KR20060105930A - 카메라 폰에서의 문자 인식 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 폰에 있어서, 특히 자동 포커싱 기능이 없는 카메라를 통해 문자를 자동으로 인식할 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명 실시 예에 따른 카메라 폰의 문자 인식 장치는, 영상 촬영을 위한 영상 촬영부; 상기 영상 촬영부로부터 입력되는 연속적인 일정개의 프레임의 특정 영역이 일치하는 정도 및 상기 연속된 일정 개의 프레임들의 초점 상태를 확인한 후, 자동 문자 인식 기능을 활성화시키는 문자 영역 인지부; 상기 문자 영역 인지부에 의해 문자 인식 기능이 활성화되면, 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐부; 상기 영상 캡쳐부에 의해 캡쳐된 영상의 문자를 인식하는 문자 인식부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

카메라, 폰, 문자 인식

Description

카메라 폰에서의 문자 인식 장치 및 방법{Character recognition apparatus and method of camera phone}

도 1은 종래 카메라 폰에서의 문자 인식 방법을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 장치를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 문자 영역 인식부의 영역 고정 알림을 위한 상세 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 라플라시안 마스크를 나타낸 도면.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 카메라 폰으로 촬영된 영상들의 주파수 영역을 비교한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 방법을 나타낸 플로우 챠트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...영상 촬영부 20...문자 영역 인지부

30...영상 캡쳐부 40...문자 인식부

본 발명은 카메라 폰에 있어서, 특히 자동 포커싱 기능이 없는 카메라를 통해 문자를 자동으로 인식할 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는, 정보와 기술의 발달로 휴대폰(이하 "휴대 단말기"라 함)의 영역은 전화를 하는 단순 기능의 차원을 넘어서, 다른 부가적인 기능까지 갖추는 다양한 형태의 단말기가 출시되고 있다. 또한 수 백 메가 픽셀급 이상의 카메라가 부착된 휴대 단말기가 출시되어, 화상 통화 및 방송 시청 등 멀티 미디어 단말기로 발전되고 있다.

상기 휴대 단말기에는 카메라가 내장 또는 외장되게 설치되며, 기구적으로 자동 포커싱 기능이 없는 단말기가 출시되고 있다. 이러한 단말기에서 문자 인식을 하기 위해서는 깨끗하고 선명한 영상을 캡쳐해야 하나, 정확한 문자를 인식해 낼 수 없게 된다.

그러나, 수동적으로 사용자가 눈으로 포커싱을 맞출 경우 정확성이 떨어지며, 또한 키 버튼을 눌러 촬영을 시도하는 것이 사용자에게는 불편하게 된다.

도 1은 종래 휴대 단말기에서의 문자 인식 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 카메라로부터 영상이 입력되면(S1), 상기 입력된 영상에 대해 주파수 성분을 구하게 된다(S2).

이때, 상기 구해진 주파수 값이 임계값 이상인지를 확인하고(S3), 그 확인결 과 임계값 이상의 주파수 값을 갖게 될 경우 해당 영역이 고주파 성분이 있는 문자라고 간주하여 초점을 구하게 된다(S4). 상기 초점이 구해진 영상을 캡쳐하여 자동으로 문자로 인식하게 된다(S5,S6).

그러나, 이러한 경우 사용자가 원하지 않는 곳에서 단지 고주파 성분이 있다는 것만으로 문자 인식 단계로 넘어가 버리는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 제 1목적은 카메라에 문자를 근접하였을 때 상기 문자를 자동으로 인식할 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 매 프레임의 중앙부의 특정 영역만을 취득하여 계산할 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 3목적은 초점이 잘 맞는 영상을 입력받기 때문에 문자 인식률을 향상시켜 줄 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 4목적은 기구적으로 오토 포커싱이 없는 폰에서 사용자가 키 입력을 하지 않고, 카메라 폰을 문자에 가져갔을 때 초점 알림과 화면 고정 기능을 통해 문자를 자동으로 인지하여 바로 문자 인식을 할 수 있도록 한 문자 인식 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 장치 는,

