KR20150137584A - 차량 표지판 인식 시스템 및 그를 위한 방법 - Google Patents

차량 표지판 인식 시스템 및 그를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 주행시에 카메라에 의해 촬영되는 ELD 표지판 이미지의 유실을 방지하기 위한 표지판 인식 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

차량 표지판 인식 시스템 및 그를 위한 방법{System for Recognizing Information Plate for vehicle and Method thereof}
본 발명은 LED 표지판 인식 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중인 차량에서 보다 정확하게 LED 표지판을 인식할 수 있는 표지판 인식 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 차량에 장착된 카메라를 이용하여 차량의 전방이나 후방을 촬영하여 운전자에게 다양한 정보를 제공하는 시스템들이 개발되고 있다. 이과 같은 시스템들은 카메라를 통해 촬영된 전방 혹은 후방 주변의 영상들을 운전자에게 그대로 제공하여 주거나, 다양한 기능을 추가하여 제공하고 있다.
예를 들어, 이러한 시스템들 중, 차량 운전자의 안전 및 편의를 위해 제공되는 길안내 화면의 경우, 전방에 장착된 카메라를 이용하여 입력되는 길안내 및 표지판 정보 등의 도로교통정보를 실시간으로 운전자에게 제공해줄 수 있다는 장점이 있었다.
그러나, 주행중인 차량에서 촬영되는 영상의 경우에는 화질이 매우 떨어진다는 문제점이 나타나고 있다.
또한, LED 표지판의 경우, 매우 빠르게 깜빡이며 점등되는 특성에도 불구하고, 카메라를 통해 촬영되는 영상에서 한 프레임의 정보를 이용하여 LED 표지판을 인식하였다. 따라서, 고속으로 주행중인 차량에서 LED 표지판을 촬영할 경우, 한 프레임의 영상에서는 LED 표지판 이미지가 완벽하게 보이지 않거나, 부분적으로 손실이 발생하여 이를 인식할 수 없다는 문제점이 나타나고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량 주행시에 카메라에 의해 촬영되는 LED 표지판 이미지의 유실을 방지할 수 있는 표지판 인식 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기존에 주행중인 차량에서 촬영되는 각종 표지판 이미지의 화질을 개선할 수 있는 표지판 인식 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 차량 주행중에도 운전자에게 정확하고 개선된 도로 교통정보를 제공할 수 있는 표지판 인식 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 시스템은, 주변영상을 수신하는 영상수신부와, 상기 영상수신부를 통해 수신된 주변영상을 분석하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 복수의 영상프레임을 추출하고, 상기 추출된 복수의 영상 프레임에서 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈를 동일화하여 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈가 동일화된 복수의 영상프레임을 중첩하여 제2이미지를 생성하는 제어부 및 상기 제어부를 통해 생성된 제2이미지를 디스플레이하는 출력부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 방법은, 주변영상을 수신하는 단계와, 상기 수신된 주변영상을 분석하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 복수의 영상프레임을 추출하는 단계와, 상기 추출된 복수의 영상 프레임에서 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈를 동일화하는 단계와, 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈가 동일화된 복수의 영상프레임을 중첩하여 제2이미지를 생성하는 단계 및 상기 생성된 제2이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 표지판 인식 시스템 및 그 방법에 의하면, 카메라를 통해 획득되는 복수 이미지의 중첩을 통해 개선된 화질의 영상 프레임을 제공받을 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 표지판 인식 시스템 및 그 방법에 의하면, LED 표지판 촬영시, 다수의 영상을 이용해 기존에 깜빡임에 의해 유실되던 LED 표지판 이미지를 복원하여 완전한 이미지를 제공받을 수 있다는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 표지판 인식 시스템 및 그 방법에 의하면, 운전자에게 화질이 개선되고 유실된 데이터가 보정된 표지판 이미지를 제공하여 운전자의 표지판 인식을 위한 가독성을 증가시킴으로써, 안전운전에 기여할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 종래기술에 따른 표지판 인식 방법에 의해 표지판 이미지가 유실되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 '장치' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함만이 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사항이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하에서는, 도 1에 도시된 표지판 인식 시스템의 구성을 참조하여 도 2에 도시된 본 발명에 따른 표지판 인식 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 인식 시스템은 영상수신부(110), 제어부(120), 저장부(130) 및 출력부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 고정된 명칭을 사용하고 있는 것은 아니므로, 보다 많은 구성요소들 혹은 보다 적은 구성요소들로 이루어지도록 시스템이 구현될 수도 있다.
