WO2015056828A1 - 투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템 - Google Patents

투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템 Download PDF

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WO2015056828A1
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digital
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전태병
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한국해양과학기술원
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    • G06T2207/30181—Earth observation
    • G06T2207/30192—Weather; Meteorology

Definitions

  • the present invention relates to an image enhancement system for ships using a transparent display. More specifically, a transparent display is installed on a glass window of a ship steering room, and the camera image information equipped with a high magnification lens is subjected to image processing of fog, sea fog, and snowfall through image processing. After removing the noise according to the state, the present invention relates to a ship image improvement system that can help safe vessel operation by outputting a clear image through a transparent display.
  • ECDIS Electronic Chart Display and Information System
  • IMO International Maritime Organization
  • IHO International Hydrographic Organization
  • the electronic chart is displayed on the monitor, and the position, route setting, obstacle warning, radar interlocking, automatic navigation, track management, remote electronic chart update, etc. by the Global Positioning System (GPS) / Global Navigation Satellite System (GNSS)
  • GPS Global Positioning System
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the blue information is accurately measured through the radar, and this information is displayed through the ECDIS.
  • the technology that can be shared with each other improve the stability of the ship operation using the blue wave information and ECDIS information.
  • small floats that are not caught by radar are usually fishing gears from fishing boats, but such minor floats can cause serious damage to ships that cost billions or billions.
  • the radar performance is deteriorated, so the role of the dog is more important.
  • the visual acuity that is important for the operation of a ship depends on the naked eye, but an optical telescope can be used to check a remote object.
  • optical telescopes also have many limitations depending on the weather conditions. Even though they are equipment for viewing the distance, there are no countermeasures against poor visibility due to weather conditions such as fog, heavy rain and heavy snow.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, by installing a transparent display on the glass window of the ship steering room, by eliminating the haze through image processing image information obtained from a camera equipped with a high magnification lens, the transparent display
  • the purpose of the present invention is to provide an image enhancement system for ships using a transparent display that can improve visibility and help safe ship operation.
  • the image enhancement system for ships using the transparent display of the present invention the image information acquisition unit for obtaining a real time image information of a certain range of the moving direction of the vessel, and obtained by the image information acquisition unit
  • the transparent display is installed on the glass window of the ship steering room, and image processing obtained by removing meteorological noise such as bad weather from image information obtained from a camera module equipped with a high magnification lens is a transparent display.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an image enhancement system for ships using a transparent display according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary view illustrating a transparent display in which image information filtered by meteorological noise is output through an image enhancement system for ships according to the present invention.
  • the image enhancement system for a ship using a transparent display the image information acquisition unit for obtaining a real time image information of a certain range of the moving direction of the vessel, and the analog image obtained by the image information acquisition unit
  • An image information converter for converting information into digital image information, an image information correction unit for correcting overlapping resolution regions of the digital image information, and an image for filtering weather noise from the digital image information corrected by the correction unit Synchronization based on an information filtering unit, a plurality of display units respectively mounted on the steering room glass windows of the vessel and displaying the image information filtered by the image information filtering unit and the display units disposed on each glass window of the steering room.
  • Image control for dividing and outputting the digital image information Characterized by a control unit.
  • the image enhancement system for ships the image information acquisition unit to shoot a plurality of camera modules mounted on the ship and the camera module so as to take a picture of a range of the sea with respect to the moving direction of the ship.
  • an image signal output module for outputting an analog image signal including a luminance signal representing a brightness of the displayed image and a color difference signal representing a color.
  • the display unit is characterized in that it comprises a transparent display panel.
  • the weather noise filtered by the image information filtering unit is characterized in that it comprises fog, sea fog, heavy rain, heavy snow, yellow dust, mist.
  • the ship image improvement system includes a weather measurement sensor unit for measuring the concentration value of the weather noise, the image information control unit, if the concentration value measured by the weather measurement sensor unit is more than the set range, the display unit Characterized in that it controls to output digital image information through.
  • the image enhancement system for ships according to the present invention is characterized in that the image information correction unit corrects the image information for one region by removing overlapping resolution regions among the image information converted by the image information converter. do.
