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KR101823077B1 - Apparatus and method for obtaining high resolution image - Google Patents

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KR101823077B1
KR101823077B1 KR1020140129406A KR20140129406A KR101823077B1 KR 101823077 B1 KR101823077 B1 KR 101823077B1 KR 1020140129406 A KR1020140129406 A KR 1020140129406A KR 20140129406 A KR20140129406 A KR 20140129406A KR 101823077 B1 KR101823077 B1 KR 101823077B1
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selecting
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김규환
신수지
손국현
이상준
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

고해상도 영상 획득 장치는 움직이는 대상물을 촬영하여 복수의 프레임 영상을 획득하고, 상기 복수의 프레임 영상을 이용하여 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정하며, 추정된 각 영상의 좌표 값을 토대로 초해상도 기법을 적용할 영상을 선정한 후 선정된 영상으로부터 초해상도 기법을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성한다. A high-resolution image acquiring apparatus acquires a plurality of frame images by photographing a moving object, estimates the relative motion of a current image with respect to a previous image as a coordinate value in decimal pixel units using the plurality of frame images, Resolution image is selected based on the coordinate values of the selected image and a high-resolution image is generated from the selected image using the super-resolution technique.

Description

고해상도 영상 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OBTAINING HIGH RESOLUTION IMAGE}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR OBTAINING HIGH RESOLUTION IMAGE [0002]

본 발명은 고해상도 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 움직이는 대상물을 촬영하여 획득된 다수의 저해상도 영상을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 고해상도 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for acquiring high resolution images, and more particularly, to a high resolution image acquisition apparatus and method for generating a high resolution image using a plurality of low resolution images acquired by photographing a moving object.

철강 제조 공장의 래들은 오래 사용할 경우 뜨거운 용강으로부터 래들의 틀을 보호하는 내화벽돌이 열화되며, 래들이 터지는 사고가 발생될 수 있다. 래들의 열화는 대개 국부적으로 먼저 발생되며, 이는 래들 외부의 온도가 높아지는 것을 감지함으로써 미리 알 수 있다. If the ladle of a steel manufacturing factory is used for a long time, the refractory brick which protects the ladle frame from hot molten steel may be deteriorated, and the ladle may be accidentally opened. The deterioration of the ladle is usually first generated locally, which can be known in advance by sensing the temperature rise outside the ladle.

래들의 외형을 열화상 카메라로 촬영하여 래들이 열화되는 부위를 감지할 수 있다. 래들의 열화를 정확히 감지하기 위해서는 고해상도의 영상이 필요하다.The external appearance of the ladle can be photographed with an infrared camera to detect the area where the ladle is deteriorated. In order to accurately detect the degradation of ladders, a high-resolution image is required.

최근 영상시스템의 활용이 높아지며 영상의 해상도도 증가하는 추세이나 열화상 영상 분야에서는 고해상도의 영상 획득에 여러 제약이 있으며, CCD 영상과 다르게 해상도를 높이는 데에는 많은 비용이 든다.Recently, the utilization of the imaging system is increasing and the resolution of the image is increasing. However, in the thermal image field, there are various restrictions on the acquisition of the high resolution image, and it is expensive to increase the resolution differently from the CCD image.

본 발명이 해결하려는 과제는 움직이는 대상물을 열화상 카메라로 촬영한 영상을 이용하여 고해상도의 영상을 생성할 수 있는 고해상도 영상 획득 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The object of the present invention is to provide a high-resolution image acquiring apparatus and method capable of generating a high-resolution image using an image of a moving object photographed by a thermal imaging camera.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 고해상도 영상 획득 장치의 고해상도 영상 획득 방법이 제공된다. 고해상도 영상 획득 방법은 움직이는 대상물을 촬영하여 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계, 상기 복수의 프레임 영상을 이용하여 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임을 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정하는 단계, 상기 추정된 각 영상의 좌표 값을 토대로 초해상도(super resolution) 기법을 적용할 영상을 선정하는 단계, 그리고 상기 선정된 영상으로부터 상기 초해상도 기법을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 단계를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, a high-resolution image acquisition method of a high-resolution image acquisition apparatus is provided. A method for acquiring a high resolution image comprises the steps of acquiring a plurality of frame images by photographing a moving object, estimating a relative motion of a current image with respect to a previous image as a coordinate value in decimal pixel units using the plurality of frame images, Selecting an image to which a super resolution technique is to be applied based on coordinate values of the respective images, and generating one high resolution image from the selected image using the super resolution technique.

