KR100316817B1 - 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리 장치 - Google Patents

고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리를 하는 장치에 관한 것으로, 카메라를 이용한 원격감시시스템에 있어서, 상기 카메라에서 입력되는 영상화면의 화면축소수단과, 지정화면 확대수단을 구비한 전처리기를 포함하고, 상기 전처리기를 이용하여 카메라 렌즈를 고정시킨 상태에서 화면 축소 및 지정화면 확대를 통하여 카메라의 팬/틸트 효과를 나타낼 수 있다.

Description

고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리 장치{ Pan and tilt processor in fixed camera}
본 발명은 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리를 소프트웨어로 처리하는 회로를 포함하는 장치에 관한 것이다.
저전송율 영상통신은 기존의 PSTN 및 무선 통신망을 이용하여 동영상 데이터를 압축 전송하는 방식으로, 압축하려고 하는 원래의 고해상도 영상은 저비트율 영상통신에서 주로 사용되는 저해상도 영상으로 먼저 변화하여 압축 전송하며, 저 전송율 영상통신의 응용분야로는 일대일 통화, 화상회의 외에 원격 조정 감시 시스템이 있을 수 있는데, 산업용 화상 원격 조정 감시 시스템으로서 회선 환경에 제한이없으며 실제의 감시 시스템에 있어 아날로그 회선의 33.6Kbps전송속도 정도로서도 충분하여 원격지의 모든 설비를 눈으로 확인하여 원격제어를 할 수 있다. 원거리에 분포되어 있는 공장, 공공기관, 은행의 무인점포, 체인점, 공항, 항만, 군사시설, 해안선 및 철책경비, 도로교통 상황감시, 무인 변전소, 댐 수위 및 수문감시, 송배전 포스트감시, 발전소, 주유소 등 원격관리가 필요한 모든 곳에 적용할 수 있다.
도 1은 종래의 팬/틸트 처리 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 시스템은 CCTV 카메라(1)와, 팬 모터 위치 조정기(2)와, 틸트 모터 위치 조정기(3)와, 콘트롤러(5)와 네트웍으로 구성된다.
모든 회선은 중앙에 있는 컨트롤러(5)로 연결되며 컨트롤러로 원격지의 카메라(1)를 움직여 카메라의 위치로 화면을 조정할 수 있다. 필요에 따라 카메라 렌즈의 초점을 앞뒤로 조정함으로써 확대, 축소를 하고 카메라 하단부의 팬에 관련된 모터(2)와 틸트에 관련된 모터(3)를 전기적으로 조작함으로써 카메라를 상하좌우로 조정함으로써 원격지의 상황발생을 중앙에서 알 수 있다.
상기와 같은 종래의 기술은 카메라 하단에 팬/틸트에 관계된 모터를 설치하여 화면의 확대 축소를 위해 렌즈의 초점을 조정하고 팬/틸트 동작을 하기위해 카메라의 위치를 전기적으로 조작하게 되면 전력의 많은 손실과 모터의 설치 비용과 모터를 전기적으로 조작하기 때문에 고장이 일어나기 쉽다. 카메라와 중앙에 있는 컨트롤러를 유선으로 연결하여야 하기 때문에 거리의 제한도 많이 따르게 된다. 그리고 기계적으로 카메라의 위치를 조정하기 때문에 순간적이고 급격한 위치 이동이힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 제시된 것으로서, 본 발명의 목적은 고정된 카메라에서 화면을 캡쳐하여 저 전송률 망을 통해 전송되는 화면을 원격지에서 팬/틸트 동작을 소프트웨어로 처리할 수 있는 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 카메라를 이용한 원격감시시스템에 있어서, 상기 카메라에서 입력되는 영상화면의 화면축소수단과, 지정화면 확대수단을 구비한 전처리기를 포함하고, 상기 전처리기를 이용하여 카메라 렌즈를 고정시킨 상태에서 화면 축소 및 지정화면 확대를 통하여 카메라의 팬/틸트 효과를 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 발명이 제시된다.
