WO2012108577A1 - Monitoring device and method - Google Patents

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WO2012108577A1
WO2012108577A1 PCT/KR2011/002121 KR2011002121W WO2012108577A1 WO 2012108577 A1 WO2012108577 A1 WO 2012108577A1 KR 2011002121 W KR2011002121 W KR 2011002121W WO 2012108577 A1 WO2012108577 A1 WO 2012108577A1
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WO
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imaging module
target
fixed
rotation
module
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/002121
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
제인아닐쿠마
박운상
최현철
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from KR1020110010645A external-priority patent/KR101150563B1/en
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/61Control of cameras or camera modules based on recognised objects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/90Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring apparatus and method, and more particularly, to a monitoring apparatus and method for precisely facing a target using a fixed camera and a PTZ camera.
  • surveillance cameras are installed in dark alleys, parking lots, or indoor entrances to prevent various crimes and track criminals.
  • the problem of low magnification images is that objects or people occupy a small percentage of the total image when monitored using a conventional wide area camera (also called a "fixed camera").
  • a combination of a fixed camera and a PTZ (Pan / Tilt / Zoom) camera is often used.
  • the fixed camera captures a wide angle region.
  • the PTZ camera captures the details of the target through Pan, Tilt and Zoom functions.
  • the PTZ camera pans / tilts to focus the desired position of the captured target (e.g., a specific position, such as a face), thereby increasing the magnification of the target. To get an image.
  • Systems using one PTZ camera and multiple fixed cameras allow for the calculation of the distance between an object and a camera.
  • the system generates three-dimensional coordinates of a target by stereo compositing using a number of fixed cameras, just as a person obtains three-dimensional information of an object with two eyes.
  • the system can theoretically calculate the pan and tilt angles of a PTZ camera using three-dimensional coordinates.
  • such a system is disadvantageous in terms of cost since it uses a large number of fixed cameras.
  • the stereo synthesis method requires complex computations.
  • the stereo synthesis method shows a lot of errors due to inaccuracies due to acquiring corresponding points between stereo images.
  • the system limits the distance between the camera and the object that can be calculated depending on the resolution and configuration of the camera used.
  • the correlation between the image coordinates of the fixed camera and the pan and tilt angle values of the PTZ camera obtained during the calibration process is determined by the distance between the camera and the object. Results in dependence. That is, even an object observed at the same coordinates on the image of the fixed camera may require different pan and tilt angle values according to the actual three-dimensional coordinates of the object.
  • This distance dependency requires the camera calibration process to be performed at the distance at which the object is expected to be observed.
  • distance dependence acts as an obstacle to accurate adjustment of the PTZ camera.
  • the PTZ camera may not point exactly at the target and out of the shooting area.
  • the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a monitoring apparatus and method capable of accurately pointing a target regardless of the distance between the target and the camera.
  • the image pickup module for imaging a target in the area to be monitored;
  • a first fixed imaging module provided in the longitudinal direction with respect to the rotation imaging module, and configured to image an area to be monitored;
  • a second fixed imaging module provided in the transverse direction with respect to the rotation imaging module, and configured to image an area to be monitored;
  • a control module for controlling the rotation imaging module based on the information.
  • the respective direction axes of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module are parallel to each other.
  • the control module provides one rotation angle value to the rotation imaging module regardless of the distance to the target.
  • one rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
  • the control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first and second fixed imaging modules; And generating position information of a target of the virtual fixed imaging module in which the rotation center point of the rotation imaging module and the position of the focus coincide based on the position information from the position calculating unit, and adjusting the rotation angle of the rotation imaging module based on the virtual position information. It includes a control unit for controlling.
  • the position calculating unit may include: a first position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first fixed imaging module; And a second position calculator configured to calculate a position of a target in the area to be monitored in the image information from the second fixed imaging module.
  • the position calculating unit calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image.
  • the controller generates virtual position information by combining the horizontal coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the first fixed imaging module and the vertical coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the second fixed imaging module. do.
  • a surveillance apparatus comprising: first and second fixed imaging modules for imaging an area to be monitored; And a rotational imaging module installed in the longitudinal direction with respect to the first fixed imaging module and provided in the horizontal direction with respect to the second fixed imaging module, for imaging a target in the area to be monitored.
  • the rotation imaging module generates position information of the target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point coincides with the rotation center point of the rotation imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules. And a control module that controls the rotation of the rotation imaging module based on the virtual position information.
  • the spectrometer the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; A fixed imaging module which is provided at a coaxial concentric position with the rotation imaging module with the spectroscope interposed therebetween, and captures an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope; And a control module generating position information of the target from an image of the fixed imaging module and controlling the rotation imaging module based on the position information.
  • the control module controls the angle formed by the spectroscope and the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line that is refracted by the spectroscope at the target to the focal point of the fixed imaging module to be equal to each other. .
  • the control module provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
  • One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
  • the control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from the image information from the fixed imaging module; And a controller configured to control a rotation angle of the rotation imaging module based on the position information from the position calculation unit.
  • the position calculating unit calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image.
  • the apparatus further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
  • the inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
  • the spectrometer Monitoring device according to another embodiment of the present invention, the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; And a fixed imaging module configured to capture an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope.
  • the angle formed by the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the spectroscope and the angle formed by the spectroscope and the straight line that are refracted by the spectroscope at the target and reach the focal point of the fixed imaging module are the same.
  • the container further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
  • the inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
  • a monitoring method is a monitoring method for a monitoring apparatus including a rotational imaging module for imaging a target in a region to be monitored, first and second fixed imaging modules for imaging a region to be monitored, and a control module.
  • the virtual position information generation step may be performed by combining the horizontal coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the first fixed imaging module and the vertical coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the second fixed imaging module. Create location information.
  • the virtual position information generating step may include calculating a position of a target in the area to be monitored in the image information from the first and second fixed imaging modules; And generating position information of a target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point and the rotation center point of the rotation imaging module coincide based on the position information from the position calculating step.
  • the position calculating step calculates the position of the target in the area to be monitored using a background subtraction image.
  • the rotation imaging module control step provides the rotation imaging module with one rotation angle value regardless of the distance to the target.
  • one rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
  • the first fixed imaging module is installed in the longitudinal direction with respect to the rotary imaging module
  • the second fixed imaging module is installed in the horizontal direction with respect to the rotary imaging module.
  • the respective direction axes of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module are parallel to each other.
  • a monitoring method includes a spectroscope, a rotation imaging module for imaging a target in a surveillance target area through a spectroscope, a fixed imaging module for imaging an image of a surveillance target area reflected from a spectroscope, and a control module.
  • a monitoring method of the monitoring device to include,
  • the location information generation step generates location information of the target by using the background difference image.
  • the rotating imaging module control step provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
  • One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
  • the direction of the rotational imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line from the target to the focal point of the fixed imaging module are refracted by the spectroscope are equal to each other. Control to lose.
  • the spectroscope is installed in an opening formed in one side of the container having a storage space.
  • the inner side of the container is made black.
  • the rotation imaging module is installed in the storage space of the container.
  • the spectrometer Monitoring device according to another embodiment of the present invention, the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; And a fixed imaging module installed at a coaxial concentric position with the rotating imaging module with the spectrometer interposed therebetween, for capturing an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope.
  • the rotation imaging module includes a control module that generates position information of a target from an image of the fixed imaging module and controls rotation of the corresponding rotation imaging module based on the position information.
  • the control module controls the angle formed by the spectroscope and the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line that is refracted by the spectroscope at the target to the focal point of the fixed imaging module to be equal to each other. .
  • the control module provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
  • One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
  • the control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from the image information from the fixed imaging module; And a controller configured to control a rotation angle of the rotation imaging module based on the position information from the position calculation unit.
  • the container further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
  • the inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
  • an unmanned and automated AI video security system can be implemented at low cost.
  • the PTZ camera can be controlled to precisely point at the target, thus increasing the surveillance distance.
  • the fixed camera Since the fixed camera is always waiting for the appearance of another monitoring object, when a new target is captured from the fixed camera, it can be quickly moved / tracked from the current PTZ camera position to the newly detected target.
  • one fixed imaging module and a rotating scratch module have a coaxial concentric structure, so that a plurality of targets photographed at the same coordinates in the fixed imaging module correspond to the same pan and tilt angle values regardless of the distance between the camera and the target. .
  • the rotation imaging module can accurately point the target.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a monitoring apparatus using a conventional PTZ camera and a fixed camera.
  • FIG. 2 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an installation example of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining position data output from a position calculating unit in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining an operation of generating position information of a virtual fixed imaging module in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the features of the monitoring device of FIG. 2.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating an operation region of the monitoring device of FIG. 2.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a difference between a final image for each distance between the monitoring device and the target of FIG. 2 and a final image for each distance between the existing monitoring device and the target.
  • FIG. 10 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 11 to 13 are diagrams showing examples of installation of the fixed imaging module, the rotating imaging module, and the spectroscope of FIG.
  • FIG. 14 is a view for explaining the features of the monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • 15 is a flowchart for explaining a monitoring method according to a second embodiment of the present invention.
  • the present invention provides a coaxial concentric structure by adjusting the structure of a PTZ camera and a fixed camera to control the PTZ camera so that the target is accurately directed to the target regardless of the distance between the target and the camera (or surveillance apparatus) with a simple calculation. do.
  • the present invention implements a coaxial concentric structure by adjusting the structure of the PTZ camera and the fixed camera by using a spectroscope (for example, a beam splitter) to implement a coaxial concentric structure, regardless of the distance between the target and the camera (or surveillance apparatus) with a simple calculation. It is a second feature to control so that the target points precisely to the target.
  • a spectroscope for example, a beam splitter
  • FIG. 2 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an installation example of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module of FIG. 2.
  • the monitoring apparatus includes a first fixed imaging module 20, a second fixed imaging module 24, a rotation imaging module 30, and a control module 60.
  • the first fixed imaging module 20 is installed in the longitudinal direction (see FIG. 3) with respect to the rotation imaging module 30.
  • the first fixed imaging module 20 picks up a large area while being fixed with respect to the monitoring target area. That is, the first fixed imaging module 20 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire surveillance target area.
  • An example of the first fixed imaging module 20 is a wide area camera (also referred to as a "fixed camera").
  • the second fixed imaging module 24 is provided in the horizontal direction (see FIG. 3) with respect to the rotation imaging module 30.
  • the second fixed imaging module 24 picks up a large area while being fixed with respect to the monitoring target area. That is, the second fixed imaging module 24 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire surveillance target area.
  • An example of the second fixed imaging module 24 may be a fixed camera.
  • the rotation imaging module 30 picks up an image of the target in the area to be monitored.
  • the rotation imaging module 30 may be a PTZ camera.
  • the direction axes of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 are parallel to the rotation axes of the initial rotation imaging module 30 in which the pan and tilt angle values are set to zero.
  • two lines were drawn in a direction perpendicular to the direction axis of the initial rotation imaging module 30 in which the pan and tilt angle values were set to zero. Assume The two straight lines then lie in a perpendicular relationship to each other and comprise the center of rotation of the rotation imaging module 30.
  • the surface perpendicular to the direction axis of the rotation imaging module 30 includes the focal points of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24.
  • the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are supported by the fastening members (not shown) to support frames 32, 34, 36, 38, and 40. It is fixedly installed on. Preferably, the distance between the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 may be reduced as much as possible.
  • the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are slightly spaced apart from each other. Since the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are hard to be implemented as a single module in hardware, they are installed as shown in FIG. 3. Of course, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 may be implemented as one module in hardware.
  • the control module 60 is a target of the virtual fixed imaging module coinciding with the rotation center point of the rotary imaging module 30 based on the image information including the targets from the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module. Create location information.
  • the control module 60 controls the rotation imaging module 30 based on the virtual position information.
  • the control module 60 has one rotation angle value irrespective of the distance (for example, the distance between the rotation imaging module 30 and the target) with respect to the target in the image captured by the first and second fixed imaging modules 20 and 24.
  • one rotation angle value includes at least one or more of the pan, tilt angle value.
  • the control module 60 may perform zoom control of the rotation imaging module 30.
  • the embodiment of the present invention does not include a zoom because it is important to point the rotation imaging module 30 accurately to the target. However, the size of the target can be confirmed as shown in FIG. Therefore, it is natural that a high magnification image can be obtained by using an appropriate zoom.
  • the control module 60 includes a position calculator 70 and a controller 28.
  • the position calculating unit 70 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the first and second fixed imaging modules 20 and 24.
  • the position calculating unit 70 calculates the position of the target in the monitoring target area by using the background subtraction image.
  • the position calculating unit 70 calculates the position of the target in the surveillance target area from the image information from the first fixed imaging module 20, and the image from the second fixed imaging module 24. And a second position calculating section 26 for calculating a position with respect to the target in the surveillance region from the information.
  • the control unit 28 generates the position information of the target of the virtual fixed imaging module that coincides with the rotation center point of the rotation imaging module 30 based on the position information from the position calculating unit 70.
  • the controller 28 monitors the horizontal coordinates (for example, X coordinates) of the position information of the target in the surveillance target region captured by the first fixed imaging module 20 and the surveillance target captured by the second fixed imaging module 24.
  • Virtual position information is generated by combining vertical coordinates (for example, Y coordinates) among the position information of the target in the area.
  • the control unit 28 controls (adjusts) the rotation angle (eg, pan and tilt angle values) of the rotation imaging module 30 based on the virtual position information.
  • control module 60 is configured separately from the rotation imaging module 30.
  • control module 60 may be provided inside the rotation imaging module 30 as necessary. Even if the description of the configuration for this case is not separately, those who are engaged in the same industry will be fully understood by the above description.
  • FIG. 5 is a view for explaining position data output from a position calculating unit in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 6 is a view for explaining an operation of generating position information of a virtual fixed imaging module in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • an image captured by the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 (that is, an image including a target in the area to be monitored) is transmitted to the control module 60.
  • the control module 60 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the first and second fixed imaging modules 20 and 24 (S10).
  • the position calculating unit 70 in the control module 60 performs position calculation.
  • the position calculator 70 calculates a position of the target, and transmits the calculated position data of the target to the controller 28.
  • the position calculation process in the position calculation unit 70 will be described in more detail as follows.
  • the first position calculating unit 22 and the second position calculating unit 26 of the position calculating unit 70 perform the same position calculating operation, only the operation of the first position calculating unit 22 will be described.