상기 선정하는 단계는 상기 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 하는 단위픽셀을 생성하는 단계, 상기 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 생성된 복수의 단위픽셀 내에 표시된 좌표 값에 해당하는 영상의 개수를 토대로 하나의 단위픽셀을 선택하는 단계, 상기 선택된 단위픽셀을 복수의 블록으로 분할하는 단계, 그리고 상기 복수의 블록 중 영상이 존재하는 블록에서 각각 하나의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of selecting includes the steps of generating a unit pixel having a coordinate value of each of the images as a center point based on the number of images corresponding to coordinate values displayed in a plurality of unit pixels Dividing the selected unit pixel into a plurality of blocks, and selecting one image in the block in which the image exists among the plurality of blocks as an image to which the super resolution technique is to be applied . ≪ / RTI >

상기 영상이 존재하는 블록에서 각각 하나의 영상을 선정하는 단계는 상기 영상이 존재하는 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 값의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다. The step of selecting one image in the block in which the image exists may include selecting an image having a coordinate value closest to the center of each block in which the image exists, as an image to which the super resolution technique is to be applied .

상기 단위픽셀을 선택하는 단계는 상기 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 수의 영상이 표시된 단위픽셀을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. The selecting of the unit pixel may include selecting a unit pixel having the largest number of images among the plurality of unit pixels.

상기 단위픽셀은 해당 영상의 좌표 값을 중심점으로 상하좌우 설정된 크기를 가질 수 있다. The unit pixel may have a size that is set vertically, horizontally, and vertically with a coordinate value of the corresponding image as a center point.

상기 추정하는 단계는 ECC(Enhanced Correlation Coefficient) 기반 알고리즘을 이용하여 상기 현재 영상의 상대적 움직임을 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정하는 단계를 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.Wherein the estimating includes estimating a relative motion of the current image as a coordinate value in decimal pixel units using an ECC (Enhanced Correlation Coefficient) based algorithm.

상기 복수의 프레임 영상은 열화상 카메라에 의해 획득된 영상을 포함할 수 있다. The plurality of frame images may include an image obtained by a thermal imaging camera.

상기 대상물은 철강공정에서 사용되는 래들(ladle)을 포함할 수 있다. The object may comprise a ladle used in a steel process.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 다수의 저해상도 영상을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 고해상도 영상 획득 장치가 제공된다. 고해상도 영상 획득 장치는 영상 촬영부, 움직임 추정부, 영상 선정부, 그리고 고해상도 영상 생성부를 포함한다. 상기 영상 촬영부는 움직이는 대상물을 촬영하여 복수의 프레임 영상을 획득한다. 상기 움직임 추정부는 상기 복수의 프레임 영상을 이용하여 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 단위의 좌표 값을 추정한다. 상기 영상 선정부는 상기 추정된 각 영상의 좌표 값을 토대로 초해상도 기법을 적용할 영상을 선정한다. 그리고 상기 고해상도 영상 생성부는 상기 선정된 영상으로부터 상기 초해상도 기법을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a high-resolution image acquisition apparatus for generating a high-resolution image using a plurality of low-resolution images. The high-resolution image acquisition apparatus includes an image capturing unit, a motion estimating unit, an image selecting unit, and a high-resolution image generating unit. The image capturing unit captures a moving object and acquires a plurality of frame images. The motion estimator estimates a coordinate value of the decimal point pixel of the relative motion of the current image with respect to the previous image using the plurality of frame images. The image selection unit selects an image to which the super resolution technique is applied based on the coordinate values of the estimated images. The high-resolution image generation unit generates a high-resolution image from the selected image using the super resolution technique.

상기 영상 선정부는 상기 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 하는 복수의 단위픽셀 내에 표시된 각 좌표 값에 해당하는 영상의 개수를 토대로 하나의 단위픽셀을 선택하고, 상기 선택된 단위픽셀 내의 좌표 값에 해당하는 영상 중에서 상기 초해상도 기법을 적용할 영상을 선정할 수 있다. Wherein the image selecting unit selects one unit pixel based on the number of images corresponding to the respective coordinate values displayed in the plurality of unit pixels having the coordinate values of the respective images as the center point, The image to which the super resolution technique is applied can be selected.

상기 영상 선정부는 상기 선택된 단위픽셀을 복수의 블록으로 분할하고, 복수의 블록 중 영상이 존재하는 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 값의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정할 수 있다. The image selecting unit may divide the selected unit pixel into a plurality of blocks and select an image having a coordinate value closest to the center of each block in which the image exists among the plurality of blocks as an image to which the super resolution technique is applied.

상기 영상 선정부는 상기 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 영상이 표시된 단위픽셀을 선택할 수 있다. The image selection unit may select a unit pixel having the largest number of images among the plurality of unit pixels.

