KR101521787B1 - 영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
영상 촬영장치로부터 획득한 영상 데이터의 객체 움직임 정보를 확인하여 원본 영상 데이터를 저장하고, 사용자로부터 재생 요청신호가 수신되면 재생 요청신호 및 객체 움직임 정보에 근거하여 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성하고, 재생 영상데이터를 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상을 출력하는 영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치{Method for Multiple-Speed Playback and Apparatus Therefor}
본 실시예는 영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 영상통합 관제 시스템에서는 저장된 영상 재생 시 사용자에게 빠른 검색 수단을 제공하기 위해 배속재생 기능을 제공한다. 여기서, 배속재생 기능이란 1 배속(정속) 이상의 영상 재생속도를 지원하는 기능으로, 일반적인 비디오 플레이어에서 제공하는 순방향/역방향 배속 재생 등을 모두 제공할 수 있다. 이러한 배속재생 기능은 인코딩된 영상 데이터의 디코딩 여부에 따라 두 가지 방식으로 나눠지는데, 디코딩하지 않고 인코딩된 데이터를 이용하여 영상을 조합하고 전송하는 방식과 디코딩하고 배속 재생에 맞게 영상 프레임을 조합한 후 다시 인코딩하여 전송하는 방식이 있다. 두 번째 방식은 첫 번째 방식에 비해 네트워크 대역폭은 효율적으로 사용할 수 있지만, 시스템의 부하가 크게 늘어난다는 단점이 있다. 특히, 여러 카메라 채널을 동시에 제공해야 하는 영상통합 관제 시스템의 특성상 시스템의 부하를 최소화하고 더 많은 카메라 채널을 지원하기 위해 상용 제품들은 대부분 첫 번째 방식을 주로 사용한다.
한편, 배속재생 기능을 제공하는 첫 번째 방식을 사용한 기술은 배속 재생을 위해 I 프레임만을 샘플링하여 배속 재생에 맞게 조합하여 전송하는 방식이다. 이 방식은 모든 영상 데이터에 대해 1배속 재생용 영상과 임의 배속 재생을 위한 영상을 따로 저장을 한다. 즉, 사용자로부터 1 배속 재생 요청이 왔을 시에는 기 저장한 1 배속 재생용 영상을 제공하고, 임의의 배속 영상 요청 시 요청한 임의 배속에 따라 기 저장된 임의 배속 재생 영상의 비트 스트림을 재구성하여 배속 재생용 영상을 전송하는 방식이다.
본 실시예는, 영상 촬영장치로부터 획득한 영상 데이터의 객체 움직임 정보를 확인하여 원본 영상 데이터를 저장하고, 사용자로부터 재생 요청신호가 수신되면 재생 요청신호 및 객체 움직임 정보에 근거하여 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성하고, 재생 영상데이터를 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상을 출력하는 영상을 배속 재생하는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 영상 촬영장치로부터 촬영영상 데이터를 수신하는 영상 획득부; 상기 촬영영상 데이터에 기초하여 생성된 원본 영상데이터를 저장하는 영상 저장부; 모니터링 장치로부터 재생 요청신호를 수신하는 통신부; 상기 재생 요청신호에 근거하여 상기 원본 영상 데이터 내에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성하는 영상 재구성부; 및 상기 재생 영상데이터를 상기 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상이 출력되도록 하는 재생 영상 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 영상 촬영장치로부터 촬영영상 데이터를 수신하는 영상 획득과정; 상기 촬영영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하고, 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록한 객체 움직임 정보를 추가하여 원본 영상 데이터를 생성하는 저장 제어과정; 상기 객체 움직임 정보를 추가하여 생성된 상기 원본 영상데이터를 저장하는 영상 저장과정; 모니터링 장치로부터 입력된 재생 요청신호를 수신하는 신호 수신과정; 상기 재생 요청신호 및 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 원본 영상 데이터 내에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성하는 재생 영상 제어과정; 및 상기 재생 영상데이터를 상기 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상이 출력되도록 하는 재생 영상 전송과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 사용자로부터 재생 요청신호가 수신되면 재생 요청신호 및 객체 움직임 정보에 근거하여 기 저장된 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성함으로써, 배속 재생영상에 대한 저장을 수행하지 않아 저장 공간의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 객체의 움직임 정보에 따라 재생 영상 데이터를 생성하는 방식을 달리하여 움직임이 많은 구간에서 동일한 영상이 반복되는 문제를 해결할 수 있고, I 프레임만을 이용하는 방식에 비해 네트워크 대역폭을 적게 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 영상 통합 