WO2014035053A1 - 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템 - Google Patents

초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템 Download PDF

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WO2014035053A1
WO2014035053A1 PCT/KR2013/006332 KR2013006332W WO2014035053A1 WO 2014035053 A1 WO2014035053 A1 WO 2014035053A1 KR 2013006332 W KR2013006332 W KR 2013006332W WO 2014035053 A1 WO2014035053 A1 WO 2014035053A1
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image
unit
image information
camera
correction
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PCT/KR2013/006332
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Inventor
고기석
이우섭
정진동
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멀티펠스 주식회사
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    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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Definitions

  • the present invention relates to a camera system using an ultra wide-angle camera, and more specifically, does not perform mechanical pan / tilt / zoom, but digitally pan / tilt / A camera system capable of zooming.
  • the PTZ operation of the camera is performed using mechanical PTZ (Panning, Tilting, Zoomming, Pan / Tilt / Zoom), and the image is picked up at any point of time observed by the mechanical PTZ.
  • mechanical PTZ Panning, Tilting, Zoomming, Pan / Tilt / Zoom
  • Research into a technique for performing digital PTZ with respect to the camera image is also being conducted (Korean Patent Publication No. 10-2012-0012397, hereinafter referred to as 'prior art').
  • an area 1 obtained by mechanical PTZ operation is obtained by acquiring and observing an independent image for each user as if there is a PTZ effect on an image of any limited viewpoint captured in a direction observed by mechanical PTZ control. Since only image 1 of image 2 of image 2 is acquired, the total range of images that can be extracted simultaneously is limited.
  • a control range required from the client is limited. That is, when the client 1 and the client 2 proceeds the operation of the mechanical PTZ in the opposite direction, one of the client 1 and the client 2 has a problem in that it can not operate the desired area.
  • the image information is stored only for the image region photographed by the mechanical PTZ, and there is a limit to monitoring the desired region by changing the desired region from the stored information.
  • the present invention aims to solve the above technical problem, and designates an image of an area desired by a plurality of clients (users) for an image photographed using an ultra wide-angle camera without a separate device such as an actuator. It is an object of the present invention to provide a camera system using an ultra wide-angle camera capable of performing virtual PTZ by correcting a viewpoint.
  • an object of the present invention is to provide a camera system using an ultra-wide-angle camera that can perform virtual PTZ independently, even for an image in which a client (user) changes an area desired by using previously stored image information. have.
  • a camera system using an ultra wide-angle camera includes a camera module for capturing an image and transmitting information about the captured image to a client module, wherein the camera module is input from an imaging unit.
  • An image storage unit storing the received image information;
  • a first image processor which performs signal processing of the image information output from the image pickup unit or the image storage unit;
  • a first control unit controlling whether to transmit the image information output from the image storage unit or the first image processing unit to the client module;
  • And a first communication unit for communicating with the client module.
  • the first image processing unit may include: a first image acquisition unit configured to acquire a portion or all of the input image information; A first wide angle correction unit that corrects the input image information into planar image information; And a first viewpoint correction unit configured to perform viewpoint correction by reflecting the reference viewpoint of the first region with respect to the image information of the designated first region.
  • the first control unit of the present invention is characterized by controlling the processing order of the image information by the first image acquisition unit and the first wide-angle correction unit.
  • the first image processing unit after completing the acquisition of the image information by the first image acquisition unit and the correction by the first wide-angle correction unit, it is preferable to perform the correction by the first viewpoint correction unit. Do.
  • the client module transmits information to the camera module to control the first image processor to perform signal processing by using the image information stored in the image storage unit, and stores the designated first area. It can be changed to two areas.
  • the first control unit corresponds to the processing capability among the image information input to the first image processing unit.
  • the image information is controlled to be processed by the first image processor, and the image information exceeding the processing capability among the image information input to the first image processor is controlled to be processed by the client module.
  • the camera system using the ultra wide-angle camera of the present invention the client module for receiving the image information transmitted from the camera module; further comprising, wherein the client module, the signal processing of the image information transmitted from the camera module A second image processor; And a second controller configured to set control information about image information to be received from the camera module.
  • the client module may further include a second communication unit for communicating with the camera module; And a display unit for displaying the image information output from the second image processor or the image information output from the second communication unit.
  • the second image processing unit may further include: a second image acquisition unit acquiring a part or all of the input image information; A second wide angle correction unit correcting the input image information into the planar image information; And a second viewpoint correction unit configured to perform viewpoint correction by reflecting the reference viewpoint of the third region with respect to the image information of the designated third region.
  • the second controller may control a processing order of the image information by the second image acquisition unit and the second wide angle correction unit.
  • the second image processing unit may perform correction by the second viewpoint correction unit after completing acquisition of image information by the second image acquisition unit and correction by the second wide angle correction unit. It is done.
  • the client module of the present invention controls the first image processing unit or the second image processing unit to perform signal processing by using the image information stored in the image storage unit, and controls the designated third area as a fourth. Characterized in that the area can be changed.