우선, 상기 영상수신부(110)를 통해 주변 영상이 수신되면, 상기 제어부(120)가 상기 수신된 주변영상을 분석할 수 있다[S210, S220]. 상기 영상수신부(110)는 외부로부터 입력되는 자차 주변의 이미지를 수신할 수 있다. 상기 영상수신부(110)는 상기 차량의 전방, 후방 혹은 측방에 설치된 카메라를 포함할 수 있으며, 상기 영상수신부(110)를 통해 수신되는 영상은 동영상 및 정지영상을 포함할 수 있다. 상기 제어부(120)는 상기 영상수신부(110)를 통해 수신된 주변영상을 분석할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(120)는 상기 주변영상을 분석하여 상기 주변영상에 특정 표지판 이미지가 포함되어 있는지를 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 영상수신부(110)를 통해 수신된 주변영상에 특정 이미지 프로세싱(image processing) 과정을 거쳐, 상기 LED 표지판의 테두리를 추적(tracking)할 수 있다. 이때, 상기 LED 표지판의 테두리는 원형, 사각, 마름모 및 타원형 등의 형태로 구성될 수 있으며, 상기 제어부(120)는 상기 주변영상의 휘도, 채도 또는 컬러 등이 급격하게 변화되는 구간을 추출하는 이미지 프로세싱 방식으로 상기 LED 표지판의 테두리를 추적할 수 있다.
그런 다음, 상기 제어부(120)는 상기 분석 결과에 따라, 상기 LED 표지판 이미지가 포함되어 있는 복수의 영상 프레임을 추출할 수 있다[S230, S240]. 상기 제어부(120)는 특정 이미지 프로세싱 과정을 거쳐 상기 LED 표지판 테두리가 추적되는 복수의 영상 프레임을 추출할 수 있다. 이때, 상기 영상수신부(110)를 통해 수신되는 영상이 동영상일 경우, 상기 동영상을 일정시간 간격으로 캡쳐(capture)하여 복수의 정지영상 프레임을 추출할 수 있다.
그리고, 상기 추출된 복수의 영상 프레임을 중첩하여 새로운 이미지를 획득할 수 있다[S250]. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 추적된 LED 표지판 테두리를 기준으로 복수의 영상 프레임 사이즈를 동일화할 수 있다. 그런 다음, 상기 제어부(120)는 상기 LED 표지판 테두리를 기준으로 상기 동일화된 사이즈의 복수 영상을 중첩하여 새로운 제2영상을 생성할 수 있다.
이때, 상기 생성된 제2영상은 상기 노이즈제거부(130)를 통해 노이즈가 제거된 영상일 수 있다. 상기 노이즈제거부(130)는 상기 영상수신부(110)를 통해 수신된 주변영상에 대해 노이즈 제거를 수행하거나, 상기 제어부(120)를 통해 이미지 프로세싱 과정중에 해당 영상에 대한 노이즈 제거를 수행할 수 있다. 또한, 상기 노이즈 제거부(130)는 특정 영상 프레임으로 부터 추출된 픽셀을 기준으로 노이즈 제거를 수행할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 표지판 인식 시스템은 영상수신부(110)를 통해 수신된 영상의 화질을 개선하고 유실된 이미지를 복원 및 가공하여 운전자에게 제공함으로써, 운전자의 차량 운행시에 제공되는 도로교통정보의 가독성을 증가시켜 안전운전을 유도하는데 기여할 수 있다는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법은, 외부로부터 영상을 수신하여 상기 수신된 영상으로부터 LED 표지판의 테두리를 검출할 수 있다[S310, S320]. 즉, 영상수신부(110)를 통해 주변 영상이 수신되면, 제어부(120)가 상기 수신된 주변영상을 분석하여 상기 주변영상에 LED 표지판 이미지가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 상기 주변영상에 LED 표지판 이미지가 포함되어 있는 경우, 상기 제어부(120)는 특정 이미지 프로세싱(image processing) 과정을 거쳐, 상기 LED 표지판의 테두리를 추적(tracking)할 수 있다. 이때, 상기 LED 표지판의 테두리는 원형, 사각, 마름모 및 타원형 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으므로, 상기 제어부(120)는 주변영상의 휘도, 채도 또는 컬러 등이 급격하게 변화되는 구간을 추출하는 특정 이미지 프로세싱 과정을 거쳐 상기 LED 표지판의 테두리를 추적하여 검출할 수 있다.
