KR101324222B1 - 영상 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수개의 태스크들을 수행하고, 각각의 태스크의 영상 처리 프레임 비율에 따라 작동 시간을 스케줄링 함으로써, 불필요한 자원 보호를 위한 동작을 최소화할 수 있는 영상 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 복수개의 입력 영상이 각각의 프레임 비율에 따라 입력되는 적어도 하나 이상의 영상 입력부; 각각의 상기 입력 영상이 처리되는 태스크들의 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 일렬로 나열하여 순차적으로 수행하는 제어부를 구비하는 영상 처리 장치를 제공한다.

Description

영상 처리 장치{Image processing apparatus}
본 발명은 영상 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상을 입력 받고, 입력 받은 영상을 저장하거나 디스플레이 하는 등 영상을 처리하는 영상 처리 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 영상 처리 장치는 영상을 입력 받고, 입력 받은 영상을 저장하거나 디스플레이 하는 등 영상을 처리할 수 있는 장치를 포함한다.
영상 처리 장치에서는 복수개의 작업이 수행될 수 있다. 이때, 영상 처리 장치에서 복수개의 작업을 수행하기 위하여, 각각의 작업을 수행하는 순서 및 시간을 효율적으로 배분할 필요가 있다.
하지만, 종래의 영상 처리 장치에서는 처리되는 작업들의 순서 및 시간 등을 효율적으로 처리하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은, 복수개의 태스크들을 수행하고, 각각의 태스크의 영상 처리 프레임 비율에 따라 작동 시간을 스케줄링 함으로써, 불필요한 자원 보호를 위한 동작을 최소화할 수 있는 영상 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 복수개의 입력 영상이 각각의 프레임 비율에 따라 입력되는 적어도 하나 이상의 영상 입력부; 각각의 상기 입력 영상이 처리되는 태스크들의 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 일렬로 나열하여 순차적으로 수행하는 제어부를 구비하는 영상 처리 장치를 제공한다.
각각의 상기 태스크의 프레임 비율에 따라 상기 태스크의 실행 주기가 결정되고, 상기 실행 주기에 따라 상기 태스크가 수행될 수 있다.
상기 태스크들이 일정한 시간 간격의 단위 시간 동안에 수행될 수 있다.
상기 실행 주기에 따라 각각의 상기 단위 시간에 수행될 상기 태스크가 순차적으로 수행될 수 있다.
각각의 상기 태스크의 상기 실행 주기로부터 연속되는 각각의 상기 단위 시간에 수행될 상기 태스크들의 상기 실행 순서가 결정되고, 상기 각각의 단위 시간에 수행되는 태스크들로 정의되는 태스크 테이블이 생성될 수 있다.
상기 태스크 테이블에 의하여 각각의 상기 단위 시간에 상기 태스크들이 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 처리 장치에 의하면, 복수개의 태스크들을 각각의 영상 처리 프레임 비율에 따라 작동 시간을 스케줄링 함으로써, 불필요한 자원 보호를 위한 동작을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 영상 처리 장치(100)의 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 영상 처리 장치(100)는 영상 입력부(110); 제어부(120); 저장부(130); 및 표시부(140)를 구비할 수 있다.
영상 입력부(110)는 복수개의 입력 영상이 각각의 프레임 비율에 따라 입력되는 구성 요소이다. 영상 처리 장치(100)에는 영상 입력부(110)가 적어도 하나 이상 바람직하게는 복수개 구비될 수 있다.
제어부(120)는 각각의 입력 영상이 처리되는 태스크들의 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 일렬로 나열하여 순차적으로 수행할 수 있다. 저장부(130)는 입력 영상이 저장되는 구성 요소이다. 표시부(140)는 입력 영상이 표시되는 구성 요소이다.
영상 입력부(110)는 외부로부터 영상을 입력받는 구성요소로서, 카메라를 포함하고, 카메라를 통하여 입력 영상을 입력받을 수 있다. 이때, 영상 입력부(110) 는 복수개 구비되어 각각의 영상 입력부(110)로부터 각각의 입력 영상을 입력 받을 수 있다.
각각의 영상 입력부(110)는 미리 설정된 프레임 비율에 따라 각각의 입력 영상을 입력받을 수 있다. 즉, 각각의 영상 입력부(110)는 미리 설정된 프레임 비율에 따라 설정되는 시간 간격으로 프레임 단위로 영상을 입력받을 수 있다.
