KR101697757B1 - 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 및 이를 이용한 채널 결정방법 - Google Patents

영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 및 이를 이용한 채널 결정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 방법은 다수의 카메라로부터 영상 감시시스템으로 수신되는 각 채널의 영상 스트리밍 데이터를 저장하는 단계와, 상기 영상 감시시스템에 저장된 각 채널의 영상 압축 스트리밍 데이터에서 양자화 값의 분산 값을 각각 계산하는 단계와, 상기 양자화 값의 분산 값을 이용하여 영상 변화 폭을 산정하는 단계와, 각 채널의 영상 변화 폭 값을 비교하는 단계와 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 및 이를 이용한 채널 결정방법{Display Channel Selection System of Image Monitering System and Method thereof}
본 발명은 다수의 카메라로부터 감시 지역을 촬영하고 전송하는 영상 정보를 수신하여 디스플레이하는 영상 감시 시스템에서 수신되는 다수의 채널 중에서 영상의 변화가 감지되는 채널을 우선적으로 디스플레이하는 것에 관한 것이다. 현재의 영상 감시 시스템은 범죄 예방 및 사고 방지와 같은 목적으로 설치 대수가 큰 폭으로 증가하여 서버에서 수신되는 모든 카메라의 영상 정보를 디스플레이하는 경우 서버에서 많은 연산을 필요로 하므로 서버에 부담을 주게 되는 것이다.
본 발명과 관련된 종래의 기술은 대한민국 등록 특허 제10-0613732호(2006. 08. 18. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 디지털 영상 압축 시스템 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 디지털 영상 압축 시스템은 프레임 단위의 영상을 화소 블록 단위(8x8)로 재구성하여 출력하는 화소 프레임(19), 8x8 화소 블록 단위 영역의 데이터를 주파수 영역(DCT 계수)의 데이터로 변환하는 이산여현변화기(20), 주파수 성분(DCT 계수) 값을 그 성분에 따라 미리 정해진 양자화 값으로 나누는 양자화기(21), 양자화를 거친 기준 영상의 DCT 계수를 저장하는 기준영상 이산여현변환 계수프레임 버퍼(22), 인터 모드인 경우 DCT 계수를 프레임 버퍼로부터 읽으며 인트라 모드인 경우 DCT 계수를 프레임 버퍼에 저장하는 DCT 계수 쓰기 제어(23), 기준 영상의 DCT 계수와 현재 영상의 DCT 계수의 차분치를 구하는 이산여현변환 계수 차분기(24), DCT 차분 계수를 이용하여 기준 영상과 현재 영상의 유사성을 판별는 블록/매크로 블록 단위 유사성 판별기(25), 블록/매크로 블록 단위 유사성 판별기(25)에서 출력된 보조 데이터를 이용하여 프레임 단위로 기준영상과의 변화정도를 예측하며 화면에서의 움직임 물체의 크기 및 윤곽 등을 판단하는 채널 제어기(26), 하나의 인터 프레임 내에서 인터부호 길이와 인트라 부호 길이를 매크로 블록 단위로 구하게 되고 부호 길이를 비교하여 적은 부호 길이를 가치는 코딩 모드를 결정하는 매크로 블록단위 인터/인트라 모드 결정기(27), 매크로 블록단위로 코딩 모드를 결정하는 동안 인터/인트라 모드 DCT 계수를 저장하게 되며, 매크로 블록 단위로 인터/인트라 모드가 결정된 후에 엔트로피 입력으로 저장된 계수를 사용하는 이산여현변환 계수지연버퍼(28, 30), 지연 버퍼에서 입력되는 DCT계수와 인터/인트라 모드 결정기(27)의 제어로 DCT계수(인터모드, 인트라모드)를 선택하여 엔트로피 부호화를 하게 되는 엔트로피 부호화기(29)로 구성되어 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 디지털 영상 압축 시스템은 카메라가 촬영한 영상을 압축하여 전송할 수 있으나 카메라의 대수가 많은 경우에는 영상 복호화를 위하여 많은 연산을 필요로 하는 문제점이 있는 것이다. 또한 상기와 같은 종래의 기술은 카메라 대수 증가에 따른 채널 증가에도 불구하고 실시간으로 수신되는 모든 영상을 전송받아 저장하고 디스플레이하는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 서버에서의 연산 부담을 줄이기 위하여 수신된 압축 영상 정보의 복호화 전에 영상 스트리밍 데이터를 분석하여 변화가 감지되는 채널을 우선적으로 디스플레이하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 방법은 다수의 카메라로부터 영상 감시시스템으로 수신되는 각 채널의 영상 스트리밍 데이터를 저장하는 단계와, 상기 영상 감시시스템에 저장된 각 채널의 영상 압축 스트리밍 데이터에서 양자화 값의 분산 값을 각각 계산하는 단계와, 상기 양자화 값의 분산 값을 이용하여 영상 변화 폭을 산정하는 단계와, 각 채널의 영상 변화 폭 값을 비교하는 단계와 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한 본 발명 영상 감시 시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템은 다수의 카메라로 구성되고 촬영된 영상 정보를 압축하며 압축된 비트 스트리밍 정보를 영상 