도 1은 종래의 팬/틸트 처리 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템 중 전체화면 축소 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템 중 지정화면 확대 블록도이다.
도 5는 입력되는 원 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
도 6은 원 영상을 n2배로 축소한 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
도 7은 지정 화면의 k2배 확대 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: CCTV 2 : 팬모터위치조정기
3 : 틸트모터위치조정기 4 : 네트워크
5 : 콘트롤러 11 : 카메라
12 : 아날로그 컴포짓 신호 13 : 비디오 디코더
14 : 원래영상 15 : 전처리기
16 : 캡쳐위치지정블록 20 : 전체화면축소블록
20': 전체화면축소화면 21 : 수평필터
22 : 라인저장 23 : 수직필터
24 : 수평필터계수 25 : 수직필터계수
30 : 지정화면확대블록 30' : 지정화면확대화면
31 : 픽셀 지연버퍼 32 : VSYNC
33 : 라인 카운터 34 : 수지캡쳐시작점
35 : 수직캡쳐끝점 36, 41, 42 : 비교기
37 : HSYNC 38 : 픽셀 카운터
39 : 수평캡쳐시작점 40 : 수평캡쳐끝점
43 : 먹스
이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 팬/틸트 시스템은 일반 통신시스템에서 가장 많이 사용되고 있는 PSTN망, 증가 추세에 있는 ISDN망이나 무선망에 응용하여 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 팬/틸트 처리를 소프트웨어로 처리하는 회로는 카메라(11)와, 비디오디코더(13)와, 전처리기(15)로 구성되고, 상기 전처리기는 전체화면축소부(20), 캡쳐위치지정부(16)와 지정화면확대부(30)를 포함한다.
팬/틸트 처리는 전처리기(15) 블록에서 수행하며 화면구성은 카메라 입력의전체화면을 축소한 화면과 전체화면에서 임의 위치를 지정하여 확대한 지정 확대 화면으로 이루어지며 전체 화면 축소 블록에서는 카메라의 고해상도 영상을 축소하여 화면의 손실이 없도록 저해상도 영상으로 변환하고, 수평 수직으로 필터링을 하여 변환하는 과정에서 생기는 화질의 열화를 막는다. 그리고 확대화면은 전체화면에서 지정한 필터링을 하여 변환하는 과정에서 생기는 화질의 열화를 막는다. 그리고 확대화면은 전체화면에서 지정한 위치부터 k2배 확대한 저해상도 영상으로 변환한다. 전처리기(15)의 출력화면은 저 전송율을 가지는 통신선로의 용량에 맞추어 H.263 부호화기로 압축하여 전송할 수 있다.
H.263 부호화기의 작용을 대략 설명하면 아래와 같다.
카메라의 입력부로부터 받은 영상은 각기 예측 메모리와 뺄셈기로 분배된다. 이렇게 분배된 입력 영상은 먼저 예측 메모리에 있는 과거(또는 미래)의 영상을 이용해 움직임량을 비교한다. 먼저 움직임을 비교하기 위해선 입력 영상을 매크로블럭(Macro Block)이라는 단위로 분해한다. 예를 들면, 영상을 처리하는 단위로 먼저 휘도(luminance)신호 N×M 화소 크기의 영상을 8×8 화소 크기 블럭으로 나누게 되는데 이를 DCT 블럭이라 하며, DCT 블럭을 4개씩 묶은 16×16 크기의 블럭을 매크로블럭이라 하며 다시 매크로블럭을 묶어 GOB라는 단위 등으로 부른다. 이렇게 나눠진 매크로블럭은 저장된 영상과 비교하여 가장 차 성분이 적은 위치를 계산하게 되는 데 이를 움직임 예측(Motion estimation)이라 부르고, 그 움직임 량을 움직임 벡터(Motion Vector)라 한다. 이렇게 계산된 각각의 움직임 벡터는 상대 수신기로 전송되어 움직임을 복원하는 데 사용된다. 이렇게 움직임 벡터를 계산하여 과거나또는 미래의 영상 정보로부터 입력 영상과 가깝게 재구성하는 과정을 움직임 보상(Motion Compensation)이라 하며, 이 움직임 보상된 영상은 다시 뺄셈기로 입력 되어 원 입력 영상과 빼진다. 그리고, 뺄셈기로부터 출력되는 시간 중복성이 제거된 차 영상은 다시 공간 중복성을 제거하기 위해 DCT 변환기를 통과 양자화기를 거쳐 출력되며, 다시 움직임 예측과 움직임 보상할 기준 영상을 구성하기 위해 역양자화기와 역 DCT 변환기를 거쳐 덧셈기로 입력된다. 그리고, 덧셈기에서는 앞서 설명한 움직임 보상된 영상과 역 DCT 변환기에서 출력된 복원 차 영상을 더해져 다음의 움직임 예측과 움직임 보상을 위해 사용할 기준 영상을 복원하여 예측 메모리에 저장하고 다음에 입력되는 원 영상과 위의 과정을 반복한다.
