KR101047935B1 - Video frame selection recording and playback method using motion vectors - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법에 관한 것으로, 예를 들어 감시용 카메라에 의해 촬영되거나, 또는 하드 디스크에서 독출되는 영상 프레임 내의 특정 영역에서, 피사체 움직임을 집중적으로 검출함과 아울러, 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석한 후, 그 분석 결과에 따라 주요 이벤트의 발생 여부를 판별하여, 주요 이벤트의 영상 프레임만을 선별 녹화하거나 또는 선별 재생함으로써, 별로 중요하지 않은 영상 프레임들이 하드 디스크에 녹화되는 것을 미연에 방지할 수 있게 되며, 또한 사용자가 원하는 주요 이벤트의 영상 프레임만을 신속하게 검색할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다. The present invention relates to a video frame selective recording and reproducing method using a motion vector, for example, to intensively detect the movement of a subject in a specific area within an image frame photographed by a surveillance camera or read out from a hard disk. In addition, by analyzing the movement path of the detected object movement using a motion vector, and determining whether or not the main event occurs according to the analysis result, by selectively recording or screening only the video frame of the main event, It is a very useful invention that it is possible to prevent the video frames that are not important to be recorded on the hard disk in advance, and also to quickly search only the video frames of the main event desired by the user.
감시용 디지털 비디오 레코더, 영역 분할, 모션 벡터, 이동 경로, 이벤트 발생, 영상 프레임 Digital Video Recorder for Surveillance, Region Segmentation, Motion Vector, Moving Path, Event Occurrence, Video Frame
Description
도 1은 일반적인 감시용 디지털 비디오 레코더와 다수의 감시용 카메라들이 연결 접속된 상태를 도시한 것이고, 1 illustrates a state in which a general surveillance digital video recorder and a plurality of surveillance cameras are connected and connected.
도 2는 일반적인 감시용 디지털 비디오 레코더에 대한 구성을 도시한 것이고,2 shows a configuration of a general surveillance digital video recorder,
도 3은 본 발명이 적용되는 감시용 디지털 비디오 레코더에 대한 구성을 도시한 것이고,3 illustrates a configuration of a surveillance digital video recorder to which the present invention is applied;
도 4는 본 발명에 따라 영상 프레임 내의 특정 영역과 피사체 이동 경로가 임의로 설정되는 실시예를 도시한 것이고, 4 illustrates an embodiment in which a specific region and a subject movement path in an image frame are arbitrarily set according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이고, 5 is a flowchart illustrating an operation of a method for recording and reproducing an image frame using a motion vector according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따라 모션 벡터 성분을 이용하여 피사체 이동 경로를 추적하는 실시예를 도시한 것이다.
6 illustrates an embodiment of tracking a moving path of a subject using a motion vector component according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 [Description of Drawings]
100 : 감시용 카메라 200 : 감시용 디지털 비디오 레코더 100: surveillance camera 200: surveillance digital video recorder
300 : 네트워크 400 : 개인용 컴퓨터 300: network 400: personal computer
20,50 : 인터페이스부 21,51 : A/D 변환부 20,50
22,52 : 디지털 신호 처리부 23,53 : MPEG 엔코더 22,52:
24,54 : MPEG 디코더 25,55 : 하드 디스크 24,54:
26,56 : 마이컴 27,59 : 이벤트 검출부 26,56:
28,57 : 메모리 58 : 영역 분할부 28,57: memory 58: region divider
본 발명은, 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법에 관한 것으로, 예를 들어 감시용 디지털 비디오 레코더(DVR)에서, 모션 벡터(Motion Vector)를 이용하여 피사체 움직임의 이동 경로를 분석한 후, 그 분석 결과에 따라 주요 이벤트가 발생한 영상 프레임을 선별 녹화하거나 또는 선별 재생할 수 있도록 하기 위한 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a video frame selective recording and reproducing method using a motion vector, for example, in a digital video recorder (DVR) for monitoring, after analyzing a moving path of a subject movement using a motion vector. The present invention relates to a video frame selective recording and reproducing method using a motion vector for selectively recording or reproducing a video frame in which a main event occurs according to a result of the analysis.
