 : 물리 계층
22 : RJ-45
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라와; 상기 카메라에서 출력되는 Y:Cr:Cb(4:1:1) 신호를 Y:Cr:Cb(4:2:2) 신호로 변환하여 출력하는 디코더와; 상기 디코더에서 출력되는 데이터를 인코딩하여 출력하는 인코더와; 상기 각 모듈을 제어하는 CPU와; 상기 CPU에 통신 네트워크의 상위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 이더넷 컨트롤러와; 상기 이더넷 컨트롤러에 접속되어 통신 네트워크의 하위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 물리계층으로 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라가 동작하고 이 카메라에 클라이언트가 접속해 사용자가 PC의 화면을 통해 주변 상황을 감시하면서 특정 영역을 확대해 보고 싶으면 한 지점을 클릭하고 스크롤하는 제1단계와; 상기 클라이언트가 확대해 보고 싶은 특정 영역인 스크롤 박스의 가로, 세로 크기와 현재 화면의 중앙 좌표에 대한 스크롤 박스의 중앙 좌표의 상대 좌표를 산출하여 이 산출된 상대 좌표와 스크롤 박스의 가로, 세로 크기를 TCP/IP 프로토콜에 맞게 코딩하여 상기 카메라에 전송하는 제2단계와; 상기 카메라에서는 클라이언트로부터 전송된 상대 좌표를 현재 영상 크기가 VGA 모드 또는 SIF 모드에 따른 것인지에 맞게 조정하여 이 조정된 상대 좌표로 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 데이터 베이스에서 참조하여 이 각도만큼 카메라의 팬/틸트를 움직이는 제3단계와; 상기 클라이언트로부터 전송된 가로, 세로 크기의 값을 곱해 정해진 임계치와 비교하여 줌 레벨을 정하고 카메라에 줌 명령을 내려 줌을 실행하는 제4단계로 동작하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라(11)와; 상기 카메라(11)에서 출력되는 Y:Cr:Cb(4:1:1) 신호를 CCIR601 포맷인 Y:Cr:Cb(4:2:2) 신호로 변환하여 출력하는 CCIR601 디코더(12)와; 상기 CCIR601 디코더(12)에서 출력되는 데이터를 MPEG 또는 MJPEG로 인코딩하여 출력하는 MPEG/MJPEG 인코더(13)와; 상기 각 모듈(11~14)을 제어하는 CPU(14)와; 상기 CPU(14)에 인터넷 프로토콜인 TCP/IP 또는 RTP 등의 OSI 7 레이어의 상위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 이더넷 컨트롤러(20)와; 상기 이더넷 컨트롤러(20)에 접속되어 OSI 7 레이어의 하위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 물리계층(21)으로 구성한다.
또한, 도 3은 본 발명 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라가 동작하고 이카메라에 클라이언트가 접속해 사용자가 PC의 화면을 통해 주변 상황을 감시하면서 특정 영역을 확대해 보고 싶으면 한 지점을 클릭하고 스크롤하는 제1단계(S1~S4)와; 상기 클라이언트가 확대해 보고 싶은 특정 영역인 스크롤 박스의 가로, 세로 크기와 현재 화면의 중앙 좌표에 대한 스크롤 박스의 중앙 좌표의 상대 좌표를 산출하여 이 산출된 상대 좌표와 스크롤 박스의 가로, 세로 크기를 TCP/IP 프로토콜에 맞게 코딩하여 상기 카메라에 전송하는 제2단계(S5~S7)와; 상기 카메라에서는 클라이언트로부터 전송된 상대 좌표를 현재 영상 크기가 VGA 모드 또는 SIF 모드에 따른 것인지에 맞게 조정하여 이 조정된 상대 좌표로 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 데이터 베이스에서 참조하여 이 각도만큼 카메라의 팬/틸트를 움직이는 제3단계(S8~S11)와; 상기 클라이언트로부터 전송된 가로, 세로 크기의 값을 곱해 정해진 임계치와 비교하여 줌 레벨을 정하고 카메라에 줌 명령을 내려 줌을 실행하는 제4단계(S12~S14)로 이루어진 것으로 본 발명의 일실시예를 설명한다.
카메라(11)는 줌&팬/틸트 기능을 가지며 이 줌 기능의 구현은 내부 롬에 각 인덱스에 따른 줌 레벨을 정의해 놓고 인덱스를 CPU(14)에서 주면 그 줌 레벨에 맞게 카메라 렌즈를 이동시켜 줌한다. 예를 들어, 줌 레벨을 10 단계로 나누었을 때 0의 인덱스를 와이드 뷰로 설정할 수 있다. 팬/틸트 기능의 구현은 CPU(14)에서 원하는 상하/좌우로 이동하고 싶은 각도를 카메라(11)에 주면 그 각도만큼 상하/좌우로 움직인다.
