KR20100104194A - 카메라 촬영 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 팬/틸터(Pan/Titler)에 탑재된 카메라 촬영 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어, 사용자의 키 입력에 따라, 마스크(Mask)를 생성하여 카메라 영상에 중첩한 후, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하고, 상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 디지털 줌(Digital Zoom)으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩함과 아울러, 상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬(Pan), 틸트(Tilt), 줌(Zoom) 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어함으로써, 카메라 영상 내의 특정 피사체를 디지털 줌으로 확대하여 용이하게 확인할 수 있게 되며, 또한 상기 특정 피사체를 기준으로, 카메라의 촬영 상태를 용이하게 자동 변경시킬 수 있게 되므로, 감시 성능과 사용자 편리성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

카메라, 팬/틸터, 마스크, 디지털 줌, PTZ 자동 제어

Description

카메라 촬영 제어장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling camera photographing}

본 발명은, 예를 들어, 팬/틸터(Pan/Titler)에 탑재된 카메라 촬영 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은, 일반적인 감시용 카메라 시스템에 대한 실시예를 도시한 것으로, 예를 들어, 상기 감시용 카메라 시스템에는, 줌 카메라(100), 팬/틸터(300), 디지털 비디오 레코더(500), 컨트롤 디바이스(700) 등이 연결 사용된다.

한편, 상기 줌 카메라(100)는, 상기 팬/틸터(300)에 탑재되고, 상기 줌 카메라(100)에 의해 촬영된 카메라 영상은, 상기 디지털 비디오 레코더(500)로 전송되어, 모니터 화면에 표시되거나, 또는 하드디스크(HDD) 등과 같은 스토리지에 저장된다.

또한, 상기 팬/틸터(300)는, 상기 디지털 비디오 레코더(500), 또는 상기 컨트롤 디바이스(700)와 연결 접속됨과 아울러, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 줌 카메라(100)의 촬영 각도를 수평 방향으로 이동시키는 팬(Pan) 동작을 수행하거나, 수직 방향으로 이동시키는 틸트(Tilt) 동작을 수행하게 된다.

이에 따라, 사용자는, 상기 디지털 비디오 레코더(500), 또는 상기 컨트롤 디바이스(700) 등에 구비된 키 버튼(Key Button) 또는 조이스틱(Joystick) 등을 조작하여, 카메라의 촬영 각도를 원하는 임의의 각도로 변경시킬 수 있게 되며, 또한, 상기 줌 카메라의 줌(Zoom) 배율을 임의로 가변 조정할 수 있게 된다.

