KR100874375B1

KR100874375B1 - 고해상도 이미지 센서를 적용한 카메라 모듈 및 이를포함하는 영상 감시 시스템

Info

Publication number: KR100874375B1
Application number: KR1020070077216A
Authority: KR
Inventors: 김호기; 부병욱; 철 김
Original assignee: 주식회사 더비앤케이
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2009017344A1

Abstract

고해상도 이미지 센서를 적용한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 영상 감시 시스템이 개시된다. 본 발명의 카메라 모듈은, 고해상도의 이미지 센서를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 상기 생성된 영상 프레임을 다수로 분할하는 프레임 분할부; 상기 분할된 프레임 각각을 방송방식에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부; 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부; 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 방송방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 인코딩하여 디지털 영상 저장 장치로 출력하는 다수의 인코딩부;를 포함한다. 이에 의해 기존의 NTSC/PAL 방식에 대비하여 고해상도의 영상을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 공간 해상도의 열화를 방지할 수 있다.

Description

고해상도 이미지 센서를 적용한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 영상 감시 시스템{Camera module with high resolution image sensor and monitoring system including the module}

본 발명은 카메라 모듈 및 이를 포함하는 영상 감시 시스템에 관한 것으로, 특히 감시 영상의 해상도 향상 기술에 관련한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 영상 감시 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 영상 감시 시스템은 하나 이상의 감시 카메라로부터 입력받은 다수의 영상을 처리하여 디지털 방식으로 HDD나 DVD 기록매체에 기록한다. 여기서 감시카메라는 통상 CCTV(Closed Circuit Television) 카메라로 불리우며, 비월주사(interlace scan) 방식으로 촬영한다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 영상 감시 시스템에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 종래 영상 감시 시스템의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 영상 감시 시스템은 크게 감시 카메라(10)와 디지털 영상 저장 장치(Digital Video Recoder, DVR)(20)로 구분된다. 감시 카메라(10)는 NTSC/PAL(National Television System Committee/Phase Alternating Line) 방식에 적합한 이미지 센서를 이용하여 만들어지며, NTSC 또는 PAL 방식의 아날로그 영상 신호를 출력한다.

구체적으로 감시 카메라(10)는 이미지 센서를 포함하는 촬상부(11), 자동이득 제어부(12), A/D 변환부(13), 신호처리부(14) 및 인코딩부(15)를 포함한다. 이미지 센서에서 획득된 영상은 전기적인 신호로 변환되어 자동이득 제어부(12)와 A/D 변환부(13)를 거쳐 디지털 데이터로 변환되고, 신호처리부(14)에 의해 신호처리 과정을 거친 후 비디오 인코더인 인코딩부(15)를 거치면서 NTSC 혹은 PAL 방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 변환되어 출력된다.

디지털 영상 저장 장치(20)는 통상적으로 감시 카메라(10)와 동축 케이블로 연결되며, 이를 통해 감시 카메라(10)로부터 출력된 아날로그 영상 신호를 입력받는다. 디지털 영상 저장 장치(20)는 입력된 아날로그 영상 신호를 다시 디지털 영상 신호로 변환하여 압축한 후 메모리에 저장한다. 또한 저장된 영상 데이터를 압축 해제 및 아날로그 영상 신호로 변환하여 화면 출력하며, 감시 카메라(10)로부터 입력된 아날로그 영상 신호를 처리하여 실시간으로 화면 출력하기도 한다.

그리고 알려진 바와 같이 디지털 영상 저장 장치(20)는 다수의 감시 카메라(10)들과 연결이 가능하고, 그 수에 따라 서로 다른 채널의 영상 신호로 인식하여 처리하며, 각 채널 수만큼 화면을 분할하여 분할화면에 하나씩의 채널 영상이 디스플레이되도록 출력 처리한다.

