KR20140117808A - Device and method for calibrating image distortion of all around survillance camera - Google Patents

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KR20140117808A
KR20140117808A KR1020130032513A KR20130032513A KR20140117808A KR 20140117808 A KR20140117808 A KR 20140117808A KR 1020130032513 A KR1020130032513 A KR 1020130032513A KR 20130032513 A KR20130032513 A KR 20130032513A KR 20140117808 A KR20140117808 A KR 20140117808A
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김병철
조길형
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정우하이테크 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for correcting image distortion of a surveillance camera. More specifically, the device and the method are capable of correcting image distortion of a photographed image through distortion correction based on a distortion coefficient of a lens, distortion correction by parameter adjustment, and distortion correction based on planarization image processing. The device for correcting image distortion of a surveillance camera according to the present invention comprises: a photographing unit to receive an image by a wide-angle lens, and to photograph an omnidirectional image to be outputted as picture data; an image processing unit to extract a distortion coefficient for distortion of the image generated by the wide-angle lens, extract the outer most line of a camera module based on the photographed image, select a planarization area from the image-distorted picture data, set the selected area as an interest area, determine a center coordinate value and a focal distance for an image area based on the outer most line of the extracted image area, determine a parameter for correcting distortion, overlap the interest area with the image for cropping processing, and unwrapping-process a distant image curved by cropping, to convert into a planarization image; and a distortion correcting unit to correct the image distortion by the extracted distortion coefficient, adjust the center coordinate value and the focal distance to calculate an optimum parameter, correct image distortion, and restore to an original image through an image calibration process by the unwrapping-processing after the unwrapping-processing process.

Description

감시카메라의 영상 왜곡 보정장치 및 왜곡 보정방법{DEVICE AND METHOD FOR CALIBRATING IMAGE DISTORTION OF ALL AROUND SURVILLANCE CAMERA}Technical Field [0001] The present invention relates to an image distortion correction apparatus and a distortion correction method for a surveillance camera,

본 발명은 감시카메라의 영상 왜곡 보정장치 및 왜곡 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈의 왜곡계수에 근거한 왜곡 보정, 파라미터 조정에 의한 왜곡 보정 및 평면화 이미지에 대한 처리에 근거한 왜곡 보정을 통해 촬상된 영상의 이미지 왜곡을 보정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image distortion correction apparatus and a distortion correction method of a surveillance camera, and more particularly to a distortion correction method and a distortion correction method, And more particularly, to an apparatus and method for correcting image distortion of an image.

카메라를 이용한 응용분야는 산업 전반에 걸쳐 다양하며 그 응용분야는 점점 방대해지고 있다. 예컨대, 조립라인의 로봇 제어, 상품의 품질 검사, 의료분야의 진단, 보안 시스템, 영상 시스템의 인식 등 카메라는 사람의 눈을 대신하여 산업계의 자동화에 활용되고 있는 추세이다.The application fields using cameras are various across the industry and their application fields are becoming more and more widespread. For example, cameras are being used for automation in industry instead of human eyes, such as robot control of an assembly line, product quality inspection, medical diagnosis, security system, and image system recognition.

일반적으로 대상체에 대한 정밀도 높은 영상을 얻으려 할 경우에는 협각의 렌즈를 카메라의 앞 부분에 장치하여 사용하고, 대상체의 크기가 커서 넓은 영역을 관찰하여야 할 경우에는 광각 렌즈(wide-angle lens)를 장치하여 사용한다. In general, if you want to obtain a high-precision image of a subject, use a narrow-angle lens at the front of the camera. If you need to observe a wide area with a large subject, use a wide-angle lens Device.

광각 렌즈를 사용하는 경우, 넓은 시야를 확보할 수 있다는 장점을 가지는 반면, 렌즈의 중심부분은 해상도가 높고 렌즈의 외각부분으로 갈수록 점차 해상도가 떨어지는 단점이 있다.When a wide angle lens is used, it has a merit that a wide field of view can be secured. On the other hand, the central portion of the lens has a high resolution and the resolution gradually decreases toward the outer portion of the lens.

또한, 광각 렌즈는 외각부분의 해상도 저하와 함께 외각부분으로 갈수록 영상이 휘어지는 왜곡, 즉 방사 왜곡(radial distortion)이 두드러진다. 이러한 방사 왜곡은 해상도 저하의 주요 요인이기도 하다.In addition, with the wide-angle lens, the distortion of the image, that is, the radial distortion is remarkable as the resolution of the outer portion decreases. This radial distortion is also a major factor in resolution degradation.

