KR101685043B1 - 영상 포렌식 중 덮어쓰기된 cctv 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법 - Google Patents

영상 포렌식 중 덮어쓰기된 cctv 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CCTV의 영상 데이터가 저장되어 있는 DVR 또는 NVR에 있어서, 하드 디스크와 같은 저장 장치에 기록되어 있는 CCTV 영상 데이터가 저장 공간 부족으로 인한 재기록, 삭제, 초기화 또는 기타 원인을 알 수 없는 이유 등으로 인해 덮어쓰기(overwrite)가 되어 과거 CCTV 영상 데이터를 확인할 수 없는 경우, 이를 복구하여 과거의 CCTV 영상 데이터를 획득하는 CCTV 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법에 대한 것이다.

Description

영상 포렌식 중 덮어쓰기된 CCTV 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법{Determining method and acquiring method for past video data from overwritten video data of CCTV}
본 발명은 CCTV(Closed Circuit Television)의 영상 데이터가 저장되어 있는 DVR(Digital Video Recorder) 또는 NVR(Network Video Recorder)에 있어서, 하드 디스크와 같은 저장 장치에 기록되어 있는 CCTV 영상 데이터가 저장 공간 부족으로 인한 재기록, 삭제, 초기화 또는 기타 원인을 알 수 없는 이유 등으로 인해 덮어쓰기(overwrite)가 되어 과거 CCTV 영상 데이터를 확인할 수 없는 경우, 이를 복구하여 과거의 CCTV 영상 데이터를 획득하는 CCTV 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법에 대한 것이다.
현재 CCTV 시스템에서는 DVR(Digital Video Recorder) 또는 NVR(Network Video Recorder)을 이용하여 녹화된 영상 데이터를 저장하는 방식이 사용되고 있으며, 이러한 방식들은 아날로그 카메라가 연결된 경우 입력되는 아날로그 영상 데이터를 디지털 변환하여 저장 장치에 저장하거나, 디지털 카메라가 연결된 경우 입력되는 디지털 영상 데이터를 저장 장치에 저장하도록 되어 있다.
그러나 상기와 같은 장비에 있어서, 영상 데이터의 저장 시기가 오래되어 영상 데이터가 재기록되었거나, 사용자의 실수, 초기화 또는 기타 원인을 알 수 없는 이유 등으로 인해 저장 장치에 저장된 영상 데이터가 덮어쓰기된 경우, 원하는 영상 데이터를 확인할 수 없는 상황이 발생한다.
종래에는 이러한 상황이 발생하는 경우 장비 제조사에 의뢰를 하거나 데이터 전문 복구 업체 등에 의뢰해서 영상 데이터를 복구할 수 있었으나, 장비 제조사의 기술 지원이 불가능한 경우가 많고, 기술 지원을 받더라도 시간이 오래 걸리는 문제가 있으며, 데이터 전문 복구 업체를 이용하는 경우에는 복원 또는 복구되는 데이터 크기에 따라 데이터 복구 비용이 천차만별로 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래의 CCTV 영상 데이터 복구 방법으로서, 예를 들면 등록특허 제 10-1139724(등록일자 2012.04.18.)와 같은 기술이 공개되어 있으나, 해당 기술의 경우 프레임 기반으로 바이트 단위 스캔을 통해 하드디스크에 저장되어 있는 영상 데이터를 찾아 복구하는 방식으로 하드디스크에 저장되어 있는 전체 영상 데이터의 시간 정보를 파악하고 영상 데이터를 복구하는데 시간이 오래 걸리고, 덮어쓰기된 영상의 데이터 복구에는 용이하지 않다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 DVR 또는 NVR의 저장 장치 내에서 덮어쓰기된 CCTV 영상 데이터를 빠른 시간 내에 복구하는 방법에 대한 것으로, 영상 데이터가 재기록되었거나, 사용자의 조작 실수, 초기화 또는 기타 이유를 알 수 없는 여러 원인으로 인해 영상 데이터가 덮어쓰기된 경우에도 이전의 영상 데이터를 효과적으로 복구하는 방법을 제안하는 것이다.
