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KR20240105212A - 멀티 채널 카메라들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

멀티 채널 카메라들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20240105212A
KR20240105212A KR1020230123139A KR20230123139A KR20240105212A KR 20240105212 A KR20240105212 A KR 20240105212A KR 1020230123139 A KR1020230123139 A KR 1020230123139A KR 20230123139 A KR20230123139 A KR 20230123139A KR 20240105212 A KR20240105212 A KR 20240105212A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color temperature
images
estimate
surround view
view monitoring
Prior art date
Application number
KR1020230123139A
Other languages
English (en)
Inventor
이태구
Original Assignee
(주) 픽셀플러스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 픽셀플러스 filed Critical (주) 픽셀플러스
Publication of KR20240105212A publication Critical patent/KR20240105212A/ko

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 시스템은 차량에 장착되어 차량 주변을 촬영하고 촬영된 영상의 색온도 추정치를 생성하는 복수의 카메라들; 상기 복수의 카메라들로부터 상기 색온도 추정치들을 제공받고, 제공받은 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정하는 색온도 설정부; 및 상기 복수의 카메라들로부터 상기 영상들을 제공받으며, 상기 색온도 설정부에서 설정된 상기 기준 색온도 추정치에 근거하여 상기 영상들의 색온도를 상기 기준 색온도 추정치에 대응하도록 보정하는 영상 보정부를 포함할 수 있다.

Description

멀티 채널 카메라들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법{SURROUND VIEW MONITORING SYSTEM AND METHOD FOR REDUCE COLOR DIFFERENCES OF MULTI-CAMERA}
본 발명은 멀티 채널 카메라들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링(surround view monitoring) 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 멀티 채널 카메라들을 이용하여 차량 주변을 촬영하고, 촬영된 영상들을 합성하는 과정에서 합성되는 각 영상들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
최근 자동차 및 교통량의 증가로 인하여 교통사고 횟수가 급증해 사회 문제화되면서 교통사고를 사전에 방지할 수 있는 운전자 보조 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
운전자 보조 시스템은 운전자가 운전석에 앉은 상태에서 차량 외부의 상황을 파악할 수 있도록 영상 정보를 제공하는 장치를 포함한다.
그리고, 운전자 보조 시스템은 차량에 설치된 복수의 카메라들을 이용하여 차량 주변을 촬영한 후 각 카메라들로부터 촬영된 영상을 합성 및 변환하여 운전자에게 제공할 수 있다.
그러나, 종래의 알파 블랜딩(Alpha blending) 방법에 의해 제공되는 합성 영상의 경우, 합성되는 영상들의 색 차이로 인해 색 단차가 발생하는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 복수의 카메라들에서 촬영된 영상들을 처리하는 방법을 개선하여 서라운드 뷰 영상에서 색 단차를 감소시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서라운드 뷰 모니터링 시스템은 차량에 장착되어 차량 주변을 촬영하고 촬영된 영상의 색온도 추정치를 생성하는 복수의 카메라들; 상기 복수의 카메라들로부터 상기 색온도 추정치들을 제공받고, 제공받은 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정하는 색온도 설정부; 및 상기 복수의 카메라들로부터 상기 영상들을 제공받으며, 상기 색온도 설정부에서 설정된 상기 기준 색온도 추정치에 근거하여 상기 영상들의 색온도를 상기 기준 색온도 추정치에 대응하도록 보정하는 영상 보정부를 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서라운드 뷰 모니터링 방법은 복수의 카메라들에서 촬영된 영상들의 색온도들을 추정하는 단계; 추정된 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정하는 단계; 상기 영상들의 색온도를 상기 기준 색온도 추정치에 대응하도록 보정하는 단계; 및 보정된 영상들을 합성하여 서라운드 뷰 모니터링(Surround View Monitoring) 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법은, 차량에 장착된 복수의 카메라들로부터 촬영된 각 영상들의 색온도 추정치가 일치하지 않더라도, 기준 색온도 추정치를 정하여 모든 채널의 영상들을 기준 색온도에 대응되게 보정함으로써 각 영상들을 합성 시 색 단차를 감소시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 방법의 순서도이다.