  • an image of a region desired by a plurality of clients (users) is designated by the ultra wide-angle camera without a separate device such as an actuator, and the viewpoint is determined.
  • virtual PTZ can be performed.
  • virtual PTZ may be independently performed on an image in which a client (user) changes an area desired by using previously stored image information.
  • FIG. 1 is a block diagram of a camera system using an ultra-wide angle camera according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a first image processor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a video information processing process according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a second image processor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the camera system using the ultra wide-angle camera according to an embodiment of the present invention, the planar image of the image taken by the ultra wide-angle camera, so that the information corresponding to the image area designated each image area for each client can be viewed. That is, unlike general cameras, image information photographed using an ultra wide-angle camera can perform a 360-degree omnidirectional image by one shooting, and each client is required to designate a region of interest from the captured image information. It can be monitored conveniently. That is, according to an exemplary embodiment of the present invention, virtual PTZ is possible based on digital signal processing without mechanical PTZ (Panning, Tilting, Zoomming).
  • Figure 1 shows the configuration of a camera system using an ultra-wide angle camera according to an embodiment of the present invention.
  • a camera system using an ultra wide-angle camera includes a camera module 100 and a client module 200.
  • the camera module 100 of the present invention includes an image capturing unit 110, an image storing unit 120, a first image processing unit 130, a first control unit 140, and a first communication unit 150.
  • the imaging unit 110 includes a CCD sensor or a CMOS image sensor, and acquires image information of a subject.
  • the imaging unit 110 of the present invention includes an ultra wide-angle camera lens, and can acquire image information around the imaging unit 110 at 140 degrees or more, preferably 360 degrees. Since the image information acquired by the imaging unit 110 is an analog signal, it may need to be converted into a digital signal.
  • the image storage unit 120 stores the image information output from the imaging unit 110.
  • the first image processor 130 performs signal processing on the image information input from the imaging unit 110 or the image storage unit 120.
  • the first image processor 130 of the present invention includes a first image acquisition unit 131, a first wide angle correction unit 132, and a first viewpoint correction unit 133. do.
  • the first image acquisition unit 131 performs a function of separating or acquiring a portion of the image information input to the first image processor 130 or obtaining all of them.
  • the first wide-angle correction unit 132 performs so-called wide-angle correction, which corrects circular or sector-shaped input image information with planar image information.
  • the first viewpoint correction unit 133 performs viewpoint correction by reflecting the reference viewpoint to the image information of the designated first area.
  • the processing order of the image information by the first image acquisition unit 131 and the first wide angle correction unit 132 can be controlled by the first control unit 140. That is, the processing order of the image information by the first image acquisition unit 131 and the first wide angle correction unit 132 may be changed by the first controller 140.
  • the first control unit 140 completes the acquisition of the image information by the first image acquisition unit 131 and the correction by the first wide-angle correction unit 132, the first view point correction unit 133 In order to perform correction by), the operation of each component of the first image processor 130 is controlled.
  • 3 is an explanatory diagram of a video information processing process according to the present invention.
  • the image acquired by the imaging unit 110 using the ultra wide-angle camera lens is wide-angled by the first wide-angle correction unit 132 or the second wide-angle correction unit 212. Correction is performed by the first viewpoint correcting unit 133 or the second viewpoint correcting unit 213.
  • 3 is an exemplary view on the assumption that all image information is acquired by the first image acquisition unit 131 or the second image acquisition unit 211.
  • the image acquired by the imaging unit 110 using the 360-degree ultra wide-angle camera lens is circular, and the image information is distorted.
  • correction is performed to convert image information from 0 degrees to 360 degrees into planar image information such as a panoramic image.
  • One or more client modules 200 may designate areas to be monitored, respectively, as indicated by a rectangular area. In this case, however, when the one or more client modules 200 simply separate the areas to be monitored, the center of the camera module 100 becomes the reference point. Accordingly, one or more client modules 200 need to convert the center of each desired area into an image as a reference viewpoint. As a method of transforming a viewpoint, various methods such as perspective correction using a perspective projection mapping function may be used.
  • the wide-angle correction method for correcting the circularly distorted image by the first wide-angle correction unit 132 and the second wide-angle correction unit 212 into a planar image may be measured by a method (Metric Method), ratio Examples include non-metric methods and geometric modeling techniques.
  • viewpoint correction method by the 1st viewpoint correction unit 133 and the 2nd viewpoint correction unit 213 of this invention can mention a rotation conversion system and a perspective correction system as an example.
  • Perspective correction method can give PTZ tilting effect when perspective correction is performed based on the Y-axis of the complementary image to compensate for the part where the image decreases as far as one point or one position due to perspective.
  • the vanishing point method is a method in which an object is reduced as it gets farther away due to the perspective of the vanishing point image, and assumes an infinite distance.
  • the first control unit 140 of the present invention serves to control operations of the image storage unit 120, the first image processing unit 130, the first control unit 140, and the first communication unit 150. .
