KR20230011447A - 색온도를 이용한 이벤트 검출 방법 및 장치 - Google Patents

색온도를 이용한 이벤트 검출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 이벤트 검출 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 방법은, 영상에서 현재 프레임의 색온도가 하한 이상인지 여부 및 상한 이하인지 여부를 판단하는 색온도 판단 단계; 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 휘도 차이와 휘도차 임계값을 비교하는 휘도 비교 단계; 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교하는 색상 비교 단계; 및 상기 색온도 판단 단계에서 상기 현재 프레임의 색온도가 상기 하한 미만이거나 상기 상한을 초과하는 경우, 또는 상기 휘도 비교 단계에서 상기 휘도 차이가 상기 휘도차 임계값을 초과하는 경우, 또는 상기 색상 비교 단계에서 상기 색상 차이가 상기 색상차 임계값을 초과하는 경우에, 이벤트 발생으로 판단하는 이벤트 판단 단계;를 포함한다. 이 때 상기 하한 및 상기 상한은 상기 이전 프레임의 색온도에 의해 결정될 수 있다.

Description

색온도를 이용한 이벤트 검출 방법 및 장치 {Method and apparatus for detecting event using color temperature}
본 발명의 실시예들은 색온도를 이용한 이벤트 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
다수의 감시카메라가 도처에 설치되어 있는 오늘날 감시영상에서 이벤트를 감지할 수 있다면 각종 사고나 재난에 대하여 초기에 빠른 대응이 가능할 것이다. 특히 이벤트 검출을 기반으로 관리자에게 이벤트 발생 사실을 효과적으로 알릴 수 있다면 막대한 인명 피해 및 재산 피해를 방지할 수 있을 것이다. 따라서 저 비용, 고 정확도의 이벤트감지 시스템의 필요성이 부각되고 있다.
한국등록특허 제 1177271호
본 발명의 실시예들은 일반 카메라에서 색온도를 중심으로 정보를 분석하여 이벤트를 빠르고 정확하게 검출해낼 수 있는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 방법은, 영상에서 현재 프레임의 색온도가 하한 이상인지 여부 및 상한 이하인지 여부를 판단하는 색온도 판단 단계; 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 휘도 차이와 휘도차 임계값을 비교하는 휘도 비교 단계; 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교하는 색상 비교 단계; 및 상기 색온도 판단 단계에서 상기 현재 프레임의 색온도가 상기 하한 미만이거나 상기 상한을 초과하는 경우, 또는 상기 휘도 비교 단계에서 상기 휘도 차이가 상기 휘도차 임계값을 초과하는 경우, 또는 상기 색상 비교 단계에서 상기 색상 차이가 상기 색상차 임계값을 초과하는 경우에, 이벤트 발생으로 판단하는 이벤트 판단 단계;를 포함한다. 이 때 상기 하한 및 상기 상한은 상기 이전 프레임의 색온도에 의해 결정될 수 있다.
상기 색온도 판단 단계는 레벨 별 색온도를 정리한 룩-업 테이블로부터, 이전 프레임의 색온도와 가장 차이가 작은 기준색온도 및 그에 따른 기준레벨을 검출하는 단계; 상기 기준레벨의 한 레벨 이전 레벨의 색온도와 상기 기준색온도의 산술평균인 제 1산술평균 및 상기 기준레벨의 한 레벨 이후 레벨의 색온도와 상기 기준색온도의 산술평균인 제 2산술평균을 산출하는 단계; 상기 기준색온도와 상기 제 1산술평균의 차에 기 설정된 하한 파라미터의 합을 하한폭으로, 상기 제 2산술평균과 상기 기준색온도의 차에 기 설정된 상한 파라미터의 합을 상한폭으로 결정하는 단계; 및 상기 이전 프레임의 색온도에서 상기 하한폭을 뺀 값을 상기 하한으로, 상기 이전 프레임의 색온도에서 상기 상한폭을 합한 값을 상기 상한으로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 색상 비교 단계는 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 프레임 전부 또는 일부에 대한 기준속성의 평균값의 차이가 상기 색상차 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 기준속성은 적, 녹, 청 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 색온도 판단 단계, 상기 휘도 비교 단계, 상기 색상 비교 단계 및 상기 이벤트 판단 단계는 복수의 프레임에 대하여 반복적으로 수행될 수 있다.
