KR20020052220A - 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및수신방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고화소 화상을 통신망상에서 전송 및 수신하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고화소의 화상을 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할한 후 압축하여 인터넷 등의 네트워크망으로 전송하고, 수신단에서 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터를 수신하여 복원한 후 두 화면을 조합하여 고화소 화상을 디스플레이하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 고화소 카메라를 이용하여 촬상한 1024×768 이상의 해상도를 갖는 고화소 화면을 영상데이터의 손실을 최소화하면서, 720×480의 입출력 제한을 갖는 통상의 엠펙인코더 및 엠펙디코더를 이용하여 인터넷 등의 네트워크망으로 격지에 전송할 수 있는 장점이 있다.

Description

엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법{THE METHOD OF COMPRESSION AND DECOMPRESSION OF HIGH RESOLUTION IMAGE USING MPEG}

본 발명은 고화소 화상을 통신망상에서 전송 및 수신하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고화소의 화상을 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할한 후 압축하여 인터넷 등의 네트워크망으로 전송하고, 수신단에서 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터를 수신하여 복원한 후 두 화면을 조합하여 고화소 화상을 디스플레이하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법에 관한 것이다.

일반적으로 카메라에서 촬상된 영상신호를 인터넷 등의 통신망으로 격지에 전송하기 위하여 엠펙(MPEG)압축방법을 이용하고 있다.

엠펙(MPEG)압축은 정지된 화상을 압축하는 방법인 제이펙(JPEG)과는 달리,시간에 따라 연속적으로 변화하는 동영상신호를 압축하여 코드로 변환한 후 통신망을 통해서 전송하는 방법으로서, 전송단에 동영상신호를 압축하고 코드변환 할 수 있는 엠펙인코더를 구비하고 수신단에는 상기 압축된 동영상신호를 해제하고 디스플레이 가능한 신호로 코드변환 할 수 있는 엠펙디코더를 포함하여 구성하는 것이 일반적이다.

그러나, 상기 엠펙인코더(MPEG encoder)와 엠펙디코더(MPEG decoder)에 입력 또는 출력되는 영상데이터는 CCIR601, CCIR656 포맷이어야 하는 제한과, 또한 상기 엠펙인코더가 압축 및 코드변환 할 수 있는 영상데이터의 크기가 수평화소수 720개, 수직화소수 480개 이하여야 하는 제한이 있으므로, 상기 엠펙압축은 VGA(640×480)이하의 화상을 전송하는 기능을 주로 수행한다.

따라서, 근래 감시용 카메라 등에 그 응용범위가 확대되고 있는 프로그래시브 고화소 카메라(Progressive CCD Camera)등을 이용하여 촬상한 XGA(1024×768)이상의 영상데이터를 통상의 엠펙압축방법을 이용하여 전송하기 위해서는, 촬상한 고화소 영상데이터를 엠펙인코더의 영상입력 포맷에 적합하게 720×480의 영상데이터로 변환하고 엠펙인코더에서 엠펙포맷으로 변환한 후 인터넷 등의 통신망을 이용하여 영상데이터를 전송하는 방법을 이용하는 것이 보편적이다.

이와 같이 전송된 영상데이터를 수신한 엠펙디코더는 상기 엠펙포맷의 영상데이터를 복원하여 촬상시의 영상데이터인 1024×768의 해상도를 갖는 영상으로 변환한 후 디스플레이하는 것이 보편적이다.

이러한 고화소 영상데이터를 인터넷 등의 통신망을 이용하여 격지에 전송하는 방법으로서, 종래에는 전송단에 저장된 고화소 영상데이터의 메모리어드레스를 일정한 간격마다 선택함으로써 수평 및 수직쪽으로 다운사이징(down-sizing)하여 1024×768의 영상데이터를 720×480의 영상데이터로 변환한 후 엠펙인코더를 거쳐서 전송하고, 이를 수신단의 엠펙디코더에서 수신하여 720×480의 영상데이터로 이루어진 화면의 수평화소와 수직화소를 복사, 삽입하는 과정에 의하여 1024×768의 영상데이터로 이루어진 화면으로 업사이징(up-sizing)함으로써 촬상시의 영상으로 복원하여 디스플레이 하는 방법으로 이루어진다.

