KR101249690B1 - 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법 - Google Patents

영상 처리 장치의 영상 암호화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법은 외부 영상을 촬영하는 영상 촬영부와, 영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 있어서, 영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 인코딩하여 복수의 영상 프레임을 생성하는 단계와, 복수의 영상 프레임을 구성하는 각각의 영상 프레임에 대해, 각각의 영상 프레임을 임의의 크기를 가지는 복수의 프레임 블록으로 분할하는 단계와, 각각의 영상 프레임에 대해, 복수의 프레임 블록의 순서를 재배열하여 암호화된 영상 프레임을 생성하는 단계와, 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성하는 단계와, 복수의 영상 프레임을 구성하는 각각의 암호화된 영상 프레임에 대해, 각각의 암호화된 영상 프레임을 조합하여 영상 데이터를 생성하는 단계 및 영상 데이터, 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하며, 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 암호화되어 저장되는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 처리 장치의 영상 암호화 방법{Method for encrypting an image of image processing apparatus}
본 발명은 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 암호화 과정을 단순화시켜 영상 처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 영상 처리 장치(Image processing apparatus)는 외부 영상을 촬영하여 영상 데이터를 생성하고 저장하는 등과 같이 영상에 대한 일련의 처리 과정을 수행하는 장치를 의미한다. 최근 정보 통신 기술의 발달에 따라 영상 데이타의 형태는 종래의 아날로그 형태에서 점차 가공 처리가 손쉬우며 품질의 저하가 발생하지 않는 디지탈 형태의 영상 데이터로 변화되고 있다. 또한, 이러한 영상 데이터는 인터넷 상이나, 플로피 디스크, 하드 디스크, CD-ROM, 이동식 메모리 등 다양한 저장 매체를 통해 널리 분포되어 사용되고 있는 실정이다. 이와 같이, 디지탈 형태인 영상 데이터의 저장 및 변환의 용이성, 대량 복제성 및 유통성으로 인하여 가상 공간을 통해 영상 데이터에 대한 보안 문제의 심각성이 커지고 있으며, 영상 데이터를 보호하기 위한 다양한 보안 방법이 개발되고 있다. 특히, 영상 처리 장치 중에는 영상 데이터를 허가되지 않은 타인이 볼 수 없도록 하기 위해 영상 데이터의 보안이 중요시되는 장치가 있는데, 차량용 블랙박스, CCTV(Closed-circuit television, 폐쇄 회로 TV) 등을 그 예로 들 수 있다.
일반적으로 디지털 데이터의 형태를 가지는 영상 데이터의 암호화는 영상 데이터에 대해 접근 권한이 있는 사용자에게만 이용 가능한 정보를 제공하도록 영상 데이터를 저장 또는 전송할 때에 적용되는 기술 분야이다. 이러한 영상 데이터의 암호화 방법은 디지털 데이터를 암호화하기 위한 방법들을 적용할 수 있는데, 대표적인 암호화 방법으로는, DES 암호 알고리즘, 3중 DES 암호 알고리즘, RSA 공개 키 암호 알고리즘 등을 예로 들 수 있다. 이러한 암호화 방법을 통해 저장 또는 전송되는 영상 데이터를 암호화하고, 영상 데이터에 대한 접근 권한이 있는 사용자에게만 공개키 또는 비밀키 등의 입력을 통해 암호화된 영상 데이터를 복원할 수 있도록 할 수 있다.
그러나, 종래의 암호화 방법은 영상 데이터에 대한 보안의 강도는 높으나, 영상 데이터의 암호화를 위해서는 영상 처리 장치 내 중앙 처리 장치(Central processing unit, CPU)의 성능 및 전력 소모량이 많아, 차량용 블랙박스, CCTV와 같이 소형의 장치나 임베디드 시스템에 범용적으로 적용하는 데에 어려움이 있다.