감시시스템으로 전송하는 카메라부와, 카메라부에서 수신되는 다수의 채널의 압축 비트 스트리밍 정보를 저장하며 저장된 압축 비트 스트리밍 정보에서 각 채널의 양자화 분산 값을 측정하고 상기 양자화 분산 값을 이용하여 각 채널의 영상 변화 폭 값을 산정하며 상기 영상 변화 폭 값을 비교하고 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선하여 디스플레이하는 영상 감시시스템 및 상기 영상 감시시스템에서 결정된 채널 순으로 영상 정보를 표출하는 디스플레이부로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 및 이를 이용한 채널 결정방법은 영상 감시시스템에서 수신된 압축 영상 비트 스트리밍 정보에 대하여 복호화 화기 전에 스트리밍 데이터를 분석하여 다수의 채널 중에서 우선적으로 표출하기 위한 채널을 선택할 수 있어서 서버에서의 연산 부담을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 디지털 영상 압축 시스템 구성도,
도 2는 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 스트리밍 데이터 구조도,
도 4는 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 방법 제어 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 및 이를 이용한 채널 결정방법을 도 2 내지 도 4를 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템 전체 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 시스템은 다수의 카메라로 구성되고 촬영된 영상 정보를 압축하며 압축된 비트 스트리밍 정보를 영상 감시시스템으로 전송하는 카메라부(100)와, 카메라부에서 수신되는 다수의 채널의 압축 비트 스트리밍 정보를 저장하며 저장된 압축 비트 스트리밍 정보에서 각 채널의 양자화 분산 값을 계산하고 상기 양자화 분산 값을 이용하여 각 채널의 영상 변화 폭 값을 산정하며 상기 영상 변화 폭 값을 비교하고 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선하여 디스플레이하는 영상 감시시스템(200) 및 상기 영상 감시시스템에서 결정된 채널 순으로 영상 정보를 표출하는 디스플레이부(210)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 스트리밍 데이터 구조도 이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 스트리밍 데이터는 RTP(Real-time Transport Protocol) 헤더와 압축 비트 스트림으로 구성되는 것이고 상기 압축 비트 스트림은 H.264와 같은 동영상 압축 코덱을 이용하여 부호화된 데이터이다. 본 발명은 H.264 압축 비트 스트림의 신택스(Syntax) 인 양자화(Quantization) 정보를 분석하여 영상 변화를 감지하고 상기 영상 변화를 이용하는 것이다. 즉 카메라에서는 촬영된 영상 압축 시 양자화 값을 조절하여 스트리밍 데이터의 양을 조절하는데 상기 양자화는 압축 성능과 영상 화질에 영향을 주는 인자로서 양자화 값이 커지면 압축율은 높아지나 화질은 떨어지며 반대로 양자화 값이 작아지면 압축율은 낮아지고 화질은 개선되는 것이다. 따라서 양자화 값의 변화는 영상 변화가 발생하여 카메라에서 기존 양자화 값으로 부호화 시 스트리밍 데이터의 양을 목표비트율(Target Bit-rated)로 유지하기 위해 양자화 값을 증가시키거나 감소시켜 스트리밍 데이터 양을 조절한 것을 의미하는 것이다. 그러므로 본 발명은 연속된 영상에서 시간에 따른 양자화 값의 변화를 관측하여 영상 변화를 감지하고 영상 감시시스템의 다수 채널 중 영상 변화 폭이 큰 채널을 영상 감시시스템의 디스플레이 채널로 결정하는 것이다.
도 4는 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 방법 제어 흐름도이다. 상기도 4에서 본 발명 영상 감시시스템의 디스플레이 채널 결정 방법은 다수의 카메라로부터 영상 감시시스템으로 수신되는 각 채널의 영상 스트리밍 데이터를 저장하는 단계(S11)와, 상기 영상 감시시스템에 저장된 각 채널의 영상 압축 스트리밍 데이터에서 양자화 값의 분산 값을 각각 계산하는 단계(S12)와, 상기 양자화 값의 분산 값을 이용하여 영상 변화 폭을 산정하는 단계(S13)와, 각 채널의 영상 변화 폭 값을 비교하는 단계(S14)와 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하는 단계(S15)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 S13 단계에서 본 발명에 적용되는 영상의 변화 폭은 양자화 값의 분산 값으로 측정하는 것이다. 즉 본 발명에 적용되는 영상 감시시스템에 저장된 각 채널의 영상 압축 스트리밍 정보에서 양자화 값의 분산 값을 각각 측정하는 것은 일정 시간(예를 들어 3초) 동안의 채널별 양자화 값의 분산 값을 계산하고 분산 값이 큰 채널의 영상 변화 폭이 크다고 판단하고 해당 채널을 디스플레이 채널로 결정하는 것이다. 상기에서 영상 변화 폭(VideoAcivity)은 아래 식 (1)과 같이 산정할 수 있는 것이다.