상기 이벤트 검출 방법은 상기 이벤트 발생의 시간 간격과 색온도를 기초로 이벤트가 주기적으로 발생하는 것으로 판단되면, 이벤트가 오검출 된 것으로 판단하는 오검출 판단 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오검출 판단 단계는 이벤트 발생 시 버퍼에 색온도와 발생 시간을 저장하는 버퍼 기록단계; 상기 버퍼의 홀수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기 설정된 임계 편차 이내이면 주기신호라고 판단하는 제1 버퍼 판단 단계; 상기 버퍼의 짝수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기 설정된 임계 편차 이내 이면 주기신호라고 판단하는 제2 버퍼 판단 단계; 상기 버퍼의 인접한 2개의 저장 공간에 저장된 색온도 각각의 저장 시간의 차이가 주기적으로 변화하는 것으로 판단되면 주기신호라고 판단하는 제3 버퍼 판단 단계; 및 상기 제1 버퍼 판단 단계, 상기 제2 버퍼 판단 단계 및 상기 제3 버퍼 판단 단계에서 주기신호라고 판단되면, 이벤트 오검출로 판단하는 최종 판단 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 장치는 영상에서 현재 프레임의 색온도가 하한 이상인지 여부 및 상한 이하인지 여부를 판단하는 색온도 판단부; 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 휘도 차이와 휘도차 임계값을 비교하는 휘도 비교부; 상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교하는 색상 비교부; 및 상기 색온도 판단부에서 상기 현재 프레임의 색온도가 상기 하한 미만이거나 상기 상한을 초과하는 경우, 또는 상기 휘도 비교부에서 상기 휘도 차이가 상기 휘도차 임계값을 초과하는 경우, 또는 상기 색상 비교부에서 상기 색상 차이가 상기 색상차 임계값을 초과하는 경우에, 이벤트 발생으로 판단하는 이벤트 판단부;를 포함한다. 이 때 상기 하한 및 상기 상한은 상기 이전 프레임의 색온도에 의해 결정될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 일반 카메라에서도 색온도를 중심으로 정보를 분석하여 이벤트를 빠르고 정확하게 검출해낼 수 있는 방법 및 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 장치의 이벤트 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 색온도 판단부에서 색온도를 판단하는 단계에 대해 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 이벤트 판단부에서 이벤트 발생 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오검출 판단단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 시스템을 도시한 것이다. 도 1에 도시된 이벤트 검출 시스템은 이벤트 검출 장치(1) 및 영상 획득 장치(2)를 포함한다. 이벤트 검출 장치(1)는 영상 획득 장치(2)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이벤트 검출 장치(1)는 색온도 판단부(10), 휘도 비교부(20), 색상 비교부(30) 및 이벤트 판단부(40)를 포함할 수 있다. 이벤트 검출 장치(1)는 광원(3)의 주기적인 점멸에 의한 이벤트 오검출을 방지하기 위한 오검출 판단 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
영상 획득 장치(2)는 주변 환경 또는 장면(공간)을 촬영하고, 장면 내에 존재하는 다양한 객체(예를 들어, 바닥, 벽, 장애물 등의 정적 물체나 사람, 동물 등의 동적 물체)를 촬영한다. 영상 획득 장치(2)는 영상 센서를 포함하는 카메라 등일 수 있다.
