KR101508254B1 - 두 개의 촬영장치를 이용하여 구현한 차량용 블랙박스 및 무왜곡 영상을 제공하기 위한 유효화소 추출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부, 상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부를 포함하는 차량용 블랙박스를 제공한다.
본 발명은 두 개의 적당한 초점거리와 표준 화각을 갖는 촬영장치의 출력을 수평방향으로 광각인 하나의 촬영장치의 출력으로 인식될 수 있도록 함으로써, 어안렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있다. 각 촬영장치로부터의 영상은 광각렌즈보다 초점거리가 긴 표준 화각의 렌즈로 촬영된 영상이므로 광각의 렌즈 하나를 사용하는 경우보다 주변부 해상도도 왜곡 없이 유지되며, 상대적으로 긴 초점렌즈 때문에 실제 광각렌즈를 사용하는 경우보다 영상의 크기가 확대된 효과를 얻을 수 있다. 또한, 어안렌즈와 같은 광각렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있으며, CPU와 같은 프로세서의 처리부담도 감소시키는 효과를 갖는다.
본 발명은 두 개의 적당한 초점거리와 표준 화각을 갖는 촬영장치의 출력을 수평방향으로 광각인 하나의 촬영장치의 출력으로 인식될 수 있도록 함으로써, 어안렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있다. 각 촬영장치로부터의 영상은 광각렌즈보다 초점거리가 긴 표준 화각의 렌즈로 촬영된 영상이므로 광각의 렌즈 하나를 사용하는 경우보다 주변부 해상도도 왜곡 없이 유지되며, 상대적으로 긴 초점렌즈 때문에 실제 광각렌즈를 사용하는 경우보다 영상의 크기가 확대된 효과를 얻을 수 있다. 또한, 어안렌즈와 같은 광각렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있으며, CPU와 같은 프로세서의 처리부담도 감소시키는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 두 개의 촬영장치를 이용하여 구현한 차량용 블랙박스 및 무왜곡 영상을 제공하기 위한 유효화소 추출 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 일반적인 화각을 갖는 렌즈와 센서로 구성된 두 개의 촬영장치를 지향각도를 달리하고 각 촬영장치로부터 촬영된 독립적인 영상을 중첩하고 겹치는 부분의 영상을 제거하여 각 촬영영상의 화질과 해상도의 손실 없는 광각의 촬영영상을 녹화할 수 있는 차량용 블랙박스와, 이러한 무왜곡 영상을 제공하기 위해 이용되는 유효화소 영역 파라미터를 검출하기 위한 유효화소 추출방법에 관한 것이다.
블랙박스는 원래 항공기의 사고원인을 규명하기 위해 항공기에 탑재해 온 장비이나, 최근에는 디지털 기기의 기술 향상과 보급 확산에 힘입어 차량의 사고 상황을 정확하게 규명하기 위한 차량용 블랙박스의 장착이 계속해서 증가하고 있다.
차량용 블랙박스의 경우, 사고나 돌발 상황에서 정확한 상황의 분석을 위해서는 전방의 영상뿐 아니라 전방 주변의 영상에 대한 정보도 필요하므로 광각의 렌즈를 이용하거나 여러 대의 촬영장치를 이용해야 한다. 일반적으로, 전방 녹화를 위한 차량용 블랙박스의 경우, 전방 상황에 대한 감시를 위해서는 수평 120도 이상의 광각의 녹화 영상이 요구된다.
수평 광각을 확보하기 위해서는 짧은 초점거리의 촬영장치를 이용해야 하나, 이 경우 실제 촬영 객체의 영상보다 원거리에 있는 것처럼 줌-아웃(zoom-out)되는 현상이 나타나고, 원거리 영상의 해상도가 떨어지며 측면부의 영상에 왜곡이 많이 발생하게 된다. 또한, 하나의 초광각 어안렌즈를 사용하는 경우, 주변부 영상이 왜곡되어 촬영영상의 주변부인 측면 영상 정보의 손실이 발생하며, 렌즈 왜곡 보상(Lens Distortion Correction)과 같은 영상 처리(image processing)를 통해 왜곡 보상을 한다 하더라도 주변부 화질의 열화가 발생할 수 밖에 없다. 긴 초점거리의 촬영장치를 이용하는 경우는 원거리 영상의 식별력이 좋아지고, 화면의 왜곡은 줄어들지만 화각이 좁아지게 되어 좌/우 측면부 영상정보를 취득할 수 없다.
