KR101630281B1 - 영상 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 처리 장치에 관한 것으로, 영상으로부터 움직임을 검출하는 움직임 검출부와, 검출 결과로부터 물체를 검출하는 물체 검출부와, 영상 내의 위치에 따라서 미리 설정된 파라미터에 의하여 크기가 조절되는 적어도 하나의 기준 윤곽을 생성하는 윤곽 생성부와, 검출한 물체들 중 기준 윤곽과 크기가 일치하는 물체의 수를 계산하는 계산부를 포함하며, 파라미터는 사용자의 설정에 의하여 가변하는 적어도 하나 이상의 상황 파라미터에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치를 제공한다.

Description

영상 처리 장치{Image processing apparatus}

본 발명은 영상 처리 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 방범, 보안 등 다양한 목적으로 건물 내부나 외부, 길거리 등에 감시 카메라를 설치하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 감시 카메라는 유선 또는 무선으로 네트워크를 통하여 메인 서버에 연결될 수 있으며, 메인 서버에서는 연결된 복수의 감시 카메라를 동시에 제어할 수도 있다.

감시 카메라 또는 메인 서버와 같은 영상 처리 장치는 영상을 촬영 및 저장할 수 있으며, 사건이 발생한 경우 촬영한 영상을 모니터 등으로 확인하여 사건을 해결할 수 있다.

본 발명의 실시 예들이 해결하고자 하는 과제는 촬영한 영상으로부터 움직이는 물체를 계수하기 위한 알고리즘을 사용자가 간편하게 사용할 수 있는 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 실시 예들의 일 측면에 의하면, 영상으로부터 움직임을 검출하는 움직임 검출부와, 검출 결과로부터 물체를 검출하는 물체 검출부와, 영상 내의 위치에 따라서 미리 설정된 파라미터에 의하여 크기가 조절되는 적어도 하나의 기준 윤곽을 생성하는 윤곽 생성부와, 검출한 물체들 중 기준 윤곽과 크기가 일치하는 물체의 수를 계산하는 계산부를 포함하며, 파라미터는 사용자의 설정에 의하여 가변하는 적어도 하나 이상의 상황 파라미터에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치를 제공한다.

이러한 본 실시 예의 다른 특징에 의하면, 적어도 하나 이상의 상황 파라미터는 영상을 촬영하는 장치가 설치된 높이, 장치의 촬영 각도 중 적어도 어느 하나에 따라서 변하는 파라미터일 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 상황 파라미터를 미리 설정된 개수로 양자화시킬 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 양자화된 파라미터를 사용자가 선택할 수 있는 크기 조절 UI(User Interface)를 생성하는 UI 생성부와, 영상 및 크기 조절 UI를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, UI 생성부는 상황 파라미터의 차원에 따라서 생성하는 크기 조절 UI를 변경할 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 사용자에 의하여 선택된 상황 파라미터에 따라서 영상에 기준 윤곽을 미리 설정된 개수만큼 디스플레이할 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예들의 다른 측면에 의하면, 물체 판별을 위한 기준이 되는 적어도 하나의 기준 윤곽의 크기를 결정하는 적어도 하나의 상황 파라미터의 값을 선택하기 위한 크기 조절 UI를 생성하는 UI 생성부와, 촬영된 영상 및 크기 조절 UI를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치를 제공한다.

이러한 본 실시 예의 다른 특징에 의하면, UI 생성부는 상황 파라미터의 차원의 수만큼 사용자가 값을 선택할 수 있도록 크기 조절 UI를 생성할 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 디스플레이부는 미리 설정된 개수의 기준 윤곽을 디스플레이부에 디스플레이할 수 있다.

본 실시 예의 또 다른 특징에 의하면, 상황 파라미터는 기준 윤곽의 크기가 선형적으로 변하도록 양자화될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 영상 처리 장치에 의하여 촬영한 영상으로부터 움직이는 물체를 계수하기 위한 알고리즘을 사용자가 간편하게 사용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치가 사용되는 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치가 사용되는 감시 카메라를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치가 사용되는 메인 서버를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 신호 처리부 또는 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 수 있다. 또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감시 카메라가 메인 서버와 네트워크를 통하여 통신하는 시스템을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 복수 개의 감시 카메라들(100)이 네트워크(200)를 통해 메인 서버(300)와 데이터를 주고받고 있다. 구체적으로, 감시 카메라들(100)은 통신 채널(D_COM)을 통하여 메인 서버(300)와 통신하면서, 영상 데이터 채널(D_IMA)을 통하여 라이브 뷰 동영상 데이터를 메인 서버(300)에 전달한다. 물론 복수 개의 감시 카메라가 아닌 한 개의 감시 카메라만 메인 서버와 통신할 수도 있고, 한 개의 감시 카메라 또는 복수 개의 감시 카메라들이 복수 개의 메인 서버들과 통신할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 여기서 통신 채널(D_COM) 및 영상 데이터 채널(D_IMA)을 형성하는 네트워크(200)는 유선 또는 무선으로 데이터나 명령을 송수신할 수 있는 모든 수단이 될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(200)는 케이블을 통하여 유선으로 감시 카메라(100)와 메인 서버(300)를 연결할 수도 있으며, 무선 랜 등을 사용하여 무선으로 감시 카메라(100)와 메인 서버(300)를 연결할 수도 있다.

