KR101496390B1 - 차량번호인식 시스템 - Google Patents

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KR101496390B1
KR101496390B1 KR20140152304A KR20140152304A KR101496390B1 KR 101496390 B1 KR101496390 B1 KR 101496390B1 KR 20140152304 A KR20140152304 A KR 20140152304A KR 20140152304 A KR20140152304 A KR 20140152304A KR 101496390 B1 KR101496390 B1 KR 101496390B1
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vehicle
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지승태
김영호
이원
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주식회사 사라다
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    • G—PHYSICS
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    • G06V20/60—Type of objects
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    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
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Abstract

본 발명은 차량번호인식 시스템에 관한 것이다.　 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템은 감시영역을 실시간 촬영하여 촬상 데이터를 전송하는 촬상부; 상기 촬상 데이터를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 상기 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식하는 영상 처리부; 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 영상처리 프로세스, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 전원 및 통신을 제어하는 자가 진단부; 및 상기 영상 처리부와 통신망을 통해 접속되어, 상기 인식된 차량번호에 대한 차량인식 데이터를 제공받아 저장 및 가공하며 원격제어를 수행하는 센터 운영부를 포함하되, 상기 촬상부는, 고정된 위치에서 제1 촬상 데이터를 제공하는 제1 촬상부; 및 이동 또는 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 촬상부와 상이한 위치 또는 상이한 각도에서 연속 촬영된 다수의 제2 촬상 데이터를 제공하는 제2 촬상부를 포함하고, 상기 영상 처리부는, 상기 제1 및 제2 촬상 데이터의 파라미터값을 분석하여 상기 촬상부에 대응되는 바닥면의 일 지점을 기준으로 입체공간 상에서의 번호판 위치와 문자영역의 절대좌표를 산출하는 좌표 산출부; 상기 산출된 절대좌표가 각각 x,y,z축으로부터 기울어진 각도를 계산하고, 상기 계산된 각도만큼 회전시켜 수직 및 수평 변환 처리하는 이미지 변환부; 및 상기 수직 및 수평 변환 처리된 변환 이미지로부터 문자의 종류와 색상을 결정하며 각 문자에 대응되는 특징패턴을 추출하여 차량번호를 인식하고, 동일한 객체에 대한 상기 제1 및 제2 촬상 데이터로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하는지 여부를 판단하는 문자 인식부를 포함한다.

Description

차량번호인식 시스템{System for Vehicle Number Detection}
본 발명의 실시예는 차량번호인식 시스템에 관한 것으로, 특히 인식률과 안정성이 향상된 차량번호인식 시스템에 관한 것이다.
불법 주정차 단속장치, 차량속도 감시장치, 건물의 차량출입 시스템, CCTV 보안시스템 등에 차량번호인식 시스템이 활용되고 있다. 차량번호인식 시스템은 촬영장치인 카메라 및 카메라를 통해 촬영된 이미지를 분석하여 차량번호를 인식하는 정보처리부를 포함한다. 카메라는 고정식 또는 이동식으로 설치될 수 있다.
차량번호인식 시스템이 차량번호를 정확하게 인식하기 위해서는 적당히 인접한 거리에서 번호판이 위치한 정면 또는 후면에서의 촬영이 요구되는데, 주정차된 차량의 위치 및 차체 방향이 각기 달라 정확한 촬영각도와 촬영위치를 확보하는데 어려움이 있다. 특히, 차량이 사각지대에 주정차 되어있거나 차량 또는 카메라가 이동하는 상황에서는 더욱 인식률이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 차량번호인식 시스템을 구성하는 다수의 모듈간 통신장애 등으로 인해 잘못된 차량번호를 인식하거나 시스템이 다운되어 심각한 보안문제가 발생할 가능성도 있다.
