KR100481495B1 - 중요도에 기초한 영상 신호 수집 장치 및 방법 및중요도에 기초하여 수집된 영상 신호의 압축 및 해제 장치및 방법 - Google Patents

Abstract

영상 신호 내에 포함된 사용자에게 필요한 정보의 양에 따라 결정되는 중요도에 기초하여 영상 신호를 수집하기 위한 장치 및 방법, 중요도에 기초하여 수집된 영상 신호를 압축하기 위한 장치 및 방법 및 차등적으로 압축된 영상 신호를 압축 해제하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일면에 따른 영상 수집 장치는 영상 신호 수집부, 중요도 연산부 및 영상 처리부를 포함한다. 영상 신호 수집부는 소정 프레임 레이트로 소정 해상도의 영상 신호를 수집하고, 중요도 연산부는 수집된 영상 신호에 대한 중요도를 연산하며, 영상 처리부는 영상 신호를 수신하고, 중요도에 따라 영상 신호를 영상처리하며, 수행된 영상 처리에 따른 수집 정보를 생성한다. 또한, 영상 처리부는 중요도가 소정의 제 1 문턱값 이하일 경우, 영상 신호를 무시하고 그 취지를 수집 정보에 기록하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하여, 수집되는 영상 신호의 데이터 량을 감소시킬 수 있다.

Description

중요도에 기초한 영상 신호 수집 장치 및 방법 및 중요도에 기초하여 수집된 영상 신호의 압축 및 해제 장치 및 방법{Apparatus and method for capturing image signals based on significance and apparatus and method for compressing and de-compressing significance-based captured image signals}

본 발명은 영상 처리에 관한 것으로서, 특히 중요도에 기초하여 영상 신호를 수집하기 위한 방법 및 장치 및 수집된 영상 신호를 압축 및 해제하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

디지털 전자 공학이 발전하면서, 생활에 많은 변화를 가져왔다. 특히, 디지털 기술의 발전은 멀티미디어 기술의 발전으로 이어지고, 인터넷 망이 고속화되면서, 사용자는 방대한 양의 멀티미디어 정보를 실시간으로 즐길 수 있게 되었다.

멀티미디어 정보는 엄청난 양의 데이터 양을 수반한다. 그런데, 데이터의 양이 많아질수록, 멀티미디어 정보를 네트워크를 통하여 전송하거나 저장하는 데에는 하드웨어적인 제약이 많아진다. 따라서, 음성 정보 또는 영상 정보와 같은 멀티미디어 정보를 압축하는 여러 가지 기술이 개발되었다.

대표적인 압축 표준으로 MPEG(Moving Picture Experts Group)이 있다. MPEG은 비디오 신호 압축, 오디오 신호 압축 및 비디오 및 오디오 신호가 결합된 신호를 압축하기 위한 여러 규약을 나타낸다.

MPEG1은 CD-ROM 드라이버의 데이터 전송속도인 1.5Mbps에 맞도록 설계되었고, MPEG2는 이보다 고화질/고음질의 영화를 대상으로 방송망이나 고속망 환경에 맞도록 설계되었다. 따라서, 방송 텔레비전 데이터를 압축했을 때, 최대 비트율이 4(Mbps)가 되도록 알고리즘이 결정되었다.

MPEG 동화상 압축 알고리즘 등의 압축 기술에서는, 모든 프레임을 개별 정화상으로 보지 않고, 인접 프레임 사이에 유사점이 많다는 점을 이용한다. 이러한 유사점을 이용하는 기법에는 예측 및 보간이 있다.

엠펙 비디오에서 프레임은 I, P 및 B 프레임으로 불리며, I 프레임(Intra-coded frame)은, 인접 프레임의 참조 없이 현 프레임의 정보에서 공간적 중복을 없애는 기술이다. 공간적 중복성을 없애는 데에는, DCT 및 웨이브릿(wavelet) 등의 방법이 사용될 수 있다.

P 프레임(Predictive-coded frame)은 이미지 블록들이 옆으로 이동한다는 점에 착안한 것으로, 이전 I 프레임 정보 및 P 프레임의 정보를 참조하여 시간적 중복성을 제거하는데 이용되고, B 프레임은 이전 및 이후의 I 및 P프레임을 모두 사용하여 시간적 중복성을 제거하므로, 높은 압축률을 얻을 수 있다.

이러한 압축 기법들이 개발됨으로써, 방대한 양의 영상을 전송하는 것이 가능해져, 다양한 분야에 디지털 멀티미디어 기술이 사용되고 있다.

디지털 멀티미디어 기술은 아날로그 방식에 비해 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 프레임 별로 순차적인 억세스가 가능해진다. 또한, 아날로그 방식에서처럼, 반복 재생에 따른 화질 열화가 발생하지 않는다. 또한, 디지털 기술을 이용하여 원격지에서 제어가 가능해지며, 영상 처리를 행할 수도 있다.

이러한, 디지털 멀티미디어 기술이 사용되는 대표적인 예로 디지털 비디오 레코더(Digital Video Recorder, 이하 "DVR"이라 함) 분야가 있다. DVR이란, 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하여 기록하는 장치이다. 영상을 디지털 방식으로 변환하여 압축을 행함으로써, 화질은 유지되고, 영상 처리를 행할 수 있으며, 장면별로 순차적 억세스가 가능해진다.

그러나, 디지털 데이터를 압축하는데, 압축 효율을 높이는 과제는 아직 모두 해결된 것이 아니다. 저장해야하는 영상 정보의 양이 증가하면 할수록, 영상 정보를 효율적으로 압축할 수 있는 방법이 절실히 요구되었다. 더 나아가, DVR 기술은, 현재 보안 장비 분야에 많이 사용된다. 그런데, 보안 장비에서는 여러 대의 카메라에서 송신하는 영상 신호를 기록하며, 장기간의 기록 보관이 필수적이기 때문에, 저장하여야 하는 영상 신호의 양이 방대하다. 방대한 양의 영상 신호를 기록하려면, 그에 요구되는 하드웨어의 증설이 수반되어야 하기 때문에, 영상 신호의 압축률을 높이면 하드웨어 비용을 감소시킬 수도 있다.

따라서, 영상 신호의 압축률을 높일 수 있는 기술이 절실히 요구된다.