  • the operation description of the second position calculation unit 26 is sufficiently understood as the operation description of the first position calculation unit 22 described later.
  • the first position calculating unit 22 calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image. That is, the first position calculator 22 uses the pre-photographed background image (refer to FIG. 5A) and the input image (refer to FIG. 5B) to target the area of the target (FIG. 5C). See In other words, the first position calculating unit 22 is a pixel of the background image (see (a) of FIG. 5) already photographed and the image (see (b) of FIG. 5) transmitted from the first fixed imaging module 20. Find the difference between units. The first position calculating unit 22 knows the presence or absence of the target of the surveillance target region and the region of the intrusion target through the difference for each pixel unit. For example, suppose the target is a person.
  • the center point of the uppermost block can be regarded as the image coordinate of the target's face by dividing the height approximately 7 times in the region of the target (FIG. 5 (c)) obtained by the background difference image. Accordingly, the first position calculator 22 transmits the image coordinates of the face of the target as the position data to the controller 28.
  • the controller 28 obtains the target position information in the image of the virtual fixed imaging module that coincides with the rotation center point of the rotation imaging module 30 based on the position information from the first and second position calculation units 22 and 26. It generates (S22). Assume that the three fixed cameras are arranged in the letter "L" shape as shown in FIG. The position coordinates of the target photographed by the center stationary camera (that is, installed at the position of the rotation imaging module 30 of FIG. 3) are positioned at the top of the stationary camera (that is, the position of the first fixed imaging module 20 of FIG. 3).
  • the horizontal and vertical position information of the position coordinates of the target object photographed by the fixed camera of the side and the fixed camera that is, installed at the position of the second fixed imaging module 24 of FIG. 3.
  • the horizontal axis (X coordinate) of the position information of the target photographed by the fixed camera at the top and the center is the same.
  • the positional information of the target photographed from the fixed camera at the side and center coincides with the vertical axis (Y coordinate).
  • the control unit 28 provides position information (( x s h , y s h ), ( x s v , y s v ) with respect to the targets in the images of the first and second fixed imaging modules 20 and 24. )),
  • the target position information ( x s h , y s v ) in the image of the virtual fixed imaging module coaxial with the rotation imaging module 30 is extracted.
  • ( x s h , y s h ) is positional information of an image plane (see 20a in FIG. 6) scratched in the first fixed imaging module 20.
  • ( x s v , y s v ) is positional information of an image plane (see 24A in FIG. 6) scratched on the second fixed imaging module 24.
  • the control unit 28 is a horizontal coordinate (X coordinate; x s h ) of the position information of the target photographed by the first fixed imaging module 20 and the vertical coordinate of the position information of the target photographed by the second fixed imaging module 24.
  • (Y coordinates; y s v ) are combined to generate positional information ( x s h , y s v ) of the target of the virtual fixed imaging module.
  • ( x s h , y s v ) is positional information of the target in the image plane (see 28A in FIG. 6) of the virtual fixed imaging module.
  • reference numeral K denotes a point where the focal point of the virtual fixed imaging module and the rotation center point of the rotation imaging module 30 coincide with each other.
  • Reference numeral 5 indicates a target.
  • the controller 28 controls the pan of the rotation imaging module 30 based on the virtual position information ( x s h , y s v ). ), The angle value of the tilt is controlled (S30).
  • the rotation imaging module 30 is adjusted so that it may exactly face a target.
  • the rotation imaging module 30 enlarges the image to recognize the target and captures a high resolution image (see 30a in FIG. 6) of the monitoring target.
  • the manager may easily recognize the face or the clothing worn by the person by analyzing the monitoring object through the image captured by the rotation imaging module 30.
  • the manager can take follow-up measures such as simply extracting the vehicle number if the analyzed monitoring object is a vehicle.
  • the existing monitoring device does not coincide with the focal point of the fixed camera and the center of rotation of the PTZ camera 14. Accordingly, the targets "a" and “b” photographed at the same image coordinates by the fixed camera correspond to different pan and tilt angle values. In other words, the existing monitoring device has a disadvantage in that the target must be accurately measured when the target is observed at a wide range of distance values from the monitoring camera.
  • the position of the image photographed by the fixed camera and the pan and tilt angle values of the PTZ camera are matched one-to-one by a coaxial concentric structure. That is, the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention performs one pan and tilt angle value correction even if many targets exist at different positions, even if they are photographed with the same image coordinates. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the PTZ camera can accurately point to the target by a simple calculation regardless of the distance between the target and the camera (or the monitoring device).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the features of the monitoring device of FIG. 2.
  • reference numeral 50 denotes an image plane (image plane) of a virtual fixed camera.
  • 52 denotes images of targets “a” and “b” photographed by a virtual fixed camera.
  • 54 means a PTZ camera.
  • a virtual fixed camera image (including a target) having a coaxial concentric relationship with a PTZ camera using two fixed cameras (the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24). ).
  • the imaging surface 50 of the virtual fixed camera of FIG. 7 can be understood as the imaging surface of one fixed camera.
  • the embodiment of the present invention coincides the focal point of one fixed camera with the rotation center point of one PTZ camera.
  • the first embodiment of the present invention can match one-to-one the position of an image captured by a virtual fixed camera with a pan and tilt angle value of a PTZ camera by a coaxial concentric structure.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating an operation region of the monitoring device of FIG. 2.
  • Reference numeral 42 in FIG. 8 denotes an operation region.
  • the operation region 42 is an intersection portion of the imageable surveillance subject area of the first fixed imaging module 20 and the imageable surveillance subject region of the second fixed imaging module 24.
  • the rotation imaging module 30 is provided in proximity to the first and second fixed imaging modules 20 and 24 so that the target 5 photographed by the rotation imaging module 30 is located in the operation region 42. In FIG. 8, it is assumed that the target 5 and the camera (that is, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30) are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the separation distance between the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 is preferable to reduce the separation distance between the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 as much as possible.
  • the operation region 42 becomes wider, and the target 5 photographed by the rotation imaging module 30 does not leave the operation region 42.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a difference between a final image for each distance between the monitoring device and the target of FIG. 2 and a final image for each distance between the existing monitoring device and the target.
  • the monitoring apparatus acquires a high resolution image of the target regardless of the distance between the target and the camera (or the monitoring apparatus) as shown in FIG.
  • the monitoring apparatus since the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention implements a coaxial concentric structure, even if the distance between the camera and the target is different from the initial correction distance, the target of the high resolution obtained by the rotation imaging module 30 is changed. There is no distance invariance.
  • FIG. 10 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 11 to 13 are diagrams showing examples of installation of the fixed imaging module, the rotating imaging module, and the spectroscope of FIG.
  • the monitoring apparatus includes a fixed imaging module 61, a rotation imaging module 66, a control module 90, and a spectroscope 72.
  • the fixed imaging module 61 is provided to face the spectroscope 72.
  • the fixed imaging module 61 is installed at a position coaxial with the rotary imaging module 66 via the spectroscope 72.
  • the position of the focus 61a of the fixed imaging module 61 with respect to the spectroscope 72 is made to be symmetrical with the rotation center point 66a of the rotation imaging module 66, and the image axis of the fixed imaging module 61 is fixed.
  • the 85 is fixed to be symmetrical with the rotation axis 86 of the rotation imaging module 66.
  • the fixed imaging module 61 picks up an image of the surveillance subject area reflected by the spectroscope 72.
  • the fixed imaging module 61 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire monitoring target region through the spectroscope 72.
  • An example of the fixed imaging module 61 is a fixed camera (also referred to as a "wide camera").
  • the rotation imaging module 66 picks up the target in the area to be monitored through the spectroscope 72.
  • an example of the rotation imaging module 66 may be a PTZ camera.
  • the control module 90 generates position information of the target in the image from the fixed imaging module 61.
  • the control module 90 controls the rotation imaging module 66 based on the positional information of the target.
  • the control module 90 rotates one rotation angle value with respect to the target in the image captured by the fixed imaging module 61 (for example, the distance between the rotation imaging module 66 and the target).
  • one rotation angle value includes at least one or more of the pan, tilt angle value.
  • the control module 90 may perform zoom control of the rotation imaging module 66.
  • it since it is important to point the rotation imaging module 66 accurately to the target, it does not necessarily include a zoom. However, the size of the target can be confirmed as shown in FIG. Therefore, it is natural that a high magnification image can be obtained by using an appropriate zoom.
  • the control module 90 includes a position calculator 62 and a controller 64.
  • the position calculating part 62 calculates the position of the target object in a monitoring object area
  • the position calculating unit 62 calculates the position of the target in the monitoring target area by using the background subtraction image.
  • the control part 64 controls (adjusts) the rotation angle (for example, pan and tilt angle values) of the rotation imaging module 66 based on the positional information from the position calculating part 62.
  • the spectrometer 72 is installed between the fixed imaging module 61 and the rotary imaging module 66.
  • the spectrometer 72 reflects an image of the incident target 65 and transmits the reflected image to the fixed imaging module 61.
  • the spectrometer 72 transmits the image of the target 65 to the rotation imaging module 66.
  • the spectrometer 72 is inclinedly installed in the opening of the container 37 of a predetermined form.
  • the spectrometer 72 consists of a flat beam splitter of predetermined thickness.
  • the container 74 has a receiving space.
  • the rotation imaging module 66 is installed in the accommodation space of the container 74.
  • Inner surface of the container 74 in order to maximize the contrast between the inside (ie, the receiving space) and the outside of the container 74 so that the fixed imaging module 61 and the rotating imaging module 66 can obtain a clear image. It is preferable to make the color black. If necessary, the outer surface of the container 74 may also be black.
  • One fixed camera and one PTZ camera can be used to install one fixed camera and one PTZ camera in order to implement a coaxial concentric structure, but it is difficult to realize such a coaxial concentric structure in hardware.
  • a spectrometer 72 is disposed between the fixed imaging module 61 and the rotary imaging module 66, so that the coaxial concentric structure can be installed without installing the two modules 61 and 66 in hardware.
  • the rotary imaging module 66 and the fixed imaging module 61 are provided so as to be symmetrical with respect to the surface of the spectroscope 62.
  • the angle ⁇ 2 formed by the 80 and the spectrometer 72 is made equal to each other.
  • the line 83 connecting the rotation center point 66a of the rotation imaging module 66 and the focal point 61a of the fixed imaging module 61 is perpendicular to the plane of the spectrometer 72.
  • the angle ⁇ 3 formed with the spectrometer 72 by rotating (pan, tilting) the rotating imaging module 66 toward the target 65 is obtained.
  • the image of the target 65 is always the same as the straight line 84 that is refracted by the spectroscope 72 and reaches the focus 61a of the fixed imaging module 61 and the angle ⁇ 4 formed with the spectroscope 72.
  • the fixed imaging module 61 and the rotation scratch module 66 always operate coaxially concentrically.
  • FIG. 14 is a view for explaining the features of the monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • reference numeral 50 denotes an image plane (image plane) of the fixed image pickup module 61
  • reference numeral 52 denotes an image of targets "a" and "b” captured by the fixed image pickup module 61.
  • the fixed imaging module 61 and the rotation scratch module 66 have a coaxial concentric structure by using the spectroscope 72. This means that the targets a and b captured by the same coordinates in the fixed imaging module 61 correspond to the same pan and tilt angle values regardless of the distance between the camera and the target. As a result, the rotation imaging module 66 can accurately point the target.
  • control module 90 is configured separately from the rotation imaging module 66.
  • control module 90 may be provided inside the rotation imaging module 66 as necessary. Even if the description of the configuration for this case is not separately, those who are engaged in the same industry will be fully understood by the above description.
  • the fixed imaging module 61 picks up an image of the surveillance target region reflected by the spectroscope 72 (that is, an image including a target in the surveillance target region) (S100).
  • the fixed imaging module 61 transmits the captured image to the control module 90.
  • the control module 90 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the fixed imaging module 61 (S200).
  • the position calculating part 62 in the control module 90 performs a position calculation. If the target is detected, the position calculator 62 calculates the position of the target and transmits the calculated position data of the target to the controller 64.
  • the position calculation process in the position calculation unit 62 will be described in more detail as follows.
  • the position calculating unit 62 calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image. That is, the position calculating unit 62 uses the pre-photographed background image (see FIG. 5 (a)) and the input image (see FIG. 5 (b)) to target the region of the target (see FIG. 5 (c)).
  • the position calculating unit 62 determines the difference of the pixel unit between the background image (see FIG. 5A) and the image transmitted from the fixed imaging module 61 (see FIG. 5B). Obtain The position calculating unit 62 knows the presence or absence of the target of the surveillance target region and the region of the intrusion target through the difference for each pixel unit. For example, suppose the target is a person. Since most people stand and move, the center point of the uppermost block can be regarded as the image coordinate of the target's face by dividing the height approximately 7 times in the region of the target (FIG. 5 (c)) obtained by the background difference image. Therefore, the position calculator 62 transmits the image coordinates of the face of the target as the position data to the controller 64.
  • the controller 64 controls (adjusts) the pan and tilt angle values of the rotation imaging module 66 based on the input position data (that is, image coordinates of the face of the target).
  • the pan and tilt angle adjustments of the control unit 64 match the direction data of the rotation imaging module 66 with the position in the image captured by the fixed imaging module 61 to adjust a specific position of the corresponding image. May be determined, and the direction data of the rotation imaging module 66 matched thereto may be inverted. This is possible because the coaxial concentric structure matches the position of the image photographed by the fixed imaging module 61 and the pan and tilt angle values of the rotation imaging module 66 one-to-one regardless of the distance to the target.
  • the pan and tilt angle values in the control unit 64 are transmitted to the rotation imaging module 66.
  • the rotation imaging module 66 rotates based on the pan and tilt angle values from the control unit 64 so as to accurately face the target (S400).
  • the rotation imaging module 66 enlarges the image to recognize the target and captures a high resolution image of the monitoring target.
  • the manager can easily recognize the face or clothing worn by the person by analyzing the monitored object through the image captured by the rotation imaging module 66.
  • the manager can take follow-up measures such as simply extracting the vehicle number if the analyzed monitoring object is a vehicle.

