KR0176172B1 - 감시용 카메라 시스템의 기록 재생 방법 및 그에 적합한 장치 - Google Patents

감시용 카메라 시스템의 기록 재생 방법 및 그에 적합한 장치 Download PDF

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Abstract

감시용 시스템에 있어서, 기록되는 화면의 데이터 량을 줄이는 기록 방법, 이에 대응되는 재생 방법 및 이에 적합한 기록/재생 장치가 개시된다.
본 발명에 따른 감시용 시스템의 기록 방법은 감시 공간의 배경을 촬영한 화면을 디지털 변환하여 배경 화면으로서 메모리 및 기록 매체에 저장하는 과정; 감시 공간의 촬영된 화면을 디지털 신호로 변환하는 과정; 상기 디지털 변환된 화면과 상기 메모리에 저장된 배경 화면과의 차이 성분을 갖는 차이 화면을 검출하는 과정; 및 상기 차이 화면을 상기 기록 매체에 순차적으로 기록하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감시용 시스템의 기록 방법은 미리 저장된 감시 공간의 배경 화면과 촬영된 화면과의 차이 화면을 저장함으로서 기록되는 화면 데이터를 대폭적으로 줄일 수 있어서 기록 매체의 기록 용량을 효율적으로 사용할 수 있게 하는 이점이 있다.

Description

감시용 카메라 시스템의 기록 재생 방법 및 그에 적합한 장치
제1도는 종래의 감시용 카메라 장치를 보이는 블럭도이다.
제2도는 본 발명에 따른 기록 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다.
제3도는 본 발명에 따른 재생 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다.
제4도는 본 발명에 따른 기록/재생 장치를 보이는 블럭도이다.
본 발명은 감시용 시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 기록되는 화면의 데이터 량을 줄이는 기록 방법, 이에 대응되는 재생 방법 및 이에 적합한 기록/재생 장치에 관한 것이다.
감시용 시스템은 감시 공간의 기록을 남기기 위하여 촬영된 화면을 비디오 테이프 혹은 컴퓨터의 하드 디스크 등에 저장한다.
비디오 테이프는 아날로그 신호를 기록하는 것으로서 일반적으로 간헐 녹화 타입의 타임 랩스 비디오 테이프 레코더(time lapse VTR)에 의한 기록이 행해진다.
컴퓨터의 하드 디스크를 사용하는 경우에는 촬영된 화면을 디지털 변환하고, 기록 용량을 줄이기 위하여 정지 영상 부호화를 사용하여 압축을 수행한 후에 기록한다. 따라서, 아날로그 신호를 기록하는 경우에 비해 기록 용량을 효율적으로 이용할 수 있다. 간헐 기록을 행하는 감시용 시스템의 경우에 있어서는 동영상 부호화를 사용하기 어렵기 때문에 대부분 정지 화면 압축 부호화를 행하여 기록한다.
그러나, 정지 화면 압축 부호화는 화면 내의 상관성에 의해서만 압축하기 때문에 일정한 한도 이상의 압축률을 기대하기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 감시 공간에서 촬영된 화면을 기록하는 감시용 시스템에 있어서 높은 압축률로 촬영된 화면을 기록할 수 있는 새로운 기록 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 기록 방법에 대응되는 재생 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 상기의 기록/재생 방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 감시용 시스템의 기록 방법은 감시 공간에서 촬영된 화면을 기록 매체에 기록하는 감시용 시스템의 기록 방법에 있어서, 감시 공간의 배경을 촬영한 화면을 디지털 변환하여 배경 화면으로서 메모리 및 기록 매체에 저장하는 과정; 감시 공간의 촬영된 화면을 디지털 신호로 변환하는 과정; 상기 디지털 변환된 화면과 상기 메모리에 저장된 배경 화면과의 차이 성분을 갖는 차이 화면을 검출하는 과정; 및 상기 차이 화면을 상기 기록 매체에 순차적으로 기록하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 기록 방법은 상기 차이 화면을 압축 부호화하는 과정을 더 구비함을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 재생 