KR20180110534A - Apparatus and method for around view monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 어라운드 뷰 모니터링 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라의 촬영 각도가 변경되는 경우 자동으로 오차를 보정하여 영상을 정합하는 어라운드 뷰 모니터링 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an approach view monitoring technology, and more particularly, to an approach view monitoring technology for automatically correcting an error when a photographing angle of a camera is changed to match images.
어라운드 뷰 모니터링(AVM: Around View Monitoring) 장치는 차량에 설치된 4대의 광각 카메라 영상을 하나의 영상으로 정합하여 차량 주변 환경 정보를 운전자에게 제공하는 기술이다. 어라운드 뷰 모니터링 기술을 플래그쉽 모델 차량에 대부분 적용되어 있는 기술이다. The AVM (Around View Monitoring) device is a technology that provides the driver with surrounding environment information by matching four wide-angle camera images installed in the vehicle with one image. Around-view monitoring technology is a technology most applied to flagship model vehicles.
탑 뷰 AVM(Top View AVM)은 4개의 영상을 정합하여 차량의 위에서 보는 것과 같은 2차원 영상을 표시해주는 기술로써 2000년대에 주로 보급된 AVM 기술이다. 2010년대에는 3차원으로 AVM을 제공하는 3D AVM이 개발되었다.Top View AVM (AVM) is a technology that displays two-dimensional images as seen from the top of a vehicle by matching four images. In the 2010s, 3D AVM was developed that provides AVM in three dimensions.
본 발명의 선행기술로 한국공개특허공보 제 10-2013-0040595호가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0040595 is a prior art of the present invention.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 카메라의 촬영 각도가 변경되더라도 자동으로 룩업 테이블을 보정하는 어라운드 뷰 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for monitoring an ambient view, which automatically corrects a lookup table even when a photographing angle of a camera is changed.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 카메라로부터 영상을 각각 수신하는 영상 수신부; 각 상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하고, 상기 영상 중 인접한 영상의 상기 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피(homography) 행렬을 산출하고, 상기 호모그래피 행렬에 따라 2D 룩업 테이블을 생성하는 2D 테이블 보정부; 및 상기 2D 룩업 테이블에 따라 상기 영상을 정합하여 탑 뷰 영상을 생성하는 2D 정합부;를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus comprising: an image receiving unit for receiving images from a plurality of cameras, respectively; Detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of a reference line, a minutiae, and a vehicle area from each of the images, calculating a homography matrix between surfaces of the adjacent images including the straight line, A 2D table correcting unit for generating a 2D lookup table according to the 2D lookup table; And a 2D matching unit for matching the images according to the 2D look-up table to generate a top view image.
상기 2D 테이블 보정부는, 상기 영상으로부터 상기 참조선을 검출하는 참조선 검출부; 상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 특징점 검출부; 상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 차량 영역 검출부; 상기 참조선, 상기 특징점, 상기 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피 행렬을 산출하는 행렬 산출부; 및 상기 호모그래피 행렬에 따라 상기 2D 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 보정부;를 포함할 수 있다.Wherein the 2D table correction unit comprises: a reference line detection unit for detecting the reference line from the image; A feature point detection unit which detects a shadow region and an illumination region corresponding to the feature point from the image and calculates a straight line constituting the shadow region and the outline of the illumination region; A vehicle area detecting unit for detecting a vehicle area from the image and calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area; A matrix calculation unit for calculating a homography matrix between surfaces including a plurality of straight lines along at least one of the reference line, the minutiae, and the vehicle area; And a look-up table corrector for generating the 2D look-up table according to the homography matrix.
상기 참조선은 차량에서 미리 지정된 방향으로 투사된 빛이 외부 환경에 의해 반사되어 카메라에 의해 촬영된 상기 영상 내에 나타난 선일 수 있다.The reference line may be a line that is projected in a predetermined direction in the vehicle and is reflected by the external environment and appears in the image photographed by the camera.
상기 특짐점 검출부는 주간에 차량이 직진 중인 경우, 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 그림자 영역을 산출하고, 야간에 촬영된 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 조명 영역을 산출할 수 있다.Wherein the special point detecting unit generates a frame difference image for an out-of-vehicle area in an image when the vehicle is straight ahead during a day, applies a moving average recursive filter to each pixel value of the difference image, To generate a shadow area including pixels whose pixel values are within a predetermined range from 0, generate an inter-frame difference image for the non-vehicle area in the image taken at night, A moving average recursive filter may be applied to the moving average recursive filter and the lighting area including the pixels whose pixel value applying the moving average recursive filter is within a predetermined range from 0 may be calculated.
상기 차량 영역 검출부는, 상기 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 상기 차량 영역으로 검출할 수 있다.The vehicle area detecting unit may detect, as the vehicle area, an area including a pixel whose value obtained by applying a moving average recursive filter to a difference between corresponding pixels of a previous frame and a current frame of the image is within a predetermined range from 0 have.
상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 3D 테이블 보정부; 및 상기 3D 룩업 테이블에 따라 상기 탑 뷰 영상을 정합하여 3D 영상을 생성하는 3D 정합부를 더 포함할 수 있다.A 3D table correcting unit for detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for performing transform on the transform region; And a 3D matching unit for matching the top view image according to the 3D lookup table to generate a 3D image.
상기 3D 테이블 보정부는, 상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 노면 검출부; 상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 피팅부; 상기 탑 뷰 영상 중 상기 도형의 외부에 해당하는 영역을 상기 변환 영역으로 선정하는 변환 영역 산출부; 및 상기 변환 영역 내의 픽셀의 위치를 지정된 곡률에 따라 변경하도록 하는 3D 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 보정부;를 포함할 수 있다.Wherein the 3D table correcting unit comprises: a road surface detecting unit for detecting a road surface area from the top view image; A fitting part for detecting a figure to be fitted to the road surface area; A conversion area calculating unit for selecting, as the conversion area, an area corresponding to the outside of the figure from among the top view images; And a look-up table corrector for generating a 3D look-up table for changing a position of a pixel in the transform area according to a specified curvature.
