KR100945116B1 - 영상 비교, 변화감지와 영상 재생 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정지영상과 동영상의 비교, 변화감지와 영상 재생 장치 및 방법에 관한 것으로, 저장된 기본화면 또는 직전 프레임의 화면과 비교하여 차이점을 찾아내고 그 차이점만 저장하므로 영상이 압축되고 정지영상과 동영상의 저장용량 감소 및 전송효율, 처리속도 증가를 위한 것으로 Analog 및 Digital 영상을 Hardware 또는 Software적으로 비교하여 변화된 차이점을 감지하는 방법과 저장된 변화된 영상을 촬영영상으로 재현하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080031917
영상 비교, 변화 감지, 영상 압축, 영상 재생

Description

영상 비교, 변화감지와 영상 재생 장치 및 방법{PICTURE COMPARE AND CHANGE DETECTION, PICTURE REAPPEARANCE AND METHOD}
본 발명은 카메라에서 촬영된 정지영상 및 동영상의 Analog 신호를 Digital로 변환되기 전 과정에서 기본화면 또는 직전 프레임 화면의 Analog 신호와 비교하여 변화된 영상을 감지하는 Hardware적인 장치와 상기의 카메라 영상이 Digital로 변환되고 난 후 기본화면 또는 직전 프레임 화면의 Digital 신호를 비교하여 변화된 영상을 감지하는 Hardware적인 장치와 Software적인 방법과 저장된 영상을 촬영영상으로 재현하는 장치와 방법에 관한 것이다.
종래의 감시 카메라와 영상처리 장치에는 사용하지 않는 장치 및 방법이며 방송용 카메라와 관련된 영상처리기에서는 다양한 영상 비교 및 변화감지, 압축 방법을 사용하고 있지만 본 발명과는 다른 방법을 사용하며 본 발명에서는 Hardware, Software적인 방법으로 기본화면 또는 직전 프레임 화면과 실시간으로 촬영영상과 비교하고 Analog 신호는 신호의 위상비교 방식을 사용하고 Digital 신호는 화면의 Pixel의 Digital 값을 비교하는 Exclusive OR(배타적 논리합) gate를 사용하는 형태이다.
본 발명에 따라서 생성 및 저장된 영상을 재생 또는 재현하는 장치에서는 반 대의 순서와 반대의 기술인 기본화면과 변화된 화면의 Analog 신호의 위상을 더하여 복원하고 직후 프레임의 화면과 변화된 화면의 Analog 신호의 위상을 더하거나 기본화면과 변화된 화면의 Pixel의 Digital 값을 Exclusive OR(배타적 논리합) gate를 사용하여 촬영된 화면을 재현하는 기술이다.
본 발명은 카메라의 이동이 적은 곳 즉, 기본화면의 변화가 적은 곳에서 사용되는 감시용 카메라와 같은 경우에는 엄청난 압축율과 정확한 감시 효과가 있어 한정된 저장 매체에 오랜 기간동안의 영상 정보를 보관한다.
본 발명은 기존의 촬영 카메라와 영상처리 장치에는 사용하지 않던 기본화면 비교 및 실시간 촬영한 영상을 현재 프레임(1 화면)과 바로 직전의 프레임(1 화면)의 Digital 신호값으로 비교하는 장치과 Analog 신호의 전압을 비교 장치, 또는 Digital 신호로 변환된 값을 Software 프로그램으로 비교하는 방법을 사용하고 화면의 변화가 감지되면 변화된 화면이 화면 가운데에 포함되도록 새로운 블록으로 변경하여 변화된 영상이 화면크기에 맞게 채워지도록 카메라의 촬영 블록을 변화된 블록으로 이동하는 기능을 갖춘 카메라와 재생장치를 만드는 것에 본 발명이 일조하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사람이나 사물, 물체의 출현에 의한 화면변화가 있을 때는 기본화면 또는 직전의 프레임과 비교하여 변화된 영상의 Digital 값만 저장하여 영상 촬영 및 영상 재생 시 데이터 저장량과 전송량을 줄이는 장치의 설계와 설계방법을 제공함에 있다.