<관련분야 선행기술문헌>
대한민국 등록특허 제10-1326707호
대한민국 등록특허 제10-1071715호
대한민국 등록특허 제10-1290336호
대한민국 등록특허 제10-0968433호
따라서, 본 발명의 목적은 인식률과 안정성이 향상된 차량번호인식 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 차량번호인식 시스템은 감시영역을 실시간 촬영하여 촬상 데이터를 전송하는 촬상부; 상기 촬상 데이터를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 상기 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식하는 영상 처리부; 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 영상처리 프로세스, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 전원 및 통신을 제어하는 자가 진단부; 및 상기 영상 처리부와 통신망을 통해 접속되어, 상기 인식된 차량번호에 대한 차량인식 데이터를 제공받아 저장 및 가공하며 원격제어를 수행하는 센터 운영부를 포함하되, 상기 촬상부는, 고정된 위치에서 제1 촬상 데이터를 제공하는 제1 촬상부; 및 이동 또는 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 촬상부와 상이한 위치 또는 상이한 각도에서 연속 촬영된 다수의 제2 촬상 데이터를 제공하는 제2 촬상부를 포함하고, 상기 영상 처리부는 상기 제1 및 제2 촬상 데이터의 파라미터값을 분석하여 상기 촬상부에 대응되는 바닥면의 일 지점을 기준으로 입체공간 상에서의 번호판 위치와 문자영역의 절대좌표를 산출하는 좌표 산출부; 상기 산출된 절대좌표가 각각 x,y,z축으로부터 기울어진 각도를 계산하고, 상기 계산된 각도만큼 회전시켜 수직 및 수평 변환 처리하는 이미지 변환부; 및 상기 수직 및 수평 변환 처리된 변환 이미지로부터 문자의 종류와 색상을 결정하며 각 문자에 대응되는 특징패턴을 추출하여 차량번호를 인식하고, 동일한 객체에 대한 상기 제1 및 제2 촬상 데이터로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하는지 여부를 판단하는 문자 인식부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 촬상부는 상기 제2 촬상부에 의해 촬영된 객체를 위치이동에 따라 추적하도록 상기 제2 촬상부를 제어하는 위치 추적모듈을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 영상처리부는 상기 다수의 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하지 않는 경우 상기 촬상부에 추적 중인 상기 객체의 재촬영을 요청하고, 서로 일치하는 경우 상기 촬상부에 촬영 객체의 촬영을 종료하도록 요청하며, 상기 촬상부는 상기 영상 처리부의 요청에 따라 추적 중인 상기 객체를 재촬영 하거나 위치추적을 종료할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 센터 운영부는 상기 차량번호를 데이터베이스에서 조회하여 유효성 검증을 수행하고 상기 영상 처리부에 검증 결과를 통보하고, 상기 영상 처리부는 상기 검증 결과에 따라 상기 촬상부에 재촬영 또는 촬영 종료를 요청할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 파라미터값은 각 화소의 RGB값, 휘도, 감마 및 촬영 노출시간을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 촬상 데이터로부터 차량 윤곽, 배경 이미지 및 촬영 시간차를 분석하여 차량의 속도산출, 차종분류, 차선위반 여부 및 차량진행방향을 판단할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 촬상부는 야간시 상기 감시영역에 적외선 광을 조사하기 위한 적외선 조명모듈을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 자가 진단부는, 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부에 인가되는 전압값, 네트워크 트래픽, 및 상기 촬상 데이터의 픽셀 변화값을 체크하여 상기 비정상 여부를 판단할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차량인식 데이터는 차량번호 정보, 차종 정보, 차량속도 정보, 차선위반 정보, 차량진행방향 정보 및 차량통과시간 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 센터 운영부는, 상기 촬상 데이터의 동영상 스트림을 상대적으로 저용량의 데이터로 압축하여 저장할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 촬상 데이터를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 상기 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식함으로써 차량번호 인식률을 향상시킬 수 있다.