도 1에서는 메인 서버(300)가 컴퓨터와 유사한 형태를 갖는 것으로 도시하고 있으나 본 실시 예에 따른 감시 카메라(100)가 도 1에 도시된 것과 같은 메인 서버(300)와만 통신할 수 있는 것은 아니며, 디스플레이 화면을 갖는 장치라면 어떠한 것이든 가능함은 물론이다. 예를 들어, 메인 서버(300)로 개인용 컴퓨터 등이 사용될 수도 있을 것이다. 메인 서버(300)는 필요에 따라 감시 카메라(100)로부터의 라이브 뷰 동영상을 저장할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치가 사용되는 감시 카메라를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 감시 카메라(100)는, 렌즈부(110), 촬상소자(111), 촬상소자 제어부(112), 드라이버(113), 모터(114), 사전 처리부(120), 영상 신호 처리부(121), 압축 신장부(122), CPU(130), ROM(131), RAM(132), 메모리 콘트롤러(133), 카메라 메모리(134), 카메라 조작부(140), 카메라 디스플레이부(150), 카메라 통신부(160) 등을 포함할 수 있다.

렌즈부(110)는 외부의 광 정보를 촬상소자(111)에 결상시키는 광학계 시스템으로, 피사체로부터의 광을 촬상소자(111)까지 투과시킨다. 렌즈부(110)는 초점거리를 변화시키는 줌 렌즈, 초점을 조절하는 포커스 렌즈 등의 렌즈군과 투과하는 광량을 조절하는 조리개 등으로 이루어진다.

렌즈부(110)에 포함되는 줌 렌즈, 조리개, 포커스 렌즈 등은 드라이버(113)로부터 구동신호를 인가받은 모터(114)에 의해 구동된다.

촬상소자(111)는 광전변환소자의 일례로서, 렌즈부(110)를 투과하여 입사된 영상광을 촬상하여 전기신호로 변환하는 광전 변환이 가능한 복수의 소자로 구성된다. 각 소자는 입사된 빛에 따른 전기신호를 생성하여 영상신호를 생성한다. 이때, 촬상소자(11)는 촬상소자 제어부(112)로부터의 타이밍 신호에 따라서 미리 설정된 주기로 프레임 영상을 촬상하여 영상신호를 주기적으로 생성한다. 촬상소자(111)는 CCD(charge coupled device) 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서 등을 적용할 수 있다. 촬상소자(111)는 광전변환 및 Analog/Digital 변환에 의하여 생성한 디지털 신호를 사전 처리부(120)로 출력한다.

촬상소자 제어부(112)는 타이밍 신호를 생성하고, 타이밍 신호에 동기하여 상기 촬상소자(111)가 촬상하도록 제어한다.

사전 처리부(120)는 촬상소자(111)로부터 출력된 디지털 신호에 대해 처리를 하여 영상처리가 가능하게 되는 영상신호를 생성한다. 사전 처리부(120)는, 영상신호를 영상 신호 처리부(121)로 출력한다. 또한, 사전 처리부(120)는 RAM(132)으로의 영상 데이터의 읽기 및 쓰기를 제어한다.

영상 신호 처리부(121)는 사전 처리부(120)로부터 영상신호를 받아 WB 제어값, γ값, 윤곽 강조 제어값 등에 기초하여 영상 처리된 영상신호를 생성한다. 영상 처리된 영상신호는 압축 신장부(122)에 인가될 수 있다. 또는 영상 처리된 영상신호는 라이브 뷰 영상으로 사용될 수 있으며, RAM(132)을 거쳐서 카메라 디스플레이부(150)로 전송될 수도 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 영상 신호 처리부(121)는 촬상소자(110)에서 주기적으로 촬상한 프레임 영상들 내에 움직이는 물체가 있는지 여부를 판단하고, 움직이는 물체를 검출한 경우 검출한 물체의 수를 카운트한다. 상기 영상 신호 처리부(121)의 기능에 대하여는 도 4 내지 도 8에 대한 설명에서 자세히 설명하도록 한다.

