KR20170024715A - 객체 검출장치 및 그 객체 검출방법 - Google Patents

객체 검출장치 및 그 객체 검출방법 Download PDF

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Abstract

객체 검출장치가 개시된다. 본 객체 검출장치는 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기를 저장하는 저장부, 촬상 장치에 의해 객체가 촬상된 영상을 수신하기 위한 영상 수신부 및 복수의 검출기 중에서 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 영상에 적용하여 영상에서 객체를 검출하는 제어부를 포함한다.

Description

객체 검출장치 및 그 객체 검출방법 { OBJECT DETECTION APPARATUS AND OBJECT DETECTION METHOD THEREOF }
본 발명은 객체 검출장치 및 그 객체 검출방법에 대한 것으로, 더 상세하게는, 신속하게 영상 내에서 객체를 검출할 수 있는 객체 검출장치 및 그 객체 검출방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 장치가 사용되고 있다. 또한, 전자 장치는 다양한 기능을 제공하고 있다.
다양한 기능이 제공됨에 따라, 전자 장치를 제어하기 방법도 다양해지고 있다. 예컨대, 원격 장치에 의한 제어, 모션 인식에 의한 제어, 음성 인식에 의한 제어 등 다양한 제어방법이 존재한다. 이 중에서도 사용자의 모션 인식에 의한 제어방법은, 별도의 원격 제어장치가 필요 없다는 장점이 있으며, 음성 인식에 의한 제어보다 정확성이 높다.
한편, 모션 인식을 위해선 카메라와 같은 촬영 장치가 필요하고, 촬영된 영상에서 객체를 정확히, 빠르게 검출하는 것이 중요하다. 그런데 같은 객체라도 촬영 장치가 촬영하는 방향에 따라, 즉 촬영 장치의 촬영 시점에 따라 다른 형태가 촬영되므로, 특정 촬영 방향에서만 객체를 검출할 수 있도록 트레이닝된 장치에선 객체 검출률이 낮아질 수밖에 없었다.
이에 따라, 다양한 촬영 시점에서 객체가 검출될 수 있도록 장치를 트레이닝시켜 객체 검출을 시도하는 방법이 등장하였으나, 다양한 촬영 시점을 모두 고려하다 보니 객체 검출의 속도가 느려진다는 문제점이 있었다.
발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 신속하게 영상 내에서 객체를 검출할 수 있는 객체 검출장치 및 그 객체 검출방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출장치는, 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기를 저장하는 저장부, 촬상 장치에 의해 객체가 촬상된 영상을 수신하기 위한 영상 수신부 및 상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 제어부를 포함한다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 상기 영상에 적용하고, 상기 검출기에 의해 상기 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 영상을 분석하여 상기 객체의 크기를 추정하여, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성하고, 상기 윈도우로 상기 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 윈도우로 객체 검출이 실패하면, 상기 윈도우와 다른 크기의 윈도우로 상기 영상을 재 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
한편, 상기 객체가 사용자의 신체 일부인 경우, 상기 제어부는, 상기 영상을 분석하여, 상기 사용자의 발과 상기 촬상 장치 간의 거리, 상기 사용자의 머리와 상기 촬상 장치 간의 거리에 대한 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보로부터 상기 사용자와 상기 촬상 장치 간의 수평 거리를 계산하여 상기 객체의 크기를 추정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출장치는, 상기 촬상 장치의 높이 또는 촬상 기울기에 대한 정보를 입력받기 위한 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력된 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 영상을 분석하여 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 영상 수신부를 통해 후속 영상이 수신되면, 상기 후속 영상에서 상기 검출된 객체와 매칭되는 객체를 검출하여, 상기 객체의 움직임을 트레킹할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장된 객체 검출장치의 객체 검출방법은, 촬상 장치에 의해 객체가 촬상된 영상을 수신하는 단계 및 상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 상기 영상에 적용하고, 상기 검출기에 의해 상기 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출할 수 있다.