이벤트 검출 장치(1)는 영상 획득 장치(2)에 의하여 획득된 영상을 토대로 이벤트를 검출한다. 예를 들어, 이벤트 검출 장치(1)는 영상 획득 장치(2)에 의하여 획득된 영상을 토대로 특정한 사건이 일어났는지 여부를 판단할 수 있으며, 각종 사건, 사고, 재난 등의 감지에 사용될 수 있다. 이벤트 검출의 정확도가 향상될 수록 각종 제어부, 기구부의 동작 등의 후행 과정이 빠르게 이루어질 수 있기 때문에 정확한 이벤트 감지가 중요하고 이를 위하여 많은 기술들이 개발되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 프레임에 대하여 색온도, 휘도 및 색상의 변화를 관찰하여 이벤트 발생 여부를 판단한다. 특히 색온도의 경우 이벤트 발생의 기준이 되는 색온도의 범위를 색온도의 높고 낮음에 따라 변화시킴으로써 이벤트 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1에 도시된 색온도 판단부(10), 휘도 비교부(20), 색상 비교부(30) 및 이벤트 판단부(40)가 수행하는 동작에 대하여서는 이하에서 도 2의 흐름도와 함께 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 검출 장치(1)의 이벤트 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1의 색온도 판단부(10)는 현재 프레임의 색온도가 하한 이상인지 여부 및 상한 이하인지 여부를 판단(S11)한다. 이 때 하한 및 상한은 이전 프레임의 색온도에 의해 결정된다. 새로운 객체의 등장, 화재의 발생 등의 이벤트 발생 시 프레임의 색온도가 변경되고 이를 이용하여 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 따라서 색온도 판단부(10)는 이벤트 판단부(40)에서 이벤트가 발생했는지 여부를 판단하기 위한 전제로써, 현재 프레임의 색온도가 이전 프레임의 색온도에 의해 결정되는 상한 및 하한에 의해 특정되는 범위를 벗어나는지 여부를 판단한다. 상기 범위는 이전 프레임의 색온도와 범위의 기설정된 관계에 따라 산출될 수 있다. 예를 들어, 상기 범위는, 이전 프레임의 색온도가 높을수록 넓게 결정될 수 있다. 또는, 상기 범위는 이전 프레임의 색온도와 범위의 관계를 정의하는 룩-업 테이블에 의해 산출될 수도 있다.
프레임의 색온도는 프레임 전부 또는 일부에 대하여 산출할 수 있으며, 대상영역에 포함된 픽셀들의 색온도의 산술평균, 기하평균 또는 최대값 등 다양한 방법으로 산출될 수 있다.
도 1의 휘도 비교부(20)는 이전 프레임과 현재 프레임의 휘도 차이와 기설정된 휘도차 임계값을 비교(S21)한다. 색온도의 경우와 마찬가지로 새로운 객체의 등장, 화재의 발생 등의 이벤트 발생 시 프레임의 휘도가 변경되고, 이를 이용하여 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 따라서 휘도 비교부(20)는 이벤트 판단부(40)에서 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 전제로써, 이전 프레임과 현재 프레임의 휘도 차이와 휘도차 임계값을 비교한다.
프레임의 휘도는 프레임 전부 또는 일부에 대하여 산출할 수 있으며, 대상영역에 포함된 픽셀들의 휘도 성분에 대한 산술평균, 기하평균 또는 최대값 등 다양한 방법으로 산출될 수 있다.
도 1의 색상 비교부(30)는 이전 프레임과 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교(S31)한다. 즉 색상 비교부(30)는 이전 프레임의 적, 녹 또는 청 성분과 현재 프레임의 적, 녹 또는 청 성분의 차이가 색상차 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다.
색온도, 휘도와 마찬가지로 프레임의 색상도 새로운 객체의 등장, 화재의 발생 등의 이벤트 발생 시 변경되고, 이를 이용하여 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 따라서 색상 비교부(30)는 이벤트 판단부(40)에서 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하기 위한 전제로써, 이전 프레임과 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교한다.
프레임의 색상은 프레임 전부 또는 일부에 대하여 산출할 수 있으며, 대상영역에 포함된 픽셀의 적, 녹 또는 청 성분에 대한 산술평균, 기하평균 또는 최대값 등 다양한 방법으로 산출될 수 있다.
도 1의 이벤트 판단부(40)는 색온도 판단부(10), 휘도 비교부(20) 및 색상 비교부(30)의 판단을 근거로 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단(S41)한다. 예를 들어, 이벤트 판단부(40)는 색온도 판단부(10)에서 현재 프레임의 색온도가 하한 미만이거나 상한을 초과한다고 판단한 경우, 휘도 비교부(20)에서 휘도 차이가 휘도차 임계값을 초과한다고 판단한 경우, 또는 색상 비교부(30)에서 색상 차이가 색상차 임계값을 초과한다고 판단한 경우에 이벤트 발생으로 판단한다.
색온도 판단(S11), 휘도 비교(S21), 색상 비교(S31) 및 이벤트 판단(S41)은 복수의 프레임에 대하여 반복적으로 수행될 수 있다.