Abstract

Proposed is a monitoring device and method for accurately indicating a target regardless of the distance between the target and a camera. The proposed monitoring device includes: a rotating capturing module capturing a target in a monitoring area; a first fixed capturing module installed in the vertical direction with respect to the rotating capturing module, and capturing the target monitoring area; a second fixed capturing module installed in the horizontal direction with respect to the rotating capturing module, and capturing the target monitoring area; and a control module which generates position information of the target of a virtual fixed capturing module where the central point of rotation of the rotating capturing module and the focal position are identical on the basis of image information including the target from the first and second fixed capturing modules, and which controls the rotating capturing module on the basis of virtual position information. By using a fixed camera and a PTZ camera, broad-range monitoring is performed and a high-resolution image of an intruder or a target in the monitoring zone is accurately and simultaneously captured regardless of distance. The reliability of a security system using face detection and object recognition may thereby be drastically increased. Regardless of the distance between a camera and a target, a PTZ camera is controlled to accurately indicate the target such that a monitoring distance may be expanded.

Description

감시 장치 및 방법Surveillance device and method
본 발명은 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정 카메라와 PTZ카메라를 이용하여 정확하게 목표물을 향하도록 하는 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring apparatus and method, and more particularly, to a monitoring apparatus and method for precisely facing a target using a fixed camera and a PTZ camera.
요즘, 산업의 발달로 인하여 기업이 보유한 기술이나 정보가 외부로 유출되거나 도난당하는 경우가 많다. 이를 막기 위하여 감시 카메라에 대한 관심이 크게 늘었으며 그 수요 또한 크게 증가하였다. Nowadays, due to the development of the industry, technology or information possessed by a company is often leaked or stolen. To prevent this, the interest in surveillance cameras has increased greatly, and the demand has also increased greatly.
특히, 각종 범죄에 대한 예방이나 범인 추적을 위하여 어두운 골목이나 주차장 또는 실내 출입구 등에 감시 카메라가 설치되고 있다. In particular, surveillance cameras are installed in dark alleys, parking lots, or indoor entrances to prevent various crimes and track criminals.
이처럼 급격한 수요의 증가로 인하여 향상된 보안성을 제공하고자 많은 노력과 연구가 진행되고 있다. 그러나, 저배율 이미지 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아있다. 저배율 이미지 문제는 기존의 광역 카메라("고정 카메라"라고도 함)를 이용하여 감시할 경우 사물이나 사람이 전체 영상에 비해 작은 비율을 차지하는 것을 말한다. Due to this rapid increase in demand, many efforts and researches are being conducted to provide improved security. However, the low magnification image problem remains a challenge to be solved. The problem of low magnification images is that objects or people occupy a small percentage of the total image when monitored using a conventional wide area camera (also called a "fixed camera").
이러한 문제로 인해 실제 범죄 현장에서 감시 카메라에 범인의 모습이 촬영되었더라도 얼굴을 식별할 수 없을 만큼 이미지가 작게 촬영되어 범인 검거에 큰 도움이 되지 못하는 경우가 많다. Due to these problems, even if the image of the criminal was taken by the surveillance camera at the actual crime scene, the image is taken so small that the face cannot be discerned, which is often not helpful for the arrest.
이러한 문제를 해결하기 위해 고정 카메라와 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 카메라의 조합을 많이 사용한다. 고정 카메라는 광각영역을 촬상한다. PTZ 카메라는 팬(Pan), 틸트(Tilt), 줌(Zoom) 기능을 통해 목표물의 자세한 모습을 촬영한다. 고정 카메라가 감시대상 영역에 존재하는 목표물을 촬상하면 PTZ 카메라는 그 촬상된 목표물의 원하는 위치(예컨대, 얼굴 등의 특정 위치)를 포커싱하도록 팬(Pan)/틸팅(Tilting)하여 해당 목표물에 대한 고배율 이미지를 얻는 것이다. To solve this problem, a combination of a fixed camera and a PTZ (Pan / Tilt / Zoom) camera is often used. The fixed camera captures a wide angle region. The PTZ camera captures the details of the target through Pan, Tilt and Zoom functions. When the fixed camera captures a target present in the area to be monitored, the PTZ camera pans / tilts to focus the desired position of the captured target (e.g., a specific position, such as a face), thereby increasing the magnification of the target. To get an image.
하나의 PTZ 카메라와 다수의 고정 카메라를 사용하는 시스템([Stillman et al., 1999], [Hapmapur et al., 2003] 참조)은 물체와 카메라 사이의 거리 계산을 가능하게 한다. 이 시스템은 사람이 두개의 눈을 가지고 사물의 3차원 정보를 얻듯이 다수의 고정 카메라를 이용하여 스테레오 합성 방법으로 목표물에 대한 3차원 좌표를 생성한다. 이 시스템은 이론적으로 3차원 좌표를 이용하여 PTZ 카메라의 팬, 틸트 각도값을 정확하게 산출할 수 있다. 그러나, 이와 같은 시스템은 다수의 고정 카메라를 사용하기 때문에 비용적인 측면에 불리하다. 또한, 스테레오 합성 방법은 복잡한 연산을 필요로 한다. 그리고, 스테레오 합성 방법은 스테레오 이미지간의 대응점 획득 등에 따른 부정확성으로 인해 많은 오차를 보이게 된다. 특히, 이 시스템은 사용한 카메라의 해상도나 구성 방식에 따라 계산 가능한 카메라와 물체와의 거리를 제한받게 된다.Systems using one PTZ camera and multiple fixed cameras (see [Stillman et al., 1999], [Hapmapur et al., 2003]) allow for the calculation of the distance between an object and a camera. The system generates three-dimensional coordinates of a target by stereo compositing using a number of fixed cameras, just as a person obtains three-dimensional information of an object with two eyes. The system can theoretically calculate the pan and tilt angles of a PTZ camera using three-dimensional coordinates. However, such a system is disadvantageous in terms of cost since it uses a large number of fixed cameras. In addition, the stereo synthesis method requires complex computations. In addition, the stereo synthesis method shows a lot of errors due to inaccuracies due to acquiring corresponding points between stereo images. In particular, the system limits the distance between the camera and the object that can be calculated depending on the resolution and configuration of the camera used.
한편, 하나의 PTZ 카메라와 하나의 고정 카메라를 사용하는 시스템([Marchesotti et al., 2005], [Prince et al., 2006] 참조)은 고정 카메라에서 물체의 위치를 측정하고 PTZ 카메라를 조정하여 고배율 이미지를 얻는다. 이 시스템은 도 1에서와 같이 고정 카메라로 촬영한 목표물 "a"와 "b"의 영상(12)을 해당 고정 카메라의 촬상면(영상 평면)(10)에서 동일 지점에 위치시킨다. 그러나, PTZ 카메라(14)는 거리에 따라 서로 다른 팬(pan), 틸트(tilt) 각도 값으로 움직여야 목표물 "a"와 목표물 "b"를 정확히 가리킬 수 있다. 다시 말해서, 이 시스템은 고정 카메라의 포컬 포인트(초점)(focal point)와 PTZ 카메라(14)의 회전 중심점이 일치하지 않다. 그에 따라, 고정 카메라에 동일한 이미지 좌표로 촬영되는 목표물 "a"와 "b"는 각기 다른 팬, 틸트 각도값으로 대응된다. On the other hand, systems using one PTZ camera and one fixed camera (see [Marchesotti et al., 2005], [Prince et al., 2006]) measure the position of objects in the fixed camera and adjust the PTZ camera. Obtain a high magnification image. This system places the images 12 of the targets "a" and "b" taken by the fixed camera at the same point on the imaging plane (image plane) 10 of the fixed camera as shown in FIG. However, the PTZ camera 14 must move to different pan and tilt angle values according to the distance so that the target camera “a” and the target “b” can be accurately indicated. In other words, the system does not coincide with the focal point of the fixed camera and the center of rotation of the PTZ camera 14. Accordingly, the targets "a" and "b" photographed at the same image coordinates by the fixed camera correspond to different pan and tilt angle values.
이에, 고정 카메라로부터 촬영된 영상안에서 목표물에 대한 2차원 좌표와 PTZ 카메라가 해당 목표물을 향하도록 제어해 주는 팬(Pan), 틸트(Tilt) 각도값을 보정(calibration)해 주는 작업이 중요하다. Therefore, it is important to calibrate the pan and tilt angle values that control the two-dimensional coordinates of the target and the PTZ camera to the target in the image taken from the fixed camera.
이와 같이 고정 카메라의 포컬 포인트(초점)와 PTZ 카메라의 회전 중심점이 일치하지 않는다는 이유로 인해, 보정 과정에서 얻어지는 고정 카메라의 이미지 좌표와 PTZ 카메라의 팬, 틸트 각도값들의 상관 관계는 카메라와 물체간의 거리에 의존하는 결과를 낳는다. 즉, 고정 카메라의 이미지상의 동일한 좌표에서 관찰되는 물체일지라도, 그 물체의 실제 삼차원 좌표에 따라 서로 다른 팬, 틸트 각도값을 필요로 할 수 있다. Due to the fact that the focal point (focus) of the fixed camera and the center of rotation of the PTZ camera do not coincide, the correlation between the image coordinates of the fixed camera and the pan and tilt angle values of the PTZ camera obtained during the calibration process is determined by the distance between the camera and the object. Results in dependence. That is, even an object observed at the same coordinates on the image of the fixed camera may require different pan and tilt angle values according to the actual three-dimensional coordinates of the object.
이러한 거리 의존성은 카메라 보정 과정을, 물체가 관찰될 것으로 기대되는 거리에서 수행하도록 요구한다. 그러나, 물체가 관찰되는 거리는 사전에 알 수 없고 사물은 넓은 범위의 거리에서 관찰되므로, 거리 의존성은 PTZ 카메라의 정확한 조정을 방해하는 요소로 작용한다. This distance dependency requires the camera calibration process to be performed at the distance at which the object is expected to be observed. However, since the distance at which an object is viewed is not known in advance and the object is observed over a wide range of distances, distance dependence acts as an obstacle to accurate adjustment of the PTZ camera.
그에 따라, PTZ 카메라와 고정 카메라를 사용하는 종래의 대부분의 시스템들은 목표물과 카메라 사이를 일정하다고 가정하고 사용된다. Accordingly, most conventional systems using PTZ cameras and fixed cameras are used assuming a constant between the target and the camera.
그러나, 목표물이 카메라에 너무 가까이 근접해 오거나 카메라로부터 멀리 이동하게 되면 PTZ 카메라가 목표물을 정확히 가리키지 못하여 촬영 영역에서 벗어나게 된다. However, if the target comes too close to the camera or moves away from the camera, the PTZ camera may not point exactly at the target and out of the shooting area.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 목표물과 카메라간의 거리와 무관하게 목표물을 정확히 가리킬 수 있는 감시 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a monitoring apparatus and method capable of accurately pointing a target regardless of the distance between the target and the camera.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 감시 장치는, 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈; 회전 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고, 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 고정 촬상 모듈; 회전 촬상 모듈에 대해 가로 방향으로 설치되고, 감시대상 영역을 촬상하는 제 2 고정 촬상 모듈; 및 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고, 가상의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.In order to achieve the above object, a monitoring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, the image pickup module for imaging a target in the area to be monitored; A first fixed imaging module provided in the longitudinal direction with respect to the rotation imaging module, and configured to image an area to be monitored; A second fixed imaging module provided in the transverse direction with respect to the rotation imaging module, and configured to image an area to be monitored; And generating position information of the target of the virtual fixed imaging module whose position of focus coincides with the rotation center point of the rotating imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules. And a control module for controlling the rotation imaging module based on the information.
바람직하게, 제 1 고정 촬상 모듈과 제 2 고정 촬상 모듈 및 회전 촬상 모듈은 각각의 방향 축이 서로 평행하다.Preferably, the respective direction axes of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module are parallel to each other.
제어 모듈은 목표물과의 거리와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈에게로 제공한다. 이 경우, 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함한다.The control module provides one rotation angle value to the rotation imaging module regardless of the distance to the target. In this case, one rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
제어 모듈은, 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 위치 연산부; 및 위치 연산부로부터의 위치 정보를 기초로 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고 가상의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부;를 포함한다.The control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first and second fixed imaging modules; And generating position information of a target of the virtual fixed imaging module in which the rotation center point of the rotation imaging module and the position of the focus coincide based on the position information from the position calculating unit, and adjusting the rotation angle of the rotation imaging module based on the virtual position information. It includes a control unit for controlling.
위치 연산부는, 제 1 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 1 위치 연산부; 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 2 위치 연산부;를 포함한다.The position calculating unit may include: a first position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first fixed imaging module; And a second position calculator configured to calculate a position of a target in the area to be monitored in the image information from the second fixed imaging module.
위치 연산부는 배경 차영상을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다.The position calculating unit calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image.
제어부는 제 1 고정 촬상 모듈에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표와 제 2 고정 촬상 모듈에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표를 조합하여 가상의 위치 정보를 생성한다.The controller generates virtual position information by combining the horizontal coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the first fixed imaging module and the vertical coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the second fixed imaging module. do.
본 발명의 바람직한 다른 실시양태에 따른 감시 장치는, 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈; 및 제 1 고정 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고 제 2 고정 촬상 모듈에 대해서는 가로 방향으로 설치되고, 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈;을 포함하고,According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a surveillance apparatus comprising: first and second fixed imaging modules for imaging an area to be monitored; And a rotational imaging module installed in the longitudinal direction with respect to the first fixed imaging module and provided in the horizontal direction with respect to the second fixed imaging module, for imaging a target in the area to be monitored.
회전 촬상 모듈은, 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 해당 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고 가상의 위치 정보에 근거하여 해당 회전 촬상 모듈의 회전을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다. The rotation imaging module generates position information of the target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point coincides with the rotation center point of the rotation imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules. And a control module that controls the rotation of the rotation imaging module based on the virtual position information.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 감시 장치는, 분광기; 분광기를 통해 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈; 분광기를 사이에 두고 회전 촬상 모듈과 동축 동심 위치에 설치되고, 분광기에서 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상을 촬상하는 고정 촬상 모듈; 및 고정 촬상 모듈의 영상에서 목표물의 위치 정보를 생성하고, 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.Monitoring device according to another embodiment of the present invention, the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; A fixed imaging module which is provided at a coaxial concentric position with the rotation imaging module with the spectroscope interposed therebetween, and captures an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope; And a control module generating position information of the target from an image of the fixed imaging module and controlling the rotation imaging module based on the position information.
