KR101475479B1 - 선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법이 개시된다. 선박용 영상 데이터 처리 장치는, 동적 영역 및 정적 영역이 포함된 원본 이미지에서 동적 영역만을 포함하는 마스크 이미지를 생성하는 정적 영역 마스킹부; 상기 정적 영역 마스킹부에 의해 현재 생성된 현재 마스크 이미지와 이미 생성되어 전처리 버퍼에 저장된 복수의 마스크 이미지들 중 상기 현재 마스크 이미지와 소정 횟수의 생성 주기 차이를 가지는 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지를 대비하여 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출하는 차분기; 미리 지정된 임계값 이상의 차이값을 가지는 픽셀에 대한 영상 정보만을 유지시키는 필터링을 수행하는 필터; 및 영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀들 각각의 위치 정보 및 차이값을 나타내는 동적 수열 데이터를 생성하여 저장 장치에 저장하는 부호화 및 스트리밍부를 포함한다.

Description

선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법{Device and method for processing video data for ship}
본 발명은 선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
선박에는 선박의 위치, 시간, 속력, 침로 등과 같은 항해 상태 데이터, 기관의 작동 상태 등과 같은 선박 운항 중 발생될 수 있는 대부분의 상황 데이터를 저장하고, 선박 사고 발생시 원인 규명과 재발 방지를 위해 저장된 데이터를 재생하기 위해 브이디알(VDR, Voyage Data Recorder)이 구비된다.
도 1에는 종래기술에 따른 브이디알(VDR)의 동작 개념이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 브이디알(100)은 선박 내의 다양한 장치로부터 데이터를 주기적으로 수신하여 저장하고 필요시 재생하는 기능을 포함한다.
브이디알(100)에 저장되는 데이터에는 마이크로폰 등을 통해 입력되어 생성된 음성 데이터, 레이더, 전자해도표시시스템(ECDIS) 또는 CCTV 등을 통해 입력되어 생성된 영상 데이터뿐 아니라 다양한 항통장비로부터 입력되는 유의미한 데이터 일체가 포함된다.
그 중 영상 데이터와 관련하여, 레이더, 전자해도표시시스템 등의 항통장비로부터 입력되어 디스플레이되는 표시 화면이 일정 시간 간격으로 캡쳐되어 브이디알(100)의 저장 공간에 저장되고, 사고 분석 등의 필요시 저장된 데이터가 독출되어 재생된다.
그러나 복수의 레이더 영상이 저장되어야 할 뿐 아니라, 저장되는 영상의 해상도 및 저장 시간의 비약적으로 증가되고 있어 브이디알(100) 등의 저장 장비 구매를 위해 소요되는 비용 역시 급격히 증가되고 있다.
또한, 단순한 화면 캡쳐 형태의 영상 데이터 저장 방식은 저장 장치의 이용 효율을 저하시키는 원인이 되고 있고, 캡쳐한 이미지를 압축하여 저장하는 과정에서 수행되는 양자화 및 필터링 처리 등에 의해 텍스트 기반 데이터들이 정상적으로 복원되지 못하거나 높은 해상도로 표현되어야 할 표적 영상이 번진 형태로 복원되는 문제점도 있다.
본 발명은 레이더, 전자해도시스템 등과 같은 항통장비로부터 제공되는 정보(즉, 고정적인 화면 프레임 내에서 텍스트 기반 정보와 데이터/지도 등의 영상 정보가 혼합되어 표시되는 정보)를 효율적으로 저장하고 복원할 수 있는 선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 항통장비로부터 제공되는 정보를 최소한의 크기를 가지도록 처리하여 저장할 수 있고, 이 경우에도 저장된 데이터의 재생시 텍스트 기반 정보가 정상적으로 표시되며, 또한 표적 영상이 번지는 현상이 발생되지 않는 선박용 영상 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박용 영상 데이터 처리 장치에 있어서, 동적 영역 및 정적 영역이 포함된 원본 이미지에서 동적 영역만을 포함하는 마스크 이미지를 생성하는 정적 영역 마스킹부; 상기 정적 영역 마스킹부에 의해 현재 생성된 현재 마스크 이미지와 이미 생성되어 전처리 버퍼에 저장된 복수의 마스크 이미지들 중 상기 현재 마스크 이미지와 소정 횟수의 생성 주기 차이를 가지는 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지를 대비하여 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출하는 차분기; 미리 지정된 임계값 이상의 차이값을 가지는 픽셀에 대한 영상 정보만을 유지시키는 필터링을 수행하는 필터; 및 영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀들 각각의 위치 정보 및 차이값을 나타내는 동적 수열 데이터를 생성하여 저장 장치에 저장하는 부호화 및 스트리밍부를 포함하는 선박용 영상 데이터 처리 장치가 제공된다.