카메라 폰의 문자 인식 장치에 있어서,

영상 촬영을 위한 영상 촬영부;

상기 영상 촬영부로부터 입력된 연속된 일정개의 프레임의 특정 영역이 일치하는 정도 및 상기 연속된 일정 개의 프레임들의 초점 상태를 확인한 후, 자동 문자 인식 기능을 활성화시키는 문자 영역 인지부;

상기 문자 영역 인지부에 의해 문자 인식 기능이 활성화되면, 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐부;

상기 영상 캡쳐부에 의해 캡쳐된 영상의 문자를 인식하는 문자 인식부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 문자 영역 인지부는 연속된 일정개 프레임의 중앙부가 일정 프레임 동안 같은 영역인가를 비교하여, 화면 고정 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 문자 영역 인지부는 연속된 일정개 프레임의 중앙부의 일정 영역을 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 일정 영역을 각각 추출하여 인접 프레임과의 차이를 구하는 차이 값 검출부와, 상기 차이값 검출부에 의해 구해진 차이값의 합을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 화면 고정 여부를 통지하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 문자 영역 인지부는 각 영상의 특정 영역에 대한 고주파 성분의 개수가 일정 개 이상일 때 카메라의 접사 초점 거리에 있다고 인지하는 것 을 특징으로 한다.

본 발명 실시 예에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 방법은,

카메라를 통해 촬영된 연속적인 일정개의 영상을 입력받는 단계; 상기 연속된 일정개의 영상의 특정 영역들의 비교를 통해 프리뷰 화면이 고정되었는가를 확인하는 단계; 상기 확인결과 프리뷰 화면이 고정되었으면, 상기 영상의 초점 알림을 위해 연속된 영상의 초점이 임계값 이상인가를 확인하고, 임계값 이상이면 문자 인식을 자동으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 프리뷰 화면의 고정을 확인하는 단계는, 연속된 영상의 프레임 중앙부의 일정 영역을 추출하는 단계, 상기 추출된 영역을 이전 프레임과 각각 비교하여 각각의 차이 값을 구하는 단계, 상기 차이 값들의 합을 구하는 단계, 상기 구해진 합의 값을 일정 임계값과 비교하여, 임계값 이하이면 같은 영역임을 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 각 영상의 초점 확인은 각 영상의 특정 영역의 고주파 성분의 개수가 일정 개수 이상일 때 접사 초점 거리에 있다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 연속적으로 이전 프레임들의 초점 상태를 저장한 후, 연속된 값들이 모두 초점 거리 이내에 있으면 초점이 맞는 문자 영역으로 인지하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 영상 촬영을 위한 영상 촬영부(10)와, 상기 촬영된 영상 중 일정개의 프레임이 같은 영역인지 여부 및 초점 거리가 잘 맞았는지를 알려주는 문자영역 인지부(20)와, 상기 문자 영역 인지부(20)에 의해 문자 인식을 위한 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐부(30)와, 상기 캡쳐된 영상 영역에서의 문자를 인식하는 문자 인식부(40)를 포함하는 구성이다.

상기와 같은 본 발명 실시 예에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 영상 촬영부(10)는 카메라 촬상 소자를 포함하며, 피사체로부터 입력되는 영상을 촬영하게 된다. 상기 문자 영역 인지부(20)는 영상 촬영부(10)와 영상 캡쳐부(30) 사이에서 상기 촬영된 영상에 대해 사용자가 원하는 문자 영역, 프레임 여부를 영상 캡쳐부(30)에 알려주게 된다.

이를 위해, 사용자가 문자를 인식하고자 한다면, 프리뷰 화면에서 해당 문자를 중앙에 두고 멈추게 된다. 이때, 문자 영역 인지부(20)는 영상 촬영부(10)로부터 입력되는 연속된 일정개의 프레임에 대해서 같은 영역인지를 알려주게 된다. 즉, 사용자에 의해 초점이 맞춘 상태에서 카메라 위치가 이동되지 않는 조건에서 입력되는 연속된 영상에 대해 같은 영상인지를 판단하게 된다. 여기서, 영역 판단을 위한 영상은 하나의 프레임이 아닌 연속된 N개 이상(N>1)의 프레임이다.

