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KR102556609B1 - 조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법 - Google Patents

조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법 Download PDF

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KR102556609B1
KR102556609B1 KR1020220188119A KR20220188119A KR102556609B1 KR 102556609 B1 KR102556609 B1 KR 102556609B1 KR 1020220188119 A KR1020220188119 A KR 1020220188119A KR 20220188119 A KR20220188119 A KR 20220188119A KR 102556609 B1 KR102556609 B1 KR 102556609B1
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KR
South Korea
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illuminance
color coordinate
angle
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Application number
KR1020220188119A
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Inventor
김상욱
Original Assignee
에이포시스템주식회사
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Publication date
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Abstract

조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법이 개시된다. 본 발명에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치는, 감시용 카메라로부터 설정된 범위의 감시영역에 대한 조도를 측정하는 조도 측정부; 조도 측정부에 의해 측정되는 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정하는 조사방향 측정부; 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 조사각도 계산부; 감시영역의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단하는 색좌표값 판단부; 및 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도에 따라 색좌표값 판단부에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정하는 색좌표값 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법{IMAGE CORRECTION APPARATUS AND METHOD FOR ADAPTIVELY CORRECTING IMAGE CORRESPONDING TO ILLUMINANCE VARIATION AND REFLECTION OF LIGHT FOR CCTV}
본 발명은 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체를 향하여 조사되는 빛의 조도변화와, 피사체 또는 그 주변에서 반사되는 빛에 의해 촬영되는 영상이 필요 이상으로 밝아져 피사체가 구분되지 못하는 현상을 방지하며, 조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로 CCTV(Closed Circuit Television)와 같은 감시용 카메라는 실내 또는 실외의 특정 위치에 고정되어 설치되며, 해당 위치로부터 설정된 범위 이내의 주변을 상시적으로 촬영한다.
이때, 감시용 카메라의 주변에서 태양에 의한 자연광이 감시용 카메라와 같은 방향에서 피사체를 향하여 조사되거나 백열등과 같은 발광체에 의해 발광되는 빛이 감시용 카메라와 같은 방향에서 피사체를 향하여 조사되는 경우가 자주 발생한다.
그런데, 피사체나 피사체의 주변이 백색에 근접한 밝은 색상을 갖는 경우, 피사체를 향하여 조사되는 빛은 피사체 또는 그 주변에 의해 반사가 될 수 있다. 이와 같은 경우, 감시용 카메라에 의해 촬영되는 영상은 피사체 또는 그 주변에서의 빛의 반사와 조도의 변화에 따라 필요 이상으로 밝게 촬영되며, 이로 인해 촬영영상에서 피사체가 명확하게 구분되지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1279374호 (등록일자: 2013.06.21)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 피사체를 향하여 조사되는 빛의 조도변화와, 피사체 또는 그 주변에서 반사되는 빛에 의해 촬영되는 영상이 필요 이상으로 밝아져 피사체가 구분되지 못하는 현상을 방지하며, 조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정하는 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치 및 그 촬영영상 보정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치는, 감시용 카메라로부터 설정된 범위의 감시영역에 대한 조도를 측정하는 조도 측정부; 상기 조도 측정부에 의해 측정되는 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 상기 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정하는 조사방향 측정부; 상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 조사각도 계산부; 상기 감시영역의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단하는 색좌표값 판단부; 및 상기 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도에 따라 상기 색좌표값 판단부에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정하는 색좌표값 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치는, 상기 감시영역의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택하는 픽셀영역 선택부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 색좌표값 보정부는 상기 픽셀영역 선택부에 의해 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값을 보정한다.
전술한 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치는, 조도의 범위에 따라 복수의 조도단계를 분류하며, 분류된 각각의 조도단계에 대응하여 서로 다른 조도 가중치를 부여하여 저장하는 조도단계 분류부; 및 상기 분류된 복수의 조도단계 중 상기 조도 측정부에 의해 측정되는 조도에 대응하는 조도단계를 판단하는 조도단계 판단부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 색좌표값 보정부는 상기 판단되는 조도단계에 대응하는 조도 가중치를 선택되는 상기 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정한다.
전술한 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치는, 각도의 범위에 따라 복수의 각도단계를 분류하며, 분류된 각각의 각도단계에 대응하여 서로 다른 각도 가중치를 부여하여 저장하는 각도단계 분류부; 및 상기 분류된 복수의 각도단계 중 상기 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도에 대응하는 각도단계를 판단하는 각도단계 판단부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 색좌표값 보정부는 상기 판단되는 각도단계에 대응하는 각도 가중치를 선택되는 상기 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정한다.