제어 모듈은, 목표물을 향한 회전 촬상 모듈의 방향축과 분광기에 의해 형성되는 각도 및 목표물에서 분광기에 의해 굴절되어 고정 촬상 모듈의 초점에 이르는 직선과 분광기에 의해 형성되는 각도를 서로 동일해지도록 제어한다.The control module controls the angle formed by the spectroscope and the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line that is refracted by the spectroscope at the target to the focal point of the fixed imaging module to be equal to each other. .
제어 모듈은 목표물과의 거리와는 무관하게 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 목표물의 위치에 따라 대응되는 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈에게로 제공한다.The control module provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함한다.One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
제어 모듈은, 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 위치 연산부; 및 위치 연산부로부터의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부;를 포함한다.The control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from the image information from the fixed imaging module; And a controller configured to control a rotation angle of the rotation imaging module based on the position information from the position calculation unit.
위치 연산부는 배경 차영상을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다.The position calculating unit calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image.
바람직하게, 수용공간을 갖추고 일방에 개구부가 형성되되 개구부에 분광기가 설치된 용기를 추가로 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
용기의 내측면은 검은 색상이고, 회전 촬상 모듈이 용기의 수용공간에 설치된다. The inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 감시 장치는, 분광기; 분광기를 통해 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈; 및 분광기에서 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상을 촬상하는 고정 촬상 모듈;을 포함하고, Monitoring device according to another embodiment of the present invention, the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; And a fixed imaging module configured to capture an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope.
목표물을 향한 회전 촬상 모듈의 방향축과 분광기에 의해 형성되는 각도 및 목표물에서 분광기에 의해 굴절되어 고정 촬상 모듈의 초점에 이르는 직선과 분광기에 의해 형성되는 각도를 서로 동일하다.The angle formed by the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the spectroscope and the angle formed by the spectroscope and the straight line that are refracted by the spectroscope at the target and reach the focal point of the fixed imaging module are the same.
수용공간을 갖추고 일방에 개구부가 형성되되 개구부에 분광기가 설치된 용기를 추가로 포함한다.The container further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
용기의 내측면은 검은 색상이고, 회전 촬상 모듈이 용기의 수용공간에 설치된다.The inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 감시 방법은, 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈, 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈, 및 제어 모듈을 포함하는 감시 장치의 감시 방법으로서, A monitoring method according to a preferred embodiment of the present invention is a monitoring method for a monitoring apparatus including a rotational imaging module for imaging a target in a region to be monitored, first and second fixed imaging modules for imaging a region to be monitored, and a control module. As
제어 모듈이, 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하는 단계; 및 제어 모듈이, 가상의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈을 제어하는 단계;를 포함한다.Generating, by the control module, the position information of the target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point coincides with the rotation center point of the rotating imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules ; And controlling, by the control module, the rotation imaging module based on the virtual position information.
가상의 위치 정보 생성 단계는 제 1 고정 촬상 모듈에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표와 제 2 고정 촬상 모듈에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표를 조합하여 가상의 위치 정보를 생성한다.The virtual position information generation step may be performed by combining the horizontal coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the first fixed imaging module and the vertical coordinates of the position information of the target in the monitoring target area photographed by the second fixed imaging module. Create location information.
가상의 위치 정보 생성 단계는, 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 단계; 및 위치 연산 단계로부터의 위치 정보를 기초로 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하는 단계;를 포함한다.The virtual position information generating step may include calculating a position of a target in the area to be monitored in the image information from the first and second fixed imaging modules; And generating position information of a target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point and the rotation center point of the rotation imaging module coincide based on the position information from the position calculating step.
위치 연산 단계는 배경 차영상(background subtraction image)을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다.The position calculating step calculates the position of the target in the area to be monitored using a background subtraction image.
회전 촬상 모듈 제어 단계는 목표물과의 거리와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈에게로 제공한다. 이 경우, 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함한다.The rotation imaging module control step provides the rotation imaging module with one rotation angle value regardless of the distance to the target. In this case, one rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
제 1 고정 촬상 모듈은 회전 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고, 제 2 고정 촬상 모듈은 회전 촬상 모듈에 대해 가로 방향으로 설치됨이 바람직하다.Preferably, the first fixed imaging module is installed in the longitudinal direction with respect to the rotary imaging module, and the second fixed imaging module is installed in the horizontal direction with respect to the rotary imaging module.
바람직하게, 제 1 고정 촬상 모듈과 제 2 고정 촬상 모듈 및 회전 촬상 모듈은 각각의 방향 축이 서로 평행하다.Preferably, the respective direction axes of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module are parallel to each other.
본 발명의 다른 실시양태에 따른 감시 방법은, 분광기, 분광기를 통해 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈, 분광기에서 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상을 촬상하는 고정 촬상 모듈, 및 제어 모듈을 포함하는 감시 장치의 감시 방법으로서,According to another aspect of the present invention, a monitoring method includes a spectroscope, a rotation imaging module for imaging a target in a surveillance target area through a spectroscope, a fixed imaging module for imaging an image of a surveillance target area reflected from a spectroscope, and a control module. As a monitoring method of the monitoring device to include,
제어 모듈이, 고정 촬상 모듈의 영상에서 상기 목표물의 위치 정보를 생성하는 단계; 및 제어 모듈이, 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈을 제어하는 단계;를 포함한다.Generating, by the control module, position information of the target in the image of the fixed imaging module; And controlling, by the control module, the rotation imaging module based on the position information.
위치 정보 생성 단계는 배경 차영상을 이용하여 목표물의 위치 정보를 생성한다.The location information generation step generates location information of the target by using the background difference image.
회전 촬상 모듈 제어 단계는 목표물과의 거리와는 무관하게 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 목표물의 위치에 따라 대응되는 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈에게로 제공한다.The rotating imaging module control step provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함한다.One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
회전 촬상 모듈 제어 단계는, 목표물을 향한 회전 촬상 모듈의 방향축과 분광기에 의해 형성되는 각도 및 목표물에서 분광기에 의해 굴절되어 고정 촬상 모듈의 초점에 이르는 직선과 분광기에 의해 형성되는 각도를 서로 동일해지도록 제어한다.In the rotating imaging module control step, the direction of the rotational imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line from the target to the focal point of the fixed imaging module are refracted by the spectroscope are equal to each other. Control to lose.
분광기를, 수용공간을 갖는 용기의 일방에 형성된 개구부에 설치시킨다.The spectroscope is installed in an opening formed in one side of the container having a storage space.
용기의 내측면을, 검은 색상으로 한다.The inner side of the container is made black.
회전 촬상 모듈을, 용기의 수용공간에 설치시킨다.The rotation imaging module is installed in the storage space of the container.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 감시 장치는, 분광기; 분광기를 통해 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈; 및 분광기를 사이에 두고 회전 촬상 모듈과 동축 동심 위치에 설치되고, 분광기에서 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상을 촬상하는 고정 촬상 모듈;을 포함하고,Monitoring device according to another embodiment of the present invention, the spectrometer; A rotation imaging module for imaging a target in the area to be monitored through a spectroscope; And a fixed imaging module installed at a coaxial concentric position with the rotating imaging module with the spectrometer interposed therebetween, for capturing an image of a surveillance target region reflected by the spectroscope.
회전 촬상 모듈은, 고정 촬상 모듈의 영상에서 목표물의 위치 정보를 생성하고 위치 정보에 근거하여 해당 회전 촬상 모듈의 회전을 제어하는 제어 모듈;을 포함한다.The rotation imaging module includes a control module that generates position information of a target from an image of the fixed imaging module and controls rotation of the corresponding rotation imaging module based on the position information.
제어 모듈은, 목표물을 향한 회전 촬상 모듈의 방향축과 분광기에 의해 형성되는 각도 및 목표물에서 분광기에 의해 굴절되어 고정 촬상 모듈의 초점에 이르는 직선과 분광기에 의해 형성되는 각도를 서로 동일해지도록 제어한다.The control module controls the angle formed by the spectroscope and the direction axis of the rotating imaging module toward the target and the angle formed by the spectroscope and the straight line that is refracted by the spectroscope at the target to the focal point of the fixed imaging module to be equal to each other. .
제어 모듈은 목표물과의 거리와는 무관하게 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 목표물의 위치에 따라 대응되는 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈에게로 제공한다.The control module provides the rotating imaging module with one rotation angle value corresponding to the position of the target in the image information from the fixed imaging module regardless of the distance to the target.
하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함한다.One rotation angle value includes one or more of the pan and tilt angle values.
제어 모듈은, 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 위치 연산부; 및 위치 연산부로부터의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부;를 포함한다.The control module includes a position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from the image information from the fixed imaging module; And a controller configured to control a rotation angle of the rotation imaging module based on the position information from the position calculation unit.
수용공간을 갖추고 일방에 개구부가 형성되되 개구부에 분광기가 설치된 용기를 추가로 포함한다.The container further includes a container having an accommodation space and having an opening formed at one side thereof, and having a spectrometer installed at the opening.
용기의 내측면은 검은 색상이고, 회전 촬상 모듈이 용기의 수용공간에 설치된다.The inner surface of the container is black, and a rotation imaging module is installed in the receiving space of the container.
고정 카메라와 PTZ 카메라를 이용하여 넓은 범위의 감시를 수행함과 동시에 감시 구역내에 존재하는 침입자나 목표물에 대한 고해상도 영상을 거리에 상관없이 정확하게 촬영할 수 있게 된다. 이에 의해, 얼굴 감식 및 물체 인식을 통한 보안 시스템의 신뢰성을 획기적으로 높일 수 있다. Using a fixed camera and a PTZ camera, a wide range of surveillance can be performed, and high-resolution images of intruders and targets in the surveillance area can be accurately captured regardless of distance. As a result, the reliability of the security system through face recognition and object recognition can be significantly increased.
고정 카메라와 PTZ 카메라를 이용하여 자동으로 물체를 추적, 검출 및 확대하여 녹화할 수 있으므로, 무인화 및 자동화된 인공지능형 영상 보안 시스템을 저렴한 비용으로 구현할 수 있다. By using a fixed camera and a PTZ camera to automatically track, detect, and zoom in on an object, an unmanned and automated AI video security system can be implemented at low cost.
카메라와 목표물간의 거리와 무관하게 PTZ 카메라가 정확히 목표물을 가리키도록 제어할 수 있어 감시 거리를 확대할 수 있다. Regardless of the distance between the camera and the target, the PTZ camera can be controlled to precisely point at the target, thus increasing the surveillance distance.
고정 카메라에 의하여 상시 다른 감시대상 물체의 출현에 대기하고 있으므로 새로운 목표물이 고정 카메라로부터 촬상된 경우, 현재 PTZ 카메라의 위치에서 새로 감지된 목표물로 신속하게 이동/추적할 수 있다. Since the fixed camera is always waiting for the appearance of another monitoring object, when a new target is captured from the fixed camera, it can be quickly moved / tracked from the current PTZ camera position to the newly detected target.
분광기를 이용하여 하나의 고정 촬상 모듈과 회전 찰상 모듈이 동축 동심 구조를 갖도록 함으로써 카메라와 목표물간의 거리와 무관하게 고정 촬상 모듈에 동일한 좌표로 촬영되는 복수의 목표물이 동일한 팬, 틸트 각도값으로 대응된다. 이에 의해, 회전 촬상 모듈이 목표물을 정확히 가리킬 수 있다. By using a spectrometer, one fixed imaging module and a rotating scratch module have a coaxial concentric structure, so that a plurality of targets photographed at the same coordinates in the fixed imaging module correspond to the same pan and tilt angle values regardless of the distance between the camera and the target. . As a result, the rotation imaging module can accurately point the target.
도 1은 종래 하나의 PTZ 카메라와 하나의 고정 카메라를 사용하는 감시 장치를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a monitoring apparatus using a conventional PTZ camera and a fixed camera.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치의 블럭구성도이다.2 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 제 1 고정 촬상 모듈과 제 2 고정 촬상 모듈 및 회전 촬상 모듈의 설치예를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an installation example of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치의 동작을 설명하는 플로우차트이다.4 is a flowchart for explaining the operation of the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치내의 위치 연산부에서 출력되는 위치 데이터를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining position data output from a position calculating unit in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치에서 가상의 고정 촬상 모듈의 위치 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an operation of generating position information of a virtual fixed imaging module in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 도 2의 감시 장치의 특징을 설명하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining the features of the monitoring device of FIG. 2.
도 8은 도 2의 감시 장치의 동작 영역을 설명하는 개략도이다.8 is a schematic view illustrating an operation region of the monitoring device of FIG. 2.
도 9는 도 2의 감시 장치와 목표물 사이의 거리별 최종 영상 및 기존의 감시 장치와 목표물 사이의 거리별 최종 영상간의 차이를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a difference between a final image for each distance between the monitoring device and the target of FIG. 2 and a final image for each distance between the existing monitoring device and the target.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치의 블럭구성도이다.10 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 11 내지 도 13은 도 10의 고정 촬상 모듈과 회전 촬상 모듈 및 분광기의 설치예를 도시한 도면이다.11 to 13 are diagrams showing examples of installation of the fixed imaging module, the rotating imaging module, and the spectroscope of FIG.
도 14는 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치의 특징을 설명하는 도면이다. 14 is a view for explaining the features of the monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
도 15은 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 방법을 설명하는 플로우차트이다.15 is a flowchart for explaining a monitoring method according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 PTZ 카메라와 고정 카메라의 구조를 조정하여 동축 동심 구조를 구현함으로써 간단한 연산만으로도 목표물과 카메라(또는 감시 장치)간의 거리와 무관하게 PTZ 카메라가 목표물을 정확하게 향하도록 제어하는 것을 제 1특징으로 한다.The present invention provides a coaxial concentric structure by adjusting the structure of a PTZ camera and a fixed camera to control the PTZ camera so that the target is accurately directed to the target regardless of the distance between the target and the camera (or surveillance apparatus) with a simple calculation. do.
한편으로, 본 발명은 분광기(예컨대, 빔 스플리터)를 이용하여 PTZ 카메라와 고정 카메라의 구조를 조정하여 동축 동심 구조를 구현함으로써 간단한 연산만으로도 목표물과 카메라(또는 감시 장치)간의 거리와 무관하게 PTZ 카메라가 목표물을 정확하게 향하도록 제어하는 것을 제 2특징으로 한다. On the other hand, the present invention implements a coaxial concentric structure by adjusting the structure of the PTZ camera and the fixed camera by using a spectroscope (for example, a beam splitter) to implement a coaxial concentric structure, regardless of the distance between the target and the camera (or surveillance apparatus) with a simple calculation. It is a second feature to control so that the target points precisely to the target.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 감시 장치 및 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, a monitoring apparatus and a method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Prior to the detailed description of the invention, the terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as limiting in their usual or dictionary meanings. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
(제 1실시예)(First embodiment)
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치의 블럭구성도이다. 도 3은 도 2의 제 1 고정 촬상 모듈과 제 2 고정 촬상 모듈 및 회전 촬상 모듈의 설치예를 도시한 도면이다.2 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating an installation example of the first fixed imaging module, the second fixed imaging module, and the rotary imaging module of FIG. 2.
