KR20170077994A - Efficient Coordinates Map Generation Method for the Camera Image Correction and Rectification - Google Patents
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Abstract
카메라 영상 보정 및 렉티피케이션을 위한 효율적인 데이터 좌표 맵 생성 방법 및 이에 의해 생성된 좌표 맵을 이용한 영상 처리 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은, 좌표 맵을 생성하고, 생성된 좌표 맵을 이용하여 제1 영상을 제2 영상으로 변환하며, 좌표 맵은 제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현된다. 이에 의해, 좌표 맵을 위해 필요한 저장 공간을 줄이고, 좌표 맵을 참조하기 위한 버스 사용을 줄일 수 있게 된다.There is provided an efficient data coordinate map generation method for camera image correction and registration and an image processing method using the coordinate map generated thereby. The image processing method according to an embodiment of the present invention generates a coordinate map, converts the first image into a second image using the generated coordinate map, and the coordinate map converts the first image coordinate and the second image coordinate Expressed in relative relation. This reduces the storage space required for the coordinate map and reduces the use of the bus to reference the coordinate map.
Description
본 발명은 영상 처리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 영상의 픽셀값을 재배열하여 신규 영상을 생성함에 있어 참조하는 좌표 맵을 생성하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an image processing technique, and more particularly, to a method of generating a reference coordinate map in generating a new image by rearranging pixel values of an input image.
입력 영상을 신규 영상으로 변환하기 위한 좌표 맵은 절대 좌표를 기준으로 생성된다. 이에, 좌표 맵의 크기가 커서 많은 메모리가 요구되는데, 영상 크기의 대형화에 따라 문제는 더욱 심화 된다.A coordinate map for converting an input image into a new image is generated based on an absolute coordinate. Therefore, a large number of memories are required because the size of the coordinate map is large. As the size of the image increases, the problem becomes more serious.
특히, 임베디드 시스템 혹은 SoC(System on a Chip)와 같은 반도체로 구현 시, 좌표 맵에 따른 메모리의 크기 증가는 전체 시스템 리소스에 부담을 주고, 데이터 버스의 사용률을 증가시켜, 전체 속도에도 영향을 미치게 된다.In particular, when implemented in a semiconductor such as an embedded system or a SoC (System on a Chip), an increase in memory size according to a coordinate map places a burden on the overall system resources, increases the data bus usage rate, do.
이에 메모리의 경량화와 버스의 로드 감소를 위한 방안으로, 좌표 맵의 크기를 줄이기 위한 방안의 모색이 요청된다.
In order to reduce the weight of the memory and the load of the bus, a search for a method for reducing the size of the coordinate map is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 메모리의 경량화와 버스의 로드 감소를 위한 방안으로, 절대 좌표가 아닌 상대 좌표로 좌표 맵을 생성하는 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of generating a coordinate map with relative coordinates rather than absolute coordinates in order to reduce weight of a memory and load of a bus .
또한, 본 발명의 목적은, 절대 좌표가 아닌 상대 좌표로 생성된 좌표 맵을 이용하여 입력 영상을 신규 영상으로 변환하는 영상 처리 방법을 제공함에 있다.
It is another object of the present invention to provide an image processing method for converting an input image into a new image using a coordinate map generated with relative coordinates rather than absolute coordinates.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 처리 방법은, 좌표 맵을 생성하는 단계; 및 생성된 좌표 맵을 이용하여, 제1 영상을 제2 영상으로 변환하는 단계;를 포함하고, 상기 좌표 맵은, 제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image processing method comprising: generating a coordinate map; And transforming the first image into a second image using the generated coordinate map, wherein the coordinate map is represented by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate.
그리고, 상기 좌표 맵은, 상기 제1 영상 좌표와 상기 제2 영상 좌표의 편차로 표현될 수 있다.The coordinate map may be expressed by a deviation between the first image coordinate and the second image coordinate.
또한, 상기 좌표 맵에서, 일부는 제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현되고, 나머지는 제1 영상 좌표로 표현될 수 있다.Also, in the coordinate map, a part may be represented by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate, and the rest may be expressed by the first image coordinate.