본 발명에 따른 CCTV 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법은, 저장된 영상 데이터의 데이터 블록 내에 있는 영상 인덱스와 영상 데이터의 매칭 여부를 확인하는 단계와, 영상 데이터가 데이터 블록의 마지막까지 저장되었는지를 확인하는 단계와, 영상 데이터가 데이터 블록의 마지막까지 저장되지 않았다면 과거 영상 데이터가 남아 있는 것으로 간주하여 데이터 블록의 잔여 공간 내에서 영상 헤더를 검색하는 단계와, 영상 데이터가 데이터 블록의 마지막까지 저장되었다면 과거 영상 데이터를 복구 불가로 판정하는 단계와, 데이터 블록의 마지막까지 검색이 완료되면 검색된 영상 헤더 정보 중 시간 정보와 영상 정보를 토대로 영상 헤더 리스트를 재구성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 CCTV 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 획득 방법은, 상기 과거 영상 데이터의 확인 방법에 덧붙여, 시간 정보와 영상 정보를 이용하여 데이터 블록에서 검색된 모든 프레임을 정렬하는 단계와, 상기 정렬된 프레임에서 I 프레임과 P 프레임의 연속성 여부를 확인하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
여기서, 연속성 여부 확인 후 I 프레임과 연결된 P 프레임이 존재하는 경우 해당 프레임에 대해 시간의 연속성을 확인하고, 연속성이 확인되면 연속적인 프레임들을 결합한 후 동영상으로 변환하고, 연속성이 확인되지 않으면 I 프레임을 사진으로 변환한다. 만약, I 프레임만 존재하는 경우에는 I 프레임을 사진으로 변환하고, P 프레임만 존재하는 경우에는 변환 불가로 판정하도록 한다.
영상 포렌식(Video Forensic) 분야 중 CCTV 포렌식에서 덮어쓰기된 과거 영상의 존재 여부를 확인하기 위한 방법은 지금까지 없었으며, 추측으로 덮어쓰기가 되어 버리면 과거에 저장된 영상 데이터가 모두 사라진다고 알려져 있었다. 그러나 본 발명에서 제시한 방법을 이용하면 영상 데이터가 덮어쓰기된 이후에도 과거에 저장된 영상 데이터를 찾아 영상을 복구할 수 있으며, 이렇게 복구된 영상 자료는 각종 수사 및 증거 자료로도 활용할 수 있다.
도 1 및 도 2는 DVR(Digital Video Recorder)의 하드디스크 내에서 CCTV 영상 데이터가 덮어쓰기되는 일례를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 DVR의 하드디스크 내에서 저장되는 CCTV 영상 데이터 블록의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 덮어쓰기된 영상 데이터의 데이터 블록의 일례를 나타낸 것이다.
도 6은 덮어쓰기된 과거 영상 데이터 존재 유무 판별 과정을 나타낸 플로 차트이다.
도 7은 덮어쓰기된 과거 영상 데이터를 획득하는 과정을 나타낸 플로 차트이다.
이하, 본 발명에 의거한 영상 포렌식 중 덮어쓰기된 CCTV 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 및 획득 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 DVR(Digital Video Recorder) 등의 장치에서 확인한 영상 시간 이전에 저장된 영상 데이터를 찾는 방법과 해당 영상 데이터의 추출 방법에 관한 것이다.
도 1은 CCTV의 영상 데이터가 덮어쓰기되는 과정을 간략하게 나타낸 도면으로서, 먼저 CCTV의 영상 데이터는 DVR 등의 장치에 연결되어 있는 하드디스크(저장 장치)에 저장되는데, 영상 데이터 저장이 시작되면 DVR은 하드디스크의 처음부터 영상 데이터를 저장하다가 더 이상 비어 있는 공간이 없는 경우 하드디스크의 처음부터 영상 데이터를 덮어쓰게 된다.
이러한 과정은 DVR 장치에 영상 데이터를 저장하는 동안 지속적으로 반복되며, 예를 들어 도 2와 같이 DVR 장치에서 확인한 영상 현황이 2015년 7월 22일 10시부터 2015년 7월 30일 23시까지라고 할 때, DVR이 그 이전에도 동작하고 있었다는 가정 아래, 2015년 7월 22일 10시 이전에 저장된 영상 데이터는 그 이후의 영상 데이터에 의해 덮어쓰기 되어 있음을 예측할 수 있다.
도 3은 DVR 장치의 하드디스크 내에서 저장되는 CCTV 영상 데이터 블록의 일례를 도시한 것이며, 일반적으로 DVR에서 하드디스크에 영상 데이터를 저장할 때에는 도 3와 같이 하드디스크를 일정 크기의 블록으로 나누어 놓은 후 순차적으로 데이터 블록에 영상 데이터를 저장한다. 데이터를 덮어쓰기 할 때 데이터 블록 전체에 데이터를 쓰는 경우도 있지만 경우에 따라서는 데이터 블록을 모두 사용하지 않고 다음 데이터 블록에 영상 데이터를 저장하는 경우가 있다. 이러한 경우 과거 영상 데이터가 남게 된다.