예측부호화는 화면을 가로 세로 2차원의 공간으로 생각하고 직접 이 2차원 공간에서 압축하는 가장 기본적인 압축 기술이다. 예측 함수로서 가장 단순한 것은 화면을 주사선상의 화소열로 분해하고 1개 앞의 화소를 그대로 다음 화소의 예측 값으로 사용하는 DPCM(Differential Pulse Code Modulation)이다.
이 방법은 화상의 가로 방향 상관을 이용함으로써 예측 오차의 전송에 필요한 부호량을 원 화상의 그것보다 작게 할 수 있어 화상 압축 전송이 실현된다. 그러나 화상은 일반적으로 2차원의 공간적 확산을 가지고 있으며 가로 세로 양방향으로 상관이 있으므로 세로 방향의 예측을 하는 것이 예측 정밀도가 높다.
예를 들면 어떤 화소의 좌측 화소와 1 라인 상의 화소와의 가산 평균값을 예측값으로 사용하는 2차원 예측 부호화는 방송국 등의 프로그램 소재 전송용 규격에 채용되고 있다. 예측에 사용하는 화소의 수를 증가시킬수록 예측 효율이 개선된다.예측 오차값의 분포는 일반적으로 0을 중심으로 예리한 피크를 가지는 라플라스 분포가 된다. 즉, 0에 가까운 값은 빈번하게 나오지만 큰 값은 좀처럼 나오지 않는다. 따라서 이것을 전부 동일한 길이의 2진수로 보내기보다 출현 빈도가 높은 값에는 보다 짧은 부호를 할당하는 엔트로피 부호화를 행함으로써 압축률을 더 올릴 수가 있다.
엔트로피 부호화는 부호화 할 값의 출현빈도의 대수 절대값에 비례하는 길이를 가진 가변 길이 부호(VLC : Variable Length Coding)를 그 값에 할당함으로써 행하여진다. 대표적인 것으로는 하프만 부호나 산술부호등이 있다. 엔트로피 부호화는 가역부호화이므로 여기서의 화질 열화는 없다.
화상이 가지는 2차원 공간 내의 상관을 효율적으로 이용하는 방식인 직교 변환으로서 이산 코사인 변환(DCT : Discrete Cosine Transform)을 이용한 변환 부호화가 많이 사용된다. 직교 변환은 화상을 공간 좌표로부터 주파수 좌표로 변환하는 것으로 볼 수 가 있다. 일반적으로 자연 화상은 인접하는 화소 간의 변화는 작고 화소간의 상관은 상당히 높다. 달리 보면 단위 거리당 변화 횟수로 표시되는 공간 주파수가 낮다고 할 수있다. 따라서 이와 같은 성분이 있는 화상을 직교 변환에 의해 주파수 성분으로 분해하면 저주파 성분은 큰 값을 갖지만 고주파 성분은 거의 0이 된다. 즉, 변환 후의 주파수 성분 분포는 직류성분을 피크로 하는 편위를 가지므로 엔트로피 부호화와 조합함으로써 부호량은 감소할 수 있다.