그리고, 상기 나머지는, x 좌표가 m 보다 작고, y 좌표가 n 보다 작은 좌표들일 수 있다.And the remainder may be coordinates where the x coordinate is less than m and the y coordinate is less than n.
또한, 상기 제1 영상은, 원본 영상이고, 상기 제2 영상은, 보정된 영상일 수 있다.Also, the first image may be an original image, and the second image may be a corrected image.
그리고, 상기 보정된 영상은, 렉티피케이션 된 영상일 수 있다.The corrected image may be a rearranged image.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 영상 처리 시스템은, 좌표 맵을 생성하는 생성부; 및 생성된 좌표 맵을 이용하여, 제1 영상을 제2 영상으로 변환하는 변환부;를 포함하고, 상기 좌표 맵은, 제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing system comprising: a generating unit for generating a coordinate map; And a conversion unit converting the first image into a second image using the generated coordinate map, wherein the coordinate map is represented by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate.
그리고, 상기 좌표 맵은, 상기 제1 영상 좌표와 상기 제2 영상 좌표의 편차로 표현될 수 있다.
The coordinate map may be expressed by a deviation between the first image coordinate and the second image coordinate.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 영상의 픽셀들의 위치를 재배열할 때 사용하는 좌표 맵을 절대 좌표가 아닌 상대 좌표로 구현하여, 좌표 맵을 위해 필요한 저장 공간을 줄이고, 좌표 맵을 참조하기 위한 버스 사용을 줄일 수 있게 된다.
As described above, according to the embodiments of the present invention, a coordinate map used when rearranging the positions of pixels of an image is implemented as relative coordinates rather than absolute coordinates, the storage space necessary for the coordinate map is reduced, The use of the bus for referring to the map can be reduced.
도 1은 싱글 카메라의 렌즈 왜곡 보정 과정을 나타낸 도면,
도 2는 스테레오 카메라의 렉티피케이션 과정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 시스템의 블럭도, 그리고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 처리 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.1 is a view showing a process of correcting a lens distortion of a single camera,
FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure of a stereo camera,
3 is a block diagram of an image processing system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a flowchart illustrating an image processing method according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1. 상대 좌표를 이용한 좌표 맵 생성1. Create coordinate map using relative coordinates
도 1은 싱글 카메라의 렌즈 왜곡 보정 과정을 나타낸 도면이고, 도 2는 스테레오 카메라의 렉티피케이션 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a process of correcting a lens distortion of a single camera, and FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure of a stereo camera.
이 두 가지 과정들은 모두, 기존 영상 P(x, y)의 픽셀의 위치를 변경하여 신규 영상 P'(x',y')을 만들어 낸다. 여기에서 사용되는 것이 신규 픽셀 좌표( x', y')를 기존 픽셀의 좌표로 지정한 좌표 맵 M(x', y')이다.Both of these processes change the position of the pixel of the existing image P (x, y) to produce a new image P '(x', y '). What is used here is a coordinate map M (x ', y') in which a new pixel coordinate (x ', y') is designated by the coordinates of an existing pixel.
예를 들어, (x', y') 위치에서 좌표 맵의 값이 M(x', y') = (256, 326) 이라면, 신규 영상의 (x', y')에서의 픽셀값 P(x', y')은 기존 영상의 (256, 326)에서의 픽셀 값 P(256, 326)가 되는 것이다.For example, if the value of the coordinate map at position (x ', y') is M (x ', y') = (256,326) x ', y') becomes the pixel value P (256, 326) at (256, 326) of the existing image.
이 관계는 아래와 같이 나타낼 수 있다.This relation can be expressed as follows.
P(x', y') = P( M(x', y'))P (x ', y') = P (M (x ', y'))
M(x', y')은 기존 영상에 대한 좌표들을 원소들로 가지고 있다. M(x', y')는 x 좌표와 y 좌표를 모두 가지고 있어야 하므로, M(x', y')의 데이터 크기는 영상 크기의 두 배(W*H*2)가 된다.M (x ', y') has coordinates for the existing image as elements. The data size of M (x ', y') is twice the image size (W * H * 2) since M (x ', y') must have both the x coordinate and the y coordinate.