본 발명의 첫 번째 목적은 수집되는 영상 신호의 데이터 량을 감소시킬 수 있는 영상 신호 수집 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 수집되는 영상 신호의 데이터 량을 감소시킬 수 있는 영상 신호 수집 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 감소된 데이터 량을 가지는 영상 신호를 압축하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 감소된 데이터 량을 가지는 영상 신호를 압축하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은 감소된 데이터 량을 가지는 압축된 영상 신호를 압축 해제하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 여섯 번째 목적은 감소된 데이터 량을 가지는 압축된 영상 신호를 압축 해제하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일면은, 영상 신호 내에 포함된 사용자에게 필요한 정보의 양에 따라 결정되는 중요도에 기초하여 영상 신호를 수집하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 영상 수집 장치는 영상 신호 수집부, 중요도 연산부 및 영상 처리부를 포함한다. 영상 신호 수집부는 소정 프레임 레이트로 소정 해상도의 영상 신호를 수집하고, 중요도 연산부는 수집된 영상 신호에 대한 중요도를 연산하며, 영상 처리부는 영상 신호를 수신하고, 중요도에 따라 영상 신호를 영상처리하며, 수행된 영상 처리에 따른 수집 정보를 생성한다. 또한, 영상 처리부는 중요도가 소정의 제 1 문턱값 이하일 경우, 영상 신호를 무시하고 그 취지를 수집 정보에 기록하여 출력하는 것을 특징으로 한다. 더 나아가, 영상 처리부는, 중요도가 제 1 문턱값보다 큰 제 2 문턱값 이하일 경우 영상 신호의 해상도를 감소시키고, 그 취지를 수집 정보에 기록하여 영상 처리된 영상 신호와 함께 출력하는 것을 특징으로 한다. 뿐만 아니라, 영상 신호 수집부는 적어도 하나 이상의 카메라들을 포함하며, 채널 선택 신호에 의하여 카메라들 중 어느 하나의 카메라의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 영상 신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 중요도 연산부는 이전 프레임의 영상 신호를 저장하는 이전 프레임 저장부를 포함하여, 수신된 영상 신호 및 이전 프레임의 영상 신호를 비교하여 영상 신호의 변화 정도에 따라 중요도를 연산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면은, 영상 신호 내에 포함된 사용자에게 필요한 정보의 양에 따라 결정되는 중요도에 기초한 영상 신호 수집 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 다른 면에 따른 영상 신호 수집 방법은 영상 신호를 수집하는 영상 입력 단계, 수집된 영상 신호의 중요도를 연산하는 단계 및 중요도에 따라 영상 신호를 영상 처리하고, 수행된 영상 처리에 따른 수집 정보를 발생하는 영상 처리 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 다른 면에 따른 영상 처리 단계는 연산된 중요도가 소정의 제 1 문턱치보다 작은지 판단하여, 그러하면 수집된 영상 신호를 무시하고 그 취지를 수집 정보에 기록하여 출력하는 것을 특징으로 하고, 더 나아가, 연산된 중요도가 제 1 문턱치보다 큰 제 2 문턱치보다 작은지 판단하여, 그러하면 수집된 영상 신호의 해상도를 감소시키고 그 취지를 수집 정보에 기록하여 영상 처리된 영상 신호와 함께 출력하는 것을 특징으로 한다. 또한, 영상 입력 단계는 적어도 하나의 카메라들 중 채널 선택 신호에 의하여 선택된 어느 하나의 카메라의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 영상 신호로서 수집하는 것을 특징으로 한다. 더 바람직하게는, 중요도 연산 단계는 이전 프레임의 영상 신호를 저장하는 이전 프레임 저장 단계를 더 구비하며, 수신된 영상 신호 및 이전 프레임의 영상 신호를 비교하여 영상 신호의 변화 정도에 따라 중요도를 연산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세 번째 측면은, 차등적인 해상도로 수집된 영상 신호를 압축하기 위한 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 세 번째 측면에 의한 영상 신호 압축 장치는 수집 정보 독출부, 중앙 처리부 및 영상 압축부를 구비한다. 수집 정보 독출부는 수신된 영상 신호가 수집된 해상도를 포함하는 수집 정보를 수신하여 독출한다. 중앙 처리부는 독출된 수집 정보를 수신하여, 영상 신호를 압축할 해상도를 설정하고 설정된 해상도 정보를 포함하는 압축 정보를 생성한다. 또한, 영상 압축부는 중앙 처리부에 의하여 구동되며, 수신된 영상 신호를 설정된 해상도로 압축하여 압축된 영상 신호를 출력한다. 더 나아가, 중앙 처리부는 생성된 압축 정보를 압축된 영상 신호에 동기화하여 출력하는 것을 특징으로 하며, 수집 정보에 상응하는 영상 신호가 존재하지 않을 경우에, 영상 압축부를 구동하지 않은 채, 그 취지를 압축 정보에 기록하여 출력하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 수집 정보는 영상 신호의 중요도 및 해상도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는, 영상 압축부는, 중앙 처리부에 의하여 설정된 해상도로 수신된 영상 신호를 압축하는 영상 압축 처리부 영상 압축 처리부로부터 전달된 움직임 예측 명령에 응답하여, 움직임 예측을 수행하는 움직임 예측 처리부 및 영상 압축 처리부 및 움직임 예측 처리부의 출력 신호들을 저장하기 위한 적어도 하나 이상의 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 네 번째 측면에 의한 차등적인 해상도로 수집된 영상 신호 압축 방법은 압축할 영상 신호가 수집된 해상도를 포함하는 수집 정보를 수신하는 단계, 수집 정보에 상응하는 영상 신호가 독출되는지 판단하는 판단 단계, 영상 신호가 독출되면, 수집 정보로부터 영상 신호를 압축할 해상도를 설정하고, 설정된 해상도로 영상 신호를 압축하며, 해상도를 포함하는 압축 정보를 발생하는 단계 및 영상 신호가 독출되지 않으면, 그 취지를 압축 정보로서 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 수집 정보는 영상 신호의 중요도 및 해상도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다섯 번째 측면에 의한 차등적인 해상도로 압축된 영상 신호를 압축 해제하기 위한 장치는, 압축 정보 독출부, 중앙 처리부 및 영상 압축 해제부를 포함한다. 압축 정보 독출부는 수신된 입력 신호로부터, 입력 신호가 압축된 상태에 따른 압축 정보를 독출한다. 중앙 처리부는 독출된 압축 정보에 의하여 압축을 해제할 해상도를 설정하고, 영상 압축 해제부를 구동한다. 영상 압축 해제부는 입력 신호 중 압축된 영상 신호를 설정된 해상도로 압축 해체하여 압축 해제된 영상 신호를 출력한다. 바람직하게는, 중앙 처리부는 압축 정보를 분석하여 압축 해제할 영상 신호가 존재하지 않는 경우에, 영상 압축 해제부를 구동하지 않은 채, 압축 해제된 이전 영상 신호를 출력 신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 압축 정보는 영상 신호의 해상도 정보 및 압축 정보에 상응하는 압축된 영상 신호의 존재 여부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 영상 압축 해제부는, 중앙 처리부에 의하여 설정된 해상도로 압축된 영상 신호를 압축 해제하는 영상 해제 처리부, 영상 해제 처리부로부터 전달된 움직임 보상 명령에 응답하여, 움직임 보상을 수행하는 움직임 보상 처리부 및 영상 해제 처리부 및 움직임 보상 처리부의 출력 신호들을 저장하기 위한 적어도 하나 이상의 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 여섯 번째 측면에 의한 차등적인 해상도로 압축된 영상 신호를 압축 해제하기 위한 방법은, 수신된 입력 신호로부터 입력 신호가 압축된 상태에 따른 압축 정보를 독출하는 단계, 압축 정보를 분석하여 압축 해제할 영상 신호가 존재하는지 판단하는 판단 단계, 압축 해제할 영상 신호가 존재하는 것으로 판단되면, 압축 정보로부터 영상 신호를 압축 해제할 해상도를 설정하고, 설정된 해상도로 영상 신호를 압축 해제하는 단계 및 영상 신호가 독출되지 않으면, 압축 해제된 이전 영상 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 압축 정보는 압축된 영상 신호의 해상도 정보 및 압축 정보에 상응하는 영상 신호의 존재 여부 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

도 1은 종래 기술에 의한 영상 신호 수집 장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 영상 신호 수집 장치(100)는, 영상 신호 수집부(110), 아날로그/디지털 변환부(120), 멀티플렉서(130), 영상 처리부(140), 출력부(150), 음성 입력부(160) 및 마이크(170)를 포함한다. 영상 신호 수집부(110)는 제 1 내지 제 4 카메라(112, 114, 116, 118)를 포함한다.

