KR100391266B1 - 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법 - Google Patents

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본 발명은 특정영역을 임의의 시간동안 촬영한 영상에서 배경화면을 설정하기 위하여 상기 촬영된 영상에서 피사체 영상의 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상에서의 각 픽셀의 색도 및 명도가 일정 오차범위를 벗어나지 않는 영상을 배경화면을 설정하도록 하는 객체기반의 영상 배경설정방법에 관한 것이다.
본 발명을 이루기 위한 방법으로, 특정 제한된 영역을 소정의 시간간격에 따른 소정 각도로 변환되도록 설정된 감시카메라를 통하여 특정영역을 촬영하는 제 1단계; 상기 감시카메라를 통하여 촬영된 영상의 주변환경에 따른 오차를 보정한 다음 객체영상을 저장하는 제 2단계; 상기 감시카메라를 통하여 촬영된 영상에서 피사체 영상이 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상의 각 픽셀별 색도 및 명도 차이가 없는 영역을 배경화면으로 설정하는 제 3단계; 상기 객체영상과 배경화면을 비교하여 피사체 영상만을 추출하는 제 4단계; 상기 피사체 영상의 움직임에 따른 영상의 절대값이 트레쉬홀드(Threshold) 값보다 큰지를 비교하는 제 5단계; 및 상기 피사체 영상이 트레쉬홀드 값보다 큰 경우, 상기 피사체 영상의 외부 윤곽 및 내부 영상을 특정 압축알고리즘을 통하여 압축하도록 하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법{Method for background setup in object-based compression moving-image}
본 발명은 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라 등과 같은 촬영수단에 의해 특정영역을 임의의 시간동안 촬영한 영상에서 배경화면을 설정하기 위하여 상기 촬영된 영상에서 피사체 영상의 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상에서의 각 픽셀의 색도 및 명도가 일정 오차범위를 벗어나지 않는 영상을 배경화면을 설정하도록 하는 객체기반의 영상 배경설정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 객체기반 영상은 주로 특정 제한된 영역(예컨대, 은행, 상가, CCD-TV 등)을 감시하도록 설치되는 감시카메라로부터 촬영된 영상을 모니터 등과 같은 출력수단으로 출력하여 상기 영상에 의해 특정영역을 감시하도록 하는 시스템에 사용된다.
상기와 같은, 영상 감시시스템은 감시카메라를 은행, 상가, 건물 및 특정지역을 감시하기 위한 CCD-TV 등과 같은 특정장소에 설치하고, 상기 감시카메라로 촬영된 영상은 모니터링부로 전송되어 모니터 등과 같은 출력장치로 재생된다. 상기 모니터링부에는 은행 또는 상가 건물 등에 다수의 감시카메라로부터 촬영된 영상을 다수의 모니터로 출력하거나, 하나의 모니터로 다수의 영상을 출력할 수 있도록 디스플레이 영역을 분할하여 재생하는 방법 등으로 특정장소의 제한된 영역을 감시하는 것이다.
또한, 모니터링부는 각각의 카메라로부터 전송되는 영상 등을 VTR 또는 VCR 등과 같은 영상기록수단을 통하여 영상을 녹화하도록 구성된다. 상기 각각의 카메라 작동전원은 모니터링부의 관리자 또는 감시자에 의해 제어된다. 상기 관리자 또는 감시자는 모니터로 디스플레이 되는 영상을 육안으로 감시하며, 촬영된 영상은VTR 또는 VCR 등의 영상기록수단의 비디오테이프 등으로 기록 저장되어 보관된다.
그러나, 상기와 같은 아날로그 방식을 이용한 감시시스템은 연속적으로 촬영되는 영상 등을 영상기록수단의 비디오테이프 등으로 기록되므로, 관리자 또는 감시자는 임의의 시간단위로 비디오테이프를 수시로 교체하여야 하는 동시에 촬영된 영상들에 대하여 기록된 날짜와 시간 등을 일일이 기록하여야 하는 불편한 문제점을 갖고 있으며, 상기 기록된 영상에서 필요한 장면을 찾기 위해서는 관리자 또는 감시자가 일일이 촬영된 날짜와 시간 등에 따른 해당 테이프를 찾아 검색하여야 하는 불편한 문제점을 갖고 있다.