도 3은 도 2의 단계(S11)를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다. 상세히, 도 3은 도 2의 단계(S11)에서 룩-업 테이블을 참조하여 색온도를 판단하는 방법을 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면 도 1의 색온도 판단부(10)는 레벨 별 색온도를 정리한 룩-업 테이블로부터, 이전 프레임의 색온도와 가장 차이가 작은 기준색온도 및 그에 따른 기준레벨을 검출(S111)한다. 표 1은 레벨 별 색온도를 정리한 룩-업 테이블이다.
Level 색온도(k) Level 색온도(k) Level 색온도(k)
1 1710 6 2400 11 6000
2 1740 7 2690 12 8000
3 1890 8 3260 13 14500
4 2000 9 3950 14 19000
5 2180 10 4900
가령 이전 프레임의 색온도를 1900k라고 한다면, 1900k와 가장 차이가 작은 색온도인 1890k를 갖는 레벨3이 기준레벨이 되며, 그 때의 색온도인 1890k가 기준색온도가 된다. 색온도 판단부(10)는 기준레벨의 한 레벨 이전 레벨의 색온도와 기준색온도의 산술평균인 제1 산술평균 및 기준레벨의 한 레벨 이후 레벨의 색온도와 기준색온도의 산술평균인 제2 산술평균을 산출(S112)한다.
기준레벨을 a레벨이라고 하고, a레벨에서의 색온도를
Figure pat00001
라고 할 때(a는 레벨을 나타내는 첨자, t는 프레임을 나타내는 변수) 제1 산술평균 및 제2 산술평균은 아래의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
전술한 예시와 같이 이전 프레임의 색온도를 1900k라고 할 때, 기준레벨은 레벨3이 된다. 이에 따라 한 레벨 이전 레벨은 레벨2, 한 레벨 이후 레벨은 레벨4가 된다. 표1을 참조하면, 레벨2의 색온도는 1740k, 레벨4의 색온도는 2000k이다. 수학식 1및 수학식 2에 실제 값을 대입하여 계산한 예를 아래의 수학식 3 및 수학식 4로 나타내었다.
Figure pat00004
Figure pat00005
한편 레벨1 또는 레벨 14와 같이 한 레벨 이전 레벨 또는 한 레벨 이후 레벨이 없는 레벨의 경우 산출이 가능한 산술평균의 값을 산출하여 제1 산술평균 및 제2 산술평균으로 동일하게 설정하여 사용한다. 즉 기준레벨이 레벨1인 경우 한 레벨 이전 레벨이 없기 때문에 제1 산술평균을 산출해낼 수 없으므로 제2 산술평균을 산출하여 제1 산술평균을 제2 산술평균과 동일하게 설정하여 사용한다. 또한 기준레벨이 레벨 14인 경우 한 레벨 이후 레벨이 없기 때문에 제2 산술평균을 산출해낼 수 없으므로 제1 산술평균을 산출하여 제1 산술평균을 제2 산술평균과 동일하게 설정하여 사용한다.
색온도 판단부(10)는 기준색온도와 산출된 제1 산술평균의 차에 기 설정된 하한 파라미터를 더한 값을 하한폭으로, 산출된 제2 산술평균과 기준색온도의 차에 기 설정된 상한 파라미터를 더한 값을 상한폭으로 결정(S113)한다. 하한폭을
Figure pat00006
, 상한폭을
Figure pat00007
라고 한다면, 상한폭과 하한폭은 아래의 수학식 5 및 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
는 하한 파라미터이고,
Figure pat00011
는 상한 파라미터이다.
Figure pat00012
와
Figure pat00013
는 실험을 통하여 얻어지는 값으로, 사용자에 의하여 미리 설정될 수 있다.
다시 전술한 예시와 같이 이전 프레임의 색온도를 1900k라고 할 때, 기준레벨은 3레벨, 기준 색온도는 1890k가 된다. 이에 따른 제1 산술평균 및 제2 산술평균은 각각 1815k, 1945k가 된다. 이 때
Figure pat00014
와
Figure pat00015
를 각각 10k라고 가정하고 수학식 5 및 수학식 6에 실제 값을 대입하여 하한폭 및 상한폭을 계산한 예를 수학식 7 및 수학식 8로 나타내었다.