  • the video converter unit is characterized in that converting the CVBS (Composite Video Banking Sync) analog signal to Digital Signal Interface (ITU) -R 656 digital signal.
  • CVBS Composite Video Banking Sync
  • ITU Digital Signal Interface
  • the ship image enhancement system further comprises a media interface converting unit, the media interface converting unit outputs the digital image information output through the image information filtering unit HDMI (High-Definition Multimedia Interface) or DVI (Digital Visual) Interface) format.
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • DVI Digital Visual Interface
  • the ship image enhancement system characterized in that it comprises a video information storage unit for storing the digital video information output through the display in real time.
  • the image enhancement system for ships characterized in that the image information control unit to enlarge or reduce the digital image information displayed on any one of the display unit selected from the plurality of display units to display.
  • Embodiments according to the concept of the present invention may be variously modified and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an image enhancement system for ships using a transparent display according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exemplary view showing a transparent display in which the image information filtered by the weather noise is output illustratively to be.
  • the ship video enhancement system 1 includes an image information acquisition unit 100, an image information converter unit 200, an image information correction unit 300, an image information filtering unit 400, and image information.
  • the controller 500, the display unit 600, the media interface converter 700, the weather noise measurement unit 800, and the image information storage unit 900 may be included.
  • the image information acquisition unit 100 obtains a real-time image information of a certain range of the moving direction of the ship, and is mounted on a vessel (not shown) to obtain an image of a certain range of resolution of the moving direction of the ship
  • a video signal for outputting an analog video signal including a camera module 110 for photographing, for example, a high magnification camera, and a luminance signal indicating brightness of an image captured by the camera module 110 and a color difference signal indicating color. It may include an output module 120.
  • a plurality of camera modules 110 may be mounted on a ship so as to implement an all-around view.
  • the image information converter 200 may convert the image signal acquired by the image information acquisition unit 100, that is, the analog image signal output through the image signal output module 120 into image information of a digital image signal.
  • the image information converter 200 may convert a CVBS (Composite Video Banking Sync) analog signal into a digital signal interfacial (ITU) -R 656 digital signal.
  • CVBS Composite Video Banking Sync
  • the image information corrector 300 corrects overlapping resolution regions among the converted digital image information.
  • the image information correction unit 300 obtains a predetermined range of resolution image information through a plurality of camera modules 120 mounted on a ship, Duplicate images may be taken.
  • the image information correcting unit 300 may correct the image information into one region in which the resolution regions overlapping each other with respect to the digital image information converted by the image information converter 200 are removed.
  • the image information filtering unit 400 receives the digital image information corrected through the image information correcting unit 300 and receives weather noise, for example, fog, sea fog, heavy rain, heavy snow, yellow dust, haze, smoke, or smoke according to weather conditions. By filtering the weather noise, the noise generated in the image can be removed to correct the image quality.
  • weather noise for example, fog, sea fog, heavy rain, heavy snow, yellow dust, haze, smoke, or smoke according to weather conditions.
  • the image information filtering unit 400 performs contrast correction, color correction, and gamma correction on image information including weather noise to filter weather noise included in the image information. can do.
  • the image information filtering unit 400 filters the weather noise existing in the image through various algorithms.
  • the transmission rate is calculated by calculating Dark Chnnel Prior (DCP) using a hierarchical structure. After the estimation, the refined transmission amount is obtained through the process of fitting the estimated transmission amount to the shape of the image, thereby obtaining a clean image filtered from weather noise.
  • DCP Dark Chnnel Prior
  • the image information control unit 500 outputs the digital image information output from the image information filtering unit 400 to the plurality of display units 600 mounted on the steering room window 10 of the ship through the media interface converter 700. Can be controlled.
  • the display unit 600 is a transparent display panel 11, and as many transparent display panels 11a to 11g as the number of glass windows 10a to 10g disposed in the steering chamber may be mounted.
  • the video information is filtered by the video information filtering unit 400. That is, as shown in Fig. 2B, it is possible to display video information of clear image quality.