구체적으로, 문자 영역 인지부(20)는 도 3과 같이 영상 프레임 저장부(21), 인접하는 두 프레임 간의 차이를 검출하는 차이값 검출부(22)와, 상기 차이 값의 합을 구하는 합산부(23)와, 상기 합산부(23)에 의해 합산된 값을 임계치와 비교한 후 임계치 이하일 경우 같은 영역으로 통보(영역 고정 알림)하는 비교부(24)를 포함하는 구성이다.

상기 영상 프레임 저장부(21)는 M개의 프레임(f1~fm)의 소정 영역을 저장하며, 상기 차이값 검출부(22: 22a~22n)는 각 프레임(f1~fm)의 중앙부(fc)의 일정 영역을 추출한 값과 이전 프레임의 동일 영역에서 추출된 값의 차를 각각 검출하게 된다. 즉, 차이 값 검출부(22)는 인접하는 두 프레임의 차이 값을 검출하게 됨으로써, N개의 차이값 검출부(22: 22a~22n)의 결과가 나오게 된다. 여기서, 상기 영상 프레임 저장부(21)는 하나의 완전한 프레임을 저장하지 않고 차이 값 검출을 위한 중앙부(fc) 영역 또는 중앙부(fc)의 특정 영역만을 저장할 수도 있다. 이와 같이, 영상 중앙부분의 특정 영역만을 취득하여 계산함으로써 연산량을 감소시켜 줄 수 있다.

합산부(23)는 차이 값 검출부(22)에 의해 검출된 차이 값을 합산하게 되며, 비교부(24)는 상기 합산된 값과 미리 설정된 임계치를 비교한 후, 그 비교결과 임계치 이하이면 동일 영역이라는 것 즉, 영역 고정 알림 정보로서 화면 캡쳐부(30)로 출력해 주게 된다.

이와 같이, 문자 영역 인지부(20)는 프리뷰 화면이 고정되었다는 것을 화면 캡쳐부(30)에 전달하게 된다. 이는 화면 고정 알림 알고리즘의 기능이라 할 수 있다.

또한, 문자 영역 인지부(20)는 프리뷰 화면이 고정되었다는 것으로 확인하면서, 초점 알림 기능을 수행하게 된다.

이러한 문자 영역 인지부(20)에서의 초점 알림 기능은 각 영상에 대해 라플라시안 오퍼레이터 마스크를 사용하여 고주파 성분을 얻는 방식을 적용하게 된다. 예컨대, 특수한 상황에 대한 제한을 두어 임계값을 정하며, 도 4와 같이 가로, 세로, 대각선 방향의 차이 값의 합을 상기 임계값과 비교하게 된다. 여기서, 차의 평균을 구할 경우 특정 방향의 큰 변화 값이 평균 보다 낮은 값을 나타낼 수 있다. 상기 임계값은 실험을 통해 얻을 수 있는 공통적인 변화 영역의 범위 값으로 정하게 된다.

일반적으로 영상의 특정 영역의 고주파 성분을 구분하는 임계값은 가변적인 것이기 때문에 상황에 따라 그 값을 달리하지만, 문자를 취득하고 그 문자를 촬영하는 카메라가 일정 길이의 접사(接寫) 범위를 갖는다면, 실험적인 데이터를 통해 문자 영역에 대해 공통적인 고주파 성분을 얻을 수 있기 때문에 가능하게 된다. 상기 접사라는 의미는 일반적으로 1m 이내의 사진촬영을 접사 또는 클로즈 업(close-up)이라고 하며, 작은 물체나 작은 부분을 찍을 때 카메라를 피사체에 근접시켜 크게 촬영하는 것을 말한다.