한편, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 영상을 분석하여 상기 객체의 크기를 추정하여, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성하고, 상기 윈도우로 상기 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
이 경우, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 윈도우로 객체 검출이 실패하면, 상기 윈도우와 다른 크기의 윈도우로 상기 영상을 재 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
한편, 상기 객체가 사용자의 신체 일부인 경우, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 영상을 분석하여, 상기 사용자의 발과 상기 촬상 장치 간의 거리, 상기 사용자의 머리와 상기 촬상 장치 간의 거리에 대한 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보로부터 상기 사용자와 상기 촬상 장치 간의 수평 거리를 계산하여 상기 객체의 크기를 추정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출방법은, 상기 촬상 장치의 높이 또는 촬상 기울기에 대한 정보를 입력받는 단계를 더 포함하며, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 입력된 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
한편, 상기 객체를 검출하는 단계는, 상기 영상을 분석하여 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출방법은, 상기 촬상 장치로부터 후속 영상이 수신되면, 상기 후속 영상에서 상기 검출된 객체와 매칭되는 객체를 검출하여, 상기 객체의 움직임을 트레킹하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장된 객체 검출장치의 객체 검출방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체에 있어서, 상기 객체 검출방법은, 촬상 장치에 의해 촬상된 영상을 수신하는 단계 및 상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 단계를 포함한다.
이상과 같은 다양한 실시 예에 따르면, 더욱 신속하게 영상 내에서 객체 검출이 이루어질 수 있다.
도 1은 촬상 시점에 따른 영상 내 객체의 형태를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출장치를 설명하기 위한 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 촬상 방향 결정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 스캐닝을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 검출기 순차 적용을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 스캐닝을 위한 윈도우 크기 설정을 설명하기 위한 도면,
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 객체 검출장치를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출장치의 객체 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 촬상 시점에 따른 영상 내 객체의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 촬상 장치가 P1의 위치에 있는 경우, P2의 위치에 있는 경우, P3의 위치에 있는 경우에 있어서, 각 경우에 따라 동일한 객체인 사용자 손을 촬상하더라도 다른 형태의 객체가 촬상된다. 즉, P1의 시점에선, 손의 윗부분 형태(S1)가 촬상되고, P2의 시점에선 손의 정면 형태(S2)가 촬상되고, P3의 시점에선, 손의 아랫 부분형태(S3)가 촬상된다.
본 객체 검출 장치는, 이와 같은 다양한 시점에서 객체 검출이 가능하도록 트레이닝 되어 있고, 신속한 객체 검출을 위해, 촬상 장치의 위치를 고려하여 객체를 검출한다. 예컨대, 촬상 장치가 P1의 위치에 있으면, 객체 검출장치는 P1의 위치에서 미리 트레이닝된 검출기를 이용하여 객체를 검출하고, 촬상 장치가 P2의 위치에 있으면, 객체 검출장치는 P2의 위치에서 미리 트레이닝된 검출기를 이용하여 객체를 검출하고, 촬상 장치가 P3의 위치에 있으면, 객체 검출장치는 P3의 위치에서 미리 트레이닝된 검출기를 이용하여 객체를 검출할 수 있다. 이하에선 본 객체 검출장치의 구성에 대해 좀 더 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참고하면, 본 객체 검출장치(100)는 저장부(110), 영상 수신부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
저장부(110)는 객체 검출 장치(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하기 위한 구성이다. 저장부(110)는 HDD(Hard Disc Drive)나 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다.
특히, 저장부(110)에는 영상 내에서, 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장되어 있다.
검출기란, 특정 객체를 특정 시점에서 촬상된 복수의 영상에서 객체의 특징 정보를 검출하고, 그 검출된 정보를 이용하여 데이터베이스를 생성하여, 그 데이터베이스에 기초하여 입력되는 영상에서 객체를 검출할 수 있도록 학습 된 프로그램(training program)을 의미한다. 검출기는 수시로 또는 주기적으로 학습 되어 데이터베이스가 업데이트될 수 있다. 이러한 기술은 기계 학습(machine learning)의 한 분야로서, 당업자에게 자명하므로 자세한 설명은 생략한다.