광각 확보를 위한 다른 방법으로 두 개의 카메라로부터 영상을 입력받아 이를 먹스(Mux)하고 프로세서에서 다시 디먹스(Demux)하여 분리된 영상을 각각 영상 처리하여 하나의 영상으로 합성하고 인코딩하는 경우, 프로세서의 부하가 심하며 영상 처리 중에 화질의 열화가 발생하게 된다. 두 개의 독립 영상을 하나의 영상으로 합성하고 왜곡된 경계선 보정을 위해서는 왜곡 보정 및 영상 처리가 복잡하므로 CPU(중앙처리장치)와 같은 프로세서의 오버헤드(overhead)가 늘어나 화질 열화의 원인이 된다.
광각 확보와 관련된 종래기술로서, 아래 선행기술문헌에서 제시한 특허문헌1은 영상 화각을 넓게 확보하기 위해 본체에 설치되는 다수의 렌즈와, 상기 다수의 렌즈를 경유하여 조사된 광량과 물체로부터 수신되는 광량을 수신하여 상기 주행 도로 정보를 획득하는 영상 처리부와, 상기 영상 처리부에서 획득된 주행 도로 정보를 저장하는 메모리부를 포함하는 블랙박스 카메라 장치를 개시하고 있다. 이러한 장치는 주행 방향과 동일한 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되는 각 렌즈의 영상 화각으로 주행 도로를 촬영하고 촬영된 영상을 하나의 영상으로 획득함에 따라 도로의 영상을 보다 넓고 선명하게 인식할 수 있고, 그에 따라 순간적으로 발생하는 교통 사고 시 원인 규명 및 도주 차량에 대한 차량 번호 인식 등을 정확하게 판독할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 특허문헌1과 같이 다수의 렌즈를 이용하는 경우는 위에서 설명한 바와 같이 영상 처리를 통해 복잡한 과정을 거쳐야 하는 단점을 극복할 수 없다. 예를 들어, 동일한 방향을 지향하고 이격 거리를 갖는 전방향으로 평행하게 정렬된 두 개의 촬영장치를 이용하는 경우, 일반적으로 각각의 센서 입력을 LDC(Lens Distortion Correction, 렌즈 왜곡 보상) 기능을 사용하여 평탄화하고 두 개의 영상을 비교하여 광학 초점이 정렬될 수 있도록 다시 보정을 하고 연결부위의 영상을 오버랩(overlap)하고 이를 다시 영상 처리 기법으로 보정하고 합성하는 과정을 거치게 되므로, 두 개의 촬영 영상을 머지(merge)한 이후에 복잡한 영상 처리 과정을 거치지 않을 수 없다.
이러한 종래기술에 비해 본 발명에서는 미리 설정된 광각의 화각을 갖는 특정 해상도의 영상을 확보하기 위하여, 제조시에 기구적으로 소정 간격 이격되고 특정 지향 각도를 갖도록 구성된 두 개의 촬영장치를 포함하는 차량용 블랙박스에서, 두 개의 촬영장치에서 각각 촬영된 영상 데이터를 연속적으로 연결되는 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 하나의 비디오 버퍼 메모리에 출력하여 저장함으로써, 두 개의 영상 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않으므로 종래기술의 문제점을 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 촬영영상의 왜곡이 인간의 시각에서 거의 없다고 인지되는 일반적인 화각(예를 들어, 70도 내외)을 갖는 두 개의 촬영장치의 출력을 하나의 출력으로 조합하여 무왜곡 초광각 영상을 확보하고자 하는 것이다. 즉, 두 개의 적당한 초점거리와 표준 화각을 갖는 촬영장치의 출력을 조합하고 보정하여 수평방향으로 광각인 하나의 촬영장치의 출력으로 인식될 수 있도록 하여 실제 영상과 비슷한 원근감과 측면 왜곡이 없는 자연스러운 영상을 확보하고자 하는 것이다. 정해진 스펙(specification)의 해상도를 확보하고, 화질의 열화를 방지하기 위하여 동일 수평축상에 다른 방향을 지향하는 두 개의 촬영장치로부터 상대적으로 협각인 영상을 입력 받아 이를 하나의 센서 입력처럼 인식하여 하나의 영상을 구현하고자 하는 것이다.