본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치는 제 1 고정 촬상 모듈(20), 제 2 고정 촬상 모듈(24), 회전 촬상 모듈(30), 및 제어 모듈(60)을 포함한다.The monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a first fixed imaging module 20, a second fixed imaging module 24, a rotation imaging module 30, and a control module 60.
제 1 고정 촬상 모듈(20)은 회전 촬상 모듈(30)에 대해 세로 방향(도 3 참조)으로 설치된다. 제 1 고정 촬상 모듈(20)은 감시대상 영역에 대해 고정된 채로 넓은 영역을 촬상한다. 즉, 제 1 고정 촬상 모듈(20)은 감시대상 영역 전체를 포괄하도록 줌아웃 상태에서 촬상가능하게 고정된다. 제 1 고정 촬상 모듈(20)의 일 예로는 광역 카메라("고정 카메라"라고도 함)를 들 수 있다.The first fixed imaging module 20 is installed in the longitudinal direction (see FIG. 3) with respect to the rotation imaging module 30. The first fixed imaging module 20 picks up a large area while being fixed with respect to the monitoring target area. That is, the first fixed imaging module 20 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire surveillance target area. An example of the first fixed imaging module 20 is a wide area camera (also referred to as a "fixed camera").
제 2 고정 촬상 모듈(24)은 회전 촬상 모듈(30)에 대해 가로 방향(도 3 참조)으로 설치된다. 제 2 고정 촬상 모듈(24)은 감시대상 영역에 대해 고정된 채로 넓은 영역을 촬상한다. 즉, 제 2 고정 촬상 모듈(24)은 감시대상 영역 전체를 포괄하도록 줌아웃 상태에서 촬상가능하게 고정된다. 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 일 예로는 고정 카메라를 들 수 있다.The second fixed imaging module 24 is provided in the horizontal direction (see FIG. 3) with respect to the rotation imaging module 30. The second fixed imaging module 24 picks up a large area while being fixed with respect to the monitoring target area. That is, the second fixed imaging module 24 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire surveillance target area. An example of the second fixed imaging module 24 may be a fixed camera.
회전 촬상 모듈(30)은 감시대상 영역내의 목표물을 촬상한다. 예를 들어, 회전 촬상 모듈(30)의 일 예로는 PTZ 카메라를 들 수 있다.The rotation imaging module 30 picks up an image of the target in the area to be monitored. For example, one example of the rotation imaging module 30 may be a PTZ camera.
바람직하게, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 방향 축은 팬, 틸트 각도값이 0으로 설정된 초기의 회전 촬상 모듈(30)의 회전 축과 서로 평행하다. 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 초점에서 팬, 틸트 각도값이 0으로 설정된 초기의 회전 촬상 모듈(30)의 방향축에 수직인 방향으로 두개의 선을 그었다고 가정한다. 그리하면, 이 두 직선은 서로 수직인 관계에 놓이고 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점을 포함한다. 그리고, 회전 촬상 모듈(30)의 방향축에 수직인 면은 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 초점을 포함한다. 이는 추후의 제어 모듈(60)에서 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 목표물의 위치를 이용하여 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점과 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성할 수 있도록 하기 위함이다. Preferably, the direction axes of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 are parallel to the rotation axes of the initial rotation imaging module 30 in which the pan and tilt angle values are set to zero. In the focal point of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24, two lines were drawn in a direction perpendicular to the direction axis of the initial rotation imaging module 30 in which the pan and tilt angle values were set to zero. Assume The two straight lines then lie in a perpendicular relationship to each other and comprise the center of rotation of the rotation imaging module 30. The surface perpendicular to the direction axis of the rotation imaging module 30 includes the focal points of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24. This is based on the position of the targets of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 in the control module 60 in the virtual fixed imaging module coinciding with the rotation center point of the rotation imaging module 30. This is to allow the location information of the target to be generated.
도 3에서, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)은 체결 부재(도시 생략)에 의해 지지 프레임(32, 34, 36, 38, 40)에 고정되게 설치된다. 바람직하게는, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)간의 이격 거리를 가급적 줄이는 것이 좋다. In FIG. 3, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are supported by the fastening members (not shown) to support frames 32, 34, 36, 38, and 40. It is fixedly installed on. Preferably, the distance between the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 may be reduced as much as possible.
본 발명의 실시예에서는 도 3에서와 같이 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)을 서로 약간 이격되게 설치하였다. 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)은 하드웨어적으로 하나의 모듈로 구현되기 어렵기 때문에 도 3에서와 같이 설치된다. 물론, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)을 하드웨어적으로 하나의 모듈로 구현시킬 수 있다면 그리하여도 된다.In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are slightly spaced apart from each other. Since the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 are hard to be implemented as a single module in hardware, they are installed as shown in FIG. 3. Of course, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 may be implemented as one module in hardware.
제어 모듈(60)은 제 1 고정 촬상 모듈(20) 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점과 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성한다. 제어 모듈(60)은 가상의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈(30)을 제어한다.The control module 60 is a target of the virtual fixed imaging module coinciding with the rotation center point of the rotary imaging module 30 based on the image information including the targets from the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module. Create location information. The control module 60 controls the rotation imaging module 30 based on the virtual position information.
제어 모듈(60)은 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈(20, 24)에 촬상된 영상내의 목표물에 대해 거리(예컨대, 회전 촬상 모듈(30)과 목표물간의 거리)와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈(30)에게로 제공한다. 여기서, 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 적어도 하나 이상을 포함한다. 물론, 제어 모듈(60)은 회전 촬상 모듈(30)의 줌(Zoom) 제어를 행할 수 있다. 본 발명의 실시예는 회전 촬상 모듈(30)이 목표물을 정확하게 가리키게 하는 것이 중요하므로, 굳이 줌(Zoom)을 포함시키지 않았다. 그러나, 도 5의 (c)와 같이 목표물의 크기를 확인할 수 있다. 따라서 적절한 줌을 사용하여 고배율 영상을 획득할 수 있음은 당연하다.The control module 60 has one rotation angle value irrespective of the distance (for example, the distance between the rotation imaging module 30 and the target) with respect to the target in the image captured by the first and second fixed imaging modules 20 and 24. To the rotating imaging module 30. Here, one rotation angle value includes at least one or more of the pan, tilt angle value. Of course, the control module 60 may perform zoom control of the rotation imaging module 30. The embodiment of the present invention does not include a zoom because it is important to point the rotation imaging module 30 accurately to the target. However, the size of the target can be confirmed as shown in FIG. Therefore, it is natural that a high magnification image can be obtained by using an appropriate zoom.
제어 모듈(60)은 위치 연산부(70), 및 제어부(28)를 포함한다.The control module 60 includes a position calculator 70 and a controller 28.
위치 연산부(70)는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈(20, 24)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다. 위치 연산부(70)는 배경 차영상(background subtraction image)을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다.The position calculating unit 70 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the first and second fixed imaging modules 20 and 24. The position calculating unit 70 calculates the position of the target in the monitoring target area by using the background subtraction image.
위치 연산부(70)는 제 1 고정 촬상 모듈(20)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 1 위치 연산부(22), 및 제 2 고정 촬상 모듈(24)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 2 위치 연산부(26)를 포함한다.The position calculating unit 70 calculates the position of the target in the surveillance target area from the image information from the first fixed imaging module 20, and the image from the second fixed imaging module 24. And a second position calculating section 26 for calculating a position with respect to the target in the surveillance region from the information.
제어부(28)는 위치 연산부(70)로부터의 위치 정보를 기초로 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점과 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성한다. 바람직하게, 제어부(28)는 제 1 고정 촬상 모듈(20)에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표(예컨대, X 좌표)와 제 2 고정 촬상 모듈(24)에서 촬영된 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표(예컨대, Y 좌표)를 조합하여 가상의 위치 정보를 생성한다. 제어부(28)는 가상의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈(30)의 회전 각도(예컨대, 팬, 틸트 각도값)를 제어(조정)한다. The control unit 28 generates the position information of the target of the virtual fixed imaging module that coincides with the rotation center point of the rotation imaging module 30 based on the position information from the position calculating unit 70. Preferably, the controller 28 monitors the horizontal coordinates (for example, X coordinates) of the position information of the target in the surveillance target region captured by the first fixed imaging module 20 and the surveillance target captured by the second fixed imaging module 24. Virtual position information is generated by combining vertical coordinates (for example, Y coordinates) among the position information of the target in the area. The control unit 28 controls (adjusts) the rotation angle (eg, pan and tilt angle values) of the rotation imaging module 30 based on the virtual position information.
상술한 설명에서는 제어 모듈(60)을 회전 촬상 모듈(30)과는 별개로 구성시켰으나, 필요에 따라서는 제어 모듈(60)이 회전 촬상 모듈(30)의 내부에 설치되는 것으로 하여도 무방하다. 이 경우에 대한 구성 설명을 별도로 하지 않아도 동종업계에 종사하는 자라면 상술한 설명으로 충분히 이해가능하리라 본다.In the above description, the control module 60 is configured separately from the rotation imaging module 30. However, the control module 60 may be provided inside the rotation imaging module 30 as necessary. Even if the description of the configuration for this case is not separately, those who are engaged in the same industry will be fully understood by the above description.
이어, 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치의 동작에 대해 도 4의 플로우차트를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치내의 위치 연산부에서 출력되는 위치 데이터를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치에서 가상의 고정 촬상 모듈의 위치 정보를 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.Next, an operation of the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. FIG. 5 is a view for explaining position data output from a position calculating unit in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention. 6 is a view for explaining an operation of generating position information of a virtual fixed imaging module in the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
먼저, 제 1 고정 촬상 모듈(20) 및 제 2 고정 촬상 모듈(24)에 촬상된 영상(즉, 감시대상 영역내의 목표물이 포함된 영상)이 제어 모듈(60)에게로 전송된다.First, an image captured by the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 (that is, an image including a target in the area to be monitored) is transmitted to the control module 60.
제어 모듈(60)은 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈(20, 24)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다(S10). 제어 모듈(60)내의 위치 연산부(70)가 위치 연산을 행한다. 위치 연산부(70)는 목표물이 감지되면 해당 목표물이 어느 위치에 있는지를 연산하고, 연산된 목표물의 위치 데이터를 제어부(28)에게로 전송한다. The control module 60 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the first and second fixed imaging modules 20 and 24 (S10). The position calculating unit 70 in the control module 60 performs position calculation. When a target is detected, the position calculator 70 calculates a position of the target, and transmits the calculated position data of the target to the controller 28.
위치 연산부(70)에서의 위치 연산 과정을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 위치 연산부(70)의 제 1 위치 연산부(22)와 제 2 위치 연산부(26)는 동일한 위치 연산 동작을 수행하므로 제 1 위치 연산부(22)에서의 동작만을 설명한다. 제 2 위치 연산부(26)에 대한 동작 설명은 후술하는 제 1 위치 연산부(22)에 대한 동작 설명으로 충분히 이해가능하다.The position calculation process in the position calculation unit 70 will be described in more detail as follows. Hereinafter, since the first position calculating unit 22 and the second position calculating unit 26 of the position calculating unit 70 perform the same position calculating operation, only the operation of the first position calculating unit 22 will be described. The operation description of the second position calculation unit 26 is sufficiently understood as the operation description of the first position calculation unit 22 described later.
제 1 위치 연산부(22)는 배경 차영상을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다. 즉, 제 1 위치 연산부(22)는 미리 촬영된 배경 영상(도 5의 (a) 참조)과 입력 영상(도 5의 (b) 참조)을 이용하여 해당 목표물의 영역(도 5의 (c) 참조)을 구한다. 다시 말해서, 제 1 위치 연산부(22)는 이미 촬영된 배경 영상(도 5의 (a) 참조)과 제 1 고정 촬상 모듈(20)로부터 전송된 영상(도 5의 (b) 참조)과의 픽셀 단위별 차이를 구한다. 제 1 위치 연산부(22)는 그 픽셀 단위별 차이를 통해 감시대상 영역의 목표물의 유무와 침입 대상에 대한 영역을 알게 된다. 예를 들어, 목표물이 사람이라고 가정한다. 사람은 대부분 서서 이동하기 때문에 배경 차영상에 의해 얻은 목표물의 영역(도 5의 (c))에서 높이를 대략 7등분하여 제일 상단 블록의 중심점을 목표물의 얼굴에 대한 이미지 좌표로 간주할 수 있다. 따라서, 제 1 위치 연산부(22)는 목표물의 얼굴에 대한 이미지 좌표를 위치 데이터로 하여 제어부(28)에게로 전송한다.The first position calculating unit 22 calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image. That is, the first position calculator 22 uses the pre-photographed background image (refer to FIG. 5A) and the input image (refer to FIG. 5B) to target the area of the target (FIG. 5C). See In other words, the first position calculating unit 22 is a pixel of the background image (see (a) of FIG. 5) already photographed and the image (see (b) of FIG. 5) transmitted from the first fixed imaging module 20. Find the difference between units. The first position calculating unit 22 knows the presence or absence of the target of the surveillance target region and the region of the intrusion target through the difference for each pixel unit. For example, suppose the target is a person. Since most people stand and move, the center point of the uppermost block can be regarded as the image coordinate of the target's face by dividing the height approximately 7 times in the region of the target (FIG. 5 (c)) obtained by the background difference image. Accordingly, the first position calculator 22 transmits the image coordinates of the face of the target as the position data to the controller 28.