  • the image information controller 500 divides the synchronized digital image information based on the position of the display unit 600 disposed on each glass window, that is, the transparent display panels 11a to 11g, respectively, and the media interface converter 700. ) Can be controlled to output.
  • the image information controller 500 controls the digital image information displayed on one of the plurality of transparent display panels 11a to 11g to be enlarged or reduced and displayed. can do.
  • the media interface converter 700 may convert digital image information output through the image information filter 400 into a high-definition multimedia interface (HDMI) or a digital visual interface (DVI) format.
  • HDMI high-definition multimedia interface
  • DVI digital visual interface
  • the meteorological noise measurement unit 800 of the ship image enhancement system 1 according to the present invention may measure the density value of the meteorological noise included in the digital image information output through the image information correction unit 300.
  • the image information control unit 500 controls to output digital image information from which the weather noise is filtered through the display unit 600 when the density value of the weather noise measured by the weather noise measurement unit 800 is greater than or equal to a set range.
  • the concentration value is less than the set range, it is determined that the visibility does not fall, that is, it is determined that the object can be confirmed with the naked eye, and may selectively control the display unit 600 not to be driven.
  • the image information storage unit 900 included in the ship image enhancement system 1 may store image information output through the display unit 600 or image information filtered through the image information filtering unit 400. . Therefore, when a safety accident occurs, the data stored in the image information storage unit 800 may be used to identify a clear cause of the accident.
  • the present invention improves the visibility by installing a transparent display on the glass window of the ship steering room, and outputting the image processing to remove the weather noise, such as bad weather from the image information obtained from the camera module equipped with a high magnification lens on the transparent display, thereby making it safe
  • it can be used in augmented reality systems along with external terrain DB, sea chart DB, AIS, ECDIS, radar, and the like. Clear cause can be identified.

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Abstract

본 발명은 선박 조타실 유리창에 투명 디스플레이를 설치하고, 고배율 렌즈가 장착된 카메라 영상 정보를 이미지 처리를 통해 안개, 해무, 폭설 등 기상 상태에 따른 노이즈를 제거한 후, 투명 디스플레이를 통해 선명한 영상을 출력함으로써 안전한 선박 운항을 도와줄 수 있는 선박용 영상 개선 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상의 영상정보를 실시간 획득하는 영상정보 획득부와, 상기 영상정보 획득부에서 획득된 아날로그 영상정보를 디지털 영상정보로 변환하는 영상정보 컨버터부와, 상기 디지털 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 보정하는 영상정보 보정부와, 상기 보정부를 통해 보정된 디지털 영상정보에서 기상 잡음을 필터링하는 영상정보 필터링부와, 상기 선박의 조타실 유리창에 각각 장착되어, 상기 영상정보 필터링부에 의해 필터링된 영상정보를 표시하는 다수의 디스플레이부 및 상기 조타실의 각 유리창에 배치되는 상기 디스플레이부의 위치에 근거하여 동기화된 디지털 영상정보를 각각 분할하여 출력하도록 제어하는 영상정보 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템
본 발명은 투명디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선박 조타실 유리창에 투명 디스플레이를 설치하고, 고배율 렌즈가 장착된 카메라 영상 정보를 이미지 처리를 통해 안개, 해무, 폭설 등 기상 상태에 따른 노이즈를 제거한 후, 투명 디스플레이를 통해 선명한 영상을 출력함으로써 안전한 선박 운항을 도와줄 수 있는 선박용 영상 개선 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선박들은 종이해도를 대체한 최첨단 운항 기법으로 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)와 국제수로기구(IHO, International Hydrographic Organization) 등의 선박안전운항시스템의 ECDIS(Electronic Chart Display and Information System)를 이용한 전자항법을 이용하여 항해를 하고 있다.
또한, 전자해도를 모니터상에 도시하며 GPS(Global Positioning System)/GNSS(Global Navigation Satellite System)에 의한 선박의 위치, 항로설정, 장애물 경고, 레이더 연동, 자동항해, 항적 관리, 원격 전자해도 갱신 등의 기능을 제공함으로써, 안전한 항해를 위한 기술들이 꾸준히 개발되고 있다.