직교 변환 자체는 가역 부호화이므로 여기서는 본래 의미에서의 엔트로피 변화는 없다. 따라서 이상적인 엔트로피 부호화기를 사용하면 변환은 불필요해진다.그러나 이를 위해서는 고차원적인 엔트로피 부호화기가 필요해지며 처리가 복잡해진다. 직교 변환의 장점은 화소를 상관 없는 성분으로 분해함으로써 보다 간단한 엔트로피 부호화기의 사용을 가능하게 한다.
가장 간단한 직교 변환은 월시 아다말 변환(WHT)이다. 이 변환은 화소의 가감산만으로 실행가능하며, 승산기가 불필요하고 회로가 간단하기 때문에 일시적인 디지털 VTR의 시험제작이나 TV신호의 전송 장치 등에 사용되지만 부호화 효율은 그리 좋지 않다.
직교 변환에는 이 밖에도 이산 푸리에 변환(DFT), 이산 사인 변환(DST), 하르변환, 슬란트 변환 등 몇 가지가 있다. 그 중에서 입력 신호를 모두 상관없는 성분으로 분해하는 이상적인 직교 변환은 카루넨·레베 변환(KLT)인데, 이 변환기를 실현시키기 위해서는 입력 신호의 상관 계수를 사전에 조사해 두지 않으면 안되고, 그 계산이 방대하기 때문에 일반적으로는 이것과 거의 같은 성능이 있는 이산 코사인 변환이 사용된다.
이산 코사인 변환은 변환을 위한 계수를 코사인 함수의 값으로서 용이하게 계산할 수 있기 때문에 광범위하게 사용되고 있다.
화소의 상관을 많이 이용하는 데는 1화면 전체를 1회의 직교변환으로 하나의 주파수 영역으로 변환하는 것이 이상적이지만 2차원 변환의 경우 변환을 위한 계산량은 화소 수를 N으로 하면 2N3/2에 비례해서 증가하기 때문에 화면을 8×8화소 정도의 작은 블록으로 분해하고 그 각각을 이산 코사인 변환함으로써 연산량의 증가를 방지한다. 각 블록은 독립으로 부호화되므로 블록마다 직류값이 떨어지거나 블록의이음매가 불연속이 되기 쉬운데, 이것을 왜곡이라 한다.
블록 왜곡을 방지하는 방법으로는 이웃하는 블록의 일부를 겹치는 LOT(Lapped Orthogonal Transform)이나 이산 코사인 변환과 이산 사인 변환을 조합하는 방법등이 제안되고 있다. 변환 후의 주파수 성분을 변환 계수라고 하는 데 이것을 양자화할 때는 시각 특성에 맞춘 무게를 달아 고역 성분을 거칠게 양자화하는 것이 일반적이다.
양자화에 의해 엔트로피를 삭감한 변환 계수는 고역의 연속되는 0을 효율적으로 부호화하기 위해 저주파수 성분부터 순서적으로 지그재그 주사되고, 연속하는 0의 개수(런랭스)와 0 이외의 값과의 조합으로 나뉘어져 2차원의 엔트로피 부호화가 된다.
변환 계수 중 직류 값은 이웃하는 블록의 상관을 이용하기 때문에 블록 간에서 차분이 취해진 후 1차원 가변 길이 부호화가 된다.
통신망을 통해 원격지로 전송된 영상은 H.263 복호기를 통해 압축된 화면을 복원하여 볼 수 있다. 복원된 저해상도 화면은 후처리기를 거쳐 고해상도 화면으로 변환되는데, 변환하는 과정에서 그냥 화면 확대만 하면 화질이 끊김 현상이 생기므로 이를 막기 위해 수평 수직으로 보간(interpolation)을 하여준다. 원격지에서는 전송되어 오는 전체화면과 전체화면중의 지정한 위치의 확대화면을 상하좌우로 조정하여 볼 수 있다. 전체 화면 범위 내에서 확대하려는 화면의 위치 조정을 소프트웨어로 할 수 있고, 전체화면과 확대화면을 동시에 볼 수 있고 카메라를 시야각이 넓은 광각 카메라를 이용하면 더욱 효과적인 원격 감시시스템을 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템 중 전체화면 축소 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전체화면축소부는 수평필터(21), 라인저장(22), 수직필터부(23)를 포함하는 필터부와 수평필터계수(24), 수직필터계수(25)로 구성되고 원래화면의 n2배 화면 축소가 가능한 회로인 것을 특징으로 한다.