대한민국 공개특허공보 10-2006-0041116에는 왜곡 영상 보정 장치 및 방법 및 이를 이용하는 영상디스플레이 시스템이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0041116 discloses an apparatus and method for compensating for a distorted image and an image display system using the apparatus.

대한민국 공개특허공보 10-2006-0041116에 개시된 왜곡 영상 보정 장치는, 어안 렌즈를 통해 180도 이상의 화각을 가지는 3차원의 영상을 2차원의 보정전 이미지로 획득하는 카메라; 상기 어안렌즈의 파라메터를 획득하여 저장하고, 디스플레이 시점을 반영하는 상기 보정전 이미지의 특정 좌표를 저장하는 왜곡 계수 획득부; 사용자가 새로운 디스플레이 시점을 선택하면, 디스플레이 시점을 반영하는 상기 보정전 이미지의 특정 좌표를 획득하여 상기 왜곡 계수 획득부에 제공하는 사용자 인터페이스부; 상기 보정전 이미지를 입력받으면, 상기 어안 렌즈의 파라메터를 통해 임의의 구상을 생성하고, 상기 보정전 이미지를 상기 생성된 구상에 대해 구면 기하 및 사영 기하하여 실시간 보정하고, 상기 디스플레이 시점을 반영하는 보정후 이미지를 획득하는 영상 보정부; 및 보정전 이미지와 보정후 이미지를 별도의 영역에 분리하여 저장하는 이미지 버퍼를 구비하는 것을 개시하고 있다.Korean Patent Application Publication No. 10-2006-0041116 discloses a distortion image correcting apparatus comprising: a camera for obtaining a three-dimensional image having a view angle of 180 degrees or more through a fish-eye lens as a two-dimensional pre-correction image; A distortion coefficient acquiring unit for acquiring and storing the parameters of the fish-eye lens, and storing specific coordinates of the pre-correction image reflecting the display time; A user interface unit for acquiring specific coordinates of the pre-correction image reflecting the display time and providing the specific coordinates to the distortion coefficient obtaining unit when the user selects a new display time point; And a correction unit configured to correct the spherical aberration and the spherical aberration of the spherical aberration correcting unit to correct the spherical aberration and the spherical aberration of the spherical aberration correction unit, An image correcting unit for obtaining a posterior image; And an image buffer that separately stores the pre-correction image and the post-correction image in separate areas.

하지만, 감시카메라의 영상은 렌즈에 의한 영상 왜곡 뿐만 아니라 각종 파라미터에 의한 영상 왜곡 및 곡면 이미지를 평면 이미지로 변환하는 과정에서 발생되는 영상 왜곡 등 다양한 요소가 내재된다. 따라서, 대한민국 공개특허공보 10-2006-0041116에 개시된 바와 같이 렌즈의 왜곡 계수에 의한 영상 왜곡 보정 방법에는 한계가 있기 마련이다.
However, the image of the surveillance camera includes not only the image distortion caused by the lens but also various factors such as image distortion due to various parameters and image distortion generated in the process of converting the curved surface image into the plane image. Therefore, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0041116, there is a limit to the image distortion correction method by the distortion coefficient of the lens.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0041116호Korean Patent Publication No. 10-2006-0041116