본 발명은 Analog 영상 신호를 기본화면 및 바로 직전 프레임의 영상신호와 촬영된 영상신호의 위상을 180도 바꾼 영상신호를 더하는 Hardware 적인 구성, 상기의 두가지 영상신호(기본화면 및 바로 직전 프레임의 영상신호와 촬영된 영상신호)의 Digital 신호값에서 변화된 영상신호의 Digital 신호값을 추출하기 위한 Exclusive OR(배타적 논리합) gate의 Hardware 적인 구성, 상기의 두가지 영상신호(기본화면 및 바로 직전 프레임의 영상신호와 촬영된 영상신호)의 Digital 신호값에서 변화된 영상신호의 Digital 신호값을 추출하기 위한 Software 적인 프로그램을 구성하여 변화가 없는 영상신호의 처리로 인하여 다양한 카메라 및 영상 재생장치에 과도한 부담을 줄이고자 하는 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 방범과 보안과 도난 방지 및 영상처리용 장치에서 사람이나 물체의 출현이나 카메라 이동으로 인하여 현재의 화면이 기본화면, 바로 직전 프레임의 화면과 비교되었을 때 변화된 부분만 추출하여 저장하는 부호화 과정과 복호화 과정을 통하여 영상을 저장이나 재생하는 과정을 거침으로써 영상처리 장치에서 저장이나 전송, 처리속도의 향상을 기하여 영상처리 장치 전반에 많은 금전적 절감, 기술적 향상의 효과가 있다.
상기한 기능을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 비교와 변화감지 장치 및 방법은 기존의 촬영 카메라에는 사용하지 않던 기본화면 비교 및 실시간 촬영한 영상을 현재 프레임(1 화면)과 바로 직전의 프레임(1 화면)의 Digital 신호값으로 비교하는 방법과 Analog 신호의 전압으로 비교 방법, 또는 Digital 신호값으로 변환된 값을 Software 프로그램으로 비교하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 Analog 신호의 전압비교 방법은 신호의 종류가 같은 것 끼리(신호의 종류가 RGB 신호라면 같은 R신호, G신호, B신호끼리 비교) 비교하여 그 전압차로 영상변화를 감지하기 위한 기능과 회로로 구성된다.
상기 Digital 신호값으로 비교하는 방법은 신호의 종류가 같은 것 끼리(신호의 종류가 RGB 신호라면 같은 R신호, G신호, B신호끼리 비교) Digital값을 비교하여 변화된 Digital값으로 영상변화를 감지하기 위한 기능과 회로로 구성된다.
상기 Digital 신호값으로 변환된 값을 Software 프로그램으로 비교하는 방법은 신호의 종류가 같은 것 끼리(신호의 종류가 RGB 신호라면 같은 R신호, G신호, B신호끼리 비교) Digital값을 비교하여 변화된 Digital값을 Software 프로그램으로 영상변화를 감지하기 위한 기능과 방법으로 구성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되 는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 Analog 신호의 전압비교 방법으로써 촬영된 영상을 1 프레임(1 화면) 지연시키기 위한 1 프레임 지연부(30)와 180도 위상반전을 위한 위상 반전부(50)과 영상 비교기(20)과 영상 변화감지부(40)을 포함하고 Analog 영상신호의 종류에 대해서 독립된 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 신호종류에 대해 각각 1 프레임 지연부(30), 위상 반전부(50), 영상 비교기(20), 영상 변화감지부(40)를 포함한다. 촬영된 영상 프레임은 Analog 영상신호로 출력이 되며 영상 비교기(20)와 1 프레임 지연부(30)로 분기되고 마이콤 제어부(90)에서 생성된 동기신호, 프레임 신호에 의해 프레임 지연과 180도 위상 반전부를 거쳐 촬영된 다음 프레임과 비교기(20)에 동시에 입력되고 그 출력의 변화를 감지하여 변화가 감지되었을 때 Digital 영상으로 변환된다.
특히, 본 발명에서는 어떤 종류의 Analog 신호도 비교 및 감지가 되어 영상 변화를 파악할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 저장된 기본화면을 촬영되는 영상신호와 항상 비교하다가 변화가 감지되었을 때 1 프레임 지연된 영상으로 전환하여 영상변화를 추적 관리할 수 있으며 이의 전반적인 제어와 동기신호 생성은 마이콤 제어부(80)에 의해서 제어된다.
변화된 Digital 영상의 재생은 상기 흐름도의 역순으로 동작시켜 촬영 영상으로 재현되기 때문에 적은 저장용량 및 전송용량, 처리용량으로 촬영영상과 재현영상 간을 연결할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명을 Digital 신호값으로 비교하는 방법에 대한 구조와 회로도와 신호 흐름도를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 Digital 신호값으로 비교하는 방법은 Digital 변환부(20), 1 프레임 지연부(30), Exclusive OR(40), 영상 변화감지(50)으로 구성되고 촬영된 영상을 Digital 신호값으로 변환(20)한 후 1 프레임 지연부(30)로 분기된 후 1 프레임 지연부(30)의 출력과 다음 프레임의 촬영된 영상이 동시에 Exclusive OR(40) 회로에 입력되어 비교되고 그 출력에서 영상변화가 감지되었을 때 영상저장 및 송출(60)이 이루어진다.