따라서, 영상 암호화 과정을 단순화시켜 영상 처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임 각각을 복수의 프레임 블록으로 분할하고 재배열하여 영상 프레임의 구조를 암호화함으로써 영상 암호화 과정을 단순화시켜 영상 처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법은 외부 영상을 촬영하는 영상 촬영부와, 상기 영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 있어서, 영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 인코딩하여 복수의 영상 프레임을 생성하는 단계와, 상기 복수의 영상 프레임을 구성하는 각각의 영상 프레임에 대해, 상기 각각의 영상 프레임을 임의의 크기를 가지는 복수의 프레임 블록으로 분할하는 단계와, 상기 각각의 영상 프레임에 대해, 상기 복수의 프레임 블록의 순서를 재배열하여 암호화된 영상 프레임을 생성하는 단계와, 상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성하는 단계와, 상기 복수의 영상 프레임을 구성하는 각각의 암호화된 영상 프레임에 대해, 상기 각각의 암호화된 영상 프레임을 조합하여 영상 데이터를 생성하는 단계 및 상기 영상 데이터, 상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 암호화되어 저장되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 따르면, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임 각각을 복수의 프레임 블록으로 분할하고 재배열하여 영상 프레임의 구조를 암호화함으로써 영상 암호화 과정을 단순화시켜 영상 처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 따르면, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임 자체를 재배열하여 영상 데이터의 구조를 암호화함으로써 간단한 방법으로 영상 데이터의 암호화 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 따르면, 영상 프레임 내 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보, 또는, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임의 순서 정보를 암호화함으로써 간단한 방법으로 영상 데이터의 암호화 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 이용하여 촬영된 영상을 암호화하여 저장하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 촬영부에서 복수의 영상 프레임을 생성한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 영상 프레임을 복수의 프레임 블록으로 분할하여 재배열하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 하나의 영상 프레임에 대한 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 복수의 암호화된 영상 프레임을 조합하여 영상 데이터를 생성하는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 복수의 암호화된 영상 프레임의 순서 정보를 생성하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 하나의 영상 프레임에 대한 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 저장하는 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 이용하여 암호화된 영상 데이터를 복호화하여 디스플레이부로 출력하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 과정에서 영상 데이터 내 복수의 암호화된 영상 프레임이 재배열된 경우에 복수의 복호화된 영상 프레임을 재배열하는 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(100)는, 영상 촬영부(110), 영상 암호화부(120), 메모리부(130), 데이터 저장부(140), 영상 복호화부(150), 디스플레이부(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다. 영상 처리 장치(100)는 외부 영상을 촬영하여 영상 데이터를 생성하고 저장하는 등과 같이 영상에 대한 일련의 처리 과정을 수행하는 장치를 의미하며, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 영상 처리 장치는 영상의 보안이 중요시되는 장치로서, 차량용 블랙박스, CCTV 등을 그 예로 들 수 있다.
영상 촬영부(110)는 외부 영상을 촬영하여 아날로그 형태의 영상 신호로 출력하고, 이러한 아날로그 형태의 영상 신호를 인코딩하여 디지털 형태를 가지는 복수의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 여기서 영상 프레임이란 영상을 이루는 기본 단위로서 한 장의 스틸 이미지를 의미한다. 이러한 영상 촬영부(110)는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 카메라 또는 CCD(Charge-coupled Device) 카메라를 사용할 수 있다. 영상을 촬영하고 이를 인코딩하여 디지털 형태의 영상 프레임을 생성하는 방법에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
영상 암호화부(120)는 영상 촬영부(110)로부터 생성된 복수의 영상 프레임을 변환하여 복수의 암호화된 영상 프레임을 생성할 수 있다. 영상 암호화부(120)에서 암호화된 영상 프레임을 생성하는 방법에 대해서는 도 2 내지 도 8b를 참조하여 자세히 후술한다.