본 발명이 해결하려는 과제는, 촬영된 영상의 왜곡을 보정하기 위해 렌즈의 왜곡계수, 촬영 영상의 왜곡 보정을 위한 파라미터 조정 및 평면화 이미지 변환에 따른 왜곡을 동시에 보정함으로써 최적의 영상을 출력시킬 수 있는 감시카메라의 영상 왜곡 보정장치 및 왜곡 보정방법을 제공하고자 한다.
An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method capable of simultaneously outputting an optimal image by correcting a distortion coefficient of a lens, a parameter adjustment for correcting distortion of a photographed image, An image distortion correction apparatus and a distortion correction method of a surveillance camera.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정장치는, 광각 렌즈로 영상을 받아들이고, 전방향 영상을 촬상하여 화상데이터로 출력시키는 촬상부와; 상기 광각 렌즈에 의해 발생한 영상의 왜곡에 대한 왜곡 계수를 추출하고, 상기 촬상된 영상에 기초하여 카메라 모듈의 최외곽선을 추출하며, 영상왜곡된 화상데이터중 평면화 영역을 선택하고 그 선택한 영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 추출된 영상 영역의 최외곽선에 기초하여 영상 영역에 대한 중심 좌표값 및 촛점 거리를 결정하여 왜곡 보정을 위한 파라미터를 결정하며, 상기 관심영역을 이미지에 오버랩하여 크롭핑처리하고 크롭핑에 의해 곡면화된 원거리 이미지를 언랩핑처리하여 평면이미지로 변환시키는 영상처리부와; 상기 추출된 왜곡 계수에 의한 영상 왜곡을 보정하고, 상기 중심 좌표값 및 촛점 거리를 조정하여 최적의 파라미터를 산정하여 영상 왜곡을 보정하며, 상기 언랩핑처리과정후에 언램핑처리에 의해 이미지 캘리브레이션 과정을 거쳐 원래의 영상으로 복원하는 왜곡 보정부;를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for correcting an image distortion of a surveillance camera, comprising: an imaging unit that receives an image with a wide-angle lens, captures an omnidirectional image and outputs the image data; And extracting an outline of the camera module based on the captured image, selecting a flattened area among the image distorted image data, and selecting the selected area as a region of interest Determines a parameter for distortion correction by determining a center coordinate value and a focal distance of the image region based on the outline of the extracted image region, overlaps the region of interest with an image, crops the image, An image processor for converting an image of a long distance curved by ping into a plane image by unwrapping the far image; Correcting the image distortion due to the extracted distortion coefficient, correcting the image distortion by calculating the optimal parameter by adjusting the center coordinate value and the focal length, and performing the image calibration process by the unlamping process after the unlapping process And a distortion correcting unit for reconstructing the original image.

또한, 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정방법은, 광각 렌즈로 영상을 받아들이고, 전방향 영상을 촬상하여 화상데이터로 출력시키는 영상촬상단계; 상기 광각 렌즈에 의해 발생한 영상의 왜곡에 대한 왜곡 계수를 추출하고, 상기 촬상된 영상에 기초하여 카메라 모듈의 하우징 영역과 영상 영역을 구분하여 영상 영역의 최외곽선을 추출하며, 영상왜곡된 화상데이터중 평면화 영역을 선택하고 그 선택한 영역을 관심영역으로 설정하는 왜곡 보정전 설정단계; 상기 추출된 영상 영역의 최외곽선에 기초하여 영상 영역에 대한 중심 좌표값을 결정하며, 상기 관심영역을 이미지에 오버랩하여 크롭핑처리하고 크롭핑에 의해 곡면화된 원거리 이미지를 언랩핑처리하여 평면이미지로 변환시키는 왜곡 보정단계; 상기 추출된 왜곡 계수에 의한 왜곡을 보정하고, 상기 영상에 대해 촛점 거리값을 변화시키면서 상기 중심 좌표값을 이용하여 보정 영상을 획득하고 각각의 보정 영상에 나타나는 직선들에 기초하여 촛점 거리를 결정하며, 상기 언랩핑처리과정 후에 평면이미지를 이미지 캘리브레이션 과정을 거쳐 원래의 영상으로 복원하는 왜곡 보정 완료단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of correcting image distortion of a surveillance camera, comprising: capturing an image with a wide-angle lens, capturing an omnidirectional image and outputting the image data as image data; Angle lens, extracts a distortion coefficient for distortion of the image generated by the wide-angle lens, extracts the outline of the image area by dividing the housing area and the image area of the camera module based on the sensed image, A distortion correction pre-setting step of selecting a flattened area and setting the selected area as a region of interest; Determining a center coordinate value for the image region based on the outline of the extracted image region, overlapping and overlapping the region of interest on the image, and unwrapping the far-field image, which is curved by the cropping, To a distortion correction step Correcting the distortion caused by the extracted distortion coefficients, obtaining a corrected image using the center coordinate value while changing a focal length value of the image, and determining a focal distance based on straight lines appearing in the respective corrected images And a distortion correction ending step of restoring a plane image to an original image through an image calibration process after the unwrapping process.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 촬영된 영상의 왜곡을 보정하기 위해 렌즈의 왜곡계수, 촬영 영상의 왜곡 보정을 위한 파라미터 조정 및 평면화 이미지 변환에 따른 왜곡을 동시에 보정함으로써 최적의 영상을 출력시킬 수 있는 감시카메라의 영상 왜곡 보정장치 및 왜곡 보정방법을 제공할 수 있게 된다.
According to the configuration of the present invention described above, in order to correct the distortion of the photographed image, it is possible to simultaneously correct the distortion coefficient of the lens, the parameter adjustment for distortion correction of the photographed image, It is possible to provide an image distortion correction apparatus and a distortion correction method of a surveillance camera.