상기 데이터 블록의 크기는 DVR 또는 저장 매체에 따라 다를 수 있는데, 대략 블록의 크기를 수십 메가바이트에서 수 기가바이트 정도로 하드디스크를 균일하게 분할한다. 또한, 도 4에서 나타낸 바와 같이 데이터 블록으로 저장되는 영상 데이터는 영상 데이터만 존재하는 것이 아니라 영상 헤더(Video Header)라는 정보와 영상 인덱스(Video Index)라는 정보가 함께 저장된다.
DVR 장치는 영상 인덱스 정보를 이용하여 영상 데이터의 존재 유무를 확인하는데 데이터 덮어쓰기를 하는 경우, 영상 인덱스 정보 역시 덮어쓰기가 되기 때문에 DVR 장치에서는 남아 있는 과거 영상 데이터에 접근하는 것이 불가능하게 된다. 정상적으로 저장되어 있는 영상 데이터는 영상 인덱스와 영상 헤더가 모두 존재하지만, 덮어쓰기가 되어 버린 영상 데이터가 존재한다면 영상 헤더만 존재하게 된다.
도 5는 데이터 블록 내의 영상 데이터 덮어쓰기의 일례를 나타낸 것으로서, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 과거 영상 데이터에 현재의 영상 데이터 일부가 덮어쓰기가 되더라도 과거 영상 데이터가 일부이지만 남아 있게 된다.
도 6은 과거 영상 데이터 존재 유무를 확인하는 과정을 플로 차트(Flow Chart)로 나타낸 것으로서, 과거 영상 데이터 존재 유무를 판별하는 과정은 다음과 같다.
1. 데이터 블록 내에 있는 영상 인덱스와 영상 데이터의 매칭 여부를 확인한다. 이것은 마지막으로 저장된 영상 인덱스와 영상 데이터가 데이터 블록을 어디까지 사용했는가를 확인하는 과정이다.
2. 데이터 블록의 마지막까지 영상 데이터를 저장하였는지를 확인한다. 만일 데이터 블록의 마지막까지 영상 데이터가 저장되었다면 과거 영상 데이터는 모두 덮어쓰기가 된 것으로 더 이상 복구할 수 없기에 확인 과정을 종료한다. 그러나 마지막까지 데이터가 저장되지 않았다면 과거 영상 데이터가 남아 있는 것으로 간주하여 다음 단계의 작업을 수행한다.
3. 데이터 블록 잔여 공간 내의 영상 헤더를 검색한다. 영상 인덱스로는 영상 데이터의 위치나 크기 등을 확인할 수 없기 때문에 영상의 헤더를 검색한다. 이때 영상의 헤더가 검색되면 영상 헤더 정보 중 시간 정보, 영상 크기 정보 등을 확인한다.
4. 데이터 블록의 마지막까지 검색이 완료되면 검색된 영상 헤더 정보 중 시간 정보와 프레임에 관련한 영상 정보를 토대로 영상 헤더 리스트를 재구성한다.
다음으로, 덮어쓰기된 과거 영상 데이터를 추출 또는 획득하는 과정을 설명한다.
일반적으로 DVR 장치 내에 저장되는 CCTV 영상 데이터는 H.264 코덱으로 압축되어 있다. H.264는 MPEG4 표준 동영상 압축 규격으로 기존의 MPEG2 등의 동영상 압축 코덱에 비해 유연성과 압축 효율이 높기 때문에 근래에 널리 쓰이고 있다. H.264 영상 코덱으로 압축된 영상 데이터는 일반적으로 I 프레임(Intra Frame)이라고 하는 픽처 정보와 P 프레임(Predictive Frame)이라고 하는 슬라이스 정보로 구성되어 있다.
I 프레임은 다른 이미지를 참조하지 않고 독립적으로 해독이 가능한 독립형 프레임으로 화면을 구성하는 모든 정보가 저장된다. P 프레임은 프레임 사이의 예측 변화 내용을 담은 프레임으로서, I 프레임의 화면 중 변화된 정보만이 저장된다. 따라서 I 프레임이 없이 P 프레임만을 이용하여 제대로 된 영상을 구성하는 것은 불가능하다.