메모리부(130)는 영상 처리 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램, 영상 처리 결과 생성된 영상 데이터 및 각종 정보를 임시로 보관하는 역할을 할 수 있고, 데이터 저장부(140)는 프로그램, 영상 데이터 및 각종 정보를 최종적으로 저장하는 역할을 할 수 있다. 이 때, 메모리부(130)는 휘발성 메모리를 사용하고, 데이터 저장부(140)는 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다. 데이터 저장부(140)는 SD 카드(Secure Digital Card)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 정보의 입출력 및 저장이 가능한 다양한 저장 매체를 사용할 수도 있다. 또한, 데이터 저장부(140)는 영상 처리 장치(100)의 내부에 장착된 상태이나, 필요에 따라 영상 처리 장치(100)의 외부로 분리될 수 있다.
영상 복호화부(150)는 데이터 저장부(140)에 저장된 암호화된 영상 데이터를 읽어들여 복호화한 후 디코딩하여 영상 출력 파일을 생성할 수 있다. 영상 복호화부(150)에서 암호화된 영상 프레임을 복호화하여 영상 출력 파일을 생성하는 방법에 대해서는 도 9 내지 도 10을 참조하여 자세히 후술한다. 또한, 영상 데이터를 디코딩하여 영상 출력 파일을 생성하는 방법에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
디스플레이부(160)는 영상 촬영부(110)에서 촬영되는 영상이나, 데이터 저장부(140)에 저장된 영상 데이터는 물론, 영상 처리 장치(100)의 동작에 따른 각종 정보를 사용자에게 표시하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디스플레이부(160)를 통해 영상 촬영부(110)가 촬영하는 화면 또는 데이터 저장부(140)에 저장된 영상 데이터를 확인할 수 있다. 또한, 사용자는 디스플레이부(160)를 통해 영상 촬영부(110)가 영상을 촬영 중일 때, 영상 촬영부(110)에서 생성된 영상 데이터를 데이터 저장부(140)에 저장 중일 때 등의 다양한 상황울 알 수 있다. 이러한 디스플레이부(160)로는 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes)를 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어부(170)는 영상 처리 장치(100)를 구성하는 각종 구성 요소, 즉, 영상 촬영부(110), 영상 암호화부(120), 메모리부(130), 데이터 저장부(140), 영상 복호화부(150) 및 디스플레이부(160)의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, 각각의 구성 요소로부터 전달되는 정보를 처리하여 해당 구성 요소 또는 다른 구성 요소를 제어할 수 있다. 예를 들어, 영상 암호화부(120)로부터 암호화된 영상 데이터를 전달 받아 이를 데이터 저장부(140)에 저장하도록 제어할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 영상 처리 장치(100)는, 외부의 음향을 입력 받거나 영상 데이터의 음향을 외부로 출력하는 오디오 입출력부, 사용자로부터 명령을 입력 받기 위한 키 버튼(Key button) 형태의 사용자 입력부, 영상 데이터 또는 각종 영상 정보 등을 외부의 원격 서버로 전송하거나, 외부의 원격 서버로부터 영상 처리 장치에 필요한 제어 명령 등 각종 정보를 수신하는 송수신부를 더 포함할 수도 있다.
이상, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 이용하여 촬영된 영상을 암호화하여 저장하는 과정을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에서는, 영상 처리 장치(100)에서 영상 데이터를 암호화하는 방법, 보다 자세하게는, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임을 암호화하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 영상 촬영부(110)는 외부 영상을 촬영하고(S201), 촬영된 영상을 인코딩하여 복수(N개)의 영상 프레임을 생성할 수 있다(S202).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 촬영부에서 복수의 영상 프레임을 생성한 예를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 촬영부(110)는 외부 영상을 촬영하여 아날로그 형태의 영상 신호로 출력하고, 이러한 아날로그 형태의 영상 신호를 인코딩하여 디지털 형태를 가지는 복수의 영상 프레임(F1 내지 F5)을 생성할 수 있다. 여기서 각각의 영상 프레임은 같은 크기를 가지는 스틸 이미지를 의미한다. 설명의 편의상, 본 발명의 일 실시예에서는 5개의 영상 프레임(F1 내지 F5)을 연결하여 하나의 영상 데이터(D)를 생성한다고 가정하여 설명하기로 한다.