도 1은 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정 방법을 구현하기 위한 감시카메라의 내부 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정 방법의 순서도이다.
FIG. 1 is a block diagram of an internal block of a surveillance camera for implementing a method of correcting image distortion of a surveillance camera according to the present invention.
2 is a flowchart of a method for correcting image distortion of a surveillance camera according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정 방법 및 작용효과를 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정 방법을 구현하기 위한 감시카메라의 내부 블록 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of an internal block of a surveillance camera for implementing a method of correcting image distortion of a surveillance camera according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 감시카메라 시스템은 촬상부(100), 영상 처리부(200), 왜곡 보정부(300) 및 모니터(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a surveillance camera system according to the present invention includes an imaging unit 100, an image processing unit 200, a distortion correction unit 300, and a monitor 400.

촬상부(100)는 광각렌즈를 포함하며, 입사된 영상은 이미지 센서를 통해 전기신호 이미지로서 감지되며, 영상 처리부(200)는 이러한 전기신호 이미지에 대한 보정을 하게 된다. The image sensing unit 100 includes a wide angle lens, and the incident image is sensed as an electrical signal image through an image sensor, and the image processing unit 200 corrects the electrical signal image.

영상 처리부(200)는 촬상부(100)를 통해 입사된 영상을 처리하는 프로세서로, 광각 렌즈에 의해 발생하는 방사 왜곡의 보정, 촬상된 영역을 파라미터 조정에 의한 왜곡 보정 및 관심영역을 선정하여 크롬핑과 언랩핑을 실행시켜 촬상된 영역을 보정하기 위한 프로세서이다.The image processing unit 200 is a processor that processes an image input through the imaging unit 100. The processor 200 corrects radial distortion generated by the wide-angle lens, corrects distortion of the captured area by parameter adjustment, And performing a ping and unwrapping to correct the captured area.

영상 처리부(200)는 왜곡계수 추출부(210), 파라미터 조정부(220) 및 평면이미지 변환부(230)를 포함한다.The image processing unit 200 includes a distortion coefficient extracting unit 210, a parameter adjusting unit 220, and a plane image transforming unit 230.

왜곡계수 추출부(210)는 광각 렌즈에 의해 발생하는 영상 왜곡에 대한 왜곡 계수를 추출하여 이후 왜곡 보정부(300)로 하여금 추출된 왜곡 계수를 이용하여 역방향 맵핑 방법을 통해 영상을 보정하도록 한다.The distortion coefficient extracting unit 210 extracts a distortion coefficient for image distortion generated by the wide-angle lens, and then causes the distortion correction unit 300 to correct the image through the backward mapping method using the extracted distortion coefficient.

파리미터 조정부(220)는 촬영된 영상의 최외각선을 추출하고 이에 대한 중심 좌표값을 결정하여 중심 좌표값을 이용하여 보정 영상을 획득하고, 보정된 영상으로부터 촛점 거리를 결정하여 중심 좌표값과 촛점 거리의 파라미터를 효율적으로 조정함으로써 왜곡된 영상을 보정하게 되며, 최외각선 추출부(221) 및 중심좌표/촛점거리 결정부(222)를 포함한다.The parameter adjusting unit 220 extracts an outermost line of the photographed image, determines a center coordinate value therefor, obtains a corrected image using the center coordinate value, determines a focal distance from the corrected image, And includes an outermost line extracting unit 221 and a center coordinate / focal length determining unit 222.

평면이미지 변환부(230)는 촬영된 영상을 관심영역으로 맵핑하고 이를 크롬핑과정과 언랩핑 과정을 통해 왜곡된 영상을 보정하도록 하며, 크롬핑부(231)와 언랩핑부(232)를 포함한다.The planar image transform unit 230 maps the photographed image to a region of interest and corrects the distorted image through a chroming process and an unwrapping process, and includes a chroming unit 231 and an unwrapping unit 232 .