그리고, LED 표지판을 추적(tracking)하여 LED 표지판 이미지 패치(patch) 검출할 수 있다[S330]. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 영상수신부(110)를 통해 수신된 영상을 분석하고 이미지 프로세싱 과정을 통해 상기 LED 표지판 이미지가 포함되어 있는 복수의 영상 프레임을 추출할 수 있다. 상기 제어부(120)는 상기 특정 이미지 프로세싱 과정을 반복하여 LED 표지판 테두리가 추적되는 복수의 영상 프레임을 추출하고, 상기 LED 표지판 테두리가 검출된 복수의 영상 프레임들로부터 LED 표지판 이미지를 추적하여 LED 표지판 이미지 패치를 검출할 수 있다. 이때, 상기 영상수신부(110)를 통해 수신되는 영상이 동영상일 경우, 상기 동영상을 일정시간 간격으로 캡쳐(capture)하여 복수의 정지영상 프레임을 추출할 수 있다.
그런 다음, LED 표지판 이미지 패치의 사이즈를 동일한 사이즈로 노말라이징할 수 있다[S340]. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 검출된 복수의 LED 표지판 이미지 패치들를 동일한 사이즈로 리사이징(resizing)하는 노말라이징 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제어부(120)는 상 LED 표지판 이미지 패치를 리사이징하기 위한 기준으로 테두리를 적용할 수 있다. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 LED 표지판 테두리를 기준으로 상기 복수의 LED 표지판 이미지 패치들을 리사이징(resizing)할 수 있다.
이후, LED 표지판 이미지 패치를 중첩하여 새로운 이미지를 생성할 수 있다[S350]. 즉, 상기 제어부(120)는 상기 LED 표지판 테두리를 기준으로 리사이징된 복수의 LED 표지판 이미지 패치들을 중첩하여 새로운 제2영상을 생성할 수 있다. 이때, 상기 복수의 LED 표지판 이미지 패치들 또한 LED 표지판 테두리를 기준으로 중첩될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 LED 표지판 인식 방법은 다수의 이미지를 동일한 사이즈로 리사이징하고, 이를 중첩시켜 생성된 영상을 운전자에게 제공함으로써, 화질 및 성능이 향상된 LED 표지판 인식 시스템을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 4a 및 도 4b는 종래기술에 따른 표지판 인식 방법에 의해 표지판 이미지가 유실되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4a는 종래기술에 따라 주행중인 차량의 카메라를 통해 촬영되는 LED 표지판의 프레임 단위 영상을 나타내는 예시도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, LED 표지판의 경우에는 매우 빠르게 깜빡이며 점등되는 특성이 있다. 그러나, 이와 같은 특성이 존재함에도 불구하고, 카메라를 통해 촬영되는 영상에서 한 프레임의 정보를 이용하여 LED 표지판을 인식하였다. 따라서, 고속으로 주행중인 차량에서 LED 표지판을 촬영할 경우, 한 프레임의 영상에서는 LED 표지판 이미지가 완벽하게 보이지 않거나, 부분적으로 손실이 발생하여 이를 인식할 수 없다는 문제점이 발생하였다.
도 4b는 종래기술의 일반적인 기술에 따라 운전자에게 제공되는 LED 표지판 영상을 나타내는 예시도이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따라 운전자에게 제공되는 LED 표지판 영상의 경우에도 이미지가 일부 유실된 상태로 운전자에게 제공될 수 있다. 따라서, 정확하지 않은 정보를 제공받는 운전자의 경우, LED 표지판 인식을 위한 가독성이 현저히 저하되어 운전에 필요한 필수 정보를 제대로 제공받지 못하므로, 운전에 많은 위험을 초래한다는 문제점이 있었다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표지판 이미지의 화질 개선 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 추출된 복수의 LED 표지판 이미지 패치를 나타내는 예시도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 외부로부터 수신되는 영상에서 LED 표지판 이미지가 포함된 여러 개의 프레임을 추출할 수 있다. 즉, 외부로부터 주변에 대한 영상이 수신되면, 상기 수신된 영상을 분석하여 LED 표지판 이미지가 포함된 복수의 영상을 추출할 수 있다. 이때, 상기 LED 표지판 이미지가 포함되었는지 여부는 LED 표지판의 테두리를 근거로 판단될 수 있으며, 상기 LED 표지판의 테두리는 영상의 휘도, 채도 또는 컬러 등이 급격하게 변화되는 구간을 추출하는 특정 이미지 프로세싱 과정을 거쳐 추적될 수 있다.