그리고, 도 5 및 도 6과 같이 초점이 잘 맞는 문자 영상은 특정 범위의 고주파 성분을 갖기 때문에 이 영역의 성분 개수가 일정 값 이상이면 카메라의 접사 초점 거리에 들어와 있음을 수치적으로 파악할 수 있다.

도 5는 캡쳐된 영상들의 주파수 분포 비교를 나타낸 그래프이며, 도 6은 영상의 초점 비교를 나타낸 도면으로서, F0는 초점이 잘 맞는 영상이며, F0+는 초좀 보다 가까이 촬영된 영상이며, F0-1는 초점보다 멀리 촬영된 영상이며, F0-2는 초 좀 보다 더 멀리 촬영된 영상이다. 여기서, 보면 초점이 맞는 영상(F0)에서의 A1 영역에서의 차이값 레벨 대비 주파수 개수를 비교해 부면, 평균적으로 높다는 것을 알 수 있다.

각 영상의 초점이 잘 맞았는지를 상기와 같이 수치적으로 계산이 되면 깨끗한 영상의 취득이 가능하다. 그러나, 영상 캡쳐부(30)와 문자 인식부(40) 사이의 동작이 자동으로 이루어지기 위해서는 단일 프레임의 초점 확인만으로는 어렵다.

이를 위해서, 사용자가 원하는 문자를 프리뷰 화면 중앙에 들어와 있는지를 확인하기 위해서는 카메라로 들어오는 영상 한 프레임만으로는 판단이 어렵다. 이에 따라 연속적인 이전 프레임들의 초점 상태를 저장한 후, 그 연속된 초점 상태 값들이 모두 초점 거리 내에 있는 것일 경우 잘 촬영된 문자 영역임을 영상 캡쳐부(30)에 알려주게 된다.

이와 같이, 문자 영역 인지부(20)의 화면 고정 알림 및 초점 알림 기능을 통해 사용자가 초점을 맞춘 상태에서 카메라의 위치를 이동할 경우 자동 문자 인식 상태로 전환되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 문자 영역 인지부(20)는 화면 고정 및 초점 알림 기능이 모두 활성화되면, 활성화 신호를 영상 캡쳐부(30)에 전달하게 된다. 상기 영상 캡쳐부(30)는 상기 화면 고정 및 초점 알림 기능을 기초로 상기 촬영된 영상에 대해 캡쳐하며, 문자 인식부(40)는 상기 캡쳐된 영상을 문자로 인식하게 된다. 이러한 화면이 고정되고 초점이 맞는 영상을 입력받기 때문에 상대적으로 인식률을 향상시켜 줄 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 카메라 폰에서의 문자 인식 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 7을 참조하면, 영상이 입력되면(S51), 일정 개의 프레임의 중앙부의 일정 영역이 같은 영역인지를 화면 고정 알림 알고리즘으로 확인하고(S52), 화면 고정 알림 알고리즘에 의해 프리뷰 화면이 고정되었는가를 확인하게 된다(S53).

여기서, 화면 고정 알림 알고리즘은 연속되는 일정 개의 프레임의 중앙부 일정 영역이 같은 영역인지를 검출하고, 그 검출 결과에 따라 프리뷰 화면이 고정된 상태인지 아닌지를 확인하게 된다. 이때, 같은 영역이 아니면 화면이 고정되지 않는 상태로 판별하여 S51 단계로 이동하게 된다. 그리고, 인접하는 두 프레임간의 차이 값들의 합이 임계치 이하이면 화면이 고정된 상태로 인식하게 된다.

이후, 프리뷰 화면이 고정되어 있으면, 초점 알림 알고리즘을 통해서 초점 알림을 수행하게 된다(S54). 즉, 연속된 영상의 특정 범위의 고주파 성분의 개수가 일정 개 이상일 경우 카메라의 접사 초점 거리 이내에 있는 것으로 판단하게 된다.