최근 기술의 발달로 아날로그 방식에서 내포하고 있는 불편한 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 상기 디지털 방식에는 디지털카메라 또는 캠코더 등을 통하여 촬영된 영상을 모니터링부에서 특정지역을 감시하고, 상기 카메라를 통하여 촬영된 영상은 모니터링부의 컴퓨터 하드웨어로 저장하게 된다.
여기에서, 상기 컴퓨터에 저장되는 영상은 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 연속되는 각각의 화면을 저장하거나 상기 각각의 화면을 압축하여 저장하는 방식과, 상기 임의의 시간동안 연속되는 각 프레임의 이웃하는 화면간의 변화되는 영상부분만을 압축하여 저장하는 방식 등이 이용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 필요한 프레임을 압축하여 저장하게 되는 경우 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 각 프레임의 배경프레임까지 압축하여 저장하게 되므로, 불필요한 배경프레임까지 저장되는 동시에 불필요한 배경프레임이 반복되어 저장되는 문제점을 갖고 있다.
또한, 임의의 시간동안 연속 촬영된 영상을 제한된 용량을 갖는 하드웨어로 저장하게 되므로, 상기 감시시스템에서는 많은 량의 영상을 저장하기 위해 대용량 하드웨어가 필요로 하는 문제점을 갖게 된다.
상기와 같은 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 특정영역을 임의의 시간동안 촬영한 영상에서 배경화면을 설정하기 위하여 상기 촬영된 영상에서 피사체 영상의 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상에서의 각 픽셀의 색도 및 명도가 일정 오차범위를 벗어나지 않는 영상을 배경화면을 설정하도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정시스템의 구성을 보인 블록도.
도 2는 본 발명의 따른 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정시스템의 감시카메라를 통하여 촬영된 영상에서 피사체 영상만을 추출하기 위한 참고도.
도 3은 본 발명에 따른 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법의 흐름도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 전처리용 프레임메모리 20 : 배경설정수단
30 : 배경프레임메모리 40 : 영상추출수단
50 : 영상보정수단 60 : 스위칭수단
70 : 윤곽대비부 C : 감시 카메라
P : 패닝제어수단
본 발명을 이루기 위한 방법으로, 특정 제한된 영역을 감시하기 위해 설치된 감시 카메라를 통하여 촬영된 영상에서의 배경화면을 설정하기 위한 방법에 있어서, 상기 특정 제한된 영역을 소정의 시간간격에 따른 소정 각도로 변환되도록 설정된 감시카메라를 통하여 특정영역을 촬영하는 제 1단계; 상기 감시카메라를 통하여 촬영된 영상의 주변환경에 따른 오차를 보정한 다음 객체영상을 저장하는 제 2단계; 상기 촬영된 영상에서 피사체 영상이 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상의 각 픽셀별 색도 및 명도 차이가 없는 영역을 배경화면으로 설정하는 제 3단계; 상기 객체영상과 배경화면을 비교하여 피사체 영상만을 추출하는 제 4단계; 상기 피사체 영상의 움직임에 따른 영상의 절대값이 트레쉬홀드(Threshold) 값보다 큰지를 비교하는 제 5단계; 및 상기 피사체 영상이 트레쉬홀드 값보다 큰 경우, 상기 피사체 영상의 외부 윤곽 및 내부 영상을 특정 압축알고리즘을 통하여 압축하도록 하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법의 구성을 보인 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 따른 객체 기반 영상 감시시스템의 감시 카메라를 통하여 촬영된 영상에서 피사체 영상만을 추출하기 위한 참고도 이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 감시카메라(C), 전처리용 프레임메모리(10), 배경설정수단(20), 배경프레임메모리(30), 영상추출수단(40), 영상보정수단(50) 및 스위칭수단(60)으로 구성된다.
상기 감시카메라(C)는 은행, 상가, 건물 및 CCD-TV 등과 같이 특정 제한된 영역을 감시하기 카메라로서, 상기 감시카메라(C)는 고정초점 또는 패닝(Panning)기능을 갖는 카메라를 이용할 수 있으며, 상기 감시카메라(C)가 고정초점 카메라의 경우 상기 카메라의 출력은 전처리용 프레임메모리(10) 및 배경설정수단(20)으로 입력된다.