또한, 영상데이터의 손실을 줄이고 보다 고화질의 화면을 전송하기 위하여 프로그래시브 고화소 카메라 등에서 촬상후 엠펙인코더에 전달되는 1024×768의 영상데이터를 각각 512×384의 크기를 갖는 4개의 서브화면으로 분할하고, 상기 4개의 서브화면을 4개의 엠펙인코더로 각각 전달하여 코드변환 한 후, 인터넷 등의 통신망을 통하여 전송하면, 수신단에 구비된 4개의 엠펙디코더에서 이를 각각 수신하여 4개의 512×384의 크기로 구성된 서브화면을 조합하여 촬상시와 동일하게 고화소 영상데이터로 이루어진 1024×768의 화면을 디스플레이 하는 방법으로 이루어진다.

종래기술에 따라, 상기 1024×768의 고화소 화상을 720×480으로 압축하여 전송할 경우, 영상데이터의 부분적인 누락으로 인하여 촬상된 화면에 전반적인 영상데이터의 손실이 발생하므로 선명한 화면 표출이 제한되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따라 상기 1024×768의 고화소 화면을 512×384의 크기를갖는 4개의 서브화면으로 분할하여 압축전송 할 경우 전송단과 수신단에서 4개의 엠펙인코더와 엠펙디코더가 필요하게 되어 압축전송시스템의 비용을 증가시키며, 상기 엠펙인코더와 엠펙디코더의 수가 증가함으로 인한 압축전송시스템의 안정성이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 고화소 화면을 중앙부분과 외곽부분의 두 화면으로 분할한 후, 중앙화면데이터와 외곽화면데이터를 엠펙 압축전송하여서, 중앙부분은 데이터 손실 없이 영상데이터를 전송하고 외곽부분에서만이 부분적인 데이터손실이 발생되게 함으로써, 전체적인 화면이 양호한 해상도를 갖도록 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 중앙부분데이터와 그 외곽부분데이터로 분할된 고화소 화면을 코드변환하여 압축전송 할 수 있는 전송단의 엠펙인코더 및 이를 수신하여 코드변환 한 후 고화소 화면으로 조합할 수 있는 엠펙디코더의 수를 줄임으로써, 고화소 영상데이터를 전송하기 위한 엠펙압축시스템을 구성하는 비용을 절감할 수 있고 상기 엠펙압축시스템의 안정성을 향상시킬 수 있는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법의 구성도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법을 구현하기 위한 시스템의 회로 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법의 실시예를 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 고화소 화상의 영상데이터 분할시스템의 타이밍도.

도 5는 본 발명에 따른 고화소 화상의 영상데이터 조합시스템의 타이밍도.

도 6은 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법의 제1실시예를 나타내는 구성도.

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명에 따른 제1실시예의 고화소 화상의 영상데이터 분할 및 조합의 예시도.

도 8은 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법의 제2실시예를 나타내는 구성도.

도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명에 따른 제2실시예의 고화소 화상의 영상데이터 분할 및 조합의 예시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 카메라시스템20 - 전송단메모리컨트롤러