최근에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 여러 지역에 분산 설치되는 다수의 감시용 카메라들(1001∼100k)과 연결 접속되는 감시용 디지털 비디오 레코더(200)가 널리 보급되어 상용화되고 있는 데, 상기 감시용 디지털 비디오 레코더(200)는, 인터넷(Internet) 등과 같은 네트워크(300)들 통해 다수의 개인용 컴퓨터들(4001∼ 400n)과 연결 접속될 수 있다. Recently, as illustrated in FIG. 1, a surveillance
또한, 상기 감시용 디지털 비디오 레코더(200)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 인터페이스부(20), A/D 변환부(21), 디지털 신호 처리부(22), MPEG 엔코더(23), MPEG 디코더(24), 하드 디스크(25), 마이컴(26), 이벤트 검출부(27), 그리고 메모리(28) 등이 포함 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the monitoring
한편, 상기 인터페이스부(20)를 통해 연결 접속된 감시용 카메라들(CAM #1∼CAM #k)에 의해 촬영되는 아날로그 영상 신호는, 상기 A/D 변환부(21)에 의해 디지털 영상 신호로 변환된 후, 상기 디지털 신호처리부(22)에 의해 디지털 영상 프레임(Video Frame)으로 신호 처리된다.Meanwhile, the analog video signal captured by the surveillance
그리고, 상기 디지털 영상 프레임은, 모니터를 통해 화면 표시됨과 아울러, 상기 MPEG 엔코더(23)에 의해 MPEG 방식의 압축 데이터로 엔코딩된 후, 상기 하드 디스크(25)에 데이터 파일(Data File)로서 기록 저장되며, 이후 사용자의 요청에 따라 독출 재생되는 데, 상기 하드 디스크(25)로부터 독출되는 데이터 파일은, 상기 MPEG 디코더(24)에 의해 원래의 디지털 비디오 데이터로 디코딩된 후, 상기 디지털 신호처리부(22)에 의해 디지털 영상 프레임으로 신호 처리되어, 모니터 화면에 표시된다. In addition, the digital image frame is displayed on a screen through a monitor and encoded by the
한편, 상기 이벤트 검출부(27)에서는, 감시용 카메라에 의해 촬영되는 영상 프레임들을 비교하여, 피사체 움직임을 검출하게 되는 데, 예를 들어, 현재의 영상 프레임과 이전의 영상 프레임을 서로 비교한 결과, 휘도(Y) 및 컬러(C) 성분이 소정 기준 값 이상 차이가 나는 경우, 피사체 움직임이 존재하는 이벤트로 검출하여, 그에 상응하는 검출 신호를, 상기 마이컴(26)으로 출력하게 된다.Meanwhile, the
그리고, 상기 마이컴(26)에서는, 상기와 같이 이벤트 검출 신호가 수신되면, 상기 MPEG 엔코더(23)에 의해 엔코딩되는 MPEG 방식의 압축 데이터를 하드 디스크(25)에 기록 저장하는 일련의 녹화 동작을 수행하게 되며, 또한 사용자가 재생 동작을 요청하는 경우, 상기 하드 디스크(25)에 기록된 데이터 파일을 독출하여, 상기 MPEG 디코더(24)에 의해 원래의 비디오 데이터로 디코딩하는 일련의 재생 동작을 수행하게 된다.
When the event detection signal is received as described above, the
그러나, 일반적인 감시용 디지털 비디오 레코더에서는, 상기와 같이 감시용 카메라에 의해 촬영되는 현재의 영상 프레임과 이전의 영상 프레임을 단순하게 비교하여, 피사체 움직임이 존재하는 경우, 이벤트 발생으로 판별하기 때문에, 영상 프레임 내의 일부 영역에 존재하는 주요 피사체의 움직임을 집중적으로 검출 추적할 수 없게 됨은 물론, 불필요하게 많은 양의 영상 프레임들을 하드 디스크에 녹화하게 되며, 그로 인해 사용자가 원하는 주요 이벤트의 영상 프레임을 검색하는 데 장시간이 소요되는 문제점이 있다.