상기 부호화 및 스트리밍부는, 상기 정적 영역에 상응하는 텍스트 기반 데이터와, 미리 지정된 백업 주기에서 생성된 마스크 이미지로서 상기 전처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지를 상기 저장 장치에 더 저장할 수 있다.
상기 텍스트 기반 데이터는 레이더 전시기로부터 수신되거나, 상기 정적 영역 마스킹부가 상기 원본 이미지를 이용하여 생성한 상기 정적 영역만을 포함하는 마스크 이미지일 수 있다.
상기 부호화 및 스트리밍부는, 상기 동적 수열 데이터, 상기 텍스트 기반 데이터 및 상기 백업 마스크 이미지를 시분할 방식으로 부호화하여 단일 스트림 형태의 데이터로 상기 저장 장치에 저장할 수도 있다.
상기 선박용 영상 데이터 처리 장치는, 상기 저장 장치에 저장된 동적 수열 데이터, 텍스트 기반 데이터 및 백업 마스크 이미지를 독출하는 디스트리밍부; 복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터와 후처리 버퍼에 저장된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지를 이용하여 현재 마스크 이미지를 복원하는 연속적 디코딩부; 및 상기 복원된 현재 마스크 이미지와 상기 현재 마스크 이미지에 상응하는 텍스트 기반 데이터를 이용하여 상기 원본 이미지를 구성하여 재생 처리부로 출력하는 결합부를 더 포함할 수도 있다.
상기 연속적 디코딩부는 복원할 현재 마스크 이미지보다 소정 횟수의 생성 주기 이전에 생성된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지와 복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터를 이용하여 상기 현재 마스크 이미지를 복원하고, 상기 복원된 현재 마스크 이미지는 소정 횟수의 생성 주기 이후에 생성된 마스크 이미지의 복원을 위한 기준 마스크 이미지로 상기 후처리 버퍼에 저장될 수 있다.
상기 재생 처리부로부터 초기화 신호가 입력되거나 미리 지정된 주기마다 상기 후처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지는 다른 백업 마스크 이미지로 대체될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 영상 데이터 처리 장치가 수행하는 영상 데이터 처리 방법에 있어서, 동적 영역 및 정적 영역이 포함된 원본 이미지에서 동적 영역만을 포함하는 마스크 이미지를 생성하는 단계; 현재 생성된 현재 마스크 이미지와 이미 생성되어 전처리 버퍼에 저장된 복수의 마스크 이미지들 중 상기 현재 마스크 이미지와 소정 횟수의 생성 주기 차이를 가지는 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지를 대비하여 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출하는 단계; 미리 지정된 임계값 이상의 차이값을 가지는 픽셀에 대한 영상 정보만을 유지시키기 위한 필터링을 수행하는 단계; 영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀들 각각의 위치 정보 및 차이값을 나타내는 동적 수열 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 동적 수열 데이터, 상기 정적 영역에 상응하는 텍스트 기반 데이터 및 미리 지정된 백업 주기에서 생성된 마스크 이미지로서 상기 전처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지를 저장 장치에 저장하는 단계를 포함하는 영상 데이터 처리 방법이 제공된다.
상기 텍스트 기반 데이터는 레이더 전시기로부터 수신되거나, 상기 정적 영역 마스킹부가 상기 원본 이미지를 이용하여 생성한 상기 정적 영역만을 포함하는 마스크 이미지일 수 있다.