Figure pat00016
Figure pat00017
일반적으로 저 색온도에서 고 색온도로 갈수록 장면의 변화에 따른 색온도의 차이가 커지는 경향을 보인다. 따라서 색온도에 관계 없이 동일한 임계값을 기준으로 이벤트 발생 여부를 판단하면 오검출의 가능성이 높아진다. 본 발명은 색온도의 변화에 따른 경향성을 반영하여, 색온도에 따라서 상한폭과 하한폭을 가변적으로 조절함으로써 보다 정확한 이벤트 검출이 가능하다.
전술한 표 1은, 레벨의 차이에 따라 사람에게 시각적으로 인지되는 색온도의 편차가 동일하도록 설정된 것이다. 예를 들어, 레벨 1과 레벨 2의 색온도의 차이는 30k이고 레벨 13과 레벨 14의 색온도의 차이는 4500k로 수치는 서로 다르지만, 사람에게 시각적으로 인지되는 색온도의 변화 정도는 동일하다.
색온도 판단부(10)는 이전 프레임의 색온도에서 하한폭을 뺀 값을 하한으로, 이전 프레임의 색온도에서 상한폭을 합한 값을 상한으로 결정(S114)한다.
색온도 판단부(10)는 현재 색온도와 상한 및 하한을 비교(S115)한다. 현재 프레임의 색온도를
Figure pat00018
라고 하고(a는 레벨을 나타내는 첨자, t는 프레임을 나타내는 변수), 이전 프레임의 색온도를
Figure pat00019
라고 할 때 이벤트 발생으로 볼 수 없는 색온도의 범위는 다음과 같은 수학식 9로 나타낼 수 있다.
Figure pat00020
따라서 이전 프레임의 색온도를 중심으로 양의 방향으로는 상한폭 까지, 음의 방향으로는 하한폭 까지의 색온도의 변화는 이벤트로 감지되지 않는다.
다시 전술한 바와 같이 이전 프레임의 색온도를 1900k라고 할 때, 기준레벨은 3레벨, 기준 색온도는 1890k가 된다. 이에 따른 제1 산술평균 및 제2 산술평균은 각각 1815k, 1945k가 된다. 또한 이에 따른 하한폭과 상한폭은 각각 85k, 65k가 된다. 따라서 이벤트 발생으로 볼 수 없는 색온도의 범위는 다음과 같이 수학식 10으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00021
이 경우 현재 프레임의 색온도가 1815k (1900-85) 미만이거나 1965k (1900+65) 를 초과하는 경우 이벤트 판단부(40)가 이벤트 발생으로 판단하게 된다. 다시 도 2로 돌아가서 단계(S21)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1의 휘도 비교부(20)는 이전 프레임과 현재 프레임의 휘도 차이와 기설정된 휘도차 임계값을 비교한다. 전술한 바와 같이 프레임에 새로운 객체의 등장, 화재의 발생 등의 이벤트 발생 시 휘도가 변경되고, 이벤트 검출 장치(1)는 이를 이용하여 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 프레임의 휘도는 프레임 전부 또는 일부에 대하여 산출될 수 있으며, 대상영역에 포함된 픽셀들의 휘도 성분에 대한 산술평균, 기하평균 또는 최대값 등 다양한 방법으로 산출될 수 있다. 휘도차 임계값은 사용자에 의하여 설정될 수 있다.
현재 프레임의 휘도를
Figure pat00022
, 이전 프레임의 휘도를
Figure pat00023
, 휘도차 임계값를
Figure pat00024
라고 할 때 이벤트 발생으로 볼 수 없는 휘도의 범위는 다음과 같이 수학식 11로 나타낼 수 있다.
Figure pat00025
따라서 이전 프레임과 현재 프레임의 휘도 차이가 휘도차 임계값을 초과하는 경우 이벤트로 검출될 수 있다.도 2의 단계 (S31)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1의 색상 비교부(30)는 이전 프레임과 현재 프레임의 색상 차이와 기설정된 색상차 임계값을 비교한다. 즉 색상 비교부(30)는 프레임 전부 또는 일부에 대한 적, 녹, 청 성분의 평균값의 차이가 색상차 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다. 프레임의 색상은 프레임 전부 또는 일부에 대하여 산출될 수 있으며, 대상영역에 포함된 픽셀의 적, 녹 또는 청 성분에 대한 산술평균, 기하평균 또는 최대값 등 다양한 방법으로 산출될 수 있다.