여기서, 상기 색좌표값 판단부는 상기 감시영역의 촬영되는 영상에 대해 Lab 색 공간상의 좌표값을 판단하며, 상기 색좌표값 보정부는 상기 조도 측정부에 의해 측정되는 조도가 높을수록 그리고 상기 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도가 작을수록 선택되는 상기 픽셀영역의 색 좌표값의 L은 작아지며, a 및 b는 중간값을 향하도록 보정할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법은, 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치에 의해 수행되는 촬영영상 보정방법에 있어서, 상기 감시용 카메라로부터 설정된 범위의 감시영역에 대한 조도를 측정하는 단계; 측정되는 상기 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 상기 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정하는 단계; 상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 단계; 상기 감시영역의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단하는 단계; 및 상기 계산되는 각도에 따라 판단되는 상기 색 좌표값을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법은, 상기 감시영역의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 색좌표값을 보정하는 단계는 상기 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값을 보정한다.
본 발명에 따르면, 피사체를 향하여 조사되는 빛의 조도변화와, 피사체 또는 그 주변에서 반사되는 빛에 의해 촬영되는 영상이 필요 이상으로 밝아져 피사체가 구분되지 못하는 현상을 방지하며, 조도변화와 빛의 반사에 따라 적응적으로 촬영영상을 보정함으로써 감시용 카메라는 조도변화에 관계없이 항상 선명한 영상을 촬영할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 감시영역에 대한 촬영영상이 필요 이상으로 밝게 촬영되는 경우의 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 조사방향 측정부의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 조사방향 측정부가 광원의 조사방향을 측정하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 광원의 조사방향과 감시용 카메라의 촬영방향 사이의 각도를 계산하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 촬영되는 영상에서 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치(100)는 조도 측정부(102), 조사방향 측정부(104), 조사각도 계산부(106), 색좌표값 판단부(108), 색좌표값 보정부(110), 픽셀영역 선택부(112), 조도단계 분류부(114), 조도단계 판단부(116), 각도단계 분류부(118) 및 각도단계 판단부(120)를 포함할 수 있다.
일반적으로 감시용 카메라(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 특정의 위치에 고정되어 설치되며, 주변의 일정한 영역을 촬영한다. 이때, 감시용 카메라(10)에 의해 촬영되는 영역을 '감시영역'(20)이라고 한다.
한편, 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대하여 광원이 감시용 카메라(10)와 동일한 측 또는 그 주변에서 빛을 조사하며, 그 조도가 설정된 값 이상일 경우, 감시용 카메라(10)에 의해 촬영되는 감시영역(20)의 영상은 광원에 의해 조사되는 빛이 피사체(30) 또는 그 주변에 의해 반사되어 필요 이상으로 밝게 촬영될 수 있다. 이와 같은 경우, 감시용 카메라(10)에 의해 촬영되는 영상에서 피사체(30) 또는 그 주변을 명확하게 구분하지 못하게 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치(100)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안되었다.
조도 측정부(102)는 감시용 카메라(10)로부터 설정된 범위의 감시영역(20)에 대한 조도를 측정한다. 이때, 조도 측정부(102)는 감시용 카메라(10)와 일체로 설치될 수도 있으나, 감시영역(20)에는 광원에 의한 빛이 직접 조사되고, 감시용 카메라(10)의 위치에는 광원에 의한 빛이 간접적으로 조사되는 경우에는 감시용 카메라(10)의 위치에서의 조도와 감시영역(20)의 조도가 달라질 수 있다. 따라서, 조도 측정부(102)는 감시영역(20)에 설치되며, 감시영역(20)의 조도를 측정하는 것이 바람직하다.
조사방향 측정부(104)는 조도 측정부(102)에 의해 측정되는 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정한다. 이때, 조사방향 측정부(104)는 감시영역(20)에 설치될 수 있으며, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 광측정 센서(40)가 반구의 형상으로 결합된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 광측정 센서(40)는 광의 조도를 측정하는 조도측정 센서일 수 있다.