However, in a general surveillance digital video recorder, the current video frame photographed by the surveillance camera as described above is simply compared with the previous video frame, and if there is a subject movement, it is judged as an event occurrence. In addition to intensively detecting and tracking the movements of the main subjects in some areas of the frame, an unnecessary amount of video frames are recorded on the hard disk, thereby searching for the video frames of the main events desired by the user. There is a problem that takes a long time.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 감시용 카메라에 의해 촬영되거나, 또는 하드 디스크에서 독출되는 영상 프레임 내의 특정 영역에서, 피사체 움직임을 집중적으로 검출함과 아울러, 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석한 후, 그 분석 결과에 따라 주요 이벤트의 발생 여부를 판별하여, 주요 이벤트의 영상 프레임만을 선별 녹화하거나 또는 선별 재생할 수 있도록 하기 위한 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
Accordingly, the present invention has been created to solve the above problems, and intensively detects the movement of a subject in a specific region within an image frame photographed by a surveillance camera or read out from a hard disk. After analyzing the moving path of the movement of the subject by using the motion vector, it is determined whether or not the main event occurs according to the analysis result, and a motion vector for selectively recording or selectively playing the video frame of the main event. It is an object of the present invention to provide a method for selective recording and playback of video frames.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화방법은, 감시용 카메라에 의해 촬영되는 영상 프레임 내의 특정 영역에서, 피사체 움직임을 검출하는 1단계; 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석하는 2단계; 및 상기 분석 결과에 따라, 이벤트 발생 여부를 판별한 후, 그에 해당하는 영상 프레임을 선별 녹화하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, According to an aspect of the present invention, there is provided a method for selecting and recording an image frame using a motion vector, the method comprising: detecting a subject movement in a specific area within an image frame photographed by a surveillance camera; Analyzing the movement path of the detected object movement using a motion vector; And determining, according to the analysis result, whether or not an event has occurred, and then selectively recording and recording the video frame corresponding thereto.
또한, 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 재생방법은, 하드 디스크로부터 독출되는 영상 프레임 내의 특정 영역에서, 피사체 움직임을 검출하는 1단계; 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석하는 2단계; 및 상기 분석 결과에 따라, 이벤트 발생 여부를 판별한 후, 그에 해당하는 영상 프레임을 선별 재생하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, In addition, the image frame selection and reproduction method using the motion vector according to the present invention comprises: a step of detecting a subject movement in a specific region within the image frame read from the hard disk; Analyzing the movement path of the detected object movement using a motion vector; And determining, according to the analysis result, whether or not an event has occurred, and then selectively selecting and reproducing an image frame corresponding thereto.
또한, 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화장치는, 피사체의 움직임을 검출하기 위한 검출부; 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석하기 위한 분석부; 및 상기 분석 결과에 따라, 이벤트 발생 여부를 판별한 후, 그에 해당하는 영상 프레임을 선별 녹화시키기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the video frame selection recording apparatus using a motion vector according to the present invention, the detection unit for detecting the movement of the subject; An analyzer configured to analyze the movement path of the detected subject movement using a motion vector; And a controller for judging whether an event has occurred and selecting and recording an image frame corresponding thereto according to the analysis result.