상기 노면 검출부는, 이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성하고, 상기 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성하고, 상기 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 상기 노면 영역으로 검출할 수 있다.The road surface detection unit generates a predictive image by moving the pixel of the previous top view image by a distance corresponding to the vehicle speed in the driving direction and calculates a difference between each pixel value of the predictive image and each pixel value of the current top view image And a pixel corresponding to a pixel value within a predetermined range from 0, which is obtained by applying a moving average recursive filter to each pixel value of the predicted difference image, can be detected as the road surface area.
상기 피팅부는 상기 탑 뷰 영상 상에 도형 중 상기 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 검출할 수 있다.The fitting unit can detect a figure having the smallest sum of distances from the pixels of the outline of the road surface area on the top view image.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 어라운드 뷰 모니터링 장치가 어라운드 뷰 모니터링을 제공하는 방법에 있어서, 복수의 카메라로부터 영상을 각각 수신하는 단계; 상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하는 단계; 상기 영상 중 인접한 영상의 상기 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피(homography) 행렬을 산출하는 단계; 상기 호모그래피 행렬에 따라 2D 룩업 테이블을 생성하는 단계; 및 상기 2D 룩업 테이블에 따라 상기 영상을 정합하여 탑 뷰 영상을 생성하는 단계; 를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of providing an overview view monitoring method, the method comprising: receiving an image from a plurality of cameras, respectively; Detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of a reference line, a feature point, and a vehicle area from the image; Calculating a homography matrix between planes of the adjacent images including the straight line; Generating a 2D look-up table according to the homography matrix; And generating a top view image by matching the images according to the 2D look-up table; A method of monitoring an ambient view is provided.
상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하는 단계는 상기 영상으로부터 상기 참조선을 검출하는 단계; 상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계; 및 상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.The step of detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of the reference line, the feature point, and the vehicle area from the image may include: detecting the reference line from the image; Detecting a shadow region and an illumination region corresponding to the feature point from the image and calculating a straight line constituting the shadow region and an outline of the illumination region; And detecting a vehicle area from the image and calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area; . ≪ / RTI >
상기 참조선은 차량에서 미리 지정된 방향으로 투사된 빛이 외부 환경에 의해 반사되어 카메라에 의해 촬영된 상기 영상 내에 나타난 선일 수 있다.The reference line may be a line that is projected in a predetermined direction in the vehicle and is reflected by the external environment and appears in the image photographed by the camera.
상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계는, 주간에 차량이 직진 중인 경우, 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 그림자 영역을 산출하는 단계; 야간에 촬영된 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 조명 영역을 산출하는 단계; 및 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선에 상응하는 직선을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein the step of detecting a shadow region and an illumination region corresponding to a feature point from the image and calculating a straight line constituting the shadow region and an outline of the illumination region includes calculating, Frame difference image, applying a moving average recursive filter to each pixel value of the difference image, and applying the moving average recursive filter to the shadow region including pixels having a pixel value within a predetermined range from 0 Calculating; A moving average recursive filter is applied to each pixel value of the difference image, and the pixel value to which the moving average recursive filter is applied is changed from 0 to Calculating the illumination area including pixels within a specified range; And detecting a straight line corresponding to the shadow region and the outline of the illumination region.
상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계는, 상기 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 상기 차량 영역으로 검출하는 단계일 수 있다.Calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area by detecting a vehicle area from the image includes calculating a difference between values of pixels corresponding to a previous frame and a current frame of the image by a value obtained by applying a moving average recursive filter to 0 Detecting a region including a pixel within a predetermined range from the vehicle area as the vehicle area.
상기 어라운드 뷰 모니터링 방법은 상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계; 및 상기 3D 룩업 테이블에 따라 상기 탑 뷰 영상을 정합하여 3D 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes the steps of: detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for transforming the transform region; And generating a 3D image by matching the top view image according to the 3D lookup table.
상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계는, 상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 단계; 상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 단계; 상기 탑 뷰 영상 중 상기 도형의 외부에 해당하는 영역을 상기 변환 영역으로 선정하는 단계; 및 상기 변환 영역 내의 픽셀의 위치를 지정된 곡률에 따라 변경하도록 하는 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for transforming the transform region may include detecting a road surface region from the top view image, Detecting a figure to be fitted to the road surface area; Selecting an area of the top view image corresponding to the outside of the figure as the conversion area; And generating a 3D lookup table that causes a position of a pixel in the transformation region to change according to a specified curvature.
상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 단계는, 이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성하는 단계; 상기 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성하는 단계; 및 상기 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 상기 노면 영역으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting a road surface area from the top view image may include generating a predicted image by moving a pixel of the previous top view image by a distance corresponding to a vehicle speed in a traveling direction; Generating a prediction difference image including a difference between pixel values of the prediction image and pixel values of a current top view image as pixel values; And detecting the pixel corresponding to the pixel value of the predicted difference image by applying a moving average recursive filter within a predetermined range from 0 to the road surface region.