왜곡 보정부(300)는 왜곡계수 추출부(210), 파라미터 조정부(220) 및 평면이미지 변환부(230)를 통해 얻은 데이터를 이용하여 왜곡된 영상을 보정하는 프로세서이다.The distortion correction unit 300 is a processor for correcting a distorted image using data obtained through the distortion coefficient extraction unit 210, the parameter adjustment unit 220, and the planar image conversion unit 230.

모니터(400)는 영상 처리부(200) 및 왜곡 보정부(300)를 통해 처리된 영상을 디스플레이하는 장치로 LCD, CRT 모니터 등이 될 수 있다.The monitor 400 is an apparatus for displaying an image processed through the image processor 200 and the distortion correction unit 300, and may be an LCD, a CRT monitor, or the like.

도 2는 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a method for correcting image distortion of a surveillance camera according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감시카메라의 영상 왜곡 보정방법은 광각 렌즈의 왜곡 계수값을 추출하여 이를 이용하여 영상을 보정하는 방법(S211), 획득된 영상의 파라미터를 조정하여 영상을 보정하는 방법(S212) 및 평면이미지 변환에 의한 영상 보정방법(S213)이 동시에 적용된다.As shown in FIG. 2, the image distortion correction method of the surveillance camera according to the present invention includes a method of extracting a distortion coefficient value of a wide-angle lens and correcting the image using the extracted distortion coefficient value (S211) (S212) and an image correction method (S213) by plane image conversion are simultaneously applied.

먼저, 광각 렌즈를 구비하는 카메라 모듈에 의해 획득하고자 하는 영상을 적어도 하나 이상 촬영하여 획득한다(S214). First, at least one image to be acquired by the camera module having the wide-angle lens is captured and acquired (S214).

본 실시예에의 왜곡 계수 추출부(210)는 왜곡 계수를 구하기 위한 렌즈 왜곡 식으로 다음 [수학식 1]를 이용할 수 있다(S215).The distortion coefficient extracting unit 210 in this embodiment can use the following formula (1) as a lens distortion equation for obtaining a distortion coefficient (S215).

Figure pat00001
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여기서, R 및 R0는 보정 영상 및 왜곡 영상의 중심으로부터의 좌표거리이고, Rd는 왜곡 영상의 중심으로부터의 최외각까지의 최대 좌표거리이며, k는 왜곡계수이고 a는 2 이상의 상수이다.Here, R and R 0 are coordinate distances from the center of the corrected image and the distorted image, R d is the maximum coordinate distance from the center of the distorted image to the outermost edge, k is a distortion coefficient, and a is a constant of 2 or more.

렌즈 왜곡식은 정교한 왜곡 보정을 위해 다수의 왜곡계수가 포함된 고차항으로 정의할 수도 있고(이 경우 측정될 왜곡계수의 증가로 인한 수치연산의 오류가 발생할 수 있음), 하나의 왜곡 계수만을 이용하여 렌즈왜곡을 측정할 수 있으며 방사 왜곡의 경우 하나의 왜곡계수만으로도 충분히 모델링될 수 있다(이 경우 정교한 왜곡 보정을 위해서는 모델링이 충분치 않으나 수치연산의 오류를 최소화할 수 있음).The lens distortion equation can be defined as a high-order term with a large number of distortion coefficients for fine distortion correction (in this case, a numerical calculation error due to an increase in the distortion coefficient to be measured may occur) Lens distortion can be measured. In the case of radial distortion, only one distortion factor can be sufficiently modeled (in this case, modeling is not sufficient for sophisticated distortion correction, but errors in numerical computation can be minimized).

본 발명에서는 왜곡 모델을 방사형 왜곡으로 가정하므로 최적의 왜곡계수는 양수가 되며 최대값은 Rd와 a에 의해 결정된다. 따라서, 최적의 왜곡계수는 정의된 범위 내에서 [수학식 1]에 따라 수동 조절을 통해 추출될 수 있다.In the present invention, since the distortion model is assumed to be radial distortion, the optimal distortion coefficient becomes positive and the maximum value is determined by R d and a. Thus, the optimal distortion factor can be extracted by manual adjustment according to [Equation 1] within a defined range.

다음으로, 획득된 영상에 기초하여 카메라 모듈의 하우징 영역과 영상 영역을 구분하고 영상 영역의 최외곽선을 추출한다(S216). Next, the housing area and the image area of the camera module are separated based on the obtained image, and the outermost line of the image area is extracted (S216).