압축 신장부(122)는 압축 처리 전의 영상신호를 수신하여, 예를 들면 MPEG, ACI, MOV, ASD 등의 압축 형식으로 영상신호를 압축 처리한다. 압축 신장부(122)는 압축 처리로 생성한 영상 데이터를 포함하는 영상 파일을 메모리 콘트롤러(133)로 전송한다. 또는 압축 신장부(122)는 영상 파일을 카메라 통신부(160)에 입력하고, 카메라 통신부(160)를 통하여 감시 카메라(110)를 제어하는 메인 서버(300) 등으로 전송할 수도 있다. 또한 압축 신장부(122)는 카메라 디스플레이부(150)를 구비하는 경우, 카메라 메모리(134)에 저장된 영상 파일을 추출한 후 신장 처리를 수행하여 카메라 디스플레이부(150)에서 재생될 수 있도록 한다.

CPU(130)는, 프로그램에 의해 연산처리장치 및 제어장치로서 기능하고, 감시 카메라(100) 내에 설치된 각 구성요소의 처리를 제어한다. CPU(130)는, 예를 들면 포커스 제어나 노출 제어에 기초하여 드라이버(113)로 신호를 출력하여 모터(114)를 구동시킨다. 또한, CPU(130)는 카메라 조작부(140)로부터의 신호에 기초하여 감시 카메라(100)의 각 구성요소를 제어한다. 또, 본 실시 예에서는, CPU(130)가 하나만으로 이루어진 구성이지만, 신호계의 명령과 조작계의 명령을 별도의 CPU에서 행하는 등 복수의 CPU로 구성되어도 된다.

ROM(read only memory, 131)은 촬영 조건 등과 관련된 사용자의 설정 데이터가 저장될 수 있다. 또한 ROM(131)은 CPU(130)에서 감시 카메라(100)를 제어하기 위하여 사용하는 알고리즘이 저장될 수 있다. 이러한 ROM(131)으로는 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory) 등이 사용될 수 있다.

RAM(random access memory, 132)은 사전 처리부(120)에서 출력된 영상신호, 영상 신호 처리부(121)에서 신호 처리 과정에서 생성되는 데이터 등, 각종 데이터를 일시적으로 저장하는 부분이다. RAM(132)으로 DRAM(dynamic RAM)을 사용할 수 있다.

메모리 컨트롤러(133)는 카메라 메모리(134)로의 영상 데이터의 기입, 또는 상기 카메라 메모리(134)에 기록된 영상 데이터나 설정 정보 등의 독출을 제어한다. 카메라 메모리(134)는, 예를 들면 광디스크(CD, DVD, 블루레이 디스크 등), 광자기 디스크, 자기 디스크, 반도체 기억 매체 등으로서, 촬영된 영상 데이터를 기록한다. 상기 영상 데이터는 압축 신장부(122)에서 생성된 영상 파일에 포함된 것일 수 있다. 메모리 콘트롤러(133), 카메라 메모리(134)는 감시 카메라(100)로부터 착탈 가능하게 구성되어도 좋다. 그러나 메모리 콘트롤러(133) 및 카메라 메모리(134)는 감시 카메라(100)에 반드시 설치되어야 하는 것은 아니며, 감시 카메라(100)가 네트워크(200)를 통하여 메인 서버(300)에 연결된 감시 카메라 등일 경우에는 감시 카메라(100)를 제어하는 메인 서버(300) 측에 영상 데이터 등을 저장하기 위한 서버 메모리(350)가 구비될 수 있을 것이다. 이때, 영상 데이터 등은 카메라 통신부(160)에 의하여 네트워크(200)를 통하여 감시 카메라(100)로부터 메인 서버(300)로 전송될 수 있을 것이다.

카메라 조작부(140)는, 예를 들면 감시 카메라(100)에 설치된 각종 버튼이나 레버 등을 포함하며, 사용자에 의한 조작에 기초하여 조작신호를 CPU(130) 등에 전송한다. 그러나 카메라 조작부(140)는 감시 카메라(100)에 반드시 설치되어야 하는 것은 아니며, 감시 카메라(100)가 네트워크(200)로 연결된 감시 카메라 등일 경우에는 감시 카메라(100)를 제어하는 메인 서버(300) 측에 서버 조작부(330)를 구비하고, 이를 통하여 인가되는 신호를 통하여 감시 카메라(100)의 동작을 제어할 수도 있을 것이다.