상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 단계는, 상기 탑 뷰 영상 상에 도형 중 상기 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 검출하는 단계일 수 있다.The step of detecting a figure to be fitted to the road surface area may be a step of detecting a figure having the smallest sum of distances from each pixel of the outline of the road surface area on the top view image.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 사고 등의 외적인 요인으로 카메라의 촬영 각도가 변경되더라도 자동으로 정상적인 어라운드 뷰 모니터링을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, normal surround view monitoring can be automatically provided even when the photographing angle of the camera is changed due to an external factor such as an accident.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치를 예시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 2D 테이블 보정부를 예시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 촬영하는 차량에서 투사된 참조선을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 생성하는 소실점에 의해 이루어지는 선을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 기울어진 카메라에 의해 생성된 소실점에 의해 이루어지는 선을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 3D 테이블 보정부를 예시한 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 어라운드 뷰를 모니터링하는 방법을 예시한 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 2D 룩업 테이블을 보정하는 과정을 예시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 3D 룩업 테이블을 생성하는 과정을 예시한 도면.1 is a block diagram illustrating an apparatus for monitoring an overview view according to an embodiment of the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001]
3 is a view illustrating a reference line projected from a vehicle photographed by an ambient view monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram illustrating a line formed by the vanishing point generated by the surrounding view monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention; FIG.
5 is a diagram of lines in which the surround view monitoring device according to an embodiment of the present invention is made by a vanishing point created by a tilted camera;
6 is a block diagram illustrating a 3D table correction unit of an apparatus for monitoring the surround view according to an embodiment of the present invention;
7 is a flowchart illustrating a method of monitoring an overview view of an overview view monitoring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of an ambient view monitoring apparatus correcting a 2D look-up table according to an embodiment of the present invention. FIG.
9 is a diagram illustrating a process of generating a 3D lookup table by an ambient view monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치를 예시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for monitoring an overview view according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치는 영상 수신부(110), 2D 테이블 보정부(120), 2D 정합부(130), 3D 테이블 보정부(140) 및 3D 정합부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for monitoring an ambient view according to an exemplary embodiment of the present invention includes an
영상 수신부(110)는 복수의 카메라로부터 영상을 수신한다. 이 때, 각 카메라는 지정된 방향을 촬영하도록 설치된 카메라이고, 바람직하게는 차량의 전면, 후면, 측면을 각각 촬영하는 4개의 카메라일 수 있다. 영상 수신부(110)는 각 카메라로부터 수신한 영상을 각각 2D 테이블 보정부(120) 및 2D 정합부(130)로 전송할 수 있다.The
2D 테이블 보정부(120)는 영상 수신부(110)로부터 수신한 영상을 분석하여 2D 정합부(130)에서 영상을 정합할 때 사용하는 2D 룩업 테이블(2D Geometric Look-up Table)을 보정한다. 2D 테이블 보정부(120)가 2D 룩업 테이블을 보정하는 과정은 추후 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The
2D 정합부(130)는 각 영상을 2D 룩업 테이블에 따라 보정하여 정합하여 차량의 위에서 보는 것과 같은 2차원 영상(이하, 탑 뷰 영상이라 지칭)을 생성한다. 이 때, 2D 정합부(130)는 2D 룩업 테이블을 미리 저장한 이후, 2D 테이블 보정부(120)에 따라 2D 룩업 테이블이 보정된 경우, 보정된 2D 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 2D 정합부(130)는 탑 뷰 영상을 3D 테이블 보정부(140) 및 3D 정합부(150)로 전송한다.The
3D 테이블 보정부(140)는 2D 정합부(130)로부터 수신한 탑 뷰 영상을 분석하여 3D 정합부(150)에 저장된 3D 룩업 테이블을 보정한다. 추후, 도 6을 참조하여 3D 테이블 보정부(140)가 3D 룩업 테이블을 보정하는 과정을 상세히 설명하도록 한다. The 3D