영상 영역은 하우징 영역과 영상 영역으로 구분되고, 영상 영역과 하우징 영역의 경계선(최외곽선)을 확인할 수 있으며, 최외곽선은 엣지 검출(edge detection) 방법을 사용하여 구할 수 있다.The image area is divided into a housing area and an image area, and a boundary line (outermost line) between the image area and the housing area can be identified. The outermost line can be obtained using an edge detection method.

이와 같이 하우징 영역과 영상 영역을 구분하게 되면 구분되는 경계선은 영상 영역의 최외곽선을 구성하게 되며, 최외곽선은 좌표값의 집합으로 표시될 수 있다. As described above, when the housing area and the image area are distinguished from each other, the boundary lines are formed as the outermost lines of the image area, and the outermost lines can be displayed as a set of coordinate values.

이어서, 영상 획득(S214) 후에 영상왜곡된 화상데이터중 평면화 영역을 선택하고 그 선택한 영역을 관심영역으로 설정한다(S217).After the image acquisition (S214), the flattened region is selected from the image distorted image data, and the selected region is set as the region of interest (S217).

상술한 왜곡계수 추출(S215), 획득된 영상 영역의 최외곽선 추출(S216) 및 평면화 영역의 관심영역 설정(S217) 과정은 동시에 진행될 수 있으며 필요에 따라서는 단계적으로 진행될 수 있다.The distortion coefficient extraction (S215), the extraction of the outline of the acquired image region (S216), and the setting of the region of interest of the planarization region (S217) may be performed at the same time.

다음으로, 왜곡계수 추출(S215) 과정에서 얻은 왜곡계수를 이용하여 1차적으로 영상의 왜곡 보정을 수행한다(S218).Next, distortion correction of the image is primarily performed using the distortion coefficient obtained in the distortion coefficient extraction (S215) (S218).

전술한 S215 단계를 통해 최적의 왜곡 계수가 추출된 경우, 왜곡 보정부(300)는 추출된 왜곡 계수를 이용하여 영상을 역방향 매핑 방법을 이용하여 보정할 수 있다. When the optimal distortion coefficient is extracted through the above-described step S215, the distortion correction unit 300 can correct the image using the extracted distortion coefficient using the backward mapping method.

전술한 S216 단계로부터 영상 영역의 최외곽선이 추출되면 추출된 영상 영역의 최외곽선에 기초하여 영상 영역에 대한 중심 좌표값 및 촛점거리값을 결정한다(S219). When the outermost line of the image area is extracted from the step S216, the center coordinate value and the focal length value for the image area are determined based on the outline of the extracted image area (S219).

중심 좌표값의 결정은 다음과 같은 과정으로 이루어질 수 있다. 영상 영역의 최외곽선은 타원형으로 이루어지므로 타원의 방정식을 이용할 수 있다.The determination of the center coordinate value can be made by the following process. Since the outline of the image area is an elliptical shape, an elliptic equation can be used.

타원의 방정식을 이용하여 이 타원의 중심 좌표를 구할 수 있으며, 이를 행렬식으로 표현하여 타원의 방정식의 중심 좌표를 구할 수 있고, 이 중심 좌표를 중심 좌표값으로 결정할 수 있다. 타원의 계수값은 미정계수법에 의해 구할 수 있다.The center coordinates of the ellipse can be obtained by using the ellipse equation, and the center coordinates of the ellipse equation can be obtained by expressing the center coordinates of the ellipse, and the center coordinates can be determined as the center coordinate value. The coefficient values of the ellipses can be obtained by the undetermined method.

전술한 S214단계에서 영상을 획득하고, 보정 영상에 의해 연속하는 직선들을 판별하고 판별된 직선들에 기초하여 촛점 거리를 조정하므로 가로 및 세로 방향으로 교차하는 직선 패턴을 대상으로 촬영하여 영상을 획득할 수 있다.In step S214, the image is acquired, the straight lines are determined by the corrected image, and the focal distance is adjusted based on the determined straight lines. Thus, the image is captured by photographing the straight line patterns intersecting in the horizontal and vertical directions .

획득된 영상에 대해 촛점 거리값을 변화시키면서 보정 영상을 획득하고, 각 보정 영상들에 나타나는 직선들을 판별하고 판별되는 직선들에 기초하여 촛점 거리를 결정한다. The corrected image is obtained while changing the focal distance value with respect to the obtained image, the straight lines appearing in the respective corrected images are discriminated, and the focal distance is determined based on the determined straight lines.