카메라 디스플레이부(150)는 촬영된 영상이나 촬영되어 카메라 메모리(134)에 저장된 영상, 또는 압축 신장부(122)에서 신장 처리된 영상 등을 표시한다. 또한 카메라 디스플레이부(150)는 감시 카메라(100)의 제어를 위한 각종 설정 화면 등이 표시될 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 서버 디스플레이부(360)는 상황 파라미터를 변경하기 위한 크기 조절 UI를 표시할 수 있다. 그러나 카메라 디스플레이부(150)는 감시 카메라(100)에 반드시 설치되어야 하는 것은 아니며, 감시 카메라(100)가 네트워크(200)로 연결된 감시 카메라 등일 경우에는 감시 카메라(100)를 제어하는 메인 서버(300) 측에 서버 디스플레이부(360)를 구비하여 촬영된 영상이나 각종 설정 화면 등을 표시할 수 있을 것이다. 상황 파라미터에 대하여는 도 4에 대한 설명에서 자세히 설명하도록 한다.

카메라 통신부(160)는 감시 카메라(100)에서 촬영된 라이브 뷰 영상이나 촬영되어 카메라 메모리(134)에 저장된 영상을 유선 또는 무선 네트워크(200)를 통하여 외부 장치, 예를 들어 메인 서버(300)로 전송한다. 또한 카메라 통신부(160)는 네트워크(200)를 통하여 메인 서버(300)로부터 전송되는 각종 명령 신호를 수신한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치가 사용되는 메인 서버를 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 메인 서버(300)는 제어부(310), 서버 조작부(320), 서버 통신부(330), 서버 메모리(340), 서버 디스플레이부(350)를 포함할 수 있다.

제어부(310)는 메인 서버(300)에 구비된 각 부분의 동작을 제어한다. 또한 제어부(310)는 서버 조작부(320)로부터 조작신호를 수신하고, 수신한 조작신호에 기초하여 메인 서버(300) 또는 감시 카메라(100)를 제어하기 위한 명령 신호를 생성한다. 제어부(310)는 메인 서버(300)를 제어하기 위하여 생성된 명령 신호는 메인 서버(300) 내의 각 부분으로 전송하며, 감시 카메라(100)를 제어하기 위한 명령 신호는 서버 통신부(330)로 전송한다.

제어부(310)는 서버 통신부(330)에서 수신한 영상을 인가받아 각종 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한 제어부(310)는 감시 카메라(100)에서 전송한 영상의 파일 포맷을 서버 디스플레이부(350)에서 재생할 수 있는 파일 포맷으로 변환할 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 제어부(310)는 수신한 영상 내에 움직이는 물체가 있는지 여부를 판단하고, 움직이는 물체를 검출한 경우 검출한 물체의 수를 카운트한다. 이러한 제어부(310)는 범용 CPU에 의하여 구현될 수 있다. 상기 제어부(310)의 기능에 대하여는 도 4 내지 도 8에 대한 설명에서 자세히 설명하도록 한다.

서버 조작부(320)는 메인 서버(300) 또는 감시 카메라(100)의 동작을 제어하기 위한 각종 버튼이나 레버 등을 포함할 수 있다. 서버 조작부(320)는 사용자의 조작에 기초하여 조작신호를 제어부(310)에 전송한다.

서버 통신부(330)는 감시 카메라(100)에서 촬영된 라이브 뷰 영상이나 촬영되어 카메라 메모리(134)에 저장되어 있는 영상을 유선 또는 무선 네트워크(200)를 통하여 수신한다. 또한 서버 통신부(330)는 제어부(310)로부터 감시 카메라(100)를 제어하기 위한 명령 신호를 수신하여 감시 카메라(100)로 전송할 수 있다. 여기서 명령 신호는 제어부(310)가 서버 조작부(320)로부터 인가받은 조작신호에 기초하여 생성한 신호일 수 있다.

서버 메모리(340)는 메인 서버(300)를 제어하기 위한 알고리즘이나 각종 설정 데이터가 저장될 수 있으며, 각종 데이터를 일시적으로 저장한다. 또한 서버 메모리(340)는 감시 카메라(100)에서 촬영된 영상을 수신하여 저장할 수 있다. 서버 메모리(340)로서는, 예를 들면 광디스크(CD, DVD, 블루레이 디스크 등), 광자기 디스크, 자기 디스크, 반도체 기억 매체 등을 사용할 수 있다.

서버 디스플레이부(350)는 감시 카메라(100)에서 촬영된 라이브 뷰 영상이나 카메라 메모리(134)에 저장되었던 영상을 수신하여 표시할 수 있다. 또한 서버 디스플레이부(350)는 감시 카메라(100)의 제어를 위한 각종 설정 화면 등이 표시될 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 서버 디스플레이부(350)는 상황 파라미터를 변경하기 위한 크기 조절 UI를 표시할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여, 촬영한 영상으로부터 특정 물체를 계수(計數)하는 방법에 대하여 살펴보도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 신호 처리부 또는 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 영상 신호 처리부(121) 또는 제어부(310) 중 적어도 어느 하나는 움직임 검출부(400), 물체 검출부(401), 윤곽 생성부(402), 계산부(403), UI 생성부(404)를 포함한다. 이하, 영상 신호 처리부(121)와 제어부(310)를 포괄하여 '신호 처리부'라고 칭하도록 한다.