31 - 제1메모리32 - 제2메모리

41 - 제1엠펙인코더42 - 제2엠펙인코더

51 - 제1엠펙디코더52 - 제2엠펙디코더

60 - 수신단메모리컨트롤러71 - 제3메모리

72 - 제4메모리80 - 디스플레이장치

발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 카메라에서 촬상되어 메모리에 저장된 고화소 화면의 영상데이터가 전송단의 엠펙인코더에서 인코딩된 후 통신장치에 의해 네트워크망으로 격지에 전송되고 수신단의 엠펙디코더에서 디코딩된 후 디스플레이 되는 것에 있어서, 상기 고화소 화면이 전송단메모리컨트롤러에서 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할되어 상기 중앙화면데이터는 제1엠펙인코더로 전달되고 상기 외곽화면데이터는 제2엠펙인코더로 전달되는 중앙화면 및 외곽화면 분할과정과, 상기 외곽화면데이터가 엠펙인코더에 입력 가능한 크기로 압축되는 압축과정과, 상기 제1엠펙인코더에서 상기 중앙화면데이터가 인코딩되고 상기 제2엠펙인코더에서 상기 외곽화면데이터가 인코딩되어 상기 영상데이터가 네트워크망으로 전송할 수 있는 엠펙코드로 변환되는 엠펙인코딩과정과, 상기 제1, 제2엠펙인코더에서 인코딩된 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터가 통신장치에 의해 수신단으로 전송되는 전송과정과, 상기 중앙화면데이터가 상기 수신단의 제1엠펙디코더에서 디코딩되고 상기 외곽화면데이터가 상기 수신단의 제2엠펙디코더에서 디코딩되어 상기 수신단의 메모리에 저장할 수 있는 영상데이터로 복원되는 엠펙디코딩과정과, 상기 제1, 제2엠펙디코더에서 복원된 중앙화면데이터가 상기 외곽화면데이터에 삽입되어 고화소 화면으로 조합되는 영상데이터조합과정 및 상기 고화소 화면이 디스플레이 장치로 전달되어 디스플레이 되는 출력과정이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 중앙화면 및 외곽화면 분할과정에서 상기 중앙화면데이터가 전체화면의 중앙에 있는 720×480의 크기를 갖는 A영역으로 분할되고, 상기 중앙화면데이터를 제외한 외곽화면데이터인 B영역이 전체화면의 모서리 영역인 152×144의 크기를 갖는 4개의 B1영역과, 중앙화면 양 측면 영역인 152×480의 크기를 갖는 2개의 B2영역과, 중앙화면 상·하 영역인 720×144의 크기를 갖는 2개의 B3영역으로 분할되고, 상기 B2영역이 152×192로 다운사이징되고 상기 B3영역이 416×144로 다운사이징되어, 상기 외곽화면데이터가 720×480의 크기를 갖는 B영역으로 압축되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 영상데이터조합과정에서 상기 압축전송된 B2영역은 152×480의 크기를 갖도록 업사이징 되고, 상기 압축전송된 B3영역은 720×144의 크기를 갖도록 업사이징 되어 상기 B영역이 1024×768의 크기를 갖는 화면으로 복원되고, 상기 B영역의 중앙에 상기 A영역이 삽입되어 전체화면이 복원되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 중앙화면 및 외곽화면 분할과정에서 상기 중앙화면데이터가 전체화면의 중앙에 있는 720×480의 크기를 갖는 A영역으로 분할되고, 상기 외곽화면데이터인 1024×768의 크기를 갖는 B영역에 있는 영상데이터의 수직화소와 수평화소가 교대로 독출되면서 상기 B영역이 512×384의 크기를 갖도록 다운사이징되어 원래 화면의 반으로 압축되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 영상데이터조합과정에서 상기 압축전송된 B영역이 1024×768의 크기를 갖도록 업사이징되어 복원되고, 상기 복원된 B영역의 중앙에 상기 A영역이 겹쳐져서 디스플레이되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법의 구성도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 엠펙 압축전송 시스템의 회로구성도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 엠펙 수신시스템의 회로 구성도이다.

본 발명은 프로그래시브 고화소 카메라 등의 카메라시스템으로 물체를 촬상한 후 메모리에 저장되어 있는 영상데이터를 엠펙으로 압축하여 인터넷 등의 네트워크망으로 전송하는 메모리영역설정과정(S10), 중앙화면 및 외곽화면 분할과정(S20), 압축과정(S30), 엠펙인코딩과정(S40), 전송과정(S50)과, 네트워크망으로 전송된 영상데이터를 수신하여 코드변환한 후 출력하는 엠펙디코딩과정(S60), 영상데이터조합과정(S70) 및 출력과정(S80)을 포함하여 구성된다.

본 발명을 구현하기 위한 엠펙 압축전송 및 수신시스템은 영상데이터를 압축하고 전송하는 전송단과, 네트워크망으로 전송된 영상데이터를 수신하는 수신단으로 구성된다.

상기 전송단은 물체를 촬상하는 카메라시스템(10)과, 촬상된 물체의 영상데이터를 제1, 제2메모리에 전달하며 메모리를 제어하는 전송단메모리컨트롤러(20)와, 상기 영상데이터를 교대로 저장하는 제1메모리(31), 제2메모리(32)와, 상기 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에서 독출된 영상데이터를 엠펙코드로 변환하는 제1엠펙인코더(41), 제2엠펙인코더(42)와, 상기 제1, 제2엠펙인코더에서 코드 변환된 영상데이터를 인터넷 등의 네트워크망으로 전송하는 통신장치를 포함하여 구성된다.

본 발명에서는 전송단에 구비된 영상데이터 저장메모리로 제1 및 제2메모리를 사용하였으나, 그 이상 다수의 저장메모리를 포함하여 구성할 수도 있다.