영상 신호는 제 1 내지 제 4 카메라(112, 114, 116, 118)에 의하여 동시에 수집된다. 수집된 영상 신호는 아날로그/디지털 변환부(120)에서 디지털 신호로 변환된다. 제 1 내지 제 4 카메라는 동시에 다른 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호를 송신한다. 이렇게 송신된 신호 중에서 하나의 영상 신호만을 선택하기 위한 작업은 멀티플렉서(130)에서 수행한다. 멀티플렉서(130)는, 스위치 또는 쿼드(Quad)라고 불리기도 한다. 또한, 마이크(170)에서는 음성 신호를 채집한다. 채집된 음성 신호는 음성 입력부(160)를 통하여 디지털 신호로 변환되어 영상 처리부(140)에 전달된다. 영상 처리부(140)는, 영상 신호 및 음성 신호를 수신하여 두 신호를 동기화하고, 소정의 영상 처리를 수행하고 출력부(150)로 제공한다. 소정의 영상 처리란, 수신된 디지털 영상 신호를 분석하고, 강조하는 등의 작업을 말한다. 영상 처리부(140)가 제공되지 않는 영상 신호 수집 장치(100)에서는, 멀티플렉서(140)의 출력 신호를 영상 처리를 수행하지 않은 채, 바로 출력부(150)로 제공할 수도 있다.

출력부(150)는 영상 신호를 출력한다. 영상 신호의 출력은, 영상 압축부(미도시) 등에 제공되어, 압축되거나 전송될 수 있다. 영상 신호의 압축에는 MPEG 등의 압축 알고리즘이 사용될 수 있음은 이미 밝힌 바와 같다.

그런데, 영상 신호는 이웃한 프레임끼리 유사하다는 특성을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 도 1에 도시된 영상 신호 수집 장치는 동일한 프레임 레이트 및 동일한 해상도로 영상 신호를 수신하여 제공한다. 동일한 프레임 레이트 및 동일한 해상도로 수집된 영상 신호를 압축하면 많은 데이터 량이 발생한다.

또한, DVR의 경우에는, 입력되는 모든 영상 신호가 모두 필요한 것이 아니다. 예를 들어, 근무 시간 이후에 영상 신호를 저장할 때, 만약 영상 신호에 아무런 변호가 없다면(즉, 침입자가 없다면) 그때의 영상 신호는 무시함으로써 영상 신호의 데이터 량을 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 영상 신호의 변호가 적다면(움직임이 적다면), 그 영상 신호는 자세하게 관찰할 필요가 없다. 따라서, 이러한 경우에는 수집되는 영상 신호의 해상도를 낮추어 영상 신호를 수집하더라도 지장이 없다.

따라서, 수집된 영상 신호가 사용자에게 얼마나 유용한 것인지를 판단하여, 그 판단 결과에 기초하여 수집되는 영상 신호의 데이터 량을 최적화하는 기술이 본 발명에 제공된다.

도 2는 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 2에 도시된 영상 신호 수집 장치(200)는, 영상 신호 수집부(210), 멀티플렉서(220), 아날로그/디지털 변환부(230), 동기화부(240), 중요도 연산부(250), 영상 처리부(260) 및 센서 입력부(280) 및 센서부(290)를 포함한다.

영상 신호 수집부(210)는 제 1 내지 제 4 카메라(212, 214, 216, 218)를 포함하고, 영상 신호는 제 1 내지 제 4 카메라(212, 214, 216, 218)에 의하여 동시에 수집된다. 수집되는 영상 신호는 각 카메라에 따라 다른 영역을 촬영하여 얻은 영상 신호일 수 있다. 예를 들어, 은행에 설치된 DVR이라고 가정하면, 제 1 카메라(212)는 은행의 현관에 출입하는 사람들의 영상을, 제 2 카메라(214)는 번호표를 뽑는 사람들의 영상을, 제 3 카메라(216)는 창구에 있는 사람들의 영상을 캡처하고, 제 4 카메라(218)는 창구 뒷면의 직원들을 촬영하여 영상 신호를 생성할 수 있다. 생성된 영상 신호들은, 멀티플렉서(220)에 의하여 순차적으로 하나 씩만 선택될 수 있다. 멀티플렉서(220)는 채널 선택 신호(Ch)에 응답하여, 하나의 영상 신호를 선택할 수 있고, 채널 선택 신호(Ch)는 사용자에 의하여 그 상태가 변경되는 신호일 수 있다. 선택된 영상 신호는 아날로그/디지털 변환부(230)에서 디지털 영상 신호(D_IMG)로 변경된다.

또한, 센서부(290)에서는 각종 센서의 출력을 발생한다. 센서부를 구성하는 센서들은 영상 신호 이외에 다양한 상황에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 센서에는 적외선 센서(S1), 문 개폐 센서(S2) 및 음성 신호 센서(S3) 등이 있을 수 있다. 센서 입력부(280)는 발생된 센서 신호들은 처리하여 센서 신호(SNS)를 생성한다. 센서 신호(SNS)는 다수의 센서들(S1, S2, S3)의 출력 신호들을 직렬적으로 배열한 신호일 수 있다. 또는 멀티플렉서(미도시)를 사용하여 다수의 센서들(S1, S2, S3)의 출력 신호들 중하나를 선택한 신호일 수도 있다.

이렇게 생성된 디지털 영상 신호(D_IMG) 및 센서 신호(SNS)는 동기화부(240)에서 동기화된다. 동기화부에서는, 실시간으로 발생되는 디지털 영상 신호(D_IMG) 및 센서 신호(SNS)의 동기를 맞추어, 어느 시간에 발생된 영상 신호(D_IMG)와 더불어 어떠한 센서 신호(SNS)가 발생되었는지를 알 수 있도록 한다. 예를 들어, 문 개폐 센서(S2)에 출력이 발생한 순간의 영상 신호(D_IMG)와 적외선 센서(S1)에 출력이 발생하였을 경우의 영상 신호를 구분할 수 있도록 영상 신호와 센서 신호의 동기화 작업을 수행한다. 동기화부(240)의 출력 신호는 영상 신호(SYC)로서 영상 처리부(260) 및 중요도 연산부(250)에 제공된다.

중요도 연산부(250)는 수신된 신호(SYC)를 분석하여, 수신된 영상의 중요도를 연산한다. 중요도란 주어진 영상 신호가 사용자에게 얼마나 유용한 정보를 많이 포함하고 있는가에 따라 결정되는 척도로서, 영상 신호의 데이터량을 감소시키기 위하여 사용된다. 즉, 중요도 연산부(250)는 동기화된 영상 신호(SYC)를 분석하고 중요도를 판단하여, 중요도에 따라서 영상 신호의 데이터량을 감소시킨다.

중요도를 결정하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 중요도 연산부(250)는, 동기화된 영상 신호(SYC)의 히스토그램을 분석하여, 화면에 빨간색이 많이 나타나는 경우를 중요하다고 판단할 수 있다. 또는, 동기화된 영상 신호(SYC)의 외곽선을 검출하여, 사람이 등장하였을 때를 중요하다고 판단할 수 있다. 또는, 중요도 연산부(250)는 이전 프레임 저장부(255)를 더 포함하여, 이전 프레임의 영상 신호를 저장하고 있다가, 이전 프레임 및 현재 프레임의 영상 신호의 차이가 소정 레벨 이상이 되는 경우를 중요하다고 판단할 수도 있다. 또는, 이동하는 움직이는 경우를 중요하다고 판단할 수도 있으며, 외부 센서의 입력이 발생하였을 경우를 중요하다고 판단할 수도 있다. 더 나아가, 중요도 연산부(250)는 이러한 여러 가지 요소를 결합하여 중요도를 판단할 수도 있다.