방법은 기록 매체에 기록된 재생하는 감시용 시스템의 기록 방법에 있어서, 기록 매체에 기록된 배경 화면을 독출하여 메모리에 저장하는 과정; 기록 매체에 기록된 차이 화면을 독출하는 과정; 상기 독출된 차이 화면과 상기 메모리에 저장된 배경 화면을 합성하여 합성 화면을 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 재생 방법은 상기 차이 화면이 압축된 화면인가를 판별하는 과정; 및 압축된 화면일 경우에는 역압축 부호화하는 과정을 더 구비함을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 다른 기록 장치는 감시용 카메라에서 발생된 화면을 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기를 통하여 디지털 변환된 배경 화면을 저장하는 제1메모리; 상기 아날로그 디지털 변환기를 통하여 디지털 변환된 화면과 상기 제1메모리에 저장된 화면을 비교하여 차이 화면을 검출하는 비교기; 상기 비교기에서 제공되는 차이 화면을 저장하는 제2메모리; 및 기록 매체에 상기 제1메모리에 저장된 배경 화면을 기록한 후 상기 제2메모리에 저장된 차이 화면을 순차적으로 기록하는 기록부를 포함함을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 재생 장치는 기록 매체에 기록된 배경 화면 및 차이 화면을 독출하는 독출부; 상기 독출부에서 제공되는 배경 화면을 저장하는 제1메모리; 상기 독출부에서 제공되는 차이 화면을 순차적으로 저장하는 제2메모리; 상기 제1메모리에서 제2메모리에서 제공되는 배경 화면과 상기 제2메모리에서 제공되는 차이 화면을 합성하는 합성기; 및 상기 합성기에서 제공되는 합성 화면을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 변환기를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 종래의 감시용 시스템의 기록 및 재생 처리부를 보이는 블럭도러서 촬영된 화면을 디지털 변환하여 컴퓨터의 하드 디스크에 저장하는 예를 보이는 것이다.
제1도에 도시된 장치에 있어서 스위칭부(10)는 다수의 감시용 카메라(도시되지 않음)로부터 제공되는 비디오 신호들(CVS1-CVSn)중의 하나를 선택적으로 입력한다. 아날로그 디지털 변환기(이하 ADC라 함)(12)은 스위칭부(10)에서 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 프레임 포착부(14)는 디지털 변환된 영상 데이터를 소정의 간격으로 포착(capture)한다. 데이터 압축부(16)는 프레임 포착부(14)에서 제공되는 프레임 단위의 영상 데이터를 정지 영상 부호화 기법을 사용하여 압축 부호화하여 출력한다. 데이터 압축부(16)에서 출력되는 압축 변환된 화면은 기록/독출 제어부(18)의 제어하에 하드 디스크(도시되지 않음)에 기록된다.
메모리(20)는 하드 디스크에 기록 혹은 독출되는 프레임의 식별 정보 예를 들면, 각 프레임의 시작/종료 어드레스, 해당 카메라의 번호, 시간 정보 등을 저장하여 재생 및 검색 시 필요한 데이터를 무작위로 추출할 수 있게 한다.
데이터 복원부(21)는 하드 디스크로부터 독출된 화면 데이터를 제공받아 역압축 부호화한다. 데이터 복원부(21)를 통하여 복원된 화면 데이터는 디지털 아날로그 변환부(이하 DAC라 함)(22)를 통하여 아날로그 영상 신호(CVS)로 변환되어 모니터 혹은 텔레비젼 수상기(도시되지 않음) 등에 제공된다.
제1도에 도시된 장치에 있어서 데이터 압축부(16)는 압축 부호화에 대한 규격 중의 하나인 JPEG(Joint Picture Engeering Group) 규격에 따라 포착된 영상 데이터를 압축한다. 이때의 압축비는 기본적으로 1/20으로 하고, 돌발 상황의 발생 시는 압축하지 않고 기록한다.
JPEG 압축 부호화 방법은 기본적으로 영상 내의 데이터의 상관성에 근거하여 압축하므로 어느 한도 이상의 압축률을 기대하기 어렵다.
감시용 시스템은 감시용 카메라가 거의 대부분 고정된 채로 사용된다는 특성이 있다. 이는 돌발 상황을 제외하고는 촬영된 화면의 내용의 이전에 촬영된 화면과 거의 동일하다는 의미이다. 본 발명은 이를 이용하여 감시 공간의 배경이 되는 화면을 미리 저장하여 두고 촬영된 화면과 배경 화면과의 차이 화면만을 기록/재생한다.