상기 수신단은 상기 전송단에서 네트워크망으로 전송된 영상데이터를 수신할 수 있는 통신장치와, 상기 통신장치에서 수신한 엠펙코드로 인코딩된 영상데이터를 디코딩하는 제1엠펙디코더(51), 제2엠펙디코더(52)와, 상기 제1, 제2엠펙디코더(51, 52)에서 코드 변환된 영상데이터를 후술하는 제3 ,제4메모리에 전달하며 메모리를 제어하는 수신단메모리컨트롤러(60)와, 상기 수신단메모리컨트롤러(60)에서 전달되는 영상데이터를 저장하는 제3메모리(71), 제4메모리(72)와, 상기 제3, 제4메모리(71, 72)에서 독출된 영상데이터를 디스플레이 할 수 있는 디스플레이장치(80)로 구성된다.

상기 수신단에도 상기 전송단에서와 동일하게 다수의 저장메모리를 포함하여 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 메모리영역설정과정(S10)은, 상기 카메라시스템(10)으로 촬상되어 제1, 제2메모리(21, 22)에 저장된 1024×768이상의 고화소로 이루어진 영상데이터에서 분할하고자 하는 중앙화면데이터와 외곽화면데이터의 영역이 선택되고, 상기 카메라시스템(10)에 연결된 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 그 선택 영역에 해당되는 메모리의 어드레스가 설정된다.

이때, 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 선택되는 화면의 데이터는 도 3에 도시된 바와 같이, 통상의 엠펙인코더와 엠펙디코더에 입력될 수 있는 한계화면인 720×480의 크기 및 해상도를 갖도록 1024×768 이상의 고화소 화면의 중앙부분에 있는 영상데이터로 이루어진 중앙화면데이터이다.

상기 중앙화면 및 외곽화면 분할과정(S20)은, 상기전송단메모리컨트롤러(20)에서 설정된 어드레스에 해당되는 중앙화면인 720×480의 영상데이터만을 상기 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에서 독출함으로써, 전체화면의 영상데이터에서 중앙화면데이터를 분할하며 상기 분할된 중앙화면데이터가 제1엠펙인코더(41)로 전달되고, 그 외의 외곽화면데이터는 압축되어 제2엠펙인코더(42)로 전달된다.

상기 압축과정(S30)은, 상기 1024×768의 크기를 갖는 외곽화면데이터가 엠펙인코더에 입력될 수 있도록 720×480이하의 크기로 다운사이징되어 압축된다.

이러한 압축과정은 상기 외곽화면데이터의 수직화소와 수평화소가 일정한 간격으로 독출되고, 그 독출된 수직 및 수평화소만으로 화면이 구성되도록 함으로써 화면이 압축된다.

상기 엠펙인코딩과정(S40)은, 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 분할되어 전달된 중앙화면데이터를 상기 제1엠펙인코더(41)에서 수신하고, 상기 외곽화면데이터를 상기 제2엠펙인코더(42)에서 수신하여, 상기 중앙화면데이터 및 외곽화면데이터가 상기 제1, 제2엠펙인코더에서 인터넷 등의 네트워크 망을 이용하여 전송할 수 있는 엠펙코드로 각각 변환되어 인코딩된다.

상기 전송과정(S50)은, 상기 제1, 제2엠펙인코더(31, 32)에서 엠펙코드로 변환된 중앙화면데이터와 외곽화면데이터가 전송단의 통신장치에 의하여 인터넷 등의 네트워크 망을 통해 수신단으로 전송된다.

상기 전송단의 통신장치에 의하여 전송된 고화소 화면을 구성하는 중앙화면데이터와 외곽화면데이터가 수신단의 통신장치에 의하여 수신된다.

상기 엠펙디코딩과정(S60)은, 상기 수신단의 통신장치에서 수신한 엠펙코드로 구성된 영상데이터 중 중앙화면데이터는 제1엠펙디코더(51)로 전달되고 외곽화면데이터는 제2엠펙디코더(52)로 전달되어, 각각 디코딩되어 코드변환된 후 상기 제1, 제2메모리(31, 32)에서의 독출시 영상데이터로 복원된다.

상기 영상데이터조합과정(S70)은, 상기 제2엠펙디코더(52)에서 복원된 외곽화면데이터에 상기 제1엠펙디코더(51)에서 복원된 중앙화면데이터를 삽입하거나 덧붙임으로써, 상기 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에서 독출될 때의 고화소 화면이 조합된다.

상기 출력과정(S80)은, 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터가 조합되어 구성된 1024×768 이상의 고화소 화면이 수신단메모리컨트롤러(60)의 제어에 의하여 제3메모리(71)나 제4메모리(72)에 저장된 후, 상기 수신단메모리컨트롤러(60)의 제어에 의하여 독출되고 모니터 등의 디스플레이장치(80)로 전송되어 1024×768 이상의 고화소로 이루어진 영상데이터가 디스플레이 된다.