또한, 생산 공정상에서 두 개의 촬영장치의 기하학적인 특성과 광학적 특성을 선 보정하고 유효화소를 각각 추출하도록 하면 CPU(중앙처리장치)와 같은 프로세서는 좌/우 유효화소가 저장된 하나의 비디오 버퍼 메모리로부터 하나의 센서 입력을 받는 것이 가능하므로 이를 인코딩하여 저장함으로써, 영상 처리와 관련된 프로세서의 부하를 감소시키고자 하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부, 상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 제1 카메라 모듈은 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하고, 상기 제2 카메라 모듈은 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하고, 상기 영상 수신부는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 더 포함하며, 상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되는 차량용 블랙박스를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부, 상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 제1 카메라 모듈은 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하고, 상기 제2 카메라 모듈은 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하고, 상기 영상 수신부는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 더 포함하며, 상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되는 영상 기록 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하는 제1 카메라 모듈, 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하는 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부, 상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부를 포함하며, 상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되고, 상기 유효화소 영역 파라미터는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 좌표 파라미터로서, 상기 영상 수신부는 상기 좌표 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 영상 데이터를 상기 비디오 버퍼 메모리에 연속적으로 연결되는 좌측 및 우측의 화소 데이터로 저장하는 영상 기록 장치의 상기 유효화소 영역 파라미터를 검출하여 저장하기 위한 유효화소 추출 방법에 있어서, 상기 유효화소 추출 방법은 제조 스펙(specification)에 따라 상기 영상 기록 장치에서 구현할 전체 영상의 수평 및 수직 해상도와 화각이 설정되면, 설정된 상기 해상도와 화각의 50퍼센트 이상 왜곡이 없는 해상도와 화각을 갖는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈을 각각 특정 지향 각도를 갖도록 상기 기구 모듈에 설치하고 정렬하는 제1단계, 상기 제1단계에서 설정된 수평 해상도에 따라 상기 전체 영상에서 사용될 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 범위를 설정하고, 테스트 대상물을 촬영하여 상기 제1 및 제2 센서 출력의 합성시 중첩되어 사용되지 않는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 좌/우 비사용 화소를 검출하는 제3단계, 테스트 대상물을 촬영한 상기 제1 및 제2 카메라 모듈의 상기 제1 및 제2 센서 출력으로부터 상기 설정한 유효화소 범위가 연속적으로 연결되도록 하는 각 센서의 광학축을 검출하여 상기 제1 및 제2 센서 각각의 유효화소 영역 중심으로 정렬하는 제4단계, 상기 제1단계에서 설정된 수직 해상도에 따라 상기 제1 및 제2 센서 각각의 상/하 비사용 화소를 검출하는 제4단계, 상기 제2단계 및 상기 제4단계에서 검출한 좌/우/상/하 비사용 화소를 배제한 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역을 검출하여 확정하고, 이에 대한 좌표 파라미터를 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 상기 유효화소 영역 파라미터로 저장하는 제5단계를 포함하는 유효화소 추출 방법을 제공한다.
본 발명은 두 개의 적당한 초점거리와 표준 화각을 갖는 촬영장치의 출력을 수평방향으로 광각인 하나의 촬영장치의 출력으로 인식될 수 있도록 함으로써, 어안렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있다. 각 촬영장치로부터의 영상은 광각렌즈보다 초점거리가 긴 표준 화각의 렌즈로 촬영된 영상이므로 광각의 렌즈 하나를 사용하는 경우보다 주변부 해상도도 왜곡 없이 유지되며, 상대적으로 긴 초점렌즈 때문에 실제 광각렌즈를 사용하는 경우보다 영상의 크기가 확대된 효과를 얻을 수 있다. 또한, 어안렌즈와 같은 광각렌즈의 영상을 보정하는 것보다 양질의 화질을 확보할 수 있으며, CPU와 같은 프로세서의 처리부담도 감소시키는 효과를 갖는다.