전처리기의 전체화면 축소 블록은 CCIR 601 YUV 4:2:2 포맷을 갖는 고해상도 영상을 원하는 변환계수 n값에 따라 저해상도로 변환하며, 고해상도에서 저해상도로 변환시 화질의 열화를 막기위해 각 화소간의 상관관계를 이용하여 필터링을 한다. 일반적으로 전처리를 할 때 색차 성분은 휘도 성분에 비해 화질에 큰 영향을 미치지 않으므로, 색차성분은 필터링을 안하고, 휘도 성분만 수평 수직축으로 필터링을 한다.
입력 성분이 전처리기의 입력으로 들어오면 FIR 필터를 사용하여 수평축으로 필터링을 하여 n배 화면 축소를 한다. 그리고 수평으로 n배 축소된 n-1개의 라인을 라인 버퍼에 저장하고, 수직축으로 n배 화면 축소를 한다.
원래의 고해상도 입력영상을 수평으로 필터링하고 수직으로 필터링하여 n2배로 축소한 저해상도 영상이 출력된다.
도 4는 본 발명에 따른 팬/틸트 시스템 중 지정화면 확대 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지정화면 확대부는 픽셀지연버퍼(31), 먹스(43), 세 개의 비교기(36, 41, 42), 라인카운터(33), 화소카운터(38)로 구성되고 입력영상의 k2배 화면확대가 가능한 회로인 것을 특징으로 한다.
전체 영상 중에서 수직 수평으로 캡쳐하고자 하는 시작점을 지정하기 위하여 수직축으로 라인을 세는 라인카운터(33)와 수평축으로 화소를 세는 화소카운터(38)를 둔다. 라인 카운터(33)는 VSYNC(32), 화소카운터(38)는 HSYNC(37) 신호에 의해 초기화되며(값=0), 각각의 카운터 값은 HSYNC와 화소클록에 의해 증가하도록 되어 있다. 수직 축으로는 라인 카운터가 지정한 캡쳐 시작점으로부터 시작하여 지정한 라인수 만큼을 수평 축으로는 화소 카운터가 지정한 캡쳐 시작점으로부터 시작하여 지정한 수의 화소를 캡쳐한다. 출력 영상은 위의 전체 화면 축소블록에서 전체화면을 수평으로 n배, 수직으로 n배 축소한 영상에 비해 지정 화면을 수평으로 k배, 수직으로 k배 확대한 영상이 된다.
그리고 지정 화면 확대 블록에서 수직축과 수평축의 캡쳐 시작점을 임의로 바꿀 수 있기 때문에 전체화면의 범위 내에서 위치를 임의로 지정하여 지정한 위치의 k2배 확대 화면을 얻을 수 있다. 또한 위치 지정을 소프트웨어로 처리할 수 있기 때문에 자동으로 화면을 k2배 확대하여 팬/틸트 동작하도록 할 수 있다.
n2배 축소한 전체 영상에 비해 지정한 위치의 k2배 확대된 영상이 출력된다.
도 5는 입력되는 원 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 영상의 위치값을 수평, 수직축의 x-y 좌표값으로 나타내면 다음의 수식과 같다.
X0= (x0y0, x1y0, x2y0,…,xW-1y0)
X1= (x0y1, x1y01, x2y1,…,xW-1y1)
X2= (x0y2, x1y2, x2y2,…,xW-1y2)
·
·
XH-2= (x0yH-2, x1yH-2, x2yH-2,…,xW-1yH-2)
XH-1= (x0yH-1, x1yH-1, x2yH-1,…,xW-1yH-1)
수학식 1은 수평축의 X 좌표값이며 수평으로 W개의 픽셀수를 갖는다.
