KR20100091847A

KR20100091847A - 영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20100091847A
Application number: KR1020090011221A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 전용수; 이재구
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2010-08-19

Abstract

본 발명에 의한 영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 제어 방법은 광을 수신하는 광수신부; 상기 광수신부를 통해 수신되는 빛을 전달하는 경통부; 상기 경통부를 일정한 회전속도로 회전시키는 회전부; 및 수신된 빛을 전기적인 영상 이미지로 변환하여 출력하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 리 장치의 제어 장치 및 그 방법은, 굴절형 경통을 적용함으로써 전체적인 크기를 작게 만들 수 있으며, 경통을 일정한 속도로 회전시켜 렌즈의 화각이 담당할 수 있는 영역의 이미지를 정확하게 입력받아 전방향에 대한 이미지를 확보할 수 있어 감시 신뢰성을 확보할 수 있고, 전체적으로 낮은 비용으로 전방위를 감시할 수 있는 시스템을 구축할 수 있게 된다

Description

영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 제어 방법{Apparatus for controlling image processing device and method thereof}

본 발명은 영상 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전식 굴절형 경통을 일정한 속도로 회전시키면서 일정한 화각내의 영상을 수신하여 궁극적으로 전 방위(360도)를 감시하면서 수신되는 영상을 촬상하여 저장하고 사용자의 선택에 의하여 정지 영상 또는 동영상으로 디스플레이하는 영상 처리 장치를 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재 감시용 카메라 센서는 일반적으로 건물 외부에 설치되기 때문에, 일상적으로 혹독한 환경에 노출되어 이를 극복하기 위한 특성을 가져야 하므로 일반적인 센서보다 훨씬 고가이다. 또한 360도 전방위를 감시하기 위해서는 최소한 4대 이상의 카메라와 이를 제어하기 위한 동일한 수의 영상처리 마이크로 콘트롤러를 설치해야한다.

이러한 상황에서 기존의 영상 저장 방식을 취하는 시스템은 감시하는 영상을 저장하기 위하여는 각 방향에 카메라를 설치해야하고 각각의 영상 처리 시스템을 설치하여야 하므로 고가의 장비가 될 수 밖에 없었다.

이러한 이유로 인하여 차량용 영상 블랙박스 또는 감시용 카메라가 널리 상용화되지 못하고 있다. 그리고 감시 카메라를 통하여 전방위 그리고 사각지대에 존재하는 외부의 존재를 쉽고 저렴하게 저장하고 디스플레이하기 위한 필요성이 증가하고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점 및 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 굴절형 경통을 일정한 속도로 회전시킴으로써 전방위 및 사각지대까지 감시가 가능한 영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 제어 장치는 광을 수신하는 광수신부; 상기 광수신부를 통해 수신되는 빛을 전달하는 경통부; 상기 경통부를 일정한 회전속도로 회전시키는 회전부; 및 수신된 빛을 전기적인 영상 이미지로 변환하여 출력하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 제어 방법은 렌즈를 구비하고 회전이 가능한 경통부를 구비한 영상 처리 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 경통부를 일정한 회전 주기로 회전시키면서 빛을 수신하는 단계; 상기 수신된 빛을 일정한 주기로 캡쳐하여 전기신호로 변환하는 단계; 및 상기 캡쳐된 이미지를 저장하고 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 방법은, 굴절형 경통을 적용함으로써 전체적인 크기를 작게 만들 수 있으며, 경통을 일정한 속도로 회전시켜 렌즈의 화각이 담당할 수 있는 영역의 이미지를 정확하게 입력받아 전방향에 대 한 이미지를 확보할 수 있어 감시 신뢰성을 확보할 수 있고, 전체적으로 낮은 비용으로 전방위를 감시할 수 있는 시스템을 구축할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다. 또한 설명의 편의와 이해의 용이함을 위하여 장치와 방법을 같이 서술하도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 일 실시예의 외관을 보여주는 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 경통부가 회전하면서 담당하는 영역을 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 경통부가 회전하면서 영상을 캡쳐하는 방식을 보여주는 도면이다. 한편 도 5는 발명에 의한 영상 처리 방법의 과정을 보여주는 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 의한 영상 처리 장치에 의하여 획득한 영상을 버퍼에 저장하고 하나의 정지 영상으로 보여주는 것을 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명에 의한 영상 처리 장치에 의하여 획득한 영상을 버퍼에 저장하고 동영상으로 보여주는 것을 보여주는 도면이다. 마지막으로 도 8은 본 발명에 의한 영상 처리 장치 및 그 방법이 적용되는 예들을 보여주는 도면이다.