상기 영상 데이터 처리 방법은, 상기 저장 장치에 저장된 동적 수열 데이터, 텍스트 기반 데이터 및 백업 마스크 이미지를 독출하는 단계; 복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터와 후처리 버퍼에 저장된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지를 이용하여 현재 마스크 이미지를 복원하는 단계; 및 상기 복원된 현재 마스크 이미지와 상기 현재 마스크 이미지에 상응하는 텍스트 기반 데이터를 이용하여 구성한 상기 원본 이미지를 출력하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
미리 지정된 주기마다 또는 상기 백업 마스크 이미지에 대한 초기화 신호가 입력되면 상기 후처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지는 다른 백업 마스크 이미지로 대체되도록 구성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레이더, 전자해도시스템 등과 같은 항통장비로부터 제공되는 정보(즉, 고정적인 화면 프레임 내에서 텍스트 기반 정보와 데이터/지도 등의 영상 정보가 혼합되어 표시되는 정보)를 효율적으로 저장하고 복원할 수 있는 효과가 있다.
또한 항통장비로부터 제공되는 정보를 최소한의 크기를 가지도록 처리하여 저장할 수 있고, 이 경우에도 저장된 데이터의 재생시 텍스트 기반 정보가 정상적으로 표시되며, 또한 표적 영상이 번지는 현상이 발생되지 않는 효과도 있다.
도 1은 종래기술에 따른 브이디알(VDR)의 동작 개념을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 영상 데이터 처리 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 전처리 유닛의 구성을 상세히 나타낸 도면.
도 4 내지 도 5는 전처리 유닛에 의한 영상 처리 과정을 나타낸 도면.
도 6은 전처리 유닛의 타임 슬롯형(time-slotted) 부호화 및 스트리밍 개념을 나타낸 도면.
도 7은 도 2의 후처리 유닛의 구성을 상세히 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 항통장치로부터 제공되는 영상 데이터의 저장 방법을 나타낸 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항통장치로부터 제공되는 영상 데이터의 재생 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
제1, 제2, n번째 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 영상 데이터 처리 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 전처리 유닛의 구성을 상세히 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 5는 전처리 유닛에 의한 영상 처리 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 전처리 유닛의 타임 슬롯형(time-slotted) 부호화 및 스트리밍 개념을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 2의 후처리 유닛의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 선박용 영상 데이터 처리 장치는 전처리 유닛(210), 브이디알(100) 및 후처리 유닛(220)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 브이디알(100)에는 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 음성 데이터, 기타 항통장비로부터 입력되는 유의미한 데이터 등이 더 저장될 수 있음은 당연하다.
전처리 유닛(210)의 구성이 도시된 도 3을 참조하면, 전처리 유닛(210)은 정적 영역 마스킹부(310), 전처리 버퍼(320), 기준 마스크 이미지 추출부(330), 차분기(340), 필터(350), 부호화 및 스트리밍부(360)을 포함하여 구성될 수 있다.
정적 영역 마스킹부(310)는 레이더, 전자해도시스템 등과 같은 항통장비(이하, 텍스트-영상 항통장비라 칭함)로부터 제공된 정보를 이용하여 구성된 혼합 정보(즉, 정적 영역과 동적 영역을 포함하도록 구성된 화면 프레임 내에서 텍스트 기반 정보와 데이터/지도 등의 영상 정보를 혼합하여 표시되는 정보)가 디스플레이된 표시 화면을 스크린 캡쳐한 원본 이미지(original image)에서 텍스트 기반 정보가 표시되는 정적 영역을 제거하도록 형성된 마스크를 이용하여 원형 PPI 영상 영역인 동적 영역만에 대한 마스크 이미지(masked image)를 생성한다(도 4 참조).
마스크 이미지의 생성은 예를 들어 원본 이미지 중 동적 영역에 해당되는 위치의 픽셀만을 선택적으로 추출하여 재구성하는 방법, 원본 이미지 중 정적 영역에 해당되는 위치의 픽셀에 상응하는 영상 정보를 제거하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 마스크 이미지를 생성하기 위한 마스크의 위치 및 크기는 예를 들어 텍스트-영상 항통장비에 의해 제공되는 정보를 이용하여 혼합 정보를 구성하기 위해 지정된 화면 프레임 내에서 데이터/지도 등의 영상 정보가 표시되도록 규정된 영역 및 크기로 미리 지정될 수 있다.