2D 정합부(130)는 각 영상을 3D 룩업 테이블에 따라 보정하여 정합하여 차량의 주위를 다양한 시점에서 볼 수 있는 3차원 영상(이하, 3D 영상이라 지칭)을 생성한다. 이 때, 3D 정합부(150)는 3D 룩업 테이블을 미리 저장한 이후, 3D 테이블 보정부(140)에 따라 3D 룩업 테이블이 보정된 경우, 보정된 3D 룩업 테이블을 저장할 수 있다. 3D 정합부(150)는 3D 영상을 외부(예를 들어, 디스플레이 장치)로 출력할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 2D 테이블 보정부를 예시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 촬영하는 차량에서 투사된 참조선을 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 생성하는 소실점에 의해 이루어지는 선을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 기울어진 카메라에 의해 생성된 소실점에 의해 이루어지는 선을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a 2D table correcting unit of an ambient view monitoring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of an ambient view monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a line formed by the vanishing point generated by the surrounding view monitoring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view illustrating an example of the surround view monitoring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. And a line formed by a vanishing point generated by an inclined camera.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 2D 테이블 보정부(120)는 참조선 검출부(210), 특징점 검출부(220), 차량 영역 검출부(230), 행렬 산출부(240), 소실점 검출부(250), 롤 각도 산출부(260) 및 룩업 테이블 보정부(270)를 포함한다.2, the
참조선 검출부(210)는 영상으로부터 참조선을 검출한다. 이 때, 도 3과 같이 참조선은 차량에서 미리 지정된 방향으로 투사된 빛이 외부 환경에 의해 반사되어 카메라에 의해 촬영된 영상 내에 나타난 선(310)을 의미한다. 이 때, 참조선 검출부(210)는 영상 내에서 미리 지정된 색의 픽셀에 대한 분산이 가장 적은 직선을 Least Mean Square를 통해 검출할 수 있다.The reference
특징점 검출부(220)는 각 영상으로부터 특징점을 검출한다. 특징점 검출부(220)는 주간 주행 중 또는 야간 주행 중 특징점을 각각 추출할 수 있다. 예를 들어, 특징점 검출부(220)는 주간 주행 중 차량이 직진하고 있는지 판단한다. 이 때, 특징점 검출부(220)는 차량의 주간 주행 중 차량으로부터 현재 스티어링 회전각 등을 나타내는 회전 정보를 수신하여, 차량이 현재 직진 또는 회전 중인지 판단할 수 있다. 특징점 검출부(220)는 현재 차량이 직진 중인 경우, 영상에서 차량 영역을 제외한 나머지 영역(이하, 차량 외 영역이라 지칭)에 대한 차영상을 산출한다. 이 때, 차량 영역을 산출하는 과정은 추후 차량 영역 검출부(230)의 설명을 통해 상세히 설명하도록 한다. 특징점 검출부(220)는 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 차량 외 영역 상 위치의 픽셀 간의 차를 픽셀값으로 하는 차 영상을 생성할 수 있다. 특징점 검출부(220)는 연속하는 프레임 간의 픽셀값 차에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 그림자 영역을 산출한다. 즉, 주간 주행 중 특정 프레임 간 픽셀 값의 차이가 지속적으로 0과 유사한 값을 가지는 픽셀은 그림자에 해당하는 영역으로, 특징점 검출부(220)는 해당 픽셀을 그림자 영역에 포함시킬 수 있다.The feature
또한, 특징점 검출부(220)는 야간 주행 중 차량 외 영역에 대한 차영상을 산출할 수 있다. 예를 들어, 특징점 검출부(220)는 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 차량외 영역 상 위치의 픽셀 간의 차를 픽셀값으로 하는 차 영상을 생성할 수 있다. 특징점 검출부(220)는 연속하는 프레임 간의 픽셀값 차에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 조명 영역을 산출한다. 즉, 야간 주행 중 특정 프레임 간 픽셀 값의 차이가 지속적으로 0과 유사한 값을 가지는 픽셀은 조명이 투사된 영역으로, 특징점 검출부(220)는 해당 픽셀을 조명 영역에 포함시킬 수 있다. In addition, the minutiae
따라서, 특징점 검출부(220)는 주간 주행 중 그림자 영역을 추출하고, 야간 주행 중 조명 영역을 추출할 수 있다. 이 때, 특징점 검출부(220)는 그림자 영역 및 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출할 수 있다. Accordingly, the minutiae
차량 영역 검출부(230)는 영상으로부터 차량 영역을 검출한다. 예를 들어, 차량 영역 검출부(230)는 모든 촬영 상황의 영상(정차 중, 주간 주행 중 직진 또는 회전 시, 야간 주행 중)의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값에 대한 평균 재귀 필터를 적용한 값이 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 차량 영역으로 검출할 수 있다. 이 때, 차량 영역 검출부(220)가 검출하는 차량 영역은 모든 촬영 상황의 영상에 대한 차이값을 통해 검출하기 때문에 상술한 제한된 상황의 영상으로 검출하는 그림자 영역과 조명 영역과는 구분될 수 있다. 차량 영역 검출부(230)는 차량 영역의 외곽선이 형성하는 직선을 산출할 수 있다. The vehicle
행렬 산출부(240)는 각 영상 중 인접한 영상의 그림자 영역, 조명 영역 및 차량 영역으로 형성되는 면 간의 틀어짐을 나타내는 호모그래피 행렬(Homography matrix)를 산출한다. 이 때, 행렬 산출부(240)는 호모그래피 행렬을 하기의 수학식 1에 따라 산출할 수 있다.The
[수학식 1][Equation 1]
이 때, 는 일 영상의 면 상에 위치하는 점을 의미하고, 는 일 영상과 인접한 타 영상의 면 상에 위치하는 점을 의미하고, s는 x축 및 y 축의 크기 변환 행렬이고, R은 3차원 회전 변환 행렬이고, T는 3차원 이동 변환 행렬이고, 는 호모그래피 행렬을 의미한다.At this time, Means a point located on a plane of one image, Where s is the x-axis and y-axis magnitude conversion matrix, R is the three-dimensional rotation transformation matrix, T is the three-dimensional motion transformation matrix, Denotes a homography matrix.
이 때, 행렬 산출부(240)는 참조선 검출부(210), 특징점 검출부(220) 및 차량 영역 검출부(230)로부터 각 영상에 대한 직선을 나타내는 정보(이하, 직선 정보)를 수신하고, 2개 이상의 직선으로 형성되는 3차원의 면을 검출할 수 있다. 따라서, 행렬 산출부(240)는 각 영상에 대응하는 면을 각각 검출하고, 인접한 영상의 면 간의 틀어짐을 나타내는 호모그래피 행렬을 수학식 1에 따라 산출할 수 있다. At this time, the