VideoAcivity = IQPVariance x 0.6 + PQPVariance x 0.4 (1)
상기 식 (1)에서 IQPVariance는 최근 3초간의 I(Intra-coded) 프레임 양자화 값의 분산값(Variance)을 의미하고, PQPVariance는 최근 3초간의 P(Predictive-coded) 프레임의 양자화 값의 분산값을 의미하는 것이다. 식 (1)에서 IQPVariance 에 0.6의 가중치를 주고, PQPVariance에 0.4의 가중치를 준 이유는 영상을 구성하는 I프레임과 P프레임 중, 영상 변화시 I 프레임의 데이터량이 P 프레임의 데이터량보다 더욱 급격하게 늘어나기 때문에 영상변화에 양자화 값이 더욱 민감하게 반응하기 때문이며 가중치 0.6과 0.4는 정해진 값이 아니라 영상 특성에 따라 적절하게 조정될 수 있는 것이다.
본 발명은 모든 채널의 영상을 디스플레이할 수 없는 시스템에서 상기와 같은 영상 변화 폭 값을 산정하는 식을 통하여 영상 변화 폭의 값이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하도록 할 수 있는 것이다. 최근 영상 감시시스템의 규모가 점차 커지고 있으며 영상 디스플레이에 매우 많은 연산이 요구되는 것을 감안할 때 대규모 시스템에서 모든 채널의 영상을 동시에 디스플레이하도록 하는 것은 상당한 비용이 요구되므로 본 발명을 이용하면 다수의 채널 중에서 일부 채널만 디스플레이 하도록 함으로써 시스템 구축을 효율적으로 하여 구축 비용을 절감할 수 있는 것이다.
20 : 이산여현 변환기, 21 : 양자화기,
23 : DCT 계수 쓰기제어, 24 : 이산여현 변환 계수 차분기,
100 : 카메라부, 200 : 영상감시 시스템

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 채널 수가 많은 대규모 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정 시스템에 있어서,
    상기 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정시스템은,
    다수의 카메라로 구성되고 촬영된 영상 정보를 압축하며 RTP(Real-time Transport Protocol) 헤더와 압축 비트 스트림으로 구성된 압축된 비트 스트리밍 정보를 영상 감시시스템으로 전송하는 카메라부(100)와;
    카메라부에서 수신되는 다수의 채널의 압축 비트 스트리밍 정보를 저장하며 저장된 압축 비트 스트리밍 정보에서 시간에 따른 각 채널의 양자화 분산 값을 계산하고 I 프레임의 양자화 값의 분산 값과 P 프레임의 양자화의 분산 값을 기초로 각 채널의 영상 변화 폭을 산정하고 각 채널의 영상 변화 폭을 비교하고 비교 결과 영상 변화 폭 값이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하도록 채널을 결정하는 영상 감시시스템(200);
    및 상기 영상 감시시스템에서 결정된 채널 순으로 영상 정보를 표출하는 디스플레이부(210)로 구성된 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정시스템.
  3. 채널 수가 많은 대규모 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정 방법에 있어서,
    상기 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법은,
    다수의 카메라로부터 영상 감시시스템으로 수신되는 각 채널의 영상 스트리밍 데이터를 저장하는 단계(S11)와;
    상기 영상 감시시스템에 저장된 각 채널의 RTP(Real-time Transport Protocol) 헤더와 압축 비트 스트림으로 구성된 영상 압축 스트리밍 데이터에서 시간에 따른 양자화 값의 분산 값을 각각 계산하는 단계(S12)와;
    I 프레임의 양자화 값의 분산 값과 P 프레임의 양자화의 분산 값을 기초로 영상 변화 폭을 산정하는 단계(S13)와;
    각 채널의 영상 변화 폭 값을 이용하여 우선적으로 디스플레이하는 채널을 결정하는 단계(S15)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 S15 단계는,
    산정된 영상 변화 폭이 큰 채널을 우선적으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.
  5. 삭제
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 영상 변화 폭을 산정하는 식은,
    VideoAcivity = IQPVariance x 0.6 + PQPVariance x 0.4
    에 의하여 산정되는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.
    여기서, IQPVariance는 최근의 I(Intra-coded) 프레임 양자화 값의 분산값(Variance)을 의미하고, PQPVariance는 최근의 P(Predictive-coded) 프레임의 양자화 값의 분산값임.
  7. 제6항에 있어서,
    IQPVariance는,
    최근 3초간의 I(Intra-coded) 프레임 양자화 값의 분산값(Variance)을 나타내고,
    PQPVariance는,
    최근 3초간의 P(Predictive-coded) 프레임의 양자화 값의 분산값인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.
  8. 제6항에 있어서,
    영상 변화 폭을 산정하는 식의 가중치 0.6과 0.4는 영상 특성에 따라 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법은,
    IQPVariance 에 부여하는 가중치가 PQPVariance에 부여하는 가중치보다 더 큰 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템의 동영상을 기반으로 하는 디스플레이 채널 결정방법.



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