정적 영역 마스킹부(310)는 미리 지정된 주기(즉, 타임슬롯)마다 혼합 정보가 디스플레이되는 표시 화면을 스크린 캡쳐하여 마스크 이미지를 생성하고, 생성된 마스크 이미지는 전처리 버퍼(320)에 저장된다.
기준 마스크 이미지 추출부(330)는 정적 영역 마스킹부(310)에 의해 생성되고 전처리 버퍼(320)에 저장된 하나 이상의 마스크 이미지들 중 현재 생성한 마스크 이미지(즉, 도 4의 n번째 마스크 이미지)로부터 미리 지정된 횟수의 주기 이전에 생성된 마스크 이미지(즉, 도 4의 n-k번째 마스크 이미지)를 기준 마스크 이미지로 추출하여 차분기(340)로 제공한다. 여기서, k는 1이거나 다른 임의의 자연수일 수 있다.
차분기(340)는 정적 영역 마스킹부(310)에 의해 현재 생성된 마스크 이미지(즉, n번째 마스크 이미지인 현재 마스크 이미지)와 기준 마스크 이미지 추출부(330)에 의해 추출된 기준 마스크 이미지에서 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출한다.
차분기(340)는 예를 들어 현재 마스크 이미지에서 새롭게 생성되거나 신호 세기가 커진 영상 정보가 표시되는 픽셀은 양의 값을 가지는 차이값을 산출하고, 반대로 소멸되거나 신호 세기가 약해진 영상 정보가 표시되는 픽셀은 음의 값을 가지는 차이값을 산출하며, 신호 세기가 일정한 픽셀은 0(zero)의 값을 가지는 차이값을 산출할 수 있다(도 5 참조).
차분기(340)에 의해 차이값 산출된 차분 결과 이미지에는 의미있는 동적 데이터뿐 아니라 노이즈(noise)가 포함될 수 있다. 이러한 노이즈는 레이더를 통해 송수신되는 전자기파의 세기가 무선 채널이나 RF 프런트 엔드 등의 영향에 의해 시간의 변화에 따라 어느 정도 변화하기 때문에 발생된다.
필터(350)는 노이즈 제거를 위해 미리 지정된 임계값(threshold)을 차분기(340)에 의해 산출된 각 픽셀의 차이값에 적용함으로써 노이즈 성분을 제거한다(도 5 참조).
필터(350)의 처리에 의해 임계값 이하의 차이값을 가지는 픽셀들의 영상 정보는 제거될 것이며, 임계값 적용을 통해 브이디알(100)에 저장되는 데이터의 양이 획기적으로 감소될 수 있다. 여기서, 임계값은 예를 들어 JPEG 등 일반적인 이미지 압축 알고리즘에서 사용되는 양자화 레벨을 고려하여 이와 유사한 영향을 주는 값으로 실험적, 통계적으로 결정될 수 있다.
또한, 필터(350)에 의해 노이즈 성분 제거된 차분 결과 이미지의 각 픽셀의 차이값은 저장될 데이터량을 추가적으로 감소시키기 위해 양자화 처리될 수도 있다.
필터(350)에 의해 노이즈 성분 제거된 동적 데이터(즉, PPI 영상에 상응하는 데이터로서 차분 결과 데이터)는 부호화 및 스트리밍부(360)로 제공된다.
앞서 설명한 바와 같이, 텍스트-영상 항통장비에서 제공된 정보를 이용하여 구성된 혼합 정보에는 PPI 영상에 상응하는 동적 데이터 외에 텍스트 기반 데이터가 더 포함된다(도 4 참조).
텍스트 기반 데이터(즉, 정적 영역에 표시되는 정적 데이터)는 레이더 전시기로부터 직접 부호화 및 스트리밍부(360)로 제공될 수 있다. 물론, 텍스트 기반 데이터는 정적 영역 마스킹부(310)가 동적 영역을 제거하도록 형성된 마스크를 이용하여 정적 영역에 대한 마스크 이미지로 생성하여 부호화 및 스트리밍부(360)로 제공할 수도 있다.