한편, 언급된 감시 카메라(10)의 이미지 센서로는 NTSC 방식의 경우 27만 화소 또는 41만 화소의 이미지 센서가 사용되며, PAL 방식의 경우에는 32만 화소 또 는 47만 화소의 이미지 센서가 사용된다. 이 경우 영상 신호가 갖는 해상도는 NTSC/PAL의 한계를 넘을 수 없다. 따라서 디지털 영상 저장 장치(10)에서 변환된 디지털 영상이 가질 수 있는 해상도는 통상적으로 NTSC 방식의 경우 720*240/필드(720*480/프레임), PAL 방식의 경우 720*288/필드(720*576/프레임)이 된다.

한편, NTSC 방식은 초당 60필드(30프레임) 전송이 가능하며, PAL 방식은 초당 50필드(25프레임) 전송이 가능하다. 따라서 NTSC 영상 시스템은 1초당 60필드의 영상을 구성하며, 1/60의 시간 해상도를 갖는다. 그리고 PAL 영상 시스템은 1초당 50필드의 영상을 구성하며, 1/50의 시간 해상도를 갖는다.

일반적으로 동영상은 NTSC 방식의 경우 30프레임, PAL 방식의 경우 25프레임의 시간 해상도를 유지하면 충분하므로, 디지털 영상 저장 장치(20)는 홀수 필드(odd field)와 짝수 필드(even field)를 합쳐 프레임 구조를 만드는 방식으로 저장 영상의 공간 해상도를 높인다. 홀수 필드와 짝수 필드를 합치는 방식은 단순 머지(merge) 또는 디인터레이싱 알고리즘(Deinterlacing algorithm) 등을 사용하고 있다.

그러나 아무리 좋은 알고리즘을 사용하더라도 1/60(NTSC 방식의 경우) 혹은 1/50(PAL 방식의 경우)의 시간차로 인해 프레임 구조에서 공간 해상도를 높이는 데는 한계를 갖는다.

본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, 필드 간 시간차에 의한 영상의 공간 해상도의 열화를 방지할 뿐 아니라 높은 공간 해상도를 가능하게 하는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 영상 감시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제는 본 발명에 따라, 고해상도의 이미지 센서를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 상기 생성된 영상 프레임을 다수로 분할하는 프레임 분할부; 상기 분할된 프레임 각각을 방송방식에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부; 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부; 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 방송방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 인코딩하여 디지털 영상 저장 장치로 출력하는 다수의 인코딩부;를 포함하는 카메라 모듈에 의해 달성된다.

여기서 카메라 모듈은 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터들을 동기화시켜 상기 다수의 인코딩부로 하나씩 출력하는 영상 동기화부;를 더 포함함이 바람직하다.

한편, 전술한 기술적 과제는 고해상도의 이미지 센서를 포함하는 촬상부; 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생 성부; 상기 분할된 프레임 각각을 방송방식에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부; 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부; 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 방송방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 인코딩하여 디지털 영상 저장 장치로 출력하는 다수의 인코딩부;를 포함하는 카메라 모듈에 의해서도 달성된다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 전술한 기술적 과제는 고해상도이며 프로그래시브 스캔(progressive) 방식이 적용된 이미지 센서를 포함하는 촬상부, 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부, 상기 생성된 영상 프레임을 다수로 분할하는 프레임 분할부, 상기 분할된 프레임 각각을 방송방식에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부, 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부, 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 방송방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 인코딩하여 출력하는 다수의 인코딩부를 포함하는 카메라 모듈; 및 적어도 하나의 상기 카메라 모듈로부터 인코딩된 다수의 아날로그 분할 영상 신호를 입력받아 디지털 분할 영상 데이터로 디코딩하는 다수의 디코딩부, 상기 디코딩된 다수의 디지털 분할 영상 데이터를 저장하는 저장부, 및 재생시 상기 저장부에 저장된 디지털 분할 영상 데이터인 분할 영상 프레임을 구성하는 홀수 필드와 짝수 필드를 머지(merge)하고, 하나의 영상 프레임을 구성하는 머지(merge)된 각 분할 영상 프레임을 화면의 해당 영역에 표시 처리하는 표시 처리부를 포함하는 디지털 영상 저장 장치;를 포함하는 영상 감시 시스템에 의해서도 달성된다.