CCIR601 디코더(12)는 카메라(11)에서 출력되는 YCrCb(4:1:1) 신호를 CCIR601 포맷인 YCrCb(4:2:2) 신호로 바꾸어서 MPEG/MJPEG 인코더(13)로 출력한다.
MPEG/MJPEG 인코더(13)는 상기 CCIR601 디코더(12)로부터 입력받은 YCrCb(4:2:2) 신호를 MPEG 또는 MJPEG 포맷으로 인코딩하여 출력한다.
CPU(14)는 전체 모듈을 제어하며 이더넷 컨트롤러(20)는 인터넷 프로토콜인 TCP/IP 또는 RTP 등의 OSI 7 레이어의 상위 계층을 제어하고 물리 계층(21)은 OSI 7 레이어의 하위 계층을 제어한다.
클라이언트는 웹 카메라(10)에 접속해서 VGA 또는 SIF의 화면을 받고 있을 때 사용자가 더 자세히 보고 싶은 물체를 화면상에서 스크롤하면 그 스크롤 박스의 가로, 세로 크기와 현재 화면의 중앙 좌표에 대한 스크롤 박스 중앙 좌표의 상대 좌표를 웹 카메라(10)에 보낸다.
도 4는 원 영상의 스크롤 좌표를 보인 예시도로서, 현재 화면과 스크롤 박스간의 관계를 살펴보면 현재 화면의 중앙에 대한 스크롤 박스 중앙의 상대 좌표는 현재 화면의 중앙 좌표에서 스크롤 박스의 중앙 좌표를 뺀 값으로 수식으로 나타내면 E(X, Y) = D-C= E(X3-X4, Y3-Y4)이다. 스크롤 박스의 크기 좌표는 사용자에 의해 클릭된 한 지점에서 스크롤된 다른 한 지점간의 차를 구한 값으로 수식으로 나타내면 F(X, Y)=F(|X1-X2|,|Y1-Y2|)이다.
웹 카메라(10)는 클라이언트에서 보내온 상대 좌표와 스크롤 박스의 가로, 세로 크기를 입력받고 현재 영상 크기가 VGA 모드에 따른 것이면 상대 좌표로 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 데이터 베이스에서 읽어와 설정된 각도만큼 팬/틸트를 움직인다. 예를 들어, 줌 레벨이 4일 때 상대 좌표가 (Xa, Xb)이고 @R1, @R2만큼 상하/좌우로 이동했다면 더 확대된 화면인 줌 레벨이 5인 화면일 때는 좀 더 작은각도인 @R1', @R2'만큼 이동해야 스크롤된 화면의 중심이 전체 화면의 중심으로 매칭된다. 따라서, 웹 카메라(10)는 각각의 줌 레벨의 상대 좌표에 따른 이동 각도를 데이터 베이스화하여 그것을 참조하여 상하/좌우로 움직인다.
여기서, 현재 영상 크기가 VGA 모드에 따른 것이 아니라 SIF 모드에 따른 것이면 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 저장한 데이터 베이스를 참조할 때 사용하는 상대 좌표가 VGA 모드(704*480)를 기준으로 한 것이므로 이에 맞추기 위해 상대 좌표의 X와 Y를 두 배로 증가시켜 SIF 모드에 맞는 상대 좌표로 변환시킨다. 이후 과정은 상기 과정과 동일하다.
웹 카메라(10)는 스크롤 박스의 가로, 세로 크기를 곱해 정해진 임계치와 비교하여 줌 레벨을 정하고 이 줌 레벨에 대한 줌 인덱스를 카메라로 전달하여 줌을 실행시킨다. 예를 들어, 줌 인덱스가 3일 때, 스크롤 박스의 크기 좌표 F(X, Y)를 X*Y한 값을 아래 4단계의 임계치와 비교하여 줌 레벨에 따라 줌 인덱스를 증가시켜 카메라로 줌 명령을 주어 줌을 실행한다.
줌 레벨을 4단계로 나누어 보면
1단계 : 352*480 < 임계치 <= 704*480일 때는 줌 인덱스에 0을 더해서 줌을 한다.
2단계 : 352*240 < 임계치 <= 352*480일 때는 줌 인덱스에 1을 더해서 줌을 한다.
3단계 : 176*240 < 임계치 <= 352*240일 때는 줌 인덱스에 2를 더해서 줌을 한다.
4단계 : 임계치 <= 176*240일 때는 줌 인덱스에 3을 더해서 줌을 한다.
즉, 줌 인덱스가 3일 때 줌 레벨이 1단계라면 줌이 안 되고, 2단계 또는 3단계 또는 4단계라면 각각 줌 인덱스가 4, 5, 6이 되어 카메라(11)에서는 줌이 실행된다.
이 줌된 화면은 클라이언트에게 보내짐으로써 사용자가 자세히 보고 싶어 하는 스크롤된 피사체를 보여주게 된다.