또한, 영상처리 동작, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 전원 및 통신을 제어함으로써 시스템의 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 촬상부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 차량번호 인식 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 3의 차량번호 인식 방법을 설명하기 위한 이미지들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 자가진단 기능을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1의 촬상부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량번호인식 시스템은 촬상부(100), 영상 처리부(200), 자가 진단부(300) 및 센터 운영부(400)를 포함한다.
촬상부(100)는 감시영역을 실시간 촬영하여 촬상 데이터(DATA1)를 전송한다. 구체적으로, 촬상부(100)는 제1 촬상부(110), 제2 촬상부(120) 및 적외선 조명모듈(130)을 포함할 수 있다.
제1 촬상부(110)는 고정된 위치에서 제1 촬상 데이터를 제공한다. 일 실시예에서, 제1 촬상부(110)는 일정 위치에 고정된 고정 카메라(111)와 상기 고정 카메라(111)의 팬, 틸트, 줌 기능을 수행하는 렌즈 제어부(112)로 구성될 수 있다.
제2 촬상부(120)는 이동 또는 회전 가능하게 설치되며, 제1 촬상부(110)와 상이한 위치 또는 상이한 각도에서 연속 촬영된 다수의 제2 촬상 데이터를 제공한다. 일 실시예에서, 제2 촬상부(120)는 이동 및 회전 가능한 회전 카메라(121)와 상기 회전 카메라(121)의 팬, 틸트, 줌 기능을 수행하는 렌즈 제어부(122)로 구성될 수 있다. 또한, 제2 촬상부(120)에 의해 촬영된 객체를 위치이동에 따라 추적하도록 제2 촬상부(120)를 제어하는 위치추척 모듈(123)을 더 포함할 수 있다.
적외선 조명모듈(130)은 야간시 촬상부(100)의 감시영역에 적외선 광을 조사하기 위한 광원이다.
일 실시예에서, 도 2를 참조하면, 촬상부(100)는 주차장의 진입로 등에 감시영역(OA)을 조망할 수 있도록 지주(150)에 설치되어 감시영역(OA)을 실시간으로 촬영할 수 있다. 감시영역(OA)은 기준점(SP)으로부터 0.5m 이상 이격된 영역으로 설정될 수 있다. 기준점(SP)은 촬상부(100)에 대응되는 바닥면의 일 지점으로 설정될 수 있다. 지주(150)에 나란히 설치된 제1 및 제2 촬상부(110, 120)는 차량 전면 번호판을 각각 양측에서 촬영함으로써 물체에 번호판이 가리거나 함으로써 발생하는 미인식과 오인식을 다소 해소할 수 있다.
일 실시예에서, 촬상부(100)는 41만, 130만, 200만, 500만, 1000만, 2000만 화소급의 다양한 해상도의 카메라가 적용 가능하며, IP 전송, HD-SDI 전송, IEEE 1394, GIGE, USB 2.0/3.0, Coax cable, optical fiber cable 등 다양한 전송 인터페이스 지원이 가능하며, 실시간 동영상 스트림 데이터를 출력할 수 있다.
본 실시예의 차량번호인식 시스템은 경찰 또는 보안업체, 또는 시설물 관리업체의 차량 단속카메라 시스템에 적용될 수 있다.
영상 처리부(200)는 촬상부(100)로부터 제공되는 촬상 데이터(DATA1)를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식한다. 여기서, 촬상 데이터(DATA1)는 제1 촬상부(110)로부터 제공되는 제1 촬상 데이터와, 제2 촬상부(120)로부터 제공되는 제2 촬상 데이터를 포함한다. 영상 처리부(200)는 좌표 산출부(210), 이미지 변환부(220) 및 문자 인식부(230)를 포함한다.