상기 영상 촬영부는 열화상 카메라를 포함할 수 있다. The image capturing unit may include an infrared camera.

상기 대상물은 철강공정에서 사용되는 래들을 포함할 수 있다. The object may include ladders used in steel processing.

본 발명의 실시 예에 의하면, 한 대의 열화상 카메라를 이용하여 고해상도의 영상을 획득할 수 있으며, 고해상도의 영상을 이용하여 래들의 내화도를 정확하게 감지할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, a high-resolution image can be obtained using a single thermal imaging camera, and the refractoriness of ladders can be accurately detected using a high-resolution image.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초해상도 기법을 적용할 영상 선정 방법을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 도 1에 도시된 움직임 추정부에 의해 추정된 연속된 프레임 영상의 움직임 정보를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 단위픽셀(A)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치의 개략적인 도면이다.
1 is a block diagram illustrating a high-resolution image acquisition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for acquiring a high-resolution image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an image selection method for applying a super resolution technique according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating motion information of a continuous frame image estimated by the motion estimation unit shown in FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of the unit pixel A shown in FIG.
6 is a schematic diagram of a high resolution image acquisition apparatus according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise. Also, the terms "part," "unit," "module," "block," and the like in the specification mean units for processing at least one function or operation, Can be implemented.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, an apparatus and method for acquiring a high-resolution image according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 1 is a block diagram of a high-resolution image acquisition apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a high-resolution image acquisition method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 고해상도 영상 획득 장치(100)는 영상 촬영부(110), 움직임 추정부(120), 영상 선정부(130) 및 고해상도 영상 생성부(140)를 포함한다. 고해상도 영상 획득 장치(100)는 영상 저장부(150)를 더 포함할 수 있다.1, the high resolution image acquisition apparatus 100 includes an image capturing unit 110, a motion estimating unit 120, an image selecting unit 130, and a high resolution image generating unit 140. The high resolution image acquisition apparatus 100 may further include an image storage unit 150.

도 2를 보면, 영상 촬영부(110)는 대상물을 촬영하여 연속되는 프레임 영상을 획득한다(S210). 영상 촬영부(110)는 열화상 카메라를 포함할 수 있다. 열화상 카메라에 의해 획득되는 프레임 영상은 저해상도의 영상일 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 대상물은 철강공정에서 사용되는 래들(ladle)일 수 있다. 래들에는 용강이 담기며, 래들의 내측면은 래들을 보호하기 위해 벽 구조체 즉, 내화벽돌이 감싸지며, 용강이 담긴 래들은 공정을 위한 장소로 움직인다.Referring to FIG. 2, the image capturing unit 110 captures an object to obtain a continuous frame image (S210). The image capturing unit 110 may include an infrared camera. The frame image obtained by the thermal imaging camera may be a low resolution image. In an embodiment of the present invention, the object may be a ladle used in a steel process. The ladle contains molten steel. The inner side of the ladle is enclosed by a wall structure, ie a refractory brick, to protect the ladle, and the ladle containing molten steel moves to a place for processing.

영상 촬영부(110)는 움직이는 래들을 촬영하여 획득된 영상을 움직임 추정부(120)로 전달한다. 이하, 대상물은 래들인 것으로 가정하고 설명한다.The image capturing unit 110 captures the moving ladle and transmits the captured image to the motion estimator 120. Hereinafter, it is assumed that the object is a ladle.

움직임 추정부(120)는 영상 촬영부(110)에 의해 획득된 연속된 프레임 영상으로부터 래들의 움직임을 추정한다(S220). 래들은 공정 장소로의 움직임 외에도 공장에서 발생하는 진동으로 인한 미세움직임이 존재한다. 따라서 움직임 추정부(120)는 영상 촬영부(110)에 의해 획득된 영상들로부터 ECC(Enhanced Correlation Coefficient) 기반 알고리즘을 이용하여 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 래들의 움직임을 추정할 수 있다. ECC 기반 알고리즘은 영상들간의 소수점 픽셀 단위의 움직임을 추정하는 알고리즘이다. The motion estimation unit 120 estimates the motion of the ladder from the continuous frame image acquired by the imaging unit 110 (S220). In addition to movement to the process site, there are fine movements due to vibrations from the plant. Therefore, the motion estimation unit 120 can estimate the motion of the ladder using the ECC (Enhanced Correlation Coefficient) -based algorithm from the images acquired by the image capturing unit 110 to the coordinate value of the decimal pixel unit. The ECC-based algorithm is an algorithm that estimates the motion of decimal pixels between images.