그러나 상기 카메라 영상 내의 일부분에 표시된 특정 피사체를 자세히 확인하고자 하는 경우, 사용자는, 상기 줌 카메라의 줌 배율과, 상기 팬/틸터의 팬 각도와 틸트 각도 등을 일일이 조정해야 하기 때문에, 상기 특정 피사체를 확인하는 데 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 특정 피사체를 확인한 후, 이전의 촬영 상태로 다시 복원하기 위해서는, 사용자가, 상기 줌 카메라의 줌 배율과, 상기 팬/틸터의 팬 각도와 틸트 각도 등을 일일이 다시 조정해야 하기 때문에, 사용상의 불편함은 물론, 그에 따른 시간 소요로 인해 감시 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 예를 들어, 마스크(Mask)와 디지털 줌(Digital Zoom)을 이용하여, 카메라 영상 내의 일부분에 표시된 특정 피사체를, 보다 신속하게 확인할 수 있도록 함과 아울러, 상기 특정 피사체를 기준으로, 팬/틸트/줌(PTZ) 동작이 자동으로 수행될 수 있도록 하기 위한 카메라 촬영 제어장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 촬영 제어방법은, 마스크를 생성하여 카메라 영상에 중첩한 후, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 1단계; 상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 2단계; 상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 1단계는, 일정 간격을 나타내는 그리드(Grid)와 함께 마스크를 생성하여, 카메라 영상에 중첩한 후, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 2단계는, 상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 사용자의 키 입력에 따라 임의로 확대되는 마스크의 사이즈에 대응되도록, 상기 부분 영상을 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 3단계는, 상기 캡처된 부분 영상의 오리지널 중심 좌표와, 상기 카메라 영상의 중심 좌표가 일치하도록, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 3단계는, 상기 디지털 줌을 해제함과 아울러, 상기 확대된 부분 영상의 피사체가 동일한 크기의 영상으로 계속 촬영되도록, 광학 줌 동작을 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 카메라 촬영 제어장치는, 카메라 영상을 신호 처리하기 위한 카메라 신호 처리수단; 상기 카메라 영상에 중첩되는 마스크를 생성하기 위한 마스크 생성수단; 상기 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처하여 확대하기 위한 디지털 줌 처리수단; 상기 마스크와 부분 영상을, 카메라 영상에 중첩하기 위한 중첩수단; 상기 각 수단들을 동작 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되되, 상기 제어수단은, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 상기 마스크 생성수단을 동작 제어하여, 일정 간격을 나타내는 그리드(Grid)와 함께 마스크를 생성한 후, 카메라 영상에 중첩하고, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 상기 디지털 줌 처리수단을 동작 제어하여, 상기 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처하고, 사용자의 키 입력에 따라, 임의로 확대되는 마스크의 사이즈에 대응되도록, 상기 부분 영상을 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 상기 캡처된 부분 영상의 오리지널 중심 좌표와, 상 기 카메라 영상의 중심 좌표가 일치하도록, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 상기 디지털 줌을 해제시킴과 아울러, 상기 확대된 부분 영상의 피사체가 동일한 크기의 영상으로 계속 촬영되도록, 광학 줌 동작을 자동으로 수행시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카메라 촬영 제어장치 및 방법은, 예를 들어, 사용자의 키 입력에 따라, 마스크(Mask)를 생성하여 카메라 영상에 중첩한 후, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하고, 상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 디지털 줌(Digital Zoom)으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩함과 아울러, 상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬(Pan), 틸트(Tilt), 줌(Zoom) 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어함으로써, 카메라 영상 내의 특정 피사체를 디지털 줌으로 확대하여 용이하게 확인할 수 있게 되며, 또한 상기 특정 피사체를 기준으로, 카메라의 촬영 상태를 용이하게 자동 변경시킬 수 있게 되므로, 감시 성능과 사용자 편리성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 카메라 촬영 제어장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 카메라 촬영 제어장치 및 방법은, 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 팬/틸터(300)에 탑재된 줌 카메라(100)에 적용되는 것으로, 상기 줌 카메라(100)에는, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 줌 렌즈(10), 포커스 렌즈(11), 아이리스(12), 씨씨디(13), 자동이득조절부(14), 디지털 신호 처리부(15), 디지털 줌 처리부(16), 합성부(17), 인터페이스부(18), 줌 모터(19), 포커스 모터(20), 아이리스 모터(21), 모터 드라이버(22), 씨씨디 드라이버(23), 마이컴(24), 그리고 마스크 생성부(25) 등이 포함 구성된다.

또한, 상기 팬/틸터(300)에는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 팬 모터(30), 틸트 모터(31), 팬/틸트 드라이버(32), 팬 검출 센서(33), 틸트 검출 센서(34), 컨트롤러(35), 메모리(36), 그리고 인터페이스부(37) 등이 포함 구성된다.

그리고, 상기 팬/틸터(300)의 인터페이스부(37)는, 상기 줌 카메라(100)와 연결 접속됨과 아울러, 디지털 비디오 레코더(500) 또는 컨트롤 디바이스(700)와 연결 접속되어, 사용자의 키 입력을 수신하게 되는 데, 예를 들어, 상기 컨트롤 디바이스(700)를 통해 입력되는 사용자의 키 입력에 따라, 카메라 촬영 제어 동작을 수행하는 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는, 본 발명에 따른 카메라 촬영 제어 방법에 대한 실시예의 동작 흐름도를 도시한 것으로, 상기 줌 카메라의 마이컴(24)에서는, 사용자의 키 입력에 따라, 부분 영상 확대 모드를 설정하게 된다(S10).

예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 카메라 영상 내에 피사체 A와 피사체 B가 포함 표시됨과 아울러, 피사체 C의 일부분이 표시되는 상태에서, 사용자가, 상 기 컨트롤 디바이스(700)에 구비된 특정 키 버튼(예: 부분영상 확대모드 설정 키)을 입력하게 되면, 상기 줌 카메라의 마이컴(24)에서는, 상기 마스크 생성부(25)를 동작 제어하게 된다.

그리고, 상기 마스크 생성부(25)에서는, 사전에 설정된 소정 크기의 마스크(Mask)를 생성한 후, 상기 합성부(17)로 출력하여, 상기 디지털 신호 처리부(15)에서 신호 처리된 카메라 영상에, 상기 마스크가 중첩되도록 한다(S11).

한편, 상기 마스크는, 사용자가 용이하게 식별할 수 있는 고유 색상 및 형상, 예를 들어, 적색(Red)의 사각형 형상으로 생성된 후, 카메라 영상의 중앙에 중첩 표시되고, 상기 마스크 생성부(25)에서는, 일정 간격을 나타내는 그리드(Grid)를 생성하여, 상기 마스크와 함께, 카메라 영상에 중첩 표시하게 된다.