이와 같이 1024×768이상의 고화소로 이루어진 화면을 720×480의 중앙화면과 그 외의 외곽화면으로 분할하여, 상기 중앙화면은 제1엠펙인코더(31)에서 인코딩하고 상기 외곽화면은 제2엠펙인코더(32)에서 인코딩하여 전송함으로써, 상기 외곽화면은 다운사이징(down-sizing) 과정에서 영상데이터의 손실이 발생하지만 상기 중앙화면은 영상데이터의 손실 없이 수신단으로 전송할 수 있게 된다.

따라서, 상기 전송단에서 전송된 고화소 화면의 영상데이터를 상기 수신단에서 디스플레이 할 때에는 화면의 주된 정보를 포함하는 중앙화면데이터는 화소의손실 없이 디스플레이되고, 중요도가 적은 정보를 포함하는 외곽화면데이터 에서만 부분적인 영상데이터의 손실이 발생하게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따라 엠펙을 이용하여 고화소 화상의 영상데이터를 압축전송 및 수신하는 것을 도 2a, 도 2b, 도4 및 도5의 타이밍도를 참조하여 설명한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 카메라시스템(10)으로 촬상한 전체화면의 영상데이터(101)와 카메라동기신호(102)가 전송단메모리컨트롤러(20)로 전송된다.

상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카메라동기신호(102)가 고(High:1)에서 저(Low:0)로 변환되는 신호에 의하여 제1컨트롤러내부동기신호(103)와 제2컨트롤러내부동기신호(104)가 발생된다.

상기 제1, 제2컨트롤러내부동기신호(103, 104)는 상기 카메라시스템(10)에서 촬상된 영상데이터(101)를 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에 저장하거나, 상기 제1, 제2메모리(31, 32)에 저장된 영상데이터를 독출하기 위한 제어신호이다.

상기 제1컨트롤러내부동기신호(103)는 상기 제1메모리(31)와 제2메모리(32)에 교대로 영상데이터(101)를 저장 및 독출하는 것을 제어하는 신호로서, 상기 제1컨트롤러내부동기신호(103)가 저(Low:0)일 때에는 제1메모리(31)에 영상데이터가 저장됨과 동시에 제2메모리(32)에 저장된 영상데이터가 독출되고, 상기 제2컨트롤러내부동기신호(104)가 고(High;1)일 경우에는 그 역을 수행하게 된다.

상기 제2컨트롤러내부동기신호(104)는 상기 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에서 독출상태에 있는 영상데이터를 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할하여독출하는 것을 제어하는 신호로서, 상기 제2컨트롤러내부동기신호(104)가 저(Low:0)일 때는 고화소 화면 중앙부분인 720×480의 해상도를 갖는 영상데이터가 독출되고, 상기 제2컨트롤러내부동기신호(104)가 고(High:1)일 때는 상기 고화소 화면의 외곽부분이 720×480이하의 해상도를 갖도록 압축된 후 그 압축된 영상데이터가 독출된다.

상기 제2메모리(32)에서 독출된 중앙화면데이터는 전송단메모리컨트롤러(20)에서 발생된 제1인코더CCIR656수직동기신호(203)에 의하여 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 CCIR656 포맷의 영상데이터(201)로 변환되어 엠펙인코더에 입력 가능한 포맷으로 변환된 후 제1엠펙인코더(41)에 입력된다.

또한, 상기 제2메모리(32)에서 독출된 외곽화면데이터는 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 발생된 제2인코더CCIR656수직동기신호(204)에 의하여 상기 전송단메모리컨트롤러(20)에서 CCIR656 포맷의 영상데이터(202)로 변환된 후 제2엠펙인코더(42)에 입력된다.

상기 제1인코더CCIR656수직동기신호(201)와 상기 제2인코더CCIR656수직동기신호(202)는 본 출원인이 2001년 4월14일 대한민국 특허청에 출원한 출원번호 10-2001-0020054에 기재된 바와 같이, 외부에서 부가되는 클럭에 의하여 생성되는 신호로서, 상기 제1, 제2메모리(31, 32)에서 독출되는 하나의 프레임(Frame)으로 구성된 1024×768의 해상도를 갖는 고화소 화면의 영상데이터를 국제무선통신기구의 규약인 CCIR656 포맷으로 된 두 개의 필드(Field)를 나타내는 신호로 변환시킨다.