  • the first controller 140 may include initial screen information to be transmitted to the client module 200, and may set a screen to be displayed by the display unit 240 at the time of initial monitoring in the client module 200.
  • the first controller 140 may input the image information input to the first image processor 130.
  • the image information corresponding to the processing power is controlled to be processed by the first image processor 130, and the image information exceeding the processing power among the image information input to the first image processor 130 is processed by the client module 200. To control.
  • the first control unit 140 controls the processing order of the image information by the first image acquisition unit 131 and the first wide angle correction unit 132. In addition, after the first control unit 140 completes the acquisition of the image information by the first image acquisition unit 131 and the correction by the first wide-angle correction unit 132, the first control unit 140 transmits to the first viewpoint correction unit 133. It is preferable to control so as to perform correction.
  • the image information from the image capturing unit 110 is processed by the components of the first image processing unit 130 by the control of the first control unit 140 to the client module 200 with or without processing. May be transmitted.
  • the client module 200 of the present invention includes a second image processing unit 210, a second control unit 220, a second communication unit 230, and a display unit 240.
  • the client module 200 of the present invention may be implemented using various terminals such as a general computer, a smart phone, and a mobile terminal including a table PC.
  • the second image processor 210 performs signal processing on image information transmitted from the camera module 100.
  • the second image processing unit 210 of the present invention includes a second image acquisition unit 211, a second wide angle correction unit 212, and a second viewpoint correction unit 213. .
  • the second image acquisition unit 211 performs a role of acquiring a part or all of the image information input to the second image processor 210.
  • the second wide-angle correction unit 212 serves to correct the input image information to planar image information.
  • the second viewpoint correction unit 213 performs viewpoint correction by reflecting the reference viewpoint to the image information of the designated third region.
  • the processing procedure of the image information by the second image acquisition unit 211 and the second wide angle correction unit 212 can be controlled by the second control unit 220. That is, the processing order of the image information by the second image acquisition unit 211 and the second wide angle correction unit 212 may be changed by the second controller 220.
  • the second control unit 220 completes the acquisition of the image information by the second image acquisition unit 211 and the correction by the second wide-angle correction unit 212, the second viewpoint correction unit 213 In order to perform correction by), the operation of each component of the second image processor 210 is controlled.
  • the second controller 220 of the present invention may set control information about image information to be received from the camera module 100 and transmit the control information to the camera module 100 through the second communication unit 230.
  • the second controller 220 may input the image information input to the second image processor 210.
  • the image information corresponding to the processing power is controlled to be processed by the second image processing unit 210, and the image information exceeding the processing power among the image information input to the second image processing unit 210 is processed by the camera module 100. In order to do so, it is controlled to transmit the related information to the camera module 100.
  • the second control unit 220 controls the processing order of the image information by the second image acquisition unit 211 and the second wide angle correction unit 212.
  • the second control unit 220 receives the second viewpoint correction unit 213. It is preferable to control so as to perform correction.
  • the second controller 220 transmits the information to the camera module 100 to control the first image processor 130 to perform signal processing using the image information stored in the image storage unit 120.
  • the second communication unit 230 may be controlled to change the first communication unit 230, and the designated first area may be changed to the second area.
  • the second control unit 220 controls the second image processing unit 210 to process the signal using the image information stored in the image storage unit 120, and changes the designated third area to the fourth area. Characterized in that it can.
  • the camera captures only one direction of the image for a predetermined time, and only one direction of the image is stored, and after a while, the client can perform the PTZ of the image of the other direction. none.
  • digital PTZ can be independently performed on an image of changing a region desired by the client using the image information previously stored in the image storage unit 120.
  • the second communication unit 230 of the present invention performs communication with the first communication unit 150 of the camera module 100.
  • Communication with the first communication unit 150 and the second communication unit 230 may be performed by various wired and communication methods, such as a general network, the Internet, Wi-Fi, WiBro, 3G, LTE.
  • the display unit 240 serves to display the image information output from the second image processing unit 210 or the image information output from the second communication unit 230.
  • the image captured by the ultra wide-angle camera without a separate device such as an actuator is limited to the image of a region desired by a plurality of clients (users).
  • virtual PTZ can be performed.
  • the camera system using the ultra-wide angle camera of the preferred embodiment of the present invention may be applied to various types of camera systems, such as surveillance and / or security cameras, CCTV systems.

Abstract

본 발명의 바람직한 일실시예의 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템에 따르면, 액추에이터와 같은 별도의 장치 없이 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 다수의 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역의 영상을 지정하고 시점을 보정하는 것에 의해, 가상적 PTZ를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 미리 저장된 영상 정보를 이용하여 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역을 변경한 영상에 대해서도 가상적 PTZ를 독립적으로 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은, 영상을 촬영하고, 클라이언트 모듈로 촬영된 영상에 관한 정보를 송신하는 카메라 모듈;을 포함하되, 상기 카메라 모듈은, 촬상부로부터 입력된 영상 정보를 저장하는 영상 저장부; 및 상기 촬상부 또는 상기 영상 저장부로부터 출력된 영상 정보의 신호 처리를 실시하는 제 1 영상 처리부;를 포함한다.