좌표 산출부(210)는 제1 및 제2 촬상 데이터의 파라미터값을 분석하여 촬상부(100)에 대응되는 바닥면의 일 지점을 기준으로 입체공간 상에서의 번호판 위치와 문자영역의 절대좌표를 산출한다. 여기서, 상기 파라미터값은 각 화소의 RGB값, 휘도, 감마 및 촬영 노출시간을 포함할 수 있다. 상기 절대좌표의 기준점(SP)은 촬상부(100)로부터 수직하는 바닥면의 일 지점으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 좌표 산출부(210)는 최적의 인식 결과값을 도출하기 위하여, Bright, Exposure, Gamma, Shutter, Gain, VR, VB 등의 파라미터값을 이용해, 바닥면 밝기값 및 물체의 반사 밝기값을 추정하여 개별 파라미터값의 변위 내에서 최적화 하는 프로세스를 수행할 수 있다. 또한, 번호판 및 문자영역을 설정하기 위한 부분으로 인식영역을 서로 다른 색상으로 지정할 수 있다.
일 실시예에서, 좌표 산출부(210)는 문자를 인식 하기 위해 각 문자의 영역을 구분하고 번호판의 종류와 색상을 결정한다. 또한, 차량 및 객체의 비정상 진입시 가로지르기 및 45도, 90도, 135도, 180도, 225도, 270도, 315도 등의 다양한 각도에서 발생하는 사각지대 번호판의 영역의 입체공간 상에서 방향성을 나타내는 3가지의 축을 측정하여, x축은 번호판의 가로, 좌우, 수평, 넓이, x축은 번호판의 세로, 상하, 종, 수직, 높이, z축은 깊이, 번호판의 이미지의 심도, 원근을 추정할 수 있다. 번호판 영역의 x,y,z 좌표를 추출한 다음 촬상부(100)의 위치추적 모듈(130)로 신호를 전송할 수 있다.
이미지 변환부(220)는 상기 산출된 절대좌표가 각각 x,y,z축으로부터 기울어진 각도를 계산하고, 계산된 각도만큼 회전시켜 수직 및 수평 변환 처리한다.
일 실시예에서, 이미지 변환부(220)는 산출된 번호판 및 문자영역의 절대좌표를 이미지 상의 수평 기준선을 중심으로 번호판 영역의 수평성분이 이미지 면과 수평을 이룰 수 있도록 수평 변환 처리를 실행한다. 더불어, 산출된 번호판 및 문자영역의 절대좌표를 이미지 상의 수직 기준선을 중심으로 번호판 영역의 수직성분이 이미지 면과 수직을 이룰 수 있도록 수직 변환 처리를 실행한다. 이러한 수평 및 수직 변환을 동시에 처리하여 문자인식을 위한 최적의 좌표를 설정하여 문자인식률을 극대화할 수 있다.
일 실시예에서, 촬영된 번호판 이미지 중 훼손된 이미지는 화소 단위로 대응점 추정을 통한 위상상관법과 연속 촬영된 이미지에서 입체모델을 만드는 스테레오 기술을 조합하여 3D 형상모델을 추출하여 인식의 정밀도를 높일 수 있다.
문자 인식부(230)는 상기 수직 및 수평 변환 처리된 변환 이미지로부터 문자의 종류와 색상을 결정하며, 각 문자에 대응되는 특징 패턴을 추출하여 차량번호를 인식한다. 예를 들면, 문자 인식은 지역, 한글, 숫자 등을 구분하여 인식하며, 인식 방식은 해당 문자의 특징 패턴을 추출하여 직접해석 하는 방식을 사용하여 인식 속도를 최대한 줄일 수 있다.
또한, 문자 인식부(230)는 상기 제1 및 제2 촬상 데이터에 기초하여 변환한 다수의 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하는지 여부를 판단한다. 구체적으로, 문자 인식부(230)는 상기 다수의 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하지 않는 경우, 상기 촬상부(100)에 재촬영을 요청하고, 서로 일치하는 경우, 상기 촬상부(100)에 촬영 객체의 촬영을 종료하도록 요청할 수 있다. 이에 대하여, 촬상부(100)는 상기 영상 처리부(200)의 요청에 따라 추적 중인 객체를 재촬영하거나 위치추적을 종료할 수 있다.