도 4에서는 제1프레임으로 이루어진 화면이 제2메모리(32)에서 독출되어 엠펙인코더로 전달되고, 그 후 제2프레임으로 이루어진 화면이 제1메모리(31)에서 독출되어 CCIR656포맷으로 구성된 이븐(even)필드와 아드(odd)필드의 두 필드로 이루어진 신호로 변환된 후 각 필드신호를 엠펙인코더로 전송되는 것을 나타낸다.

또한, 도면상 괄호로 묶여있는 부분은 3개 이상의 메모리에서 영상데이터를 독출하여 전송하는 경우엔 활성화되어 영상데이터를 전송하지만, 도 4에는 2개의 메모리에서 영상데이터를 독출하는 것이 도시되어 있으므로 하나의 필드를 구성하는 중앙화면데이터와 외곽화면데이터를 전송한 후에는 하이 임피던스(Hi-Z)상태에 있게 되어 영상데이터가 엠펙인코더로 전송되지 않는다.

상기 CCIR656포맷의 필드신호로 변환된 중앙화면데이터와 외곽화면데이터는 상기 제1, 제2엠펙인코더(41, 42)에서 인코딩되어 엠펙코드로 변환된 후, 통신장치를 이용하여 인터넷 등의 네트워크 망을 통하여 수신단으로 전송된다.

상기 네트워크 망을 통하여 전송된 영상데이터를 수신한 수신단의 통신장치는 도 5에 도시된 바와 같이 제1디코더CCIR656수직동기신호(503)와 CCIR656필드신호(504)를 수신하여 이를 제1엠펙디코더(51)로 전송하고, 제2디코더CCIR656수직동기신호(505)와 CCIR656필드신호(506)를 수신하여 이를 제2엠펙디코더(52)로 전송한다.

상기 제1엠펙디코더(51)에서는 엠펙코드로 변환되어 전송된 중앙화면데이터를 디코딩하여 상기 제1메모리(31)나 제2메모리(32)에서 독출시의 CCIR656포맷의 영상데이터로 복원하고, 상기 제2엠펙디코더(52)에서는 외곽화면데이터를 디코딩하여 원래의 영상데이터로 복원한다.

상기 제1디코더CCIR656수직동기신호(503)와 제2디코더CCIR656수직동기신호 (505)를 이용하여 수신단메모리컨트롤러(60)에서 영상데이터를 제3메모리(71)와 제4메모리(72)에 저장 및 독출할 수 있는 제1컨트롤러동기신호(104)와 제2컨트롤러동기신호(105)를 생성한다.

상기 전송단에서와 동일하게 상기 제1컨트롤러동기신호(104)와 제2컨트롤러동기신호(105)에 의하여 제3메모리(71)와 제4메모리(72)에서의 영상데이터 저장 및 독출이 교대로 수행된다.

이때, 상기 수신단메모리컨트롤러(60)에서 상기 제1, 제2엠펙디코더(51, 52)에서 복원된 중앙화면데이터를 외곽화면데이터에 삽입 또는 추가함으로써, 1024×768이상의 고해상도를 갖는 고화소 화면이 복원되고, 이렇게 복원된 한 프레임의 화면이 상기 제3메모리(71)나 제4메모리(72)에 저장된다.

상기 제3메모리(71)와 제4메모리(72)에 저장된 영상데이터는 상기 수신단메모리컨트롤러(60)의 제어신호에 의해 독출된 후, 디스플레이장치(80)로 전송되어 1024×768이상의 고화소로 이루어진 촬상시의 영상데이터가 디스플레이 된다.

다음에는 본 발명에 따라 엠펙을 이용하여 고화소 화상의 영상데이터를 압축전송하고 이를 수신하는 방법의 바람직한 제1실시예를 도 6, 도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하여 설명한다.

상기 제1실시예에서는 1024×768의 해상도를 갖는 고화소 화면의 중앙에서 720×480의 해상도를 갖는 중앙화면데이터를 분리하고 그 중앙화면데이터를 제외한 외곽화면데이터를 압축하여 전송하고 이를 수신단에서 수신하여 조합한 후 디스플레이 하는 것을 설명한다.

상기 1024×768의 고화소 화면이 전송단메모리컨트롤러(20)에서 화면 중앙에 있는 720×480의 화소로 이루어진 중앙화면데이터(A영역)의 메모리어드레스가 설정되고, 상기 메모리어드레스에 저장된 영상데이터가 독출된다.