Description

초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템
본 발명은 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계식 팬/틸트/줌을 실시하는 것이 아니라, 초광각 카메라에서 얻어진 영상을 광각 보정 및 시점 보정을 실시하여 디지털 방식의 팬/틸트/줌을 실시 가능한 카메라 시스템에 관한 것이다.
기존의 PTZ 카메라는 액추에이터의 구동에 의해 원하는 영상을 획득함에 따라 PTZ 카메라의 주시 방향을 제외한 방향의 촬영이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 카메라의 영상을 확인하는 사용자나 저장 장치 역시 주시 방향을 벗어난 넓은 사각 지대가 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기계적(mechanical) PTZ(Panning, Tilting, Zoomming, 팬/틸트/줌)를 사용하여 카메라의 PTZ 동작을 수행하고, 기계적 PTZ에 의해 주시된 임의의 시점에서 촬상된 카메라 영상에 대하여 디지털 PTZ를 수행하는 기술에 대한 연구도 행해지고 있다(대한민국 공개특허공보 제10-2012-0012397호, 이하 '종래 기술'이라 한다.).
그러나, 종래 기술에서는 기계적인 PTZ 제어에 의해 주시된 방향에서 촬상된 임의의 제한된 시점의 영상에 대하여 사용자별로 독립적인 영상을 마치 PTZ 효과가 있듯이 획득 관찰하는 방법으로, 기계적 PTZ 조작에 의해 얻어지는 영역 1의 영상 1에 대해서만 영역 2의 영상 2를 획득하므로 동시에 추출 가능한 영상의 전체 범위가 제한적이다. 또한, 종래 기술에서는 다수의 클라이언트로부터 네트워크를 통해 영상 정보를 전송할 경우, 클라이언트로부터 요구되는 제어 범위가 제한적이다. 즉, 클라이언트 1과 클라이언트 2가 기계적 PTZ의 조작을 정반대로 진행할 경우 클라이언트 1과 클라이언트 2 중 하나의 클라이언트는 자신이 희망하는 영역을 조작할 수 없게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에서는 기계적 PTZ에 의해 촬영된 영상 영역에 대해서만 영상 정보가 저장되어, 클라이언트들이 저장된 정보로부터 희망하는 영역을 변경하여 모니터링하는 것에 제한이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 액추에이터와 같은 별도의 장치 없이 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 다수의 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역의 영상을 지정하고, 시점을 보정하는 것에 의해, 가상적 PTZ를 수행할 수 있는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 미리 저장된 영상 정보를 이용하여 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역을 변경한 영상에 대해서도, 가상적 PTZ를 독립적으로 수행할 수 있는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템을 제공하는 것에도 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은, 영상을 촬영하고, 클라이언트 모듈로 촬영된 영상에 관한 정보를 송신하는 카메라 모듈;을 포함하되, 상기 카메라 모듈은, 촬상부로부터 입력된 영상 정보를 저장하는 영상 저장부; 상기 촬상부 또는 상기 영상 저장부로부터 출력된 영상 정보의 신호 처리를 실시하는 제 1 영상 처리부; 상기 영상 저장부 또는 상기 제 1 영상 처리부로부터 출력된 영상 정보의 상기 클라이언트 모듈로의 송신 여부를 제어하는 제 1 제어부; 및 상기 클라이언트 모듈과의 통신을 위한 제 1 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제 1 영상 처리부는, 입력된 영상 정보 중 부분 또는 전체를 획득하는 제 1 영상 획득 유니트; 입력된 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는 제 1 광각 보정 유니트; 및 지정된 제 1 영역의 영상 정보에 대해 상기 제 1 영역의 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행하는 제 1 시점 보정 유니트;를 포함한다.
본 발명의 상기 제 1 제어부는, 상기 제 1 영상 획득 유니트 및 제 1 광각 보정 유니트에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 1 영상 처리부는, 상기 제 1 영상 획득 유니트에 의한 영상 정보의 획득 및 상기 제 1 광각 보정 유니트에 의한 보정을 완료한 후, 상기 제 1 시점 보정 유니트에 의한 보정을 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 클라이언트 모듈은, 상기 영상 저장부에 저장된 영상 정보를 이용하여, 상기 제 1 영상 처리부가 신호 처리를 실시할 수 있도록 제어하는 정보를 상기 카메라 모듈로 송신하고, 상기 지정된 제 1 영역을 제 2 영역으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제 1 제어부는, 상기 제 1 영상 처리부의 처리 능력을 초과하는 영상 정보가 상기 제 1 영상 처리부로 입력될 경우, 상기 제 1 영상 처리부로 입력된 영상 정보 중 상기 처리 능력에 해당하는 영상 정보는 상기 제 1 영상 처리부에서 처리하도록 제어하고, 상기 제 1 영상 처리부로 입력된 영상 정보 중 상기 처리 능력을 초과하는 영상 정보는, 상기 클라이언트 모듈에서 영상 처리하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은, 상기 카메라 모듈로부터 송신된 영상 정보를 수신하는 상기 클라이언트 모듈;을 더 포함하되, 상기 클라이언트 모듈은, 상기 카메라 모듈로부터 송신된 영상 정보의 신호 처리를 실시하는 제 2 영상 처리부; 및 상기 카메라 모듈로부터 수신할 영상 정보에 관한 제어 정보를 설정하는 제 2 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클라이언트 모듈은, 상기 카메라 모듈과의 통신을 위한 제 2 통신부; 및 상기 제 2 영상 처리부로부터 출력된 영상 정보 또는 상기 제 2 통신부로부터 출력된 영상 정보를 표시하기 위한 표시부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 영상 처리부는, 입력된 영상 정보 중 부분 또는 전체를 획득하는 제 2 영상 획득 유니트; 입력된 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는 제 2 광각 보정 유니트; 및 지정된 제 3 영역의 영상 정보에 대해 상기 제 3 영역의 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행하는 제 2 시점 보정 유니트;를 포함한다.