한편, 전술한 기술적 과제는 고해상도이며 프로그래시브 스캔(progressive) 방식이 적용된 이미지 센서를 포함하는 촬상부, 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부, 상기 분할된 프레임 각각을 방송방식에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부, 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부, 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 방송방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 인코딩하여 출력하는 인코딩부를 포함하는 카메라 모듈; 및 적어도 하나의 상기 카메라 모듈로부터 인코딩된 아날로그 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 신호로 디코딩하는 다수의 디코딩부, 상기 디코딩된 디지털 영상 데이터를 저장하는 저장부, 및 재생시 상기 저장부에 저장된 디지털 영상 데이터인 영상 프레임을 구성하는 홀수 필드와 짝수 필드를 머지(merge)하여 화면의 해당 영역에 표시 처리하는 표시 처리부를 포함하는 디지털 영상 저장 장치;를 포함하는 영상 감시 시스템에 의해서도 달성된다.

이 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 고해상도이면서도 프로그래시브 스캔(prgressive scan) 방식이 적용된 이미지 센서를 구현 가능하게 하면서도 기존의 NTSC/PAL 방식에 맞게 신호 처리하여 디지털 영상 저장 장치(200)로 영상 신호를 출력할 수 있게 하므로, 기존 NTSC/PAL 방식에 의한 인터레이스 스캔(interlace scan)에 의해 발생될 수밖에 없는 필드간 시간차에 의한 영상의 공간 해상도의 열화를 방지하여 높은 공간 해상도를 갖는 감시 영상을 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 영상 프레임을 분할하고 각 분할 프레임을 NTSC/PAL 방식에 맞게 이미지 스케일링하므로, 전체 영상 프레임의 해상도가 높아져 고해상도의 감시영상을 제공할 수 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 감시 시스템은 카메라 모듈(100)과 디지털 영상 저장 장치(200)를 포함하며, 이 같은 전체적인 시스템 구성은 종래와 다르지 않다. 그러나 카메라 모듈(100)의 내부 구성 및 동작은 상이하며, 이하에서는 구성 및 동작의 상이함에 따른 본 발명의 영상 감시 시스템에 대해 살펴보기로 한다.

카메라 모듈(100)은 종래와 달리 NTSC/PAL 방식에 적합한 이미지 센서가 아닌 고해상도의 이미지 센서를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 카메라 모듈(100)에 구현되는 이미지 센서는 XGA(1024*768)급 이상의 해상도를 갖는 이미지 센서임이 바람직하다. 나아가 본 발명에 따른 이미지 센서는 비월주사(interlave scan) 방 식이 아닌 프로그래시브 스캔(progressive scan) 방식으로 외부 영상을 획득한다.

카메라 모듈(100)은 고해상도의 이미지 센서에 의해 획득되는 영상 데이터를 다수로 분할하고, 각각의 분할된 영상 데이터를 NTSC/PAL 방식에 맞게 이미지 스케일링한 후 아날로그 영상 신호로 변환하여 디지털 영상 저장 장치(200)로 출력한다. 도 3에서는 예시적으로 4개의 영상 데이터로 분할하고 각 분할된 영상 데이터를 각각 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 신호로 변환하여 출력하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 분할 영상의 수는 이미지 센서의 해상도에 따라 적절하게 정해짐이 바람직하다.