관제시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 영상 처리장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 영상을 통합 관제하기 위한 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 영상 처리장치가 영상을 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 원본 영상 데이터 내의 객체 움직임에 근거하여 재생 영상 데이터를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 영상 통합 관제시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 영상 통합 관제시스템은 영상 촬영장치(110), 네트워크(120), 영상 처리장치(130) 및 모니터링 장치(140)를 포함한다. 도 1에 도시된 영상 통합 관제시스템은 일 실시예에 따른 것이고, 따라서 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
영상 촬영장치(110)는 복수의 카메라 모듈을 포함한다. 예컨대, 영상 촬영장치(110)는 CCTV(Closed Circuit TeleVision)를 포함하여 구현될 수 있다. 여기서, 영상 촬영장치(110)는 촬영한 영상 데이터를 영상 처리장치(130)로 전송한다. 영상 촬영장치(110)는 네트워크(120)를 경유하여 영상 처리장치(130)로 영상 데이터인 비디오 스트림(Video Stream)을 전송한다. 예컨대, 영상 촬영장치(110)는 제1 카메라, 제2 카메라 및 제n 카메라 등으로부터 촬영된 비디오 스트림을 각각 네트워크(120)를 경유하여 영상을 관제하기 위한 재생 영상데이터를 생성하는 영상 처리장치(130)로 전송할 수 있다.
영상 획득 장치(110)는 영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 촬영된 영상 데이터를 저장하기 위한 메모리 등을 구비한 장치를 의미할 수 있다.
네트워크(120)는 인터넷망, 인트라넷망, 이동통신망, 위성 통신망 등 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 인터넷 프로토콜로 데이터를 송수신할 수 있는 망을 말한다. 네트워크(120)은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core) 등의 네트워크와 향후 구현될 차세대 네트워크 및 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 통칭하는 개념이다.
영상 처리장치(130)는 영상 촬영장치(110)로부터 영상 데이터를 획득하고, 획득한 영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하여 객체 움직임 정보가 추가된 원본 영상 데이터를 저장한다. 즉, 영상 처리장치(130)는 영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하여 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록하여 영상 데이터에 객체 움직임 정보가 추가된 원본 영상 데이터를 생성한다. 여기서, 원본 영상 데이터는 복수 개의 픽쳐 그룹(GOP: Group of Picture)로 구성된다. 각각의 픽쳐 그룹은 복수 개의 프레임(예컨대, I 프레임, P 프레임 및 B 프레임 등)을 포함하여 구성된다. 여기서, 영상 처리장치(130)는 배경 모델을 이용하여 객체의 움직임을 확인할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 영상 프레임을 에지 모델링하여 생성된 에지 참조모델을 이용하여 객체의 움직임을 확인하거나 기 설정된 이벤트룰에 근거하여 객체의 움직임을 확인할 수도 있다.
영상 처리장치(130)는 사용자의 조작에 따른 재생 요청신호를 수신하고, 재생 요청신호 및 객체 움직임 정보에 근거하여 원본 영상 데이터 내에 포함된 복수 개의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성하여 재생 영상데이터를 생성한다. 여기서, 재생 요청신호는 사용자가 감시하고자 하는 영상의 날짜, 시간, 영역 등에 대한 재생 구간정보 및 영상을 재생하는 속도(정속 또는 소정의 배속)에 대한 재생 속도정보 등을 포함할 수 있다.
영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 정속 재생에 해당하는 경우, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임 모두를 이용하여 재생 영상 데이터로 생성한다.
한편, 영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하는 경우, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹에 대한 객체 움직임 정보에 근거하여 각각의 픽쳐 그룹 내에 포함된 프레임들을 재구성한 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 재생 영상 데이터를 생성한다.
영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하고, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 중 객체 움직임 정보에 근거하여 객체 움직임이 존재하지 않는 픽쳐 그룹의 경우, 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 재생 속도정보에 대응하는 개수의 재생 픽쳐 그룹을 재생 영상 데이터로 생성한다.