도 3은 도 2의 서라운드 뷰 모니터링 방법을 사용하여 복수의 카메라들이 실제로 촬영한 영상을 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 시스템은 복수의 카메라들(10), 색온도 설정부(20), 영상 보정부(30), 영상 합성부(40)를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 색온도 설정부(20), 영상 보정부(30), 영상 합성부(40)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 위의 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 차량의 전방에 설치되어 차량의 전방 주변 영상을 촬영하는 제1 카메라(11)와 차량의 후방에 설치되어 차량의 후방 주변 영상을 촬영하는 제2 카메라(12)와 차량의 좌측면에 설치되어 차량의 좌측 주변 영상을 촬영하는 제3 카메라와(13)와 차량의 우측면에 설치되어 차량의 우측 주변 영상을 촬영하는 제4 카메라(14)를 포함할 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 차량의 주변 영상을 촬영할 때, 서로 독립적인 자동 화이트 밸런스 (Auto White Balance: AWB) 동작을 수행할 수 있다. 여기서, AWB는 화이트 색상을 수상할 때 휘도(luminance)가 밝은 부분이나 어두운 부분에서 색온도(color temperature)가 일정하게, 즉 전기적으로 무채색이 되도록 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 이득(gain)을 자동으로 조정함을 의미할 수 있다.
또한, 복수의 카메라들(10)에서 각각 촬영된 차량의 주변 영상은 일부가 서로 중첩될 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 카메라 노출 정보, 촬영한 영상의 밝기 정보, 촬영한 영상들의 색온도 추정치, 누적된 픽셀 데이터 등을 색온도 설정부(20)에 제공할 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 촬영한 차량의 주변 영상(전방 주변 영상, 후방 주변 영상, 좌측 주변 영상, 우측 주변 영상)을 영상 보정부(30)에 제공할 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 촬영한 영상들에서 광원의 색(Light source color)인 부분의 RGB(Red, Green, Blue) 비율과 동일한 RGB 비율을 가지는 부분의 픽셀만을 선별하고, 선별한 픽셀들에 대한 데이터(픽셀 데이터)를 누적한 후, 누적된 픽셀 데이터를 취합함으로써 촬영한 영상에서의 광원의 색온도를 추정할 수 있다. 여기서, 광원의 색(Light source color)은 광원에서 방출되는 빛의 색을 의미할 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 예를 들어 1/30초 간격인 매 프레임(frame)마다 촬영한 영상의 색온도를 계속해서 추정하여 추정한 색온도 추정치를 색온도 설정부(20)에 제공할 수 있다.
색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 정보(카메라 노출 정보, 영상의 밝기 정보, 촬영된 영상들의 색온도 추정치, 누적된 픽셀 데이터)와 색온도 추정치에 대한 신뢰도, 빈도 수, 분포 또는 미리 설정된 우선 순위에 따라 기준 색온도 추정치를 설정할 수 있다.
색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 촬영된 영상들의 색온도 추정치들 중 가장 높은 신뢰도를 가진 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
예를 들어, 색온도 설정부(20)는, 상기 영상들의 광원의 색인 부분에서 선별하여 누적한 픽셀 데이터의 양과 비례하여 색온도 추정치에 대한 신뢰도를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 누적된 픽셀 데이터의 양이 많을수록 색온도 추정치에 대한 신뢰도는 높아질 수 있고, 누적된 픽셀 데이터의 수가 적을수록 색온도 추정치에 대한 신뢰도는 낮아질 수 있다.
그리고, 복수의 카메라들(10)에서 촬영된 영상의 밝기가 어두운 경우, 노이즈(noise)의 영향으로 색온도 추정치에 대한 신뢰도는 낮아질 수 있다.
또한, 색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 색온도 추정치들 중 가장 많은 빈도로 나타난 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
예를 들어, 복수의 카메라들(10)은 차량 주변의 영상을 촬영할 때, 통상적으로 1/30초 간격인 프레임마다 색온도 추정치를 업데이트하므로, 시간에 따라 여러 종류의 광원(차량이 도로 주행 시 광원은 태양광, 터널 내부 주행 시 광원은 형광등)이 촬영되는 경우, 복수의 카메라들(10)에서 촬영된 영상의 색온도 추정치는 계속 변화될 수 있다.