이 경우, 각각의 광측정 센서(40)는 서로 일정한 간격을 유지하며, 반구의 중심점으로부터 반구의 표면을 관통하는 법선의 방향으로 배치된다. 즉, 반구의 중심점으로부터 반구의 표면을 관통하는 법선의 방향은 모두 상이하므로, 각각의 광측정 센서(40)가 향하는 방향은 모두 상이하다.
조사방향 측정부(104)는 반구의 중심점과 감시용 카메라(10)를 연결한 선을 반구의 중심점에서 수평 방향으로 연장한 선을 기준으로, 각각의 광측정 센서(40)의 법선의 방향에 대한 각도를 저장할 수 있다.
또한, 조사방향 측정부(104)는 도 4에 도시한 바와 같이 태양이나 발열체의 광원에 의한 빛이 조사되는 경우, 각각의 광측정 센서(40)에 의해 측정되는 조도 값 중 가장 큰 조도 값을 갖는 광측정 센서(40)에 대응하는 법선의 방향에 기반하여 광원의 조사방향을 측정할 수 있다.
여기서, 조도 측정부(102)와 조사방향 측정부(104)는 서로 독립적인 구성요소인 것으로 설명하였지만, 조도 측정부(102)는 조사방향 측정부(104)의 광측정 센서(40)로 이용될 수 있다. 이 경우, 조도 측정부(102)는 각각의 광측정 센서(40)에 의해 측정되는 조도 값 중 가장 큰 조도 값을 감시영역(20)에 대한 조도 값으로 측정하는 것이 바람직하다.
조사각도 계산부(106)는 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산한다. 예를 들어, 조사각도 계산부(106)는 도 5에 도시한 바와 같이, 감시용 카메라(10)의 촬영방향을 XYZ 좌표계에서 XY 평면상에 위치시키며, 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향을 ZX 평면상으로 투영하였을 때의 방향이 촬영방향과 이루는 ZX 평면상에서의 각도 a를 계산하고, ZX 평면에 대한 감시용 카메라(10)의 촬영방향의 각도 b와 ZX 평면에 대한 광원의 조사방향의 각도 c의 차이 즉, 각도 c 각도 b를 계산함으로써 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산할 수 있다. 여기서는 발명의 이해를 돕기 위하여 XYZ 좌표계에 기반하여 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도는 다양한 좌표계에 기반하여 계산될 수 있음은 물론이다.
색좌표값 판단부(108)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단한다. 이때, 색좌표값 판단부(108)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대해, 하나의 프레임 내의 각각의 픽셀(pixel)의 색 좌표값을 판단하고, 판단되는 각각의 픽셀의 색 좌표값에 대한 평균값을 계산함으로써 하나의 프레임에 대한 색 좌표값을 산출할 수 있다.
여기서, 감시용 카메라(10)에 의해 촬영되는 영상의 각각의 프레임은 다양한 값의 색상(Hue), 명도(Brightness), 채도(Colorfulness), 휘도(Luminance) 등으로 표현될 수 있다.
국제 조명 위원회(CIE: International Commission on Illumination)는 인간의 색채 인지에 대한 실험 연구에서 분광 광도계로 측정한 값들을 기초로 하여 밝기를 제외한 채도와 색상을 CIE 좌표계로 표현한 표준을 제정하였다. CIE 색좌표는 색상을 띄지 않는 흰색은 중앙에 위치시키며, 순색에 가까울수록 말굽 형태의 다이어그램의 가장자리에 위치시킨다.
이때, 빛의 특성을 이용하여 색상을 표현하는 방법으로 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 삼원색을 이용하는 RGB 색체계가 가장 기본적으로 이용되며, YUV, YCbCr/YPbPr, Lab 등의 다양한 색공간 좌표가 이용되기도 한다. 여기서, YUB 색공간 좌표는 RGB 색공간 좌표와 상호 변환이 가능하다. 색좌표값 판단부(108)는 공지된 다양한 색공간 좌표를 이용하여, 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대한 색좌표값을 판단할 수 있으며, 특정의 색공간 좌표계에 대한 색좌표값에 한정되지 않는다.
색좌표값 보정부(110)는 조사각도 계산부(106)에 의해 계산되는 각도에 따라 색좌표값 판단부(108)에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정한다. 이때, 색좌표값 보정부(110)는 조도 측정부(102)에 의해 측정되는 감시영역(20)의 조도가 설정된 값 이상인 경우에 색좌표값 판단부(108)에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정할 수 있다. 즉, 감시영역(20)의 조도가 설정된 값 이상인 경우, 색좌표값 보정부(110)는 측정되는 감시영역(20)의 조도의 정도에 따라 감시영역(20)에 대해 촬영되는 영상의 프레임에 대한 색 좌표값을 일률적으로 보정할 수 있다.