제2도는 본 발명에 따른 기록 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다. 먼저, 감시 공간의 배경 화면을 추출하여 메모리 및 기록 매체에 저장한다.(200 단계) 이때 저장되는 배경 화면은 압축되지 않은 화면이다. 메모리에 저장된 배경 화면은 차이 화면을 생성하기 위해 사용되며, 기록 매체에 기록된 배경 화면은 재생 및 검색시 사용된다.
감시 공간을 촬영한다.(210 단계)
촬영된 화면과 메모리에 저장된 배경 화면을 비교하여 차이 화면을 추출한다.(220 단계)
감시 공간에서 돌발 상황이 발생하지 않는다면 차이 화면은 없을 것이며, 돌발 상황이 발생한다면, 차이 화면은 돌발 상황의 내용을 보이는 화면이 될 것이다. 예를 들어 감시 공간에 침입자가 발생하였다면 차이 화면은 침입자에 의해 달라진 부분이 될 것이다.
차이 화면을 압축 부호화한다.(230 단계) 돌발 상황이 발생하지 않은 경우에는 차이 화면은 거의 아무 것도 포함하지 않은 것이 될 것이므로 압축 부호화에 의해 대폭적으로 압축된다. 또한, 돌발 상황이 발생하더라도 배경 화면과의 차이 성분만이 압축될 것이므로 종래와 같이 촬영된 화면을 압축 부호화할 때보다는 더욱 크게 압축된다.
압축 부호화 과정(230 단계)은 생략될 수도 있다. 예를 들면, 압축 부호화하지 않아도 좋을 정도로 하드 디스크의 용량이 충분한 경우 혹은 돌발 상황이 발생된 경우에는 압축 부호화하지 않을 수도 있다.
압축된 차이 화면을 기록한다.(240 단계)
이때, 기록 매체에는 배경 화면이 먼저 기록되고, 순차로 압축된 차이 화면이 기록된다. 재생시는 배경 화면과 압축된 차이 화면을 이용하여 원래의 화면을 재생한다.
제3도는 본 발명에 따른 재생 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다.
먼저, 기록 매체에 기록된 배경 화면을 독출하여 메모리에 저장한다.(300 단계) 메모리에 저장된 배경 화면은 추후에 독출되는 차이 화면과 합성되어 원래의 화면을 재생하는 데 사용된다.
기록 매체에 기록된 차이 화면을 독출한다.(310 단계) 차이 화면은 기록된 순서에 따라 순차적으로 독출될 수도 있고, 식별 정보를 이용하여 임의의 시간, 혹은 소정의 번호를 갖는 카메라로부터 촬영된 화면만이 독출될 수도 있다.
차이 화면이 압축된 화면인가를 판별한다.(320 단계)
차이 화면이 압축된 화면일 경우에는 역압축 부호화를 행한다.(330 단계)
복원된 차이 화면과 메모리에 저장된 배경 화면을 합성하여 합성 화면을 생성한다.(340 단계)
생성된 합성 화면을 아날로그 신호로 변환하여 모니터 혹은 텔레비젼 수상기 등에 제공한다.(350 단계)
제4도는 제2도 및 제3도에 도시된 기록/재생 방법에 적합한 장치를 보이는 블럭도이다. 제4도에 도시된 장치에 있어서 제1도와 동일한 기능을 수행하는 블록에는 동일한 참조 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
제4도에 있어서, 참조 부호 40은 배경 화면을 저장하는 제1메모리이고, 42는 제1메모리(40)에 저장된 배경 화면과 프레임 포착부(14)에 의해 포착된 화면과의 차이 화면을 생성하기 위한 감산기이다. 그리고, 44는 기록 매체로부터 독출된 배경 화면을 저장하는 제2메모리이고, 46은 제2메모리(44)에 저장된 배경 화면과 데이터 복원부(21)에서 제공되는 차이 화면과를 합성하는 가산하는 가산기이다.
화면 데이터는 수평 방향으로 N개, 수직 방향으로 M개의 화소를 갖는 매트릭스로 표현된다. 감산기(42)는 화면상 동일한 위치의 화면 데이터를 비교하여 그 차이 값을 출력한다. 이러한 과정을 좌상측의 화소로부터 우하측의 화소까지 반복한다.
가산기(46)는 역시 화면상 동일한 위치의 화면 데이터를 가산시켜 출력한다. 이러한 과정을 좌상측의 화소로부터 우하측의 화소까지 반복한다.