또한, 상기 마이컴(24)에서는, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크 생성부(25)를 동작 제어하여, 상기 카메라 영상의 중앙에 중첩 표시된 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하게 된다(S12).

예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크의 위치를, 카메라 영상 내의 피사체 B에 중첩되는 위치로 이동시키고, 이후, 상기 피사체 B에 중첩되는 마스크의 사이즈를 확대 변경시키게 된다.

그리고, 상기 마이컴(24)에서는, 상기와 같이 마스크의 위치와 사이즈가 이동 및 확대 변경된 상태에서, 부분 영상 선택을 요청하는 사용자 키가 입력되면(S13), 상기 디지털 줌 처리부(16)를 동작 제어하여, 상기 마스크에 대응되는 분 영상을 캡처하게 된다(S14).

예를 들어, 상기 디지털 줌 처리부(16)에서는, 상기 마스크의 사각형 꼭지점에 대응되는 픽셀(Pixel) 좌표 값을 확인한 후, 그 픽셀 좌표 값들에 해당하는 부분 영상을, 카메라 영상 내에서 추출 및 캡처하게 되는 데, 상기 픽셀 좌표 값 대신, 상기 마스크와 함께 표시된 그리드(Grid) 좌표 값을 이용하여, 상기 마스크에 대응되는 부분 영상을, 카메라 영상 내에서 추출 및 캡처할 수도 있다.

한편, 상기 마이컴(24)에서는, 상기와 같이 마스크에 대응되는 부분 영상이 캡처된 상태에서, 사용자의 키 입력에 따라, 디지털 줌 업(Digital Zoom Up) 동작을 수행하게 되는 데(S15), 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 사용자에 의해 마스크의 크기가 확대되는 경우, 상기 확대된 마스크의 사이즈와, 상기 확대되기 이전의 마스크 사이즈를 비교하여, 디지털 줌 배율(예: x 2)을 산출하게 된다.

그리고, 상기 산출된 디지털 줌 배율에 상응하는 제어 신호를, 상기 디지털 줌 처리부(16)로 출력하게 되고, 상기 디지털 줌 처리부(16)에서는, 상기 디지털 줌 배율에 상응하여, 상기 캡처된 부분 영상을 확대하게 된다(S16).

한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 디지털 줌으로 확대된 부분 영상은, 상기 합성부(17)로 출력되어, 카메라 영상에 중첩되는 데, 상기 확대된 부분 영상이 중첩된 카메라 영상에는, 피사체 A와 피사체 C가 원래의 상태로 계속 표시되므로, 카메라 영상에 표시된 피사체 A, B, C 중 사용자가 원하는 피사체 B만을, 마스크와 디지털 줌 동작을 이용하여 신속하게 확대할 수 있게 된다.

또한, 상기 마이컴(24)에서는, 사용자의 키 입력에 따라, 팬/틸트/줌(PTZ) 자동 제어가 선택되는 경우(S16), 상기 피사체 B를 기준으로 하여, 팬, 틸트, 줌 동작 중 어느 하나 이상의 동작을 자동으로 제어하게 된다.

예를 들어, 상기 마이컴(24)에서는, 팬/틸트/줌 자동 제어가 선택되면, 도 7에 도시한 바와 같이, 디지털 줌 동작을 수행하기 이전에, 마스크에 의해 캡처된 부분 영상의 오리지널 중심 좌표 값(X',Y')을 검출한 후(S17), 그 중심 좌표 값(X',Y')이, 카메라 영상의 중심 좌표 값(X,Y)에 일치하도록, 팬/틸트/줌 동작을 자동 제어하게 된다(S18).

만일, 도 8에 도시한 바와 같이, 디지털 줌 동작으로 인해 확대된 부분 영상의 중심 좌표 값(X",Y")이, 카메라 영상의 중심 좌표 값(X,Y)에 일치하도록, 팬/틸트/줌 동작을 자동 제어하게 되면, 팬/틸트 조정 각도가 상대적으로 작아지게 되므로, 피사체 B가 카메라 영상의 중심에서 벗어나게 된다.

따라서 상기 마이컴(24)에서는, 디지털 줌 동작을 수행하기 이전에 캡처된 부분 영상의 중심 좌표 값(X',Y')과, 카메라 영상의 중심 좌표 값(X,Y)을 비교하여, 그 좌표 값들간의 차이 값 만큼에 해당하는 팬/틸트 제어 신호를 생성한 후, 상기 팬/틸터(300)로 전송하여, 그에 상응하는 팬/틸트 동작이 자동으로 수행되도록 한다.