저장부(110)에 저장된 복수의 검출기는 각각 서로 다른 시점에서 촬상된 객체의 검출을 담당한다. 예컨대, 제1 검출기는 제1 시점에서 객체를 검출하도록 트래이닝된 것이고, 제2 검출기는 제2 시점에서 객체를 검출하도록 트래이닝된 것이고, 제3 검출기는 제3 시점에서 객체를 검출하도록 트래이닝된 것이다. 예를 들어, 저장부에 제1 내지 제3 검출기가 저장된 경우를 가정하였을 때, 제1 검출기는 도 1에서 설명한 것과 같이 촬상 장치가 P1의 위치에 있을 때 적합한 검출기이며, 제2 검출기는 도 1에서 설명한 것과 같이 촬상 장치가 P2의 위치에 있을 때 적합한 검출기이며, 제3 검출기는 도 1에서 설명한 것과 같이 촬상 장치가 P3의 위치에 있을 때 적합한 검출기일 수 있다.
영상 수신부(120)는 촬상 장치에 의해 촬상된 영상을 수신하기 위한 구성이다. 여기서 영상은 정지 영상과 동영상을 모두 포함하는 개념이다.
여기서 촬상 장치는, 촬상을 수행하여 객체 영상을 획득하기 위한 구성요소이다. 촬상 장치는 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 이와 같은 촬상 장치는 객체 검출장치(100)에 내장 또는 외장되거나, 객체 검출장치(100)로부터 이격된 위치에 설치될 수도 있다. 촬상 장치에는 상보성 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor: CMOS)와 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD) 등과 같은 이미지 센서들이 사용될 수 있다. 촬상 장치는 객체를 촬상하여 촬상 영상을 생성할 수 있다.
촬상 장치가 객체 검출장치(100)와 이격된 위치에 설치되는 경우에, 영상 수신부(120)는 촬상 장치에서 촬상된 영상을 수신하기 위한 유선 또는 무선 통신 인터페이스 역할을 할 수 있다. 촬상 장치가 객체 검출장치(100)에 내장 또는 외장된 경우에, 영상 수신부(120)는 촬상 장치에서 촬상된 영상을 수신하기 위한 인터페이스 역할을 할 수 있다.
영상 수신부(120)는 외부의 촬상 장치와 통신하기 위하여, 와이파이칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩 등과 같은 다양한 통신 칩을 포함할 수 있다. 와이파이칩, 블루투스 칩, NFC칩, 무선 통신 칩은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식, NFC 방식으로 통신을 수행한다. 이 중 NFC칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다. 와이파이칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선 통신 칩은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evoloution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다.
제어부(130)는 객체 검출장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(130)는 저장부(110)에 저장된 복수의 검출기 중에서, 영상 수신부(120)를 통해 수신된 영상의 촬상 방향을 결정하고, 결정된 촬상 방향에 대응되는 검출기를 영상에 적용하여 영상에서 객체를 검출할 수 있다.
일 예에 따르면, 제어부(130)는 영상 수신부(120)를 통해 수신된 영상을 분석하여, 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다. 본 실시 예에 대해선 도 3을 참고하여 설명하도록 한다.
도 3은 영상의 촬상 방향 결정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 촬상 장치(200)는 영상 내 객체의 깊이 정보를 수집할 수 있는 장치이다. 예컨대, 촬상 장치(200)는 적외선을 이용한 뎁스 센서(depth sensor)가 구비된 장치일 수 있고, 두 개의 영상의 스테레오 정합(stereo matching)을 통해 깊이 정보를 수집할 수 있는 스테레오 카메라, 혹은 뎁스 카메라(depth camera)로 구현될 수 있다.
촬상 장치(200)가 직접 깊이 정보를 수집하여 객체 검출 장치(100)에 전송할 수 있고, 또 다른 실시 예에선, 제어부(130)는 촬상 장치(200)로부터 수신된 정보 및 영상에 기초하여 깊이 정보를 추출할 수 있다.