이때, 입력 영상부(110)는 IP(Internet Protocol) 카메라가 될 수 있으며, 각각의 IP(Internet Protocol) 카메라가 제어부(120)와 네트워크로 연결될 수 있다. 이때, 입력 영상부(110)가 제어부(120)와 연결되도록 하는 네트워크는 유선 또는 무선 네트워크 등의 다양한 방식에 의한 네트워크가 될 수 있다.
한편, 영상 입력부(110)는 IP(Internet Protocol) 카메라에 한정되지 아니하고, 다양한 형태의 영상 입력 장치를 포함하거나, 저장매체 또는 네트워크를 통하여 연결되는 다양한 형태의 시스템으로부터 영상을 입력받을 수 있도록 하는 입력 장치가 될 수 있다.
네트워크 또는 코덱을 통하여 전달되는 영상은 미리 정해진 프레임 비율에 따라 데이터가 생성될 수 있다. 예를 틀어 초당 10 프레임의 프레임 비율의 영상은 100ms 마다 데이터가 생성될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)에서는 100ms 마다 입력 영상에 대한 데이터를 처리하면 된다.
본 발명에 따른 영상 처리 장치(100)에서는, 제어부(120)가 처리되는 입력 영상의 프레임 비율과 연동하여 작동할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 각각의 입력 영상을 각각의 프레임 비율에 따라 데이터 흐름을 연동시켜, 제어부(120)에서 처리되 는 다양한 프로세스들 사이에 데이터 보호가 없이도 데이터를 전송 또는 저장하는 등의 다양한 작업을 수행할 수 있다.
제어부(120)에서 다양한 작업을 수행하기 위하여 스케줄러(scheduler)를 사용할 수 있는데, 제어부(120)의 운영체제(OS, Operating System)에서 제공하는 범용의 스케줄러를 사용하여 시스템을 구성하는 방법 또는 단일 태스크를 사용하여 시스템을 구성하는 방법이 사용될 수 있다.
이때, 시스템 스케줄러를 이용한 시스템 구성에서는 여러 가지 다양한 작업을 위한 태스크들 각각에 대한 실행 시점을 판단할 수 없으므로, 태스크들 사이의 싱크 및 자원 보호를 위한 태스크 사이의 싱크 및 뮤텍스(Mutex) 등을 사용해야 한다.
즉, 운영체제의 범용 스케줄러를 사용하는 경우에는 각각의 태스크(task) 또는 쓰레드(thread)의 동작 시점을 파악할 수 없으므로, 뮤텍스(Mutex), 이벤트(Event), 또는 세마포어(Semaphore) 등을 사용하여 태스크 또는 쓰레드들 사이의 동기를 맞추어야 한다.
하지만, 뮤텍스 등을 사용하는 경우에, 처리해야 할 영상이 존재함에도 불구하고 일순간 처리를 하지 못하는 상황이 발생할 수 있으며, 이러한 상황이 쌓여 가면서 전반적으로 제어부, 특히 제어부에 포함되는 중앙처리장치(CPU)의 사용 효율이 떨어지는 상황이 발생할 수 있다. 또한, 다중 태스크 또는 쓰레드를 처리하기 위한 추가적인 연산 시간이 필요할 수 있다.
또한, 운영체제의 범용 스케줄러를 사용하는 경우에도 일정한 시간마다 데이 터를 처리할 수 있게 소프트웨어적으로 프로그램 가능하지만, 각각의 태스크 또는 쓰레드에 따라 가변적으로 작업을 수행하기 어려워, 정확한 시간 조절이 어려울 수 있다. 또한, 처리해야할 태스크 또는 쓰레드가 많은 경우에 산발적으로 태스크 또는 쓰레드가 동작되기 때문에, 태스크들 사이의 자원 보호를 위한 추가적인 장치를 사용해야 될 수 있으며, 태스크들 사이의 스위칭이 일어날 수 있도록 하기 위한 지연 시간이 발생할 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 영상 처리 장치(100)에서는 입력 영상의 프레임 비율을 반영하여 각각의 태스크 또는 쓰레드를 처리할 수 있도록 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 설정하는 전용 스케줄러를 도입함으로써, 입력 영상을 처리하기 위한 최적의 시스템을 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 입력 영상을 원활하게 처리할 수 있으며, 시스템의 설계 마진을 증가시켜 안정적인 시스템을 구성할 수 있다.
이를 위하여, 입력 영상의 프레임 비율에 따라 각각의 태스크의 동작 시간을 설정하고, 태스크의 실행 시간을 일렬로 나열하여 작업을 수행하도록 하는 전용 스케줄러를 사용할 수 있다. 이 경우, 태스크의 불필요한 스위칭 동작에 사용되는 제어부(120)의 작동 시간을 다른 작업을 수행하기 위한 자원으로 환원할 수 있으며, 하나의 작업 수행 시에 다른 작업에 의한 손상을 방지하기 위한 자원 보호 동작을 제거할 수 있다.