행렬 산출부(240)는 호모그래피 행렬을 룩업 테이블 보정부(270)로 전송한다.The
소실점 검출부(250)는 각 영상의 소실점을 산출한다. 이 때, 소실점 검출부(250)는 공지된 소실점 산출방식에 따라 각 영상의 소실점을 산출할 수 있다. 소실점 검출부(250)는 영상의 각 프레임 상 소실점의 위치를 누적한 누적 히스토그램을 생성한다. 소실점 검출부(250)는 누적 히스토그램을 롤 각도 산출부(260)로 전송한다.The vanishing
롤 각도 산출부(260)는 누적 히스토그램으로부터 각 영상의 롤 각도를 산출한다. 이 때, 카메라가 촬영 방향이 수평으로 차량에 장착된 경우, 도 4의 410과 같이 차량이 회전할 때, 소실점이 영상 상에서 수평선 상에 위치하는 것으로 누적 히스토그램이 표현될 수 있고, 420과 같이 각 소실점을 연결한 선분은 수평선이 될 수 있다. 이 때, 도 5와 같이 카메라의 촬영 방향의 롤 각도가 0도가 아닌 경우(카메라가 틀어져서 장착된 경우), 차량의 요 운동(yaw)에 따른 소실점을 이은 선은 영상 내에서 수평선이 아닌 대각선을 형성할 수 있다. 또한, 카메라의 촬영 방향의 롤 각도가 0도가 아닌 경우, 요철이 있는 노면 상의 차량 주행으로 인해 차량이 피치 운동(pitch) 소실점으로 형성되는 선은 수직선이 아닌 대각선을 형성할 수 있다. 롤 각도 산출부(260)는 누적 히스토그램에서 차량의 요 운동시 소실점으로 형성되는 선과 화면 내 수평선 간의 각도(510) 또는 차량의 피치 운동에 따른 소실점을 이은 선과 영상 상의 수직선 간의 각도를 롤 각도로 산출할 수 있다. 롤 각도 산출부(260)는 롤 각도를 행렬 산출부(240)로 전송한다.The roll
이 때, 행렬 산출부(240)는 롤 각도에 따른 회전 행렬을 포함하는 호모그래피 행렬을 산출할 수 있다. 즉, 행렬 산출부(240)는 수학식 1의 x축 및 y 축의 크기 변환 행렬인 S에 대해 2개의 미지수를 포함하고, 피치, 요 및 롤에 대한 회전 변환 행렬에 대한 3개의 미지수를 포함하고, x축, y축, z축 상 이동 변환 행렬에 대한 3개의 미지수를 포함하는 호모그래피 행렬을 산출한다. 이 때, 회전 변환 행렬 중 롤에 대한 성분값을 롤 각도 산출부(260)로부터 수신하였기 때문에 총 7개의 미지수에 대한 값을 산출 할 수 있다. 따라서, 행렬 산출부(240)는 롤 각도를 이용하여 호모그래피 행렬을 산출하기 때문에 계산 복잡도를 낮출 수 있다.At this time, the
룩업 테이블 보정부(270)는 호모그래피 행렬에 따라 룩업 테이블의 보정하고, 보정된 룩업 테이블을 2D 정합부(130)로 전송한다. 예를 들어, 룩업 테이블 보정부(270)는 영상의 각 좌표에 대해 호모그래피 행렬 변환을 적용한 좌표를 매칭하여 저장한 2D 룩업 테이블을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치는 사고 등의 원인에 의해 카메라의 촬영 방향이 차량의 생산시와 달리 변경된 경우에도 2D 룩업 테이블을 자동으로 보정하여 탑 뷰 영상을 정상적으로 생성할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 3D 테이블 보정부를 예시한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a 3D table correction unit of an apparatus for monitoring the surround view according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치의 3D 테이블 보정부(140)는 노면 검출부(610), 피팅부(620), 변환 영역 산출부(630) 및 룩업 테이블 보정부(640)를 포함한다.6, the 3D
노면 검출부(610)는 차량 속도 및 운행 방향을 차량으로부터 수신한다. 노면 검출부(610)는 차량 속도 및 운행 방향에 따라 이전 탑 뷰 영상의 노면 변화량을 예측한 예측 영상을 생성한다. 즉, 노면 검출부(610)는 이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성할 수 있다. 노면 검출부(610)는 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성한다. 노면 검출부(610)는 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 노면 영역으로 검출할 수 있다. 노면 검출부(610)는 노면 영역을 나타내는 노면 영역 정보를 피팅부(620)로 전송한다.The road
피팅부(620)는 노면 영역 정보를 임의의 도형(예를 들어 타원)과 피팅한다. 예를 들어, 피팅부(620)는 탑 뷰 영상에 위치하는 임의의 도형(타원) 중 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 산출할 수 있다. 즉, 피팅부(620)는 Least Mean Square에 따른 임의의 도형을 검출한다.The
변환 영역 산출부(630)는 탑 뷰 영상 중 산출된 도형의 외부에 해당하는 영역을 변환 영역으로 선정한다.The conversion
룩업 테이블 보정부(640)는 변환 영역 상에 위치한 탑 뷰 영상 픽셀의 삼차원 상 위치를 미리 지정된 곡률에 따라 변환한 위치와 변환하기 전의 픽셀 위치를 매칭하여 저장한 3D 룩업 테이블을 생성하여 3D 정합부(150)로 전송한다.The lookup
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치는 3D 룩업 테이블을 탑 뷰 영상의 노면 검출 패턴에 따라 변경하여 카메라의 촬영 방향이 변경된 경우에도 3D 영상을 정상적으로 생성할 수 있다.Therefore, the surrounding view monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention can change the 3D lookup table according to the road surface detection pattern of the top view image, and can normally generate the 3D image even when the photographing direction of the camera is changed.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 어라운드 뷰를 모니터링하는 방법을 예시한 순서도이다. 이하, 설명하는 각 단계는 어라운드 뷰 모니터링 장치에 포함된 각 기능부 중 하나에 의해 수행되는 과정이나, 발명의 간결하고 명확한 설명을 위해 각 단계의 주체를 어라운드 뷰 모니터링 장치로 통칭하도록 한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of monitoring an ambient view by an ambient view monitoring apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, each of the steps described below is referred to as a surrounding view monitoring apparatus for the process performed by one of the functional units included in the surrounding view monitoring apparatus, or the subject of each step for the sake of brevity and clear explanation of the invention.