각종 중요도가 달리 판단되는 경우의 예를 들면, 은행에 설치된 DVR의 경우, 근무 시간 이후의 영상에서 고객들이 찾아오지 않았을 경우의 화면은 중요하지 않다고 인식되나, 문이 열리고 누군가가 들어오는 이후부터의 화면은 중요하다고 판단될 수 있다. 또한, 얼굴에 복면을 한 사람이 등장하는 것은, 복면을 하지 않은 사람이 등장했을 경우보다 훨씬 중요하다고 판단될 수 있다. 반면에, 더 진보된 영상 처리 기법을 적용하여, 영상 신호에 담긴 인물의 얼굴 모양을 인식하고 이를 특정 인물(범죄자)의 얼굴과 비교하여, 유사할 경우를 중요하다고 판단할 수도 있다.

다른 경우로, 축구 경기를 중계하는 경우를 생각한다. 축구 경기의 경우, 화면에 잔디밭이 많이 나오게 되므로, 잔디밭의 색깔은 중요도를 결정하는데 큰 영향을 주지 못한다. 또한, 축구공이 중앙선 근방에 있을 경우보다, 골대 근처에 있을 때를 훨씬 중요하다고 판단할 수 있다. 따라서, 중요도 연산부(250)는 화면에 중앙선이 포함된 영상의 중요도보다 화면에 골대가 나타나는 영상을 더욱 중요한 영상으로 판단할 수 있다. 또는, 관중들의 함성이 중요도를 판단하는 한 파라미터로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 중요도 연산부(250)는 음성 센서의 출력을 분석하여, 출력되는 음성 신호의 진폭에 따라 중요도를 판단할 수도 있다.

중요도 연산부(250)는 다양한 센서들의 출력을 조합하여, 중요도를 판단할 수도 있다. 예를 들어, SO1을 적외선 센서(S1)의 출력, SO2를 문 개폐 센서(S2)의 출력이라 하고, SO3을 음성 신호 센서(S3)라 하면 다음 [수학식 1]의 수식을 통해 종합적인 중요도(SGN)가 계산될 수 있다.

여기서, a1 내지 a3은 각 센서 출력에 부여되는 가중치이다. 사용자는 가중치를 다양하게 설정함으로써, 자신에게 필요한 영상의 중요도를 더욱 정밀하게 연산할 수 있다. 중요도 연산부(250)에서 계산된 중요도(SGN)는 영상 처리부(260)에 전달된다.

연산 처리부(260)는 동기화된 영상 신호(SYC) 및 중요도 신호(SGN)를 수신하여 동기화된 영상 신호(SYC)를 중요도(SGN)에 따라 영상 처리한다. 예를 들어, 중요도가 0, 1, 2의 척도로 계산되고, 수신된 영상 신호의 해상도는 640*480 이라고 하자. 그러면, 중요도가 2이면 그 영상 신호는 가장 중요한 것이므로, 해상도가 유지되어 영상 처리된 영상 신호(IMG)로서 출력부(270)에 출력된다. 또한, 영상 신호의 해상도가 640*480으로 유지되었다는 것을 수집 정보(CAP)에 기록하여 출력부(270)로 출력한다. 또는, 중요도가 1이면 그 영상 신호는 덜 중요한 것이므로, 해상도가 320*240으로 감소(decimation)된다. 그러면, 영상 처리부(260)는 영상 처리된 영상 신호(IMG) 및 영상 신호의 해상도가 감소되었다는 정보를 포함하는 수집 정보(CAP)를 출력부(270)로 출력한다. 반면, 수신된 영상 신호의 중요도가 0으로 결정되었으면, 그 영상 신호는 무시될 수 있다. 이러한 경우는 영상 신호의 해상도는 0으로 설정되고, 그 프레임의 영상 신호는 무시되며, 그 취지가 수집 정보(CAP)에 기록되어 출력부(270)로 출력된다. 수집 정보(CAP)는 영상 신호의 해상도, 수집된 시간, 각종 센서의 입력 여부 등을 저장하고 있는 정보이다. 전송된 영상 신호(IMG)가 수신되면, 수집 정보(CAP)는 분석되어, 수신된 영상 신호를 재생하거나 압축하는데 이용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 장치는(200)은, 수집된 영상 신호(SYC)의 중요도(SGN)를 연산하여, 연산된 중요도에 따라서 영상 신호의 해상도를 줄이는 등 영상 처리를 행한다. 이러한 영상 처리는 영상을 압축하기 이전 단계에서 일어나는 것으로, 영상 신호의 데이터량을 줄이는 역할을 한다. 이렇게 영상 신호를 압축하기 이전 단계에서 줄임으로써, 영상 신호를 전송 및 저장하는데 필요한 하드웨어적 부담을 크게 줄일 수 있다. 특히, 최근에는 네트워크를 이용하여 영상 신호를 송수신할 필요가 증가하므로, 이에 따른 하드웨어 사양을 낮출 수 있는 장점을 가진다.

도 2에 도시된 영상 신호 수집 장치(200)의 구성은 한정적인 것이 아니다. 예를 들어, 센서부(290) 및 영상 신호 입력부(210)는 더 많은 개수의 센서들 및 카메라를 구비하여 동작할 수 있다. 또한, 영상 처리부(260)는 중요도(SGN)가 가장 낮은 경우에, 반드시 영상 신호를 무시하여야 하는 것은 아니며, 가장 낮은 해상도로 영상 신호를 영상 처리하여 데이터량을 줄일 수도 있다. 다만, 영상 신호를 무시하면, 데이터량을 더 많이 줄일 수 있다는 장점이 있을 뿐이다. 따라서, 영상 신호에 대하여 연산된 중요도에 따라 차등적으로 영상 신호의 데이터량을 조정하는 모든 기술은 본 발명의 기술적 사상에 포함된다고 해석된다.

도 3은 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 방법을 나타내는 흐름도이다.

우선, 영상 신호가 입력된다(S200). 영상 신호는 다수 개의 카메라에 의하여 실시간으로 입력되고, 그 중의 하나의 영상 신호가 선택될 수도 있다.

또한, 영상 신호에 동기되어 센서 신호가 입력된다(S210). 센서에는 문 개폐 센서, 적외선 감지 센서 및 음성 센서 등의 다양한 센서가 존재할 수 있고, 이러한 센서들의 출력을 조합한 센서 신호가 입력될 수도 있다.

그러면, 입력된 영상 신호를 이전 프레임의 영상 신호와 비교하여 영상 신호의 중요도를 연산한다(S230). 전술된 바와 같이, 중요도를 연산하는데 반드시 이전 프레임의 영상 신호와 수신된 영상 신호를 비교하여, 그 차분값 만을 이용할 필요는 없다. 수신된 영상 신호 자체를 분석하여(예를 들어, 특정 색의 히스토그램이 특정 레벨 이상일 경우, 문 개폐 센서의 출력이 있는 경우 또는 수신된 음성 센서의 출력이 특정 레벨 이상일 경우) 중요도를 연산할 수도 있다.

중요도가 연산되면, 연산된 중요도를 이용하여 수신된 영상 신호를 영상 처리한다. 예를 들어, 중요도가 0, 1 및 2로 연산되고, 중요도가 2이면 수신된 영상 신호의 해상도를 유지하고, 1이면 해상도를 감소시키며, 중요도가 0이면 수신된 영상 신호는 전송하지 않고 무시한다고 가정한다.