Y0= (x0y0, x0y01, x0y02,…,x0yH-1)
Y1= (x1y0, x1y1, x1y2,…,x1yH-1)
Y2= (x2y0, x2y1, x2y2,…,x2yH-1)
·
·
YW-2= (xW-1yH-20, x1y1, x2y2,…,xW-2yH-1)
YW-1= (xW-1y0, xW-1y1, xW-1y2,…,xW-1yH-1)
수학식 2는 수직축의 Y좌표값이며 수직으로 H개의 라인 수를 갖는다. 만일에입력 영상이 CCIR 601 NTSC 포맷이라면 W=720, H=480 값을 갖고, CCIR 601 PAL 포맷이라면 W=720, H=576 크기를 갖는다.
도 6은 원 영상을 n2배로 축소한 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수평으로 n배, 수직으로 n배 축소된 영상의 좌표값은 다음의 수식과 같다.
X0= (x0y0, xny0, x2ny0,…,xW'-1y0)
X1= (x0yn, xnyn, x2nyn,…,xW'-1yn)
X2= (x0y2n, xny2n, x2ny2n,…,xW'-1y2n)
·
·
XH-1= (x0yH-1, xnyH-1, x2nyH-1,…,xW'-1yH-1)
수학식 3은 n배로 축소한 수평축의 X좌표값이며 W/n개의 화소수를 갖는다.
Y0= (x0y0, x0yn, x0y2n,…,x0yH'-1)
Y1= (xny0, xnyn, xny2n,…,xnyH'-1)
Y2= (x2ny0, x2nyn, x2ny2n,…,x2nyH'-1)
·
·
YW-1= (xW-1y0, xW-1yn, xW-1y2n,…,xW-1yH-1)
수학식 4는 H/n개의 라인수를 갖는다.
도 7은 지정 화면의 k2배 확대 영상의 x-y좌표를 나타내는 개략도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 출력되는 영상의 좌표값은 다음의 수식과 같다.
X0= (x0y0, xn/ky0, x2n/ky0,…,xW'-1y0)
X1= (x0yn/k, xn/kyn/k, x2n/kyn/k,…,xW'-1yn/k)
X2= (x0y2n/k, xn/ky2n/k, x2n/ky2n/k,…,xW'-1y2n/k)
·
·
XH-1= (x0yH-1, xn/kyH-1, x2n/kyH-1,…,xW'-1yH-1)
수학식 5는 k배로 확대된 수평축의 X 좌표값이며 W/n개의 화소수를 갖는다.
Y0= (x0y0, x0y0n/k, x0y2n/k,…,x0yH'-1)
Y1= (xn/ky0, xn/kyn/k, xn/ky2n/k,…,xn/kyH'-1)
Y2= (x2n/ky0, x2n/kyn/k, x2n/ky2n/k,…,x2n/kyH'-1)
·
·
YW'-1= (xW'-1y0, xW'-1yn/k, xW'-1y2n/k,…,xW'-1yH'-1)
수학식 6은 k배로 확대한 수직축의 Y좌표값이며 H/n개의 라인수를 갖는다.
출력되는 영상의 좌표값은 다음의 수식과 같다.
X0= (H0+x0y0, H0+xn/ky0, H0+x2n/ky0,…,H0+xW'-1y0)
X1= (H0+x0yn/k, H0+xn/kyn/k, H0+x2n/kyn/k,…,H0+xW'-1yn/k)
X2= (H0+x0y2n/k, H0+xn/ky2n/k, H0+x2n/ky2n/k,…,H0+xW'-1y2n/k)
·
·
XH-1= (H0+x0yH-1, H0+xn/kyH-1, H0+x2n/kyH-1,…,H0+xW'-1yH-1)
수학식 7은 수평 시작점을 H0로 지정한 확대화면의 수평축 X좌표값이며 W/n개의 화소수를 갖는다.