다음으로, 전술한 관심영역 설정단계 S217단계로후에 크롭핑처리와 언랩핑처리 과정을 진행한다(S220).Next, the cropping process and the unwrapping process are performed after the ROI setting step S217 (S220).

먼저, S217 단계에서 설정한 관심영역을 영상에 오버레이한 다음 그 관심영역을 크롭핑처리하여 원하는 영역의 곡면형태의 영상을 생성시킨다.First, the ROI set in step S217 is overlaid on the image, and then the ROI is cropped to generate a curved image of the desired area.

크롭핑처리 과정 후에 언랩핑처리과정으로 진행하여 크롭핑에 의해 곡면화된 원거리 영상을 언랩핑처리하여 평면이미지로 변환시킨다. After the cropping process, the process goes to the unwrapping process, and the remote image curved by the cropping is unwrapped and converted into a plane image.

마지막으로, 영상 왜곡 보정(S218), 파라미터 결정에 의한 보정(S219) 및 평면화 이미지 처리에 의한 보정(S220)이 실행된 후 최종적으로 캘리브레이션 과정을 거친다(S221).Finally, after the image distortion correction (S218), the correction by the parameter determination (S219), and the correction by the flattening image processing (S220), the calibration process is finally performed (S221).

영상 왜곡 보정(S218)에 의한 보정이 실행되면, 보정 영상의 외곽부분의 화질이 저하(블러링 현상)될 수 있으며 이러한 현상을 최소화시키는 캘리브레이션 과정이 추가될 수 있다.When the correction by the image distortion correction (S218) is performed, the image quality of the outer portion of the corrected image may be deteriorated (blurring phenomenon), and a calibration process for minimizing such phenomenon may be added.

S219 단계에서 왜곡 보정 수행시에 중요한 파라미터로서는 전술한 바와 같이 촛점 거리와 중심 좌표이며, 획득한 영상의 중심 위치를 조정하고 중심 위치가 조정되면 조정된 중심 위치를 반영하여 촛점 거리를 조정할 수 있다. 광중심 위치를 조정할 때에는 촛점 거리를 사용하지 않지만 촛점 거리를 조정할 때는 중심 위치값을 사용해야 한다. 따라서, 정교한 파라미터 산출을 위해서는 획득 영상의 중심 위치를 먼저 조정하고 조정된 중심 위치를 반영한 상태에서 촛점 거리값을 조정하여 파라미터를 산출할 수 있고, 이러한 파라미터를 이용함으로써 왜곡 보정을 보다 정교하게 수행할 수 있다.As described above, the focal distance and the center coordinate are important parameters for performing the distortion correction in step S219. The center position of the acquired image is adjusted and the focal distance is adjusted by adjusting the center position when the center position is adjusted. Although the focal length is not used when adjusting the optical center position, the center position value should be used when adjusting the focal distance. Accordingly, in order to calculate a sophisticated parameter, it is possible to calculate the parameter by adjusting the center position of the acquired image first and adjusting the focal distance value in a state in which the adjusted center position is reflected, and more precisely performing the distortion correction by using these parameters .

S220 단계에서 언랩핑처리과정 후에 정상영상 복원과정으로 진행하여 언램핑처리에 의해 조잡하게된 평면이미지를 이미지 캘리브레이션 과정을 거쳐 원래의 영상으로 복원할 수 있을 것이다.After the unlapping process in step S220, the normal image restoration process may be performed, and the coarse planar image may be restored to the original image through the image calibration process by the unlamping process.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, As will be understood by those skilled in the art. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100 : 촬상부 200 : 영상처리부
210 : 왜곡계수 추출부 220 : 파라미터 조정부
221 : 최외각선 추출부 222 : 중심좌표/초점거리 결정부
230 : 평면이미지 변환부 231 : 크롬핑부
232 : 언랩핑부
100: image pickup unit 200: image processing unit
210: Distortion coefficient extracting unit 220:
221: outermost line extracting unit 222: center coordinate / focal length determining unit
230: plane image conversion unit 231: chroming unit
232: unwrapping part

Claims (2)