현재 프레임의 색상을
Figure pat00026
, 이전 프레임의 휘도를
Figure pat00027
, 색상차 임계값를
Figure pat00028
라고 할 때 이벤트 발생으로 볼 수 없는 색상 성분의 범위는 다음과 같이 수학식 12로 나타낼 수 있다.
Figure pat00029
따라서 이전 프레임과 현재 프레임의 색상 차이가 색상차 임계값을 초과하는 경우 이벤트로 검출될 수 있다.
이벤트 판단부(40)는 색온도 판단부(10), 휘도 비교부(20) 및 색상 비교부(30)의 판단을 근거로 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단한다. 즉 이벤트 판단부(40)는 색온도 판단부(10)에서 현재 프레임의 색온도가 하한 미만이거나 상한을 초과한다고 판단한 경우, 휘도 비교부(20)에서 휘도 차이가 휘도차 임계값을 초과한다고 판단한 경우 또는 색상 비교부(30)에서 색상 차이가 색상차 임계값을 초과한다고 판단한 경우에 이벤트 발생으로 판단한다.
도 4는 도 2의 단계(S41)를 상세히 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4를 참조하면 도 1의 이벤트 판단부(40)는 색온도 조건, 휘도 조건 및 색상 조건 중 어느 하나의 조건이라도 이벤트 발생 조건을 만족시키면 오검출 판단단계(S414)로 진행하고, 오검출 판단단계(S414)의 판단 결과 오검출이 아닌 것으로 판단되면 이벤트가 발생한 것으로 판단(S415)한다.
보다 상세하게, 이벤트 판단부(40)는 단계(S411)에서 색온도 판단부(10)가 현재 프레임의 색온도가 하한 이상이고, 상한 이하가 아니라고 판단한 경우, 또는 단계(S412)에서 휘도 비교부(20)가 휘도 차이가 휘도차 임계값 이하가 아니라고 판단한 경우, 또는 단계(S413)에서 색상 비교부(30)가 색상 차이가 색상차 임계값 이하가 아니라고 판단한 경우, 오검출 판단 단계(S414)로 진행하고, 오검출이 아닌 것으로 판단되면 이벤트 발생으로 판단한다.
상술한 3개의 이벤트 발생 조건 중 어느 하나라도 만족한 경우, 주기적인 광원의 깜박거림 등에 의한 이벤트 오검출 방지를 위하여 오검출 판단단계(S414)에서 최종적으로 이벤트 발생 여부를 확인한다.
광원의 깜박거림에 의한 이벤트 검출이 아닌 경우, 이벤트 발생으로 판단(S415)하며, 상술한 3개의 이벤트 발생 조건 중 어느 하나도 만족시키지 못한 경우에는 이벤트 발생으로 보지 않는다.
도 5는 도 4의 단계(S414)를 상세히 설명하기 위한 흐름도이다. 도 1의 이벤트 판단부(40)는 이벤트가 발생할 때 마다 이벤트가 발생한 프레임의 색온도와 발생 시간을 버퍼에 기록한다. 이벤트 판단부(40)는 이벤트의 특성상 주기성을 판단하기 위하여 버퍼의 홀수번째 저장공간에 저장된 색온도들을 분석하고(제1 버퍼 판단), 이와 유사하게 짝수번째 저장공간에 저장된 색온도들을 분석한다(제2 버퍼 판단). 또한 이벤트 판단부(40)는 시간의 주기성을 판단하기 위하여 각 버퍼에 색온도가 저장된 시간을 분석한다(제3 버퍼 판단).
상세히, 이벤트 판단부(40)는 상술한 3개의 이벤트 발생 조건 중 어느 하나라도 만족되는 경우에는 해당 프레임의 색온도와 이벤트 발생 시간을 이벤트 발생 순서에 따라 순차적으로 버퍼에 기록(S511)한다.이벤트 판단부(40)는 광원의 주기적인 깜박임에 의해 검출된 이벤트인지 여부를 확인하기 위하여 버퍼의 홀수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기설정된 임계 편차 이내 인지 판단(S512)한다(제1 버퍼 판단). 또한 이벤트 판단부(40)는 이와 유사하게 버퍼의 짝수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기설정된 임계 편차 이내 인지 판단(S513)한다(제2 버퍼 판단).