먼저, 도 1 내지 도 2 그리고 도 5를 참조한다.

광수신부(110)는 외부에서 들어오는 광(이미지)을 수신하여 아래의 경통부로 굴절시켜 전달하되, 이때 프리즘(prism)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

경통부(120)는 광수신부(110)를 통해 수신되는 빛을 전달하되, 일정한 주기를 가지면서 회전을 하며 또한 경통부 내부에 렌즈를 구비한다. 이 회전을 위하여 회전부(140)가 일정한 구동력을 가지면서 상기 경통부를 회전시킨다. 이때의 회전 속도 즉 주기에 대하여는 후술하도록 한다. 회전부는 스텝 모터로 구현하는 것이 바람직하다(S510단계).

변환부(130)는 경통부를 통과하여 수신된 빛을 전기신호로 바꾸게 되는데, CCD나 CMOS 센서가 포함될 수 있으며, 상기 센서들이 출력하는 데이터 즉 프레임 데이터에서 자동노출 및 자동 화이트 밸러스 안정을 위한 적어도 하나 이상의 프레임이 경과한 직후의 한 프레임동안 이미지를 캡쳐하는 것이 바람직하다(S520단계).

저장부(150)는 변환부가 출력하는 캡쳐된 이미지 데이터를 저장하여 필요에 따라 출력하게 되며, 램(RAM)을 비롯한 메모리 소자로 구현할 수 있다.

저장되는 데이터는, 상기 경통부가 회전할때마다 담당하는 화각범위에서 수신된 이미지의 데이터가 된다. 저장부는 상기 일정한 화각범위에서 수신되어 캡쳐된 이미지를 하나의 정지영상만으로 저장하거나 아니면 각 정지영상들을 연속적으로 이어 저장함으로써 동영상 데이터를 형성하면서 저장할 수 있다(S530단계).

도 2를 참조하면, 도 1의 구성을 구체적으로 구현한 예를 볼 수 있다. 빛(210)이 프리즘으로 구성된 광수신부(220)로 입사된 후 굴절되어 렌즈를 구비한 회전 경통부(230)을 통하여 전달된다. 렌즈를 구비한 회전 경통부(240)의 회전은 참조번호 240으로 표현한 회전부가 담당하며, 일정한 주기로 회전하는 스텝 모터로 구현하는 것이 바람직하다. 그리고 이렇게 회전하는 경통부를 통과한 빛은 CCD 또는 CMOS로 이루어지는 센서를 포함하는 변환부(250)에 도달하게 되고 일정한 주기로 캡쳐되어 저장부(150)에 저장된다.

이때 변환부(130)와 렌즈를 구비한 회전 경통부(240)이 같은 속도로 회전(회전하는 모습을 화살표 즉 260으로 표현함)할 수도 있으며, 경통부만 회전하고 변환부(250)는 고정되어 있는 것도 가능하다. 변환부가 고정되는 경우에는 변환부 대신 일반 카메라가 위치할 수 있고, 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

도 3을 참조하면서 경통부를 회전시켜서 이미지를 획득하는 과정을 설명하도록 한다. 도 3을 보면 경통부(310)가 가상으로 6등분되어 각 6개의 블록으로 구분되어 있는 것을 알 수 있다. 굴절형 경통부(310)내 렌즈의 일반 화각이 60도(°)라고 하면, 전방위를 담당하기 위하여는 6회전하면 된다. 즉 한번 회전시에 화각 60도내에 있는 대상들을 포착할 수 있기 때문이며, 여기서 step으로 표기되어 있는 것은 각 회전 단계를 지칭한다.

물론 이는 일반 화각이 60도인 경우를 예로 든 것이며, 만약 화각이 120도이면 6등분이 아닌 3등분이면 될 것이다. 따라서 본 발명에 의한 경통부의 회전 속도는 그 내부에 적용될 렌즈의 화각에 좌우된다.