본 발명은 생산 공정상에서 두 개의 촬영장치의 유효 촬영영역을 미리 설정함으로써 프로세서의 영상 처리 부담을 감소시키는 효과를 갖는다. 생산 단계에서 두 개의 촬영장치의 영상이 겹치는 부분을 상세히 캘리브레이션(calibration)함으로써 각 촬영장치의 화질 및 해상도를 손실없이 처리할 수 있으며, 추가적인 영상 처리를 하지 않아도 정해진 스펙의 화질 및 해상도의 영상을 확보하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 전체적으로 하나의 촬영장치가 갖는 화각 및 해상도보다 2배 가까운 광각의 화각과 고해상도의 영상을 확보하는 효과를 갖는다. 즉, HD(High Definition)급의 해상도를 갖는 두 개의 촬영장치를 사용하는 경우, 광축 정렬(align) 등으로 일부 화소 제거를 통해 합성하면 화질의 열화 없이 Full-HD급의 고해상도 영상을 하나의 촬영장치가 갖는 화각의 2배 가까운 초광각의 영상으로 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전방 측면부의 영상을 왜곡 없이 확보하는 효과를 가지며, 두 개의 촬영장치와 하나의 프로세서를 이용하여 하나의 센서를 갖는 영상 기록 장치로 활용 가능하므로, 화질이나 해상도의 열화 없이 고해상도의 광각 영상을 녹화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스의 블록도.
도 2는 도 1의 영상 수신부의 상세 구성요소를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 블랙박스의 블록도.
도 4는 본 발명의 유효화소 추출 방법의 순서도
도 5는 도 4의 S4 단계를 세분화한 순서도.
도 6은 본 발명의 카메라 모듈 배치와 정렬을 설명하기 위한 도면.
도 7은 두 개의 촬영영상과 최종 합성영상의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 8은 각 카메라 모듈의 유효화소 범위 설정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 좌/우 촬영영상의 중첩 부분을 설명하기 위한 도면.
도 10은 비디오 버퍼 메모리에 저장되는 좌측 및 우측 화소를 설명하기 위한 도면.
도 11은 촬영영상과 비디오 버퍼 메모리의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 영상 수신부의 상세 구성요소를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 블랙박스의 블록도.
도 4는 본 발명의 유효화소 추출 방법의 순서도
도 5는 도 4의 S4 단계를 세분화한 순서도.
도 6은 본 발명의 카메라 모듈 배치와 정렬을 설명하기 위한 도면.
도 7은 두 개의 촬영영상과 최종 합성영상의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 8은 각 카메라 모듈의 유효화소 범위 설정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 좌/우 촬영영상의 중첩 부분을 설명하기 위한 도면.
도 10은 비디오 버퍼 메모리에 저장되는 좌측 및 우측 화소를 설명하기 위한 도면.
도 11은 촬영영상과 비디오 버퍼 메모리의 관계를 설명하기 위한 도면.
광각 영상의 확보를 위해서는 광각의 어안렌즈를 이용할 수도 있으나, 수평축상에 다른 방향으로 지향하는 두 개의 촬영장치로부터 출력되는 영상을 조합하면 화각이 넓어지는 효과를 갖는 광각 영상을 확보할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스의 블록도이고, 도 2는 도 1의 영상 수신부의 상세 구성요소를 설명하기 위한 블록도이다. 도 1과 도 2를 참고하면, 본 발명의 차량용 블랙박스는 제1 카메라 모듈(200), 제2 카메라 모듈(230), 비디오 버퍼 메모리(270)를 포함하고, 제1 및 제2 카메라 모듈(200, 230)에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 비디오 버퍼 메모리(270)에 임시 저장하는 영상 수신부(100), 영상 수신부(100)에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부(110), 제어부(110)의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부(120)를 포함함다. 저장부(120)는 데이터를 저장하기 위해 차량용 블랙박스에 내장 또는 외장 가능한 저장매체가 이용된다. 이러한 저장매체의 예로는 SD 카드(Secure Digital Card), 마이크로 SD 카드(Micro Secure Digital Card), 플래시 메모리(Flash Memory), SSD(Solid State Drive), HDD(Hard Disc Drive), USB 메모리(Universal Serial Bus) 등을 들 수 있으며, 그 외에도 차량용 블랙박스에 접속이 가능한 다양한 종류의 디지털 저장매체가 이용 가능하다.