그리고, 상기 1024×768 화면 중 상기 중앙화면데이터를 제외한 외곽화면데이터인 B영역은 도 7a에 도시된 바와 같이, 4개의 B1영역과 2개의 B2영역과 2개의 B3영역으로 분할된다.

상기 B1영역은 1024×768 화면의 모서리 부분에 있는 영상데이터를 갖고 있는 영역으로서 중앙의 720×480 화면을 제외한 152{(1024-720)/2}×144{(768-480)/2}의 화소로 구성된 4개의 영역으로 구성되며, 이렇게 구성된 상기 B1영역은 영상데이터 전송시에 화소의 손실이 일어나지 않는 부분이다.

상기 B2영역은 상기 A영역의 양 측면에 있는 영상데이터를 포함하는 부분으로서, 엠펙인코더에 입력될 수 있도록 480인 수직화소수가 192(=480-144-144)의 수직화소수로 압축되는 다운사이징(down-sizing)이 발생된다.

상기 B3영역은 상기 A영역의 상, 하에 있는 영상데이터를 포함하는 부분으로서, 엠펙인코더에 입력될 수 있도록 720인 수평화소수가 416(=720-152-152)의 수평화소수로 압축되는 다운사이징이 발생된다.

상기 A영역을 분할 한 후의 외곽화면데이터인 B영역이 도 7c에 도시된 바와 같이 A'영역과 4개의 B1영역과 두 개의 B2'영역과 두 개의 B3'영역으로 구성된 720×480이하의 크기를 갖는 화면으로 다운사이징 된다.

이때, 상기 A'영역과 B2'영역과 B3'영역은 수평 또는 수직쪽으로 다운사이징되므로 영상데이터의 손실이 발생한다.

이와 같이, 엠펙인코더에 입력 가능한 크기로 분리, 압축된 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터는 제1엠펙인코더(41)와 제2엠펙인코더(42)에서 각각 엠펙코드로 인코딩된 후, 전송단에 구비된 통신장치를 통하여 수신단으로 전송된다.

상기 수신단에 구비된 통신장치에서 상기 전송된 엠펙코드의 영상데이터를 수신한 후 제1엠펙디코더(51)와 제2엠펙디코더(52)에서 디코딩하여 상기 제1, 제2메모리(31, 32)에서 독출시의 원래의 영상데이터로 복원된다.

상기 A'영역, B2'영역, B3'영역은 복원시에 수직, 수평화소가 삽입(Interpolation)되어 1024×768의 고화소 화면으로 업사이징(up-sizing)된다.

이때, 상기 A'영역에는 전체화면에서 분리되어 따로 전송된 A영역의 중앙화면데이터가 삽입되므로, 디스플레이시에는 영상데이터의 손실이 없는 화면이 나타난다.

따라서, 상기 1024×768의 고화소로 이루어진 화면이 수신단에서 디스플레이될 때에는 상기 B2영역과 B3영역에서만 영상데이터의 부분적인 손실이 발생되고, 전체적으로는 양호한 고해상도의 화면을 디스플레이 할 수 있게 된다.

다음에는 본 발명에 따라 엠펙을 이용하여 고화소 화상의 영상데이터를 압축전송하고 이를 수신하는 방법의 바람직한 제2실시예를 도 8, 도 9a, 도 9b 및 도 9c를 참조하여 설명한다.

상기 제2실시예에서는 1024×768의 고화소 화면에서 720×480의 중앙화면데이터를 분할한 후, 외곽화면데이터를 720×480이하의 화면으로 압축하여 전송하고, 수신단에서 이를 수신하여 디스플레이 하는 것을 설명한다.

상기 제1실시예에서와 같은 방법으로 전체화면인 1024×768의 고화소 화면에서 중앙화면인 A영역의 영상데이터가 분할되고, 상기 분할된 중앙화면데이터는 제1엠펙인코더(41)로 전달된다.

이 후, 외곽화면데이터에서 수평화소를 1라인씩 교대로 독출하고, 수직화소를 1라인씩 교대로 독출함으로써, 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 외곽화면데이터가 반으로 다운사이징 되어 B영역이 된다.

따라서, B영역은 512×384의 크기를 갖는 영상데이터로 압축되어 제2엠펙인코더(42)로 전달된다.

상기 제1, 제2엠펙인코더(41, 42)에서 엠펙코드로 인코딩된 A영역과 B영역의 영상데이터는 수신단으로 전송되고, 상기 수신단의 제1엠펙디코더(51)와 제2엠펙디코더(52)에서 디코딩되어 원래의 영상데이터가 복원된다.