또한, 감시카메라(C)가 패닝기능을 갖는 카메라의 경우 사전 설정된 이동범위 내에서 소정의 시간간격에 따라 소정 각도(예컨대, 1°)로 변환되도록 설정되며, 상기 소정의 시간간격에 따라 소정 각도로 변환되는 정보가 포함된 영상을 전처리용 프레임메모리(10), 배경설정수단(20) 및 배경프레임메모리(30)로 각각 입력된다(후술되는 본 발명은 패닝기능을 갖는 카메라를 이용한 것으로 설명한다)
상기 전처리용 프레임메모리(10)는 감시카메라(C)로부터 촬영된 영상의 주변환경(날씨, 조명 또는 광원에 의한 온도변화)에 따른 오차에서 선명한 영상을 획득하기 위하여 히스토그램을 이용한다. 그리고, 상기 감시카메라(C)로부터 촬영된 영상을 임의의 시간단위로 저장하여 보관하며, 상기 전처리용 프레임메모리(10)의 출력은 영상추출수단(40)으로 입력된다.
상기 배경설정수단(20)은 감시카메라(C)로부터 촬영된 영상의 배경화면을 설정하기 위하여 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 피사체 영상이 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상을 통하여 배경화면을 설정하게 된다. 즉, 상기 영상의 각 픽셀별 색도 및 명도 차이가 없는 영역을 배경화면으로 규정하고 분리한다.
상기 배경설정수단(20)에 의해 설정된 배경화면은 배경프레임메모리(30)에 저장되며, 여기서, 감시카메라(C)가 고정초점 카메라의 경우 배경화면의 한 프레임을 저장하고 상기 감시카메라(C)가 패닝기능을 갖는 카메라의 경우 소정의 시간간격에 의해 소정 각도로 변환되는 다수의 프레임을 저장하는 것이 가장 바람직하며, 상기 배경프레임메모리(30)에 저장된 배경화면 프레임은 영상추출수단(40)에 입력된다. 상기 배경화면으로 설정된 프레임 또는 다수의 프레임은 필요에 따라 모니터링부로 전송되어 영상기록수단에 보관한다.
상기 영상추출수단(40)은 전처리용 프레임메모리(10) 및배경프레임메모리(30)에 각각 저장된 영상에서 동일한 시간 및 각도가 일치되는 영상을 정합시키고, 상기 정합된 영상에서 피사체 영상만을 소정범위(혹은 단위; 영상의 픽셀의 RGB신호의 변화를 감지할 수 있는 최소단위의 단위의 영상)의 픽셀영역에서의 색도 및 명도 차이에 따른 피사체 영상만을 추출한 다음 영상보정수단(50)으로 입력한다.
상기 영상보정수단(50)은 피사체 영상의 움직임 및 패닝기능에 의한 오차 등을 보정하는 수단으로서, 상기 피사체 영상의 움직임에 따른 영상의 절대값이 트레쉬홀드[Threshold; 그레이레벨 이미지를 이진이미지(흑백이미지)로 변환하여 배경으로부터 관심 있는 물체를 분리하는 방법]를 비교하되 상기 트레쉬홀드 값이 절대값보다 작은 경우, 스위칭부(60)의 접점을 변환하여 상기 영상추출부(40)에서 추출된 피사체 영상을 윤곽대비부(70)로 출력되도록 한다.
상기 트레쉬홀드 값이 절대값보다 큰 경우, 스위칭부(60)의 접점을 접지로 변환되도록 하여 영상추출부(40)에서 추출된 피사체 영상을 접지로 바이패스 시킨다. 불필요한 영상들을 제거한다.
상기 윤곽대비부(70)는 피사체 영상의 외부 윤곽 및 내부 영상을 분리하고, 상기 분리된 외부 윤곽 및 내부 영상을 특정 압축알고리즘으로 압축하여 전송하도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법의 흐름도 이다. 도 3을 참조하여 본 발명의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 카메라를 초기화(S102)시키고, 상기 카메라에 의해 특정 제한된 영역을 소정의 시간간격에 따른 소정 각도로 변환되도록 설정된 감시카메라(C)를 통하여 특정영역을 촬영(S104)하는 동시에 상기 촬영된 영상에는 시간 및 각도 정보를 포함된 객체영상을 저장하고, 영상추출수단(40)으로 입력한다.