영상 처리부(200)는 촬상 데이터(DATA1)로부터 차량 윤곽, 배경 이미지 및 촬영 시간차를 분석하여 차량의 속도산출, 차종분류, 차선위반 여부 및 차량진행방향을 판단할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(200)는 상기 인식결과를 종합하여 차량인식 데이터(DATA2)를 생성하여 출력할 수 있다. 상기 차량인식 데이터(DATA2)는 차량번호 정보, 차종 정보, 차량속도 정보, 차선위반 정보, 차량진행방향 정보 및 차량통과시간 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 영상 처리부(200)는 차량 번호판 추출시 픽셀의 윤곽 분석에 따른 번호판 영역 이미지를 획득하며, 차량의 속도는 촬상부(100)로부터 받은 이미지를 이용하여 차량이 움직인 픽셀과 이미지 상에 나타난 실제 도로의 길이를 참조하여 계산하며, 픽셀 윤곽의 변화방향을 추적하여 정방향 및 역방향을 판단하고, 이미지 상의 중앙선을 구분하여 차선위반을 판단할 수 있다.
또한, 영상 처리부(200)는 촬상 데이터(DATA1)에 기반한 동영상 스트림을 센터 운영부(400)에 제공할 수 있으며, 이때, 압축 처리하여 데이터처리 트래픽 부하를 감소시킬 수 있다.
자가 진단부(300)는 촬상부(100) 및 영상 처리부(200)의 영상처리 동작, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 촬상부(100) 및 영상처리부(200)의 전원 및 통신을 제어한다. 구체적으로, 자가 진단부(300)는 촬상부(100) 및 영상 처리부(200)에 인가되는 전압값, 네트워크 트래픽, 및 촬상 데이터(DATA1)의 픽셀 변화값을 체크하여 비정상 여부를 판단할 수 있다. 자가 진단부(300)에 관한 보다 구체적인 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
센터 운영부(400)는 영상 처리부(200)와 통신망(NET)을 통해 접속되어 상기 인식된 차량번호에 대한 차량인식 데이터(DATA2)를 제공받아 저장 및 가공하며 원격제어를 수행한다. 센터 운영부(400)는 차량번호인식 시스템의 차량인식 데이터(DATA2)의 저장, 검색 및 각종 관련 서비스를 제공하고, 클라이언트에 인터넷 홈페이지 서비스 등을 제공할 수 있는 소프트웨어와 정보 처리 장치의 결합체이다. 일 실시예에서, 센터 운영부(400)는 운영 서버(410), DB 서버(420), 장애관리 서버(430), GIS 서버(440), 환경통신 모듈(450) 및 운영 소프트웨어(460)로 구성될 수 있으며, 각각의 모듈 단위의 시스템과 연계하여 종합적인 운영 관리가 가능하도록 구성될 수 있다.
센터 운영부(400)와 영상 처리부(200)는 통신망(NET)을 이용해 접속될 수 있다. 통신망(NET)은 이동통신망 또는 인터넷망을 포함하는 것으로, 상기 센터 운영부(400)와 영상 처리부(200) 사이에 위치하는 접속 가능한 망을 나타내고 있다. 따라서, 이동통신 시스템, 인터넷 접속 시스템 등의 통신 네트워크는 별도로 설명되지 않을 것이다.
한편, 센터 운영부(400)는 인식된 차량번호를 데이터베이스(420)에서 조회하여 유효성 검증을 수행하고 영상 처리부(200)에 검증 결과를 통보할 수 있다. 영상 처리부(200)는 센터 운영부(400)로부터 전송된 검증 결과에 따라 촬상부(100)에 추적중인 차량의 재촬영 또는 촬영 종료를 요청할 수 있다.