예컨대, 먼저, 제어부(130)는 촬상 영상에서 사용자의 뼈대(10)를 추출하고, 촬상 장치(200)에서 수집된 깊이 정보에 기초하여, 사용자의 머리로부터 촬상 장치(200)까지의 거리(D1), 사용자의 발로부터 촬상 장치(200)까지의 거리(D2)를 추출할 수 있다. 그리고 D1 및 D2에 기초하여 사용자의 키(h)를 계산할 수 있다. 이로부터, 제어부(130)는 삼각 함수를 이용한 계산을 통해 각도α 및 각도 ω를 획득할 수 있고, 이로부터 각도 90°- ω = ε를 구할 수 있다. 그리고 삼각함수를 이용해 촬상 장치(200)의 높이(H), 촬상 장치(200)와 사용자 간의 수평 거리(D), 각도 Ω를 계산할 수 있고, 0도(O Deg.)로부터 기울어진 촬상 장치(200)의 촬상 기울기(β)를 계산할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 촬상 장치(200)의 촬상 장치의 높이(H) 및 촬상 기울기(β) 중 적어도 하나에 기초하여 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 객체 검출 장치(100)는 사용자로부터 직접 위와 같은 정보를 입력받을 수도 있다. 이를 위해 객체 검출 장치(100)는 촬상 장치의 높이(H) 또는 촬상 기울기(β)에 대한 정보를 사용자로부터 입력받기 위한 입력부(미도시)를 포함할 수 있다. 입력부는 예컨대, 특정 버튼으로 구현되거나, 외부 장치로부터 사용자 입력을 수신할 수 있는 유선 또는 무선 통신인터페이스로 구현될 수 있다.
제어부(130)는 촬상 장치의 높이(H) 및 촬상 기울기(β) 중 적어도 하나에 기초하여 영상의 촬상 방향을 결정하고, 복수의 검출기 중에서, 결정된 촬상 방향에 대응하는 검출기를 선택한다. 그리고 제어부(130)는 선택된 검출기를 영상에 적용하여 영상에서 객체를 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 검출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 제어부(130)는 특정 크기의 윈도우(410)로 영상의 모든 영역을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 선택된 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 윈도우 영역 내 객체의 특징점을 검출하여 검출기를 이용하여 분석하고, 분석 결과 윈도우 영역 내 객체가 검출 대상 객체에 매칭된 것으로 판단되면, 객체가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
상술한 실시 예들에 따르면, 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 적용하여 객체 검출이 이루어질 수 있으므로, 종래와 같이 복수의 검출기를 특정 순서 없이 적용하는 경우보다 객체 검출 시간이 단축될 수 있다는 장점이 있다. 즉, 촬상 방향이 도 1에서 설명한 것처럼 P3에 해당되는 경우, 손의 윗부분 또는 손의 정면 부분에 대하여 트레이닝된 검출기를 적용하지 않고, 우선적으로 손의 아랫부분에 대하여 트레이닝된 검출기를 적용할 수 있으므로, 객체 검출 시간이 단축될 수 있는 것이다.
한편, 촬상 방향에 대응되는 검출기로 객체 검출이 항상 보장되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(130)는 복수의 검출기 중에서 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 상기 영상에 적용한 뒤에, 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 영상에서 객체를 검출을 시도할 수 있다. 본 실시 예에 대해선 이하 도 5를 참고하여 설명하도록 한다.
도 5를 참고하면, 먼저, 제어부(130)는 영상 수신부(120)로부터 영상을 수신한다(S510). 그리고 제어부(130)는 상술한 것과 같이 영상의 촬상 방향을 결정하고, 결정된 촬상 방향에 대응하는 검출기를 선택한다(S520).
그리고 제어부(130)는 촬상 방향에 대응하는 검출기를 영상에 적용한다(S530). 촬상 방향에 대응하는 검출기로 객체 검출이 실패한 경우(S540, N), 저장부(110)에 저장된 복수의 검출기 중, 현재 영상에 대하여 적용되지 않은 검출기가 존재하면(S550, Y), 현재 영상에 대하여 적용되지 않은 검출기들 중 어느 하나의 검출기를 선택한다(S560). 이후, 제어부(130)는 선택된 검출기를 다시 영상에 적용하여 객체 검출을 수행하고, 객체가 검출될 때까지, 상술한 단계들을 반복한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 영상의 촬상 방향뿐만 아니라, 영상 내에서 객체의 크기를 고려하여, 즉, 영상 스케일을 고려하여 객체 검출이 수행될 수 있다. 본 실시 예에 대해선 이하 도 6을 참고하여 설명하도록 한다.
도 6은 다양한 영상 스케일에 따른 객체 검출방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a)는 촬상 장치와 사용자 간의 거리가 가까운 경우에 촬상된 영상이고, 도 6(b)는 촬상 장치와 사용자 간의 거리가 중간 정도인 경우에 촬상된 영상이고, 도 6(c)는 촬상 장치와 사용자 간의 거리가 먼 경우에 촬상된 영상을 도시한 것이다.