촬영된 영상의 Analog 영상신호가 R, G, B로 구성되었을 때는 영상신호 종류의 각각에 대해서 Digital 변환부(20), 1 프레임 지연부(30), Exclusive OR(40)는 독립된 회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 저장된 기본화면을 촬영되는 영상신호와 항상 비교하다가 변화가 감지되었을 때 1 프레임 지연된 영상으로 전환하여 영상변화를 추적 관리할 수 있으며 이의 전반적인 제어와 동기신호 생성은 마이콤 제어부(80)에 의해서 제어된다.
변화된 Digital 영상의 재생은 상기 흐름도의 역순으로 동작시켜 촬영영상으로 재현되기 때문에 적은 저장용량 및 전송용량, 처리용량으로 촬영영상과 재현영상 간을 작은 트래픽으로 연결할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명을 Digital 신호값으로 변환된 값을 Software 프로그램으로 비교하는 방법에 대한 프로그램 흐름도를 나타내는 도면이다.
프로그램 흐름도와 같이 Digital 신호값으로 변환된 영상신호(S10)를 1 프레임 지연루틴(S20)을 통과한 Digital 신호값과 촬영된 후 바로 입력되는 Digital 신호값을 비교하는 Exclusive OR 루틴(S30)을 통과한 후 영상신호의 변화 유무(S40)에 따라서 영상저장 및 송출(S50) 후 종료와 저장없는 종료를 선택한다.
상기의 Software의 프로그램으로 영상신호 변환과 변화감지를 수행하는 프로그램 흐름도이고 변화된 Digital 영상의 재생은 상기 흐름도의 역순으로 동작시켜 촬영영상으로 재현하는 방법에 대하여 상세히 설명하고 있다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 Analog 영상 신호의 비교 감지 및 재생 계통도.
도 2는 본 발명에 따른 Digital 영상 신호의 비교 감지 및 재생 계통도.
도 3은 본 발명에 따른 Digital 영상 신호의 비교 감지 및 재생을 위한 Software 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 영상 입력 20 : 영상 비교기 30 : 1 프레임 지연부
40 : 영상 변화감지부 50 : 위상 반전부
60 : Digital 영상변환부 70 : 기본화면 재생
80 : 영상저장 및 송출부 90 : 마이콤 제어부
21 : Digital 변환 41 : Exclusive OR 61 : 영상 변화감지

Claims (3)

  1. 영상 비교, 변화감지와 영상 재생 장치에 있어서,
    카메라로 촬영한 영상의 아날로그 신호를 1 프레임 지연시키는 지연회로와,
    상기 1 프레임 지연된 영상의 아날로그 신호를 180도 위상반전시키는 위상 반전부와,
    상기 위상 반전부로부터 상기 위상반전된 아날로그 신호를 수신하고, 상기 위상반전된 아날로그 신호와 촬영된 다음 프레임의 아날로그 신호를 비교하여 그 결과를 출력하는 영상 비교기와,
    상기 영상 비교기로부터 비교 결과를 수신하고 영상 출력의 변화가 감지되면 이를 통지하는 영상변화 감지부와,
    상기 영상변화 감지부로부터 영상 출력의 변화를 통지받으면 해당 영상 프레임을 디지털 영상으로 변환하는 디지털 영상변환부와,
    상기 디지털 영상변환부로부터의 디지털 영상을 저장하거나 송출하는 영상저장 및 송출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 비교, 변화감지와 영상재생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 영상 비교기는 상기 위상반전된 아날로그 신호의 전압과 상기 촬영된 다음 프레임의 아날로그 신호의 전압을 비교하고 그 전압차를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 비교, 변화감지와 영상재생 장치.
  3. 영상 비교, 변화감지와 영상 재생 방법에 있어서,
    카메라로 촬영한 영상의 아날로그 신호를 1 프레임 지연시키는 단계와,
    상기 1 프레임 지연된 영상의 아날로그 신호를 180도 위상반전시키는 단계와,
    상기 위상반전된 영상의 아날로그 신호와, 촬영된 다음 프레임의 아날로그 신호를 비교하여 그 결과를 출력하는 단계와,
    상기 비교 결과에 따라 영상 출력의 변화를 감지하여 통지하는 단계와,
    상기 영상 출력의 변화가 통지되면 해당 영상 프레임을 디지털 영상으로 변환하는 단계와,
    상기 디지털 영상을 저장하거나 송출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 비교, 변화감지와 영상재생 방법.
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