Figure 112015087618268-pat00001
상기의 표 1은 프레임 존재 여부에 따른 영상 변환 가능 여부를 나타내는 것이다. 예를 들어, 영상 데이터의 내용 중 I 프레임 및 P 프레임이 함께 존재하는 경우는 동영상으로 변환하는 것이 가능하다. 그러나 I 프레임만 존재하는 경우 사진으로 변환하는 것이 가능할 뿐 동영상으로 변환하는 것이 불가능하고, 또한 영상 데이터의 내용 중 P 프레임만 존재하는 경우는 사진 또는 동영상 모두 변환할 수가 없다.
도 7은 과거 영상 데이터를 획득하는 과정을 플로 차트로서 나타낸 것이며, 상술한 도 6의 과거 영상 데이터 유무를 확인하는 과정을 통해 과거 영상 데이터 유무를 판별하고 난 후 과거 영상 데이터가 존재하는 것이 확인되고 영상 헤더 리스트를 재구성이 완료되면 다음과 같은 과정으로 영상 데이터 추출을 진행한다.
1. 시간 정보와 영상 정보를 이용하여 데이터 블록에서 검색된 모든 프레임을 정렬한다.
2. 상기 정렬된 프레임에서 I 프레임과 P 프레임의 연속성 여부를 확인한다.
3. I 프레임만 존재하는 경우 사진으로 변환한다.
4. 상기 2의 과정에서 I 프레임과 연결된 P 프레임이 존재하는 경우 해당 프레임에 대해 시간의 연속성을 확인한다.
5. 상기 4의 과정에서 시간의 연속성을 확인되면 연속적인 프레임들을 결합한 후 동영상으로 변환한다. 그러나 시간의 연속성을 확인되지 않으면 I 프레임만을 사진으로 변환한다.
5. 상기 2의 과정에서 I 프레임이 없고 P 프레임만 존재하는 경우 변환이 불가능하기 때문에 과정을 스킵하고 종료한다.
이상, 도면과 함께 설명된 본 발명의 내용은 본 발명을 수행하기 위한 실시예로서 기술되는 것이며 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서 제한되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상이 다양한 형태로 개량 및 변경되는 것이 가능하다. 본 발명의 범주는 예를 들어 DVR의 하드디스크에 저장되는 영상 데이터를 예시로서 설명하였으나, DVR 뿐만 아니라 NVR 같은 다른 장치들 및 다른 모든 저장 매체들을 포함하여 이해될 수 있다. 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 바, 이 또한 본 발명의 보호 범위에 속하게 된다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 덮어쓰기된 CCTV 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 획득 방법에 있어서,
    저장된 영상 데이터의 데이터 블록 내에 있는 영상 인덱스와 영상 데이터의 매칭 여부를 확인하는 단계와,
    영상 데이터가 데이터 블록의 마지막까지 저장되었는지를 확인하는 단계와,
    데이터가 데이터 블록의 마지막까지 저장되지 않았다면 과거 영상 데이터가 남아 있는 것으로 간주하여 데이터 블록의 잔여 공간 내에서 영상 헤더를 검색하는 단계와,
    데이터 블록의 마지막까지 검색이 완료되면 검색된 영상 헤더 정보 중 시간 정보와 영상 정보를 토대로 영상 헤더 리스트를 재구성하는 단계와,
    시간 정보와 영상 정보를 이용하여 데이터 블록에서 검색된 모든 프레임을 정렬하는 단계와,
    상기 정렬된 프레임에서 I 프레임과 P 프레임의 연속성 여부를 확인하는 단계를 포함하고,
    연속성 여부 확인 후 I 프레임과 연결된 P 프레임이 존재하는 경우 해당 프레임에 대해 시간의 연속성을 확인하고, 연속성이 확인되면 연속적인 프레임들을 결합한 후 동영상으로 변환하고, 연속성이 확인되지 않으면 I 프레임을 사진으로 변환하고,
    연속성 여부 확인 후 I 프레임만 존재하는 경우에는 I 프레임을 사진으로 변환하고, P 프레임만 존재하는 경우에는 변환 불가로 판정하는 것을 특징으로 하는 과거 영상 데이터의 획득 확인 방법.
KR1020150127508A 2015-09-09 2015-09-09 영상 포렌식 중 덮어쓰기된 cctv 영상 데이터에서 과거 영상 데이터의 존재 유무 확인 방법 및 획득 방법 KR101685043B1 (ko)

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