디지털 영상 저장 장치(200)는 감시 카메라(100)로부터 출력되는 4개의 컴포지트 영상신호(NTSC/PAL)인 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 신호를 입력받는다. 디지털 영상 저장 장치(200)는 각각의 아날로그 분할 영상 신호를 마치 독립된 4개의 감시 카메라로부터 입력받은 것처럼 따로 압축 및 저장한다. 다시 말해, 각각의 아날로그 분할 영상 신호를 독립된 채널 영상 신호로 인식하여 처리하는 것이다. 또한 현재 입력되는 영상 혹은 저장된 영상의 화면 출력시에는 4개의 분할 영상을 각각의 위치에 맞춰 단순 머지(merge)하여 하나의 고해상도 영상 이미지를 만들어 디스플레이한다.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 카메라 모듈 및 이 카메라 모듈을 포함하는 영상 감시 시스템에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 감시 카메라의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 촬상부(110), 프레임 생성부(120), 프레임 분할부(130), 이미지 스케일링부(140), 필드 분리부(150) 및 다수의 인코딩부(160)를 포함한다.

촬상부(110)는 렌즈계 및 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 소자가 될 수 있으며, 도시된 바와 같이 화소 어레이(111)와 광전 변환부(113)를 포함한다. 화소 어레이(111)는 렌즈계를 통과한 빛에 반응하여 전하를 축적한다. 그리고 광전 변환부(113)는 광도소자(CDS)로써 화소 어레이(111)에 축적되어 있는 전하를 사용 가능한 전기적인 신호로 변환한다. 본 실시예에 있어서, 이미지 센서는 언급한 바와 같이 XGA(1024*768)급 이상의 고해상도를 갖는 이미지 센서가 됨이 바람직하며, 프로그래시브 스캔(progressive scan) 방식이 적용된 것임이 바람직하다.

프레임 생성부(120)는 자동이득제어부(Automatic Gain Control, AGC)(121), A/D 변환부(123), 신호처리부(125)를 포함한다. 자동이득제어부(121)는 광전 변환부(113)에서 변환된 전기적인 신호를 주어진 이득(gain)에 따라 증폭시킨다. A/D 변환부(123)는 자동이득제어부(121)에서 증폭된 전기적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 신호처리부(125)는 A/D 변환부(123)에 의해 변환된 디지털 영상 신호를 처리하여 휘도(luminance) 및 색(chrominance)을 갖는 영상 프레임을 생성한다.

프레임 분할부(130)는 생성된 영상 프레임을 다수로 분할한다. 영상 프레임을 다수로 분할하는 이유는, 고해상도의 이미지 센서를 사용하여 획득된 영상 데이터는 그 픽셀 수로 인한 데이터량이 일반적인 NTSC/PAL 방식의 신호로 변환하기에 는 너무 많기 때문이다. 따라서 하나의 화면을 구성하는 영상 프레임을 다수로 분할하여 각 분할 영상 프레임을 개별적으로 처리토록 하고자 한다. 여기서 각 분할 영상 프레임의 데이터량이 NTSC/PAL 방식의 신호로 변환하기에 많지 않도록 해야 함은 물론이다. 따라서 영상 프레임의 데이터량에 따라 적절한 분할 수가 정해져야 할 것이다.

일 실시예에 있어서, XGA급 이미지 센서를 사용한 경우에 대해 살펴보기로 한다. XGA급 이미지 센서를 사용한 경우의 영상 프레임은 1024*768의 픽셀 수를 갖는다. 그런데 1024*768의 픽셀 수는 일반적인 NTSC/PAL 신호로 변환하기에는 너무 많은 데이터로 이루어져 있다. 따라서 프레임 분할부(130)는 영상 프레임을 다수로 분할하여 각 분할 영상 프레임의 픽셀 수를 낮춤으로써, 각 분할 영상 프레임이 일반적인 NTSC/PAL 신호로 변환될 수 있게 한다.

바람직하게 1024*768의 XGA급 영상 프레임을 4개로 균등 분할한다. 좌측 상단, 좌측 하단, 우측 상단, 우측 하단으로 균등 분할하면, 산술적으로 512*384의 해상도를 갖는 4개의 영상 프레임이 생긴다. 그러나 512*384의 픽셀 수를 갖는 영상 프레임의 데이터량은 NTSC/PAL용 신호로 만들어지기에는 부족하다. 따라서 데이터량을 증가시킬 필요가 있다.