제1 카메라 모듈(200)은 제1 렌즈(210)와 제1 센서(220)를 포함하고, 제2 카메라 모듈(230)은 제2 렌즈(240)와 제2 센서(250)를 포함하고, 영상 수신부(100)는 제1 및 제2 카메라 모듈(200, 230)이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈(260)을 더 포함하며, 기구 모듈(260)에서 제1 및 제2 카메라 모듈(200, 230)은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 제1 센서(220) 및 제2 센서(250)에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 비디오 버퍼 메모리(270)에 저장되도록 각각의 광축이 정렬된다. 상기 유효화소 영역 파라미터는 상기 차량용 블랙박스의 제조시 검출되어 저장되는 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 유효화소 영역에 대한 좌표 파라미터이며, 영상 수신부(100)는 상기 좌표 파라미터를 이용하여 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 유효화소 영역에 대한 영상 데이터를 비디오 버퍼 메모리(270)에 연속적으로 연결되는 좌측 및 우측의 화소 데이터로 저장하게 된다. 상기 유효화소 영역 파라미터의 검출 및 저장은 추후에 유효화소 추출 방법에서 설명한다. 상기 광축의 정렬이나 상기 유효화소 영역 파라미터의 검출은 차량용 블랙박스의 제조시나 제조 후 동작 기동시에 모두 가능하나, CPU와 같은 프로세서를 포함하는 제어부의 부하를 고려하면, 제조시에 수행되는 것이 유리할 것으로 판단된다.
본 발명의 과제는 촬영영상의 왜곡이 인간의 시각에서 거의 없다고 인지되는 일반적인 화각을 갖는 두 개의 촬영장치의 출력을 하나의 출력으로 조합하여 무왜곡 초광각 영상을 확보하고자 하는 것이므로, 각각 70도 내지 90도의 화각을 갖는 제1 카메라 모듈(200)과 제2 카메라 모듈(230)이 선택되어 이용될 수 있다.
본 발명의 제어부(110)는 영상 수신부(100)에서 제공되는 영상 데이터의 영상 처리를 수행하는 영상처리부를 더 포함하고, 상기 영상 처리부는 영상 데이터를 인코딩하는 인코딩 블록을 포함하며, 상기 차량용 블랙박스는 영상 데이터를 외부의 디스플레이 장치에 출력하는 데이터 출력부(130)를 더 포함하고, 영상 수신부(100)에서 촬영되는 영상 데이터는 정지된 영상 및/또는 동영상을 포함한다.
본 발명의 차량용 블랙박스는 차량의 내외부 음성을 녹음하는 음성 수신부(140)를 더 포함하고, 도 3에서 보인 바와 같이 상기 차량용 블랙박스를 차량 내부에 부착하기 위한 부착부(350)를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 차량용 블랙박스 외에 다른 용도의 영상 기록 장치에도 적용이 가능하다. 이러한 영상 기록 장치는, 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부, 상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부를 포함한다.
도 4는 본 발명의 유효화소 추출 방법의 순서도이며, 도 5는 도 4의 S4 단계를 세분화한 순서도이다. 도 4와 도 5를 참고하여 위에서 언급한 유효화소 영역 파라미터를 검출하여 저장하기 위한 유효화소 추출 방법을 설명하면 다음과 같다.
유효화소 추출 방법의 제1단계는 제조 스펙(specification)에 따라 상기 차량용 블랙박스에서 구현할 전체 영상의 수평 및 수직 해상도와 화각이 설정되면, 설정된 상기 해상도와 화각의 50퍼센트 이상 왜곡이 없는 해상도와 화각을 갖는 제1 및 제2 카메라 모듈(200, 230)을 각각 특정 지향 각도를 갖도록 기구 모듈(260)에 설치하고 정렬하는 단계(도 4의 S1, S2)를 포함한다. 도 6을 참고하면 본 발명에 다른 카메라 모듈의 배치와 정렬 구조를 알 수 있으며, 도 7로부터 두 개의 촬영영상과 최종 합성영상의 관계를 알 수 있다. 예를 들어, 최종 출력되는 영상의 해상도가 1920 X 1080이라 하면, 좌/우 두개의 카메라 모듈의 센서는 최소한 가로 방향으로 1920/2 = 960 이상, 세로 방향으로 1080 이상의 촬영화소를 갖는 센서를 선택해야 한다. 도 7에서는 1600 X 1200의 해상도를 갖는 두 개의 카메라 모듈을 이용하여 최종으로 1920 X 1080의 해상도를 갖는 영상을 출력하는 것을 도시하고 있다.