움직임 추정부(120)는 ECC 기반 알고리즘에 의해 현재 영상을 이상 영상과 비교해 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임을 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정한다. 움직임 추정부(120)는 X축과 Y축으로 이루어진 픽셀 단위의 기본 좌표에 첫 번째 영상의 좌표 값을 설정하고, 두 번째 영상에 대하여 첫 번째 영상의 좌표 값을 기준으로 두 번째 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 값을 표시한다. 움직임 추정부(120)는 픽셀 단위의 기본 좌표에 이전 영상의 좌표 값을 기준으로 현재 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 값을 표시한다. The motion estimation unit 120 compares the current image with an ideal image by an ECC-based algorithm, and estimates the relative motion of the current image with respect to the previous image as a coordinate value of the decimal pixel unit. The motion estimator 120 sets a coordinate value of a first image in a basic coordinate of a pixel unit consisting of an X axis and a Y axis and calculates a relative motion of a second image based on a coordinate value of a first image with respect to a second image, Lt; RTI ID = 0.0 > pixel value < / RTI > The motion estimation unit 120 displays the decimal pixel value of the relative motion of the current image on the basis of the coordinate value of the previous image in the basic coordinates of the pixel unit.

영상 선정부(130)는 움직임 추정부(120)에 의해 추정된 래들의 움직임을 이용하여 초해상도(super resolution) 기법을 적용할 영상을 선정한다(S230). 구체적으로, 영상 선정부(130)는 움직임 추정부(120)에 의해 픽셀 단위의 기본 좌표에 표시된 모든 영상을 토대로 각 영상을 중심으로 소정의 크기를 가지는 단위픽셀을 생성한다. 영상 선정부(130)는 단위픽셀 내 표시된 영상의 좌표 위치를 토대로, 가장 많은 수의 좌표 위치가 표시된 단위픽셀을 선택하고, 단위픽셀 내에서 초해상도 기법을 적용할 영상을 선정한다. The image selection unit 130 selects an image to which a super resolution technique is to be applied using the motion of the ladle estimated by the motion estimation unit 120 at step S230. Specifically, the video selecting unit 130 generates a unit pixel having a predetermined size centered on each image based on all the images displayed in the basic coordinates in units of pixels by the motion estimating unit 120. Based on the coordinate positions of the displayed image in the unit pixel, the image selection unit 130 selects the unit pixels having the largest number of coordinate positions and selects an image to which the super resolution technique is applied in the unit pixel.

고해상도 영상 생성부(140)는 영상 선정부(130)에 의해 선정된 영상들에 대하여 초해상도 기법을 적용하여 하나의 고해상도 영상을 생성한다(S240). 다수의 저해상도 영상을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 초해상도 기법은 이미 알려진 기술에 해당하므로, 자세한 설명은 생략한다.The high-resolution image generation unit 140 applies a super resolution technique to the images selected by the image selection unit 130 to generate a single high-resolution image (S240). Since a super resolution technique for generating a single high resolution image using a plurality of low resolution images corresponds to a known technique, a detailed description thereof will be omitted.

영상 저장부(150)는 영상 선정부(130)에 의해 선정된 영상을 저장할 수 있다. The image storage unit 150 may store an image selected by the image selection unit 130. [

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초해상도 기법을 적용할 영상 선정 방법을 구체적으로 나타낸 흐름도이고, 도 4는 도 1에 도시된 움직임 추정부에 의해 추정된 연속된 프레임 영상의 움직임 정보를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 단위픽셀(A)을 확대하여 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a flowchart illustrating an image selection method for applying a super resolution technique according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating motion information of a continuous frame image estimated by the motion estimation unit shown in FIG. FIG. FIG. 5 is an enlarged view of the unit pixel A shown in FIG.

도 3을 참고하면, 영상 선정부(130)는 픽셀 단위의 기본 좌표에 각 영상의 움직임 정보가 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 표시된 모든 영상에 대하여, 각 영상의 좌표 값을 중심으로 소정의 크기를 가지는 단위픽셀을 생성한다(S310). Referring to FIG. 3, the image selection unit 130 sets a predetermined size around the coordinate value of each image for all the images in which the motion information of each image is represented by the coordinate value of the decimal pixel unit in the basic coordinates of the pixel unit (S310).

움직임 추정부(120)에 의해 ECC 기반 알고리즘을 이용하여 추정된 모든 영상의 움직임 정보는 도 4에 도시한 바와 같이 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 표시될 수 있다. Motion information of all images estimated by the motion estimation unit 120 using the ECC-based algorithm can be displayed as coordinate values in decimal pixel units as shown in FIG.