아울러, 상기 제 2 제어부는, 상기 제 2 영상 획득 유니트 및 제 2 광각 보정 유니트에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제 2 영상 처리부는, 상기 제 2 영상 획득 유니트에 의한 영상 정보의 획득 및 상기 제 2 광각 보정 유니트에 의한 보정을 완료한 후, 상기 제 2 시점 보정 유니트에 의한 보정을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 클라이언트 모듈은, 상기 영상 저장부에 저장된 영상 정보를 이용하여, 상기 제 1 영상 처리부 또는 상기 제 2 영상 처리부가 신호 처리를 실시할 수 있도록 제어하고, 상기 지정된 제 3 영역을 제 4 영역으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템에 따르면, 액추에이터와 같은 별도의 장치 없이 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 다수의 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역의 영상을 지정하고, 시점을 보정하는 것에 의해, 가상적 PTZ를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미리 저장된 영상 정보를 이용하여 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역을 변경한 영상에 대해서도, 가상적 PTZ를 독립적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제 1 영상 처리부의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 영상 정보 처리 과정의 설명도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제 2 영상 처리부의 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은, 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 평면 영상화하여, 클라이언트별로 각각의 영상 영역을 지정한 영상 영역에 해당하는 정보를 볼 수 있도록 한다. 즉, 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상 정보는 일반 카메라와는 달리 360도까지의 전방위 영상을 하나의 촬영에 의해 수행할 수 있고, 각 클라이언트들은 촬영된 영상 정보로부터 흥미 있는 영상 영역을 지정하는 것에 의해 편리하게 모니터링이 가능하다. 즉, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 기계적인 PTZ(Panning, Tilting, Zoomming) 없이도, 디지털 신호 처리에 기반하여 가상적인 PTZ이 가능하다.
참고로, 일반 카메라를 사용할 경우에는, 하나의 클라이언트가 하나의 영역을 지정하게 되면, 카메라는 그 영역만을 촬영하게 되어, 다른 영역을 모니터링 하기를 희망하는 다른 클라이언트는 희망하는 영역의 모니터링을 할 수 없다.
다음으로, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템의 구성도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은, 카메라 모듈(100)과 클라이언트 모듈(200)을 포함한다.
본 발명의 카메라 모듈(100)은 촬상부(110), 영상 저장부(120), 제 1 영상 처리부(130), 제 1 제어부(140) 및 제 1 통신부(150)를 포함한다.
하기에 본 발명의 카메라 모듈(100)의 각 구성 요소에 대해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
촬상부(110)는, CCD 센서 또는 CMOS 이미지 센서를 포함하며, 피사체의 영상 정보를 획득한다. 본 발명의 촬상부(110)는, 초광각 카메라 렌즈를 구비하여, 140도 이상, 바람직하게는 360도의 촬상부(110) 주변의 영상 정보를 획득 가능하다. 촬상부(110)에 의해 획득된 영상 정보는, 아날로그 신호이므로 디지털 신호로 변환할 필요가 있을 것이다.
다음으로, 영상 저장부(120)는, 촬상부(110)로부터 출력된 영상 정보를 저장하는 역할을 한다.
제 1 영상 처리부(130)는, 촬상부(110) 또는 영상 저장부(120)로부터 입력된 영상 정보의 신호 처리를 실시한다.
도 2는 본 발명의 제 1 영상 처리부(130)의 구성도이다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 1 영상 처리부(130)는, 제 1 영상 획득 유니트(131), 제 1 광각 보정 유니트(132), 및 제 1 시점 보정 유니트(133)를 포함한다.
