KR20200137744A - 감시시스템, 그 시스템에서의 어안 카메라를 이용한 ptz 카메라 제어 방법 - Google Patents

감시시스템, 그 시스템에서의 어안 카메라를 이용한 ptz 카메라 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어안(Fisheye) 카메라와, PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라가 인접 설치된 상태에서 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법으로, 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상에서 관심 영역을 선택받는 단계 및 선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하는 단계를 포함하되, 조정하는 단계는, 관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라 광축과 평행하도록 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 단계 및 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정된 상태에서, PTZ 카메라로부터 촬영된 영상내 관심 영역 영상의 중심과 PTZ카메라로부터 촬영된 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 단계를 포함한다.

Description

감시시스템, 그 시스템에서의 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법{Monitoring System and Method for Controlling PTZ using Fisheye Camera thereof}
본 발명은 감시시스템에 관한 것으로서, 특히, 두 대의 감시카메라를 이용하여 감시대상영역 전체와 감시대상영역 중 특정 영역을 동시에 감시할 수 있는, 감시 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.
복잡해지는 사회 속에서 날로 증가하는 범죄, 그리고 일상적인 인간의 행위에 대한 기록, 확인을 위한 가장 효과적인 도구로서 감시카메라가 사용되고 있다. 감시카메라로 인한 사생활 침해 등과 같은 부정적인 측면이 있으나, 감시카메라의 필요성 및 중요성은 증가되고 있으며, 이에 따라, 감시카메라의 수요는 비약적으로 증가되고 있다.
최근, 어안 렌즈(Fisheye lenz) 카메라를 이용하여 감시대상영역 전체를 감시하며, 감시대상영역 중 지정된 특정 영역을 정밀하게 감시하기 위해 PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라를 사용하는 카메라 장치들이 출시되고 있다.
일 예로, AXIS 사에서는 어안렌즈를 PTZ 카메라 직하방에 설치하여 광축을 일치시킨 특수 제품을 출시했다. 그런데, 이러한 제품의 경우 야간 감시를 위해서는 IR LED 추가 등 PTZ 카메라 개발에 상당한 기구적 제약을 줄 수 있고, 다양한 사양의 PTZ 카메라와 어안 렌즈 카메라를 조합해서 사용할 수 없어 다양성이 저하된다.
다른 예로, VIVOTEK 사에서는 PTZ 카메라를 팬틸트(Pan & Tilt)를 수회 조정해서 여러 개의 영상를 취득 후 병합하여 어안 렌즈 카메라로부터 취득한 것과 같은 반구의 왜곡 영상을 생성한 후, 양쪽 왜곡 영상들 내에서 실제 동일한 위치를 최소 50개 이상 사용자가 선택하게 하여 제어용 룩업 테이블(look up table)을 생성하고, 이러한 룩업 테이블을 이용하여 PTZ를 제어하는 방식의 시스템을 개발하였다. 그런데, 이러한 경우 카메라 설치시 캘리브레이션(Calibration) 단계에서 사용자가 두 영상에서 50개 이상의 지점을 선택해야 하는 번거로움이 있다. 어안 렌즈 영상과 비슷한 PTZ 영상을 자동으로 생성하는데, 매핑을 위해서 50개 매칭포인트를 유저가 지시하면 그로부터 어안 렌즈 영상 포인트별 PTZ 값을 저장하고, 어안 렌즈 영상에서 특정 지점을 선택하면 PTZ 제어하여 영상을 제공한다.
또한, 어안 렌즈와 PTZ 카메라의 조합 뿐만 아니라, 복수개의 카메라에 대한 캘리브레이션(Calibration) 이슈는 사실상 컴퓨터 비전 분야에 오래된 연구 테마이다. 그런데, 대부분이 실제 기하학적 특성을 알고 있는 캘리브레이션 보드(Calibration Board) 등을 이용하는 방법이므로, 실제 영상 보안 장비(CCTV) 설치 현장에 적용하기 어려운 점이 있다.
본 발명에서는 별도의 번거로운 캘리브레이션(Calibration) 과정없이 손쉽게 어안 카메라 영상을 이용하여 별개의 PTZ 카메라의 패닝각, 틸트각 및 주밍 거리를 자동 제어하는 감시시스템, 그 시스템에서의 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법을 제안한다.