도 4를 참고하면, 첫 번째 영상의 좌표 값은 (0, 0)으로 설정된다. 두 번째 영상부터 마지막 영상까지, 이전 영상의 좌표 값을 기준으로 현재 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 값이 표시될 수 있다.Referring to FIG. 4, the coordinate value of the first image is set to (0, 0). From the second image to the last image, the decimal pixel value for the relative motion of the current image can be displayed based on the coordinate value of the previous image.

도 4는 ECC 기반 알고리즘을 토대로 추정된 각 영상의 움직임에 대한 소수점 픽셀 값으로, 각 영상의 움직임에 대한 소수점 픽셀 값을 선으로 연결한 것이다.FIG. 4 is a decimal point pixel value for movement of each image estimated based on an ECC-based algorithm, and a decimal point pixel value for movement of each image is connected by a line.

도 4를 보면, 래들이 왼쪽으로 이동하여 공정 장소에 도착하면 아래로 내려가는 것을 추정할 수 있다. 또한 래들의 움직임은 첫 번째 영상의 좌표 값을 기준으로 마지막 영상을 토대로 분석할 때 대략 왼쪽 방향으로 55 픽셀, 아래 방향으로 4.5 픽셀만큼 이동한 것을 확인할 수 있다.4, it can be estimated that the ladle moves down to the left when it reaches the process site. Also, the movement of the ladle is shifted by about 55 pixels in the left direction and 4.5 pixels in the downward direction when analyzing based on the last image based on the coordinate value of the first image.

영상 선정부(130)는 도 4와 같이 표시된 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 소정 크기의 단위 픽셀을 생성하는데, 예를 들어, 각 영상의 좌표 값을 중심으로 상, 하, 좌, 우 각각 0.5 크기를 가지는 1*1 크기의 단위픽셀을 생성할 수 있다. 영상 촬영부(110)에 의해 획득된 프레임 영상이 500개인 경우에, 500개의 프레임 영상의 움직임 정보가 도 4와 같이 좌표값으로 표시되고, 500개의 프레임 영상의 좌표값을 중심점으로 하는 500개의 단위픽셀이 생성될 수 있다. The image selection unit 130 generates a unit pixel of a predetermined size based on the coordinate values of the respective images displayed as shown in FIG. 4. For example, the image selection unit 130 generates unit pixels of 0.5 Unit pixel having a size of 1 * 1 can be generated. When the number of frame images obtained by the image capturing unit 110 is 500, motion information of 500 frame images is displayed as coordinate values as shown in FIG. 4, 500 units of coordinates Pixels can be generated.

영상 선정부(130)는 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 생성된 단위픽셀 내에 표시된 좌표 값에 대한 영상의 개수를 확인한다.The image selecting unit 130 checks the number of images with respect to the coordinate values displayed in the unit pixels generated with the center values of the coordinate values of the respective images.

영상 선정부(130)는 단위픽셀 내 표시된 좌표 값에 대한 영상의 개수를 토대로 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 수의 영상이 표시된 단위픽셀을 선택한다(S320). 초해상도 기법은 서브픽셀 즉 소수점 단위의 움직임이 있는 영상들의 정보를 이용한다. 정수 단위의 픽셀 움직임의 정보는 서로 중복되는 정보이므로 화질 개선에 도움이 되지 않는다. 따라서 이러한 서브픽셀 단위의 움직임의 영상을 선정하기 위해 1픽셀 이하의 움직임을 가진 영상들이 많은 지점을 선택하는 것이 초해상도 기법의 적용 결과에 유리하게 된다. 따라서 영상 선정부(130)는 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 수의 영상이 표시된 단위픽셀을 선택한다.The image selecting unit 130 selects a unit pixel having the largest number of images among a plurality of unit pixels based on the number of images with respect to the coordinate values displayed in the unit pixel (S320). The super resolution technique uses information of subpixels, ie, images with motion in decimal units. The pixel motion information in the integer unit is information that is overlapped with each other, and therefore does not contribute to the improvement of picture quality. Therefore, in order to select motion images of subpixel units, it is advantageous to apply the super resolution technique to select many points having images having motion of one pixel or less. Accordingly, the image selecting unit 130 selects a unit pixel having the largest number of images among a plurality of unit pixels.

단위픽셀내 영상의 수가 많다는 것은 래들의 움직임이 최소화된 것을 의미하고, 래들의 움직임이 최소화되었다는 것은 프레임간의 픽셀 값의 차가 거의 없는 상태로서, 중복되는 프레임 영상이 존재할 수 있다. 따라서 중복되는 프레임 영상을 제거하는 단계가 필요하다.The fact that the number of images in the unit pixel is large means that the movement of the ladle is minimized and the movement of the ladle is minimized. There is almost no difference between the pixel values between the frames. Therefore, a step of removing overlapping frame images is required.