먼저, 제 1 영상 획득 유니트(131)는, 제 1 영상 처리부(130)로 입력된 영상 정보 중 부분을 분리하여 획득하거나, 또는 전부를 획득하는 역할을 한다. 또한, 제 1 광각 보정 유니트(132)는 원형 또는 부채꼴 형상의 입력 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는, 이른바 광각 보정을 수행한다. 제 1 시점 보정 유니트(133)는, 지정된 제 1 영역의 영상 정보에 대해 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행한다. 제 1 영상 획득 유니트(131) 및 제 1 광각 보정 유니트(132)에 의한 영상 정보의 처리 순서는, 제 1 제어부(140)에 의해 제어 가능하다. 즉, 제 1 영상 획득 유니트(131) 및 제 1 광각 보정 유니트(132)에 의한 영상 정보의 처리 순서는 제 1 제어부(140)에 의해 변경 가능하다.
구체적으로, 제 1 제어부(140)에 의해, 제 1 영상 획득 유니트(131)에 의한 영상 정보의 획득 및 제 1 광각 보정 유니트(132)에 의한 보정을 완료한 후, 제 1 시점 보정 유니트(133)에 의한 보정을 실시하도록, 제 1 영상 처리부(130)의 각 구성 요소들의 동작은 제어된다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 정보 처리 과정의 설명도이다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는, 초광각 카메라 렌즈를 이용한 촬상부(110)에 의해 획득된 영상을, 제 1 광각 보정 유니트(132) 또는 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의해 광각 보정하고, 제 1 시점 보정 유니트(133) 또는 제 2 시점 보정 유니트(213)에 의해 시점 보정하게 된다. 다만, 도 3는, 제 1 영상 획득 유니트(131) 또는 제 2 영상 획득 유니트(211)에서 전체 영상 정보를 획득한 것을 가정한 예시도이다.
즉, 360도의 초광각 카메라 렌즈를 이용한 촬상부(110)에 의해 획득된 영상은 원형으로, 영상 정보가 왜곡되어 있다. 이러한 왜곡된 영상 정보를 광각 보정에 의해, 0도로부터 360도까지의 영상 정보를 파노라마 영상과 같이 평면 영상 정보로 변환하는 보정을 수행한다.
하나 이상의 클라이언트 모듈(200)은 사각형 영역으로 나타낸 바와 같이 각각 모니터링을 희망하는 영역을 지정할 수 있다. 다만, 이 경우, 하나 이상의 클라이언트 모듈(200)이 각각 모니터링을 희망하는 영역을 단순 분리하게 되면, 카메라 모듈(100)의 중심이 기준 시점으로 되어 버린다. 따라서, 하나 이상의 클라이언트 모듈(200)이 각각의 희망 영역의 중심을 기준 시점으로 영상으로 변환할 필요가 있는 것이다. 시점 변환의 방법으로는 원근 투영 매핑 함수를 이용한 원근 보정 방식 등 다양한 방법을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 클라언트별로 희망하는 영상 영역을 지정하고, 광각 보정에 의한 평면 영상화 후, 시점 보정을 실시할 수 있음은 물론이다
참고로, 본 발명의 제 1 광각 보정 유니트(132) 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 원형으로 왜곡된 영상을 평면 영상으로 보정하는 광각 보정 방법은, 측량적 방법(Metric Method), 비측량적 방법(Non-metric Method) 및 기하하적 모델 기법 등을 예를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 시점 보정 유니트(133) 및 제 2 시점 보정 유니트(213)에 의한 시점 보정 방법은, 회전 변환 방식 및 원근 보정 방식을 예로 들 수 있다. 원근 보정 방식은 원근감에 의해 영상이 한 점이나 한 위치를 기준으로 멀수록 줄어드는 부분을 보완 영상의 Y축을 기준으로 원근 보정을 진행하면 PTZ의 틸팅 효과를 줄 수 있다. 원근 보정 방식 중, 소실점(Vanishing Point) 방식은 소실점　영상의 원근감에 의해 멀어질수록 사물이 축소되며, 무한대의 거리를 가정하는 방식이다.
다음으로, 본 발명의 제 1 제어부(140)는, 영상 저장부(120), 제 1 영상 처리부(130), 제 1 제어부(140) 및 제 1 통신부(150)의 동작을 제어하는 역할을 한다.
제 1 제어부(140)는, 클라이언트 모듈(200)에 송신할 초기 화면 정보를 포함하는 것에, 클라이언트 모듈(200)에서 초기 모니터링 시에 표시부(240)에 의해 표시할 화면을 설정할 수 있다.
또한, 제 1 제어부(140)는, 제 1 영상 처리부(130)의 처리 능력을 초과하는 영상 정보가 제 1 영상 처리부(130)로 입력될 경우, 제 1 영상 처리부(130)로 입력된 영상 정보 중 처리 능력에 해당하는 영상 정보는 제 1 영상 처리부(130)에서 처리하도록 제어하고, 제 1 영상 처리부(130)로 입력된 영상 정보 중 처리 능력을 초과하는 영상 정보는 클라이언트 모듈(200)에서 처리하도록 제어한다.
구체적으로, 제 1 제어부(140)는, 제 1 영상 획득 유니트(131) 및 제 1 광각 보정 유니트(132)에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어한다. 또한, 제 1 제어부(140)는, 제 1 영상 획득 유니트(131)에 의한 영상 정보의 획득 및 제 1 광각 보정 유니트(132)에 의한 보정을 완료한 후, 제 1 시점 보정 유니트(133)에 의한 보정을 하도록 제어하는 것이 바람직하다.