움직임 검출부(400)는 입력된 영상을 사용하여 영상 내에 움직임이 있는지 여부를 검출한다. 예를 들어, 움직임 검출부(400)는 영상의 각 픽셀에 대하여 혼합 가우시안 모델(Gaussian Mixture Model)을 사용하여 색상 모델을 생성하고, 생성된 색상 모듈과 픽셀 데이터를 비교하여 움직임을 검출하는 방식으로 움직임 검출을 수행할 수 있다. 그러나 움직임 검출 알고리즘은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 알고리즘이 사용될 수 있다.

물체 검출부(401)는 영상에서 움직임이 검출된 경우, 움직임이 검출된 픽셀들에 대한 정보를 사용하여 물체를 검출한다. 예를 들어, 하나의 물체가 움직이는 경우, 상기 물체의 테두리 부분에 위치한 픽셀들에서는 움직임이 검출된다. 따라서 물체 검출부(401)는 테두리와 같이 하나의 폐루프를 형성하는 픽셀들의 집합을 하나의 물체로 판단하여 물체 검출을 수행할 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로, 물체를 검출하는 알고리즘은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 알고리즘이 사용될 수 있다.

윤곽 생성부(402)는 물체 검출부(401)에 의하여 검출된 물체들에 대한 픽셀정보를 수신하고, 수신한 정보를 토대로 하나의 물체로 판단되는 픽셀들을 둘러싸는 물체 윤곽을 생성한다. 물체 윤곽은 물체의 실제 실루엣을 의미하는 것은 아니며, 검출한 물체의 상하좌우의 끝에 위치한 픽셀들을 사용하여 생성한 직사각형 모양의 윤곽일 수 있다.

또한 윤곽 생성부(402)는 영상 내의 위치에 따라서 미리 설정된 파라미터에 의하여 크기가 조절되는 적어도 하나의 기준 윤곽을 생성한다. 기준 윤곽은 물체 검출부(401)에서 검출한 물체가 특정 조건을 만족시키는지를 판단하는 윤곽으로서, 예를 들어, 검출한 물체의 윤곽 크기가 기준 윤곽의 크기와 동일하면 검출한 물체를 사람이라고 판단할 수 있다. 그러나 검출한 물체의 윤곽 크기와 기준 윤곽의 크기가 정확히 일치하여야 하는 것은 아니며, 실질적으로 동일한 경우도 포함될 수 있을 것이며, 기준 윤곽의 크기에 소정의 오차 범위 내에 물체 윤곽이 포함되면 검출된 물체가 사람이라고 판단할 수도 있을 것이다. 기준 윤곽은 영상 내의 위치에 따라서 그 크기가 상이할 수 있다.

계산부(403)는 물체 검출부(401)에 의하여 검출된 물체들 중 기준 윤곽과 크기가 일치하는 물체의 수를 계산한다.

여기서 기준 윤곽을 생성하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.

기준 윤곽은 이미 설명한 바와 같이 영상에서 물체가 검출되었을 때, 검출된 물체가 특정 조건을 만족시키는지 여부를 판단하는 크기의 기준을 제공하는 윤곽이다. 이러한 기준 윤곽은 영상 내의 위치에 따라서 크기가 상이하다. 영상 내의 좌표 (x,y)를 중심으로 하는 경우, 기준 윤곽의 폭(w)과 높이(h)는 각각 다음과 같이 나타내어진다.

이는 영상 내의 (x,y)에 위치한 물체의 폭과 높이가 상기 수식을 만족시키면 특정 조건을 만족한다고 판단한다는 의미이다.

여기서, A={a1, a2, ... ,aN} 및 B={b1, b2, ... , bN}은 영상 내의 위치에 따라서 기준 윤곽의 폭(w)과 높이(h)를 결정하는 함수 f(x,y)와 g(x,y)의 파라미터들이다.

한편, 본 실시 예에 따른 윤곽 생성부(402)는 상기 파라미터들을 감시 카메라(100)가 설치된 상황에 맞추어 변경되는 상황 파라미터(C)의 함수로 표현한다. 즉, 파라미터 집합 A, B를 다시 M개의 독립 변수들로 이루어진 C={c1,c2,...,cM)으로 파라미터화 한다. 이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

즉, M개의 상황 파라미터 C를 변화시킴으로써 파라미터 A, B를 변화시킬 수 있다.

상황 파라미터를 수학식 1에 반영하면 다음과 같이 표현할 수 있다.