영상 선정부(130)는 선택한 단위픽셀을 복수의 블록으로 분할한다(S330). The image selecting unit 130 divides the selected unit pixel into a plurality of blocks (S330).

영상 선정부(130)는 겹치는 프레임 영상을 최소화하기 위하여 복수의 블록 중 영상이 존재하는 블록에서 각각 초해상도 기법을 적용할 하나의 좌표 위치의 영상을 선정한다(S340). 영상 선정부(130)는 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 위치의 영상을 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정할 수 있다. In order to minimize overlapping frame images, the image selecting unit 130 selects images at one coordinate position to which the super resolution technique is to be applied, in a block in which there are images among a plurality of blocks, at step S340. The image selecting unit 130 can select an image at a coordinate position closest to the center of each block as an image to which the super resolution technique is applied.

도 4에 도시된 각 영상의 움직임에 대한 소수점 픽셀 값으로 토대로 선택된 단위픽셀(A)이 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서 "점"들이 소수점 픽셀 값으로 표시된 각 영상을 나타낸다. The unit pixel A selected based on the decimal pixel values for the motion of each image shown in FIG. 4 is shown in FIG. In Fig. 5, "points" represent respective images indicated by decimal pixel values.

도 5에 도시한 바와 같이, 영상 선정부(130)는 단위픽셀(A)을 16개의 블록으로 분할하고, 16개의 블록에서 각각 하나의 좌표 위치의 영상을 선정하는데, 복수의 블록 중 영상이 존재하는 블록에서 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 위치의 영상(a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7)을 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정할 수 있다. 5, the image selecting unit 130 divides the unit pixel A into 16 blocks, and selects images of one coordinate position from each of the 16 blocks. (A1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7) at the coordinates closest to the center of each block in the block to which the super resolution technique is applied.

영상 선정부(130)는 초해상도 기법을 적용할 영상들을 영상 저장부(150)에 저장한다(S350). The image selecting unit 130 stores the images to which the super resolution technique is applied in the image storing unit 150 (S350).

이러한 영상 선정 방법을 이용함으로써 겹치는 영상을 제거하면서 초해상도 기법을 적용할 영상을 효과적으로 선정할 수 있으며, 이렇게 선정된 영상을 초해상도 기법에 적용함으로써, 처리 속도로 향상시킬 수 있고 높은 화질의 영상을 획득할 수 있다.By using this image selection method, it is possible to effectively select the image to be applied to the super resolution technique while eliminating the overlap image. By applying the selected image to the super resolution technique, the processing speed can be improved, Can be obtained.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치 및 방법 중 적어도 일부 기능은 하드웨어로 구현되거나 하드웨어에 결합된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 아래에서는 고해상도 영상 획득 장치 및 방법이 컴퓨터 시스템에 결합된 실시 예에 대해서 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다. At least some functions of the high resolution image acquisition apparatus and method according to the embodiments of the present invention described above can be implemented in hardware or software combined with hardware. Hereinafter, an embodiment in which a high-resolution image acquisition apparatus and method are combined into a computer system will be described in detail with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고해상도 영상 획득 장치의 개략적인 도면으로, 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한 움직임 추정부(120), 영상 선정부(130), 고해상도 영상 생성부(140) 및 영상 저장부(150)의 기능 중 적어도 일부를 수행하는 데 사용할 수 있는 시스템을 나타낸다. 6 is a schematic view of a high resolution image acquisition apparatus according to another embodiment of the present invention. The motion estimation unit 120, the image selection unit 130, the high resolution image generation unit 140 And an image storage unit 150. The image storage unit 150 may be used to perform at least some of the functions of the image storage unit 150 and the image storage unit 150. [

도 6을 참고하면, 고해상도 영상 획득 장치(600)는 프로세서(610), 메모리(620), 적어도 저장 장치(630), 입출력(input/output, I/O) 인터페이스(640) 및 네트워크 인터페이스(650)를 포함한다.6, a high resolution image acquisition device 600 includes a processor 610, a memory 620, at least a storage device 630, an input / output (I / O) interface 640, and a network interface 650 ).