이하, 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a video frame selective recording and reproducing method using a motion vector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은, 본 발명이 적용되는 감시용 디지털 비디오 레코더에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 감시용 디지털 비디오 레코더(DVR)에는, 인터페이스부(50), A/D 변환부(51), 디지털 신호처리부(52), MPEG 엔코더(53), MPEG 디코더(54), 하드 디스크(55), 마이컴(56), 메모리(57) 등이 포함 구성됨과 아울러, 영역 분할부(58)와 이벤트 검출부(59)가 포함 구성된다.Fig. 3 shows a configuration of a surveillance digital video recorder to which the present invention is applied. The surveillance digital video recorder (DVR) includes an
한편, 상기 영역 분할부(58)와 이벤트 검출부(59)는, 상기 디지털 신호처리부(52)와 마이컴(56) 내에, 소프트웨어 또는 하드웨어 등으로 포함 구성될 수 있으며, 상기 마이컴(56)에서는, 사용자의 요청에 따라, 상기 영역 분할부(58)를 동작 제어하여, 영상 프레임 내의 일부 영역을 감시 영역으로 구분 설정하게 된다.Meanwhile, the
예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 마이컴(56)에서는, 사용자의 요청에 따라, 하나의 영상 프레임을 '6 X 6' 영역으로 분할함과 아울러, 그 중 일부 영역을 감시 영역(Detection Area)으로 구분 설정하게 되며, 또한 상기 감시 영역 내에서의 피사체 움직임에 대한 이동 경로(Moving Path)를 설정하게 된다.For example, as illustrated in FIG. 4, the
그리고, 상기와 같이 감시 영역과 이동 경로가 설정된 상태에서, 감시용 카메라에 의해 영상 프레임이 촬영되거나 또는 하드 디스크로부터 영상 프레임이 독출 재생되는 경우, 상기 영역 분할부(58)에서는, 상기 영상 프레임을 6 X 6 영역으로 분할한 후, 사용자가 설정한 감시 영역만을 추출하여, 상기 이벤트 검출부(59)로 출력하게 된다.In the state where the surveillance region and the movement path are set as described above, when the image frame is photographed by the surveillance camera or the image frame is read out and reproduced from the hard disk, the
또한, 상기 이벤트 검출부(59)에서는, 상기 감시 영역 내에서의 피사체 움직임을 검출함과 아울러, 그 피사체 움직임의 이동 경로를 모션 벡터(Motion Vector) 를 이용하여 분석하게 되며, 상기 마이컴(56)에서는, 상기 분석된 피사체 움직임의 이동 경로가, 사용자가 설정한 이동 경로와 일치하는 경우, 주요 이벤트가 발생하였다고 판별하게 된다.In addition, the
그리고, 상기와 같이 주요 이벤트가 발생된 시점에 촬영된 영상 프레임을 하드 디스크에 선별 녹화하거나, 또는 상기 주요 이벤트가 발생된 시점에 재생된 영상 프레임을 선별하여 모니터에 화면 표시하게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
As described above, the video frame photographed at the time when the main event occurs is recorded and recorded on the hard disk or the video frame reproduced at the time when the main event occurs is displayed on the monitor. It will be described in detail as follows.
도 5는, 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 상기 마이컴(56)에서는, 상기 영역 분할부(58)를 동작 제어하여, 하나의 영상 프레임을 다수의 블록(예: 6 X 6)으로 분할함과 아울러, 사용자가 선택 지정하는 일부 영역을, 피사체 움직임을 집중적으로 검출하기 위한 감시 영역(Detection Area)으로 구분 설정하게 된다(S10).FIG. 5 is a flowchart illustrating a video frame selection and recording method using a motion vector according to the present invention. As described above, in the
또한, 상기 마이컴(56)에서는, 상기와 같이 구분 설정된 감시 영역 내에서, 사용자가 선택 지정하는 임의의 피사체 이동 경로(Moving Path)를 설정하게 되며(S11), 이후, 감시용 카메라로부터 촬영되는 영상 프레임을 녹화하거나, 또는 하드 디스크로부터 독출되는 영상 프레임을 재생하는 경우, 이벤트 발생 검출 모드를 설정하게 된다.In addition, the
그리고, 상기와 같이 이벤트 발생 검출 모드가 설정되면(S12), 상기 영역 분 할부(58)에서는, 상기 디지털 신호처리부(52)를 통해 입력되는 영상 프레임 중, 감시 영역만을 추출하여, 상기 이벤트 검출부(59)로 출력하게 되고, 상기 이벤트 검출부(59)에서는, 상기 감시 영역 내에서의 피사체 움직임을 비교 검출하게 된다 (S13).When the event occurrence detection mode is set as described above (S12), the area divider 58 extracts only a surveillance area from the image frame input through the
예를 들어, 상기 감시 영역에 해당하는 현재의 영상 프레임과 이전 영상 프레임을 서로 비교하여, 휘도(Y) 또는 컬러(C) 성분의 차이가, 사전에 설정된 소정 기준 값 이상이 되는 경우, 감시 영역 내에서의 피사체 움직임이 검출되었다고 판별하게 된다.For example, when the current image frame corresponding to the surveillance region and the previous image frame are compared with each other, and the difference between the luminance (Y) or the color (C) component is equal to or greater than a predetermined reference value, the surveillance region. It is determined that the movement of the subject in the body is detected.