픽셀영역 선택부(112)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택한다. 이때, 픽셀영역 선택부(112)는 각각의 색 공간 좌표계에서 빛의 반사가 발생하기 쉬운 색상, 명도, 채도, 휘도 등의 값들의 범위를 설정하고, 감시영역(20)의 촬영되는 영상에서 해당 설정된 범위 내에 속하는 값들을 갖는 픽셀들을 픽셀영역으로 선택할 수 있다.
또한, 픽셀영역 선택부(112)는 픽셀영역의 선택의 기준이 되는 값을 복수의 단계로 설정하고, 감시영역(20)에 대해 촬영되는 영상의 프레임에서 각각의 픽셀의 색 좌표값이 어느 단계에 속하는지에 따라 복수의 픽셀영역을 선택할 수도 있다. 예를 들어, 픽셀영역 선택부(112)는 도 6에 도시한 바와 같이, 하나의 프레임(50) 내에서 각각의 픽셀(52)들의 색좌표값이 제1설정값 이상인 픽셀들을 제1픽셀영역(54)으로 선택하고, 제1픽셀영역(54) 내에서 각각의 픽셀(52)들의 색좌표값이 제1설정값보다 높은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 픽셀들을 제2픽셀영역(56)으로 선택할 수 있다. 이 경우, 색좌표값 보정부(110)는 픽셀영역 선택부(112)에 의해 선택되는 각각의 픽셀영역(54, 56)에 대하여 서로 다른 값으로 색 좌표값을 보정할 수 있다.
조도단계 분류부(114)는 조도의 범위에 따라 복수의 조도단계를 분류하며, 분류된 각각의 조도단계에 대응하여 서로 다른 조도 가중치를 부여하여 저장한다. 이때, 조도단계 분류부(114)는 분류된 각각의 조도단계 중 조도의 범위가 높은 조도단계일수록 높은 조도 가중치를 부여하여 저장할 수 있다.
조도단계 판단부(116)는 조도단계 분류부(114)에 의해 분류된 복수의 조도단계 중 조도 측정부(102)에 의해 측정되는 감시영역(20)의 조도가 어느 조도단계에 해당하는지를 판단한다. 이 경우, 색좌표값 보정부(110)는 조도단계 판단부(116)에 의해 판단되는 조도단계의 조도 가중치를 픽셀영역 선택부(112)에 의해 선택되는 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정할 수 있다.
각도단계 분류부(118)는 각도의 범위에 따라 복수의 각도단계를 분류하며, 분류된 각각의 각도단계에 대응하여 서로 다른 각도 가중치를 부여하여 저장한다. 이때, 각도단계 분류부(118)는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광원의 조사방향이 일치할수록 감시영역(20)으로 조사되는 빛의 반사가 잘 이루어져 영상이 필요 이상으로 밝게 촬영될 수 있으므로, 분류된 각각의 각도단계 중 각도의 범위가 작은 각도단계일수록 높은 가중치를 부여하여 저장할 수 있다.
각도단계 판단부(120)는 각도단계 분류부(118) 분류된 복수의 각도단계 중 조사각도 계산부(106)에 의해 계산되는 각도가 어느 각도단계에 해당하는지를 판단한다. 이 경우, 색좌표값 보정부(110)는 각도단계 판단부(120)에 의해 판단되는 각도단계의 각도 가중치를 픽셀영역 선택부(112)에 의해 선택되는 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정할 수 있다.
예를 들어, 색좌표값 판단부(108)가 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대해 Lab 색 공간상의 좌표값을 판단하는 경우, 색좌표값 보정부(110)는 조도 측정부(102)에 의해 측정되는 감시영역(20)의 조도가 높을수록 픽셀영역 선택부(112)에 의해 선택된 픽셀영역의 색 좌표값 중의 L은 작아지며, a 및 b는 중간값이 되도록 조도 가중치를 승산하여 보정할 수 있다. 또한, 색좌표값 보정부(110)는 조사각도 계산부(106)에 의해 계산되는 각도가 작을수록 픽셀영역 선택부(112)에 의해 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값의 L은 작아지며, a 및 b는 중간값을 향하도록 각도 가중치를 승산하여 보정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법은 도 1에 나타낸 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치(이하, '촬영영상 보정장치'라고 한다)(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 촬영영상 보정장치(100)는 조도의 범위에 따라 복수의 조도단계를 분류하며, 분류된 각각의 조도단계에 대응하여 서로 다른 조도 가중치를 부여하여 저장한다(S101). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 분류된 각각의 조도단계 중 조도의 범위가 높은 조도단계일수록 높은 조도 가중치를 부여하여 저장할 수 있다.