또한, 영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하고, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 중 객체 움직임 정보에 근거하여 객체 움직임이 존재하는 픽쳐 그룹의 경우, 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 변환하고, I 프레임 및 P 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 재생 속도정보에 대응하는 개수의 재생 픽쳐 그룹을 재생 영상 데이터로 생성한다.
전술한 바와 같이, 영상 처리장치(130)는 생성된 복수 개의 재생 픽쳐 그룹 중 재생 속도정보에 근거하여 재생 영상 데이터를 생성하고, 생성된 재생 영상 데이터를 모니터링 장치(140)로 전송하여 재생 영상 데이터가 출력되도록 한다.
모니터링 장치(140)는 영상 처리장치(130)로부터 재생 영상 데이터를 수신하여 디스플레이하는 장치를 의미한다. 모니터링 장치(140)는 영상 처리장치(130)로부터 재생 영상 데이터를 수신하기 위해 무선랜 신호 또는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등과 같은 무선통신이 가능하도록 구현될 수도 있다. 한편, 모니터링 장치(140)는 영상 처리장치(130)과 별도의 장치인 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 영상 처리장치(130) 내에 디스플레이부와 같이 구현되거나 모니터링 장치(140)와 영상 처리장치(130)가 결합된 영상 관제장치와 같은 하나의 장치로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 영상 처리장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 영상 처리장치(130)는 영상 획득부(210), 움직임 구간 기록부(220), 영상 저장부(230), 통신부(240), 영상 재구성부(250) 및 재생 영상 전송부(260)를 포함한다. 도 2에 도시된 영상 처리장치(130)는 일 실시예에 따른 것이고, 따라서 도 2에 도시된 모드 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
영상 획득부(210)는 영상 촬영장치(110)로부터 비디오 스트림을 수신한다. 여기서, 비디오 스트림은 복수의 영상 촬영장치(110)로부터 촬영된 각각의 영상 데이터를 의미하며, 영상 데이터는 복수 개의 프레임을 포함하는 영상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 프레임으로 구성될 수도 있다.
움직임 구간 기록부(220)는 영상 확득부(210)에서 획득한 영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하고, 객체의 움직임이 존재하는 구간을 설정하여 저장되도록 제어하는 동작을 수행한다.
본 실시예에 따른 움직임 구간 기록부(220)는 영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하여 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록하여 영상 데이터에 객체 움직임 정보가 추가된 원본 영상 데이터를 생성한다. 여기서, 원본 영상 데이터는 복수 개의 픽쳐 그룹(GOP: Group of Picture)로 구성된다. 각각의 픽쳐 그룹은 복수 개의 프레임들 즉, I 프레임(Intra-coded frame), P 프레임(Predicted-coded frame) 및 B 프레임(Bidirectionally predicted-coded frame)을 포함하여 저장될 수 있다. I 프레임은 다른 프레임들을 참조하지 않고 압축되는 독립적인 프레임으로, 3 종류의 프레임들 중 가장 작은 압축률을 가지고, P 프레임은 과거 프레임 즉, 이전 I 프레임 또는 이전 P 프레임을 참조하여 I 프레임보다 높은 압축률을 가지고 압축된다. 따라서, P 프레임은 이전 I 프레임 또는 이전 P 프레임을 참조하여 변동된 내용만을 압축한다. I 프레임과 P 프레임은 다음의 다른 프레임들을 위해 참조 프레임(reference frame)으로 이용된다. 또한, B 프레임은 가장 높은 압축률을 가지며 데이터 압축을 위해 전후 참조 프레임 즉, I 프레임 또는 P 프레임을 이용하여 생성될 수 있다.