도 5와 도 6은 스크롤되기 전과 후의 영상을 보인 예시도로서, 사용자가 자세히 보고 싶은 영역을 스크롤하면 웹 카메라에서 이 영역을 확대해 표시함을 설명하고 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 웹 카메라의 사용자측에서 좀 더 손쉽게 자세히 보고 싶은 피사체로의 줌&팬/틸트를 할 수 있어 사용자가 피사체를 한 번에 확대하여 볼 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라와; 상기 카메라에서 출력되는 Y:Cr:Cb(4:1:1) 신호를 Y:Cr:Cb(4:2:2) 신호로 변환하여 출력하는 디코더와; 상기 디코더에서 출력되는 데이터를 인코딩하여 출력하는 인코더와; 상기 각 모듈을 제어하는 CPU와; 상기 CPU에 통신 네트워크의 상위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 이더넷 컨트롤러와; 상기 이더넷 컨트롤러에 접속되어 통신 네트워크의 하위 계층에 대한 인터페이스를 제공하는 물리계층으로 구성된 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디코더는 입력되는 Y:Cr:Cb(4:1:1)신호를 CCIR601 포맷인 Y:Cr:Cb(4:2:2) 신호로 변환하여 출력하게 구성된 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인코더는 입력되는 데이터를 MPEG/MJPEG로 인코딩하여 출력하게 구성된 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이더넷 컨트롤러는 인터넷 프로토콜인 TCP/IP 또는 RTP 등의 OSI 7 레이어의 상위 계층을 지원하게 구성된 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 장치.
  5. 줌&팬/틸트 기능을 가지는 카메라가 동작하고 이 카메라에 클라이언트가 접속해 사용자가 PC의 화면을 통해 주변 상황을 감시하면서 특정 영역을 확대해 보고 싶으면 한 지점을 클릭하고 스크롤하는 제1단계와; 상기 클라이언트가 확대해 보고 싶은 특정 영역인 스크롤 박스의 가로, 세로 크기와 현재 화면의 중앙 좌표에 대한 스크롤 박스의 중앙 좌표의 상대 좌표를 산출하여 이 산출된 상대 좌표와 스크롤 박스의 가로, 세로 크기를 TCP/IP 프로토콜에 맞게 코딩하여 상기 카메라에 전송하는 제2단계와; 상기 카메라에서는 클라이언트로부터 전송된 상대 좌표를 현재 영상 크기가 VGA 모드 또는 SIF 모드에 따른 것인지에 맞게 조정하여 이 조정된 상대 좌표로 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 데이터 베이스에서 참조하여 이 각도만큼 카메라의 팬/틸트를 움직이는 제3단계와; 상기 클라이언트로부터 전송된 가로, 세로 크기의 값을 곱해 정해진 임계치와 비교하여 줌 레벨을 정하고 카메라에 줌 명령을 내려 줌을 실행하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3단계에서 현재 영상 크기가 VGA 모드에 따른 것이 아니라 SIF 모드에 따른 것이면 줌 레벨에 따른 팬/틸트 각도를 저장한 데이터 베이스를 참조할 때 상대 좌표의 X와 Y를 두 배로 증가시켜 SIF 모드에 맞는 상대 좌표로 변환하게 이루어진 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제4단계에서 클라이언트로부터 전송된 가로, 세로 크기의 값을 곱해 정해진 임계치와 비교하여 줌 레벨을 정하는 것은 줌 레벨별로 나누어진 각 임계치의 구간에 상기 가로, 세로 크기의 곱이 속하는지를 판단하여 줌 인덱스에 각 줌 레벨에 따른 가중치를 더해 줌 레벨을 정하게 이루어진 것을 특징으로 하는 웹 카메라의 줌&팬/틸트 처리 방법.
KR1020020009115A 2002-02-20 2002-02-20 웹 카메라의 줌 ＆ 팬/틸트 처리 장치 및 방법 KR20030069473A (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060023418A (ko) * 2004-09-09 2006-03-14 주식회사 솔릭스 하드웨어 ｍｐｅｇ４ 코덱 및 ｖ２ｏｉｐ 프로토콜을이용한 실시간 팬/틸트/줌 제어가 가능한 네트워크 카메라시스템
KR100744870B1 (ko) * 2005-09-21 2007-08-01 엘지전자 주식회사 감시용 카메라의 팬 및 틸트 제어장치 및 방법

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KR20060023418A (ko) * 2004-09-09 2006-03-14 주식회사 솔릭스 하드웨어 ｍｐｅｇ４ 코덱 및 ｖ２ｏｉｐ 프로토콜을이용한 실시간 팬/틸트/줌 제어가 가능한 네트워크 카메라시스템
KR100744870B1 (ko) * 2005-09-21 2007-08-01 엘지전자 주식회사 감시용 카메라의 팬 및 틸트 제어장치 및 방법

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