부호화 및 스트리밍부(360)는 필터(350)에 의해 노이즈 제거된 동적 데이터 중 0(zero)이 아닌(넌-제로) 신호 세기를 가지는 각 픽셀(즉, 영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀)에 대한 좌표 및 차이값만을 표시하도록 구성된 동적 수열 데이터를 생성한다.
또한, 부호화 및 스트리밍부(360)는 생성한 동적 수열 데이터, 텍스트 기반 데이터 및 전처리 버퍼(320)에 저장된 백업 마스크 이미지(back-up masked PPI)를 도 6에 예시된 시분할 방식으로 부호화하여 단일 스트림 형태의 데이터로 브이디알(100) 내의 저장 공간에 저장한다.
백업 마스크 이미지는 후술되는 바와 같이 저장된 데이터의 재생 과정에서 발생될 수 있는 에러 전파(error propagation) 현상을 방지하고 샘플 타임 스탬프(sampled time stamp) 역할 및 빠른 속도의 인덱싱이 가능하도록 하는 기능을 수행하기 위해 소정의 주기마다 정적 영역 마스킹부(310)에 의해 생성된 마스크 이미지로 백업 저장될 수 있다.
필터(350)에 의해 처리된 데이터는 의미있는 데이터인 넌-제로 데이터의 수가 매우 적고, 동적 데이터의 생성/소멸 또는 신호 세기의 증감이 해당 픽셀의 차이값에 대응되어 양 또는 음의 부호로 결정되는 특징을 가진다.
따라서, 본 실시예에 따른 선박용 영상 데이터 처리 장치는 매 주기에서 생성된 모든 마스크 이미지를 저장하지 않고, 현재 마스크 이미지와 미리 지정된 횟수의 주기 이전에 생성된 다른 마스크 이미지간의 차이값들 중 넌-제로 데이터를 가지는 픽셀의 좌표와 값만에 대한 동적 수열 데이터를 저장함으로써 저장되는 데이터의 양이 획기적으로 감소되는 장점이 있다.
예를 들어, 영상 픽셀이 8비트의 크기를 가지는 경우 하나의 픽셀 표현에 약 32비트(예를 들어, 좌표 표현을 위한 24비트 및 차이값 표현을 위한 8비트)가 소모되어 하나의 픽셀당 4배의 데이터 용량이 필요하지만. 넌-제로 데이터의 수가 전체 픽셀의 1/4 이하라면 저장되는 데이터의 양은 감소될 수 있는 것이다.
브이디알(100)에 저장된 데이터를 재생하기 위한 처리를 수행하는 후처리 유닛(220)의 구성이 도시된 도 7을 참조하면, 후처리 유닛(220)은 디스트리밍부(710), 후처리 버퍼(720), 연속적(succesive) 디코딩부(730), 결합부(740) 및 재생 처리부(750)를 포함하여 구성될 수 있다.
후처리 유닛(220)의 처리 과정은 앞서 설명한 전처리 유닛(210)의 처리 과정의 역과정으로 정리할 수 있으며, 브이디알(100)에 저장된 데이터를 독출하여 마스크 이미지, 동적 수열 데이터 및 텍스트 기반 데이터로 각각 디스트리밍(destreaming)하고, 이를 재생 장치에서 재생하기 적합한 형태의 원본 이미지로 복원하는 과정을 수행한다. 후처리 유닛(220)은 재생 장치의 일 구성 요소로 포함되거나, 재생 장치와 연결되어 후처리 유닛(220)이 처리한 데이터를 재생 장치로 제공하도록 구성될 수 있다.
디스트리밍부(710)는 브이디알(100)의 저장 공간에 저장된 단일 스트림 형태의 데이터를 기준 마스크 이미지, 동적 수열 데이터 및 텍스트 기반 데이터로 분리하여 각각 후처리 버퍼(720), 연속적 디코딩부(730) 및 결합부(740)로 제공한다.
연속적 디코딩부(730)는 후처리 버퍼(720)에 저장된 기준 마스크 이미지에 동적 수열 데이터로 표현되는 넌-제로 픽셀들의 좌표와 값을 반영하여 해당 스크린 캡쳐 주기에서의 동적 영역에 대한 마스크 이미지를 복원한다.