선박의 안전한 운항과 관련하여, 공개특허 제10-2008-0093571호의 파랑정보를 구비하는 ECDIS에 의한 선박 안전운항방법에서와 같이, 레이더를 통해 파랑정보를 정확하게 계측하고, 이러한 정보를 ECDIS를 통해 표시함과 동시에 서로 공유하며, 파랑정보와 ECDIS 정보를 이용하여 선박 운항의 안정성을 향상시킬 수 있는 기술이 개시되고 있다.
그러나, 선박 운항의 안정성을 향상시키기 위해 종래기술과 같은 전자해도 표시시스템(ECDIS)만으로는 한계가 있다.
또한, 원거리에서 눈으로 보이지 않는 물체도 정확히 확인할 수 있는 최첨단 레이다를 보유한 선박에서도 육안으로 접촉물을 확인하는 절차인 "견시"는 여전히 중요하게 고려되고 있다.
특히, 레이더에 잡히지 않는 작은 부유물은 보통 어선에서 흘러나온 어구 등이지만, 이러한 사소한 부유물에 의해 수십억 또는 수백억원을 호가하는 선박에는 매우 치명적인 손상을 입힐 수 있다.
아무리 작은 어구 또는 어망이라도 선박의 스크류나 축에 걸린다면 선박은 기동에 상당한 제약을 받기 때문에 선박안전을 위해 "견시"는 반드시 필수적이다.
또한, 인명안전을 위한 해상의 "견시"는 아무리 강조해도 지나치지 않는다.
한편, 기상상태가 좋지 않을 때에는 레이더 성능이 떨어지기 때문에 견시의 역할이 더욱 중요해진다. 즉, 선박의 운항에 중요한 견시는 육안에 의존하지만 원거리의 물체 확인 시에는 광학망원경을 사용할 수 있다.
그러나 광학망원경 역시 기후 조건에 따라 많은 제약을 가지고 있는데, 원거리를 보기 위한 장비임에도 불구하고, 안개나 폭우·폭설 등 기상상태로 인한 시정 악화에 대한 대응 방안이 현재까지도 없다.
기상상태가 좋지 않을 경우, 일반적으로 광학망원경을 이용한 원거리의 견시는 불가능하므로 이를 대신하여 IR 카메라 등 특별한 장치를 이용하여 감시 및 견시를 시행하는 것으로 기후 조건을 극복할 수 있는데, 이러한 장비는 고가일 뿐 아니라 사용상 제약이 많다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선박 조타실의 유리창에 투명 디스플레이를 설치하고, 고배율 렌즈가 장착된 카메라로부터 획득된 영상 정보를 이미지 처리를 통해 해무를 제거하여, 투명 디스플레이에 출력함으로써 시인성을 향상시켜 안전한 선박 운항을 도와줄 수 있는 투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템은, 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상의 영상정보를 실시간 획득하는 영상정보 획득부와, 상기 영상정보 획득부에서 획득된 아날로그 영상정보를 디지털 영상정보로 변환하는 영상정보 컨버터부와, 상기 디지털 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 보정하는 영상정보 보정부와, 상기 보정부를 통해 보정된 디지털 영상정보에서 기상 잡음을 필터링하는 영상정보 필터링부와, 상기 선박의 조타실 유리창에 각각 장착되어, 상기 영상정보 필터링부에 의해 필터링된 영상정보를 표시하는 다수의 디스플레이부 및 상기 조타실의 각 유리창에 배치되는 상기 디스플레이부의 위치에 근거하여 동기화된 디지털 영상정보를 각각 분할하여 출력하도록 제어하는 영상정보 제어부를 포함한다.