또한, 센터 운영부(400)는 차량인식 데이터(DATA2)에 포함된 동영상 스트림을 상대적으로 저용량의 데이터로 압축하여 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 차량번호 인식 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 4는 도 3의 차량번호 인식 방법을 설명하기 위한 이미지들이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 촬상부(110)는 고정된 위치에서 제1 촬상 데이터를 제공한다(S10). 그리고, 제2 촬상부(120)는 연속 촬영된 다수의 제2 촬상 데이터를 제공한다(S20).
다음으로, 좌표 산출부(210)는 제1 및 제2 촬상 데이터의 파라미터값을 분석하여 촬상부(100)에 대응되는 바닥면의 일 지점을 기준으로 입체공간 상에서의 번호판 위치와 문자영역의 절대좌표를 산출한다(S30). 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 먼저, 촬상된 이미지로부터 번호판 위치를 구분하여, 일부 영역을 확대 처리한다. 그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이, 확대된 이미지로부터 정확한 번호판 위치와 문자영역을 구분하고, 번호판과 문자영역의 절대좌표를 산출한다. 이 때, 이미지에서 문자의 특성을 고려 이웃한 픽셀 값의 편차의 증감을 검사하여 요소의 크기에 따라 필터링을 하고, 증감이 서로 교차되는 부분을 강조하여 번호판의 영역을 추정할 수 있다.
추가적으로, 좌표 산출부(210)는 객체의 윤곽을 구성하는 픽셀의 성분 분석과 객체의 추정 크기에 따라 사람, 오토바이, 자전거 등으로 구분하는 객체정보 구분단계를 수행할 수 있다.
다음으로, 이미지 변환부(220)는 상기 산출된 절대좌표가 각각 x,y,z축으로부터 기울어진 각도를 계산하고, 계산된 각도만큼 회전시켜 수직 및 수평 변환 처리한다(S40). 도 4d에 도시된 바와 같이, x축으로부터 기울어진 각도(a) 및 y축으로부터 기울어진 각도(b)를 계산한다. 그리고, 도 4e에 도시된 바와 같이, 이미지 변환부(220)는 산출된 번호판 및 문자영역의 절대좌표를 이미지 상의 수평 기준선을 중심으로 번호판 영역의 수평성분이 이미지 면과 수평을 이룰 수 있도록 수평 변환 처리를 실행한다. 더불어, 산출된 번호판 및 문자영역의 절대좌표를 이미지 상의 수직 기준선을 중심으로 번호판 영역의 수직성분이 이미지 면과 수직을 이룰 수 있도록 수직 변환 처리를 실행한다.
이때, 이미지 변환부(220)는 촬영된 번호판 이미지 중 훼손된 이미지는 화소 단위로 대응점 추정을 통한 위상상관법과 연속 촬영된 이미지에서 입체모델을 만드는 스테레오 기술을 조합하여 3D 형상모델을 추출하여 인식의 정밀도를 높이는 보정 작업을 수행할 수 있다.
다음으로, 문자 인식부(230)는 상기 수직 및 수평 변환 처리된 변환 이미지로부터 문자의 종류와 색상을 결정하며, 각 문자에 대응되는 특징 패턴을 추출하여 차량번호를 인식한다(S50). 또한, 문자 인식부(230)는 상기 제1 및 제2 촬상 데이터에 기초하여 변환한 다수의 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하는지 여부를 판단한다.
만약, 단계 S50에서 차량번호 오류가 발생된 경우, 단계 S10으로 리턴하여 재촬상을 수행한다. 구체적으로, 문자 인식부(230)는 상기 다수의 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하지 않는 경우, 상기 촬상부(100)에 재촬영을 요청하고, 서로 일치하는 경우, 상기 촬상부(100)에 촬영 객체의 촬영을 종료하도록 요청할 수 있다.