광각 렌즈로 영상을 받아들이고, 전방향 영상을 촬상하여 화상데이터로 출력시키는 촬상부와;
상기 광각 렌즈에 의해 발생한 영상의 왜곡에 대한 왜곡 계수를 추출하고, 상기 촬상된 영상에 기초하여 카메라 모듈의 하우징 영역과 영상 영역의 경계선인 최외곽선을 추출하며, 영상왜곡된 화상데이터중 평면화 영역을 선택하고 그 선택한 영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 추출된 영상 영역의 최외곽선에 기초하여 영상 영역에 대한 중심 좌표값 및 촛점 거리를 결정하여 왜곡 보정을 위한 파라미터를 결정하며, 상기 관심영역을 이미지에 오버랩하여 크롭핑처리하고 크롭핑에 의해 곡면화된 원거리 이미지를 언랩핑처리하여 평면이미지로 변환시키는 영상처리부와;
상기 추출된 왜곡 계수에 의한 영상 왜곡을 보정하고, 상기 중심 좌표값 및 촛점 거리를 조정하여 최적의 파라미터를 산정하여 영상 왜곡을 보정하며, 상기 언랩핑처리과정후에 언램핑처리에 의해 이미지 캘리브레이션 과정을 거쳐 원래의 영상으로 복원하는 왜곡 보정부;를 포함하는, 감시카메라의 영상 왜곡 보정장치.
An image pickup section for picking up an image with a wide-angle lens, picking up an omnidirectional image and outputting it as image data;
Angle lens, extracts a distortion coefficient for distortion of the image generated by the wide-angle lens, extracts an outline as a boundary line between the housing area and the image area of the camera module based on the sensed image, Determining a parameter for distortion correction by determining a center coordinate value and a focal length of the image region based on the outline of the extracted image region to determine a parameter for distortion correction, An image processing unit for overlapping and cropping the cropped long-distance image by cropping, and converting the curved long-distance image into a flat image by unlapping;
Correcting the image distortion due to the extracted distortion coefficient, correcting the image distortion by calculating the optimal parameter by adjusting the center coordinate value and the focal length, and performing the image calibration process by the unlamping process after the unlapping process And a distortion correcting unit for correcting the distortion of the video signal to an original image.
광각 렌즈로 영상을 받아들이고, 전방향 영상을 촬상하여 화상데이터로 출력시키는 영상촬상단계;
상기 광각 렌즈에 의해 발생한 영상의 왜곡에 대한 왜곡 계수를 추출하고, 상기 촬상된 영상에 기초하여 카메라 모듈의 하우징 영역과 영상 영역을 구분하여 영상 영역의 최외곽선을 추출하며, 영상왜곡된 화상데이터중 평면화 영역을 선택하고 그 선택한 영역을 관심영역으로 설정하는 왜곡 보정전 설정단계;
상기 추출된 영상 영역의 최외곽선에 기초하여 영상 영역에 대한 중심 좌표값을 결정하며, 상기 관심영역을 이미지에 오버랩하여 크롭핑처리하고 크롭핑에 의해 곡면화된 원거리 이미지를 언랩핑처리하여 평면이미지로 변환시키는 왜곡 보정단계;
상기 추출된 왜곡 계수에 의한 왜곡을 보정하고, 상기 영상에 대해 촛점 거리값을 변화시키면서 상기 중심 좌표값을 이용하여 보정 영상을 획득하고 각각의 보정 영상에 나타나는 직선들에 기초하여 촛점 거리를 결정하며, 상기 언랩핑처리과정 후에 평면이미지를 이미지 캘리브레이션 과정을 거쳐 원래의 영상으로 복원하는 왜곡 보정 완료단계;를 포함하는, 감시카메라의 영상 왜곡 보정방법.




An image capturing step of receiving an image with a wide-angle lens, capturing an omnidirectional image and outputting it as image data;
Angle lens, extracts a distortion coefficient for distortion of the image generated by the wide-angle lens, extracts the outline of the image area by dividing the housing area and the image area of the camera module based on the sensed image, A distortion correction pre-setting step of selecting a flattened area and setting the selected area as a region of interest;
Determining a center coordinate value for the image region based on the outline of the extracted image region, overlapping and overlapping the region of interest on the image, and unwrapping the far-field image, which is curved by the cropping, To a distortion correction step
Correcting the distortion caused by the extracted distortion coefficients, obtaining a corrected image using the center coordinate value while changing a focal length value of the image, and determining a focal distance based on straight lines appearing in the respective corrected images And a distortion correction completion step of restoring a plane image to an original image through an image calibration process after the unwrapping process.




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