제어부(130)는 촬상 장치와 사용자 간의 거리에 대한 정보에 기초하여, 검출기가 검출을 수행할 스케일을 결정할 수 있다. 다시 말해, 제어부(130)는 어떠한 크기의 윈도우로 영상 스캐닝을 수행할지 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 6(a)과 같이 촬상 장치와 사용자 간의 거리가 가까운 경우엔, 손 검출을 위해선 제1 윈도우(610)의 크기가 적정하고, 제2 윈도우(620) 또는 제3 윈도우(630)의 크기와 같이 작은 크기로는 객체 검출이 되지 않을 가능성이 크다. 따라서, 적정하지 않은 크기의 윈도우로 스캐닝을 수행할 필요 없이, 도 6(a)의 경우에 있어선 우선적으로 제1 윈도우(610)의 크기로 스캐닝이 수행되는 것이 객체 검출 시간 단축에 유리하다.
이를 위해서 제어부(130)는 영상에서 객체의 크기를 추정하고, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 생성된 윈도우로 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 검출기를 적용하여 객체를 검출한다. 다시 말해, 추정된 객체의 크기에 맞는 이미지 스케일에서 검출기가 객체 검출을 하도록 설정된다.
하지만, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 이용하였을 때 항상 객체 검출이 보장되는 것은 아니다. 따라서, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우로 객체 검출이 실패한 경우, 제어부(130)는 다른 크기의 윈도우로 영상을 재 스캐닝하며, 윈도우 영역 내에서 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 객체의 크기를 추정하기 위해서, 제어부(130)는 영상을 분석하여 사용자와 촬상 장치 간의 수평거리를 계산할 수 있다.
예컨대, 도 3에서 설명한 방식으로, 제어부(130)는 촬상 장치와 사용자 간의 수평 거리(D)를 계산할 수 있다.
또는, 제어부(130)는 입력부(미도시)를 통해 사용자로부터 직접 촬상 장치와 사용자 간의 수평 거리에 대한 정보를 수신할 수도 있다.
만약, 검출하고자 하는 객체가 인간의 손인 경우, 촬상 장치와 사용자 간의 수평 거리(D)를 알면, 일반적인 인간의 신체 비율에 대한 정보에 기초하여, 영상 내에서 손의 크기를 추정할 수 있게 된다.
상술한 본 실시 예에 따르면, 적절한 윈도우 크기로 영상 스캐닝이 수행될 수 있으므로, 모든 크기의 윈도우로 영상 스캐닝을 시도하는 경우보다 훨씬 더 객체 검출 시간이 단축될 수 있게 된다.
한편, 제어부(130)는 영상에서 객체를 검출한 이후에, 영상 수신부(120)를 통해 후속 영상이 수신되면, 검출된 객체와 매칭되는 객체를 후속 영상에서 검출함으로써, 객체를 트레킹 할 수 있다.
즉, 후속 영상에 대해선, 상술한 것과 같은 일련의 단계를 거쳐 객체를 검출하지 않아도, 미리 검출된 객체에 대한 정보로 객체를 트레킹할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 제어부(130)는 신속하게 객체의 움직임 경로를 인식할 수 있게되고, 인식된 움직임에 대응하는 명령을 수행할 수 있게 된다.
일 실시 예에 따르면, 객체 검출 장치(100)는 사용자 모션에 따라 제어되는 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 이에 대해선 도 7a 및 도 7b를 참고하여 설명하도록 한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 객체 검출 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 객체 검출 장치(100', 100'')는 촬상 장치(200)와 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.
객체 검출장치(100', 100'')는 검출된 객체의 움직임에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 검출된 사용자(20)의 손가락 움직임에 따라서, 디스플레이부(300) 상에서 커서(71)가 이동되는 동작이 수행될 수 있다.
도 7a에서와 같이 촬상 장치(200)가 위쪽에 위치한 경우에선, 객체 검출 장치(100')에 저장된 복수의 검출기 중, 사용자의 손 윗부분 형태에 대하여 트레이닝된 검출기가 우선적으로 영상에 적용되어 객체 검출이 수행된다.