도 7을 참조하면, 단계 710에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 복수 카메라로부터 영상을 수신한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 차량의 전면, 후면, 측면에 설치된 카메라로부터 영상을 각각 수신할 수 있다.Referring to FIG. 7, in
단계 720에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 및 소실점을 검출하고, 참조선, 특징점, 차량 영역 및 소실점에 따라 2D 룩업 테이블을 보정한다. 단계 420의 상세한 보정 과정은 추후 도 8을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. In
단계 730에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 2D 룩업 테이블에 따라 각 영상을 정합하여 탑 뷰 영상을 생성한다.In
단계 740에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 변환 영역에 따라 3D 룩업 테이블을 보정한다. In
단계 750에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 3D 룩업 테이블에 따라 탑 뷰 영상을 정합하여 3D 영상을 생성한다.In
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 2D 룩업 테이블을 보정하는 과정을 예시한 순서도이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of correcting a 2D look-up table by an ambient view monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 단계 810에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상으로부터 참조선을 검출한다. 예를 들어, 영상 내에서 미리 지정된 색의 픽셀에 대한 분산이 가장 적은 직선을 Least Mean Square를 통해 검출할 수 있다.Referring to FIG. 8, in
단계 820에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상으로부터 특징점을 검출한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 주간 주행 중 차량이 직진하고 있는지 판단한다. 이 때, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 주간 주행 중 차량으로부터 현재 스티어링 회전각 등을 나타내는 회전 정보를 수신하여, 차량이 현재 직진 또는 회전 중인지 판단할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 현재 차량이 직진 중인 경우, 차량 외 영역에 대한 차영상을 산출한다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 차량 외 영역 상 위치의 픽셀 간의 차를 픽셀값으로 하는 차 영상을 생성할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 연속하는 프레임 간의 픽셀값 차에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 그림자 영역을 산출한다. 즉, 주간 주행 중 특정 프레임 간 픽셀 값의 차이가 지속적으로 0과 유사한 값을 가지는 픽셀은 그림자에 해당하는 영역으로, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 해당 픽셀을 그림자 영역에 포함시킬 수 있다. 또한, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 야간 주행 중 차량 외 영역에 대한 차영상을 산출할 수 있다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 차량외 영역 상 위치의 픽셀 간의 차를 픽셀값으로 하는 차 영상을 생성할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 연속하는 프레임 간의 픽셀값 차에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 조명 영역을 산출한다. 즉, 야간 주행 중 특정 프레임 간 픽셀 값의 차이가 지속적으로 0과 유사한 값을 가지는 픽셀은 조명이 투사된 영역으로, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 해당 픽셀을 조명 영역에 포함시킬 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 주간 주행 중 그림자 영역을 추출하고, 야간 주행 중 조명 영역을 추출할 수 있다. 이 때, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 그림자 영역 및 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출할 수 있다. In
단계 830에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상으로부터 차량 영역을 검출한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 차량 영역으로 검출할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 차량 영역의 외곽선이 형성하는 직선을 산출할 수 있다.In
단계 840에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상으로부터 소실점을 검출한다. In
단계 850에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상의 각 프레임에 상응하는 소실점을 누적 히스토그램으로 저장하고, 누적 히스토그램으로부터 롤 각도를 산출한다. 예를 들어, 차량이 회전한 경우, 소실점이 영상 상에서 수평선 상에 위치하는 것으로 누적 히스토그램이 표현될 수 있다. 이 때, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 누적 히스토그램에서 차량의 요 운동시 소실점으로 형성되는 선과 화면 내 수평선 간의 각도 또는 차량의 피치 운동에 따른 소실점을 이은 선과 영상 상의 수직선 간의 각도를 롤 각도로 산출할 수 있다.In
단계 860에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상 중 인접한 영상의 면 간의 호모그래피 행렬을 산출한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 각 영상에 대한 참조선, 특징점 및 차량 영역 중 하나 이상에 따른 2개 이상의 직선으로 형성되는 3차원의 면을 검출할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 인접한 영상의 면 간의 틀어짐을 나타내는 호모그래피 행렬을 상술한 수학식 1에 따라 산출할 수 있다.In
단계 870에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 호모그래피 행렬에 따라 룩업 테이블을 생성한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 영상의 각 좌표에 대해 호모그래피 행렬 변환을 적용한 좌표를 매칭하여 저장한 2D 룩업 테이블을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치는 사고 등의 원인에 의해 카메라의 촬영 방향이 차량의 생산시와 달리 변경된 경우에도 2D 룩업 테이블을 자동으로 보정하여 탑 뷰 영상을 정상적으로 생성할 수 있다.In
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치가 3D 룩업 테이블을 생성하는 과정을 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a process of generating the 3D lookup table by the surrounding view monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 단계 910에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 차량 속도 및 운행 방향에 따라 이전 탑 뷰 영상의 노면 변화량을 예측한 예측 영상을 생성한다. 즉, 노면 검출부(610)는 이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성할 수 있다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상 의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성한다. 어라운드 뷰 모니터링 장치는 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 노면 영역으로 검출할 수 있다.Referring to FIG. 9, in
단계 920에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 노면 영역과 도형을 피팅한다. 예를 들어, 어라운드 뷰 모니터링 장치는 탑 뷰 영상에 위치하는 임의의 도형(예를 들어, 타원) 중 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 산출할 수 있다. 즉, 피팅부(620)는 Least Mean Square에 따른 도형을 검출할 수 있다.In
단계 930에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 탑 뷰 영상 중 피팅된 도형의 외부 영역을 변환 영역으로 설정한다.In
단계 940에서 어라운드 뷰 모니터링 장치는 변환 영역 상에 위치한 탑 뷰 영상 픽셀의 삼차원 상 위치를 미리 지정된 곡률에 따라 변환한 위치와 변환하기 전의 픽셀 위치를 매칭하여 저장한 3D 룩업 테이블을 생성한다.In
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어라운드 뷰 모니터링 장치는 3D 룩업 테이블을 탑 뷰 영상의 노면 검출 패턴에 따라 변경하여 카메라의 촬영 방향이 변경된 경우에도 3D 영상을 정상적으로 생성할 수 있다.Therefore, the surrounding view monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention can change the 3D lookup table according to the road surface detection pattern of the top view image, and can normally generate the 3D image even when the photographing direction of the camera is changed.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described above with reference to the embodiments thereof. Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The disclosed embodiments should, therefore, be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
Claims (18)
각 상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하고, 상기 영상 중 인접한 영상의 상기 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피(homography) 행렬을 산출하고, 상기 호모그래피 행렬에 따라 2D 룩업 테이블을 생성하는 2D 테이블 보정부; 및
상기 2D 룩업 테이블에 따라 상기 영상을 정합하여 탑 뷰 영상을 생성하는 2D 정합부;
를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
An image receiving unit for receiving images from a plurality of cameras, respectively;
Detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of a reference line, a minutiae, and a vehicle area from each of the images, calculating a homography matrix between surfaces of the adjacent images including the straight line, A 2D table correcting unit for generating a 2D lookup table according to the 2D lookup table; And
A 2D matching unit for matching the images according to the 2D look-up table to generate a top view image;
The monitoring device comprising:
상기 2D 테이블 보정부는,
상기 영상으로부터 상기 참조선을 검출하는 참조선 검출부;
상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 특징점 검출부;
상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 차량 영역 검출부;
상기 참조선, 상기 특징점, 상기 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피 행렬을 산출하는 행렬 산출부; 및
상기 호모그래피 행렬에 따라 상기 2D 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 보정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the 2D table correction unit comprises:
A reference line detection unit for detecting the reference line from the image;
A feature point detection unit which detects a shadow region and an illumination region corresponding to the feature point from the image and calculates a straight line constituting the shadow region and the outline of the illumination region;
A vehicle area detecting unit for detecting a vehicle area from the image and calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area;
A matrix calculation unit for calculating a homography matrix between surfaces including a plurality of straight lines along at least one of the reference line, the minutiae, and the vehicle area; And
A lookup table correcting unit for generating the 2D lookup table according to the homography matrix;
And a monitoring unit for monitoring the surrounding view.