그러면, 중요도가 2보다 작은지를 판단한다(S240). 중요도가 2보다 작지 않으면, 즉 예시된 경우에 중요도가 2이면, 해상도는 감소되지 않고 유지되고, 해상도가 유지된 영상 신호가 저장되며 그 취지가 수집 정보에 기록되어 전송된다(S250). 저장된 영상 신호는 다음 영상 신호와의 차분값을 계산하는데 사용될 수 있다.

S240 단계에서 중요도가 2보다 작다고 판단되면, 이번에는 중요도가 0보다 큰지를 판단한다(S260). 중요도가 0보다 크다고 판단된다면, 즉, 예시의 경우 1이라면, 수신된 영상 신호의 해상도는 감소된다. 또한, 해상도가 감소된 영상 신호는 저장되고 그 취지가 수집 정보에 기록되어 전송된다(S270).

S260 단계에서 중요도가 0보다 크지 않다고 판단되면, 즉, 0이라면 수신된 영상 신호는 무시되고, 그 취지가 수집 정보에 기록되어 전송된다(S290).

다음 프레임의 영상 신호가 수신되면, 전술된 단계가 반복되어 영상 신호의 해상도를 감소시켜 데이터량을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 영상 신호 수집 장치 및 방법의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

설명의 편의를 위하여, 영상 신호는 640*480의 해상도로 수집되고, 수집된 영상 신호의 중요도는 0, 1 및 2로 구분되어 연산된다고 가정한다. 도 4는 640*480의 동일한 해상도로 수집된 영상 신호가 본 발명의 일 측면에 의한 영상 신호 수집 장치 및 방법에 의하여 영상 처리되어 전송되는 결과를 개념적으로 나타낸다. 이해의 편의를 위하여 해상도가 감소하는 것은 전체 사각형의 1/4 크기의 사각형으로 도시되었다.

중요도가 2로 판단된 F1 프레임은 640*480의 해상도가 유지되어 전송되고 저장된다. F2 프레임의 중요도는 1이므로, 해상도는 320*240으로 감소되어 저장되고 전송된다. 중요도가 1이라는 것은, F2 프레임이 F1 프레임과 유사하거나, F1만큼 중요하지 않기 때문에 해상도를 감소시켜 전송하더라도 무관하다는 것을 의미한다. F3 프레임의 경우도 F2 프레임의 경우와 같다. F4 프레임의 중요도는 0이므로, F4 프레임은 무시되어 저장되거나 전송되지 않는다. 즉, F4 프레임 내지 F7 프레임은 무시된다. 이 경우는, 수신된 영상 신호가 F3 프레임과 완전히 동일하거나, 그 중요도가 극히 낮아, 무시되어도 좋은 것을 의미한다.

F8 프레임의 중요도는 2로 판단되었다. 이는 변화가 없던 화면에 갑자기 변화가 생겼다던지, 문 개폐 신호가 발생하여 누군가가 들어온다던지 하는 이벤트가 발생되었음을 의미한다. 따라서, 수신된 영상 신호의 해상도는 640*480으로 유지되어 전송된다. F9 및 F10 프레임들은 모두 중요도가 2로 판단되었다. 따라서, 이 구간의 화면은 중요한 화면이므로 해상도가 유지되어 전송된다. F11 및 F12 프레임의 중요도는 다시 1로 판단되었으므로 해상도가 감소되고, F13 프레임의 중요도는 2이므로 해상도는 다시 유지된다. 마지막으로 F14 내지 F15 프레임은 무시된다.

각각의 프레임의 해상도가 유지되는지, 감소되는지 또는 프레임 자체가 무시되는지에 따라서 그 취지가 수집 정보에 기록되어 전송된다.

도 4의 영상 처리는 예시에 의한 것이므로 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것은 아니다. 도 4는 수신된 영상 신호의 중요도를 판단하여, 판단된 중요도에 따라서 차등적인 영상 처리를 수행하여 데이터량을 감소시키는 모든 기술에 적용될 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 영상 신호를 압축하기 이전 단계에서, 영상 처리를 행함으로써, 그 데이터량을 감소시키는 것이다. 이렇게 데이터 량이 감소된 영상 신호는, 각각의 프레임이 수집된 수집 정보를 독출함으로써 다시 그에 상응하여 재생될 수 있다. 즉, 각각의 영상 신호가 수집된 해상도에 맞추어 재생되거나, 해당 프레임의 영상 신호가 무시되었다면, 이전 프레임의 영상 신호를 그대로 출력함으로써 최초의 영상 신호를 디스플레이할 수 있다. 본 발명에 의하여 영상 신호를 압축하지 않고도 데이터량을 줄일 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 장치(300)는 수집 정보 독출부(310), 중앙 처리부(320), 영상 압축부(330), 압축 정보 발생부(340) 및 출력부(350)를 포함한다. 또한, 영상 압축부(330)는 영상 압축 처리부(332), 움직임 예측 처리부(334) 및 제 1 및 제 2 저장부(336, 338)를 포함한다.

수집 정보 독출부(310)는 영상 신호의 수집 정보(CAP)를 독출한다. 독출된 수집 정보(CAP)는, 영상 신호가 수집된 시간, 수집된 해상도 및 센서 입력 등의 신호를 포함할 수 있다. 수집 정보(CAP)는 중앙 처리부(320)에 전송된다. 중앙 처리부(320)는 수집 정보(CAP)를 분석하여 압축을 행할 해상도를 결정한다.

중앙 처리부(320)에서 압축을 행할 해상도를 결정하여야 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 장치 및 방법에 의하여 수집된 영상 신호는 각기 다른 해상도로 수집되거나 무시된다. 따라서, 수집된 해상도에 상응하여 압축을 수행하여야 한다.

전술된 바와 같이, 영상 신호의 압축에는 인접한 프레임 간의 시간적 리던던시를 제거하는 방법이 사용된다. 그런데, 인접하는 영상 신호의 해상도가 다르다면, 두 프레임 간의 시간적 리던던시는 증가된다. 증가된 시간적 리던던시를 제거하면 많은 데이터량이 발생한다.

예를 들어, 도 4에 도시된 영상 신호들을 압축하는 경우를 가정한다.

F1 프레임은 640*480의 해상도로 압축된다. F1 프레임은 I 프레임과 같이 자신의 공간적 리던던시를 제거함으로써 압축된다. 이때에 DCT 나 wavelet 변환 등이 사용될 수 있다. 또한, F1 프레임은 640*480의 해상도로 압축되었다는 취지를 압축 정보에 저장하여 출력한다. 그러면, 압축을 해제할 때, 압축 정보를 독출하여 F1 프레임은 640*480 해상도로 출력된다.

F2 및 F3 프레임 들의 해상도는 320*240으로 감소되었다. F2 프레임을 F1 프레임과 비교하면, F2 프레임의 해상도는 감소되었으므로, F1 프레임과 비교하면 차분치가 증가된다. 따라서, F1 및 F2 프레임을 640*480의 동일한 해상도로 압축하면, 압축된 데이터량도 증가된다. 따라서, F2 및 F3 프레임은 감소된 해상도인 320*240으로 압축된다. 이때, F2 및 F3 프레임이 수집된 해상도가 어떤 것인지에 대한 정보를 수집 정보(CAP)로부터 수집 정보 독출부(310)가 독출한다. 그러면, F2 프레임은 320*240 해상도에서는 I 프레임처럼 취급되어 압축되고, F3 프레임은 F2 프레임과 비교하여 시간적 리던던시를 제거하는 방법으로 압축된다. 또한, F2 및 F3 프레임은 320*240으로 압축되었다는 취지를 압축 정보에 저장하여 출력한다. 그러면, 압축을 해제할 때, 압축 정보를 독출하여 F2 및 F3 프레임은 320*240 해상도로 출력된다.