프로세서(610)는 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현될 수 있으며, 메모리(620)는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory, DRAM), 램버스 DRAM(rambus DRAM, RDRAM), 동기식 DRAM(synchronous DRAM, SDRAM), 정적 RAM(static RAM, SRAM) 등의 RAM과 같은 매체로 구현될 수 있다. 저장 장치(630)는 하드 디스크 (hard disk), CD-ROM(compact disk read only memory), CD-RW(CD rewritable), DVD-ROM(digital video disk ROM), DVD-RAM, DVD-RW 디스크, 블루레이(blu-ray) 디스크 등의 광학 디스크, 플래시 메모리, 다양한 형태의 RAM과 같은 영구 또는 휘발성 저장 장치로 구현될 수 있다. 또한 I/O 인터페이스(640)는 프로세서(610) 및/또는 메모리(620)가 저장 장치(630)에 접근할 수 있도록 하며, 네트워크 인터페이스(650)는 프로세서(610) 및/또는 메모리(620)가 네트워크에 접근할 수 있도록 한다.The processor 610 may be implemented as a central processing unit (CPU) or other chipset, microprocessor, etc., and the memory 620 may be a dynamic random access memory (DRAM), a Rambus DRAM DRAM, RDRAM), synchronous DRAM (synchronous DRAM, SDRAM), static RAM (SRAM), and the like. The storage device 630 may be a hard disk, a compact disc read only memory (CD-ROM), a compact disc rewritable (CD-RW), a digital video disc ROM (DVD-ROM) , An optical disk such as a blu-ray disk, a flash memory, various types of RAM, or a permanent or volatile storage device. I / O interface 640 also allows processor 610 and / or memory 620 to access storage device 630 and network interface 650 may be coupled to processor 610 and / To access the network.

이 경우, 프로세서(610)는 움직임 추정부(120), 영상 선정부(130) 및 고해상도 영상 생성부(140)의 기능의 적어도 일부 기능을 구현하기 위한 프로그램 명령을 메모리(620)에 로드하고, 영상 저장부(150)의 기능을 저장 장치(630)에 위치시켜, 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 설명한 동작이 수행되도록 제어할 수 있다. 그리고 프로그램 명령은 저장 장치(630)에 저장되어 있을 수 있으며, 또는 네트워크로 연결되어 있는 다른 시스템에 저장되어 있을 수 있다.In this case, the processor 610 loads a program command for implementing at least some functions of the functions of the motion estimation unit 120, the image selection unit 130 and the high-resolution image generation unit 140 into the memory 620, The function of the image storage unit 150 may be placed in the storage device 630 so that the operations described with reference to FIGS. The program command may be stored in the storage device 630 or may be stored in another system connected to the network.

도 6에 도시한 프로세서(610), 메모리(620), 저장 장치(630), I/O 인터페이스(640) 및 네트워크 인터페이스(650)는 하나의 컴퓨터에 구현될 수도 있으며 또는 복수의 컴퓨터에 분산되어 구현될 수도 있다.The processor 610, the memory 620, the storage device 630, the I / O interface 640, and the network interface 650 shown in FIG. 6 may be implemented in one computer or distributed in a plurality of computers .

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (14)