반면에, 도 7b에서와 같이 촬상 장치(200)가 아래쪽에 위치한 경우엔, 객체 검출 장치(100'')에 저장된 복수의 검출기 중, 사용자의 손 아랫부분 형태에 대하여 트레이닝된 검출기가 우선적으로 영상에 적용되어 객체 검출이 수행된다.
이상과 같이, 현재의 촬상 장치의 시점에서 객체를 검출하도록 트레이닝된 검출기를 우선적으로 적용하여 객체 검출을 수행하면, 보다 신속하게 객체 검출이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 본 발명에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(130) 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.
상술한 실시 예들에 따르면, 임의의 순서로 검출기를 순차적으로 영상에 적용하여 객체를 검출하는 경우보다, 더 빠르고, 더 정확하게 객체 검출이 가능하게 된다는 효과가 있다. 이하에선, 객체 검출 장치의 객체 검출 방법에 대해 도 8을 참고하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 객체 검출장치의 객체 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 객체 검출장치는, 상술한 것처럼 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장된 장치이다.
도 8을 참고하면, 먼저, 객체 검출장치(100)는 촬상 장치에 의해 객체 촬상된 영상을 수신한다(S810). 여기서 촬상 장치는 지속적으로 피사체를 촬상하고 있도록 설정될 수 있고, 객체 검출 장치(100)로 입력되는 사용자 명령에 따라 피사체를 촬상하도록 설정될 수 있다.
그리고 객체 검출장치(100)는 기 저장되어 있는 복수의 검출기 중에서, 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 영상에 적용하여 영상에서 객체를 검출한다(S820).
이 경우, 객체 검출장치(100)는 사용자로부터 촬상 장치의 높이 또는 촬상 기울기에 대한 정보를 직접 입력받아, 입력된 정보에 기초하여 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
또는, 객체 검출 장치(100)는 수신된 영상을 분석하여 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 기초하여 수신된 영상의 촬상 방향을 결정할 수 있다.
한편, 객체 검출 장치(100)는 선택된 하나의 검출기로 객체 검출이 실패하면, 나머지 검출기를 순차적으로 적용할 수 있다. 즉, 복수의 검출기를 순차적으로 영상에 적용하여, 영상 내의 객체를 검출할 수 있고, 이 경우, 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 영상에 적용하고, 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출할 수 있다.
한편, 객체 검출 장치(100)는 영상을 분석하여 검출할 객체의 크기를 추정할 수 있다. 그리고 추정된 객체 크기에 대응하는 스케일에서 검출기가 객체 검출을 수행하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 객체 검출 장치(100)는 영상을 분석하여 상기 객체의 크기를 추정하여, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성하고, 윈도우로 상기 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 검출기를 적용하여 객체를 검출할 수 있다.
이 경우, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우로 객체 검출이 실패하면, 객체 검출 장치(100)는 그 윈도우와 다른 크기의 윈도우를 생성하여, 영상을 재스캐닝하여 다시 객체 검출 동작을 수행할 수 있다.
한편, 하나의 윈도우마다, 복수의 검출기가 순차적으로 적용될 수 있다. 따라서, 특정 크기의 윈도우에서 모든 검출기가 검출동작을 수행하였는데도 객체가 검출되지 않으면, 다른 크기의 윈도우에서 또 다시 모든 검출기로 검출동작을 수행한다. 이 경우, 각각의 윈도우마다, 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 적용하여 검출 동작이 수행된다.
한편, 검출하고자 하는 대상이 사용자의 신체 일부인 경우, 객체 검출장치(100)는 영상을 분석하여, 사용자의 발과 상기 촬상 장치 간의 거리, 사용자의 머리와 촬상 장치 간의 거리에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보로부터 사용자와 촬상 장치 간의 수평 거리를 계산하여 객체의 크기를 추정할 수 있다.
그리고 촬상 장치로부터 후속 영상이 수신되면, 후속 영상에 대해선, 검출기를 적용하여 객체 검출을 수행하는 것이 아니라, 기 검출된 객체의 형태에 대한 정보에 기초하여, 기 검출된 객체에 매칭되는 객체를 검출할 수 있다. 이로써, 연속된 영상에서 객체의 움직임을 보다 더 빠르게 트레킹할 수 있다.