본 발명의 투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템에 따르면, 선박 조타실의 유리창에 투명 디스플레이를 설치하고, 고배율 렌즈가 장착된 카메라 모듈로부터 획득된 영상 정보에서 악천후 등의 기상 잡음을 제거한 이미지 처리를 투명 디스플레이에 출력함으로써 시인성을 향상시키고, 그로 인하여 안전한 선박 운항을 도와줄 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 투명디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 본 발명의 선박용 영상 개선 시스템을 통해 기상 잡음이 필터링 된 영상 정보가 출력되는 투명 디스플레이를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템은, 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상의 영상정보를 실시간 획득하는 영상정보 획득부와, 상기 영상정보 획득부에서 획득된 아날로그 영상정보를 디지털 영상정보로 변환하는 영상정보 컨버터부와, 상기 디지털 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 보정하는 영상정보 보정부와, 상기 보정부를 통해 보정된 디지털 영상정보에서 기상 잡음을 필터링하는 영상정보 필터링부와, 상기 선박의 조타실 유리창에 각각 장착되어, 상기 영상정보 필터링부에 의해 필터링된 영상정보를 표시하는 다수의 디스플레이부 및 상기 조타실의 각 유리창에 배치되는 상기 디스플레이부의 위치에 근거하여 동기화된 디지털 영상정보를 각각 분할하여 출력하도록 제어하는 영상정보 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 영상정보 획득부가 상기 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상에 대한 영상을 촬영하도록, 상기 선박에 장착되는 다수의 카메라 모듈 및 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상의 밝기를 나타내는 휘도신호와 색을 나타내는 색차신호를 포함하는 아날로그 영상신호를 출력하는 영상신호 출력모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 디스플레이부가 투명 디스플레이 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 영상정보 필터링부에서 필터링하는 기상 잡음에는 안개, 해무, 폭우, 폭설, 황사, 연무를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 기상 잡음의 농도값을 측정하는 기상 측정 센서부를 포함하고, 상기 영상정보 제어부는 기상 측정 센서부에서 측정되는 농도값이 설정된 범위 이상인 경우, 상기 디스플레이부를 통해 디지털 영상정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 영상정보 보정부가 상기 영상정보 컨버터부를 통해 변환된 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 제거하여 하나의 영역에 대한 영상정보로 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 영상 컨버터부가 CVBS(Composite Video Banking Sync) 아날로그 신호를 ITU(Disital Signal InterFace)-R 656 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 미디어 인터페이스 변환부를 더 포함하고, 상기 미디어 인터페이스 변환부는 상기 영상정보 필터링부를 통해 출력되는 디지털 영상정보를 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 또는 DVI(Digital Visual Interface) 형식으로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 디스플레이부를 통해 출력되는 디지털 영상정보를 실시간 저장하는 영상정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템은, 상기 영상정보 제어부가 다수의 상기 디스플레이부 중 선택되는 어느 하나의 디스플레이부에서 디스플레이되는 디지털 영상정보에 대해 확대 또는 축소하여 디스플레이시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명디스플레이를 이용한 선박용 영상 개선 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 2는 기상 잡음이 필터링 된 영상 정보가 출력되는 투명 디스플레이를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 선박용 영상 개선 시스템(1)은, 영상정보 획득부(100), 영상정보 컨버터부(200), 영상정보 보정부(300), 영상정보 필터링부(400), 영상정보 제어부(500), 디스플레이부(600), 미디어 인터페이스 변환부(700), 기상잡음 측정부(800) 및 영상정보 저장부(900)를 포함할 수 있다.
영상정보 획득부(100)는 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상의 영상정보를 실시간 획득하는 것으로, 선박(도시하지 않음)에 장착되어 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상에 대한 영상을 촬영하는, 예를 들어 고배율 카메라 등의 카메라 모듈(110)과, 이 카메라 모듈(110)에서 촬영된 영상의 밝기를 나타내는 휘도신호와 색을 나타내는 색차신호를 포함하는 아날로그 영상신호를 출력하는 영상신호 출력모듈(120)을 포함할 수 있다.
특히, 카메라 모듈(110)은 올-어라운드 뷰(all-around view)를 구현할 수 있도록 다수개가 선박에 장착될 수 있다.
영상정보 컨버터부(200)에서는 영상정보 획득부(100)에서 획득된 영상 신호, 즉 영상신호 출력모듈(120)을 통해 출력되는 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호의 영상정보로 변환할 수 있다. 이때, 영상정보 컨버터부(200)는 CVBS(Composite Video Banking Sync) 아날로그 신호를 ITU(Disital Signal InterFace)-R 656 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.