그런 다음, 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈를 동일화할 수 있는데, 역시 LED 표지판 테두리를 기준으로 특정 이미지 과정을 통해 이루어질 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 LED 표지판 이미지 패치를 중첩하여 생성된 제2영상을 나타내는 예시도이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, LED 표지판 이미지 패치를 중첩하여 새로운 이미지를 생성하여 운전자에게 제공할 수 있다. 즉, 상기 LED 표지판 테두리를 기준으로 리사이징된 복수의 LED 표지판 이미지들을 상기 LED 표지판 테두리를 기준으로 중첩하여 새로운 제2영상을 생성하고, 상기 생성된 이미지를 운전자에게 실시간으로 제공할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 표지판 인식 방법은 여러 개의 영상 프레임 사이즈를 동일화하여 정확하게 매칭 및 중첩하여 화질이 개선된 새로운 이미지를 운전자에게 제공함으로써, 운전자의 안전운전을 위한 도로교통정보 가독성을 증가시키는 등의 큰 기여할 수 있다는 장점이 있다.
또한, LED 표지판 인식 방법은 카메라를 통해 획득되는 복수 이미지의 중첩을 통해 개선된 화질의 영상 프레임을 제공받을 수 있다는 장점이 있다.
110 : 영상수신부 120 : 제어부
130 : 노이즈 제거부 140 : 출력부

Claims (12)

  1. 주변영상을 수신하는 영상수신부;
    상기 영상수신부를 통해 수신된 주변영상을 분석하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 복수의 영상프레임을 추출하고, 상기 추출된 복수의 영상 프레임에서 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈를 동일화하여 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈가 동일화된 복수의 영상프레임을 중첩하여 제2이미지를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부를 통해 생성된 제2이미지를 디스플레이하는 출력부를 포함하여 구성되는 표지판 인식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상수신부는 주변영상을 동영상 혹은 정지영상 중 적어도 하나의 형태로 수신하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 추출된 영상 프레임에서 휘도 혹은 채도 중 적어도 어느 하나가 급격히 변하는 구간을 상기 LED 표지판의 테두리로 판단하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 영상 프레임을 추출하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 일정시간 간격으로 추출된 적어도 셋 이상의 프레임을 중첩하여 제2이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 LED 표지판의 테두리를 기준으로 상기 추출된 복수의 영상 프레임을 동일화하여 중첩하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표지판 인식 시스템은
    상기 영상수신부를 통해 수신된 주변영상의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 시스템.
  7. 주변영상을 수신하는 단계;
    상기 수신된 주변영상을 분석하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 복수의 영상프레임을 추출하는 단계;
    상기 추출된 복수의 영상 프레임에서 상기 LED 표지판 이미지의 사이즈를 동일화하는 단계;
    상기 LED 표지판 이미지의 사이즈가 동일화된 복수의 영상프레임을 중첩하여 제2이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 제2이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 표지판 인식 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 주변영상은 동영상 혹은 정지영상 중 적어도 어느 하나의 형태로 수신되는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 LED 표지판 이미지를 포함하는 복수의 영상프레임을 추출하는 단계는
    상기 추출된 영상 프레임에서 휘도 혹은 채도 중 적어도 어느 하나가 급격히 변하는 구간을 상기 LED 표지판의 테두리로 판단하여 LED 표지판 이미지를 포함하는 영상 프레임을 추출하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2이미지를 생성하는 단계는
    상기 일정시간 간격으로 추출된 적어도 셋 이상의 영상프레임을 중첩하여 상기 제2이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 LED 표지판의 테두리를 기준으로 상기 추출된 복수의 영상 프레임을 동일화하여 중첩하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 표지판 인식 방법은
    상기 수신된 주변영상의 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표지판 인식 방법.
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