다음으로, 영상 처리부(200)는 촬상 데이터(DATA1)로부터 차량 윤곽, 배경 이미지 및 촬영 시간차를 분석하여 차량의 속도산출, 차종분류, 차선위반 여부 및 차량진행방향을 판단할 수 있다(S60). 예컨대, 영상 처리부(200)는 차량종류를 구분하고, 픽셀의 윤곽분석에 따른 차량의 추가 이미지를 획득하여 차량의 속도는 촬상부(100)로부터 받은 이미지 캡쳐 시간을 이용 움직인 픽셀과 이미지상에 나타난 실제 도로의 길이를 참조하여 픽셀 윤곽의 변화방향을 추적하여 정방향 및 역방향을 추적하며, 이미지상의 중앙선을 구분하여 차선위반을 판단할 수 있다.
다음으로, 영상 처리부(200)는 상기 인식결과를 종합하여 차량인식 데이터(DATA2)를 생성하여 출력할 수 있다(S70). 상기 차량인식 데이터(DATA2)는 차량번호 정보, 차종 정보, 차량속도 정보, 차선위반 정보, 차량진행방향 정보 및 차량통과시간 정보를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 촬상 데이터를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 상기 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식함으로써, 차량번호 인식률을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량번호인식 시스템의 자가진단 기능을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 자가 진단부(300)는 촬상부(100), 제어 함체(10), 네트워크 스위치(20)와 이더넷(Ethernet), RS-232, 전원 제어선 등을 통해 접속되어, 각 부의 모니터링을 수행하고 이상 발생시 각 부의 전원 및 네트워크 제어를 수행할 수 있다. 구체적으로, 자가 진단부(300)는 촬상부(100), 영상 처리부(200), 센터 운영부(400)와 연계하여 전원 관리 및 네트워크 장치의 정상 작동 상태, 시스템 운영에 필요한 현장 함체부의 환경상태 정보를 종합적으로 모니터링 및 관리하기 위한 시스템이다.
예를 들면, 자가 진단부(300)는 시스템 Hang-up 현상시 입력 전원을 차단후 다시 인가하여 시스템이 정상 운영되도록 처리할 수 있다. 또한, 카메라의 Hang-up 현상, 영상 입력 신호 체크 및 네트워크 선로의 대역폭 체크, 그리고 영상 스트림을 체크하여 하나의 신호라도 정상적이지 않을 경우 시스템 장애로 판단할 수 있다. 비정상 트래픽 발생 및 현재 영상의 바닥 밝기값 및 주변 정보값을 자동 획득하여 비정상 신호치를 판단후 Hang-up 여부를 판단할 수 있다. 촬상부(100)에서 촬영된 스트림 영상의 픽셀 변화값을 추정하여 비정상 작동 여부를 판단할 수 있다.
더불어, 센터 운영부(400)는 자가 진단부(300)와 TCP-IP 및 RS-232 통신을 사용하며, 촬상부(100) 및 영상 처리부(200) 모듈간 통신상태를 주기적으로 체크하며, 이상 작동시 Hang-up 판단후 시스템이 정상 운영되도록 처리할 수 있다. 또한, 현장에 설치된 촬상부(100) 및 영상 처리부(200)의 정상 운영을 위한 제어 함체(10) 내부의 환경 모니터링 기능을 통하여, 온도, 습도, GPS좌표, 도어 개폐여부, 센서 인풋, 릴레이 출력 등 다양한 환경상태를 자가 진단부(300)와 통신하여 모니터링이 가능하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 영상처리 동작, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 전원 및 통신을 제어함으로써, 시스템의 안정성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 촬상부 110: 제1 촬상부
111: 고정 카메라 112: 렌즈 제어부
120: 제2 촬상부 121: 회전 카메라
122: 렌즈 제어부 123: 위치추척 모듈
130: 적외선 조명모듈 200: 영상 처리부
210: 좌표 산출부 220: 이미지 변환부
230: 문자 인식부 300: 자가 진단부
NET: 통신망 400: 센터 운영부
410: 운영 서버 420: DB 서버
430: 장애관리 서버 440: GIS 서버
450: 환경통신 모듈 460: 운영 소프트웨어

Claims (10)

  1. 감시영역을 실시간 촬영하여 촬상 데이터를 전송하는 촬상부;