고해상도 영상 획득 장치의 고해상도 영상 획득 방법으로서,
움직이는 대상물을 촬영하여 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계,
상기 복수의 프레임 영상을 이용하여 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임을 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정하는 단계,
상기 추정된 각 영상의 좌표 값을 토대로 초해상도(super resolution) 기법을 적용할 영상을 선정하는 단계, 그리고
상기 선정된 영상으로부터 상기 초해상도 기법을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 단계
를 포함하며,
상기 선정하는 단계는
상기 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 생성된 복수의 단위픽셀 내에 표시된 좌표 값에 해당하는 영상의 개수를 토대로 하나의 단위픽셀을 선택하는 단계,
상기 선택된 단위픽셀을 복수의 블록으로 분할하는 단계, 그리고
상기 복수의 블록 중 영상이 존재하는 블록에서 각각 하나의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정하는 단계를 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
A high resolution image acquisition method of a high resolution image acquisition apparatus,
Capturing a moving object to obtain a plurality of frame images,
Estimating a relative motion of a current image with respect to a previous image as a coordinate value of a decimal pixel unit using the plurality of frame images,
Selecting an image to which a super resolution technique is to be applied based on the coordinate values of the estimated images, and
Generating one high-resolution image from the selected image using the super resolution technique
/ RTI >
The step of selecting
Selecting one unit pixel based on the number of images corresponding to the coordinate values displayed in the plurality of unit pixels generated with the center point of the coordinate value of each image,
Dividing the selected unit pixel into a plurality of blocks, and
And selecting one of the plurality of blocks as an image to which the super resolution technique is to be applied.
삭제delete 제1항에서,
상기 영상이 존재하는 블록에서 각각 하나의 영상을 선정하는 단계는 상기 영상이 존재하는 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 값의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선택하는 단계를 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the step of selecting one image in the block in which the image exists includes a step of selecting an image having a coordinate value closest to the center of each block in which the image exists, as an image to which the super resolution technique is to be applied, Acquisition method.
제1항에서,
상기 단위픽셀을 선택하는 단계는 상기 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 수의 영상이 표시된 단위픽셀을 선택하는 단계를 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the selecting of the unit pixels includes selecting a unit pixel having the largest number of images among the plurality of unit pixels.
제1항에서,
상기 단위픽셀은 해당 영상의 좌표 값을 중심점으로 상하좌우 설정된 크기를 가지는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the unit pixel has a size set up, down, left, and right with a coordinate value of the image as a center point.
제1항에서,
상기 추정하는 단계는 ECC(Enhanced Correlation Coefficient) 기반 알고리즘을 이용하여 상기 현재 영상의 상대적 움직임을 소수점 픽셀 단위의 좌표 값으로 추정하는 단계를 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the estimating includes estimating a relative motion of the current image as a coordinate value in decimal pixel units using an ECC (Enhanced Correlation Coefficient) based algorithm.
제1항에서,
상기 복수의 프레임 영상은 열화상 카메라에 의해 획득된 영상을 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the plurality of frame images include images acquired by a thermal imaging camera.
제1항에서,
상기 대상물은 철강공정에서 사용되는 래들(ladle)을 포함하는 고해상도 영상 획득 방법.
The method of claim 1,
Wherein the object comprises a ladle used in a steel process.
다수의 저해상도 영상을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 고해상도 영상 획득 장치로서,
움직이는 대상물을 촬영하여 복수의 프레임 영상을 획득하는 영상 촬영부,
상기 복수의 프레임 영상을 이용하여 이전 영상 대비 현재 영상의 상대적 움직임에 대한 소수점 픽셀 단위의 좌표 값을 추정하는 움직임 추정부,
상기 추정된 각 영상의 좌표 값을 중심점으로 하는 복수의 단위픽셀 내에 표시된 각 좌표 값에 해당하는 영상의 개수를 토대로 하나의 단위픽셀을 선택하고, 상기 선택된 단위픽셀 내의 좌표 값에 해당하는 영상 중에서 초해상도(super resolution) 기법을 적용할 영상을 선정하는 영상 선정부, 그리고
상기 선정된 영상으로부터 상기 초해상도 기법을 이용하여 하나의 고해상도 영상을 생성하는 고해상도 영상 생성부
를 포함하는 고해상도 영상 획득 장치.
A high-resolution image acquisition apparatus for generating a high-resolution image using a plurality of low-resolution images,
An image capturing unit capturing a moving object to acquire a plurality of frame images,
A motion estimator for estimating a coordinate value in decimal pixel units of the relative motion of the current image with respect to the previous image using the plurality of frame images,
Selecting one unit pixel on the basis of the number of images corresponding to each coordinate value displayed in the plurality of unit pixels having the coordinate values of the estimated images as the center point and selecting one unit pixel among the images corresponding to the coordinate values in the selected unit pixel An image selection unit for selecting an image to which a super resolution technique is applied, and
A high-resolution image generating unit for generating a high-resolution image from the selected image using the super resolution technique,
Resolution image.
삭제delete 제9항에서,
상기 영상 선정부는 상기 선택된 단위픽셀을 복수의 블록으로 분할하고, 복수의 블록 중 영상이 존재하는 각 블록의 중심에서 가장 가까운 좌표 값의 영상을 상기 초해상도 기법을 적용할 영상으로 선정하는 고해상도 영상 획득 장치.
The method of claim 9,
The image selection unit divides the selected unit pixel into a plurality of blocks and obtains a high resolution image for selecting an image having a coordinate value closest to the center of each block in which a video exists among the plurality of blocks as an image to which the super resolution technique is applied Device.
제9항에서,
상기 영상 선정부는 상기 복수의 단위픽셀 중에서 가장 많은 영상이 표시된 단위픽셀을 선택하는 고해상도 영상 획득 장치.
The method of claim 9,
Wherein the image selecting unit selects a unit pixel having the largest number of images among the plurality of unit pixels.
제9항에서,
상기 영상 촬영부는 열화상 카메라를 포함하는 고해상도 영상 획득 장치.
The method of claim 9,
Wherein the image capturing unit includes a thermal imaging camera.
제9항에서,
상기 대상물은 철강공정에서 사용되는 래들(ladle)을 포함하는 고해상도 영상 획득 장치.
The method of claim 9,
Wherein the object comprises a ladle used in a steel process.
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