제2단계는 상기 제1단계에서 설정된 수평 해상도에 따라 상기 전체 영상에서 사용될 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 유효화소 범위를 설정하고, 테스트 대상물을 촬영하여 제1 및 제2 센서(220, 250) 출력의 합성시 중첩되어 사용되지 않는 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 좌/우 비사용 화소를 검출하는 단계(도 4의 S3, S4)를 포함한다. 도 8에 보인 바와 같이 제1 및 제2 센서(220, 250) 각각의 유효화소 범위를 설정하고, 도 9와 도 10에 보인 바와 같이 중첩된 부분을 검출하여 비디오 버퍼 메모리 저장시 배제하게 된다. 각 센서의 좌/우 비사용 화소의 검출은 제1 센서(220) 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 좌측의 화소부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 제2 센서(250) 출력과 중첩되는 우측의 화소 부분을 제1 센서(220)의 좌/우 비사용 화소로 검출하는 단계(도 5의 S41)를 포함한다. 또한, 제2 센서(250) 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 제1 센서(220) 출력과 중첩되는 좌측의 화소 부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 우측의 화소부분을 제2 센서(250)의 좌/우 비사용 화소로 검출하는 단계(도 5의 S42)를 포함한다.
제3단계는 테스트 대상물을 촬영한 제1 및 제2 카메라 모듈(200, 230)의 제1 및 제2 센서(220, 250) 출력으로부터 상기 설정한 유효화소 범위가 연속적으로 연결되도록 하는 각 센서의 광학축을 검출하여 제1 및 제2 센서(220, 250) 각각의 유효화소 영역 중심으로 정렬하는 단계(도 4의 S5)를 포함한다. 도 10에서 보인 바와 같이 제1 센서(220)와 제2 센서(250)의 유효화소 부분이 연속적으로 자연스럽게 연결되는 각 센서의 광축을 검출하여 정렬을 하게 된다.
제4 단계는 상기 제1단계에서 설정된 수직 해상도에 따라 제1 및 제2 센서(220, 250) 각각의 상/하 비사용 화소를 검출하는 제4단계(도 4의 S6)를포함한다.
제5단계는 상기 제2단계 및 상기 제4단계에서 검출한 좌/우/상/하 비사용 화소를 배제한 제1 센서(220) 및 제2 센서(220) 각각의 유효화소 영역을 검출하여 확정하고, 이에 대한 좌표 파라미터를 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 상기 유효화소 영역 파라미터로 저장하는 단계(도 4의 S7)를 포함한다. 이러한 과정으로 검출되어 저장된 좌표 파라미터인 유효화소 영역 파라미터를 이용함으로써, 도 10과 도 11에서 보인 바와 같이 제1 센서(220) 및 제2 센서(250) 각각의 유효화소 영역에 대한 영상 데이터를 비디오 버퍼 메모리(270)에 연속적으로 연결되는 좌측 및 우측의 화소 데이터로 저장하게 된다. 따라서, CPU와 같은 프로세서를 포함하는 제어부(110, 310)에서는 설정된 유효화소가 기록된 비디오 버퍼 메모리(270)의 출력을 단지 인코딩하는 역할만 수행하고 왜곡 보상 같은 부가적인 영상 처리를 수행하지 않아도 되므로 프로세서의 부하가 현저히 감소된다.
지금까지 설명한 과정을 간단한 예를 들어 요약하면 다음과 같다.
1920 X 1080의 Full-HD 해상도와 120도의 화각을 갖는 통합 영상의 확보를 위해서, 1600 X 1200 해상도와 70도 내외의 화각을 갖는 인간 시야각 상 왜곡이 적은 두 개의 카메라 모듈을 좌/우측으로 각각 지향 각도를 갖도록 기구적으로 설치하고, 테스트 대상물을 촬영한다. 이 촬영영상에서 두 카메라 모듈의 이격으로 인하여 발생하는 약 10도 정도의 겹치는 영상 부분을 확인하고 각 센서로부터 겹치는 부분의 영상인 비사용 화소부분을 각각 검출하여 배제하고, 좌측 센서의 좌측, 우측 센서의 우측에 있는 여분의 비사용 화소 부분을 배제하고, 두 개의 센서의 광축을 정렬하여 각 센서 유효화소의 중심을 설정하고, 전체 1920 X 1080의 유효화소를 벗어나는 상하 화소를 배제하여 좌/우 센서로부터 960 X 1080 의 해상도(전체 해상도의 50%)를 갖는 유효화소만을 비디어 버퍼 메모리로 출력하여 100% 인 1920 X 1080 유효화소 영상을 출력한다. 프로세서는 이를 하나의 1920 X 1080 유효화소 영상으로 인식하고 단순히 인코딩하여 저장장치에 저장한다.