또한, 상기 마이컴(24)에서는, 디지털 줌 동작을 자동으로 해제하게 되는 데, 예를 들어, 사용자의 키 입력에 따라, 또는 사전에 설정된 PTZ 자동 제어 조건에 따라, 상기 피사체 B의 크기가, 디지털 줌에 의해 확대된 크기만큼 확대되도록, 광학 줌(Optical Zoom) 배율을 증가시킬 수 있는 데, 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 팬/틸트 동작과 광학 줌 동작에 의해 이동 및 확대된 피사체 B가, 카메라 영 상의 중앙에 표시된다.

참고로, 상기와 같은 일련의 동작은, 컨트롤 디바이스로부터 수신되는 키 입력, 또는 디지털 비디오 레코더로부터 수신되는 키 입력, 또는 줌 카메라에 구비된 키 버튼을 통해 수신되는 키 입력에 의해 순차적으로 수행될 수 있다.

또한, 상기 팬/틸트/줌 자동 제어가 선택되는 경우, 디지털 줌 동작을 해제함과 아울러, 팬/틸트 제어 동작을 수행하되, 광학 줌 동작을 생략할 수 있는 데, 이는 사전에 설정된 PTZ 자동 제어 조건 또는 사용자의 키 입력에 따라 선택적으로 수행될 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 감시용 카메라 시스템에 대한 실시예를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명이 적용되는 카메라에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,

도 3은 본 발명이 적용되는 팬/틸터에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 카메라 촬영 제어 방법에 대한 실시예의 동작 흐름도를 도시한 것이고,

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 카메라 촬영 제어 과정에 대한 실시예들을 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 카메라 300 : 팬/틸터

500 : 디지털 비디오 레코더 700 : 컨트롤 디바이스

10 : 줌 렌즈 11 : 포커스 렌즈

12 : 아이리스 13 : 씨씨디

14 : 자동이득조절부 15 : 디지털 신호 처리부

16 : 디지털 줌 처리부 17 : 합성부

18 : 인터페이스부 19 : 줌 모터

20 : 포커스 모터 21 : 아이리스 모터

22 : 모터 드라이버 23 : 씨씨디 드라이버

24 : 마이컴 25 : 마스크 생성부

30 : 팬 모터 31 : 틸트 모터

32 : 팬/틸트 드라이버 33 : 팬 검출 센서

34 : 틸트 검출 센서 35 : 컨트롤러

36 : 메모리 37 : 인터페이스부

Claims (10)

1. 마스크를 생성하여 카메라 영상에 중첩한 후, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 1단계;

   상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 2단계; 및

   상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 1단계는, 일정 간격을 나타내는 그리드(Grid)와 함께 마스크를 생성하여, 카메라 영상에 중첩한 후, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 2단계는, 상기 변경된 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처한 후, 사용자의 키 입력에 따라 임의로 확대되는 마스크의 사이즈에 대응되도록, 상기 부분 영상을 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 3단계는, 상기 캡처된 부분 영상의 오리지널 중심 좌표와, 상기 카메라 영상의 중심 좌표가 일치하도록, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 3단계는, 상기 디지털 줌을 해제함과 아울러, 상기 확대된 부분 영상의 피사체가 동일한 크기의 영상으로 계속 촬영되도록, 광학 줌 동작을 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어방법.
6. 카메라 영상을 신호 처리하기 위한 카메라 신호 처리수단;

   상기 카메라 영상에 중첩되는 마스크를 생성하기 위한 마스크 생성수단;

   상기 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처하여 확대하기 위한 디지털 줌 처리수단;

   상기 마스크와 부분 영상을, 카메라 영상에 중첩하기 위한 중첩수단; 및

   상기 각 수단들을 동작 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되되,

   상기 제어수단은, 사용자의 키 입력에 따라, 상기 캡처된 부분 영상의 중심 좌표를 기준으로, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 마스크 생성수단을 동작 제어하여, 일정 간격을 나타내는 그리드(Grid)와 함께 마스크를 생성한 후, 카메라 영상에 중첩하고,

   사용자의 키 입력에 따라, 상기 마스크의 위치 및 사이즈를 변경하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 디지털 줌 처리수단을 동작 제어하여, 상기 마스크에 대응되는 부분 영상을 캡처하고,

   사용자의 키 입력에 따라 임의로 확대되는 마스크의 사이즈에 대응되도록, 상기 부분 영상을 디지털 줌으로 확대하여, 상기 카메라 영상에 중첩하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어장치.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 캡처된 부분 영상의 오리지널 중심 좌표와, 상기 카메라 영상의 중심 좌표가 일치하도록, 팬, 틸트, 줌 동작 중 적어도 하나 이상의 동작을 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제어수단은, 상기 디지털 줌을 해제시킴과 아울러, 상기 확대된 부분 영상의 피사체가 동일한 크기의 영상으로 계속 촬영되도록, 광학 줌 동작을 자동으로 수행시키는 것을 특징으로 하는 카메라 촬영 제어장치.

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