F4 프레임의 경우, 해상도는 0으로서 영상 신호가 무시되었다. 전술된 바와 같이, F4 프레임을 F3 프레임과 비교하여 시간적 리던던시를 제거하여 압축하면, 많은 데이터량이 발생된다. 따라서, F4 프레임은 F3 프레임과 동일한 것으로 간주하여 압축되지 않고, 그 취지를 압축 정보에 저장하여 출력한다. 그러면, 압축을 해제하는 과정에서 압축 정보를 독출하여 F4 프레임의 경우에는 압축되지 않았음을 식별하여 F3 프레임을 그대로 출력한다. F4 내지 F7 프레임은 영상 신호의 중요도가 0으로서 영상 신호가 무시된 경우이며, 이에 상응하여, F4 내지 F7 프레임은 압축되지 않는다. 또한, 압축을 해제할 때는, 그 취지를 독출하고 F4 내지 F7 프레임의 영상 신호는 F3 프레임의 영상 신호로 대체된다.

F8 프레임의 경우에는 다시 640*480의 해상도로 수집되었으므로, 그 취지를 수집 정보로부터 독출하고, F8 프레임은 640*480 으로 압축된다. F9 및 F10 프레임은 640*480의 해상도로 수집되었으므로, F7 프레임과의 시간적 리던던시를 제거하는 방법으로 압축된다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 장치는 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 장치에 의하여 발생된 영상 신호를 압축하여 데이터 량을 현저하게 감소시킬 수 있다.

영상 압축 처리부(332), 움직임 예측 처리부(334) 및 제 1 및 제 2 저장부(336, 338)의 구성 및 동작은 통상적인 압축 알고리즘에 사용되는 그것과 동일하다.

MPEG 압축 알고리즘을 사용하는 경우의 예를 들면, 다음과 같다.

도 5 및 도 6을 이용하여 영상 신호 압축 장치의 동작을 설명한다. 수집 정보 독출부(310)는 수신된 신호 중에서 수집 정보(CAP) 만을 독출하여 중앙 처리부(320)로 송신하고, 영상 신호(IMG)는 영상 압축부(330)로 전송한다. 수집 정보(CAP)는 영상 신호가 수집된 해상도에 대한 정보를 포함한다. 영상 압축부(330)의 영상 압축 처리부(332)는 디지털 영상 데이타를 입력하여 제 1 저장부(336)에 저장하고, 저장된 데이타를 독출하여 공간적 리던던시를 제거한 압축된 영상 데이타 즉, I픽쳐를 생성한다. 또한, 필요할 때마다 움직임 예측 처리부(334)에 움직임 예측 요구 신호(REQ_PRED)를 전송하여 움직임 예측을 수행한다. 움직임 예측 처리부(334)는 영상 압축 처리부(332)에서 생성된 압축 영상(I픽쳐)을 제 2 저장부(338)에 저장하고, 압축된 영상 데이타로부터 예측되는 미래의 예측 인코딩 영상(P픽쳐)을 구하여 다시 제 2 저장부(338)에 저장한다. 또한, 움직임 예측 처리부(334)는 I픽쳐와 P픽쳐로부터 예측되는 쌍방향 인코딩 영상(B픽쳐)을 구하여 제 2 저장부(338)에 저장한다. 즉, 압축된 영상 신호와 다른 시간의 미래 영상 신호치를 이용하여 움직임 벡터를 구하고, 구해진 벡터로부터 압축된 예측 영상을 생성한다. 움직임 예측 처리부(334)는 I픽쳐로부터 움직임 예측을 수행한 결과(END_PRED) 즉, P픽쳐와 B픽쳐를 영상 압축 처리부(332)에 전달하고, 움직임 예측이 완료된 데이타 즉, I픽쳐를 다음의 예측을 위해 재구성하고, 재구성된 데이타(RECONST)를 다시 움직임 예측 처리부(334)에 재전송한다. 영상 압축 처리부(332)는 I픽쳐, P픽쳐 및 B픽쳐로부터 RLC(Run Length Code) 인코딩이 완료된 비트스트림 데이타(RLC DATA)를 중앙 처리부(320)로 전송한다. 중앙처리부(320)는 비트스트림 데이타(RLC DATA)로부터 허프만 인코딩(Huffman encoding) 방식을 이용하여 한번더 압축을 실시하고, 시작 비트, 명령 및 주소들을 부가하고, 오디오 데이터를 영상 데이터와 동기화하여 완료된 압축 데이타 즉, MPEG 데이타를 생성한다. 또한, 압축 정보 생성부(340)는 중앙 처리부(320)에서 전송된 압축된 MPEG 데이터의 압축 정보를 생성한다. 압축 정보(CMP)에는 영상 신호가 압축된 해상도에 대한 정보가 포함된다. 즉, 중앙 처리부(320)는 수집 정보(CAP)를 수집하여, 수집된 영상 신호의 해상도를 결정하고, 결정된 해상도에 따라 압축을 수행하도록 하는 압축률 제어 신호(CMP_CON)를 영상 압축 처리부(332)에 전송한다. 수신된 압축률 제어 신호(CMP_CON)에 따라 영상 압축 처리부(332)는 영상 신호의 압축을 행한다.

도 4에 표시된 예시와 같은 프레임의 영상 정보를 압축하는 경우에 대하여 설명한다.

F1 프레임의 경우, 640*480의 해상도로 영상 신호가 수집되었으므로 640*480의 해상도로 압축된다. 따라서, 수집 정보(CAP)를 분석하여 중앙 처리부(320)는 해상도를 640*480으로 설정하는 압축률 제어 신호(CMP_CON)를 영상 압축 처리부(332)에 전송하고, 이에 따라 영상 압축 처리부(332)는 압축을 행한다. 또한, 영상 압축 처리부는 F1은 I 픽쳐 타입으로 압축되어야 한다는 픽쳐 타입 설정 신호(PIC_TYPE)를 수신하여 F1 프레임을 I 픽쳐 타입으로 압축한다.

F2는 320*240의 해상도로 수집되었다. 따라서, F2 역시 새로운 해상도로 수집되었으므로 I 픽쳐 타입으로 압축되며, 그 때의 해상도는 320*240임을 알 수 있다. 그러므로 중앙 처리부(320)는 영상 압축 처리부(332)에 해상도를 320*240으로 하라는 압축률 제어 신호(CMP_CON) 및 픽쳐 타입을 결정하는 신호(PIC_TYPE)를 전송하고, 영상 압축 처리부(332)는 이에 따라 압축을 행한다.

F3은 F2 와 같은 해상도로 수집되었으므로 중앙 처리부(320)는 F3의 해상도를 320*240으로 하라는 신호(CMP_CON) 및 픽쳐 타입은 P 타입으로 하라는 신호(PIC_TYPE)를 전송한다.

F4 내지 F7 프레임은 영상 신호가 수집되지 않았으므로, 중앙 처리부(320)는 영상 신호가 수집되지 않았다는 것을 수집 정보(CAP)를 독출하여 판단하고, 영상 압축 처리부(332)가 이번 프레임은 압축을 할 필요가 없다는 것을 알린다. 그 대신, 최종 프레임인 F3 프레임의 압축 영상을 그대로 F4 내지 F7 프레임의 압축 영상으로 간주한다.

전술한 바와 같은 압축 과정에서, 압축 정보 생성부(340)는 각 프레임이 압축된 해상도 및 프레임이 무시되었는지 여부를 압축 정보(CMP)로서 발생한다. 전술한 예의 경우, 압축 정보(CMP)는 F1은 640*480의 해상도로 압축되었음을, F2 및 F3은 320*240의 해상도로 압축되었음을, 그리고, F4 내지 F7의 영상 정보는 무시되고, 대신 F3의 영상 정보로 대체된다는 정보를 포함한다.