움직임 구간 기록부(220)는 영상 데이터 중 소정의 영상 프레임을 배경모델로 설정하고 배경모델에 포함된 배경 화소를 기준으로 상이한 화소값을 갖는 전경화소를 검출하여 전경 모델을 생성하고, 전경 모델을 이용하여 객체의 움직임을 확인할 수 있다. 예컨대, 움직임 구간 기록부(220)는 영상 프레임 내의 각 화소의 밝기 분포를 가우시안 혼합 모델(GMM: Gaussian Mixture Model)을 사용하여 근사화하고, 근사화된 화소 모델의 가중치(Weight)값이 기 설정된 임계치보다 큰 화소들을 배경 화소로 판단하고, 이러한 배경 화소를 이용하여 하나의 배경 모델을 생성할 수 있다. 움직임 구간 기록부(220)는 신규로 획득한 영상 프레임을 배경 모델과 비교하여 객체의 움직임에 대한 전경 모델을 생성할 수 있다. 움직임 구간 기록부(220)는 전경 모델에 근거하여 객체의 움직임이 시작되는 시간 및 종료되는 시간을 기록한 원본 영상 데이터를 영상 저장부(230)로 전송한다.
한편, 본 실시예에 따른 움직임 구간 기록부(220)는 배경 모델만을 이용하여 객체의 움직임을 확인하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 영상 프레임을 에지 모델링하여 생성된 에지 참조모델을 이용하여 객체의 움직임을 확인하거나 기 설정된 이벤트룰에 근거하여 객체의 움직임을 확인하는 것과 같이 객체의 움직임을 확인하여 객체의 움직임 시작시간 및 종료시간을 설정할 수 있다면 그 어떤 방식으로도 적용 가능하다.
영상 저장부(230)는 움직임 구간 기록부(220)에서 생성된 원본 영상 데이터를 저장한다. 본 실시예에 따른 영상 저장부(230)는 원본 영상 데이터를 저장하는 데이터베이스의 형태로 구현될 수 있으며 이러한 데이터베이스는 데이터베이스 관리 프로그램(DBMS)을 이용하여 컴퓨터 시스템의 저장공간(하드디스크 또는 메모리)에 구현된 일반적인 데이터구조를 의미하는 것으로, 데이터의 검색(추출), 삭제, 편집, 추가 등을 자유롭게 행할 수 있는 데이터 저장형태를 뜻하는 것으로, 오라클(Oracle), 인포믹스(Infomix), 사이베이스(Sybase), DB2와 같은 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS: Relational Data Base Management System)이나, 겜스톤(Gemston), 오리온(Orion), O2 등과 같은 객체 지향 데이터베이스 관리 시스템(OODBMS) 및 엑셀론(Excelon), 타미노(Tamino), 세카이주(Sekaiju) 등의 XML 전용 데이터베이스(XML Native Database)를 이용하여 본 실시예의 목적에 맞게 구현될 수 있고, 자신의 기능을 달성하기 위하여 적당한 필드(Field) 또는 엘리먼트들을 가지고 있다.
영상 저장부(230)는 통신부(240)에서 원본 영상 데이터에 대한 재생 요청신호가 수신되는 경우 재생 요청신호 내에 포함된 재생 구간정보, 재생 속도정보 등에 근거하여 원본 영상 데이터를 전송하여 재생 영상 데이터가 생성되도록 한다.
통신부(240)는 사용자의 조작에 따른 재생 요청신호를 수신한다. 여기서, 재생 요청신호는 모니터링 장치(140)로부터 수신되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 외부 입력장치로부터 수신될 수도 있다. 여기서, 재생 요청신호는 사용자가 감시하고자 하는 영상의 날짜, 시간, 영역 등에 대한 재생 구간정보 및 영상을 재생하는 속도(예컨대, 정속, 2 배속, 3 배속, 4 배속 등)에 대한 재생 속도정보 등을 포함할 수 있다.
영상 재구성부(250)는 재생 요청신호에 대응하는 원본 영상 데이터를 획득하고, 원본 영상 데이터를 재구성하여 재생 영상 데이터를 생성하는 동작을 수행한다.
본 실시예에 따른 영상 재구성부(250)는 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹(GOP) 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 기 설정된 객체 움직임 정보 및 재생 속도정보에 근거하여 재구성하고 재생 요청신호에 대응하는 재생 영상 데이터를 생성한다.
영상 재구성부(250)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 정속 재생에 해당하는 경우, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 이용하여 재생 영상 데이터로 생성할 수 있다. 다시 말해, 영상 재구성부(250)는 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임 모두를 이용하여 복수 개의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 각각의 재생 픽쳐 그룹을 재생 영상 데이터로 생성할 수 있다. 여기서, 재생 영상 데이터는 원본 영상 데이터와 동일한 프레임으로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 영상 재구성부(250)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하는 경우, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹에 대한 객체 움직임 정보에 근거하여 각각의 픽쳐 그룹 내에 포함된 프레임들을 재구성한 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 재생 영상 데이터를 생성한다.