예를 들어 전등이 주기적으로 점멸하는 경우를 생각해 보면, 전등은 점등, 소등, 점등, 소등의 상태를 반복하게 된다. 전등이 점등에서 소등 또는 소등에서 점등으로 상태가 변경 될 때마다 이벤트로써 버퍼에 기록된다고 가정했을 때, 홀수번째 버퍼에는 점등 상태에서의 프레임의 색온도가, 짝수번째의 버퍼에는 소등 상태에서의 프레임의 색온도가 저장된다. 또는 상술한 바와 반대로 홀수번째 버퍼에는 소등 상태에서의 프레임의 색온도가, 짝수번째의 버퍼에는 점등 상태에서의 프레임의 색온도가 저장된다.
이벤트 판단부(40)는 이벤트의 시간의 주기성을 판단하기 위하여 버퍼에서 인접한 2개의 저장 공간에 저장된 색온도의 저장 시간의 차이가 주기적으로 변화하는지 여부를 판단(S514)한다(제3 버퍼 판단).
가령 전등이 점등 5초, 소등 3초를 반복하여 점멸된다고 할 때, 저장 시간의 차이는 5초, 3초가 반복된다.
최종적으로 이벤트 판단부(40)는 홀수번째 버퍼 판단(S512)의 결과, 짝수번째 버퍼 판단(S513)의 결과 및 시간의 주기성 판단(S514)의 결과를 기초로 검출된 이벤트가 오검출된 이벤트인지 여부를 판단(S515)한다. 상세히, 이벤트 판단부(40)는 홀수번째 버퍼 판단(S512)의 결과 홀수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 제1 임계 편차 이내이고, 짝수번째 버퍼 판단(S513)의 결과 짝수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 제2 임계 편차 이내이고, 시간의 주기성 판단(S514) 결과 이벤트 발생 시간이 주기성을 갖는 것으로 판단되면, 이벤트가 오검출인 것으로 판단(S515)한다. 반면, 이벤트 판단부(40)는 홀수번째 버퍼 판단(S512)의 결과 홀수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 제1 임계 편차 이내가 아니거나, 짝수번째 버퍼 판단(S513)의 결과 짝수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 제2 임계 편차 이내가 아니거나, 시간의 주기성 판단(S514) 결과 이벤트 발생 시간이 주기성을 갖지 않는 것으로 판단되면, 이벤트가 오검출이 아닌 것으로 판단(S515)한다. 즉 오검출 판단단계(S414)는 전등의 점멸과 같이 이벤트가 아닌 상황을 감지하여 이벤트 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 단순하게 휘도, 색상 또는 색온도 만을 고려하여 이벤트 발생 여부를 판단하는 시스템과 달리 세가지 요소를 모두 고려함과 동시에 오검출 방지를 위한 버퍼판단을 함으로써 보다 정확한 이벤트 검출이 가능한다.