도 7은 본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 방법을 나타내는 흐름도이다.

우선, 압축된 영상 신호 및 수집 정보가 수신된다(S710). 수신된 수집 정보는 영상 신호가 수신된 해상도에 대한 정보를 포함하고 있다.

그러면, 수집 정보에서 독출된 해상도 정보가 0인지 비교한다(S720). 수집된 해상도가 0으로 판단되면, 그 영상 신호는 무시된 것이다. 따라서, 현 프레임의 영상 신호는 압축되지 않고 무시되며 그 취지만을 압축 정보에 기재한다(S730).

해상도가 0이 아니라면, 그 해상도가 이전 프레임의 해상도와 동일한지를 비교한다(S740). 만약, 동일하다면, 수신된 영상 신호는 기존 해상도로 압축되고, 그 취지를 압축 정보에 기록한다(S760).

해상도가 기존 프레임의 해상도와 동일하지 않다면 그 영상 신호는 새 해상도로 압축되고 그 취지가 압축 정보에 기록된다(S750).

기존 해상도나 새로운 해상도로 압축된 영상 신호는 저장된다(S770). 압축되지 않고 무시된 영상 신호는 저장되지 않는다. 그 이유는 그 프레임의 영상 신호는 무시되었기 때문이다. 저장된 영상 신호는 다른 프레임의 영상 신호와의 시간적 리던던시를 제거하는데 사용된다.

도 7에 도시된 영상 신호 압축 방법은, 중요도가 세 단계로 연산되어 영상 신호가 수집되는 경우에만 한해서 도시되었으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 오히려, 중요도에 기초하여 영상 신호가 서로 다른 해상도로 수집되는 모든 기술은 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 해석된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 면에 의한 영상 신호 압축 해제 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 또 다른 면에 의한 영상 신호 압축 해제 장치(800)는 압축 정보 독출부(810), 중앙 처리부(820), 압축 해제부(830) 및 출력부(850)를 포함한다. 또한, 압축 해제부(830)는, 영상 해제 처리부(832), 움직임 보상 처리부(834) 및 제 1 및 제 2 저장부(836, 838)를 포함한다.

도 8 및 도 9를 이용하여 영상 신호 압축 장치의 동작을 설명한다.

압축 정보 독출부(810)는 수신된 신호 중에서 압축 정보(CAP) 만을 독출하여 중앙 처리부(820)로 송신하고, 압축된 영상 신호(CMP_IMG)는 영상 압축 해제부(830)로 전송한다. 압축 정보(CMP)는 영상 신호가 압축된 해상도에 대한 정보를 포함한다. 영상 압축 해제부(830)의 압축 해제 처리부(832)는 압축된 영상 데이타를 입력하여 제 1 저장부(836)에 저장하고, 저장된 데이타를 독출하여 압축 해제된 영상 데이타를 생성한다. 또한, 필요할 때마다 움직임 보상 처리부(834)에 움직임 보상 요구 신호(REQ_COMP)를 전송하여 움직임 보상을 수행한다. 움직임 보상 처리부(834)는 압축 해제 처리부(832)에서 생성된 압축 해제된 영상을 제 2 저장부(838)에 저장하고, 압축 해제된 영상 데이터에 움직임 보상을 행한 영상을 구하여 다시 제 2 저장부(838)에 저장한다. 이러한 압축 해제 과정은 중앙 처리부(820)에 의하여 결정되는 픽쳐 타입(PIC_TYPE)에 따라서 수행된다. 즉, I 픽쳐인 경우, 압축 해제 처리부(832)는 수신된 영상 신호 자체를 압축 해제하며, B 픽쳐 및 P 픽쳐인 경우에는 제 1 저장부(836)에 저장된 영상 신호로부터 움직임 보상을 행하여 압축을 해제한다.

움직임 보상 처리부(834)는 P픽쳐와 B픽쳐를 타입으로 압축된 영상의 경우, I 픽쳐로부터 움직임 보상을 수행한 결과(END_COMP)를 생성하여 이를 압축 해제 처리부(832)에 전달하고, 움직임 보상이 완료된 데이터를 재구성된 데이타(RECONST)를 다시 움직임 보상 처리부(834)에 재전송한다. 중앙처리부(820)는 허프만 인코딩 방식으로 인코딩된 데이터를 디코딩하고, 시작 비트, 명령 및 주소를 판독하여 RLC 인코딩된 비트스트림 데이타(RLC DATA)를 생성한다. 또한, 압축 해제 처리부(832)는 중앙 처리부(820)로부터 비트스트림 데이타(RLC DATA)를 수신하여 디코딩한다.

이러한 압축 해제 과정에는 압축 정보 독출부(810)에서 독출된 압축 정보가 사용된다. 즉, 중앙 처리부(820)는 압축 정보(CMP)를 수신하여, 압축된 영상 신호의 해상도를 결정하고, 결정된 해상도에 따라 압축 해제를 수행하도록 하는 압축 해제 제어 신호(DECMP_CON)를 압축 해제 처리부(832)에 전송한다. 수신된 압축 해제 제어 신호(DECMP_CON)에 따라 압축 해제 처리부(832)는 영상 신호의 압축을 행한다.

이해의 편의를 위하여, 도 4에 표시된 예시와 같은 프레임의 영상 정보를 압축한 압축된 영상 정보를 압축 해제하는 경우에 대하여 설명한다.

F1 프레임의 경우, 640*480의 해상도로 영상 신호가 압축되었으므로 640*480의 해상도로 압축 해제된다. 따라서, 중앙 처리부(820)는 압축 정보(CMP)를 분석하여 해상도를 640*480으로 설정하는 압축 해제 제어 신호(DECMP_CON)를 압축 해제 처리부(832)에 전송하고, 이에 따라 압축 해제 처리부(832)는 압축을 행한다. 또한, 압축 해제 처리부는 F1은 I 픽쳐 타입으로 압축되었다는 픽쳐 타입 설정 신호(PIC_TYPE)를 수신하여 F1 프레임을 압축 해제한다.

F2는 320*240의 해상도로 압축되었다. 따라서, 중앙 처리부(820)는 압축 해제 처리부(832)에 해상도를 320*240으로 하라는 압축 해제 제어 신호(DECMP_CON) 및 압축된 영상 신호의 픽쳐 타입을 결정하는 신호(PIC_TYPE)를 전송하고, 압축 해제 처리부(832)는 이에 따라 압축을 행한다.

F3은 F2 와 같은 해상도로 수집되었으므로 중앙 처리부(820)는 F3의 해상도를 320*240으로 압축 해제하라는 신호(DECMP_CON) 및 픽쳐 타입은 P 타입이라는 신호(PIC_TYPE)를 전송한다. 그러면, 압축 해제 처리부(832)는 저장된 이전 프레임(F2)에서 움직임 보상 처리부(834)에 의하여 움직임 보상된 복원 신호(RECONST)를 생성하여 F3을 압축 해제한다.

F4 내지 F7 프레임은 영상 신호가 압축되지 않았으므로, 중앙 처리부(820)는 영상 신호가 압축되고, 전송되지 않았다는 것을 압축 정보(CMP)를 독출하여 판단하고, 압축 해제 처리부(832)가 이번 프레임은 압축 해제를 할 필요가 없다는 것을 알린다. 그 대신, 최종 프레임인 F3 프레임의 압축 해제된 영상을 그대로 F4 내지 F7 프레임의 영상으로 간주한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 면에 의한 영상 신호 압축 해제 방법을 나타내는 흐름도이다.