여기서, 기준 윤곽의 크기에 영향을 미치는 요소에 따라서 상황 파라미터의 차원은 조절될 수 있다. 예를 들어, 감시 카메라(100)의 높이에만 기준 윤곽의 크기가 의존하는 경우, 상황 파라미터 C는 1차원 값(M=1)이 될 것이다. 따라서 파라미터 A, B는 각각 A={a1(c1),a2(c1),...,aN(c1)}, B={b1(c1),b2(c1),...,bN(c1)}와 같이 된다.

한편, 본 실시 예에 따른 신호 처리부에서는 사용자의 편의를 위하여 상황 파라미터 C의 원소인 c1이 가질 수 있는 범위를 양자화(Qauntization)시킨다. 예를 들어, c1의 값을 1 내지 10의 값으로 양자화시킬 수 있다. 본 실시 예의 경우, c1이 높이에만 의존하는 파라미터이다. 따라서 감시 카메라(100)가 설치되는 높이의 범위를 설정하고, 설정된 범위 내에서 높이가 소정의 간격으로 변경되도록 상황 파라미터를 양자화시킨다. 이러한 양자화는 각 단계의 변경에 따라서 생성되는 기준 윤곽의 크기가 선형적으로 변하도록 수행할 수 있다. 즉, 사용자가 c1 값을 1에서 2로 변경할 때 발생하는 기준 윤곽의 크기 증가 비율이 c1값을 2에서 3 또는 3에서 4로 변경할 때 발생하는 기준 윤곽의 크기 증가 비율과 같도록 할 수 있다. 상황 파라미터를 양자화시키는 경우 양자화된 상황 파라미터의 값에 따라서 A,B의 파라미터 값을 미리 계산하여 저장해둘 수도 있을 것이다. c1을 1 부터 Q 까지의 정수로 양자화하면, 파라미터 A,B는 다음과 같이 될 것이다.

A1={a11,a21,...,aN1}, A2={a12,a22,...,aN2},...,AQ{a1Q,a2Q,...,aNQ}

B1={b11,b21,...,bN1}, B2={b12,b22,...,bN2},...,BQ{b1Q,b2Q,...,bNQ}

(Aq는 c=q일 경우의 파라미터 A의 집합)

(Bq는 b=q일 경우의 파라미터 B의 집합)

여기서,

a11=a1(1), a21=a2(1), ..., aN1=aN(1)

a12=a1(2), a22=a2(2), ..., aN2=aN(2),

......

a1Q=a1(Q), a2Q=a2(Q), ..., aNQ=aN(Q)

이고,

b11=b1(1), b21=b2(1), ..., bN1=bN(1)

b12=b1(2), b22=b2(2), ..., bN2=bN(2),

......

b1Q=b1(Q), b2Q=b2(Q), ..., bNQ=bN(Q)

이다.

후술할 UI 생성부(404)에 의하여 생성되어 디스플레이되는 크기 조절 UI를 사용하여 사용자가 상황 파라미터의 특정 값을 선택하면, 선택한 상황 파라미터에 해당하는 파라미터 A,B의 값들을 사용하여 기준 윤곽의 폭(w) 및 높이(h)가 계산된다.

한편, 상황 파라미터 C는 1차원(M=1)으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감시 카메라(100)의 높이 및 감시 카메라(100)가 영상을 촬영하는 각도에 기준 윤곽의 크기가 의존하는 경우, 상황 파라미터 C는 2차원 값(M=2)이 된다. 이 경우, 파라미터 A, B는 각각 A={a1(c1,c2),a2(c1,c2),...,aN(c1,c2)}, B={b1(c1,c2),b2(c1,c2),...,bN(c1,c2)}와 같이 된다. 상황 파라미터 C가 2차원(M=2)인 경우에도 각각의 상황 파라미터를 양자화시킬 수 있으며, 각각의 상황 파라미터 변화에 대하여 기준 윤곽의 크기가 선형적으로 변하도록 할 수 있을 것이다.

UI 생성부(404)는 사용자가 양자화된 상황 파라미터의 값을 선택하여 기준 윤곽의 크기를 조절하기 위한 크기 조절 UI를 생성한다. 크기 조절 UI는 양자화된 적어도 하나의 상황 파라미터의 값을 사용자가 선택할 수 있도록 목록 상자(list box), 일정 간격의 눈금을 갖는 슬라이드 바(slide bar), 혹은 사용자가 직접 수치를 입력할 수 있는 편집 상자 등의 형태로 생성될 수 있다. 또한 크기 조절 UI는 상황 파리미터의 차원에 따라서 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상황 파라미터가 3차원의 값을 갖는 경우, 3가지 상황 파라미터의 값을 각각 선택할 수 있도록 크기 조절 UI를 생성할 수 있을 것이다.