영상정보 보정부(300)는, 변환된 디지털 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 보정하는 것으로, 선박에 장착되는 다수의 카메라 모듈(120)을 통해 일정 범위의 해상의 영상정보을 획득하는 경우, 중복되는 영상이 촬영될 수 있다.
따라서, 영상정보 보정부(300)에서는 영상정보 컨버터부(200)를 통해 변환된 디지털 영상정보에 대해 서로 중복되는 해상의 영역이 제거된 하나의 영역으로 영상정보를 보정할 수 있다.
영상정보 필터링부(400)는 영상정보 보정부(300)를 통해 보정된 디지털 영상정보를 제공받아 기상 잡음, 예를 들어 기상 상태에 따른 안개, 해무, 폭우, 폭설, 황사, 연무 또는 연기 등의 기상 잡음을 필터링하여 영상에 생기는 노이즈를 제거함으로써 선명한 화질로 보정할 수 있다.
예를 들어, 영상정보 필터링부(400)에서는 기상 잡음이 포함된 영상정보에 대해 콘트라스트 보정(contrast correction), 색상 보정 및 감마 보정(gamma correction) 등을 수행하여 영상정보에 포함되는 기상 잡음을 필터링할 수 있다.
또한, 영상정보 필터링부(400)에서는, 다양한 알고리즘을 통해 영상 내 존재하는 기상 잡음을 필터링하는 것으로, 예를 들어, 계층적 구조를 이용한 Dark Chnnel Prior(DCP)를 계산하여 전달량(transmission rate)을 추정한 후, 추정된 전달량을 영상의 모양에 맞추는 과정을 통해 정련된 전달량을 구함으로써, 기상 잡음을 필터링한 깨끗한 영상을 취득할 수 있다.
영상정보 제어부(500)는 영상정보 필터링부(400)에서 출력되는 디지털 영상정보를 미디어 인터페이스 변환부(700)를 통해 선박의 조타실 유리창(10)에 장착되는 다수의 디스플레이부(600)에 출력하도록 제어할 수 있다.
이 디스플레이부(600)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 투명 디스플레이 패널(11)로, 조타실에 배치되는 유리창(10a 내지 10g)의 수만큼 투명 디스플레이 패널(11a 내지 11g)이 장착될 수 있다. 이 투명 디스플레이 패널(11a 내지 11g)을 통해, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기상 잡음에 의해 시정이 악화된 상태에서, 영상정보 필터링부(400)에 의해 기상 잡음이 필터링된 영상정보, 즉 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 선명한 화질의 영상정보를 표시할 수 있다.
이때, 영상정보 제어부(500)에서는 각 유리창에 배치되는 디스플레이부(600), 즉 투명 디스플레이 패널(11a 내지 11g)의 위치에 근거하여 동기화된 디지털 영상정보를 각각 분할하여, 미디어 인터페이스 변환부(700)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 영상정보 제어부(500)는, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 다수의 투명 디스플레이 패널(11a 내지 11g) 중 선택되는 어느 하나의 투명 디스플레이 패널을 통해 디스플레이되는 디지털 영상정보를 확대 또는 축소하여 디스플레이되도록 제어할 수 있다.
미디어 인터페이스 변환부(700)는 영상정보 필터링부(400)를 통해 출력되는 디지털 영상정보를 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 또는 DVI(Digital Visual Interface) 형식으로 변환할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 영상 개선 시스템(1)의 기상 잡음 측정부(800)에서는 영상정보 보정부(300)를 통해 출력되는 디지털 영상정보에 포함된 기상 잡음의 농도값을 측정할 수 있다.
이 경우, 영상정보 제어부(500)는 기상 잡음 측정부(800)에서 측정되는 기상 잡음의 농도값이 설정된 범위 이상인 경우, 디스플레이부(600)를 통해 기상 잡음이 필터링되는 디지털 영상정보를 출력하도록 제어하고, 만약 농도값이 설정된 범위 미만이면, 시인성이 떨어지지 않는 것으로 판단하여, 즉 육안으로 물체의 확인 가능하다고 판단하여 선택적으로 디스플레이부(600)가 구동되지 않도록 제어할 수도 있다.