이미지 스케일링부(140)는 각 분할 영상 프레임이 NTSC/PAL용 신호로 만들어질 수 있도록 부족한 데이터량을 보충하기 위해 필요한 구성이다. NTSC 방식일 경우, 이미지 스케일링부(140)는 512*384의 각 분할 영상 프레임을 720*480 사이즈로 이미지 스케일링한다. PAL 방식일 경우, 이미지 스케일링부(140)는 512*384의 각 분할 영상 프레임을 720*576 사이즈로 이미지 스케일링한다.

필드 분리부(150)는 이미지 스케일링된 각 분할 영상 프레임을 홀수 필드(odd field)와 짝수 필드(even field)로 분리한다. 여기서 홀수 필드와 짝수 필드는 top 필드와 bottom 필드, upper 필드와 lower 필드로도 불리운다. 본 실시예에 있어서, 필드 분리부(150)는 NTSC 또는 PAL용으로 이미지 스케일링된 분할 프레임을 한라인씩 엇갈리게 출력하여 메모리(도면에 도시하지 않음)에 기록함으로써, 분할 프레임의 홀수 필드와 짝수 필드를 분리한다.

인코딩부(160-n, 여기서 n은 정수)는 n의 수만큼 카메라 모듈(100) 내에 구현된다. 바람직하게는 프레임 분할부(130)에 의한 분할 수와 동일할 것이다. 본 실시예에서는 이미지 센서가 1024*768의 해상도를 갖는 XGA급인 것으로 예시하였으므로, 상술한 바에 따라 분할 수는 4개가 되어 인코딩부(160)의 수도 4개인 것으로 가정하기로 한다.

인코딩부(160-n) 각각은 일종의 디지털 아날로그 변환기(D/A Converter)로써, 필드 분리부(150)에 의해 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 구성되는 4개의 디지털 분할 영상 프레임 중 하나를 입력받는다. 인코딩부(160-n)는 입력된 디지털 분할 영상 프레임을 처리하여 아날로그 영상 신호로 변환하고, 변환된 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 신호를 디지털 영상 저장 장치(200)로 출력한다.

이 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 고해상도이면서도 프로그래시브 스캔(prgressive scan) 방식이 적용된 이미지 센서를 구현 가능하게 하면서도 기존의 NTSC/PAL 방식에 맞게 신호 처리하여 디지털 영상 저장 장치(200)로 영상 신호 를 출력할 수 있게 하므로, 기존 NTSC/PAL 방식에 의한 인터레이스 스캔(interlace scan)에 의해 발생될 수밖에 없는 필드간 시간차에 의한 영상의 공간 해상도의 열화를 방지하여 높은 공간 해상도를 갖는 감시 영상을 제공할 수 있다.

또한 영상 프레임을 분할하고 각 분할 프레임을 NTSC/PAL 방식에 맞게 이미지 스케일링하므로, 전체 영상 프레임의 해상도가 높아져 고해상도의 감시영상을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 추가적인 양상에 따른 카메라 모듈(100)의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 도 3의 구성에 영상 동기화부(170)를 더 포함한다. 영상 동기화부(170)를 제외한 구성들은 도 3을 참조로 하여 상술한 내용과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

영상 동기화부(170)는 통상의 비디오 컨트롤러(video controller)로 구현 가능하며, 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 구성되는 각 분할 영상 프레임의 동기를 맞추기 위함이다. 하나의 영상 프레임을 구성하는 분할 영상 프레임들의 동기를 보장할 수 있어야만, 후술할 디지털 영상 저장 장치(200)에서 영상의 화면 출력시 완전한 영상 프레임을 제공할 수 있기 때문이다. 따라서 영상 동기화부(170)는 스케일링된 후 메모리(도면에 도시하지 않음)에 기록된 분할 영상 프레임들을 동기화시켜 인코딩부(160-1, 160-2, 160-3, 160-4)들로 출력한다.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 영상 저장 장치의 블록도이다.