게다가, 스레레오 카메라의 렉티피케이션의 경우, 카메라 개수 만큼 데이터 량이 증가하게 된다.In addition, in the case of the reference camera, the amount of data increases by the number of cameras.
여기에서 M(x', y')는 기존 영상의 좌표 (x, y)를 나타내내므로, (x, y)의 범위와 동일하게 아래와 같다.Here, M (x ', y') represents the coordinates (x, y) of the existing image, so that the range of (x, y) is as follows.
0 ≤ M(x') ≤ W-10? M (x ')? W-1
0 ≤ M(y') ≤ H-1 0? M (y ')? H-1
좌표 맵을 이와 같이 기존 영상의 절대 좌표로 사용하게 되면, 좌표 맵의 데이터의 크기가 커진다는 단점이 있다. 예를 들어 HD 급 영상의 경우 좌표가 1280까지 표현해야 하므로 11bit 이상의 데이터가 필요하게 된다.If the coordinate map is used as the absolute coordinates of the existing image as described above, the data size of the coordinate map becomes large. For example, in the case of an HD image, coordinates must be expressed up to 1280, so data of 11 bits or more is required.
한편 영상의 보정이나 렉티피케이션의 경우, 좌표 맵에 의해 매칭되는 신규 영상의 좌표와 기존 영상의 좌표 간의 편차는 크지 않다. 즉, 신규 영상의 좌표는 기존 영상의 좌표와 동일하거나 기존 영상의 주변 좌표인 것이다.On the other hand, in the case of image correction or registration, the deviation between the coordinates of the new image matched by the coordinate map and the coordinates of the existing image is not large. That is, the coordinates of the new image are the same as the coordinates of the existing image, or the peripheral coordinates of the existing image.
이에 본 발명의 실시예에서는, 절대 좌표가 아닌 상대 좌표로 좌표 맵을 표현하여 생성하는 것을 제시한다. 상대 좌표로 좌표 맵을 표현하는 것이, 절대 좌표로 좌표 맵을 표현하는 것보다, 데이터 크기 측면에서 유리하다.Therefore, in the embodiment of the present invention, a coordinate map is expressed by relative coordinates rather than absolute coordinates. Expressing the coordinate map with relative coordinates is advantageous in terms of data size, rather than expressing the coordinate map with absolute coordinates.
절대 좌표 : M(x', y') = (x, y)Absolute coordinates: M (x ', y') = (x, y)
상대 좌표 : M(x', y') = (x-x', y-y') = (△x, △y)Relative coordinates: M (x ', y') = (x-x ', y-y') = (x, y)
좌표 맵을 상대 좌표로 표현하게 되면, 신규 영상의 좌표 (x', y') 에서 상대적인 위치 정보를 참조하게 되므로, 데이터 어드레싱 관점에서도 좀 더 편리하게 사용할 수 있다.If the coordinate map is represented by the relative coordinates, relative position information is referred to at the coordinates (x ', y') of the new image, so that it can be used more conveniently from the viewpoint of data addressing.
상대 좌표로 표현된 좌표 맵에 따라, M(x', y') = (-1, -1) 이라면, 신규 영상 P'(x', y')의 값으로 기존 영상 P(x'-1, y'-1)의 값을 가져오면 된다.(X'-1 (x ', y')) as the value of the new image P '(x', y ') according to the coordinate map represented by the relative coordinates, , y'-1).
이와 같이, 상대 좌표로 좌표 맵을 표현하면, 좌표 맵의 크기는 입력 영상의 크기에 따라 기하급수적으로 증가하지도 않는다.Thus, if the coordinate map is represented by relative coordinates, the size of the coordinate map does not increase exponentially with the size of the input image.
또한, 영상의 보정이나 렉티피케이션의 경우, 좌표 맵에 의해 매칭되는 신규 영상의 좌표와 기존 영상의 좌표 간 편차는 최대 좌표의 5% 이내의 수준이다.In the case of image correction or registration, the deviation between the coordinates of the new image matched by the coordinate map and the coordinates of the existing image is within 5% of the maximum coordinate.