다시 도 2를 참조하면, 영상 촬영부(110)에서 복수의 영상 프레임을 생성한 후, 영상 암호화부(120)는 미리 설정된 옵션에 따라 영상 암호화 모드인지 아닌지를 판단할 수 있다(S203). 이러한 영상 암호화 모드 여부는 사용자가 사용자 입력부(도시되지 않음) 등을 이용하여 설정할 수 있으며, 이러한 설정값은 데이터 저장부(140) 등에 저장될 수 있다.
단계 S203에서의 판단 결과, 영상 암호화 모드로 설정되지 않은 경우(단계 S203의 아니오), 영상 암호화부(120)는 영상 촬영부(110)에서 인코딩된 5개의 영상 프레임(F1 내지 F5)을 순차적으로 연결하여 영상 데이터(D)를 생성한 후(S203-1), 생성된 영상 데이터(D)를 데이터 저장부(140)에 저장할 수 있다. 이와 같이 생성된 영상 데이터(D)는 암호화되지 않은 상태이므로, 추후 복호화 과정을 거치치 않고 바로 디스플레이부(160)로 출력될 수 있다.
한편, 단계 S203에서의 판단 결과, 영상 암호화 모드로 설정된 경우(단계 S203의 예), 영상 암호화부(120)는 이하의 단계 S204 내지 단계 S209 과정을 거쳐 영상 데이터를 암호화할 수 있다.
먼저, 영상 암호화부(120)는 5 개의 영상 프레임(F1 내지 F5) 중 첫번째 영상 프레임(F1)(이하, 제1 영상 프레임)을 임의의 크기를 가지는 복수의 프레임 블록으로 분할하고(S204). 복수의 프레임 블록의 순서를 재배열하여 암호화된 제1 영상 프레임(NF1)을 생성할 수 있다(S205). 그리고, 영상 암호화부(120)는 암호화된 제1 영상 프레임(NF1) 내 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성할 수 있다(S206).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 영상 프레임을 복수의 프레임 블록으로 분할하여 재배열하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 하나의 영상 프레임에 대한 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)에서는 영상 암호화부(120)가 제1 영상 프레임(F1)을 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4)으로 분할한 예를 나타내고, 도 4의 (b)에서는 영상 암호화부(120)가 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 순서를 재배열하여 암호화된 제1 영상 프레임(NF1)을 생성한 예를 나타내고 있다. 여기서, 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기는 각각 s1, s2, s3, s4이며, 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기는 서로 동일할 수도 있으나, 서로 다른 값을 가지는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 프레임 블록의 개수 및 크기는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고 얼마든지 변경 가능하다.
도 5의 (a)는 암호화된 제1 영상 프레임(NF1)의 일 예를 나타내고, 도 5의 (b1) 내지 (b4)는 각각 도 5의 (a)의 암호화된 제1 영상 프레임(NF1) 내 복수의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기 및 순서 정보를 생성한 결과의 다양한 예를 나타낸 것이다.
도 5의 (b1)에 도시된 바와 같이, 영상 암호화부(120)는 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4) 각각의 크기 정보가 나열된 제1 배열(Array)과, 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4) 각각의 순서 정보가 나열된 제2 배열(Array)로 이루어진 복수의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기 및 순서 정보를 생성할 수 있다. 도 5의 (b1)에서, 전단의 s1, s2, s3, s4(제1 배열)는 차례로 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기 정보를 나타내며, 후단의 4, 3, 1, 2(제2 배열)는 차례로 프레임 블록(b1 내지 b4)의 순서 정보, 즉, 프레임 블록 b1은 4번째, 프레임 블록 b2는 3번째, 프레임 블록 b3는 1번째, 프레임 블록 b4는 2번째에 배열되었음을 나타낸다. 도 5의 (b1)의 다른 예로, 도 5의 (b2)에서는, 후단의 3, 4, 2, 1(제2 배열)은 차례로 배열된 프레임 블록(b1 내지 b4), 즉, 앞에서부터 프레임 블록 b3, 프레임 블록 b4, 프레임 블록 b2 및 프레임 블록 b1이 차례로 배열되었음을 나타낼 수도 있다.