이후, 제어부(28)는 제 1 및 제 2 위치 연산부(22, 26)로부터의 위치 정보를 기초로 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점과 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 영상내의 목표물 위치 정보를 생성한다(S22). 고정 카메라 3대를 도 3에서와 같이 알파벳 "L"자 형태로 배치하였다고 가정한다. 중앙의 고정 카메라(즉, 도 3의 회전 촬상 모듈(30)의 위치에 설치된 것임)로 촬영된 목표물의 위치 좌표는 상단의 고정 카메라(즉, 도 3의 제 1 고정 촬상 모듈(20)의 위치에 설치된 것임)와 측면의 고정 카메라(즉, 도 3의 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 위치에 설치된 것임)에서 촬영된 목표물의 위치 좌표의 가로, 세로의 위치 정보의 조합으로 추론할 수 있다. 즉, 상단과 중앙의 고정 카메라에서 촬영된 목표물의 위치 정보는 가로축(X 좌표)이 일치한다. 측면과 중앙의 고정 카메라로부터 촬영된 목표물의 위치 정보는 세로축(Y 좌표)이 일치한다. 상단의 고정 카메라로부터 목표물 위치에 대한 가로축 정보와 측면 고정 카메라로부터 세로축 정보를 이용하면 중앙의 고정 카메라가 없더라도 중앙의 고정 카메라에서 촬영되었을 목표물의 위치 정보를 추출할 수 있다. 또한, 목표물의 특성에 따라 목표물의 움직임이 좌우로 많은 경우와 상하로 많은 경우에는 제 1 고정 촬상 모듈(20) 및 제 2 고정 촬상 모듈(24)중 하나를 선택적으로 적용할 수 있다.Subsequently, the controller 28 obtains the target position information in the image of the virtual fixed imaging module that coincides with the rotation center point of the rotation imaging module 30 based on the position information from the first and second position calculation units 22 and 26. It generates (S22). Assume that the three fixed cameras are arranged in the letter "L" shape as shown in FIG. The position coordinates of the target photographed by the center stationary camera (that is, installed at the position of the rotation imaging module 30 of FIG. 3) are positioned at the top of the stationary camera (that is, the position of the first fixed imaging module 20 of FIG. 3). Can be inferred from the combination of the horizontal and vertical position information of the position coordinates of the target object photographed by the fixed camera of the side and the fixed camera (that is, installed at the position of the second fixed imaging module 24 of FIG. 3). . That is, the horizontal axis (X coordinate) of the position information of the target photographed by the fixed camera at the top and the center is the same. The positional information of the target photographed from the fixed camera at the side and center coincides with the vertical axis (Y coordinate). By using the horizontal axis information on the target position from the fixed camera at the top and the vertical axis information from the side fixed camera, even if there is no fixed camera in the center, location information of the target that has been taken by the fixed camera in the center can be extracted. In addition, when there are many movements of the target from side to side and up and down depending on the characteristics of the target, one of the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24 may be selectively applied.
이와 같은 방법으로, 제어부(28)는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈(20, 24)의 영상내의 목표물에 대한 위치 정보((x s h , y s h ),(x s v , y s v ))를 이용하여 회전 촬상 모듈(30)과 동축 동심 관계에 있는 가상의 고정 촬상 모듈의 영상내의 목표물 위치 정보(x s h , y s v )를 추출한다. 여기서, (x s h , y s h )는 제 1 고정 촬상 모듈(20)에 찰상된 영상 평면(도 6의 20a 참조)의 위치 정보이다. (x s v , y s v )는 제 2 고정 촬상 모듈(24)에 찰상된 영상 평면(도 6의 24a 참조)의 위치 정보이다.In this way, the control unit 28 provides position information (( x s h , y s h ), ( x s v , y s v ) with respect to the targets in the images of the first and second fixed imaging modules 20 and 24. )), The target position information ( x s h , y s v ) in the image of the virtual fixed imaging module coaxial with the rotation imaging module 30 is extracted. Here, ( x s h , y s h ) is positional information of an image plane (see 20a in FIG. 6) scratched in the first fixed imaging module 20. ( x s v , y s v ) is positional information of an image plane (see 24A in FIG. 6) scratched on the second fixed imaging module 24.
제어부(28)는 제 1 고정 촬상 모듈(20)에서 촬영된 목표물의 위치 정보의 가로 좌표(X 좌표; x s h )와 제 2 고정 촬상 모듈(24)에서 촬영된 목표물의 위치 정보의 세로 좌표(Y 좌표; y s v )를 조합하여 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보(x s h , y s v )를 생성한다. (x s h , y s v )는 가상의 고정 촬상 모듈의 영상 평면(도 6의 28a 참조)에서의 목표물의 위치 정보이다. 도 6에서, 미설명 부호 K는 가상의 고정 촬상 모듈의 포컬 포인트(focal point)와 회전 촬상 모듈(30)의 회전 중심점이 일치하는 점을 의미한다. 미설명 부호 5는 목표물을 의미한다.The control unit 28 is a horizontal coordinate (X coordinate; x s h ) of the position information of the target photographed by the first fixed imaging module 20 and the vertical coordinate of the position information of the target photographed by the second fixed imaging module 24. (Y coordinates; y s v ) are combined to generate positional information ( x s h , y s v ) of the target of the virtual fixed imaging module. ( x s h , y s v ) is positional information of the target in the image plane (see 28A in FIG. 6) of the virtual fixed imaging module. In FIG. 6, reference numeral K denotes a point where the focal point of the virtual fixed imaging module and the rotation center point of the rotation imaging module 30 coincide with each other. Reference numeral 5 indicates a target.
이와 같이 가상의 위치 정보(x s h , y s v )가 생성되면, 제어부(28)는 가상의 위치 정보(x s h , y s v )에 근거하여 회전 촬상 모듈(30)의 팬(pan), 틸트(tilt)의 각도값을 제어한다(S30).When the virtual position information ( x s h , y s v ) is generated as described above, the controller 28 controls the pan of the rotation imaging module 30 based on the virtual position information ( x s h , y s v ). ), The angle value of the tilt is controlled (S30).
이에 의해, 회전 촬상 모듈(30)은 목표물을 정확히 향하도록 조정된다. 회전 촬상 모듈(30)은 목표물을 인식할 수 있을 정도로 확대하여 감시대상에 대한 고해상도 영상(도 6에서 30a 참조)을 촬영한다. Thereby, the rotation imaging module 30 is adjusted so that it may exactly face a target. The rotation imaging module 30 enlarges the image to recognize the target and captures a high resolution image (see 30a in FIG. 6) of the monitoring target.
결국, 관리자는 회전 촬상 모듈(30)에서 촬영된 영상을 통해 감시대상 물체를 분석하여 사람이면 얼굴 또는 착용하고 있는 복장을 쉽게 인식할 수 있다. 한편, 관리자는 분석한 감시대상 물체가 차량이면 차량번호를 간단하게 추출하는 등의 후속 조치를 취할 수 있다. As a result, the manager may easily recognize the face or the clothing worn by the person by analyzing the monitoring object through the image captured by the rotation imaging module 30. On the other hand, the manager can take follow-up measures such as simply extracting the vehicle number if the analyzed monitoring object is a vehicle.
기존의 감시 장치(도 1 참조)는 고정 카메라의 포컬 포인트(초점)(focal point)와 PTZ 카메라(14)의 회전 중심점이 일치하지 않다. 그에 따라, 고정 카메라에 동일한 이미지 좌표로 촬영되는 목표물 "a"와 "b"는 각기 다른 팬, 틸트 각도값으로 대응된다. 즉, 기존의 감시 장치는 목표물이 감시 카메라로부터 넓은 범위의 거리값에서 관찰될 경우 이 거리를 정확히 측정해야 한다는 단점이 있다.The existing monitoring device (see FIG. 1) does not coincide with the focal point of the fixed camera and the center of rotation of the PTZ camera 14. Accordingly, the targets "a" and "b" photographed at the same image coordinates by the fixed camera correspond to different pan and tilt angle values. In other words, the existing monitoring device has a disadvantage in that the target must be accurately measured when the target is observed at a wide range of distance values from the monitoring camera.
그러나, 상술한 본 발명의 제 1실시예의 감시 장치는 동축 동심 구조에 의해 고정 카메라에서 촬영된 영상의 위치와 PTZ 카메라의 팬, 틸트 각도값이 일대일로 매칭된다. 즉, 본 발명의 제 1실시예의 감시 장치는 상호 다른 위치에 존재하는 목표물이 많더라도 동일한 이미지 좌표로 촬영되었다면 하나의 팬, 틸트 각도값 보정을 행한다. 따라서, 본 발명의 제 1실시예는 목표물과 카메라(또는 감시 장치)간의 사이 거리와는 무관하게 간단한 연산에 의해 PTZ 카메라가 목표물을 정확히 가리킬 수 있게 된다.However, in the monitoring apparatus of the first embodiment of the present invention described above, the position of the image photographed by the fixed camera and the pan and tilt angle values of the PTZ camera are matched one-to-one by a coaxial concentric structure. That is, the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention performs one pan and tilt angle value correction even if many targets exist at different positions, even if they are photographed with the same image coordinates. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the PTZ camera can accurately point to the target by a simple calculation regardless of the distance between the target and the camera (or the monitoring device).
도 7은 도 2의 감시 장치의 특징을 설명하는 도면이다. 도 7에서, 참조부호 50은 가상의 고정 카메라의 촬상면(영상 평면)을 의미한다. 52는 가상의 고정 카메라로 촬영한 목표물 "a"와 "b"의 영상을 의미한다. 54는 PTZ 카메라를 의미한다.FIG. 7 is a diagram for explaining the features of the monitoring device of FIG. 2. In FIG. 7, reference numeral 50 denotes an image plane (image plane) of a virtual fixed camera. 52 denotes images of targets “a” and “b” photographed by a virtual fixed camera. 54 means a PTZ camera.
하나의 고정 카메라와 하나의 PTZ 카메라를 이용하여 동축 동심으로 하드웨어적으로 구현하기 어렵다. 본 발명의 제 1실시예에서는 2개의 고정 카메라(제 1 고정 촬상 모듈(20), 제 2 고정 촬상 모듈(24))를 이용하여 PTZ 카메라와 동축 동심 관계에 있는 가상의 고정 카메라 이미지(목표물 포함)를 생성하였다. It is difficult to implement hardware in coaxial concentricity using one fixed camera and one PTZ camera. In the first embodiment of the present invention, a virtual fixed camera image (including a target) having a coaxial concentric relationship with a PTZ camera using two fixed cameras (the first fixed imaging module 20 and the second fixed imaging module 24). ).
따라서, 도 7의 가상의 고정 카메라의 촬상면(50)은 하나의 고정 카메라의 촬상면으로 이해할 수 있다. 이에 의해, 본 발명의 실시예는 하나의 고정 카메라의 포컬 포인트와 하나의 PTZ 카메라의 회전 중심점을 일치시킨다. Therefore, the imaging surface 50 of the virtual fixed camera of FIG. 7 can be understood as the imaging surface of one fixed camera. Thereby, the embodiment of the present invention coincides the focal point of one fixed camera with the rotation center point of one PTZ camera.
도 7을 보게 되면, 본 발명의 제 1실시예는 동축 동심 구조에 의해 가상의 고정 카메라에서 촬영된 영상의 위치와 PTZ 카메라의 팬, 틸트 각도값을 일대일로 매칭시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the first embodiment of the present invention can match one-to-one the position of an image captured by a virtual fixed camera with a pan and tilt angle value of a PTZ camera by a coaxial concentric structure.
도 8은 도 2의 감시 장치의 동작 영역을 설명하는 개략도이다. 도 8의 참조부호 42는 동작 영역이다. 동작 영역(42)은 제 1 고정 촬상 모듈(20)의 촬영가능한 감시대상 영역과 제 2 고정 촬상 모듈(24)의 촬영가능한 감시대상 영역의 교집합 부분이다. 회전 촬상 모듈(30)이 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈(20, 24)에 근접되게 설치되어 있어서 회전 촬상 모듈(30)에서 촬영되는 목표물(5)은 동작 영역(42)내에 위치하게 된다. 도 8에서는 목표물(5)과 카메라(즉, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30))가 소정 거리 이격되어 있는 것으로 하였다.8 is a schematic view illustrating an operation region of the monitoring device of FIG. 2. Reference numeral 42 in FIG. 8 denotes an operation region. The operation region 42 is an intersection portion of the imageable surveillance subject area of the first fixed imaging module 20 and the imageable surveillance subject region of the second fixed imaging module 24. The rotation imaging module 30 is provided in proximity to the first and second fixed imaging modules 20 and 24 so that the target 5 photographed by the rotation imaging module 30 is located in the operation region 42. In FIG. 8, it is assumed that the target 5 and the camera (that is, the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30) are spaced apart from each other by a predetermined distance.
여기서, 제 1 고정 촬상 모듈(20)과 제 2 고정 촬상 모듈(24) 및 회전 촬상 모듈(30)간의 이격 거리를 가급적 줄이는 것이 좋다. 그리하면, 동작 영역(42)이 더 넓어지고, 회전 촬상 모듈(30)에서 촬영되는 목표물(5)이 동작 영역(42)을 벗어나지 못하게 된다.Here, it is preferable to reduce the separation distance between the first fixed imaging module 20, the second fixed imaging module 24, and the rotation imaging module 30 as much as possible. Thus, the operation region 42 becomes wider, and the target 5 photographed by the rotation imaging module 30 does not leave the operation region 42.
도 9는 도 2의 감시 장치와 목표물 사이의 거리별 최종 영상 및 기존의 감시 장치와 목표물 사이의 거리별 최종 영상간의 차이를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a difference between a final image for each distance between the monitoring device and the target of FIG. 2 and a final image for each distance between the existing monitoring device and the target.
기존의 감시 장치는 도 9의 (a)에서와 같이 카메라와 목표물간의 거리가 고정 카메라 이미지 좌표와 팬, 틸트 각도값의 보정이 행해진 거리로부터 멀어질수록 획득되는 목표물의 영상이 다르게 된다. 도 9의 (a)에서는 목표물과 카메라간의 거리가 최초 보정 거리로부터 멀어지게 되면 PTZ 카메라가 목표물을 촬영하지 못하는 경우가 발생함을 보여준다. In the conventional monitoring apparatus, as shown in (a) of FIG. 9, as the distance between the camera and the target moves away from the fixed camera image coordinates and the distance where the pan and tilt angle values are corrected, the target image acquired is different. 9 (a) shows that the PTZ camera cannot shoot the target when the distance between the target and the camera is far from the initial correction distance.