따라서 좌표가 0~1279 까지인 HD급 영상의 경우, 절대 좌표로는 좌표 하나에 11bit 가 필요하지만, 상대 좌표는 편차가 최대 좌표의 ±5% 이내인 경우 1280*0.05 = ±64 이므로 총 7bit 만 필요하다.Therefore, in the case of an HD-class image with coordinates 0 to 1279, 11 bits are required for one coordinate in absolute coordinates, but relative coordinates are 1280 * 0.05 = ± 64 when the deviation is within ± 5% of the maximum coordinate. need.
따라서 좌표 맵의 데이터의 크기는 36% 정도 감소하는 효과를 얻게 되고, 이에 따라 메모리 효율이 증가하고 버스의 데이터 이동량도 감소하게 되어 제품의 성능이 높아지게 된다.Therefore, the data size of the coordinate map is reduced by about 36%, thereby increasing the memory efficiency and the data movement amount of the bus, thereby increasing the performance of the product.
나아가 상대적인 움직임이 더욱 작다면, 그에 따라 적응적으로 데이터의 양을 감소시킬 수도 있다는 장점이 있다.
Furthermore, if the relative motion is smaller, the amount of data can be adaptively reduced.
2. 상대 좌표 맵을 이용한 영상 처리 시스템2. Image processing system using relative coordinate map
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템은, 상대 좌표로 표현된 좌표 맵을 이용하여 영상 처리를 수행한다.3 is a block diagram of an image processing system according to an embodiment of the present invention. The image processing system according to the embodiment of the present invention performs image processing using a coordinate map represented by relative coordinates.
영상 처리에는, 전술한 영상의 보정이나 렉티피케이션은 물론, 필터링이나 그 밖의 다른 영상 처리도 포함된다.The image processing includes filtering and other image processing as well as the above-described correction and registration of the image.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 좌표 맵 생성부(110), 좌표 맵 메모리(120), 영상 입력부(130), 영상 메모리(140), 영상 변환부(150), 영상 출력부(160) 및 버스(170)를 포함한다.3, the image processing system according to the embodiment of the present invention includes a
좌표 맵 생성부(110)는 좌표 맵 생성에 기준/참고가 되는 데이터를 이용하여, 상대 좌표로 표현되는 좌표 맵을 생성한다. 좌표 맵 메모리(120)는 좌표 맵 생성부(110)에 의해 생성된 좌표 맵을 저장한다.The coordinate
영상 입력부(130)는 카메라/저장매체/네트워크로부터 영상을 입력 받아, 영상 메모리(140)에 저장한다.The
영상 변환부(150)는 좌표 맵 메모리(120)에 저장된 좌표 맵을 참조하여, 영상 메모리(140)에 저장된 영상을 변환하여, 영상 메모리(140)에 다시 저장한다. 영상 출력부(160)는 영상 메모리(140)에 저장된 변환된 영상을 출력한다.The
버스(170)는 좌표 맵 생성부(110), 좌표 맵 메모리(120), 영상 입력부(130), 영상 메모리(140), 영상 변환부(150) 및 영상 출력부(160) 간의 데이터/커맨드/어드레스 전달 경로를 제공한다.
The
3. 상대 좌표 맵을 이용한 영상 처리 방법3. Image processing method using relative coordinate map
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 처리 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법도, 상대 좌표로 표현된 좌표 맵을 이용하여 영상 처리를 수행한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an image processing method according to another embodiment of the present invention. The image processing method according to the embodiment of the present invention also performs image processing using a coordinate map represented by relative coordinates.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 좌표 맵 생성에 기준/참고가 되는 데이터를 이용하여, 상대 좌표로 표현되는 좌표 맵을 생성한다(S210).As shown in FIG. 4, first, a coordinate map expressed by relative coordinates is generated using data that is a reference / reference for generating a coordinate map (S210).
다음, 카메라/저장매체/네트워크로부터 영상을 입력 받는다(S220). 그리고, S210단계에서 생성된 좌표 맵을 참조하여, S220단계에서 입력되는 영상을 변환한다(S230). 이후, S230단계에서 변환된 영상을 출력한다(S240).
Next, an image is inputted from the camera / storage medium / network (S220). In step S230, the image input in step S220 is converted by referring to the coordinate map generated in step S210. Thereafter, the converted image is output in step S230 (S240).