본 발명은 어안(Fisheye) 카메라와, PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라가 인접 설치된 상태에서 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법으로, 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상에서 관심 영역을 선택받는 단계 및 선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하는 단계를 포함하되, 조정하는 단계는, 관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라 광축과 평행하도록 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 단계 및 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정된 상태에서, PTZ 카메라로부터 촬영된 영상내 관심 영역 영상의 중심과 PTZ 카메라 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 단계를 포함한다.
여기서, 1차 조정하는 단계는, 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영상 전체에서 선택된 관심 영역이 중심이 되는 일정 범위의 영상을 디와핑(dewarping)하는 단계, 디와핑 영상으로부터 어안 카메라의 관심 영역을 중심으로 하는 광축의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 산출하는 단계 및 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 지시하는 관심 영역을 중심으로 하는 광축과 평행하도록 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 1차 조정하는 단계는, 설치시의 저장된 어안 카메라의 기준 좌표 및 PTZ 카메라의 기준 좌표의 차이값을 감안하여 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정할 수 있다.
여기서, 2차 조정하는 단계는 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 1차 조정된 PTZ 카메라에 의해 촬영된 관심 영역 영상을 획득하는 단계, PTZ 카메라에 의해 촬영된 관심 영역 영상과 디와핑 영상을 매칭하여, 두 영상들의 중심간의 거리차를 산출하는 단계 및 산출된 거리차를 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 감시시스템으로, 어안렌즈로 구성되어, 감시대상영역 전체를 감시하는 어안 카메라, 어안 카메라와 인접 설치되어, 감시대상영역의 특정위치를 세부적으로 감시하는 PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라 및 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상에서 관심 영역을 선택받아, 선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하는 제어부를 포함하되, 제어부는 관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라 광축과 평행하도록 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하고, 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정된 상태에서, PTZ 카메라로부터 촬영된 영상내 관심 영역 영상의 중심과 PTZ 카메라 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정한다.
본 발명에 따르면, 별도의 복잡한 캘리브레이션(Calibration) 과정없이 별개의 어안 카메라(Fisheye Camera) 영상을 이용하여 신속히 PTZ 카메라를 자동 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법이 수행되는 감시 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3는 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 관심 영역(Region of Interest, ROI) 영상들의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 관심 영역에 대한 어안 카메라 및 PTZ 카메라의 광축을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 PTZ 카메라의 줌인에 따른 관심 영역 범위를 설명하기 위한 영상들의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 어안 카메라 및 PTZ 카메라의 영상들 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 거리차에 따라 보정될 패닝각 산출을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 PTZ 카메라에 의한 주밍 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시 예에 따른 감시시스템, 그 시스템에서의 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법이 수행되는 감시 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 감시시스템은 어안 카메라(10), PTZ 카메라(20), 사용자 인터페이스부(30) 및 제어부(100)이 유/무선 통신을 통해 연결된 형태로 구현된다.
우선, 어안 카메라(10)는 감시대상영역 전체를 감시하는 기능을 수행하는 것으로, 어안렌즈가 장착되어 수평 방향의 하향면의 전영역을 촬영할 수 있다. 그런데, 화소수가 한정되어 있는 어안 카메라(10)의 해상도로는, 피사체의 정확한 형상을 확인하는데 한계가 있다. 즉, 어안 카메라(10)는 화면의 중심부에서 촬영되는 피사체(도 3 참조)에 대하여는, 피사체와 어안 카메라(10)의 거리가 멀지 않기 때문에, 대체적으로 명확한 화상을 제공해준다. 그러나, 화상의 중심으로부터 떨어진 화소에서 촬상되는 피사체의 화상은, 피사체와 어안 카메라(10)와의 거리가 멀기 때문에, 왜곡되어(Warped) 명확하지 않다.
이 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 PTZ 카메라(20)가 특정 영역의 피사체를 명확하게 촬영하는 기능을 수행한다.
즉, 본 발명은 어안 카메라(10)를 이용하여 관심 영역(Region of Interest, ROI)의 위치를 확인한 후, 관심 영역의 위치를 PTZ 카메라(20)를 이용하여 세밀하게 감시할 수 있다.
이때, PTZ 카메라(20)가 관심 영역의 위치를 향할 수 있도록, 제어부(100)는 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 산출하며, 패닝각(P) 및 틸트각(T)에 대응하는 제어신호를 생성한다. PTZ 카메라(20)는 제어신호에 따라 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 변경시킨다.