생성된 크기 조절 UI 및 기준 윤곽은 카메라 디스플레이부(150) 또는 서버 디스플레이부(350)에 촬영된 영상과 함께 표시한다. 이때, 기준 윤곽은 OSD(on screen display) 형태로 생성되어 영상과 겹쳐서 표시하며, 사용자가 영상 내에 포함되어 있는 물체, 예를 들어 사람과 비교하여 크기를 조절할 수 있도록 한다. 또한 기준 윤곽은 미리 설정된 개수만큼 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 영상 내에 기준 윤곽이 균등하게 분포하도록 기준 윤곽을 생성하여 디스플레이할 수 있다. 혹은 사람의 출현이 많은 부분들을 중심으로 하여 기준 윤곽이 배치되도록 기준 윤곽을 생성하여 디스플레이할 수 있다. 이때, 생성한 기준 윤곽의 개수와 디스플레이하는 기준 윤곽의 개수는 상이할 수 있다. 특정 조건을 만족하는 물체 검출하기 위하여는 영상 내의 모든 위치에 대하여 기준 윤곽을 생성하여야 하지만, 그 중 일부 기준 윤곽에 대하여만 디스플레이할 수 있기 때문이다.

종래에는 직사각형의 네 모서리에 해당하는 좌표값들을 하나의 세트로 하여 미리 정해진 세트의 좌표값 데이터를 수신하고, 수신한 데이터로부터 기준 윤곽을 생성하였다. 그러나 정확한 기준 윤곽을 생성하기 위하여는 입력되는 좌표값 데이터의 개수가 커야한다. 만약 입력되는 좌표값 데이터의 개수가 작은 경우에는 기준 윤곽의 크기가 부정확하게 되며, 이로 인하여 특정 조건을 만족하는 물체 판별의 정확도가 낮아지게 된다. 이는 입력되는 좌표값 데이터로부터 기준 윤곽의 폭(w)과 높이(h)를 결정하는 파라미터를 역으로 계산하게 되는데, 파라미터를 계산하는데 필요한 만큼의 좌표값 데이터를 수신하지 못하게 되기 때문이다.

그러나 상기와 같은 신호 처리부에 의하면 기준 윤곽을 정확하게 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 상황 파라미터를 양자화시켜 사용자가 용이하게 기준 윤곽을 조절할 수 있게 된다. 즉, 움직이는 물체의 계수를 위한 알고리즘을 사용자가 간편하게 사용할 수 있게 된다.

이하, 크기 조절 UI 및 기준 윤곽을 디스플레이하는 방법에 대하여 도면을 참고하여 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 카메라 디스플레이부(150) 또는 서버 디스플레이부(350)는 크기 조절 UI(500)와 촬영된 영상이 디스플레이한다. 이하, 카메라 디스플레이부(150)와 서버 디스플레이부(350)를 포괄하여 '디스플레이부'라 칭하도록 한다.

크기 조절 UI(500)는 1~10으로 양자화된 상황 파라미터를 선택할 수 있는 목록 박스 형태로 형성되어 있으며, 본 실시 예에서는 사용자가 상황 파라미터로 1을 선택하였다. 선택된 상황 파라미터에 해당하는 기준 윤곽(501)이 윤곽 생성부(402)에 의하여 생성되며, 생성된 기준 윤곽(501)은 영상에 겹쳐서 디스플레이부에 디스플레이된다. 기준 윤곽(501)은 영상 내에 미리 설정된 위치에서 생성되며, 사용자는 실시간으로 디스플레이되는 기준 윤곽(501)을 영상에 포함된 사람과 비교할 수 있다. 따라서 사용자는 현재 디스플레이되는 기준 윤곽(501)과 영상에 포함된 사람을 비교한 후, 선택한 상황 파라미터의 값을 적절히 조절하여 적절한 크기의 기준 윤곽을 생성할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 사용자는 크기 조절 UI(500)를 조절하여 상황 파라미터를 1에서 5로 변경하였다. 본 실시 예에서, 상황 파라미터는 감시 카메라(100)의 높이에 의존하는 값이다. 감시 카메라(100)가 높은 위치에 설치된 경우 낮은 위치에 설치된 경우보다 촬영되는 영상은 줌 아웃한 효과가 발생하며, 결과적으로 사람의 크기도 작아진다. 따라서 사용자는 상황 파라미터를 조절하여 디스플레이되는 기준 윤곽(501)이 영상에 포함된 사람과 일치하도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 영상에 디스플레이하는 기준 윤곽(501)의 개수가 25개로 도 5 및 도 6에서 디스플레이된 기준 윤곽(501)에 비하여 그 개수를 증가시켰다. 이와 같이, 디스플레이되는 기준 윤곽(501)의 개수를 조절할 수 있다. 도 5 내지 도 7에서는 기준 윤곽(501)의 개수를 9개 도는 25개로 설정하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이하는 기준 윤곽(501)의 개수를 증가 또는 감소시킬 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영상 처리 장치의 디스플레이부를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 상황 파라미터가 2차원인 경우로서, 2 개의 상황 파라미터를 사용자가 각각 선택할 수 있도록 UI 생성부(404)는 두 개의 크기 조절 UI(500, 502)를 생성하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 상황 파라미터는 감시 카메라(100)가 설치된 높이 및 감시 카메라(100)가 영상을 촬영하는 각도일 수 있다. 사용자에 의하여 각도 및 높이에 대한 상황 파라미터의 양자화된 값이 선택되면, 촬영된 영상과 함께 미리 설정된 위치 또는 미리 설정된 개수의 기준 윤곽 (501)이 윤곽 생성부(402)에 의하여 생성되어 디스플레이된다.