영상 재구성부(250)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하고, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 중 객체 움직임 정보에 근거하여 객체 움직임이 존재하지 않는 픽쳐 그룹의 경우, 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 재생 속도정보에 대응하는 개수의 재생 픽쳐 그룹을 재생 영상 데이터로 생성한다. 예컨대, 영상 재구성부(250)는 원본 영상 데이터에 포함된 제1 픽쳐 그룹 내지 제4 픽쳐 그룹 중 객체의 움직임이 존재하지 않는 제1 픽쳐 그룹 및 제2 픽쳐 그룹에 대해 각각의 픽쳐 그룹 내에 포함된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 I 프레임만을 추출하여 제1 재생 픽쳐 그룹 및 제2 픽쳐 그룹을 생성할 수 있다. 여기서, 영상 재구성부(250)는 재생 속도정보가 2 배속일 경우 제1 픽쳐 그룹 및 제2 픽쳐 그룹을 결합하여 2 배속에 해당하는 2 배속 재생 영상 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 영상 재구성부(250)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보가 배속 재생에 해당하고, 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 중 객체 움직임 정보에 근거하여 객체 움직임이 존재하는 픽쳐 그룹의 경우, 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 변환하고, I 프레임 및 P 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 재생 속도정보에 대응하는 개수의 재생 픽쳐 그룹을 재생 영상 데이터로 생성한다. 예컨대, 영상 재구성부(250)는 원본 영상 데이터에 포함된 제1 픽쳐 그룹 내지 제4 픽쳐 그룹 중 객체의 움직임이 존재하는 제3 픽쳐 그룹 및 제2 픽쳐 그룹에 대해 각각의 픽쳐 그룹 내에 포함된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 복사하여 대체하고 I 프레임 및 P 프레임만을 추출하여 제3 재생 픽쳐 그룹 및 제4 픽쳐 그룹을 생성할 수 있다. 여기서, 영상 재구성부(250)는 재생 속도정보가 2 배속일 경우 제3 픽쳐 그룹 및 제4 픽쳐 그룹을 결합하여 2 배속에 해당하는 2 배속 재생 영상 데이터를 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 영상 재구성부(250)는 생성된 복수 개의 재생 픽쳐 그룹 중 재생 속도정보에 근거하여 재생 영상 데이터를 생성한다. 예컨대, 재생 속도정보가 2 배속이면 1 초에 재생 픽쳐 그룹을 2 개 전송하는 재생 영상 데이터를 생성하고, 재생 속도정보가 4 배속이면 1 초에 재생 픽쳐 그룹을 4 개 전송하는 재생 영상 데이터를 생성하여 재생 영상 전송부(260)를 통해 모니터링 장치(140)로 전송되도록 한다. 재생 영상 전송부(260)는 영상 재구성부(250)로부터 생성된 재생 영상 데이터를 모니터링 장치(140)로 전송하여 재생 영상 데이터가 출력되도록 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 영상을 통합 관제하기 위한 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
영상 처리장치(130)는 영상 촬영장치(110)로부터 비디오 스트림을 수신한다(S310). 여기서, 비디오 스트림은 복수의 영상 촬영장치(110)로부터 촬영된 각각의 영상 데이터를 의미한다.
영상 처리장치(130)는 단계 S310에서 수신한 영상 데이터에 대한 원본 영상 데이터를 저장한다(S320).
영상 처리장치(130)는 모니터링 장치(140)로부터 정속 재생 요청신호를 수신하면(S330), 정속 재생 요청신호에 대응하는 원본 영상 데이터를 재생 영상 데이터로 생성하여 모니터링 장치(140)로 전송하여 출력되도록 한다(S340). 더 자세히 설명하자면, 영상 처리장치(130)는 정속 재생 요청신호에 대응하는 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 모두 이용하여 재생 영상 데이터로 생성하여 전송할 수 있다.