본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치는 도 9의 (b)에서와 같이 목표물과 카메라(또는 감시 장치)간의 거리와는 무관하게 고해상도의 목표물의 영상을 획득한다. The monitoring apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention acquires a high resolution image of the target regardless of the distance between the target and the camera (or the monitoring apparatus) as shown in FIG.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 따른 감시 장치는 동축 동심 구조를 구현하였기 때문에, 카메라와 목표물간의 거리가 최초 보정 거리로부터 달라지더라도 회전 촬상 모듈(30)에서 획득되는 고해상도의 목표물은 변함이 없다는 거리 불변성을 갖는다. That is, since the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention implements a coaxial concentric structure, even if the distance between the camera and the target is different from the initial correction distance, the target of the high resolution obtained by the rotation imaging module 30 is changed. There is no distance invariance.
(제 2실시예)(Second embodiment)
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치의 블럭구성도이다. 도 11 내지 도 13은 도 10의 고정 촬상 모듈과 회전 촬상 모듈 및 분광기의 설치예를 도시한 도면이다. 10 is a block diagram of a monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention. 11 to 13 are diagrams showing examples of installation of the fixed imaging module, the rotating imaging module, and the spectroscope of FIG.
본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치는 고정 촬상 모듈(61), 회전 촬상 모듈(66), 제어 모듈(90), 및 분광기(72)를 포함한다.The monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a fixed imaging module 61, a rotation imaging module 66, a control module 90, and a spectroscope 72.
고정 촬상 모듈(61)은 분광기(72)에 대향되게 설치된다. 특히, 고정 촬상 모듈(61)은 분광기(72)를 통해 회전 촬상 모듈(66)과 동축 동심의 위치에 설치된다. 다시 말해서, 분광기(72)를 기준으로 고정 촬상 모듈(61)의 초점(61a)의 위치를 회전 촬상 모듈(66)의 회전 중심점(66a)과 대칭하도록 하고, 고정 촬상 모듈(61)의 이미지 축(85)을 회전 촬상 모듈(66)의 회전축(86)과 대칭하도록 고정한다. 고정 촬상 모듈(61)은 분광기(72)에 의해 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상을 촬상한다. 고정 촬상 모듈(61)은 분광기(72)를 통해 감시대상 영역 전체를 포괄하도록 줌아웃 상태에서 촬상가능하게 고정된다. 고정 촬상 모듈(61)의 일 예로는 고정 카메라("광역 카메라"라고도 함)를 들 수 있다.The fixed imaging module 61 is provided to face the spectroscope 72. In particular, the fixed imaging module 61 is installed at a position coaxial with the rotary imaging module 66 via the spectroscope 72. In other words, the position of the focus 61a of the fixed imaging module 61 with respect to the spectroscope 72 is made to be symmetrical with the rotation center point 66a of the rotation imaging module 66, and the image axis of the fixed imaging module 61 is fixed. The 85 is fixed to be symmetrical with the rotation axis 86 of the rotation imaging module 66. The fixed imaging module 61 picks up an image of the surveillance subject area reflected by the spectroscope 72. The fixed imaging module 61 is fixed to be imageable in the zoom-out state so as to cover the entire monitoring target region through the spectroscope 72. An example of the fixed imaging module 61 is a fixed camera (also referred to as a "wide camera").
회전 촬상 모듈(66)은 분광기(72)를 통해 감시대상 영역내의 목표물을 촬상한다. 예를 들어, 회전 촬상 모듈(66)의 일 예로는 PTZ 카메라를 들 수 있다.The rotation imaging module 66 picks up the target in the area to be monitored through the spectroscope 72. For example, an example of the rotation imaging module 66 may be a PTZ camera.
제어 모듈(90)은 고정 촬상 모듈(61)로부터의 영상에서 목표물의 위치 정보를 생성한다. 제어 모듈(90)은 목표물의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈(66)을 제어한다.The control module 90 generates position information of the target in the image from the fixed imaging module 61. The control module 90 controls the rotation imaging module 66 based on the positional information of the target.
제어 모듈(90)은 고정 촬상 모듈(61)에 촬상된 영상내의 목표물에 대해 거리(예컨대, 회전 촬상 모듈(66)과 목표물간의 거리)와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 회전 촬상 모듈(66)에게로 제공한다. 여기서, 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 적어도 하나 이상을 포함한다. 물론, 제어 모듈(90)은 회전 촬상 모듈(66)의 줌(Zoom) 제어를 행할 수 있다. 본 발명의 제 2실시예는 회전 촬상 모듈(66)이 목표물을 정확하게 가리키게 하는 것이 중요하므로, 굳이 줌(Zoom)을 포함시키지 않았다. 그러나, 도 5의 (c)와 같이 목표물의 크기를 확인할 수 있다. 따라서 적절한 줌을 사용하여 고배율 영상을 획득할 수 있음은 당연하다.The control module 90 rotates one rotation angle value with respect to the target in the image captured by the fixed imaging module 61 (for example, the distance between the rotation imaging module 66 and the target). To give. Here, one rotation angle value includes at least one or more of the pan, tilt angle value. Of course, the control module 90 may perform zoom control of the rotation imaging module 66. In the second embodiment of the present invention, since it is important to point the rotation imaging module 66 accurately to the target, it does not necessarily include a zoom. However, the size of the target can be confirmed as shown in FIG. Therefore, it is natural that a high magnification image can be obtained by using an appropriate zoom.
제어 모듈(90)은 위치 연산부(62), 및 제어부(64)를 포함한다.The control module 90 includes a position calculator 62 and a controller 64.
위치 연산부(62)는 고정 촬상 모듈(61)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다. 위치 연산부(62)는 배경 차영상(background subtraction image)을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다.The position calculating part 62 calculates the position of the target object in a monitoring object area | region from the image information from the fixed imaging module 61. FIG. The position calculating unit 62 calculates the position of the target in the monitoring target area by using the background subtraction image.
제어부(64)는 위치 연산부(62)로부터의 위치 정보에 근거하여 회전 촬상 모듈(66)의 회전 각도(예컨대, 팬, 틸트 각도값)를 제어(조정)한다. The control part 64 controls (adjusts) the rotation angle (for example, pan and tilt angle values) of the rotation imaging module 66 based on the positional information from the position calculating part 62.
분광기(72)는 고정 촬상 모듈(61)과 회전 촬상 모듈(66) 사이에 설치된다. 분광기(72)는 입사된 목표물(65)의 영상을 반사시켜 고정 촬상 모듈(61)에게로 전달한다. 분광기(72)는 목표물(65)의 영상을 투과시켜 회전 촬상 모듈(66)에게로 전달한다. 바람직하게, 분광기(72)는 소정 형태의 용기(37)의 개구부에 경사지게 설치된다. 예를 들어, 분광기(72)는 소정 두께의 평탄한 빔 스플리터로 구성된다. The spectrometer 72 is installed between the fixed imaging module 61 and the rotary imaging module 66. The spectrometer 72 reflects an image of the incident target 65 and transmits the reflected image to the fixed imaging module 61. The spectrometer 72 transmits the image of the target 65 to the rotation imaging module 66. Preferably, the spectrometer 72 is inclinedly installed in the opening of the container 37 of a predetermined form. For example, the spectrometer 72 consists of a flat beam splitter of predetermined thickness.
용기(74)는 수용공간을 갖춘다. 광분할 효과를 최대한 얻기 위해 회전 촬상 모듈(66)이 용기(74)의 수용공간에 설치된다. 용기(74)의 내부(즉, 수용공간)와 외부와의 명암차를 최대화하여 고정 촬상 모듈(61) 및 회전 촬상 모듈(66)이 선명한 영상을 얻을 수 있도록 하기 위해 용기(74)의 내측면을 검은 색상으로 함이 바람직하다. 필요에 따라서는 용기(74)의 외측면도 검은 색상으로 하여도 된다.The container 74 has a receiving space. In order to maximize the light splitting effect, the rotation imaging module 66 is installed in the accommodation space of the container 74. Inner surface of the container 74 in order to maximize the contrast between the inside (ie, the receiving space) and the outside of the container 74 so that the fixed imaging module 61 and the rotating imaging module 66 can obtain a clear image. It is preferable to make the color black. If necessary, the outer surface of the container 74 may also be black.
하나의 고정 카메라와 하나의 PTZ 카메라를 사용하여 동축 동심 구조를 구현하기 위해 하나의 고정 카메라와 하나의 PTZ 카메라를 겹쳐서 설치할 수 있겠으나, 하드웨어적으로 이러한 동축 동심 구조를 실현시키기 어렵다. One fixed camera and one PTZ camera can be used to install one fixed camera and one PTZ camera in order to implement a coaxial concentric structure, but it is difficult to realize such a coaxial concentric structure in hardware.
그에 따라, 본 발명의 제 2실시예에서는 고정 촬상 모듈(61)과 회전 촬상 모듈(66) 사이에 분광기(72)를 두어 하드웨어적으로 두 모듈(61, 66)을 겹쳐서 설치하지 않고도 동축 동심 구조를 실현하였다. 즉, 동축 동심 구조를 실현시키기 위해, 분광기(62)의 면을 기준으로 회전 촬상 모듈(66)과 고정 촬상 모듈(61)이 대칭되도록 설치한다. 다시 말해서 팬, 틸트 각도값을 0으로 설정한 초기의 회전 촬상 모듈(66)의 방향축(82)과 분광기(72)에 의해 형성되는 각도(θ1) 및 고정 촬상 모듈(61)의 방향축(80)과 분광기(72)에 의해 형성되는 각도(θ2)가 서로 동일해지도록 한다. 그리고, 회전 촬상 모듈(66)의 회전 중심점(66a)과 고정 촬상 모듈(61)의 초점(61a)을 잇는 선(83)이 분광기(72)의 면과 수직을 이루도록 한다. Accordingly, in the second embodiment of the present invention, a spectrometer 72 is disposed between the fixed imaging module 61 and the rotary imaging module 66, so that the coaxial concentric structure can be installed without installing the two modules 61 and 66 in hardware. Realized. That is, in order to realize the coaxial concentric structure, the rotary imaging module 66 and the fixed imaging module 61 are provided so as to be symmetrical with respect to the surface of the spectroscope 62. In other words, the angle θ1 formed by the direction axis 82 and the spectroscope 72 of the initial rotation imaging module 66 with the pan and tilt angle values set to 0, and the direction axis of the fixed imaging module 61 ( The angle θ2 formed by the 80 and the spectrometer 72 is made equal to each other. The line 83 connecting the rotation center point 66a of the rotation imaging module 66 and the focal point 61a of the fixed imaging module 61 is perpendicular to the plane of the spectrometer 72.
이를 통해 목표물(65)이 감시대상 영역내의 어디에 위치해 있든지 간에 목표물(65)을 향해 회전 촬상 모듈(66)이 회전(팬, 틸트 동작)함에 의해 분광기(72)와 형성되는 각도(θ3)는 목표물(65)의 영상이 분광기(72)에 의해 굴절되어 고정 촬상 모듈(61)의 초점(61a)에 이르는 직선(84)과 분광기(72)와 형성되는 각도(θ4)와 항상 동일하다. 이에 의해, 고정 촬상 모듈(61) 및 회전 찰상 모듈(66)은 항상 동축 동심으로 동작하게 된다. As a result, no matter where the target 65 is located within the area to be monitored, the angle θ3 formed with the spectrometer 72 by rotating (pan, tilting) the rotating imaging module 66 toward the target 65 is obtained. The image of the target 65 is always the same as the straight line 84 that is refracted by the spectroscope 72 and reaches the focus 61a of the fixed imaging module 61 and the angle θ4 formed with the spectroscope 72. Thereby, the fixed imaging module 61 and the rotation scratch module 66 always operate coaxially concentrically.
도 14는 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치의 특징을 설명하는 도면이다. 도 14에서, 참조 부호 50은 고정 촬상 모듈(61)의 촬상면(영상 평면)이고, 참조 부호 52는 고정 촬상 모듈(61)로 촬영한 목표물 "a"와 "b"의 영상을 의미한다. 14 is a view for explaining the features of the monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In Fig. 14, reference numeral 50 denotes an image plane (image plane) of the fixed image pickup module 61, and reference numeral 52 denotes an image of targets "a" and "b" captured by the fixed image pickup module 61.
본 발명의 제 2실시예는 분광기(72)를 이용하여 하나의 고정 촬상 모듈(61)과 회전 찰상 모듈(66)이 동축 동심 구조를 갖도록 하였다. 이는 카메라와 목표물간의 거리와 무관하게 고정 촬상 모듈(61)에 동일한 좌표로 촬영되는 목표물 a, b가 동일한 팬, 틸트 각도값으로 대응됨을 의미한다. 이에 의해, 회전 촬상 모듈(66)이 목표물을 정확히 가리킬 수 있다. In the second embodiment of the present invention, the fixed imaging module 61 and the rotation scratch module 66 have a coaxial concentric structure by using the spectroscope 72. This means that the targets a and b captured by the same coordinates in the fixed imaging module 61 correspond to the same pan and tilt angle values regardless of the distance between the camera and the target. As a result, the rotation imaging module 66 can accurately point the target.
상술한 설명에서는 제어 모듈(90)을 회전 촬상 모듈(66)과는 별개로 구성시켰으나, 필요에 따라서는 제어 모듈(90)이 회전 촬상 모듈(66)의 내부에 설치되는 것으로 하여도 무방하다. 이 경우에 대한 구성 설명을 별도로 하지 않아도 동종업계에 종사하는 자라면 상술한 설명으로 충분히 이해가능하리라 본다.In the above description, the control module 90 is configured separately from the rotation imaging module 66. However, the control module 90 may be provided inside the rotation imaging module 66 as necessary. Even if the description of the configuration for this case is not separately, those who are engaged in the same industry will be fully understood by the above description.
이어, 본 발명의 제 2실시예에 따른 감시 장치의 동작에 대해 도 15의 플로우차트를 참조하여 설명하면 하기와 같다. Next, the operation of the monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 15.
고정 촬상 모듈(61)이 분광기(72)에서 반사되어 오는 감시대상 영역의 영상(즉, 감시대상 영역내의 목표물이 포함된 영상)을 촬상한다(S100). 고정 촬상 모듈(61)은 촬상된 영상을 제어 모듈(90)에게로 전송한다.The fixed imaging module 61 picks up an image of the surveillance target region reflected by the spectroscope 72 (that is, an image including a target in the surveillance target region) (S100). The fixed imaging module 61 transmits the captured image to the control module 90.