촬영영상 보정장치(100)는 각도의 범위에 따라 복수의 각도단계를 분류하며, 분류된 각각의 각도단계에 대응하여 서로 다른 각도 가중치를 부여하여 저장한다(S103). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광원의 조사방향이 일치할수록 감시영역(20)으로 조사되는 빛의 반사가 잘 이루어져 영상이 필요 이상으로 밝게 촬영될 수 있으므로, 분류된 각각의 각도단계 중 각도의 범위가 작은 각도단계일수록 높은 가중치를 부여하여 저장할 수 있다.
촬영영상 보정장치(100)는 감시용 카메라(10)로부터 설정된 범위의 감시영역(20)에 대한 조도를 측정한다(S105). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 조도의 측정을 위한 센서가 감시용 카메라(10)와 일체로 설치될 수도 있으나, 감시영역(20)에는 광원에 의한 빛이 직접 조사되고, 감시용 카메라(10)의 위치에는 광원에 의한 빛이 간접적으로 조사되는 경우에는 감시용 카메라(10)의 위치에서의 조도와 감시영역(20)의 조도가 달라질 수 있으므로, 조도측정 센서는 감시영역(20)에 설치되는 것이 바람직하다.
촬영영상 보정장치(100)는 분류된 복수의 조도단계 중 측정되는 감시영역(20)의 조도가 어느 조도단계에 해당하는지를 판단한다(S107).
촬영영상 보정장치(100)는 측정되는 감시영역(20)의 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정한다(S109). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)에 설치될 수 있으며, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 광측정 센서(40)가 반구의 형상으로 결합된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 광측정 센서(40)는 광의 조도를 측정하는 조도측정 센서일 수 있다.
이때, 각각의 광측정 센서(40)는 서로 일정한 간격을 유지하며, 반구의 중심점으로부터 반구의 표면을 관통하는 법선의 방향으로 배치된다. 즉, 반구의 중심점으로부터 반구의 표면을 관통하는 법선의 방향은 모두 상이하므로, 각각의 광측정 센서(40)가 향하는 방향은 모두 상이하다.
촬영영상 보정장치(100)는 반구의 중심점과 감시용 카메라(10)를 연결한 선을 반구의 중심점에서 수평 방향으로 연장한 선을 기준으로, 각각의 광측정 센서(40)의 법선의 방향에 대한 각도를 저장할 수 있다.
또한, 촬영영상 보정장치(100)는 도 4에 도시한 바와 같이 태양이나 발열체의 광원에 의한 빛이 조사되는 경우, 각각의 광측정 센서(40)에 의해 측정되는 조도 값 중 가장 큰 조도 값을 갖는 광측정 센서(40)에 대응하는 법선의 방향에 기반하여 광원의 조사방향을 측정할 수 있다.
촬영영상 보정장치(100)는 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산한다(S111). 예를 들어, 촬영영상 보정장치(100)는 도 5에 도시한 바와 같이, 감시용 카메라(10)의 촬영방향을 XYZ 좌표계에서 XY 평면상에 위치시키며, 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향을 ZX 평면상으로 투영하였을 때의 방향이 촬영방향과 이루는 ZX 평면상에서의 각도 a를 계산하고, ZX 평면에 대한 감시용 카메라(10)의 촬영방향의 각도 b와 ZX 평면에 대한 광원의 조사방향의 각도 c의 차이 즉, 각도 c 각도 b를 계산함으로써 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산할 수 있다.
여기서는 발명의 이해를 돕기 위하여 XYZ 좌표계에 기반하여 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 감시용 카메라(10)의 촬영방향에 대한 광원의 조사방향의 각도는 다양한 좌표계에 기반하여 계산될 수 있음은 물론이다.
촬영영상 보정장치(100)는 분류된 복수의 각도단계 중 계산되는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광의 조사방향 사이의 각도가 어느 각도단계에 해당하는지를 판단한다(S113).
촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단한다(S115). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대해, 하나의 프레임 내의 각각의 픽셀의 색 좌표값을 판단하고, 판단되는 각각의 픽셀의 색 좌표값에 대한 평균값을 계산함으로써 하나의 프레임에 대한 색 좌표값을 산출할 수 있다.
여기서, 감시용 카메라(10)에 의해 촬영되는 영상의 각각의 프레임은 다양한 값의 색상(Hue), 명도(Brightness), 채도(Colorfulness), 휘도(Luminance) 등으로 표현될 수 있다.
국제 조명 위원회(CIE: International Commission on Illumination)는 인간의 색채 인지에 대한 실험 연구에서 분광 광도계로 측정한 값들을 기초로 하여 밝기를 제외한 채도와 색상을 CIE 좌표계로 표현한 표준을 제정하였다. CIE 색좌표는 색상을 띄지 않는 흰색은 중앙에 위치시키며, 순색에 가까울수록 말굽 형태의 다이어그램의 가장자리에 위치시킨다.
이때, 빛의 특성을 이용하여 색상을 표현하는 방법으로 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 삼원색을 이용하는 RGB 색체계가 가장 기본적으로 이용되며, YUV, YCbCr/YPbPr, Lab 등의 다양한 색공간 좌표가 이용되기도 한다. 여기서, YUB 색공간 좌표는 RGB 색공간 좌표와 상호 변환이 가능하다.
촬영영상 보정장치(100)는 공지된 다양한 색공간 좌표를 이용하여, 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대한 색좌표값을 판단할 수 있으며, 특정의 색공간 좌표계에 대한 색좌표값에 한정되지 않는다.
촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택한다(S117). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 각각의 색 공간 좌표계에서 빛의 반사가 발생하기 쉬운 색상, 명도, 채도, 휘도 등의 값들의 범위를 설정하고, 감시영역(20)의 촬영되는 영상에서 해당 설정된 범위 내에 속하는 값들을 갖는 픽셀들을 픽셀영역으로 선택할 수 있다.
또한, 촬영영상 보정장치(100)는 픽셀영역의 선택의 기준이 되는 값을 복수의 단계로 설정하고, 감시영역(20)에 대해 촬영되는 영상의 프레임에서 각각의 픽셀의 색 좌표값이 어느 단계에 속하는지에 따라 복수의 픽셀영역을 선택할 수도 있다. 예를 들어, 촬영영상 보정장치(100)는 도 6에 도시한 바와 같이, 하나의 프레임(50) 내에서 각각의 픽셀(52)들의 색좌표값이 제1설정값 이상인 픽셀들을 제1픽셀영역(54)으로 선택하고, 제1픽셀영역(54) 내에서 각각의 픽셀(52)들의 색좌표값이 제1설정값보다 높은 값으로 설정된 제2설정값 이상인 픽셀들을 제2픽셀영역(56)으로 선택할 수 있다.
촬영영상 보정장치(100)는 계산되는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광원의 조사방향 사이의 각도에 따라 감시영역(20)에 대한 촬영영상의 색 좌표값을 보정한다(S119). 이때, 촬영영상 보정장치(100)는 측정되는 감시영역(20)의 조도가 설정된 값 이상인 경우에 감시영역(20)에 대한 촬영영상의 색 좌표값을 보정할 수 있다. 즉, 감시영역(20)의 조도가 설정된 값 이상인 경우, 촬영영상 보정장치(100)는 측정되는 감시영역(20)의 조도의 정도에 따라 감시영역(20)에 대해 촬영되는 영상의 프레임에 대한 색 좌표값을 일률적으로 보정할 수 있다.
또한, 촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)의 촬영영상의 프레임에서 복수의 픽셀영역이 선택된 경우, 선택되는 각각의 픽셀영역(54, 56)에 대하여 서로 다른 값으로 색 좌표값을 보정할 수 있다. 이 경우, 촬영영상 보정장치(100)는 감시영역(20)의 조도에 대응하여 판단되는 조도단계의 조도 가중치를 선택되는 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정할 수 있다. 또한, 촬영영상 보정장치(100)는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광원의 조사방향이 이루는 각도에 대응하여 판단되는 각도단계의 각도 가중치를 선택되는 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정할 수 있다.