100, 300: 영상 수신부
110, 310: 제어부
120, 320: 저장부
130, 330: 데이터 출력부
140, 340: 음성 수신부
200: 카메라 모듈 1
210: 제1 렌즈
220: 제1 센서
230: 카메라 모듈 2
240: 제2 렌즈
250: 제2 센서
260: 기구 모듈
270: 비디오 버퍼 메모리
350: 부착부
110, 310: 제어부
120, 320: 저장부
130, 330: 데이터 출력부
140, 340: 음성 수신부
200: 카메라 모듈 1
210: 제1 렌즈
220: 제1 센서
230: 카메라 모듈 2
240: 제2 렌즈
250: 제2 센서
260: 기구 모듈
270: 비디오 버퍼 메모리
350: 부착부
Claims (11)
- 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고,
상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부;
상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부;
를 포함하고,
상기 제1 카메라 모듈은 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하고,
상기 제2 카메라 모듈은 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하고,
상기 영상 수신부는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 더 포함하며,
상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되는 차량용 블랙박스. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유효화소 영역 파라미터는 상기 차량용 블랙박스의 제조시 검출되어 저장되는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 좌표 파라미터이며,
상기 영상 수신부는 상기 좌표 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 영상 데이터를 상기 비디오 버퍼 메모리에 연속적으로 연결되는 좌측 및 우측의 화소 데이터로 저장하는 차량용 블랙박스. - 제3항에 있어서,
상기 유효화소 영역 파라미터의 검출 및 저장은,
제조시 스펙(specification)에 따라 상기 차량용 블랙박스에서 구현할 전체 영상의 수평 및 수직 해상도와 화각이 설정되면, 설정된 상기 해상도와 화각의 50퍼센트 이상 왜곡이 없는 해상도와 화각을 갖는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈을 각각 특정 지향 각도를 갖도록 상기 기구 모듈에 설치하고 정렬하며;
상기 설정된 수평 해상도에 따라 상기 전체 영상에서 사용될 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 범위를 설정하고, 테스트 대상물을 촬영하여 상기 제1 및 제2 센서 출력의 합성시 중첩되어 사용되지 않는 상기 제1 센서및 상기 제2 센서 각각의 좌/우 비사용 화소를 검출하며;
테스트 대상물을 촬영한 상기 제1 및 제2 카메라 모듈의 상기 제1 및 제2 센서 출력으로부터 상기 설정한 유효화소 범위가 연속적으로 연결되도록 하는 각 센서의 광학축을 검출하여 상기 제1 및 제2 센서 각각의 유효화소 영역 중심으로 정렬하고;
상기 설정된 수직 해상도에 따라 상기 제1 및 제2 센서 각각의 상/하 비사용 화소를 검출하고;
상기 검출한 좌/우/상/하 비사용 화소를 배제한 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역을 검출하여 확정하고, 이에 대한 좌표 파라미터를 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 상기 유효화소 영역 파라미터로 저장함으로써 이루어지는 차량용 블랙박스. - 제4항에 있어서,
상기 좌/우 비사용 화소의 검출은
상기 제1 센서 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 좌측의 화소부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 상기 제2 센서 출력과 중첩되는 우측의 화소 부분을 상기 제1 센서의 좌/우 비사용 화소로 검출하고,
상기 제2 센서 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 상기 제1 센서 출력과 중첩되는 좌측의 화소 부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 우측의 화소부분을 상기 제2 센서의 좌/우 비사용 화소로 검출하여 이루어지는 차량용 블랙박스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈은 각각 70도 내지 90도의 화각을 갖는 차량용 블랙박스. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 영상 수신부에서 제공되는 영상 데이터의 영상 처리를 수행하는 영상처리부를 더 포함하고, 상기 영상 처리부는 영상 데이터를 인코딩하는 인코딩 블록을 포함하며,
상기 차량용 블랙박스는 영상 데이터를 외부의 디스플레이 장치에 출력하는 데이터 출력부를 더 포함하는 차량용 블랙박스. - 제1항에 있어서,
상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터는 정지된 영상 및/또는 동영상을 포함하며,