색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 영상들의 색온도 추정치들에 대한 광원의 빈도 수를 계산하여 가장 많이 측정된 광원의 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
또한, 색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 색온도 추정치들 중 가장 높은 분포를 가진 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
예를 들어, 각 카메라들(11, 12, 13, 14)에서 촬영된 영상들에서 추정된 색온도 추정치를 'A, B, C'라고 가정할 때, 카메라들(11, 12, 13, 14) 중 세 대 이상의 카메라들(11, 12, 13)에서 촬영된 영상의 색온도 추정치가 'A' 이고, 하나의 카메라에서 촬영된 영상 및 이미지의 색온도 추정치가 'B' 인 경우, 색온도 설정부(20)는 'A' 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
카메라들(11, 12, 13, 14) 중 두 대 이상의 카메라들(11, 12)에서 촬영된 영상의 색온도 추정치가 'A' 이고, 하나의 카메라(13)에서 촬영된 영상의 색온도 추정치가 'B' 이고, 하나의 카메라(14)에서 촬영된 영상의 색온도 추정치가 'C' 인 경우, 색온도 설정부(20)는'A' 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
또한, 색온도 설정부(20)는 기 설정된 우선 순위에 따라 기준 색온도 추정치를 설정할 수 있다.
예를 들어, 색온도 설정부(20)는 서라운드 뷰 모니터링 시스템(100) 사용자가 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 색온도 추정치들에 우선 순위를 부여한 후 가장 높은 우선 순위가 부여된 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
색온도 설정부(20)는 카메라들(11, 12, 13, 14)로부터 제공받은 색온도 추정치들이 동일한 경우, 동일한 색온도 추정치를 기준 색온도 추정치로 설정할 수 있다.
색온도 설정부(20)는 설정한 기준 색온도 추정치를 영상 보정부(30)에 제공할 수 있다.
영상 보정부(30)는 색온도 설정부(20)로부터 제공받은 기준 색온도 추정치에 근거하여 차량 주변 영상을 보정할 수 있다.
예를 들어, 영상 보정부(30)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 영상들이 색온도 설정부(20)에서 설정된 기준 색온도 추정치에 대응하는 화이트 포인트에 수렴되도록 보정할 수 있다.
보다 구체적으로, 각기 다른 광원(태양광, 텅스텐등, 형광등)에서 물체는 다른 색상으로 촬영될 수 있기 때문에, 영상 보정부(30)는 카메라들(11, 12, 13, 14)로부터 제공받은 영상들의 색온도가 기준 색온도 추정치에 대응되는 화이트 포인트에 수렴되도록 영상들을 보정할 수 있다. 여기서, 화이트 포인트는 주어진 광원에 대해 고유하게 정의되고, 광원에 의해 왜곡되지 않고 물체가 본래의 색상을 나타내도록 하는 보정값을 의미할 수 있다.
영상 합성부(40)는 영상 보정부(30)에서 보정된 영상들(전방 주변 영상, 후방 주변 영상, 좌측 주변 영상, 우측 주변 영상)을 합성함으로써 색온도 단차가 감소된 하나의 서라운드 뷰 모니터링(Surround View Monitoring) 영상을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서라운드 뷰 모니터링 방법은 복수의 카메라들(10)로 차량의 주변 영역들을(예를 들어, 전방 영역, 후방 영역, 좌측 영역, 우측 영역) 각각 촬영할 수 있다(S201).
S201단계가 시작되면, 카메라들(11, 12, 13, 14)은 촬영된 영상들에 대해 서로 독립적으로 AWB(Auto White Balance) 동작을 수행할 수 있다.
복수의 카메라들(10)에서 각각 촬영된 차량의 주변 영상들은 일부가 서로 중첩될 수 있다.
복수의 카메라들(10)은 촬영한 영상들의 색온도를 추정할 수 있다(S202).
예를 들어, 복수의 카메라들(10)은 촬영한 영상들에서 광원의 색인 부분의 RGB 비율과 동일한 RGB 비율을 가지는 부분의 픽셀만을 선별하고, 선별한 픽셀들에 대한 데이터를 누적한 후, 누적된 픽셀 데이터(누적 픽셀 데이터)를 취합함으로써 촬영한 영상에서의 광원의 색온도를 추정할 수 있다.
색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 색온도 추정치를 제공받으면, 제공받은 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정할 수 있다(S203).
예를 들어, 색온도 설정부(20)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 정보들(카메라 노출 정보, 영상의 밝기 정보, 촬영된 영상들의 색온도 추정치, 누적된 픽셀 데이터)과 색온도 추정치에 대한 신뢰도, 빈도 수, 분포 또는 미리 설정된 우선 순위에 따라 기준 색온도 추정치를 설정할 수 있다.
영상 보정부(30)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 영상들을 색온도 설정부(20)로부터 제공받은 기준 색온도 추정치에 대응되도록 보정할 수 있다(S204).