여기서, 패닝각(P)이란, PTZ 카메라(20)와 피사체가 동일 평면상에 있다고 가정할 때, 기준점(0도)으로부터, PTZ 카메라(20)와 피사체 사이의 직선이 이루는 각도(P)를 말한다. 즉, 피사체와 PTZ 카메라(20)는, 0도 내지 360도의 각도 중 어느 하나의 패닝각(P)을 가진 상태로 배치되어 있다. 따라서, PTZ 카메라(20)는 패닝각(P)에 따라, 수평면 상에서 회전된다.
틸트각(T)이란, PTZ 카메라(20)와 지면이 수직하게 만나는 직선과, PTZ 카메라와 피사체가 이루는 직선간의 각도를 말한다. 틸트각(T)은 피사체와 PTZ 카메라(20) 사이의 거리에 따라 변경된다. 예를 들어, 피사체가, PTZ 카메라(20)의 수직 하단에 배치되어 있는 경우, 틸트각(T)은 0도가 된다. 피사체가, PTZ 카메라(20)로부터 멀어질수록, 틸트각(T)은 점점 커지며, 피사체가 PTZ 카메라(20)로부터 상당히 멀리 떨어져 있는 경우, 틸트각(T)은 90도에 가까워진다. 즉, 틸트각(T)은 0도 이상, 90도보다는 작은 각도 중 어느 하나의 각도를 형성한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 이러한 어안 카메라(10) 및 PTZ 카메라(20)는 하나의 카메라 모듈에 일체화된 형태가 아닌 각각 별개의 카메라 모듈인 별개의 장치로, 가능한 인접한 영역에 설치되어야 한다. 이때, 설치 공간의 특성에 따라, 어안 카메라(10)의 기준좌표(0도)와 PTZ 카메라(20)의 기준좌표(0도)가 일치되도록 설치될 수도 있고, 어안 카메라(10)의 기준좌표(0도)와 PTZ 카메라(20)의 기준좌표(0도)가 일치되지 않고 상호간에 회전(roll)되어 설치될 수도 있다.
그런데, 본 발명은 어안 카메라(10) 및 PTZ 카메라(20)를 연동 제어하는 방법이므로, 설치된 어안 카메라(10)의 기준좌표(0도)와 PTZ 카메라(20)의 기준좌표(0도) 간의 차이값이 사전에 측정되어 제어부(100)에 제공되어야 한다. 이로써, 제어부(100)는 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정할 때, 특히 후술되는 패닝각(P) 및 틸트각(T)의 1차 조정시, 어안 카메라(10)의 기준좌표(0도)와 PTZ 카메라(20)의 기준좌표(0도) 간의 차이값을 감안하여 정확히 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
사용자 인터페이스부(30)는 어안 카메라(10) 및 PTZ 카메라(20)에 의해 촬영된 정지 이미지 또는 동영상 이미지를 출력하고, 사용자의 조작 정보를 키데이터로 제어부(100)에 발생시키는 수단으로, 조작부 및 표시부가 별도로 구현될 수도 있고, 조작부와 표시부가 통합된 터치 스크린 형태의 사용자 인터페이스일 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 사용자 인터페이스부(30)에 어안 카메라 영상이 출력됨에 따라, 사용자로부터 관심 영역을 선택받아 제어부(100)에 출력할 수 있다.
제어부(100)는 전술한 바와 같은 각 구성 요소들을 제어하여, 어안 카메라(10)로부터 수신된 영상을 사용자 인터페이스부(30)에 출력하고, 사용자 인터페이스부(30)를 통해 관심 영역 선택 신호가 입력됨에 따라 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P), 틸트각(T) 및 주밍 거리(Z)을 조정하는 제어 신호를 PTZ 카메라(20)에 전송하여, PTZ 카메라(20)가 관심 영역 방향으로 회전 또는 주밍되도록 제어할 수 한다. 이로써, PTZ 카메라(20)가 촬영한 영상에 의해 사용자가 관심 객체를 정밀하게 감시할 수 있게 할 수 있다.
그러면, 전술한 감시 시스템에서 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법에 대해 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3는 어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4는 관심 영역(Region of Interest, ROI) 영상들의 일 예를 도시한 도면이다.
우선, 제어부(100)는 어안 카메라(10)를 구동시켜 감시대상영역 전체를 촬영한 어안 카메라 영상을 획득하여 사용자 인터페이스부(30)에 제공한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같은 어안 카메라 영상이 출력된다.
이때, 사용자는 감시대상영역 전체 중에서 관심 영역을 선택하여 PTZ 카메라(20)에 의해 촬영된 관심 영역의 영상을 요청할 수 있다.