다른 예로, 도 5의 (b3)에 도시된 바와 같이, 영상 암호화부(120)는 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4) 각각의 크기 정보와 순서 정보가 짝을 이루어 나열된 제3 배열(Array)로 이루어진 복수의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기 및 순서 정보를 생성할 수 있다. 도 5의 (b3)에서, 앞에서부터 s1, 4는 프레임 블록 b1의 크기와 4번째에 배열되었음을 나타내고, s2, 3은 프레임 블록 b2의 크기와 3번째에 배열되었음을 나타내며, s3, 1은 프레임 블록 b3의 크기와 1번째에 배열되었음을 나타내고, s4, 2는 프레임 블록 b1의 크기와 4번째에 배열되었음을 나타낸다.
마지막으로, 도 5의 (b4)에 도시된 바와 같이, 영상 암호화부(120)는 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4) 각각의 크기 정보로서, 4 개의 프레임 블록(b1 내지 b4) 각각의 위치에 대한 포인터(Pointer)로 이루어진 복수의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기를 생성할 수 있다. 도 5의 (b3)에서, 후단의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 순서 정보(제2 배열)는 도5의 (b1)과 동일하나, 전단의 ps1, ps2, ps3, ps4(제1 배열)는 차례로 프레임 블록(b1 내지 b4)의 위치에 대한 포인터를 나타낸다. 포인터는 실제 데이터 저장부(140)에 저장되는 주소(Address) 또는 오프셋값(Offset value)을 의미한다. 예를 들어, 도 5의 (a)에서, 프레임 블록 b1, b2, b3 및 b4의 크기를 각각 30, 40, 50, 60이고 첫번째에 배열된 프레임 블록의 위치에 대한 포인터를 0이라고 가정하면, 전단의 ps1, ps2, ps3, ps4(제1 배열)는 차례로 150(0+50+60+40), 110(0+50+60), 0, 50(0+50)으로 나타낼 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 암호화된 제1 영상 프레임(NF1) 내 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고 얼마든지 변경 가능하다.
다시 도 2를 참조하면, 영상 암호화부(120)는 5 개의 영상 프레임(F1 내지 F5) 전체에 대해서 상기 단계 S204 및 단계 S206 과정을 수행했는지 판단하여(S207), 모든 영상 프레임(F1 내지 F5)에 대해 상기 단계 S204 및 단계 S206 과정을 수행했을 경우(단계 S206의 예), 영상 암호화부(120)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)을 조합하여 영상 데이터(D)를 생성할 수 있다(S208).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 복수의 암호화된 영상 프레임을 조합하여 영상 데이터를 생성하는 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 복수의 암호화된 영상 프레임의 순서 정보를 생성하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 영상 암호화부(120)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서를 재배열한 후(S208-1), 재배열된 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)을 연결하여 영상 데이터(D)를 생성할 수 있다(S208-2). 그리고, 영상 암호화부(120)는 영상 데이터 내 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 생성하여 데이터 저장부(140)에 저장할 수 있다(S208-3). 이 때, 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보는 암호화되어 데이터 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 7의 (a)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)을 재배열하여 영상 데이터를 생성한 예를 나타내고, 도 7의 (b1) 및 (b2)는 각각 도 7의 (a)의 영상 데이터 내 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 생성한 결과의 다양한 예를 나타낸 것이다. 도 7의 (b1)에 도시된 바와 같이, 영상 암호화부(120)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 각각의 순서 정보가 배열(Array)로 이루어진 복수의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 생성할 수 있다. 도 7의 (b1)에서, 4, 5, 2, 1, 3은 차례로 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 나타낸다. 즉, 도 7의 (b1)의 {4, 5, 2, 1, 3}은 암호화된 제1 영상 프레임(NF1)은 4번째, 암호화된 제2 영상 프레임(NF2)은 5번째, 암호화된 제3 영상 프레임(NF3)은 2번째, 암호화된 제4 영상 프레임(NF4)은 1번째, 암호화된 제5 영상 프레임(NF5)은 3번째에 배열되었음을 나타낸다.