우선, 압축된 영상 신호 및 압축 정보를 수신한다(S910, S920). 압축 정보는 영상 신호가 압축된 해상도에 대한 정보를 포함한다.

그러면, 압축된 영상 신호가 존재하는지 비교한다(S930). 압축된 영상 신호가 존재하지 않으면, 그 프레임의 영상 신호는 압축되지 않았다는 것을 의미한다. 따라서, 무시된 영상 신호 대신 저장되어 있던 이전 프레임을 출력한다(S940).

압축된 영상 신호가 존재하면 이전에 수행한 압축 해제와 동일한 해상도로 압축되어 있는지를 비교한다(S950). 기존에 수행한 압축 해제와 동일한 해상도로 압축된 것으로 판단되면, 기존에 수행된 압축 해제와 동일한 해상도로 영상 신호는 압축 해제된다(S960).

만일, 수신된 압축 영상 신호의 해상도가, 이전 압축 해제된 영상 신호의 해상도와 동일하지 않으면, 수신된 압축 영상 신호의 해상도로 압축 해제 단계가 수행된다(S970). 기존 해상도나, 새로운 해상도로 압축 해제된 영상 신호 및 수행된 압축 해제 과정의 해상도는 저장된다(S980). 저장된 영상 신호는 이후에 동일한 해상도로 압축 해제를 수행할 경우, 또는 수신된 압축 영상 신호가 없을 경우에 사용된다. 동일한 해상도로 압축 해제를 수행할 경우에는, 저장된 영상 신호와 수신된 압축 영상 신호의 시간적 리던던시를 제거하는데 사용된다. 또는, 수신된 압축 영상 신호가 없을 경우에는, 저장된 영상 신호를 그대로 출력한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 중요도가 낮다고 평가된 영상 신호에는 반드시 해상도를 감소시키는 영상 처리가 수행되어야 하는 것은 아니다. 오히려, 중요도가 낮은 영상 신호에는 특정의 표시를 하는 영상 처리도 역시 가능하다. 따라서, 수신된 영상 신호의 중요도를 평가하고, 평가된 중요도에 따라 상이한 영상 처리를 수행하여 영상 신호를 수집하고, 중요도에 따라 수집된 영상 신호를 차등적으로 압축하며, 차등적으로 압축된 영상 신호를 압축 해제하는 모든 기술은 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의하여 수집되는 영상 신호의 데이터량을 감소시킬 수 있는 영상 신호 수집 장치 및 방법이 제공되었다.

또한, 본 발명에 의하여, 중요도에 따라 차등적으로 수집된 영상 신호를 압축할 수 있는 장치 및 방법이 제공되었다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하여, 차등적으로 압축된 영상 신호를 압축 해제할 수 있는 장치 및 방법이 제공되었다.

도 1은 종래 기술에 의한 영상 신호 수집 장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일면에 의한 영상 신호 수집 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 의한 영상 신호 수집 장치 및 방법의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 6은 도 5에 도시된 영상 신호 압축 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 다른 면에 의한 영상 신호 압축 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 면에 의한 영상 신호 압축 해제 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 9는 도 8에 도시된 영상 신호 압축 해제 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 면에 의한 영상 신호 압축 해제 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (25)

1. 영상 신호가 사용자에게 중요한 정도에 따라 결정되는 중요도에 기초하여 영상 신호를 수집하기 위한 장치에 있어서,

   소정 프레임 레이트로 소정 해상도의 영상 신호를 수집하는 영상 신호 수집부;

   수집된 상기 영상 신호에 대한 상기 중요도를 연산하는 중요도 연산부 및

   상기 영상 신호를 수신하고, 상기 중요도에 따라 상기 영상 신호를 영상처리하며, 수행된 영상 처리에 따른 수집 정보를 생성하는 상기 영상 신호와 동기화하는 영상 처리부를 구비하며, 상기 영상 처리부는,

   상기 중요도가 소정의 제 1 문턱값 이하일 경우, 상기 영상 신호를 무시하고 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 출력하고,

   상기 중요도가 상기 제 1 문턱값보다 큰 제 2 문턱값 이하일 경우, 상기 영상 신호의 해상도를 감소시키고, 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 영상처리된 상기 영상 신호와 함께 출력하고,

   상기 중요도가 상기 제 2 문턱값 보다 클 경우, 상기 영상 신호의 해상도를 유지하고, 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 출력하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 영상 신호 수집부는,

   적어도 하나 이상의 카메라들을 포함하며,

   채널 선택 신호에 의하여 상기 카메라들 중 어느 하나의 카메라의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 영상 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 중요도 연산부는,

   이전 프레임의 영상 신호를 저장하는 이전 프레임 저장부를 포함하여,

   수신된 상기 영상 신호 및 상기 이전 프레임의 영상 신호를 비교하여 영상 신호의 변화 정도에 따라 상기 중요도를 연산하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 장치는,

   적어도 하나 이상의 센서들의 출력 신호들을 수신하여 센서 출력 신호를 발생하는 센서 입력부 및

   상기 센서 출력 신호를 상기 영상 신호에 동기화하여, 동기화된 영상 신호를 상기 중요도 연산부 및 상기 영상 처리부에 제공하는 동기화부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 중요도 연산부는,

   상기 동기화부의 센서 출력 신호를 분석하여 상기 중요도를 연산하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 장치.
8. 영상 신호가 사용자에게 중요한 정도에 따라 결정되는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 방법에 있어서,

   영상 신호를 수집하는 영상 입력 단계;

   수집된 상기 영상 신호의 중요도를 연산하는 단계 및

   상기 중요도에 따라 상기 영상 신호를 영상 처리하고, 수행된 영상 처리에 따른 수집 정보를 발생하여 상기 영상 신호와 동기화하는 영상 처리 단계를 구비하며, 상기 영상 처리 단계는,

   연산된 상기 중요도가 소정의 제 1 문턱치보다 작은지 판단하여, 그러하면 수집된 상기 영상 신호를 무시하고 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 출력하는 단계;

   연산된 상기 중요도가 상기 제 1 문턱치보다 큰 제 2 문턱치보다 작은지 판단하여, 그러하면 수집된 상기 영상 신호의 해상도를 감소시키고 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 영상 처리된 상기 영상 신호와 함께 출력하는 단계; 및

   연산된 상기 중요도가 상기 제 2 문턱치보다 큰지 판단하여, 그러하면 수집된 상기 영상 신호의 해상도를 유지하고 그 취지를 상기 수집 정보에 기록하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 8항에 있어서, 상기 영상 입력 단계는,

    적어도 하나의 카메라들 중 채널 선택 신호에 의하여 선택된 어느 하나의 카메라의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 영상 신호로서 수집하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 중요도 연산 단계는,

    이전 프레임의 영상 신호를 저장하는 이전 프레임 저장 단계를 더 구비하며,

    수신된 상기 영상 신호 및 상기 이전 프레임의 영상 신호를 비교하여 영상 신호의 변화 정도에 따라 상기 중요도를 연산하는 것을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 방법.
13. 제8항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상 신호 처리 방법은,

    적어도 하나 이상의 센서들의 출력 신호 및 수집된 상기 영상 신호를 동기화하는 동기화 단계를 더 구비하며,

    동기화된 상기 영상 신호 및 상기 센서들의 출력 신호를 분석하여 상기 중요도를 계산하는 것임을 특징으로 하는 중요도에 기초한 영상 신호 처리 방법.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제