제어부(100)는 사용자로부터 어안 카메라 영상에서 관심 영역이 선택됨(S210)에 따라, 선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하여야 한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 제어부(100)는 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T) 조정을 2차에 걸쳐 수행한다.
우선, 제어부(100)는 관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라(10) 광축과 평행하도록 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정한다(S220).
상세하게는, 제어부(100)는 어안 카메라(10)에 의해 촬영된 감시대상영상 전체에서 사용자에 의해 선택된 관심 영역이 중심이 되는 일정 범위의 영상을 디와핑(dewarping)한다(S221). 즉, 도 3에 도시된 감시대상영상 전체에서 사용자가 선택한 관심 객체인 '휴지통'이 중심이 되는 일정 범위의 디와핑 영상을 생성하는데, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 '휴지통'을 중심으로 하는 영상일 수 있다.
제어부(100)는 디와핑 영상으로부터 어안 카메라의 관심 영역을 중심으로 하는 광축의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 산출한다(S223). 즉, 어안 카메라(10)의 기준 좌표(0도)를 기준으로 관심 영역 중심의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 산출한다.
그런 후, 제어부(100)는 어안 카메라(10)의 기준 좌표(0도)를 기준으로 관심 영역 중심의 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 지시하는 관심 영역을 중심으로 하는 광축과 평행하도록 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T) 조절 제어 신호를 생성한다(S225). 이때, 제어부(100)는 설치시의 어안 카메라(10)의 기준 좌표(0도) 및 PTZ 카메라(20)의 기준 좌표(0도)의 차이값을 미리 저장하고 있어, S225에서 이를 감안하여 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정한다.
이와 같이 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 1차 조정된 후, PTZ 카메라(20)에 의해 촬영된 관심 영역의 영상은 도 4의 (b)에 도시된 영상과 같을 수 있다.
그런데, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 영상들을 비교하면, 그 중심이 일치하지 않는데, 이는 어안 카메라(10)와 PTZ 카메라(20)가 일체형이 아니라 별개의 장치로 일정 거리만큼 이격되어 설치되기 때문이다. 이에 대해 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 관심 영역에 대한 어안 카메라 및 PTZ 카메라의 광축을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)의 1차 조정에 의해 관심 객체(501)에 대한 어안 카메라(10)의 광축(501) 및 PTZ 카메라(20)의 광축(502)은 일치하는 것이 아니라 일정 거리를 두고 평행하게 된다. 따라서, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 영상들의 중심이 일치하지 않게 되는 것이다.
이러한 상황에서 사용자는 관심 영역을 좀 더 상세히 살펴보기 위해, 사용자 인터페이스부(30)를 통해 PTZ 카메라(20)가 주밍하여 촬영할 것을 요청할 수도 있다. 그런데, 도 5에 도시된 바와 같이, PTZ 카메라(20)가 줌(ZOOM) 1 레벨로 시야각이 FOV1일 경우 촬영되던 관심 객체가 줌(ZOOM) 2 레벨로 시야각이 FOV2가 되면 보이지 않게 된다.
도 6은 PTZ 카메라의 줌인에 따른 관심 영역 범위를 설명하기 위한 영상들의 예를 도시한 도면이다.
이럴 경우, 사용자는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같은 관심 객체 영상을 기대하고 확대 요청하였으나, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 관심 객체가 제외된 다른 영역이 확대된 영상이 촬영될 수도 있다.
따라서, 다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어부(100)는 PTZ 카메라(20)로부터 촬영된 관심 영역 영상의 중심과 어안 디와핑 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정한다(S230).
상세하게는, 제어부(100)는 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 1차 조정된 PTZ 카메라(20)에 의해 촬영된 관심 영역 영상을 획득한다(S231). 즉, 도 4의 (b)에 도시된 영상일 수 있다.
제어부(100)는 획득된 PTZ 카메라 영상과 디와핑 영상을 매칭하여, PTZ 카메라 영상내 관심영역의 중심과 PTZ 카메라 영상의 중심간의 거리차를 산출한다(S233).
도 7은 어안 카메라 및 PTZ 카메라의 영상들 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
즉, 제어부(100)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 어안 카메라(10)의 디와핑 영상(이하 'A 영상'이라 기재함)의 중심을 기준으로 적당하게 큰 영역을 PTZ 카메라(20)에 의해 촬영된 영상(이하 'B 영상'이라 기재함)내에서 이미지 매칭하여 찾아낸다. 그런 후, B 영상 내에서 찾아낸 A 영상 중심의 수평 방향 이동 거리 dx와 수직 방향 이동 거리 dy를 산출한다.