즉, 촬상부(110)로부터의 영상 정보는, 제 1 제어부(140)의 제어에 의해, 제 1 영상 처리부(130)의 각 구성 요소에 의한 처리를 하거나 처리를 하지 않고 클라이언트 모듈(200)로 송신될 수도 있다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 클라이언트 모듈(200)은 제 2 영상 처리부(210), 제 2 제어부(220), 제 2 통신부(230) 및 표시부(240)를 포함한다. 본 발명의 클라이언트 모듈(200)은 일반 컴퓨터, 스마트폰(Smart Phone) 및 테이블릿 피씨(Tablet PC) 등을 포함하는 이동 단말기 등 다양한 단말기를 이용하여 구현될 수 있다.
하기에 본 발명의 클라이언트 모듈(200)의 각 구성 요소에 대해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 제 2 영상 처리부(210)는, 카메라 모듈(100)로부터 송신된 영상 정보의 신호 처리를 실시한다.
도 4는 본 발명의 제 2 영상 처리부(210)의 구성도이다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 2 영상 처리부(210)는, 제 2 영상 획득 유니트(211), 제 2 광각 보정 유니트(212) 및 제 2 시점 보정 유니트(213)를 포함한다.
제 2 영상 획득 유니트(211)는, 제 2 영상 처리부(210)로 입력된 영상 정보 중 부분 또는 전체를 획득하는 역할을 수행한다. 또한, 제 2 광각 보정 유니트(212)는 입력된 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는 역할을 수행한다. 제 2 시점 보정 유니트(213)는, 지정된 제 3 영역의 영상 정보에 대해 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행한다. 제 2 영상 획득 유니트(211) 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 영상 정보의 처리 순서는, 제 2 제어부(220)에 의해 제어 가능하다. 즉, 제 2 영상 획득 유니트(211) 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 영상 정보의 처리 순서는 제 2 제어부(220)에 의해 변경 가능하다.
구체적으로, 제 2 제어부(220)에 의해, 제 2 영상 획득 유니트(211)에 의한 영상 정보의 획득 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 보정을 완료한 후, 제 2 시점 보정 유니트(213)에 의한 보정을 실시하도록, 제 2 영상 처리부(210)의 각 구성 요소들의 동작은 제어된다.
본 발명의 제 2 제어부(220)는, 카메라 모듈(100)로부터 수신할 영상 정보에 관한 제어 정보를 설정하여, 제 2 통신부(230)를 통해 카메라 모듈(100)로 송신할 수 있다.
또한, 제 2 제어부(220)는, 제 2 영상 처리부(210)의 처리 능력을 초과하는 영상 정보가 제 2 영상 처리부(210)로 입력될 경우, 제 2 영상 처리부(210)로 입력된 영상 정보 중 처리 능력에 해당하는 영상 정보는 제 2 영상 처리부(210)에서 처리하도록 제어하고, 제 2 영상 처리부(210)로 입력된 영상 정보 중 처리 능력을 초과하는 영상 정보는 카메라 모듈(100)에서 처리할 수 있도록, 관련 정보를 카메라 모듈(100)로 송신하도록 제어한다.
구체적으로, 제 2 제어부(220)는, 제 2 영상 획득 유니트(211) 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어한다. 또한, 제 2 제어부(220)는, 제 2 영상 획득 유니트(211)에 의한 영상 정보의 획득 및 제 2 광각 보정 유니트(212)에 의한 보정을 완료한 후, 제 2 시점 보정 유니트(213)에 의한 보정을 하도록 제어하는 것이 바람직하다.
아울러, 제 2 제어부(220)는, 영상 저장부(120)에 저장된 영상 정보를 이용하여, 제 1 영상 처리부(130)가 신호 처리를 실시할 수 있도록 제어하는 정보를 카메라 모듈(100)로 송신하도록 제 2 통신부(230)를 제어할 수 있으며, 지정된 제 1 영역을 제 2 영역으로 변경할 수 있다.
또한, 제 2 제어부(220)는, 영상 저장부(120)에 저장된 영상 정보를 이용하여, 제 2 영상 처리부(210)가 신호 처리할 수 있도록 제어하고, 지정된 제 3 영역을 제 4 영역으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.
기계적인 PTZ를 실시하는 경우에는, 카메라는 일정 시간 동안 한 방향의 영상만을 촬영하고, 이러한 한 방향의 영상만이 저장되고, 시간이 지난 후, 클라이언트는 다른 방향의 영상에 대해 PTZ를 수행할 수 없다. 반면, 본 발명에 따르면, 상술한 바와 같이 영상 저장부(120)에 미리 저장된 영상 정보를 이용하여 클라이언트가 희망하는 영역을 변경한 영상에 대해서도, 디지털 PTZ를 독립적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 제 2 통신부(230)는, 카메라 모듈(100)의 제 1 통신부(150)와의 통신을 수행한다.