4. 변형예4. Variations
지금까지, 카메라 영상 보정 및 렉티피케이션을 위한 효율적인 데이터 좌표 맵을 생성하는 방법과 생성된 좌표 맵을 이용하여 영상 처리를 수행하는 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, a method of generating an efficient data coordinate map for camera image correction and registration and a method of performing image processing using the generated coordinate map have been described in detail with a preferred embodiment.
위 실시예들에서 제시한 것에서 나아가, 절대 좌표와 상대 좌표를 혼용하는 좌표 맵을 상정할 수 있다.In addition to the above-described embodiments, it is possible to assume a coordinate map that uses both absolute coordinates and relative coordinates.
즉, 좌표 맵의 일부는 절대 좌표로 표현되고, 나머지는 상대 좌표로 표현되는 방식이다. 상대 좌표의 크기가 비교적 크게 나오는 경우, 좌표가 작은 영역(이를 테면, 100*100 사이즈의 영상에서, 좌측 상부의 5*5 영역(x 좌표가 0~5이고, y 좌표가 0~5인 픽셀들로 구성되는 영역)에 대해서는 절대 좌표로 표현하고, 나머지는 상대 좌표로 표현하는 것이다.That is, a part of the coordinate map is expressed in absolute coordinates, and the rest is expressed in relative coordinates. When the relative coordinate size is relatively large, a region having a small coordinate (for example, in a 100 * 100 size image, a 5 * 5 region in the upper left side (a pixel having an x coordinate of 0 to 5 and a y coordinate of 0 to 5 ) Is represented by absolute coordinates, and the rest is expressed by relative coordinates.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 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, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
110 : 좌표 맵 생성부
120 : 좌표 맵 메모리
130 : 영상 입력부
140 : 영상 메모리
150 : 영상 변환부
160 : 영상 출력부
170 : 버스110: coordinate map generator 120: coordinate map memory
130: image input unit 140: image memory
150: video converter 160: video converter
170: bus
Claims (8)
생성된 좌표 맵을 이용하여, 제1 영상을 제2 영상으로 변환하는 단계;를 포함하고,
상기 좌표 맵은,
제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
Generating a coordinate map; And
And converting the first image to the second image using the generated coordinate map,
In the coordinate map,
Wherein the first image coordinate and the second image coordinate are expressed by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate.
상기 좌표 맵은,
상기 제1 영상 좌표와 상기 제2 영상 좌표의 편차로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method according to claim 1,
In the coordinate map,
Wherein the difference between the first image coordinate and the second image coordinate is expressed by a deviation between the first image coordinate and the second image coordinate.
상기 좌표 맵에서,
일부는 제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현되고,
나머지는 제1 영상 좌표로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method according to claim 1,
In the coordinate map,
A part is represented by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate,
And the remainder is expressed by a first image coordinate.
상기 나머지는,
x 좌표가 m 보다 작고, y 좌표가 n 보다 작은 좌표들인 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 3,
The remainder,
wherein the x coordinate is smaller than m and the y coordinate is smaller than n.
상기 제1 영상은, 원본 영상이고,
상기 제2 영상은, 보정된 영상인 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 2,
The first image is an original image,
Wherein the second image is a corrected image.
상기 보정된 영상은, 렉티피케이션 된 영상인 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법.
The method of claim 5,
Wherein the corrected image is a rectified image.
생성된 좌표 맵을 이용하여, 제1 영상을 제2 영상으로 변환하는 변환부;를 포함하고,
상기 좌표 맵은,
제1 영상 좌표와 제2 영상 좌표의 상대적인 관계로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
A generating unit for generating a coordinate map; And
And a conversion unit for converting the first image into the second image using the generated coordinate map,
In the coordinate map,
Wherein the first image coordinate and the second image coordinate are expressed by a relative relationship between the first image coordinate and the second image coordinate.
상기 좌표 맵은,
상기 제1 영상 좌표와 상기 제2 영상 좌표의 편차로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템.
The method of claim 7,
In the coordinate map,
Wherein the first image coordinate and the second image coordinate are expressed by a deviation between the first image coordinate and the second image coordinate.
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2015
- 2015-12-29 KR KR1020150188061A patent/KR20170077994A/en not_active Ceased
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Legal Events
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