도 7의 (b1)의 다른 예로, 도 7의 (b2)에서, 4, 3, 5, 1, 2는 차례로 배열된 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 번호 정보를 나타낸다. 즉, 도 7의 (b2)의 {4, 3, 5, 1, 2}는 앞에서부터 제4 영상 프레임(NF4), 제3 영상 프레임(NF3), 제5 영상 프레임(NF5), 제1 영상 프레임(NF1), 제2 영상 프레임(NF2)이 차례로 배열되었음을 나타낸다.
한편, 도 7에 도시된 영상 데이터 내 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 영상 암호화부(120)는 생성된 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 데이터 저장부(140)에 저장할 수 있는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 영상 데이터(D)의 헤더부(DH)에 저장하는 것이 바람직하다. 이 때, 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보는 암호화되어 데이터 저장부(140)에 저장될 수 있는데, 암호화 방법은 공지의 암호화 방법을 사용할 수 있으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다시 도 2를 참조하면, 영상 암호화부(120)가 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)을 조합하여 영상 데이터(D)를 생성한 후, 영상 암호화부(120)는 영상 데이터(D), 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 데이터 저장부에 저장할 수 있다(S209). 이 때, 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 암호화되어 데이터 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화부에서 하나의 영상 프레임에 대한 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 저장하는 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 8a에서는 암호화된 제1 영상 프레임(NF1) 내 복수의 프레임 블록(b1 내지 b4)의 크기 및 순서 정보를 암호화된 제1 영상 프레임(NF1)의 헤더부(FH)에 저장하는 예를 나타내고 있다. 즉, 영상 암호화부(120)는 영상 데이터(D) 내 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)에 대해 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 각각의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 헤더부(FH)에 저장할 수 있다.
다른 예로, 도 8b에서는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)를 연결하여 생성한 영상 데이터(D)의 헤더부(DH)에 저장하는 예를 나타내고 있다. 즉, 영상 암호화부(120)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 연결하여 영상 데이터(D)의 헤더부(DH)에 저장할 수 있다.
한편, 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 암호화되어 데이터 저장부(140)에 저장될 수 있는데, 암호화 방법은 공지의 암호화 방법을 사용할 수 있으며, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 내 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보의 저장 방법은 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않고 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(100)의 영상 복호화는 상술한 영상 암호화 과정을 역순으로 진행하여 수행할 수 있다. 이하, 도 9 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 복호화 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치를 이용하여 암호화된 영상 데이터를 복호화하여 디스플레이부로 출력하는 과정을 나타내는 순서도이다.
여기서는 도 2 내지 도 8b에서 도시한 예와 동일한 경우를 가정하여, 영상 복호화 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 영상 복호화부(150)는 데이터 저장부(140)로부터 영상 데이터(D)를 읽어들여(S301), 영상 데이터(D)를 복수의 영상 프레임으로 분할할 수 있다(S302). 그리고, 영상 복호화부(150)는 복수의 영상 프레임이 암호화되었는 지 여부를 판단할 수 있다(S303). 예를 들어, 영상 복호화부(150)는 영상 데이터의 헤더부(DH)에 저장된 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보나, 영상 데이터의 헤더부(DH) 또는 영상 프레임의 헤더부(FH)에 저장된 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 이용하여 영상 데이터(D)가 암호화되었는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S303에서의 판단 결과, 영상 프레임이 암호화되지 않은 경우(단계 S303의 아니오), 영상 복호화부(150)는 암호화되지 않은 5 개의 영상 프레임(F1 내지 F5)을 인코딩한 후 순차적으로 연결하여 영상 출력 파일을 생성할 수 있다(S303-1). 그리고, 디스플레이부(160)는 생성된 영상 출력 파일을 사용자가 확인할 수 있도록 출력할 수 있다.