    상기 촬상 데이터를 분석하여 차량의 번호판 영역을 구분하고 입체화하며, 상기 번호판 영역을 평면화 및 확대 변환하여 차량번호를 인식하는 영상 처리부;
    상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 영상처리 프로세스, 전원 및 통신상태를 모니터링하고, 비정상 여부에 따라 상기 촬상부 및 상기 영상 처리부의 전원 및 통신을 제어하는 자가 진단부; 및
    상기 영상 처리부와 통신망을 통해 접속되어, 상기 인식된 차량번호에 대한 차량인식 데이터를 제공받아 저장 및 가공하며 원격제어를 수행하는 센터 운영부를 포함하되,
    상기 촬상부는,
    고정된 위치에서 제1 촬상 데이터를 제공하는 제1 촬상부; 및
    이동 또는 회전 가능하게 설치되며, 상기 제1 촬상부와 상이한 위치 또는 상이한 각도에서 연속 촬영된 다수의 제2 촬상 데이터를 제공하는 제2 촬상부를 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    상기 제1 및 제2 촬상 데이터의 파라미터값을 분석하여 상기 촬상부에 대응되는 바닥면의 일 지점을 기준으로 입체공간 상에서의 번호판 위치와 문자영역의 절대좌표를 산출하는 좌표 산출부;
    상기 산출된 절대좌표가 각각 x,y,z축으로부터 기울어진 각도를 계산하고, 상기 계산된 각도만큼 회전시켜 수직 및 수평 변환 처리하는 이미지 변환부; 및
    상기 수직 및 수평 변환 처리된 변환 이미지로부터 문자의 종류와 색상을 결정하며 각 문자에 대응되는 특징 패턴을 추출하여 차량번호를 인식하고, 동일한 객체에 대한 상기 제1 및 제2 촬상 데이터로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하는지 여부를 판단하는 문자 인식부를 포함하며,
    상기 영상처리부는 상기 변환 이미지로부터 인식된 차량번호가 서로 일치하지 않는 경우 상기 촬상부에 추적 중인 상기 객체의 재촬영을 요청하고, 서로 일치하는 경우 상기 촬상부에 촬영 객체의 촬영을 종료하도록 요청하며,
    상기 촬상부는 상기 영상 처리부의 요청에 따라 추적 중인 상기 객체를 재촬영하거나 위치추적을 종료하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상부는,
    상기 제2 촬상부에 의해 촬영된 객체를 위치이동에 따라 추적하도록 상기 제2 촬상부를 제어하는 위치 추적모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센터 운영부는,
    상기 차량번호를 데이터베이스에서 조회하여 유효성 검증을 수행하고 상기 영상 처리부에 검증 결과를 통보하고,
    상기 영상 처리부는 상기 검증 결과에 따라 상기 촬상부에 재촬영 또는 촬영 종료를 요청함을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터값은 각 화소의 RGB값, 휘도, 감마 및 촬영 노출시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 촬상 데이터로부터 차량 윤곽, 배경 이미지 및 촬영 시간차를 분석하여 차량의 속도산출, 차종분류, 차선위반 여부 및 차량진행방향을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상부는
    야간시 상기 감시영역에 적외선 광을 조사하기 위한 적외선 조명모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 자가 진단부는,
    상기 촬상부 및 상기 영상 처리부에 인가되는 전압값, 네트워크 트래픽, 및 상기 촬상 데이터의 픽셀 변화값을 체크하여 상기 비정상 여부를 판단함을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량인식 데이터는 차량번호 정보, 차종 정보, 차량속도 정보, 차선위반 정보, 차량진행방향 정보 및 차량통과시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 센터 운영부는,
    상기 촬상 데이터의 동영상 스트림을 상대적으로 저용량의 데이터로 압축하여 저장하는 것을 특징으로 하는 차량번호인식 시스템.

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