예를 들어, 연속적 디코딩부(730)는 m번째 기준 마스크 이미지(도 6에 도시된 (m)th Backup masked PPI)와 전술한 차분기(340)의 차이값 산출시 적용한 지정된 횟수의 주기 차이(예를 들어, k)를 가지는 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터(예를 들어 (m+k)th data stream)를 이용하여 해당 주기의 마스크 이미지를 복원할 수 있다.
즉, 후처리 버퍼(720)에 저장되는 기준 마스크 이미지는 연속적 디코딩부(730)의 처리에 의해 매 타임 슬롯마다 복원된 것이거나 후술되는 초기화 신호에 의해 후처리 버퍼(720)에 저장되는 백업 마스크 이미지이며, 연속적 디코딩부(730)의 처리 과정은 전술한 차분기(340)의 처리 과정의 역 과정이라 할 수 있다. 즉, 연속적 디코딩부(730)에 의해 복원된 마스크 이미지는 지정된 횟수의 주기 차이를 가지는 다른 마스크 이미지의 복원시 기준 마스크 이미지로 활용되기 위해 후처리 버퍼(720)에 저장된다.
그러나 이러한 과정에서 에러 전파(error propagation) 현상이 발생될 수 있다. 에러 전파 현상은 이전 프레임에서 발생된 에러(예를 들어, 손실)가 누적되어 현재 프레임까지 영향을 미치는 것을 의미하며, H.264의 경우 에러 전파를 방지하기 위해 일정한 간격으로 인트라 프레임이나 IDR(instantaneous decoder refresh) 프레임을 배치한다.
이와 유사하게, 후처리 유닛(220)은 에러 전파 현상을 방지하기 위해 주기적으로 또는 사용자 입력에 따라 재생 처리부(750)로부터 초기화 신호를 입력받아 후처리 버퍼(720)에 새로운 백업 마스크 이미지가 저장되어 마스크 이미지의 복원시 활용되도록 할 수 있다.
결합부(740)는 연속적 디코딩부(730)로부터 동적 영역에 대해 복원된 마스크 이미지를 제공받고, 디스크리밍부(710)로부터 텍스트 기반 데이터를 제공받아 재생을 위한 원본 이미지로 재구성하고, 재생을 위해 재생 처리부(750)로 재구성한 원본 이미지를 제공한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 항통장치로부터 제공되는 영상 데이터의 저장 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 선박용 영상 데이터 처리 장치는 단계 810에서 텍스트-영상 항통장비로부터 제공된 정보를 이용하여 구성된 혼합 정보가 표시된 표시 화면을 스크린 캡쳐하여 원본 이미지(original image)를 생성하고, 단계 820으로 진행하여 혼합 정보 중 정적 영역을 제거하도록 형성된 마스크를 이용하여 원형 PPI 영상 영역인 동적 영역만에 대한 마스크 이미지(masked image)를 생성한다.
단계 830에서 선박용 영상 데이터 처리 장치는 현재 마스크 이미지와 전처리 버퍼(320)에 저장된 하나 이상의 마스크 이미지들 중 현재 마스크 이미지로부터 미리 지정된 횟수의 주기 이전에 생성된 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지간의 차이값을 산출한다. 차이값 산출은 예를 들어 각 마스크 이미지간에 위치 대응되는 픽셀간의 차이값으로 산출될 수 있다.
단계 840에서 선박용 영상 데이터 처리 장치는 차이값 산출된 차분 결과 이미지에 포함된 각 픽셀들에 상응하는 차이값과 미리 지정된 임계값을 비교하고, 임계값 이하의 차이값을 가지는 픽셀들의 영상 신호를 제거하는 방법으로 노이즈를 제거한다.
여기서, 임계값은 실험적, 통계적 방법으로 결정될 수 있으며, 노이즈 제거된 차분 결과 이미지 내의 각 픽셀의 차이값은 저장되는 데이터량을 감소시키기 위해 양자화 처리될 수도 있다.
단계 850에서 선박용 영상 데이터 처리 장치는 노이즈 제거된 차분 결과 이미지에 포함된 넌-제로 픽셀(즉, 0이 아닌 차이값을 가지는 픽셀)들의 좌표 및 차이값만이 표시되도록 하는 동적 수열 데이터를 생성한다.