도 4를 참조하면서 도 3과 같은 화각을 가지는 경통부가 회전하는 경우에 변환부(130)에서 변환하는 방식을 설명하도록 한다.

참조번호 410 내지 430은 변환부(130)내의 센서의 FPS(Frame per second)가 30 PFS인 경우를 예시한 것으로서, 각 사각형내의 숫자중 1은 첫번째 step에서 수 신되는 이미지의 출력, 2는 두번째 step에서 수신되는 이미지의 출력, 이런식으로 진행하다가 6은 6번째 step에서 수신되는 이미지의 출력을 나타낸다.

또, AE와 AWB는 각각 자동 노출(Auto Exposure) 및 자동 화이트밸런스(Automatic White Balance)를 나타낸다. 센서는 수신되는 이미지가 변하는 경우 안정화할 시간이 필요하게 되는데 여기서는 4개의 프레임이 소요되는 경우를 예로 들었다.

참조번호 410이 나타내는 프레임은 첫번째 시간, 시작 시간(t=0)에서의 프레임의 구성을 보여준다. AE 및 AWB 안정화를 위한 4 프레임이 경과한 뒤 5번째 프레임에서 이미지를 캡쳐한다. 6회전을 하므로 이미지를 캡쳐한 직후 step 2로 이동하므로 다시 AE 및 AWB 안정화를 위한 4 프레임이 경과될 필요가 있게 된다. 그 직후 step 2에서 그 방향을 가리키는 화각 60도 내에서의 영상이 캡쳐된다. 보다 구체적으로는 VD(수평신호)를 인터럽트로 하여 Vsync를 체크함으로써 5번째 sync를 차례로 저장하면 된다.

이러한 방식으로 마지막 6번째 영상까지 캡쳐된다. 이로써 30 FPS 센서하에서 최종적으로 1FPS의 캡쳐된 영상(각 영상은 화각 60도 범위내의 영상이 됨)을 얻을 수 있다.

참조번호 420은 그 다음 주기, 즉 1초가 경과한 뒤의 프레임의 구성을 나타내며, 참조번호 430은 그 다음 주기, 즉 다시 1초가 경과한 뒤의 프레임의 구성을 나타낸다. 이러한 방식으로 연속적인 영상이 캡쳐되며 그 결과가 참조번호 440으로 표현된 그룹이된다. 즉 1부터 N초 경과한 경우에 각 시점에서의 영상을 연결하면 440과 같은 프레임이 된다.

이제 다양한 특성의 렌즈에 대하여 적용되는 예를 표를 통하여 서술한다.

표 1은 화각이 120도인 렌즈에서 센서의 프레임 레이트가 30FPS인 경우, 표 2는 화각이 120도인 렌즈에서 센서의 프레임 레이트가 60FPS인 경우, 표 3인 화각이 120도인 렌즈에서 센서의 프레임 레이트가 120FPS인 경우이다.

센서 FPS	30 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	120도
step/cylce	3 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	2 FPS

센서 FPS	60 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	60도
step/cylce	6 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	4 FPS

센서 FPS	120 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	60도
step/cylce	12 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	8 FPS

또한 본 발명은 렌즈가 포함된 경통부 대신에 소형 카메라를 대치하여 응용할 수도 있는데, 그러한 경우의 예를 표 4 내지 표 6에 나타낸다.

센서 FPS	30 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	60도
step/cylce	6 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	1 FPS

센서 FPS	60 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	60도
step/cylce	12 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	2 FPS

센서 FPS	120 FPS
AE 및 AWB 안정화시간	4 프레임
step 간격	60도
step/cylce	24 step/cylce
최종 저장 프레임 레이트	4 FPS

위와 같은 구성과 방법이 적용된 결과를 도 6과 도 7을 참조하면서 살펴본다. 도 6을 보면 마치 카메라가 촬영하고 난 후 그 영상을 보는 것처럼 하나 하나의 정지 영상을 볼 수 있는 것을 표현한 것이다. 참조번호 610과 같이 6방향의 영상이 촬상되므로 저장부(620)에서는 각 방향에 대한 영상을 저장하게 되고, 이를 LCD와 같은 디스플레이 장치(630)를 통하여 영역별로 보여줄 수 있다.