한편, 영상 처리장치(130)는 모니터링 장치(140)로부터 소정의 배속 재생 요청신호를 수신하면(S350), 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 프레임을 재구성하고(S360), 재구성된 재생 영상 데이터(영상 스트림)를 모니터링 장치(140)로 전송하여 출력되도록 한다(S370). 더 자세히 설명하자면, 영상 처리장치(130)는 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 변환하고, I 프레임 및 P 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 소정의 배속 재생 요청신호에 대응하는 배속의 개수의 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 재생 영상 데이터(영상 스트림)를 생성하여 모니터링 장치로 전송할 수 있다.
도 3에서는 단계 S310 내지 단계 S370를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S310 내지 단계 S370 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 실시예에 따른 영상 처리장치가 영상을 처리하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
영상 처리장치(130)는 영상 촬영장치(110)로부터 비디오 스트림을 수신한다(S410). 여기서, 비디오 스트림은 복수의 영상 촬영장치(110)로부터 촬영된 각각의 영상 데이터를 의미한다.
영상 처리장치(130)는 비디오 스트림을 기초하여 객체 움직임의 존재 여부를 확인하여 객체 움직임정보를 설정하고(S420), 객체 움직임정보가 추가된 원본 영상 데이터를 저장한다(S430). 더 자세히 설명하자면, 영상 처리장치(130)는 비디오 스트림 내에서 배경 모델링, 에지 모델링 등의 방식을 이용하여 객체의 움직임을 확인하고, 객체의 움직임에 대한 시작시점 및 종료시점을 기록한 객체 움직임정보를 추가하여 복수 개의 프레임(예컨대, I 프레임, P 프레임, B 프레임 등)을 포함하는 복수의 픽쳐 그룹으로 구성된 원본 영상 데이터를 저장할 수 있다.
영상 처리장치(130)는 사용자의 입력에 근거하여 모니터링 장치(140)로부터 재생 요청신호를 수신한다(S440).
영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보를 확인하고(S450), 재생 요청신호 내에 정속 재생정보를 포함하는 경우, 원본 영상 데이터를 재생 영상데이터로 생성(S452)하여 모니터링 장치(140)로 전송하여 출력되도록 한다.
한편, 영상 처리장치(130)는 재생 요청신호에 포함된 재생 속도정보를 확인하고(S450), 재생 요청신호 내에 정속 재생정보를 포함하지 않고 임의의 배속 재생정보를 포함하면, 객체 움직임정보에 근거하여 객체 움직임이 존재하는 구간인지 여부를 확인한다(S460).
단계 S460을 확인한 결과, 영상 처리장치(130)는 객체의 움직임이 존재하는 구간의 원본 영상 데이터이면(S470), 원본 영상 데이터에 포함된 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 변환하고, I 프레임 및 P 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 소정의 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 재생 영상 데이터를 생성한다(S480).
한편, 영상 처리장치(130)는 객체의 움직임이 존재하지 않는 구간의 원본 영상 데이터이면(S470), 원본 영상 데이터에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임만을 이용하여 각각의 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 소정의 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 재생 영상 데이터를 생성한다(S472).
영상 처리장치(130)는 생성된 재생 영상 데이터를 모니터링 장치(140)로 전송하여 관제 영상이 출력되도록 한다(S490).
도 4에서는 단계 S410 내지 단계 S490를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S410 내지 단계 S490 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 실시예에 따른 원본 영상 데이터 내의 객체 움직임에 근거하여 재생 영상 데이터를 생성하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
영상 처리장치(130)는 영상 촬영장치(110)로부터 촬영영상 데이터를 수신하고, 촬영영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하여 객체의 움직임이 존재하는 경우 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록하여 촬영영상 데이터에 객체 움직임 정보를 추가하여 원본 영상 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 원본 영상 데이터는 복수 개의 픽쳐 그룹(GOP: Group of Picture)로 구성되고, 각각의 픽쳐 그룹은 복수 개의 프레임들 즉, I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 포함하여 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상 처리장치(130)는 GOP0(530), GOP1, GOP2(540) 및 GOP3 등의 복수 개의 픽쳐 그룹으로 구성된 원본 영상 데이터를 생성하여 저장한다. 여기서, 원본 영상 데이터는 객체 움직임 정보에 근거하여 GOP0(530) 및 GOP1은 객체의 움직임이 없는 구간(510)에 해당하고, GOP2(540) 및 GOP3는 객체의 움직임이 존재하는 구간(520)에 해당한다. 예컨대, 원본 영상 데이터에 포함된 GOP0(530)는 I0, B0, B1, P0, P1 및 P2 등으로 인코딩된 프레임으로 구성될 수 있고, GOP2(540)는 I2, B4, B5, P6, P7 및 P8 등으로 인코딩된 프레임으로 구성될 수 있다.