한편, 단계 S303에서의 판단 결과, 영상 프레임이 암호화된 경우(단계 S303의 예), 영상 복호화부(150)는 이하의 단계 S304 내지 단계 S308 과정을 거쳐 영상 데이터를 복호화할 수 있다.
영상 프레임이 암호화된 경우, 도 2 내지 도 8b에서 도시한 예를 참조하면, 앞서 단계 S302에서 영상 복호화부(150)는 영상 데이터(D)를 분할하여 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)을 생성할 수 있다. 이 때, 도 7에 도시된 예와 같은 경우라면, 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)은 암호화된 제4 영상 프레임(NF4), 암호화된 제3 영상 프레임(NF3), 암호화된 제5 영상 프레임(NF5), 암호화된 제1 영상 프레임(NF1), 암호화된 제2 영상 프레임(NF2)의 순서로 분할될 수 있다.
영상 복호화부(150)는, 영상 데이터(D)를 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)으로 분할한 후, 먼저, 첫번째 암호화된 영상 프레임인 암호화된 제4 영상 프레임(NF4)에 대한 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 읽어들일 수 있다(S304). 이 때, 영상 복호화부(150)는 영상 데이터의 헤더부(DH) 또는 영상 프레임의 헤더부(FH)로부터 암호화된 제4 영상 프레임(NF4) 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 읽어들일 수 있다. 한편, 도 8a 및 8b에 도시된 예에서와 같이, 암호화된 제4 영상 프레임(NF4)에 대한 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 공지의 암호화 방법을 이용하여 암호화되어 저장될 수 있는데, 이 경우, 암호화된 제4 영상 프레임(NF4)에 대한 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 공지의 복호화 방법에 의해 복호화하는 과정을 거칠 수 있다. 그리고, 영상 복호화부(150)는, 암호화된 제4 영상 프레임(NF4) 각각의 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보에 따라, 암호화된 제4 영상 프레임(NF4) 내 복수의 프레임 블록의 순서를 재배열하여 복호화된 영상 프레임(DF4)을 생성할 수 있다(S305).
다음으로, 영상 복호화부(150)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5) 전체에 대해서 상기 단계 S304 및 단계 S305 과정을 수행했는지 판단하여(S306), 모든 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)에 대해 상기 단계 S304 및 단계 S305 과정을 수행할 수 있다. 모든 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)에 대해 상기 단계 S304 및 단계 S305 과정을 수행하고 나면, 도 7에 도시된 예에서와 같은 경우, 복호화된 제4 영상 프레임(DF4), 복호화된 제3 영상 프레임(DF3), 복호화된 제5 영상 프레임(DF5), 복호화된 제1 영상 프레임(DF1), 복호화된 제2 영상 프레임(DF2)의 순서로 복호화된 영상 프레임이 생성될 수 있다.
암호 복호화부(150)는, 모든 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)에 대해 상기 단계 S304 및 단계 S305 과정을 수행하고 난 후, 영상 복호화부(150)는 5 개의 복호화된 영상 프레임(DF1 내지 DF5)을 디코딩한 후 조합하여 영상 출력 파일을 생성할 수 있다(S307).
이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 영화 암호화부(120)가 영상 암호화 과정에서 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서를 재배열한 후 영상 데이터(D)를 생성한 경우에는, 5 개의 복호화된 영상 프레임(DF1 내지 DF5)의 순서를 원래대로 재배열할 필요가 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 과정에서 영상 데이터 내 복수의 암호화된 영상 프레임이 재배열된 경우에 복수의 복호화된 영상 프레임을 재배열하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 영상 복호화부(150)는 먼저 데이터 저장부(140)에 저장된 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 읽어들일 수 있다(S307-1). 도 7에 도시된 예의 경우, 영상 복호화부(150)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 영상 데이터(D)의 헤더부(DH)로부터 읽어들일 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 예에서와 같이, 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보는 공지의 암호화 방법을 이용하여 암호화되어 저장될 수 있는데, 이 경우, 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보를 공지의 복호화 방법에 의해 복호화하는 과정을 거칠 수 있다.