단계 860에서 선박용 영상 데이터 처리 장치는 생성한 동적 수열 데이터, 단계 820의 마스크 이미지 생성 과정에서 제외된 텍스트 기반 데이터와 에러 전파 현상 방지를 위해 소정의 주기마다 백업 처리한 백업 마스크 이미지를 브이디알(100)에 저장한다.
선박용 영상 데이터 처리 장치는 예를 들어 동적 수열 데이터, 텍스트 기반 데이터 및 백업 마스크 이미지를 시분할 방식으로 부호화하여 단일 스트림 형태의 데이터로 브이디알(100)에 저장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항통장치로부터 제공되는 영상 데이터의 재생 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 선박용 영상 처리 장치는 단계 910에서 브이디알(100)의 저장 공간에 저장된 단일 스트림 형태의 데이터를 기준 마스크 이미지, 동적 수열 데이터 및 텍스트 기반 데이터로 분리하여 각각 후처리 버퍼(720), 연속적 디코딩부(730) 및 결합부(740)로 제공한다.
단계 920에서 선박용 영상 처리 장치는 후처리 버퍼(720)에 저장된 기준 마스크 이미지와 복원되어야 하는 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터를 이용하여 현재 마스크 이미지를 복원하고, 미리 지정된 횟수의 주기 차이를 가지는 마스크 이미지의 복원을 위한 기준 마스크 이미지로 후처리 버퍼(720)에 저장한다.
단계 930에서 선박용 영상 처리 장치는 단계 920에서 복원된 현재 마스크 이미지와 단계 910에서 디스트리밍된 현재 마스크 이미지에 상응하는 텍스트 기반 데이터를 이용하여 현재 마스크 이미지에 상응하는 원본 이미지를 생성하고 재생한다.
선박용 영상 처리 장치는 단계 940에서 후처리 버퍼(720)에 저장된 기준 마스크 이미지가 초기화되어야 하는지 여부를 판단한다. 기준 마스크 이미지의 초기화는 전술한 바와 같이 에러 전파를 방지하기 위한 것으로, 예를 들어 미리 지정된 주기마다 또는 사용자 입력에 의해 수행될 수 있다.
만일 기준 마스크 이미지의 초기화가 필요하지 않은 경우에는 단계 920으로 진행하여 후속하는 스크린 캡쳐 주기의 원본 이미지 생성을 위한 작업을 계속 수행한다.
그러나 만일 기준 마스크 이미지의 초기화가 필요한 경우라면, 선박용 영상 처리 장치는 단계 950에서 후처리 버퍼(720)에 현재 저장된 기준 마스크 이미지를 백업 마스크 이미지로 대체한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 브이디알(Voyage Data Recorder)
210 : 전처리 유닛 220 : 후처리 유닛
310 : 정적 영역 마스킹부 320 : 전처리 버퍼
330 : 기준 마스크 이미지 추출부 340 : 차분기
350 : 필터 360 : 부호화 및 스트리밍부
710 : 디스트리밍부 720 : 후처리 버퍼
730 : 연속적 디코딩부 740 : 결합부
750 : 재생 처리부

Claims (10)

  1. 선박용 영상 데이터 처리 장치에 있어서,
    동적 영역 및 정적 영역이 포함된 원본 이미지에서 동적 영역만을 포함하는 마스크 이미지를 생성하는 정적 영역 마스킹부;
    상기 정적 영역 마스킹부에 의해 현재 생성된 현재 마스크 이미지와 이미 생성되어 전처리 버퍼에 저장된 복수의 마스크 이미지들 중 상기 현재 마스크 이미지와 소정 횟수의 생성 주기 차이를 가지는 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지를 대비하여 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출하는 차분기;
    미리 지정된 임계값 이상의 차이값을 가지는 픽셀에 대한 영상 정보만을 유지시키는 필터링을 수행하는 필터;
    영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀들 각각의 위치 정보 및 차이값을 나타내는 동적 수열 데이터를 생성하여 저장 장치에 저장하고, 상기 정적 영역에 상응하는 텍스트 기반 데이터와 미리 지정된 백업 주기에서 생성된 마스크 이미지로서 상기 전처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지를 상기 저장 장치에 더 저장하는 부호화 및 스트리밍부; 및