도 7은 정지 영상이 아닌, 동영상인 경우의 예이다. 역시 화각 60도를 가지면서 회전하여(710) 6분할된 부분의 영상들을 저장부(620)에 저장하게 된다. 사용자가 예를 들어 4번 영상을 선택하면 step 4에서 누적적으로 저장된 동영상이 LCD와 같은 디스플레이 장치(630)를 통하여 재생될 수 있다.

도 8은 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 제어 장치 및 그 방법이 실제 사례에 어떻게 적용될 수 있는 가를 보여주는 도면이다. 본 발명에 의한 장치 및 방법이 차량에 탑재(810)되어 차량용 블랙박스의 일환으로 동작하여 사방을 연속적으로 감시할 수 있어 운전자의 운전시 상황을 기록할 수 있어 사고시에 책임 소재를 가릴때 아주 유용하게 이용될 수 있다. 또한 사용자가 후진할때도 이용할 수 있어 사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한 노트북 혹은 데스크탑 혹은 그 밖의 사무실 내 장치에 설치(820)하여 무인 감시도 가능하다.

그리고 방이나 거실 혹은 현관등에 설치(830)하여 보다 완벽한 CCTV의 기능을 수행할 수도 있다.

전술한 실시예들은 본 발명이 적용될 수 있는 촬영장치의 일예로서 디지털 카메라를 중심으로 기술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명이 카메라 기능이 부가된 카메라폰, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player)에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 일 실시예의 외관을 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 경통부가 회전하면서 담당하는 영역을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 영상 처리 장치의 경통부가 회전하면서 영상을 캡쳐하는 방식을 보여주는 도면이다.

도 5는 발명에 의한 영상 처리 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 6은 본 발명에 의한 영상 처리 장치에 의하여 획득한 영상을 버퍼에 저장하고 하나의 정지 영상으로 보여주는 것을 보여주는 도면이다.

도 7은 본 발명에 의한 영상 처리 장치에 의하여 획득한 영상을 버퍼에 저장하고 동영상으로 보여주는 것을 보여주는 도면이다.

도 8은 본 발명에 의한 영상 처리 장치 및 그 방법이 적용되는 예들을 보여주는 도면이다.

Claims

광을 수신하는 광수신부;

상기 광수신부를 통해 수신되는 빛을 전달하는 경통부;

상기 경통부를 일정한 회전속도로 회전시키는 회전부; 및

수신된 빛을 전기적인 영상 이미지로 변환하여 출력하는 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 광수신부는

프리즘으로 구현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 회전속도는 상기 경통부내의 렌즈의 화각 또는 출력되는 영상 이미지의 프레임 속도에 따라 가변적인 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 변환부는

자동노출 및 자동 화이트 밸러스 안정을 위한 적어도 하나 이상의 프레임이 경과한 직후 한 프레임동안 이미지를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 경통부가 회전할때마다 담당하는 화각범위에서 수신된 이미지의 데이터를 상기 화각범위별로 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 저장부는

상기 저장된 이미지의 데이터를 정지 영상 또는 연속된 영상으로 저장하는 영상 처리 장치의 제어 장치.
렌즈를 구비하고 회전이 가능한 경통부를 구비한 영상 처리 장치를 제어하는 방법에 있어서,

상기 경통부를 일정한 회전 주기로 회전시키면서 빛을 수신하는 단계;

상기 수신된 빛을 일정한 주기로 캡쳐하여 전기신호로 변환하는 단계; 및

상기 캡쳐된 이미지를 저장하고 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기

상기 회전 주기는 렌즈의 화각 또는 출력되는 영상 이미지의 프레임 속도에 따라 가변적인 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 전기신호로 변환하는 단계는

자동노출 및 자동 화이트 밸러스 안정을 위한 적어도 하나 이상의 프레임이 경과한 직후 한 프레임동안 이미지를 캡쳐하는 것을 한 주기로 하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 방법.
제7항에 있어서,

상기 경통부가 회전할때마다 담당하는 화각범위에서 수신된 이미지의 데이터를 상기 화각범위별로 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 방법.
제10항에 있어서,

상기 캡쳐된 이미지를 정지 영상 또는 동영상으로 재생하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 제어 방법.