다음으로, 제어부(100)는 산출된 수평 거리 dx와 수직 거리 dy를 이용하여 다음의 <수학식 1> 내지 <수학식 4>를 통해 PTZ 카메라(20)의 보정될 팬 각도
Figure pat00001
와 틸트 각도
Figure pat00002
를 산출하여 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정한다(S235).
도 8은 거리차에 따라 보정될 패닝각 산출을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 팬 각도
Figure pat00003
는 다음의 <수학식 1>에 의해 산출될 수 있는데, <수학식 1>에서 R은 도 8에 도시된 바와 같이 PTZ 카메라(20)와 관심 객체 간의 거리이고, x는 다음의 <수학식 2>와 같이 정의될 수 있다. <수학식 2>의 각 변수들은 도 8에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
따라서, 최종적으로 팬 각도
Figure pat00006
는 다음의 <수학식 3>에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00007
틸트 각도
Figure pat00008
도 팬 각도
Figure pat00009
와 동일한 방식으로 다음의 <수학식 4>에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00010
다음으로, 제어부(100)는 사용자 인터페이스부(30)로부터 주밍 요청되면, PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)이 2차 조정된 상태에서 PTZ 카메라(20)를 주밍하여 관심 영역의 확대 영상을 획득하여 사용자 인터페이스부(30)에 출력할 수 있다(S240).
도 9는 본 발명에 따른 PTZ 카메라에 의한 주밍 영상의 일 예를 도시한 도면이다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 PTZ 카메라(20)에 의해 2차에 걸쳐 패닝각(P) 및 틸트각(T) 조정된 상태에서는 사용자가 원하는 관심 객체의 확대 영상을 획득할 수 있다.

Claims (5)

  1. 어안(Fisheye) 카메라와, PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라가 인접 설치된 상태에서 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법에 있어서,
    어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상에서 관심 영역을 선택받는 단계; 및
    선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하는 단계;
    를 포함하되, 조정하는 단계는,
    관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라 광축과 평행하도록 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 단계; 및
    패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정된 상태에서, PTZ 카메라로부터 촬영된 영상내 관심 영역 영상의 중심과 PTZ 카메라로부터 촬영된 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 단계;
    를 포함하는 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 1차 조정하는 단계는,
    어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영상 전체에서 선택된 관심 영역이 중심이 되는 일정 범위의 영상을 디와핑(dewarping)하는 단계;
    디와핑 영상으로부터 어안 카메라의 관심 영역을 중심으로 하는 광축의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 산출하는 단계; 및
    패닝각(P) 및 틸트각(T)이 지시하는 관심 영역을 중심으로 하는 광축과 평행하도록 PTZ 카메라(20)의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 단계;
    를 포함하는 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 1차 조정하는 단계는,
    설치시의 저장된 어안 카메라의 기준 좌표 및 PTZ 카메라의 기준 좌표의 차이값을 감안하여 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하는 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 2차 조정하는 단계는
    패닝각(P) 및 틸트각(T)이 1차 조정된 PTZ 카메라에 의해 촬영된 관심 영역 영상을 획득하는 단계;
    PTZ 카메라에 의해 촬영된 영상내 관심 영역을 디와핑 영상을 매칭하여 찾아내고, PTZ 카메라에 의해 촬영된 영상내 관심영역의 중심과 PTZ카메라에 촬영된 영상의 중심간의 거리차를 산출하는 단계; 및
    산출된 거리차를 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 단계;
    를 포함하는 어안 카메라를 이용한 PTZ 카메라 제어 방법.
  5. 어안렌즈로 구성되어, 감시대상영역 전체를 감시하는 어안 카메라;
    어안 카메라와 인접 설치되어, 감시대상영역의 특정위치를 세부적으로 감시하는 PTZ(Pen-Tilt Zoom) 카메라;
    어안 카메라에 의해 촬영된 감시대상영역 전체 영상에서 관심 영역을 선택받아, 선택된 관심 영역에 대한 정밀 영상을 획득하기 위해 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 조정하는 제어부를 포함하되,
    제어부는,
    관심 영역을 중심으로 하는 어안 카메라 광축과 평행하도록 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정하고, 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 1차 조정된 상태에서, PTZ 카메라로부터 촬영된 영상내 관심 영역 영상의 중심과 PTZ카메라로부터 촬영된 영상의 중심 간의 거리 차이값을 기반으로 PTZ 카메라의 패닝각(P) 및 틸트각(T)을 2차 조정하는 감시시스템.
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