Y0= (V0+x0y0, V0+x0y0n/k, V0+x0y2n/k,…,V0+x0yH'-1)
Y1= (V0+xn/ky0, V0+xn/kyn/k, V0+xn/ky2n/k,…,V0+xn/kyH'-1)
Y2= (V0+x2n/ky0, V0+x2n/kyn/k, V0+x2n/ky2n/k,…,V0+x2n/kyH'-1)
·
·
YW'-1= (V0+xW'-1y0, V0+xW'-1yn/k, V0+xW'-1y2n/k,…,V0+xW'-1yH'-1)
수학식 8은 수직 시작점을 V0로 지정한 확대화면의 수직축 Y좌표값이며 H/n개의 라인수를 갖는다.
이상의 설명에서 알수 있는 바와 같이, 기존의 감시 시스템에서 보면 카메라 하단에 모터를 설치하여 상하좌우로 카메라의 방향을 기계적으로 조작하여 팬/틸트 동작을 하는데, 이와 같이 하면 전력의 많은 손실과 모터의 설치 비용과 모터를 전기적으로 조작하기 때문에 고장이 일어나기 쉽고 중앙과 카메라의 거리가 제한을 받는다. 본 발명을 감시 시스템에 이용하게 되면 고정된 카메라에서 화면을 캡쳐하여 저 전송율 망을 통해 전송되는 화면을 원격지에서 팬/틸트 동작을 소프트웨어로 처리하기 때문에 모터의 설치 비용을 절감할 수 있고, 모터의 잦은 고장을 막을 수 있다. 본 발명의 특징 중의 하나가 두 화면을 동시에 디스플레이할 수 있기 때문에 한 화면에는 전체화면을, 다른 화면에는 팬/틸트하여 확대된 화면을 볼 수 있어 효과적인 감시 시스템을 구성할 수 있다. 그리고 카메라를 시야각이 120。이상되는 광각 카메라를 사용하면 많은 화면을 캡쳐할 수 있어 더욱 효과적이다.

Claims (6)

  1. 카메라를 이용한 원격감시시스템에 있어서,
    상기 카메라에서 입력되는 영상화면의 화면축소수단과, 지정화면 확대수단을 구비한 전처리기를 포함하고,
    상기 전처리기를 이용하여 카메라 렌즈를 고정시킨 상태에서 화면 축소 및 지정화면 확대를 통하여 카메라의 팬/틸트 효과를 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화면축소수단은 상기 수신된 영상화면을 수평필터계수 n으로 FIR 필터를 사용해 수평축으로 필터링하여 n배 화면 축소하는 수평필터와, 상기 수평필터로부터 인가받은 수평으로 n배 축소된 n-1개의 라인을 저장하는 버퍼와, 상기 버퍼로부터 신호를 인가받아 수직필터계수 n으로 FIR필터를 사용해 수직축으로 필터링하여 n배 화면 축소하는 수직필터로 구성되어 전체화면을 n2배 축소하는 것을 특징으로 하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 지정화면 확대수단은 수직수평으로 캡쳐하고자 하는 시작점을 지정하기 위하여 수직축으로 라인을 세는 라인카운터와, 수평축으로 화소를 세는 화소카운터와, 상기 라인카운터를 초기화하기위한 VSYNC 신호와, 상기 화소카운터를 초기화하기위한 HSYNC 신호로 구성되어, 지정한 수만큼의 라인과 화소를 캡쳐하여 지정화면을 k2배 확대하여 출력하는 것을 특징으로 하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 팬/틸트 처리장치는 PSTN, ISDN, 무선통신망 등 저전송률 망에응용 할 수 있는 것을 특징으로하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 팬/틸트 처리장치는 전체화면과 확대된 지정화면을 동시에 디스플레이 할 수 있는 것을 특징으로 하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 팬/틸트 처리장치는 CCIR 601 NTSC(720X480) 포맷 혹은 CCIR 601 PAL(720X576) 포맷 영상을 입력영상으로 하는 것을 특징으로 하는 고정된 카메라에서의 팬/틸트 처리장치.
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