영상 처리장치(130)는 사용자의 조작을 통해 입력된 재생 요청신호를 수신할 수 있다. 여기서, 재생 요청신호는 사용자가 감시하고자 하는 영상의 날짜, 시간, 영역 등에 대한 재생 구간정보 및 영상을 재생하는 속도에 대한 재생 속도정보 등을 포함할 수 있다.
영상 처리장치(130)는 배속 재생에 대한 재생 속도정보를 포함하는 재생 요청신호가 수신되면, 원본 영상 데이터의 객체 움직임 정보에 근거하여 배속재생 영상 데이터를 생성한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상 처리장치(130)는 배속 재생에 대한 재생 속도정보를 포함하는 재생 요청신호가 수신되고, 재생 요청신호의 재생 구간정보 및 객체 움직임 정보에 근거하여 객체의 움직임이 없는 구간(510)에 해당하는 GOP0(530) 및 GOP1의 경우, GOP0(530) 및 GOP1 내의 I0 프레임만을 이용하여 재생 픽쳐 그룹인 nGOP0 및 nGOP1(미도시)를 생성한다.
영상 처리장치(130)는 배속 재생에 대한 재생 속도정보를 포함하는 재생 요청신호가 수신되고, 재생 요청신호의 재생 구간정보 및 객체 움직임 정보에 근거하여 객체의 움직임이 존재하는 구간(520)에 해당하는 GOP2(540) 및 GOP3의 경우, GOP2(540) 및 GOP3 내에 포함된 I2, B4, B5, P6, P7 및 P8 프레임 중 B 프레임에 해당하는 B4 및 B5 프레임을 I2 프레임으로 변환하고, I2 프레임 및 P6, P7 및 P8 프레임만을 이용하여 재생 픽쳐 그룹인 nGOP2 및 nGOP3(미도시)를 생성한다.
영상 처리장치(130)는 전술한 바와 같이 생성된 재생 픽쳐 그룹을 재생 속도정보에 대응하는 개수씩 결합하여 재생 영상 데이터를 생성하고, 재생 영상 데이터를 모니터링 장치(140)로 전송하여 출력되도록 한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 영상관제 시스템 관련분야에 적용되어, 배속 재생영상에 대한 저장을 수행하지 않아 저장 공간의 효율성을 증대시킬 수 있고, 객체의 움직임 정보에 따라 재생 영상 데이터를 생성하는 방식을 달리하여 움직임이 많은 구간에서 동일한 영상이 반복되는 문제를 해결할 수 있는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.