예를 들어, 영상 보정부(30)는 복수의 카메라들(10)로부터 제공받은 영상들을 색온도 설정부(20)에서 설정된 기준 색온도 추정치와 대응되는 화이트 포인트에 수렴되도록 보정할 수 있다.
영상 합성부(40)는 복수의 카메라들(10)로부터 촬영된 영상들이 색온도 설정부(20)에서 설정된 기준 색온도 추정치에 대응되도록 보정되면, 보정된 영상들을 합성하여 하나의 서라운드 뷰 모니터링 영상을 생성할 수 있다(S205).
도 3은 도 2의 서라운드 뷰 모니터링 방법을 사용하여 카메라들(11, 12, 13, 14)에서 촬영한 영상들을 기준 색온도 추정치에 대응되도록 보정하기 전 후의 영상 이미지들을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3의 (a)는 서라운드 뷰 모니터링 방법을 사용하기 전 카메라들(11, 12, 13, 14)에서 촬영한 영상들을 나타낸 것이고, (b)는 서라운드 뷰 모니터링 방법을 사용한 후 카메라들(11, 12, 13, 14)에서 촬영한 영상들을 기준 색온도 추정치에 대응되도록 보정한 영상을 나타낸 것이다.
카메라들(11, 12, 13, 14)에서 촬영한 영상들을 모두 동일한 색온도 추정치(기준 색온도 추정치)에 대응되도록 보정함으로써 도 3의 (b)와 같이 촬영된 영상들의 색 단차를 감소시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 차량에 장착되어 차량 주변을 촬영하고 촬영된 영상의 색온도 추정치를 생성하는 복수의 카메라들;
    상기 복수의 카메라들로부터 상기 색온도 추정치들을 제공받고, 제공받은 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정하는 색온도 설정부; 및
    상기 복수의 카메라들로부터 상기 영상들을 제공받으며, 상기 색온도 설정부에서 설정된 상기 기준 색온도 추정치에 근거하여 상기 영상들의 색온도를 상기 기준 색온도 추정치에 대응하도록 보정하는 영상 보정부를 포함하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 색온도 설정부는,
    상기 색온도 추정치들 중 가장 높은 분포를 가진 색온도 추정치를 상기 기준 색온도 추정치로 설정하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 색온도 설정부는,
    상기 색온도 추정치들에 대한 광원의 빈도 수를 계산하여 가장 많이 측정된 광원의 색온도 추정치를 상기 기준 색온도 추정치로 설정하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 색온도 설정부는,
    상기 색온도 추정치들 중 가장 높은 신뢰도를 가진 색온도 추정치를 상기 기준 색온도 추정치로 설정하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 색온도 설정부는,
    상기 영상들의 광원의 색인 부분에서 선별하여 누적한 픽셀 데이터의 양과 비례하여 상기 색온도 추정치들에 대한 신뢰도를 판단하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 색온도 설정부는,
    상기 색온도 추정치들에 기 설정된 우선 순위가 가장 높은 색온도 추정치를 상기 기준 색온도 추정치로 설정하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 영상 보정부는,
    상기 영상들이 상기 기준 색온도 추정치에 대응되는 화이트 포인트에 수렴되도록 보정하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상 보정부에서 보정된 영상들을 합성하여 서라운드 뷰 모니터링(Surround View Monitoring) 영상을 생성하는 영상 합성부를 더 포함하는 서라운드 뷰 모니터링 시스템.
  9. 복수의 카메라들에서 촬영된 영상들의 색온도들을 추정하는 단계;
    추정된 색온도 추정치들 중에서 기준 색온도 추정치를 설정하는 단계;
    상기 영상들의 색온도를 상기 기준 색온도 추정치에 대응하도록 보정하는 단계; 및
    보정된 영상들을 합성하여 서라운드 뷰 모니터링(Surround View Monitoring) 영상을 생성하는 단계를 포함하는 서라운드 뷰 모니터링 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기준 색온도 추정치를 설정하는 단계는,
    상기 복수의 카메라들로부터 제공받은 카메라 노출 정보, 영상의 밝기 정보, 상기 색온도 추정치와 상기 색온도 추정치들에 대한 신뢰도, 빈도 수, 분포, 미리 설정된 우선 순위에 따라 상기 기준 색온도 추정치를 설정하는 서라운드 뷰 모니터링 방법.

KR1020230123139A 2022-12-28 2023-09-15 멀티 채널 카메라들의 색 단차를 감소시키기 위한 서라운드 뷰 모니터링 시스템 및 방법 KR20240105212A (ko)

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