예를 들어, 촬영영상 보정장치(100)가 감시영역(20)의 촬영되는 영상에 대해 Lab 색 공간상의 좌표값을 판단하는 경우, 측정되는 감시영역(20)의 조도가 높을수록 선택된 픽셀영역의 색 좌표값 중의 L은 작아지며, a 및 b는 중간값이 되도록 조도 가중치를 승산하여 보정할 수 있다.
또한, 촬영영상 보정장치(100)는 계산되는 감시용 카메라(10)의 촬영방향과 광원의 조사방향이 이루는 각도가 작을수록 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값의 L은 작아지며, a 및 b는 중간값을 향하도록 각도 가중치를 승산하여 보정할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 고정 설치된 감시용 카메라로부터 설정된 범위의 감시영역에 대한 조도를 측정하는 조도 측정부;
    상기 조도 측정부에 의해 측정되는 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 상기 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정하는 조사방향 측정부;
    상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 조사각도 계산부;
    상기 감시영역의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단하는 색좌표값 판단부; 및
    상기 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도에 따라 상기 색좌표값 판단부에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정하는 색좌표값 보정부;
    를 포함하며,
    상기 조사방향 측정부는 복수의 상기 조도 측정부가 반구의 형상으로 결합된 구조로 이루어져 상기 감시영역에 설치되고, 복수의 상기 조도 측정부 중 가장 큰 조도 값을 갖는 조도 측정부의 법선 방향에 기반하여 광원의 조사방향을 측정하며,
    상기 색좌표값 보정부는 상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도가 작을수록 높은 가중치를 승산하여 상기 색좌표값 판단부에 의해 판단되는 영상의 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감시영역의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택하는 픽셀영역 선택부;
    를 더 포함하며,
    상기 색좌표값 보정부는 상기 픽셀영역 선택부에 의해 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    조도의 범위에 따라 복수의 조도단계를 분류하며, 분류된 각각의 조도단계에 대응하여 서로 다른 조도 가중치를 부여하는 조도단계 분류부; 및
    상기 분류된 복수의 조도단계 중 상기 조도 측정부에 의해 측정되는 조도에 대응하는 조도단계를 판단하는 조도단계 판단부;
    를 더 포함하며,
    상기 색좌표값 보정부는 상기 판단되는 조도단계에 대응하는 조도 가중치를 선택되는 상기 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    각도의 범위에 따라 복수의 각도단계를 분류하며, 분류된 각각의 각도단계에 대응하여 서로 다른 각도 가중치를 부여하는 각도단계 분류부; 및
    상기 분류된 복수의 각도단계 중 상기 조사각도 계산부에 의해 계산되는 각도에 대응하는 각도단계를 판단하는 각도단계 판단부;
    를 더 포함하며,
    상기 색좌표값 보정부는 상기 판단되는 각도단계에 대응하는 각도 가중치를 선택되는 상기 픽셀영역에 승산하여 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치.
  5. 삭제
  6. 제1항의 감시용 카메라의 촬영영상 보정장치에 의해 수행되는 촬영영상 보정방법에 있어서,
    상기 감시용 카메라로부터 설정된 범위의 감시영역에 대한 조도를 측정하는 단계;
    측정되는 상기 조도가 설정된 값 이상인 경우, 측정되는 상기 조도에 대응하는 광원의 조사방향을 측정하는 단계;
    상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도를 계산하는 단계;
    상기 감시영역의 촬영되는 영상에 대한 색 좌표값을 판단하는 단계; 및
    상기 계산되는 각도에 따라 판단되는 상기 색 좌표값을 보정하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 광원의 조사방향을 측정하는 단계는 복수의 광측정센서가 반구의 형상으로 결합되어 상기 감시영역에 설치된 조사방향 측정장치를 이용하고, 복수의 상기 광측정센서 중 가장 큰 조도 값을 갖는 광측정센서의 법선 방향에 기반하여 광원의 조사방향을 측정하며,
    상기 색 좌표값을 보정하는 단계는 상기 감시용 카메라의 촬영방향에 대한 상기 광원의 조사방향의 각도가 작을수록 높은 가중치를 승산하여 상기 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감시영역의 촬영되는 영상 중 색 좌표값이 설정된 범위 내인 픽셀영역을 선택하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 색좌표값을 보정하는 단계는 상기 선택되는 픽셀영역의 색 좌표값을 보정하는 것을 특징으로 하는, 감시용 카메라의 촬영영상 보정방법.
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