상기와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 영상 처리 장치에 의하면, 상황 파라미터를 사용하여 특정 조건을 만족시키는 물체의 검출을 위한 기준 윤곽을 생성하며, 상기 상황 파라미터를 양자화시킨 후 사용자가 UI를 통하여 용이하게 조절가능하게 하여 움직이는 물체를 계수하는 알고리즘을 사용자가 간편하게 사용할 수 있게 된다.

이상에서 언급된 본 실시 예 및 그 변형 예들에 따른 제어방법을 영상 처리 장치에서 실행시키기 위한 알고리즘 등의 프로그램은 기록매체에 저장될 수 있다. 여기서 기록매체는 반도체 기록매체(예를 들어, 플래시 메모리(Flash memory)) 등이 사용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 감시 카메라 200 네트워크
300 메인 서버 111 렌즈부
111 촬상소자 112 촬상소자 제어부
113 드라이버 114 모터
120 사전 처리부 121 영상 신호 처리부
122 압축 신장부 130 CPU
131 ROM 132 RAM
133 메모리 컨트롤러 134 카메라 메모리
140 카메라 조작부 150 카메라 디스플레이부
160 카메라 통신부 310 제어부
320 서버 조작부 330 서버 통신부
340 서버 메모리 350 서버 디스플레이부
400 움직임 검출부 401 물체 검출부
402 윤곽 생성부 403 계산부
404 UI 생성부

Claims (10)

1. 영상으로부터 움직임을 검출하는 움직임 검출부;
   상기 검출 결과로부터 물체를 검출하는 물체 검출부;
   상기 영상 내의 위치에 따라서 미리 설정된 파라미터에 의하여 크기가 조절되는 적어도 하나의 기준 윤곽을 생성하는 윤곽 생성부; 및
   상기 검출한 물체들 중 상기 기준 윤곽과 크기가 일치하는 물체의 수를 계산하는 계산부;를 포함하며,
   상기 파라미터는 사용자의 설정에 의하여 가변하는 적어도 하나 이상의 상황 파라미터에 의하여 조절되고,
   상기 적어도 하나의 상황 파라미터 각각은 설정된 범위 내에서 미리 설정된 개수로 양자화되어 상기 양자화된 상황 파라미터가 상기 설정된 범위 내에서 변경됨에 따라 상기 기준 윤곽의 크기 변경 비율이 선형적으로 변하는, 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 상황 파라미터는 상기 영상을 촬영하는 장치가 설치된 높이, 상기 장치의 촬영 각도 중 적어도 어느 하나에 따라서 변하는 파라미터인 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
3. 삭제
4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,
   상기 양자화된 파라미터를 사용자가 선택할 수 있는 크기 조절 UI(User Interface)를 생성하는 UI 생성부; 및
   상기 영상 및 상기 크기 조절 UI를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제4항에 있어서,
   상기 UI 생성부는 상기 상황 파라미터의 차원에 따라서 상기 생성하는 크기 조절 UI를 변경하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
6. 삭제
7. 물체 판별을 위한 기준이 되는 적어도 하나의 기준 윤곽의 크기를 결정하는 적어도 하나의 상황 파라미터의 값을 선택하기 위한 크기 조절 UI를 생성하는 UI 생성부; 및
   촬영된 영상 및 상기 크기 조절 UI를 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 상황 파라미터 각각은 설정된 범위 내에서 미리 설정된 개수로 양자화되어 상기 양자화된 상황 파라미터가 상기 설정된 범위 내에서 변경됨에 따라 상기 기준 윤곽의 크기 변경 비율이 선형적으로 변하는, 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제7항에 있어서,
   상기 UI 생성부는 상기 상황 파라미터의 차원의 수만큼 사용자가 값을 선택할 수 있도록 상기 크기 조절 UI를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치.
9. 삭제
10. 삭제

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