디지털 영상 저장 장치(200)는 디지털 방식으로 영상 정보를 저장하는 장치로, 잘 알려진 DVR(Digital Video Recoder)이 될 수 있다. 감시 영상 시스템에 이 용되는 디지털 영상 저장 장치(200)는 일반적으로 다수의 디코딩부(210-n), 영상 처리부(220), 영상 압축부(230), 저장부(240) 및 표시 처리부(250)를 포함한다. 이 같은 구성을 포함하는 본 발명에 따른 디지털 영상 저장 장치(200)는 하나 이상의 카메라 모듈(100)로부터 영상 신호를 입력받되, 카메라 모듈(100)로부터 입력되는 각각의 분할 영상 신호를 하나의 채널 영상 신호로 처리한다.

즉, 디지털 영상 저장 장치(200) 입장에서는 인터페이스 구성의 변화 없이 입력되는 각 아날로그 영상 신호를 하나의 채널 영상 신호로 인식하여 처리한다는 점에서 기존의 디지털 영상 저장 장치(200)와 동일하다. 이하 디지털 영상 저장 장치(200)의 각 구성에 대해 살펴보기로 한다.

디코딩부(210-n, 여기서 n은 정수)는 n의 수만큼 디지털 영상 저장 장치(200) 내에 구현된다. 바람직하게는 카메라 모듈(100)들의 분할 영상 수를 모두 합한 수와 동일할 것이다. 도 5에서는 4개의 디코딩부(210-1,2,3,4)만을 도시하였는데, 이는 단일 카메라 모듈(100)로부터의 입력만을 가정하여 도 3 혹은 도 4에 도시된 인코딩부(160-n)의 수와 동일하게 도시한 것이다.

디코딩부(210-n) 각각은 일종의 아날로그 디지털 변환기(A/D Converter)로써, 카메라 모듈(100)로부터 출력된 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 신호를 각각 입력받는다. 디코딩부(210-n) 각각은 입력된 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 신호를 디지털 분할 영상 데이터로 변환하고, 변환된 제1 내지 제4 아날로그 분할 영상 데이터를 영상 처리부(220)로 출력한다. 영상 처리부(220) 및 영상 압축부(230)는 디코딩된 제1 내지 제4 분할 디지털 영상 데이터 각각을 하나의 채널 영 상 신호로 처리한 후, 압축하여 저장부(240)에 저장한다. 여기서 저장부(240)는 HDD(Hard Disk Drive)가 될 수 있다.

저장 영상 재생시, 표시 처리부(250)는 저장부(240)에 저장된 하나의 영상 프레임을 구성하는 홀수 필드와 짝수 필드를 머지(merge)하고, 머지된 제1 내지 제4분할 영상 프레임을 화면의 해당 영역에 표시 처리한다. 여기서 표시 처리부(250)가 저장된 디지털 영상 데이터의 압축 해제 및 아날로그 영상 신호로 인코딩함은 물론이며, 이는 알려진 바와 같다.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)의 출력 영상 예시도이다.

촬상부(110)에 의해 획득된 영상은 프레임 분할되어 4개의 분할 영상으로 출력된다. 출력된 각각의 아날로그 분할 영상 신호는 상술한 바와 같이 디지털 영상 저장 장치(200)로 입력되며, 디지털 영상 저장 장치(200)에서는 각 분할 영상을 화면의 해당 위치, 예를 들어 제1분할영상은 화면의 좌측 상단, 제2분할영상은 화면의 우측 상단, 제3분할영상은 화면의 좌측 하단, 제4분할영상은 화면의 우측 하단에 표시되도록 출력 처리한다. 이후 각 분할 영상이 디지털 영상 저장 장치(200)에서 하나로 결합되어 하나의 완전한 영상 화면으로 제공된다.