이때, 연속된 영상의 초점이 미리 설정된 임계값 이상인가를 확인하고(S55), 상기 확인결과 임계값 이상이면 초점이 잘 맞는 영상으로 인식함으로써, 자동으로 문자 인식 단계로 넘어가게 되어 상기 영상에서의 해당 문자를 자동으로 인식하게 된다(S56).

이와 같이, 화면 고정 알림 기능 및 초점 알림 기능을 통해 자동으로 문자 인식 단계로 이동함으로써, 이를 근거로 영상을 캡쳐하고, 영상의 문자를 인식하게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 카메라 폰에서의 문자 인식 장치 및 방법에 의하면, 초점 알림 및 화면 고정 알림 기능을 통해서 캡쳐된 영상에서의 문자를 자동으로 인지하여 문자 인식이 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명은 매 프레임의 중앙부분의 특정 영역만을 취득하여 계산하기 때문에 계산량이 상대적으로 적은 효과가 있으며, 초점 맞은 영상만을 입력받기 때문에 인식률이 상대적으로 높은 효과가 있다.

또한, 자동으로 문자 인식 단계로 넘어가기 때문에 사용자가 수동으로 키 버튼을 누르는 불편함을 제거하고, 기구적인 자동 포커싱 기능이 없는 카메라 문자 인식에 적용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 카메라 폰의 문자 인식 장치에 있어서,

   영상 촬영을 위한 영상 촬영부;

   상기 영상 촬영부로부터 입력되는 연속적인 일정개의 프레임의 특정 영역이 일치 여부 및 상기 연속된 일정 개의 프레임들의 초점 상태를 확인한 후, 자동 문자 인식 기능을 활성화시키는 문자 영역 인지부;

   상기 문자 영역 인지부에 의해 문자 인식 기능이 활성화되면, 영상을 캡쳐하는 영상 캡쳐부;

   상기 영상 캡쳐부에 의해 캡쳐된 영상의 문자를 인식하는 문자 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 문자 영역 인지부는 연속된 일정개 프레임의 중앙부가 일정 프레임 동안 같은 영역인가를 비교하여, 화면 고정 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 문자 영역 인지부는 연속된 일정개 프레임의 중앙부의 일정 영역을 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 일정 영역을 각각 추출하여 인접 프레임과 의 차이를 구하는 차이 값 검출부와, 상기 차이값 검출부에 의해 구해진 차이값의 합을 미리 설정된 임계값과 비교하여, 화면 고정 여부를 통지하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 문자 영역 인지부는 각 영상의 특정 영역에 대한 고주파 성분의 개수가 일정 개 이상일 때 카메라의 접사 초점 거리에 있다고 인지하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 장치.
5. 카메라를 통해 촬영된 연속적인 일정개의 영상을 입력받는 단계;

   상기 연속된 일정개의 영상의 특정 영역들의 비교를 통해 프리뷰 화면이 고정되었는가를 확인하는 단계;

   상기 확인결과 프리뷰 화면이 고정되었으면, 상기 영상의 초점 알림을 위해 연속된 영상의 초점이 임계값 이상인가를 확인하고, 임계값 이상이면 문자 인식을 자동으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 프리뷰 화면의 고정을 확인하는 단계는, 연속된 영상의 프레임 중앙부의 일정 영역을 추출하는 단계, 상기 추출된 영역을 이전 프레임과 각각 비교하여 각각의 차이 값을 구하는 단계, 상기 차이 값들의 합을 구하는 단계, 상기 구해진 합의 값을 일정 임계값과 비교하여, 임계값 이하이면 같은 영역임을 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 방법.
7. 제 5항에 있어서,

   각 영상의 초점 확인은 각 영상의 특정 영역의 고주파 성분의 개수가 일정 개수 이상일 때 접사 초점 거리에 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 연속적으로 이전 프레임들의 초점 상태를 저장한 후, 연속된 값들이 모두 초점 거리 이내에 있으면 초점이 맞는 문자 영역으로 인지하는 것을 특징으로 하는 카메라 폰에서의 문자 인식 방법.

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