제4도에 도시된 장치의 동작을 설명한다. 감시 공간에서 감시 대상만이 존재하는 배경 화면이 촬영되면, 프레임 포착부(14)는 이를 포착한다. 포착된 배경 화면은 제1메모리(40) 및 하드 디스크에 저장된다. 이후, 감시 공간을 촬영한 화면은 배경 화면과 비교되어 차이 화면만이 추출된다. 추출된 차이 화면은 데이터 압축부(16)에서 압축되어 하드 디스크에 순차적으로 기술된다. 감시 공간이 여러 개일 경우에는 제1메모리(40)를 요구되는 수만큼 분할하고, 분할된 공간에 각 감시 공간의 배경 화면을 저장한다.
검색시에는 먼저 하드 디스크로부터 배경 화면이 독출되어 제2메모리(44)에 기록된다. 여기서, 제1메모리(40)과 제2메모리(44)는 동일한 메모리로 구현될 수 있다. 즉, 공통 메모리는 저장시에 사용된 배경 화면을 그대로 기록하여 두고 검색시에 이를 참조하는 것도 가능하다.
검색 조건에 합치되는 차이 화면들이 독출되고, 데이터 복원부(22)를 통하여 복원된다. 복원된 차이 화면은 합성기(46)에서 제2메모리(44)에 기록된 배경 화면과 합성되어 원래의 화면이 복원된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 감시용 시스템의 기록 방법은 미리 저장된 감시 공간의 배경 화면과 촬영된 화면과의 차이 화면을 저장함으로서 기록되는 화면 데이터를 대폭적으로 줄일 수 있어서 기록 매체의 기록 용량을 효율적으로 사용할 수 있게 하는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 감시 공간에서 촬영된 화면을 기록 매체에 기록하는 감시용 시스템의 기록 방법에 있어서, 감시 공간의 배경을 촬영한 화면을 디지털 변환하여 배경 화면으로서 메모리 및 기록 매체에 저장하는 과정; 감시 공간의 촬영된 화면을 디지털 신호로 변환하는 과정; 상기 디지털 변환된 화면과 상기 메모리에 저장된 배경 화면과의 차이 성분을 갖는 차이 화면을 검출하는 과정; 및 상기 차이 화면을 상기 기록 매체에 순차적으로 기록하는 과정을 포함하는 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차이 화면을 압축 부호화하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 기록 방법.
  3. 기록 매체에 기록된 재생하는 감시용 시스템의 기록 방법에 있어서, 기록 매체에 기록된 배경 화면을 독출하여 메모리에 저장하는 과정; 기록 매체에 기록된 차이 화면을 독출하는 과정; 상기 독출된 차이 화면과 상기 메모리에 저장된 배경 화면을 합성하여 합성 화면을 생성하는 과정을 포함하는 재생 방법.
  4. 제3항에 있어서, 기록 매체로부터 독출된 상기 차이 화면이 압축된 화면인가를 판별하는 과정; 및 압축된 화면일 경우에는 역압축 부호화하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 재생 방법.
  5. 감시용 카메라를 통하여 촬영된 화면을 기록하는 기록 장치에 있어서, 감시용 카메라에서 발생된 화면을 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기를 통하여 디지털 변환된 배경 화면을 저장하는 제1메모리; 상기 아날로그 디지털 변환기를 통하여 디지털 변환된 화면과 상기 제1메모리에 저장된 화면을 비교하여 차이 화면을 검출하는 비교기; 상기 비교기에서 제공되는 차이 화면을 저장하는 제2메모리; 및 기록 매체에 상기 제1메모리에 저장된 배경 화면을 기록한 후 상기 제2메모리에 저장된 차이 화면을 순차적으로 기록하는 기록부를 포함하는 기록 장치.
  6. 감시용 카메라를 통하여 촬영된 화면이 기록된 기록 매체로부터 촬영된 화면을 재생하는 재생 장치에 있어서, 기록 매체에 기록된 배경 화면 및 차이 화면을 독출하는 독출부; 상기 독출부에서 제공되는 배경 화면을 저장하는 제1메모리; 상기 독출부에서 제공되는 차이 화면을 순차적으로 저장하는 제2메모리; 상기 제1메모리에서 제2메모리에서 제공되는 배경 화면과 상기 제2메모리에서 제공되는 차이 화면을 합성하는 합성기; 및 상기 합성기에서 제공되는 합성 화면을 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 변환기를 포함하는 재생 장치.
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