도 7는 본 발명에 따른 또다른 영상 감시 시스템의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 감시 시스템은 카메라 모듈(100)과 디지털 영상 저장 장치(200)를 포함하며, 이 같은 전체적인 시스템 구성은 종래와 다르지 않다. 그러나 카메라 모듈(100)의 내부 구성 및 동작은 상이하며, 이하에서는 구성 및 동작의 상이함에 따른 본 발명의 영상 감시 시스템에 대해 살펴보기 로 한다.

카메라 모듈(100)은 종래와 달리 NTSC/PAL 방식에 적합한 이미지 센서가 아닌 고해상도의 이미지 센서를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 카메라 모듈(200)에 구현되는 이미지 센서는 VGA(640*480)급의 해상도를 갖는 이미지 센서임이 바람직하다. 나아가 본 발명에 따른 이미지 센서는 비월주사(interlave scan) 방식이 아닌 프로그래시브 스캔(progressive scan) 방식으로 외부 영상을 획득한다. 이 같은 카메라 모듈(100)은 고해상도의 이미지 센서에 의해 획득되는 영상 데이터를 이미지 스케일링한 후 NTSC/PAL 방식에 맞게 아날로그 영상 신호로 변환하여 디지털 영상 저장 장치(200)로 출력한다.

디지털 영상 저장 장치(200)는 감시 카메라(100)로부터 출력되는 아날로그 영상 신호를 입력받는다. 디지털 영상 저장 장치(200)는 아날로그 영상 신호를 처리하여 압축 및 저장한다. 디지털 영상 저장 장치(200)의 구성 및 동작은 일반적인 것으로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명에 따른 또다른 카메라 모듈의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 카메라 모듈(100)은 촬상부(110), 프레임 생성부(120), 이미지 스케일링부(140), 필드 분리부(150) 및 인코딩부(160)를 포함한다. 촬상부(110), 프레임 생성부(120), 이미지 스케일링부(140), 필드 분리부(150), 및 인코딩부(160)의 구성 자체는 도 3을 참조한 설명과 동일하므로 중복 설명은 생략한다. 다만, 촬상부(110)의 이미지 센서는 VGA(640*480)급의 해상도를 가짐이 도 3의 이미지 센서와 구별된다.

또한 도 3과는 다르게 도 8에서는 프레임 분할부(130)가 도시되어 있지 않으므로, 이미지 스케일링부(140)가 프레임 생성부(120)에 의해 생성된 하나의 완전한 영상 프레임이 NTSC/PAL용 신호로 만들어질 수 있도록 이미지 스케일링하는 차이가 있다(NTSC의 경우는 720*480, PAL의 경우는 720*576으로 이미지 스케일링함). 또한 필드 분리부(150)가 하나의 완전한 영상 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 차이를 갖는다.

이후 인코딩부(160)에서 출력된 아날로그 영상 신호를 입력받은 디지털 영상 저장 장치(200)의 처리 과정은 종래와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래 영상 감시 시스템의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 영상 감시 시스템의 블록도.

도 3은 도 2에 도시된 카메라 모듈의 블록도.

도 4는 도 2에 도시된 카메라 모듈의 또다른 블록도.

도 5는 도 2에 도시된 디지털 영상 장치의 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 출력 영상 예시도.

도 7은 본 발명에 따른 또다른 영상 감시 시스템의 블록도.

도 8은 도 7에 도시된 카메라 모듈의 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 카메라 모듈 110 : 촬상부

111 : 화소 어레이 113 : 광전 변환부

120 : 프레임 생성부 121 : 자동이득 제어부

123 : A/D 변환부 125 : 신호처리부

130 : 프레임 분할부 140 : 이미지 스케일링부

150 : 필드 분리부 160 : 인코딩부

170 : 영상 동기화부

200 : 디지털 영상 저장 장치 210 : 디코딩부

220 : 영상 처리부 230 : 영상 압축부

240 : 저장부 250 : 표시 처리부

Claims

고해상도의 이미지 센서를 포함하는 촬상부;

상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부;