그리고, 영상 복호화 부(150)는 5 개의 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)의 순서 정보에 따라 5 개의 복호화된 영상 프레임(DF1 내지 DF5)의 순서를 원래대로 재배열할 수 있다(S307-2). 즉, 도 7에 도시된 예에서와 같은 경우, 모든 암호화된 영상 프레임(NF1 내지 NF5)에 대해 상기 단계 S304 및 단계 S305 과정을 수행하고 나면, 복호화된 제4 영상 프레임(DF4), 복호화된 제3 영상 프레임(DF3), 복호화된 제5 영상 프레임(DF5), 복호화된 제1 영상 프레임(DF1), 복호화된 제2 영상 프레임(DF2)의 순서로 복호화된 영상 프레임이 생성되는데, 암호 복호화부(150)는 이를 복호화된 제1 영상 프레임(DF1), 복호화된 제2 영상 프레임(DF2), 복호화된 제3 영상 프레임(DF3), 복호화된 제4 영상 프레임(DF4), 복호화된 제5 영상 프레임(DF5)의 순서로 재배열할 수 있다. 마지막으로, 영상 복호화부(150)는 재배열된 5 개의 복호화된 영상 프레임(DF1 내지 DF5)를 순차적으로 연결하여 디스플레이부(160)를 통해 출력할 영상 출력 파일을 생성할 수 있다(S307-3).
다시 도 9를 참조하면, 마지막으로, 영상 복호화부(150)가 5 개의 복호화된 영상 프레임(DF1 내지 DF5)을 조합하여 영상 출력 파일을 생성하고 나면, 디스플레이부(160)는 생성된 영상 출력 파일을 사용자가 확인할 수 있도록 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 따르면, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임 각각을 복수의 프레임 블록으로 분할하고 재배열하여 영상 프레임의 구조를 암호화함으로써 영상 암호화 과정을 단순화시켜 영상 처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임 자체를 재배열하여 영상 데이터의 구조를 암호화함으로써 간단한 방법으로 영상 데이터의 암호화 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 영상 프레임 내 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보, 또는, 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임의 순서 정보를 암호화함으로써 간단한 방법으로 영상 데이터의 암호화 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 영상 처리 장치의 종류로서 차량용 블랙박스, CCTV 등을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 적용 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 영상 암호화와 관련된 다양한 종류의 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법에 얼마든지 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 영상 처리 장치
110: 영상 촬영부 120: 영상 암호화부
130: 메모리부 140: 데이터 저장부
150: 영상 복호화부 160: 디스플레이부
170: 제어부

Claims (10)

  1. 외부 영상을 촬영하는 영상 촬영부와, 상기 영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법에 있어서,
    영상 촬영부로부터 촬영된 영상을 인코딩하여 복수의 영상 프레임을 생성하는 단계;
    상기 복수의 영상 프레임을 구성하는 각각의 영상 프레임에 대해, 상기 각각의 영상 프레임을 임의의 크기를 가지는 복수의 프레임 블록으로 분할하는 단계;
    상기 각각의 영상 프레임에 대해, 상기 복수의 프레임 블록의 순서를 재배열하여 암호화된 영상 프레임을 생성하는 단계;
    상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보를 생성하는 단계;
    상기 각각의 암호화된 영상 프레임의 순서를 재배열하는 단계;
    재배열된 상기 각각의 암호화된 영상 프레임을 연결하여 상기 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 영상 데이터, 상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보, 재배열된 상기 각각의 암호화된 영상 프레임의 순서 정보를 데이터 저장부에 저장하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보, 재배열된 상기 각각의 암호화된 영상 프레임의 순서 정보는 암호화되어 저장되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 상기 각각의 암호화된 영상 프레임의 헤더부에 저장되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 블록의 크기 및 순서 정보는 상기 영상 데이터의 헤더부에 저장되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    재배열된 상기 각각의 암호화된 영상 프레임의 순서 정보는 상기 영상 데이터의 헤더부에 저장되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치의 영상 암호화 방법.
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