또한, 선박용 영상 개선 시스템(1)에 구비되는 영상정보 저장부(900)에서는 디스플레이부(600)를 통해 실시간 출력되는 영상정보 또는 영상정보 필터링부(400)를 통해 필터링되는 영상정보를 저장할 수 있다. 따라서, 안전사고 발생 시 영상정보 저장부(800)에 저장되는 데이터의 분석으로 사고의 명확한 원인 규명에 이용될 수도 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 선박 조타실의 유리창에 투명 디스플레이를 설치하고, 고배율 렌즈가 장착된 카메라 모듈로부터 획득된 영상 정보에서 악천후 등의 기상 잡음을 제거한 이미지 처리를 투명 디스플레이에 출력함으로써 시인성을 향상시키고, 그로 인하여 안전한 선박 운항을 도와줄 수 있을 뿐만 아니라, 외부 지형 DB, 해도 DB, AIS, ECDIS, 레이더 등과 함께 증강현실시스템에 활용될 수 있고, 안전사고 발생 시 영상정보 저장부에 저장되는 데이터의 분석으로 사고의 명확한 원인 규명을 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상의 영상정보를 실시간 획득하는 영상정보 획득부;
    상기 영상정보 획득부에서 획득된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호의 영상정보로 변환하는 영상정보 컨버터부;
    변환된 디지털 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 보정하는 영상정보 보정부;
    상기 영상정보 보정부를 통해 보정된 디지털 영상정보에서 기상 잡음을 필터링하는 영상정보 필터링부;
    상기 선박의 조타실 유리창에 각각 장착되어, 상기 영상정보 필터링부에 의해 필터링된 영상정보를 표시하는 다수의 디스플레이부; 및
    상기 조타실의 각 유리창에 배치되는 상기 디스플레이부의 위치에 근거하여 동기화된 디지털 영상정보를 각각 분할하여 출력하도록 제어하는 영상정보 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상정보 획득부는,
    상기 선박의 이동방향에 대한 일정 범위의 해상에 대한 영상을 촬영하도록, 상기 선박에 장착되는 다수의 카메라 모듈; 및
    상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상의 밝기를 나타내는 휘도신호와 색을 나타내는 색차신호를 포함하는 아날로그 영상신호를 출력하는 영상신호 출력모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는, 투명 디스플레이 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상정보 필터링부에서 필터링하는 기상 잡음은 안개, 해무, 폭우, 폭설, 황사, 연무를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 영상정보에 포함된 기상 잡음의 농도값을 측정하는 기상 잡음 측정부를 포함하고,
    상기 영상정보 제어부는 기상 잡음 측정부에서 측정되는 농도값이 설정된 범위 이상인 경우, 상기 디스플레이부를 통해 디지털 영상정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상정보 보정부는, 상기 영상정보 컨버터부를 통해 변환된 영상정보 중 서로 중복되는 해상의 영역을 제거하여 하나의 영역에 대한 영상정보로 보정하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 컨버터부는,
    CVBS(Composite Video Banking Sync) 아날로그 신호를 ITU(Disital Signal InterFace)-R 656 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박용 영상 개선 시스템은, 미디어 인터페이스 변환부를 더 포함하고,
    상기 미디어 인터페이스 변환부는 상기 영상정보 필터링부를 통해 출력되는 디지털 영상정보를 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 또는 DVI(Digital Visual Interface) 형식으로 변환하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박용 영상 개선 시스템은 상기 디스플레이부를 통해 출력되는 디지털 영상정보를 실시간 저장하는 영상정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상정보 제어부는, 다수의 상기 디스플레이부 중 선택되는 어느 하나의 디스플레이부에서 디스플레이되는 디지털 영상정보에 대해 확대 또는 축소하여 디스플레이시키는 것을 특징으로 하는 선박용 영상 개선 시스템.
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