상기 생성된 영상 프레임을 다수로 분할하는 프레임 분할부;

상기 분할된 프레임 각각을 방송 데이터 사이즈에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부;

상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부; 및

상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 아날로그 방송 영상 신호로 인코딩하여 디지털 영상 저장 장치로 출력하는 다수의 인코딩부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 이미지 센서는 XGA(1024×768)급 이상의 해상도를 갖는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 이미지 센서는, 프로그래시브 스캔(progressive scan) 방식을 통해 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터들을 동기화시켜 상기 다수의 인코딩부로 출력하는 영상 동기화부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
고해상도의 이미지 센서를 포함하는 촬상부;

상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부;

상기 생성된 영상 프레임을 방송 데이터 사이즈에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부;

상기 이미지 스케일링된 영상 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부; 및

상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 영상 데이터를 입력받아 아날로그 방송 영상 신호로 인코딩하여 디지털 영상 저장 장치로 출력하는 인코딩부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,

상기 이미지 센서는 VGA(640×480)의 해상도를 갖는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 이미지 센서는, 프로그래시브 스캔(progressive scan) 방식을 통해 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
고해상도이며 프로그래시브 스캔(progressive) 방식이 적용된 이미지 센서를 포함하는 촬상부, 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부, 상기 생성된 영상 프레임을 다수로 분할하는 프레임 분할부, 상기 분할된 프레임 각각을 방송 데이터 사이즈에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부, 상기 이미지 스케일링된 각 분할 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부, 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터를 입력받아 아날로그 방송 영상 신호로 인코딩하여 출력하는 다수의 인코딩부를 포함하는 카메라 모듈; 및

적어도 하나의 상기 카메라 모듈로부터 인코딩된 다수의 아날로그 분할 영상 신호를 입력받아 디지털 분할 영상 데이터로 디코딩하는 다수의 디코딩부, 상기 디코딩된 다수의 디지털 분할 영상 데이터를 저장하는 저장부, 및 재생시 상기 저장부에 저장된 디지털 분할 영상 데이터인 분할 영상 프레임을 구성하는 홀수 필드와 짝수 필드를 머지(merge)하고, 하나의 영상 프레임을 구성하는 머지(merge)된 각 분할 영상 프레임을 화면의 해당 영역에 표시 처리하는 표시 처리부를 포함하는 디지털 영상 저장 장치;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.
제8항에 있어서,

상기 이미지 센서는 XGA(1024×768)급 이상의 해상도를 갖는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 분할 영상 데이터들을 동기화시켜 상기 다수의 인코딩부로 출력하는 영상 동기화부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.
고해상도이며 프로그래시브 스캔(progressive) 방식이 적용된 이미지 센서를 포함하는 촬상부, 상기 촬상부를 통해 입력되는 데이터를 처리하여 영상 프레임을 생성하는 프레임 생성부, 상기 생성된 영상 프레임을 방송 데이터 사이즈에 맞게 이미지 스케일링하는 이미지 스케일링부, 상기 이미지 스케일링된 영상 프레임을 홀수 필드와 짝수 필드로 분리하는 필드 분리부, 및 상기 필드 분리된 한쌍의 홀수 필드와 짝수 필드로 이루어지는 영상 데이터를 입력받아 아날로그 방송 영상 신호로 인코딩하여 출력하는 인코딩부를 포함하는 카메라 모듈; 및

적어도 하나의 상기 카메라 모듈로부터 인코딩된 아날로그 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 신호로 디코딩하는 다수의 디코딩부, 상기 디코딩된 디지털 영상 데이터를 저장하는 저장부, 및 재생시 상기 저장부에 저장된 디지털 영상 데이터인 영상 프레임을 구성하는 홀수 필드와 짝수 필드를 머지(merge)하여 화면의 해당 영역에 표시 처리하는 표시 처리부를 포함하는 디지털 영상 저장 장치;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.
제11항에 있어서,

상기 이미지 센서는 VGA(640×480)의 해상도를 갖는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템.