상기 참조선은 차량에서 미리 지정된 방향으로 투사된 빛이 외부 환경에 의해 반사되어 카메라에 의해 촬영된 상기 영상 내에 나타난 선인 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the reference line is a line that is projected in a predetermined direction in the vehicle and is reflected by the external environment and appears in the image captured by the camera.
상기 특짐점 검출부는
주간에 차량이 직진 중인 경우, 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 그림자 영역을 산출하고,
야간에 촬영된 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 조명 영역을 산출하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
The special point detecting unit
A moving average recursive filter is applied to each pixel value of the difference image, and the pixel value of the pixel value to which the moving average recursive filter is applied Calculates the shadow area including pixels within a predetermined range from 0,
A moving average recursive filter is applied to each pixel value of the difference image, and the pixel value to which the moving average recursive filter is applied is changed from 0 to And calculates the illumination area including the pixels within the specified range.
상기 차량 영역 검출부는,
상기 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 상기 차량 영역으로 검출하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the vehicle-
Wherein the area detection unit detects, as the vehicle area, an area including a pixel whose value obtained by applying a moving average recursive filter to a difference between corresponding pixels of a previous frame and a current frame of the image is within a predetermined range from 0, Device.
상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 3D 테이블 보정부; 및
상기 3D 룩업 테이블에 따라 상기 탑 뷰 영상을 정합하여 3D 영상을 생성하는 3D 정합부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
A 3D table correcting unit for detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for performing transform on the transform region; And
A 3D matching unit for matching the top view images according to the 3D lookup table to generate a 3D image,
Further comprising: means for monitoring the surrounding view.
상기 3D 테이블 보정부는,
상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 노면 검출부;
상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 피팅부;
상기 탑 뷰 영상 중 상기 도형의 외부에 해당하는 영역을 상기 변환 영역으로 선정하는 변환 영역 산출부; 및
상기 변환 영역 내의 픽셀의 위치를 지정된 곡률에 따라 변경하도록 하는 3D 룩업 테이블을 생성하는 룩업 테이블 보정부;
를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the 3D table correcting unit comprises:
A road surface detecting unit for detecting a road surface area from the top view image;
A fitting part for detecting a figure to be fitted to the road surface area;
A conversion area calculating unit for selecting, as the conversion area, an area corresponding to the outside of the figure from among the top view images; And
A lookup table correcting unit for generating a 3D lookup table for changing a position of a pixel in the conversion area according to a specified curvature;
The monitoring device comprising:
상기 노면 검출부는,
이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성하고,
상기 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성하고,
상기 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 상기 노면 영역으로 검출하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
The road-
The predicted image is generated by moving the pixels of the previous top view image by a distance corresponding to the vehicle speed in the traveling direction,
Generating a prediction difference image including a difference between each pixel value of the prediction image and each pixel value of the current top view image as each pixel value,
Wherein a pixel corresponding to a value obtained by applying a moving average recursive filter to each pixel value of the predicted difference image is within a predetermined range from 0 to the road surface area.
상기 피팅부는 상기 탑 뷰 영상 상에 도형 중 상기 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 검출하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the fitting unit detects an image having a smallest sum of distances from pixels of the outline of the road surface area on the top view image.
복수의 카메라로부터 영상을 각각 수신하는 단계;
상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하는 단계;
상기 영상 중 인접한 영상의 상기 직선을 포함하는 면 간의 호모그래피(homography) 행렬을 산출하는 단계;
상기 호모그래피 행렬에 따라 2D 룩업 테이블을 생성하는 단계; 및
상기 2D 룩업 테이블에 따라 상기 영상을 정합하여 탑 뷰 영상을 생성하는 단계;
를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
A method of providing an overview view monitoring device, the method comprising:
Receiving images from a plurality of cameras, respectively;
Detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of a reference line, a feature point, and a vehicle area from the image;
Calculating a homography matrix between planes of the adjacent images including the straight line;
Generating a 2D look-up table according to the homography matrix; And
Generating a top view image by matching the images according to the 2D look-up table;
The method comprising the steps of:
상기 영상으로부터 참조선, 특징점, 차량 영역 중 하나 이상에 따른 복수의 직선을 검출하는 단계는
상기 영상으로부터 상기 참조선을 검출하는 단계;
상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계; 및
상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
The step of detecting a plurality of straight lines corresponding to at least one of the reference line, the feature point and the vehicle area from the image
Detecting the reference line from the image;
Detecting a shadow region and an illumination region corresponding to the feature point from the image and calculating a straight line constituting the shadow region and an outline of the illumination region; And
Detecting a vehicle area from the image and calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area;
And monitoring the surrounding view.