그리고, 상기 이벤트 검출부(59)에서는, 상기 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석 및 추적하게 되는 데(S14), 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 오른쪽 위 부분에 위치하고 있는 피사체가, 중앙 위 부분으로 이동하는 경우, 우측에서 좌측으로 이동하는 모션 벡터를 검출하게 되고, 이후, 중앙 위 부분에 위치하고 있는 피사체가 왼쪽 중앙 부분으로 이동하는 경우, 중앙에서 좌측 아래로 이동하는 모션 벡터를 검출하게 된다. The
한편, 상기 마이컴(56)에서는, 상기와 같이 검출되는 모션 벡터를 분석하여, 상기 피사체 움직임의 이동 경로를 추적하게 되는 데, 이때 상기 피사체 움직임의 이동 경로가, 사전에 설정된 이동 경로와 일치하는 경우(S15), 주요 이벤트가 발생되었다고 판별하게 되며, 그에 해당하는 영상 프레임, 예를 들어 감시용 카메라에 의해 촬영되는 영상 프레임을, 하드 디스크(55)에 선별 녹화하거나, 또는 상기 하드 디스크로부터 독출되는 영상 프레임을 선별 재생하여, 모니터를 통해 화면 표시 하게 된다(S16). On the other hand, the
그리고, 사용자의 요청에 따라, 상기와 같은 일련의 동작을 반복 수행하거나, 또는 임의의 해당 동작을 수행하게 되므로(S17), 결국 사용자가 선택 지정한 감시 영역 내에서 피사체가 특정 경로로 이동하는 경우, 주요 이벤트 발생으로 판별하여, 그에 해당하는 영상 프레임을 선별 녹화하거나 또는 선별 재생할 수 있게 되어, 불필요한 영상 프레임을 녹화 또는 재생하게 되는 것을 효율적으로 예방할 수 있게 된다.
In response to the user's request, the above-described series of operations are repeatedly performed or any corresponding operation is performed (S17). Therefore, when the subject moves in a specific path within the surveillance region selected by the user, By determining that a major event has occurred, it is possible to selectively record or selectively play back a video frame corresponding thereto, thereby effectively preventing unnecessary video frames from being recorded or played back.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
As mentioned above, preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art can improve other various embodiments within the spirit and technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below. Changes, substitutions or additions will be possible.
상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 모션 벡터를 이용한 영상 프레임 선별 녹화 및 재생방법은, 감시용 카메라에 의해 촬영되거나, 또는 하드 디스크에서 독출되는 영상 프레임 내의 특정 영역에서, 피사체 움직임을 집중적으로 검출함과 아울러, 상기 검출되는 피사체 움직임의 이동 경로를, 모션 벡터를 이용하여 분석한 후, 그 분석 결과에 따라 주요 이벤트의 발생 여부를 판별하여, 주요 이벤트의 영상 프레임만을 선별 녹화하거나 또는 선별 재생함으로써, 별로 중요하 지 않은 영상 프레임들이 하드 디스크에 녹화되는 것을 미연에 방지할 수 있게 되며, 또한 사용자가 원하는 주요 이벤트의 영상 프레임만을 신속하게 검색할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다. In the video frame selective recording and reproducing method using the motion vector according to the present invention, which is constructed and constructed as described above, the movement of the subject is intensively detected in a specific area in the video frame photographed by the surveillance camera or read out from the hard disk. In addition, after analyzing the movement path of the detected subject movement by using a motion vector, by determining whether or not the main event occurs according to the analysis result, by selectively recording or screening only the video frame of the main event In addition, it is a very useful invention that it is possible to prevent video frames that are not important to be recorded on the hard disk in advance, and to quickly search only the video frames of the main event desired by the user.
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