이를 위하여, 제어부(120)는 각각의 입력 영상이 처리되는 태스크들의 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 일렬로 나열하여 순차적으로 수 행할 수 있다. 이때, 각각의 태스크의 프레임 비율에 따라 태스크의 실행 주기가 결정되고, 실행 주기에 따라 태스크가 수행될 수 있다.
또한, 태스크들이 일정한 시간 간격의 단위 시간 동안에 수행될 수 있다. 이때, 단위 시간은 복수개의 태스크가 수행될 수 있는 충분한 시간이 되도록 하는 것이 바람직하다. 실행 주기에 따라 각각의 단위 시간에 수행될 태스크가 순차적으로 수행되도록 할 수 있다.
이를 위하여, 각각의 태스크의 실행 주기로부터 연속되는 각각의 단위 시간에 수행될 태스크들의 실행 순서가 결정되고, 각각의 단위 시간에 수행되는 태스크들로 정의되는 태스크 테이블이 생성될 수 있다. 또한, 태스크 테이블에 의하여 각각의 단위 시간에 태스크들이 수행될 수 있다.
특히, 제어부(120)에서 처리되는 태스크는 복수개의 태스크가 될 수 있는데, 제1 태스크, 제2 태스크, 및 제3 태스크 중의 적어도 어느 하나 이상이 될 수 있다.
이때, 제1 태스크는 영상 입력부(110)를 통하여 입력 영상을 입력받는 작업이 될 수 있다. 제2 태스크는 입력 영상을 저장부(130)에 저장하는 작업이 될 수 있다. 제3 태스크는 입력 영상을 표시부(140)에 표시하는 작업이 될 수 있다.
이때, 저장부(130)는 입력 영상이 저장되는 저장 매체를 포함할 수 있다. 표시부(140)는 입력 영상이 표시되는 모니터 또는 터미널 컴퓨터 등이 될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 DVR(Digital Video Recorder) 또는 NVR(Network Video Recorder) 등이 될 수 있으며, 내부에는 태스크 1, 태스크 2, 및 태스크 3 등의 작 업이 수행되는 중앙 처리 장치(CPU)가 포함될 수 있다.
도 2에는 도 1의 제어부(120)에서 처리되는 태스크들(210, 220, 230, 240)의 실시예들이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 제어부(120)에서 처리되는 도 2의 태스크들(210, 220, 230, 240)을 수행하기 위한 태스크 테이블(300)이 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하여 도 1의 제어부(120)에서 전용 스케줄러에 의하여 복수개의 태스크가 수행되는 실시예를 설명할 수 있다. 제어부(120)에서 수행되는 태스크들에는 제1 태스크(210), 제2 태스크(220), 제3 태스크(230), 및 제4 태스크(240)가 포함할 수 있다.
제1 태스크(210)는 초당 10 프레임의 프레임 비율로 처리될 수 있으며, 이 경우 100ms 마다 작업이 수행될 수 있다. 제2 태스크(220)는 초당 20 프레임의 프레임 비율로 처리될 수 있으며, 이 경우 50ms 마다 작업이 수행될 수 있다.
제3 태스크(230)는 초당 30 프레임의 프레임 비율로 처리될 수 있으며, 이 경우 33ms 마다 작업이 수행될 수 있다. 제4 태스크(240)는 초당 15 프레임의 프레임 비율로 처리될 수 있으며, 이 경우 66ms 마다 작업이 수행될 수 있다.
이때, 제1 태스크(210)의 실행 주기는 100ms가 되고, 제2 태스크(220)의 실행 주기는 50ms가 되고, 제3 태스크(230)의 실행 주기는 33ms가 되고, 제4 태스크(240)의 실행 주기는 66ms가 된다.
제1 태스크(210), 제2 태스크(220), 제3 태스크(230), 및 제4 태스크(240)를 포함하는 태스크들의 작업 실행 시간 및 실행 순서는 도 3에 도시된 태스크 테이 블(300)로 정의될 수 있다.
이때, 각각의 작업이 수행되는 단위 시간은 10ms가 되고, 각각의 작업이 10ms 단위로 처리 될 수 있다. 제1 태스크(210), 제2 태스크(220), 제3 태스크(230), 및 제4 태스크(240) 각각의 태스크가 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 단위 시간인 10ms 단위로 일렬로 나열하여 순차적으로 수행할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 태스크 테이블의 실시예에 따르면, 20ms에서 30ms 사이의 단위 시간에는 제3 태스크(230)가 실행되고, 40ms에서 50ms 단위 시간에는 제2 태스크(220)가 실행된다.