상기 감시카메라(C)를 통하여 촬영된 객체영상은 전처리용 프레임메모리(10) 및 배경설정수단(20)으로 입력되고, 상기 전처리용 프레임메모리(10)는 감시카메라(C)로부터 촬영된 영상의 주변환경에 따른 오차를 보정하여 선명한 영상을 획득하기 위하여 히스토그램을 이용한다.
상기 배경설정수단(20)은 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 피사체 영상이 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상의 각 픽셀별 색도 및 명도 차이가 없는 영역을 배경화면(S106)으로 규정하고 분리한다. 상기 배경화면을 배경프레임메모리(30)에 저장(S108)하는 동시에 영상추출수단(40)에 입력한다.
상기 영상추출수단(40)은 전처리용 프레임메모리(10) 및 배경프레임메모리(30)에 각각 저장된 영상에서 동일한 시간 및 각도가 일치되는 영상을 정합시키고, 상기 정합된 영상에서 피사체 영상만을 소정범위의 픽셀영역에서의 색도 및 명도 차이에 따른 피사체 영상만을 추출(S110)한 다음 영상보정수단(50)으로 입력한다.
상기 영상보정수단(50)은 피사체의 움직임 및 패닝제어수단(P)에 의해 좌우로 이동되는 영상에 따른 오차를 보정하기 위하여 상기 피사체 영상의 절대값과 트레쉬홀드(Threshold)를 비교(S112)하되 상기 트레쉬홀드 값이 절대값보다 작은 경우, 스위칭부(60)의 접점을 변환하여 상기 영상추출수단(40)에서 추출된 피사체 영상만을 윤곽대비부(70)로 출력되도록 한다.
또한, 트레쉬홀드 값이 절대값보다 큰 경우 다음 프레임의 절대값을 비교하여 트레쉬홀드 값이 절대값보다 작은 피사체 영상만을 검출하게 된다. 상기 윤곽대비부(70)는 피사체 영상의 외부 윤곽 및 내부 영상을 분리(S114)하여 특정 압축알고리즘으로 압축하게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 은행 또는 상가 건물 등과 같이 특정 제한된 영역을 감시하기 위하여 설치되는 다수의 카메라를 통하여 촬영된 영상과 상기 영상에서 배경화면을 자동 설정하고, 상기 영상을 합성하여 영상의 차를 검출하여 피사체 영역만을 추출하여 저장하게 되므로, 불필요한 영상을 제거하여 저장하게 되어 데이터 량을 최소화할 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (4)

  1. 특정 제한된 영역을 감시하기 위해 설치된 감시 카메라를 통하여 촬영된 영상에서의 배경화면을 설정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 특정 제한된 영역을 소정의 시간간격에 따른 소정 각도로 변환되도록 설정된 감시카메라를 통하여 특정영역을 촬영하는 제 1단계;
    상기 감시카메라를 통하여 촬영된 영상의 주변환경에 따른 오차를 보정한 다음 객체영상을 저장하는 제 2단계;
    상기 감시카메라로부터 촬영된 영상의 배경화면을 설정하기 위하여 임의의 시간동안 촬영된 영상에서 피사체 영상이 감지되기 전까지의 영상과 상기 피사체 영상이 끝나는 시점부터의 영상의 각 픽셀별 색도 및 명도 차이가 일정범위 이내의 영상만을 추출하여 배경화면으로 설정하도록 하는 제 3단계;
    상기 객체영상과 배경화면을 비교하여 피사체 영상만을 추출하는 제 4단계;
    상기 피사체 영상의 움직임에 따른 영상의 절대값이 트레쉬홀드(Threshold) 값보다 큰지를 비교하는 제 5단계; 및
    상기 피사체 영상이 트레쉬홀드 값보다 큰 경우, 상기 피사체 영상의 외부 윤곽 및 내부 영상을 특정 압축알고리즘을 통하여 압축하도록 하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 압축을 위한 배경설정방법.
  2. 제 1항에 있어서, 제 2단계에서는 촬영된 영상의 주변환경(날씨, 조명 또는 광원에 의한 온도변화)에 따른 오차에서 선명한 영상을 획득하기 위하여 히스토그램 한 것을 특징으로 하는 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 감시카메라가 패닝기능을 갖는 카메라인 경우 일정 주기를 소정의 시간간격에 따른 소정 각도에 해당되는 각각의 배경화면 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 객체기반 영상 압축을 위한 배경설정방법.
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