제 1 통신부(150) 및 제 2 통신부(230)와의 통신은, 일반 네트워크, 인터넷, 와이파이, 와이브로, 3G, LTE 등 다양한 유선 및 통신 방법에 의해 수행될 수 있음은 물론이다.
마지막으로, 표시부(240)는, 제 2 영상 처리부(210)로부터 출력된 영상 정보 또는 제 2 통신부(230)로부터 출력된 영상 정보를 표시하는 역할을 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예의 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템에 따르면, 액추에이터와 같은 별도의 장치 없이 초광각 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 다수의 클라이언트(사용자)가 희망하는 영역의 영상으로 제한하고, 시점을 보정하는 것에 의해, 가상적 PTZ를 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템은 감시 및/또는 보안 카메라, CCTV 시스템 등 다양한 종류의 카메라 시스템에 응용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상을 촬영하고, 클라이언트 모듈로 촬영된 영상에 관한 정보를 송신하는 카메라 모듈;을 포함하되,
    상기 카메라 모듈은,
    촬상부로부터 입력된 영상 정보를 저장하는 영상 저장부; 및
    상기 촬상부 또는 상기 영상 저장부로부터 출력된 영상 정보의 신호 처리를 실시하는 제 1 영상 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 처리부는,
    입력된 영상 정보 중 부분 또는 전체를 획득하는 제 1 영상 획득 유니트; 및
    입력된 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는 제 1 광각 보정 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 처리부는,
    지정된 제 1 영역의 영상 정보에 대해 상기 제 1 영역의 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행하는 제 1 시점 보정 유니트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카메라 시스템은,
    상기 영상 저장부 또는 상기 제 1 영상 처리부로부터 출력된 영상 정보의 상기 클라이언트 모듈로의 송신 여부를 제어하는 제 1 제어부; 및
    상기 클라이언트 모듈과의 통신을 위한 제 1 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 제어부는,
    상기 제 1 영상 획득 유니트 및 제 1 광각 보정 유니트에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 처리부는,
    상기 제 1 영상 획득 유니트에 의한 영상 정보의 획득 및 상기 제 1 광각 보정 유니트에 의한 보정을 완료한 후, 상기 제 1 시점 보정 유니트에 의한 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 클라이언트 모듈은,
    상기 영상 저장부에 저장된 영상 정보를 이용하여, 상기 제 1 영상 처리부가 신호 처리를 실시할 수 있도록 제어하는 정보를 상기 카메라 모듈로 송신하고,
    상기 지정된 제 1 영역을 제 2 영역으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 제어부는,
    상기 제 1 영상 처리부의 처리 능력을 초과하는 영상 정보가 상기 제 1 영상 처리부로 입력될 경우,
    상기 제 1 영상 처리부로 입력된 영상 정보 중 상기 처리 능력에 해당하는 영상 정보는 상기 제 1 영상 처리부에서 처리하도록 제어하고,
    상기 제 1 영상 처리부로 입력된 영상 정보 중 상기 처리 능력을 초과하는 영상 정보는, 상기 클라이언트 모듈에서 영상 처리하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 시스템은,
    상기 카메라 모듈로부터 송신된 영상 정보를 수신하는 상기 클라이언트 모듈;을 더 포함하되,
    상기 클라이언트 모듈은,
    상기 카메라 모듈로부터 송신된 영상 정보의 신호 처리를 실시하는 제 2 영상 처리부; 및
    상기 카메라 모듈로부터 수신할 영상 정보에 관한 제어 정보를 설정하는 제 2 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 클라이언트 모듈은,
    상기 카메라 모듈과의 통신을 위한 제 2 통신부; 및
    상기 제 2 영상 처리부로부터 출력된 영상 정보 또는 상기 제 2 통신부로부터 출력된 영상 정보를 표시하기 위한 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 영상 처리부는,
    입력된 영상 정보 중 부분 또는 전체를 획득하는 제 2 영상 획득 유니트; 및
    입력된 영상 정보를 평면 영상 정보로 보정하는 제 2 광각 보정 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 영상 처리부는,
    지정된 제 3 영역의 영상 정보에 대해 상기 제 3 영역의 기준 시점을 반영하여 시점 보정을 수행하는 제 2 시점 보정 유니트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 제어부는,
    상기 제 2 영상 획득 유니트 및 제 2 광각 보정 유니트에 의한 영상 정보의 처리 순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 영상 처리부는,
    상기 제 2 영상 획득 유니트에 의한 영상 정보의 획득 및 상기 제 2 광각 보정 유니트에 의한 보정을 완료한 후, 상기 제 2 시점 보정 유니트에 의한 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 클라이언트 모듈은,
    상기 영상 저장부에 저장된 영상 정보를 이용하여, 상기 제 1 영상 처리부 또는 상기 제 2 영상 처리부가 신호 처리를 실시할 수 있도록 제어하고,
    상기 지정된 제 3 영역을 제 4 영역으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 초광각 카메라를 이용한 카메라 시스템.
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