110: 영상 촬영장치 120: 네트워크
130: 영상 처리장치 140: 모니터링 장치
210: 영상 획득부 220: 움직임 구간 기록부
230: 영상 저장부 240: 통신부
250: 영상 재구성부 260: 재생 영상 전송부

Claims (12)

  1. 영상 촬영장치로부터 촬영영상 데이터를 수신하는 영상 획득부;
    상기 촬영영상 데이터에 기초하여 생성된 원본 영상데이터를 저장하는 영상 저장부;
    모니터링 장치로부터 재생 요청신호를 수신하는 통신부;
    상기 재생 요청신호에 근거하여 상기 원본 영상 데이터 내에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 복수의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성한 재생 픽쳐 그룹에 근거하여 재생 영상데이터를 생성하는 영상 재구성부; 및
    상기 재생 영상데이터를 상기 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상이 출력되도록 하는 재생 영상 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하고, 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록한 객체 움직임 정보를 추가하여 상기 원본 영상 데이터를 생성하는 움직임 구간 기록부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 재구성부는,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 정속 재생을 요청하는 경우, 상기 원본 영상 데이터에 포함된 상기 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임 모두를 이용하여 복수 개의 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 복수 개의 상기 재생 픽쳐 그룹을 하나씩 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 재구성부는,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 소정의 배속 재생을 요청하고, 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 원본 영상 데이터에 포함된 상기 복수 개의 픽쳐 그룹이 객체에 대한 움직임이 없는 픽쳐 그룹인 경우, 각각의 상기 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임만을 이용하여 각각의 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 상기 소정의 배속에 대응하는 개수의 상기 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 재구성부는,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 소정의 배속 재생을 요청하고, 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 원본 영상 데이터에 포함된 상기 복수 개의 픽쳐 그룹이 객체에 대한 움직임이 존재하는 픽쳐 그룹인 경우, 각각의 상기 픽쳐 그룹 내에 인코딩된 I 프레임, P 프레임, B 프레임 중 B 프레임을 I 프레임으로 변환하고, 상기 I 프레임 및 상기 P 프레임만을 이용하여 각각의 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 상기 소정의 배속에 대응하는 개수의 상기 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생 요청신호는,
    상기 관제 영상에 대한 날짜, 시간 및 촬영 영역 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 재생 구간정보와 상기 관제 영상을 재생하는 속도에 대한 재생 속도정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 원본 영상 데이터는,
    복수 개의 픽쳐 그룹(GOP: Group of Picture)을 포함하고, 각각의 상기 픽쳐 그룹은 I 프레임(Intra-coded Frame), P 프레임(Predicted-coded Frame) 및 B 프레임(Bidirectionally Predicted-coded Frame)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 관제장치.
  8. 영상 촬영장치로부터 촬영영상 데이터를 수신하는 영상 획득과정;
    상기 촬영영상 데이터 내에서 객체의 움직임을 확인하고, 객체의 움직임의 시작시점 및 종료시점을 기록한 객체 움직임 정보를 추가하여 원본 영상 데이터를 생성하는 저장 제어과정;
    상기 객체 움직임 정보를 추가하여 생성된 상기 원본 영상데이터를 저장하는 영상 저장과정;
    모니터링 장치로부터 입력된 재생 요청신호를 수신하는 신호 수신과정;
    상기 재생 요청신호 및 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 원본 영상 데이터 내에 포함된 복수 개의 픽쳐 그룹 각각에 인코딩된 복수의 프레임 중 전체 또는 일부를 재구성한 재생 픽쳐 그룹에 근거하여 재생 영상데이터를 생성하는 재생 영상 제어과정; 및
    상기 재생 영상데이터를 상기 모니터링 장치로 전송하여 관제 영상이 출력되도록 하는 재생 영상 전송과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 원본 영상 데이터는 복수 개의 상기 픽쳐 그룹을 포함하고, 각각의 상기 픽쳐 그룹은 인코딩된 상기 복수 개의 프레임인 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 재생 영상 제어과정은,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 정속 재생을 요청하는 경우, 상기 복수 개의 프레임을 모두 이용하여 각각의 상기 픽쳐 그룹에 대응하는 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고 상기 재생 픽쳐 그룹을 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 재생 영상 제어과정은,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 소정의 배속 재생을 요청하고, 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 복수 개의 픽쳐 그룹이 객체에 대한 움직임이 없는 픽쳐 그룹인 경우, 각각의 상기 픽쳐 그룹 내에 포함된 상기 I 프레임만을 이용하여 각각의 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 상기 소정의 배속에 대응하는 개수의 상기 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 재생 영상 제어과정은,
    상기 재생 요청신호에 근거하여 소정의 배속 재생을 요청하고, 상기 객체 움직임 정보에 근거하여 상기 복수 개의 픽쳐 그룹이 객체에 대한 움직임이 존재하는 픽쳐 그룹인 경우, 각각의 상기 픽쳐 그룹 내에 포함된 상기 복수 개의 프레임 중 상기 B 프레임을 상기 I 프레임으로 변환하고, 상기 I 프레임 및 상기 P 프레임만을 이용하여 각각의 상기 재생 픽쳐 그룹을 생성하고, 상기 소정의 배속에 대응하는 개수의 상기 재생 픽쳐 그룹을 결합하여 상기 재생 영상 데이터로 생성하는 것을 특징으로 하는 관제 영상 재생방법.
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