제어 모듈(90)은 고정 촬상 모듈(61)로부터의 영상 정보에서 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다(S200). 제어 모듈(90)내의 위치 연산부(62)가 위치 연산을 행한다. 위치 연산부(62)는 목표물이 감지되면 해당 목표물이 어느 위치에 있는지를 연산하고, 연산된 목표물의 위치 데이터를 제어부(64)에게로 전송한다. 위치 연산부(62)에서의 위치 연산 과정을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 위치 연산부(62)는 배경 차영상을 이용하여 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산한다. 즉, 위치 연산부(62)는 미리 촬영된 배경 영상(도 5의 (a) 참조)과 입력 영상(도 5의 (b) 참조)을 이용하여 해당 목표물의 영역(도 5의 (c) 참조)을 구한다. 다시 말해서, 위치 연산부(62)는 이미 촬영된 배경 영상(도 5의 (a) 참조)과 고정 촬상 모듈(61)로부터 전송된 영상(도 5의 (b) 참조)과의 픽셀 단위별 차이를 구한다. 위치 연산부(62)는 그 픽셀 단위별 차이를 통해 감시대상 영역의 목표물의 유무와 침입 대상에 대한 영역을 알게 된다. 예를 들어, 목표물이 사람이라고 가정한다. 사람은 대부분 서서 이동하기 때문에 배경 차영상에 의해 얻은 목표물의 영역(도 5의 (c))에서 높이를 대략 7등분하여 제일 상단 블록의 중심점을 목표물의 얼굴에 대한 이미지 좌표로 간주할 수 있다. 따라서, 위치 연산부(62)는 목표물의 얼굴에 대한 이미지 좌표를 위치 데이터로 하여 제어부(64)에게로 전송한다.The control module 90 calculates the position of the target in the monitoring target area from the image information from the fixed imaging module 61 (S200). The position calculating part 62 in the control module 90 performs a position calculation. If the target is detected, the position calculator 62 calculates the position of the target and transmits the calculated position data of the target to the controller 64. The position calculation process in the position calculation unit 62 will be described in more detail as follows. The position calculating unit 62 calculates the position of the target in the area to be monitored using the background difference image. That is, the position calculating unit 62 uses the pre-photographed background image (see FIG. 5 (a)) and the input image (see FIG. 5 (b)) to target the region of the target (see FIG. 5 (c)). Obtain In other words, the position calculating unit 62 determines the difference of the pixel unit between the background image (see FIG. 5A) and the image transmitted from the fixed imaging module 61 (see FIG. 5B). Obtain The position calculating unit 62 knows the presence or absence of the target of the surveillance target region and the region of the intrusion target through the difference for each pixel unit. For example, suppose the target is a person. Since most people stand and move, the center point of the uppermost block can be regarded as the image coordinate of the target's face by dividing the height approximately 7 times in the region of the target (FIG. 5 (c)) obtained by the background difference image. Therefore, the position calculator 62 transmits the image coordinates of the face of the target as the position data to the controller 64.
이후, 제어부(64)는 입력된 위치 데이터(즉, 목표물의 얼굴에 대한 이미지 좌표)에 근거하여 회전 촬상 모듈(66)의 팬, 틸트 각도값을 제어(조정)한다(S300). 이러한 제어부(64)의 팬(pan), 틸트(tilt) 각도값 조정은 회전 촬상 모듈(66)의 방향 데이터와 고정 촬상 모듈(61)에서 촬상된 영상에서의 위치를 매칭시켜 해당 영상의 특정 위치를 판단하고, 그에 매칭되는 회전 촬상 모듈(66)의 방향 데이터를 역산하는 방법으로 수행할 수 있다. 이는 동축 동심 구조에 의해 고정 촬상 모듈(61)에서 촬영된 영상의 위치와 회전 촬상 모듈(66)의 팬, 틸트 각도값이 목표물과의 거리와는 무관하게 일대일로 매칭되기 때문에 가능하다.Thereafter, the controller 64 controls (adjusts) the pan and tilt angle values of the rotation imaging module 66 based on the input position data (that is, image coordinates of the face of the target). The pan and tilt angle adjustments of the control unit 64 match the direction data of the rotation imaging module 66 with the position in the image captured by the fixed imaging module 61 to adjust a specific position of the corresponding image. May be determined, and the direction data of the rotation imaging module 66 matched thereto may be inverted. This is possible because the coaxial concentric structure matches the position of the image photographed by the fixed imaging module 61 and the pan and tilt angle values of the rotation imaging module 66 one-to-one regardless of the distance to the target.
제어부(64)에서의 팬, 틸트 각도값은 회전 촬상 모듈(66)에게로 전송된다.The pan and tilt angle values in the control unit 64 are transmitted to the rotation imaging module 66.
회전 촬상 모듈(66)은 제어부(64)로부터의 팬, 틸트 각도값을 기초로 회전하여 목표물을 정확히 향하게 된다(S400). 회전 촬상 모듈(66)은 목표물을 인식할 수 있을 정도로 확대하여 감시대상에 대한 고해상도 영상을 촬영한다. The rotation imaging module 66 rotates based on the pan and tilt angle values from the control unit 64 so as to accurately face the target (S400). The rotation imaging module 66 enlarges the image to recognize the target and captures a high resolution image of the monitoring target.
결국, 관리자는 회전 촬상 모듈(66)에서 촬영된 영상을 통해 감시대상 물체를 분석하여 사람이면 얼굴 또는 착용하고 있는 복장을 쉽게 인식할 수 있다. 한편, 관리자는 분석한 감시대상 물체가 차량이면 차량번호를 간단하게 추출하는 등의 후속 조치를 취할 수 있다. As a result, the manager can easily recognize the face or clothing worn by the person by analyzing the monitored object through the image captured by the rotation imaging module 66. On the other hand, the manager can take follow-up measures such as simply extracting the vehicle number if the analyzed monitoring object is a vehicle.
한편, 본 발명은 상술한 실시예들로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiments can be carried out by modifying and modifying within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea that such modifications and variations are also within the scope of the claims Must see

Claims (20)

  1. 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈;A rotation imaging module for imaging an object in the area to be monitored;
    상기 회전 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고, 상기 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 고정 촬상 모듈;A first fixed imaging module provided in the longitudinal direction with respect to the rotation imaging module and configured to image the surveillance target region;
    상기 회전 촬상 모듈에 대해 가로 방향으로 설치되고, 상기 감시대상 영역을 촬상하는 제 2 고정 촬상 모듈; 및A second fixed imaging module installed in the transverse direction with respect to the rotation imaging module and configured to image the surveillance target area; And
    상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 상기 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 상기 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고, 상기 가상의 위치 정보에 근거하여 상기 회전 촬상 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.Generating position information of a target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point coincides with the rotation center point of the rotating imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules; And a control module for controlling the rotation imaging module based on virtual position information.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제 1 고정 촬상 모듈과 상기 제 2 고정 촬상 모듈 및 상기 회전 촬상 모듈은 각각의 방향 축이 서로 평행한 것을 특징으로 하는 감시 장치.And said first fixed imaging module, said second fixed imaging module and said rotational imaging module are parallel to each other.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제어 모듈은 상기 목표물과의 거리와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 상기 회전 촬상 모듈에게로 제공하는 것을 특징으로 하는 감시 장치. And the control module provides one rotation angle value to the rotation imaging module regardless of the distance to the target.
  4. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,
    상기 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.And said one rotation angle value comprises at least one of a pan and a tilt angle value.
  5. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제어 모듈은,The control module,
    상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 위치 연산부; 및 A position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first and second fixed imaging modules; And
    상기 위치 연산부로부터의 위치 정보를 기초로 상기 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고 상기 가상의 위치 정보에 근거하여 상기 회전 촬상 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.Based on the position information from the position calculating unit, the position information of the target of the virtual fixed imaging module in which the position of the center of rotation and the focal point of the rotation imaging module coincide with each other is generated and based on the virtual position information of the rotation imaging module. And a control unit for controlling the rotation angle.
  6. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5,
    상기 위치 연산부는, The position calculation unit,
    상기 제 1 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 상기 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 1 위치 연산부; 및 A first position calculator for calculating a position of a target in the surveillance region from the image information from the first fixed imaging module; And
    상기 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 상기 감시대상 영역내의 목표물에 대한 위치를 연산하는 제 2 위치 연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.And a second position calculator configured to calculate a position of a target in the surveillance target area from the image information from the second fixed imaging module.
  7. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5,
    상기 위치 연산부는 배경 차영상을 이용하여 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.And the position calculator calculates a position of a target in the surveillance target area using a background difference image.
  8. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5,
    상기 제어부는 상기 제 1 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표와 상기 제 2 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표를 조합하여 상기 가상의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.The controller is configured to combine the horizontal coordinates of the positional information of the target in the monitored area photographed by the first fixed imaging module with the vertical coordinates of the positional information of the target in the monitored area photographed by the second fixed imaging module. Surveillance apparatus for generating virtual location information.
  9. 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈, 상기 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈, 및 제어 모듈을 포함하는 감시 장치의 감시 방법으로서, A monitoring method of a monitoring apparatus including a rotational imaging module for imaging a target in a surveillance target area, first and second fixed imaging modules for imaging the surveillance target area, and a control module,
    상기 제어 모듈이, 상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 상기 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 상기 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하는 단계; 및The position information of the target of the virtual fixed imaging module in which the control module coincides with the rotation center point of the rotary imaging module and the focus position based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules. Generating a; And
    상기 제어 모듈이, 상기 가상의 위치 정보에 근거하여 상기 회전 촬상 모듈을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And controlling, by the control module, the rotation imaging module based on the virtual positional information.
  10. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 가상의 위치 정보 생성 단계는 상기 제 1 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표와 상기 제 2 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표를 조합하여 상기 가상의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.The virtual position information generating step may include a horizontal coordinate of position information of the target object in the surveillance target area photographed by the first fixed imaging module and a vertical position of position information of the target object in the surveillance target area photographed by the second fixed imaging module. And combining coordinates to generate the virtual location information.
  11. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 가상의 위치 정보 생성 단계는,The virtual location information generation step,
    상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 단계; 및 Calculating a position of a target in the area to be monitored in the image information from the first and second fixed imaging modules; And
    상기 위치 연산 단계로부터의 위치 정보를 기초로 상기 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And generating position information of a target of the virtual fixed imaging module whose position of focus and the rotation center point of the rotation imaging module coincide based on the position information from the position calculating step.
  12. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11,
    상기 위치 연산 단계는 배경 차영상을 이용하여 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And the position calculating step calculates a position of a target in the area to be monitored using a background difference image.
  13. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 회전 촬상 모듈 제어 단계는 상기 목표물과의 거리와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 상기 회전 촬상 모듈에게로 제공하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And wherein the controlling of the rotation imaging module provides one rotation angle value to the rotation imaging module irrespective of the distance to the target.
  14. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 하나의 회전 각도값은 팬, 틸트 각도값중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And said one rotation angle value comprises at least one of pan and tilt angle values.
  15. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 제 1 고정 촬상 모듈은 상기 회전 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고, 상기 제 2 고정 촬상 모듈은 상기 회전 촬상 모듈에 대해 가로 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 감시 방법.And the first fixed imaging module is installed in a longitudinal direction with respect to the rotary imaging module, and the second fixed imaging module is installed in a horizontal direction with respect to the rotary imaging module.
  16. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 제 1 고정 촬상 모듈과 상기 제 2 고정 촬상 모듈 및 상기 회전 촬상 모듈은 각각의 방향 축이 서로 평행하도록 된 것을 특징으로 하는 감시 방법.And said first fixed imaging module, said second fixed imaging module, and said rotary imaging module are each axial axes parallel to each other.
  17. 감시대상 영역을 촬상하는 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈; 및First and second fixed imaging modules configured to capture an area to be monitored; And
    상기 제 1 고정 촬상 모듈에 대해 세로 방향으로 설치되고 상기 제 2 고정 촬상 모듈에 대해서는 가로 방향으로 설치되고, 상기 감시대상 영역내의 목표물을 촬상하는 회전 촬상 모듈;을 포함하고,A rotational imaging module installed in the longitudinal direction with respect to the first fixed imaging module and installed in the horizontal direction with respect to the second fixed imaging module, for imaging a target in the area to be monitored;
    상기 회전 촬상 모듈은, 상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 상기 목표물이 포함된 영상 정보를 기초로 해당 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고 상기 가상의 위치 정보에 근거하여 해당 회전 촬상 모듈의 회전을 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.The rotation imaging module is a position of a target of the virtual fixed imaging module whose position of the focal point coincides with the rotation center point of the rotation imaging module based on the image information including the targets from the first and second fixed imaging modules. And a control module for generating information and controlling rotation of the rotation imaging module based on the virtual positional information.
  18. 청구항 17에 있어서,The method according to claim 17,
    상기 제어 모듈은 상기 목표물과의 거리와는 무관하게 하나의 회전 각도값을 상기 회전 촬상 모듈에게로 제공하는 것을 특징으로 하는 감시 장치. And the control module provides one rotation angle value to the rotation imaging module regardless of the distance to the target.
  19. 청구항 17에 있어서,The method according to claim 17,
    상기 제어 모듈은,The control module,
    상기 제 1 및 제 2 고정 촬상 모듈로부터의 영상 정보에서 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치를 연산하는 위치 연산부; 및 A position calculating unit that calculates a position of a target in the area to be monitored from image information from the first and second fixed imaging modules; And
    상기 위치 연산부로부터의 위치 정보를 기초로 상기 회전 촬상 모듈의 회전 중심점과 초점의 위치가 일치하는 가상의 고정 촬상 모듈의 목표물의 위치 정보를 생성하고 상기 가상의 위치 정보에 근거하여 상기 회전 촬상 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.Based on the position information from the position calculating unit, the position information of the target of the virtual fixed imaging module in which the position of the center of rotation and the focal point of the rotation imaging module coincide with each other is generated and based on the virtual position information of the rotation imaging module. And a control unit for controlling the rotation angle.
  20. 청구항 19에 있어서,The method according to claim 19,
    상기 제어부는 상기 제 1 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 가로 좌표와 상기 제 2 고정 촬상 모듈에서 촬영된 상기 감시대상 영역내의 목표물의 위치 정보중 세로 좌표를 조합하여 상기 가상의 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 감시 장치.The controller is configured to combine the horizontal coordinates of the positional information of the target in the monitored area photographed by the first fixed imaging module with the vertical coordinates of the positional information of the target in the monitored area photographed by the second fixed imaging module. Surveillance apparatus for generating virtual location information.
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