차량의 내외부 음성을 녹음하는 음성 수신부;
상기 차량용 블랙박스를 차량 내부에 부착하기 위한 부착부;
를 더 포함하는 차량용 블랙박스. - 제1 카메라 모듈, 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부;
상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부;
를 포함하고,
상기 제1 카메라 모듈은 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하고,
상기 제2 카메라 모듈은 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하고,
상기 영상 수신부는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 더 포함하며,
상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되는 영상 기록 장치. - 제1 렌즈와 제1 센서를 포함하는 제1 카메라 모듈, 제2 렌즈와 제2 센서를 포함하는 제2 카메라 모듈, 비디오 버퍼 메모리, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈이 소정 간격 이격되어 설치되는 기구 모듈을 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈에서 각각 촬영된 영상 데이터를, 합성을 위해 추가적인 영상 처리가 필요하지 않은 하나의 카메라 모듈에서 촬영된 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 임시 저장하는 영상 수신부;
상기 영상 수신부에서 촬영되는 영상 데이터의 처리를 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의해 영상 데이터를 저장하는 저장부;
를 포함하며,
상기 기구 모듈에서 상기 제1 및 제2 카메라 모듈은, 유효화소 영역 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 출력되는 각각의 영상 데이터가 연속적으로 연결되어 하나의 센서에서 출력되는 영상 데이터처럼 상기 비디오 버퍼 메모리에 저장되도록 각각의 광축이 정렬되고,
상기 유효화소 영역 파라미터는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 좌표 파라미터로서, 상기 영상 수신부는 상기 좌표 파라미터를 이용하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역에 대한 영상 데이터를 상기 비디오 버퍼 메모리에 연속적으로 연결되는 좌측 및 우측의 화소 데이터로 저장하는 영상 기록 장치의 상기 유효화소 영역 파라미터를 검출하여 저장하기 위한 유효화소 추출 방법에 있어서,
상기 유효화소 추출 방법은
제조 스펙(specification)에 따라 상기 영상 기록 장치에서 구현할 전체 영상의 수평 및 수직 해상도와 화각이 설정되면, 설정된 상기 해상도와 화각의 50퍼센트 이상 왜곡이 없는 해상도와 화각을 갖는 상기 제1 및 제2 카메라 모듈을 각각 특정 지향 각도를 갖도록 상기 기구 모듈에 설치하고 정렬하는 제1단계;
상기 제1단계에서 설정된 수평 해상도에 따라 상기 전체 영상에서 사용될 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 범위를 설정하고, 테스트 대상물을 촬영하여 상기 제1 및 제2 센서 출력의 합성시 중첩되어 사용되지 않는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 좌/우 비사용 화소를 검출하는 제2단계;
테스트 대상물을 촬영한 상기 제1 및 제2 카메라 모듈의 상기 제1 및 제2 센서 출력으로부터 상기 설정한 유효화소 범위가 연속적으로 연결되도록 하는 각 센서의 광학축을 검출하여 상기 제1 및 제2 센서 각각의 유효화소 영역 중심으로 정렬하는 제3단계;
상기 제1단계에서 설정된 수직 해상도에 따라 상기 제1 및 제2 센서 각각의 상/하 비사용 화소를 검출하는 제4단계;
상기 제2단계 및 상기 제4단계에서 검출한 좌/우/상/하 비사용 화소를 배제한 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 유효화소 영역을 검출하여 확정하고, 이에 대한 좌표 파라미터를 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각의 상기 유효화소 영역 파라미터로 저장하는 제5단계;
을 포함하는 유효화소 추출 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제2단계는
상기 제1 센서 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 좌측의 화소부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 상기 제2 센서 출력과 중첩되는 우측의 화소 부분을 상기 제1 센서의 좌/우 비사용 화소로 검출하는 제21단계;
상기 제2 센서 출력에서 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어나 상기 제1 센서 출력과 중첩되는 좌측의 화소 부분과, 상기 설정한 유효화소 범위를 벗어난 우측의 화소부분을 상기 제2 센서의 좌/우 비사용 화소로 검출하는 제22단계;
를 포함하는 유효화소 추출 방법.
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