또한, 50ms에서 60ms 단위 시간에는 제3 태스크(230)와 제4 태스크(240)가 순차적으로 실행되고, 80ms에서 90ms 단위 시간에는 제3 태스크(230)가 실행될 수 있다.
또한, 90ms에서 100ms 단위 시간에는 제1 태스크(210)와 제2 태스크(220)가 순차적으로 실행되고, 110ms에서 120ms 단위 시간에는 제3 태스크(230)와 제4 태스크(240)가 순차적으로 실행될 수 있다.
또한, 140ms에서 150ms 단위 시간에는 제2 태스크(220)와 제3 태스크(230)가 순차적으로 실행되고, 170ms에서 180ms 단위 시간에는 제3 태스크(230)와 제4 태스크(240)가 순차적으로 실행되고, 190ms에서 200ms 단위 시간에는 제1 태스크(210)와 제2 태스크(220)가 순차적으로 실행될 수 있다.
도 4에 도시된 태스크 테이블에서와 같이 각각의 태스크들에 대한 프레임 비 율에 따라 각 태스크의 동작 시점을 나열하면, 10ms, 20ms, 40ms, 70ms, 80ms, 110ms, 130ms, 140ms, 160ms, 170ms, 190ms 시간대에는 잉여 시간이 발생하며, 동일 시간대에 두 개의 태스크가 나열된 부분에서도 10ms라는 충분한 시간이 할당되어, 충분히 실행 가능하게 된다.
본 발명에서와 같이 특정 영상 처리 장치(100)에 특화된 전용 스케줄러를 사용하여 각각의 프레임 비율에 따라 태스크 또는 쓰레드의 실행 시간 및 순서를 결정함으로써, 제어부(120)의 동작 시간을 영상의 처리에 효율적으로 할당할 수 있다.
따라서, 상대적으로 낮은 성능의 중앙 처리 장치에 의하여 작업을 수행하는 경우에도 작업 수행에 충분한 성능을 발휘할 수 있으며, 남는 시간에는 제어부(120)가 다른 작업을 수행할 수 있는 여유를 가질 수 있으므로, 멀티 태스킹(multi-tasking)의 성능을 최대한 활용할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 영상 처리 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 제어부에서 처리되는 태스크들의 실시예들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 제어부에서 처리되는 도 2의 태스크들을 수행하기 위한 태스크 테이블을 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 영상 처리 장치, 110: 렌즈,
120: 제어부, 130: 저장부,
140: 표시부.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 복수개의 입력 영상이 각각의 프레임 비율에 따라 입력되는 적어도 하나 이상의 영상 입력부;
    각각의 상기 입력 영상이 처리되는 태스크들의 각각의 실행 시간 및 실행 순서를 프레임 비율에 따라 일렬로 나열하여 순차적으로 수행하는 제어부를 구비하고,
    각각의 상기 태스크의 프레임 비율에 따라 상기 태스크의 실행 주기가 결정되고, 상기 실행 주기에 따라 상기 태스크가 수행되는 영상 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태스크들이 일정한 시간 간격의 단위 시간 동안에 수행되는 영상 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실행 주기에 따라 각각의 상기 단위 시간에 수행될 상기 태스크가 순차적으로 수행되는 영상 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    각각의 상기 태스크의 상기 실행 주기로부터 연속되는 각각의 상기 단위 시간에 수행될 상기 태스크들의 상기 실행 순서가 결정되고, 상기 각각의 단위 시간에 수행되는 태스크들로 정의되는 태스크 테이블이 생성되는 영상 처리 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 태스크 테이블에 의하여 각각의 상기 단위 시간에 상기 태스크들이 수행되는 영상 처리 장치.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 입력 영상부가 상기 제어부와 네트워크로 연결되는 IP(Internet Protocol) 카메라인 영상 처리 장치.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제2항에 있어서,
    상기 제어부가 DVR(Digital Video Recorder) 또는 NVR(Network Video Recorder)을 포함하여 이루어지는 영상 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 입력 영상이 저장되는 저장부, 및
    상기 입력 영상이 표시되는 표시부를 더 구비하는 영상 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부에서 처리되는 태스크가,
    상기 영상 입력부를 통하여 상기 입력 영상을 입력받는 제1 태스크, 상기 입력 영상을 상기 저장부에 저장하는 제2 태스크, 및 상기 입력 영상을 상기 표시부에 표시하는 제3 태스크 중의 적어도 어느 하나 이상인 영상 처리 장치.
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