    복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터와 상기 저장 장치에서 독출되어 후처리 버퍼에 저장된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지를 이용하여 현재 마스크 이미지를 복원하는 연속적 디코딩부를 포함하는 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 텍스트 기반 데이터는 레이더 전시기로부터 수신되거나, 상기 정적 영역 마스킹부가 상기 원본 이미지를 이용하여 생성한 상기 정적 영역만을 포함하는 마스크 이미지인, 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 및 스트리밍부는, 상기 동적 수열 데이터, 상기 텍스트 기반 데이터 및 상기 백업 마스크 이미지를 시분할 방식으로 부호화하여 단일 스트림 형태의 데이터로 상기 저장 장치에 저장하는, 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장 장치로부터 상기 동적 수열 데이터, 상기 텍스트 기반 데이터 및 상기 백업 마스크 이미지를 독출하는 디스트리밍부; 및
    상기 연속적 디코딩부에 의해 복원된 상기 현재 마스크 이미지와 상기 현재 마스크 이미지에 상응하는 텍스트 기반 데이터를 이용하여 상기 원본 이미지를 구성하여 재생 처리부로 출력하는 결합부를 더 포함하는. 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연속적 디코딩부는 복원할 현재 마스크 이미지보다 소정 횟수의 생성 주기 이전에 생성된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지와 복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터를 이용하여 상기 현재 마스크 이미지를 복원하고,
    상기 복원된 현재 마스크 이미지는 소정 횟수의 생성 주기 이후에 생성된 마스크 이미지의 복원을 위한 기준 마스크 이미지로 상기 후처리 버퍼에 저장되는, 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 재생 처리부로부터 초기화 신호가 입력되거나 미리 지정된 주기마다 상기 후처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지는 다른 백업 마스크 이미지로 대체되는, 선박용 영상 데이터 처리 장치.
  8. 선박용 영상 데이터 처리 장치가 수행하는 영상 데이터 처리 방법에 있어서,
    동적 영역 및 정적 영역이 포함된 원본 이미지에서 동적 영역만을 포함하는 마스크 이미지를 생성하는 단계;
    현재 생성된 현재 마스크 이미지와 이미 생성되어 전처리 버퍼에 저장된 복수의 마스크 이미지들 중 상기 현재 마스크 이미지와 소정 횟수의 생성 주기 차이를 가지는 마스크 이미지인 기준 마스크 이미지를 대비하여 위치 대응되는 각 픽셀간의 차이값을 산출하는 단계;
    미리 지정된 임계값 이상의 차이값을 가지는 픽셀에 대한 영상 정보만을 유지시키기 위한 필터링을 수행하는 단계;
    영상 정보가 유지되도록 필터링된 픽셀들 각각의 위치 정보 및 차이값을 나타내는 동적 수열 데이터를 생성하는 단계;
    상기 동적 수열 데이터, 상기 정적 영역에 상응하는 텍스트 기반 데이터 및 미리 지정된 백업 주기에서 생성된 마스크 이미지로서 상기 전처리 버퍼에 저장된 백업 마스크 이미지를 저장 장치에 저장하는 단계;
    상기 저장 장치에 저장된 동적 수열 데이터, 텍스트 기반 데이터 및 백업 마스크 이미지를 독출하는 단계;
    복원할 현재 마스크 이미지에 상응하는 동적 수열 데이터와 후처리 버퍼에 저장된 상기 백업 마스크 이미지 또는 기준 마스크 이미지를 이용하여 현재 마스크 이미지를 복원하는 단계; 및
    상기 복원된 현재 마스크 이미지와 상기 현재 마스크 이미지에 상응하는 텍스트 기반 데이터를 이용하여 구성한 상기 원본 이미지를 출력하는 단계를 포함하는 영상 데이터 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 텍스트 기반 데이터는 레이더 전시기로부터 수신되거나, 상기 정적 영역 마스킹부가 상기 원본 이미지를 이용하여 생성한 상기 정적 영역만을 포함하는 마스크 이미지인, 선박용 영상 데이터 처리 방법.

  10. 삭제
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