도 8을 참고하여 설명한 단계들 이외에도, 도 1 내지 도 7b에서 설명한 다양한 실시 예들에서 이루어지는 동작들이 추가되어 객체 검출방법의 다양한 실시 예가 도출될 수 있음은 물론이다. 따라서, 이러한 실시 예들은 중복되는 범위 내에서의 설명은 생락하도록 한다.
상술한 다양한 실시 예에 따른, 객체 검출방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 이러한 비일시적 판독 가능 매체는 다양한 장치에 탑재되어 사용될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 방법을 수행하기 위한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이에 따라, 상술한 프로그램이 기존의 장치에 설치되어, 객체 검출동작을 수행함으로써 영상에서 객체를 보다 신속하게 검출할 수 있게된다
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
100: 객체 검출장치 110: 저장부
120: 영상 수신부 130: 제어부

Claims (17)

  1. 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기를 저장하는 저장부;
    촬상 장치에 의해 객체가 촬상된 영상을 수신하기 위한 영상 수신부; 및
    상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 제어부;를 포함하는 객체 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 상기 영상에 적용하고, 상기 검출기에 의해 상기 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상을 분석하여 상기 객체의 크기를 추정하여, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성하고,
    상기 윈도우로 상기 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 윈도우로 객체 검출이 실패하면, 상기 윈도우와 다른 크기의 윈도우로 상기 영상을 재 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 객체가 사용자의 신체 일부인 경우,
    상기 제어부는,
    상기 영상을 분석하여, 상기 사용자의 발과 상기 촬상 장치 간의 거리, 상기 사용자의 머리와 상기 촬상 장치 간의 거리에 대한 정보를 추출하고,
    상기 추출된 정보로부터 상기 사용자와 상기 촬상 장치 간의 수평 거리를 계산하여 상기 객체의 크기를 추정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 장치의 높이 또는 촬상 기울기에 대한 정보를 입력받기 위한 입력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력된 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상을 분석하여 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상 수신부를 통해 후속 영상이 수신되면, 상기 후속 영상에서 상기 검출된 객체와 매칭되는 객체를 검출하여, 상기 객체의 움직임을 트레킹하는 것을 특징으로 하는 객체 검출장치.
  9. 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장된 객체 검출장치의 객체 검출방법에 있어서,
    촬상 장치에 의해 객체가 촬상된 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 단계;를 포함하는 객체 검출방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 우선적으로 상기 영상에 적용하고, 상기 검출기에 의해 상기 객체가 미검출되면 나머지 검출기를 순차적으로 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 영상을 분석하여 상기 객체의 크기를 추정하여, 추정된 객체의 크기에 대응하는 크기의 윈도우를 생성하고, 상기 윈도우로 상기 영상을 순차적으로 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 윈도우로 객체 검출이 실패하면, 상기 윈도우와 다른 크기의 윈도우로 상기 영상을 재 스캐닝하며 윈도우 영역 내에서 상기 검출기를 적용하여 객체를 검출하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 객체가 사용자의 신체 일부인 경우,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 영상을 분석하여, 상기 사용자의 발과 상기 촬상 장치 간의 거리, 상기 사용자의 머리와 상기 촬상 장치 간의 거리에 대한 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보로부터 상기 사용자와 상기 촬상 장치 간의 수평 거리를 계산하여 상기 객체의 크기를 추정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 촬상 장치의 높이 또는 촬상 기울기에 대한 정보를 입력받는 단계;를 더 포함하며,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 입력된 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 객체를 검출하는 단계는,
    상기 영상을 분석하여 상기 촬상 장치의 높이 및 촬상 기울기 중 적어도 하나에 대한 정보를 추출하고, 추출된 정보에 기초하여 상기 영상의 촬상 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 촬상 장치로부터 후속 영상이 수신되면, 상기 후속 영상에서 상기 검출된 객체와 매칭되는 객체를 검출하여, 상기 객체의 움직임을 트레킹하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 검출방법.
  17. 서로 다른 시점에서 객체를 검출할 수 있도록 각각 트레이닝된 복수의 검출기가 저장된 객체 검출장치의 객체 검출방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체에 있어서,
    상기 객체 검출방법은,
    촬상 장치에 의해 촬상된 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 검출기 중에서 상기 영상의 촬상 방향에 대응되는 검출기를 상기 영상에 적용하여 상기 영상에서 객체를 검출하는 단계;를 포함하는, 기록매체.










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