상기 참조선은 차량에서 미리 지정된 방향으로 투사된 빛이 외부 환경에 의해 반사되어 카메라에 의해 촬영된 상기 영상 내에 나타난 선인 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the reference line is a line that is projected in a predetermined direction in the vehicle and is reflected by the external environment and appears in the image captured by the camera.
상기 영상으로부터 특징점에 대응하는 그림자 영역 및 조명 영역을 검출하고, 상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계는,
주간에 차량이 직진 중인 경우, 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 그림자 영역을 산출하는 단계;
야간에 촬영된 영상에서 차량 외 영역에 대한 프레임 간 차 영상을 생성하고, 상기 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용하고, 상기 이동 평균 재귀 필터를 적용한 상기 픽셀값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀들을 포함하는 상기 조명 영역을 산출하는 단계; 및
상기 그림자 영역 및 상기 조명 영역의 외곽선에 상응하는 직선을 검출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
Detecting a shadow region and an illumination region corresponding to a feature point from the image, and calculating a straight line constituting the shadow region and an outline of the illumination region,
A moving average recursive filter is applied to each pixel value of the difference image, and the pixel value of the pixel value to which the moving average recursive filter is applied Calculating the shadow area including pixels within a predetermined range from 0;
A moving average recursive filter is applied to each pixel value of the difference image, and the pixel value to which the moving average recursive filter is applied is changed from 0 to Calculating the illumination area including pixels within a specified range; And
Detecting a straight line corresponding to the shadow region and the outline of the illumination region;
And monitoring the surrounding view.
상기 영상으로부터 차량 영역을 검출하고, 상기 차량 영역의 외곽선을 구성하는 직선을 산출하는 단계는,
상기 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 대응하는 픽셀 간의 차이값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내인 픽셀을 포함하는 영역을 상기 차량 영역으로 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of detecting a vehicle area from the image and calculating a straight line constituting an outline of the vehicle area comprises:
And detecting, as the vehicle area, an area including a pixel whose value obtained by applying a moving average recursive filter to a difference value between corresponding pixels of a previous frame and a current frame of the image is within a predetermined range from 0, View monitoring method.
상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계; 및
상기 3D 룩업 테이블에 따라 상기 탑 뷰 영상을 정합하여 3D 영상을 생성하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
11. The method of claim 10,
Detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for performing a transform on the transform region; And
Generating 3D images by matching the top view images according to the 3D lookup table
Further comprising the steps of:
상기 탑 뷰 영상으로부터 변환 영역을 검출하고, 상기 변환 영역에 대한 변환을 수행하기 위한 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계는,
상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 단계;
상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 단계;
상기 탑 뷰 영상 중 상기 도형의 외부에 해당하는 영역을 상기 변환 영역으로 선정하는 단계; 및
상기 변환 영역 내의 픽셀의 위치를 지정된 곡률에 따라 변경하도록 하는 3D 룩업 테이블을 생성하는 단계;
를 포함하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
16. The method of claim 15,
The step of detecting a transform region from the top view image and generating a 3D lookup table for performing a transform on the transform region,
Detecting a road surface region from the top view image;
Detecting a figure to be fitted to the road surface area;
Selecting an area of the top view image corresponding to the outside of the figure as the conversion area; And
Generating a 3D lookup table that causes a position of a pixel in the transformation region to change according to a specified curvature;
The method comprising the steps of:
상기 탑 뷰 영상으로부터 노면 영역을 검출하는 단계는,
이전 탑 뷰 영상의 픽셀을 운행 방향으로 차량 속도에 상응하는 거리만큼 이동시켜 예측 영상을 생성하는 단계;
상기 예측 영상의 각 픽셀값과 현재 탑 뷰 영상의 각 픽셀값 간의 차를 각 픽셀값으로 포함하는 예측 차 영상을 생성하는 단계; 및
상기 예측 차 영상의 각 픽셀값에 대해 이동 평균 재귀 필터를 적용한 값이 0으로부터 미리 지정된 범위 내에 해당하는 픽셀을 상기 노면 영역으로 검출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
17. The method of claim 16,
The step of detecting a road surface area from the top view image may include:
Generating a prediction image by moving a pixel of the previous top view image by a distance corresponding to a vehicle speed in a traveling direction;
Generating a prediction difference image including a difference between pixel values of the prediction image and pixel values of a current top view image as pixel values; And
Detecting a pixel corresponding to a pixel value of the predicted difference image by applying a moving average recursive filter within a predetermined range from 0 to the road surface region;
And monitoring the surrounding view.
상기 노면 영역에 피팅(fitting)되는 도형을 검출하는 단계는,
상기 탑 뷰 영상 상에 도형 중 상기 노면 영역의 외곽선의 각 픽셀과의 거리합이 가장 작은 도형을 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 어라운드 뷰 모니터링 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the step of detecting a figure to be fitted to the road surface area comprises:
Detecting an image having a smallest sum of distances from pixels of an outline of the road surface area on the top view image.
Priority Applications (1)
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KR1020170040231A KR101949349B1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Apparatus and method for around view monitoring |
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KR1020170040231A KR101949349B1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Apparatus and method for around view monitoring |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150014311A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-06 | 인하대학교 산학협력단 | Device, method and vehicle for providing around view |
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2017
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150014311A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-06 | 인하대학교 산학협력단 | Device, method and vehicle for providing around view |
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