본 발명의 실시예들은 정확한 이벤트 검출을 요하는 다양한 분야에 유용하게 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 감시카메라가 설치되는 공항, 항만, 터미널 등의 기반 시설에서 화재나 재난 감지 등에 활용이 가능하다. 또한 상점, 카지노 등 상업 시설에서 도난방지, 침입감지 등에 활용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 이벤트 검출 장치 및 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
1: 이벤트 검출 장치
2: 영상 획득 장치
3: 광원
10: 색온도 판단부
20: 휘도 비교부
30: 색상 비교부
40: 이벤트 판단부

Claims (6)

  1. 현재 프레임의 색온도가 상기 현재 프레임의 이전 프레임의 색온도에 의해 결정된 상한 및 하한에 의해 특정되는 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 색온도 판단 단계; 및
    상기 현재 프레임의 색온도가 상기 하한 미만이거나 상기 상한을 초과하는 경우 이벤트 발생으로 판단하는 이벤트 판단 단계;를 포함하고,
    상기 범위의 하한은, 레벨별 색온도를 정리한 룩-업 테이블을 기초로, 상기 이전 프레임의 색온도로부터 결정된 레벨인 기준레벨보다 한 레벨 이전의 이전 레벨에 상응하는 색온도로부터 결정된 상기 하한의 하한폭을 상기 이전 프레임의 색온도에서 뺀 값이고,
    상기 범위의 상한은, 상기 룩-업 테이블을 기초로, 상기 기준레벨보다 한 레벨 이후의 이후 레벨에 상응하는 색온도로부터 결정된 상기 상한의 상한폭을 상기 이전 프레임의 색온도에 합한 값인, 이벤트 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 색온도 판단 단계는,
    상기 룩-업 테이블로부터, 상기 이전 프레임의 색온도와 가장 차이가 작은 기준색온도 및 그에 따른 상기 기준레벨을 검출하는 단계;
    상기 이전 레벨의 색온도와 상기 기준색온도의 산술평균인 제1 산술평균 및 상기 이후 레벨의 색온도와 상기 기준색온도의 산술평균인 제2 산술평균을 산출하는 단계; 및
    상기 기준색온도와 상기 제1 산술평균의 차에 기 설정된 하한 파라미터의 합을 상기 하한폭으로, 상기 제2 산술평균과 상기 기준색온도의 차에 기 설정된 상한 파라미터의 합을 상기 상한폭으로 결정하는 단계;를 포함하는, 이벤트 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 색온도 판단 단계 및 상기 이벤트 판단 단계는 복수의 프레임에 대하여 반복적으로 수행되고,
    상기 이벤트 검출 방법은,
    상기 이벤트 발생의 시간 간격과 색온도를 기초로 이벤트가 주기적으로 발생하는 것으로 판단되면, 이벤트가 오검출 된 것으로 판단하는 오검출 판단 단계를 더 포함하며,
    상기 오검출 판단 단계는,
    이벤트 발생 시 버퍼에 색온도와 발생 시간을 저장하는 버퍼 기록단계;
    상기 버퍼의 홀수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기설정된 임계 편차 이내이면 주기신호라고 판단하는 제1 버퍼 판단 단계;
    상기 버퍼의 짝수번째 저장 공간에 저장된 모든 색온도의 표준편차가 기설정된 임계 편차 이내 이면 주기신호라고 판단하는 제2 버퍼 판단 단계;
    상기 버퍼의 인접한 2개의 저장 공간에 저장된 색온도 각각의 저장 시간의 차이가 주기적으로 변화하는 것으로 판단되면 주기신호라고 판단하는 제3 버퍼 판단 단계; 및
    상기 제1 버퍼 판단 단계, 상기 제2 버퍼 판단 단계 및 상기 제3 버퍼 판단 단계에서 주기신호라고 판단되면, 이벤트 오검출로 판단하는 최종 판단 단계;를 포함하는, 이벤트 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 휘도 차이와 휘도차 임계값을 비교하는 휘도 비교 단계; 및
    상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 색상 차이와 색상차 임계값을 비교하는 색상 비교 단계;를 더 포함하는 이벤트 검출 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 색상 비교 단계는,
    상기 이전 프레임과 상기 현재 프레임의 프레임 전부 또는 일부에 대한 기준속성의 평균값의 차이가 상기 색상차 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고,
    상기 기준속성은 적, 녹, 청 중 적어도 어느 하나인, 이벤트 검출 방법.
  6. 현재 프레임의 색온도가 상기 현재 프레임의 이전 프레임의 색온도에 의해 결정된 상한 및 하한에 의해 특정되는 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 색온도 판단부; 및
    상기 현재 프레임의 색온도가 상기 하한 미만이거나 상기 상한을 초과하는 경우 이벤트 발생으로 판단하는 이벤트 판단부;를 포함하고,
    상기 범위의 하한은 레벨별 색온도를 정리한 룩-업 테이블을 기초로, 상기 이전 프레임의 색온도로부터 결정된 레벨인 기준레벨보다 한 레벨 이전의 이전 레벨에 상응하는 색온도로부터 결정된 상기 하한의 하한폭을 상기 이전 프레임의 색온도에서 뺀 값이고,
    상기 범위의 상한은 상기 룩-업 테이블을 기초로, 상기 기준레벨보다 한 레벨 이후의 이후 레벨에 상응하는 색온도로부터 결정된 상기 상한의 상한폭을 상기 이전 프레임의 색온도에 합한 값인, 이벤트 검출 장치.

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