상기 제1, 제2엠펙디코더(51, 52)에서 복원된 영상데이터는 상기 수신단에 구비된 수신단메모리컨트롤러(60)에서 조합된다.

이때, 상기 A영역은 영상데이터의 손실 없이 본래의 영상데이터로 복원되지만, 상기 B영역은 수직화소와 수평화소의 삽입(Interpolation)을 통하여 압축전의 크기인 1024×768의 화면으로 복원된다.

따라서, 상기 A영역에서는 영상데이터의 손실이 발생하지 않지만, 상기 B영역에서는 영상데이터의 손실이 화면 전체에서 발생한다.

그러나, 상기 영상데이터를 디스플레이 할 때에는, 상기 A영역을 상기 B영역의 중앙에 겹쳐서 디스플레이 하게 되므로, 1024×768의 고화소 화면 중 중앙의 720×480의 화면은 영상데이터의 손실이 없는 화면이 나타나고, 그 외곽부분에서만 영상데이터의 손실이 부분적으로 발생하게 되어 화면 전체에서는 양호한 해상도를 갖는 화면이 디스플레이 된다.

본 발명은 이와 같이 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 프로그래시브 CCD 카메라 등의 고화소 카메라를 이용하여 촬상한 1024×768 이상의 해상도를 갖는 고화소 화면을 영상데이터의 손실을 최소화하면서, 720×480의 입출력 제한을 갖는 통상의 엠펙인코더 및 엠펙디코더를 이용하여 인터넷 등의 네트워크망으로 전송할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과는, 고해상도를 갖는 고화소 화면을 영상데이터의 손실을 최소화하면서 인터넷 등의 네트워크망으로 격지에 전송하도록 함으로써, 근래에 감시용 고화소 카메라에서 요구되고 있는 고해상도 화면의 전송을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는, 고화소 카메라에서 촬상한 1024×768의 고화소 화면을 전송하기 위하여 고화소 화면을 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할하여 그 영상데이터를 각각 별개의 엠펙인코더에서 압축 및 인코딩하여 전송하고, 또한 이를 각각 별개의 엠펙디코더에서 수신하여 디코딩하고 복원함으로써, 종래에 고화소 화면을 4개의 서브화면으로 분할하고 그 분할된 화면을 4개의 엠펙인코더와 4개의 엠펙디코더를 이용하여 전송, 수신하던 방법에서의 장치적 구성을 반으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는, 고화소 화상을 엠펙을 이용하여 전송하는 시스템에서의 장치적 구성이 줄어듦으로 인하여 고화소 화상의 전송시스템의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 카메라에서 촬상되어 메모리에 저장된 고화소 화면의 영상데이터가 전송단의 엠펙인코더에서 인코딩된 후 통신장치에 의해 네트워크망으로 격지에 전송되고, 수신단의 엠펙디코더에서 디코딩된 후 디스플레이 되는 것에 있어서,

   상기 고화소 화면이 전송단메모리컨트롤러에서 중앙화면데이터와 외곽화면데이터로 분할되어, 상기 중앙화면데이터는 제1엠펙인코더로 전달되고 상기 외곽화면데이터는 제2엠펙인코더로 전달되는 중앙화면 및 외곽화면 분할과정;

   상기 외곽화면데이터가 엠펙인코더에 입력 가능한 크기로 압축되는 압축과정;

   상기 제1엠펙인코더에서 상기 중앙화면데이터가 인코딩되고 상기 제2엠펙인코더에서 상기 외곽화면데이터가 인코딩되어, 상기 영상데이터가 네트워크망으로 전송할 수 있는 엠펙코드로 변환되는 엠펙인코딩과정;

   상기 제1, 제2엠펙인코더에서 인코딩된 상기 중앙화면데이터와 외곽화면데이터가 통신장치에 의해 수신단으로 전송되는 전송과정;

   상기 중앙화면데이터가 상기 수신단의 제1엠펙디코더에서 디코딩되고, 상기 외곽화면데이터가 상기 수신단의 제2엠펙디코더에서 디코딩되어, 상기 수신단의 메모리에 저장할 수 있는 영상데이터로 복원되는 엠펙디코딩과정;

   상기 제1, 제2엠펙디코더에서 복원된 중앙화면데이터가 상기 외곽화면데이터에 삽입되어 고화소 화면으로 조합되는 영상데이터조합과정 및

   상기 고화소 화면이 디스플레이 장치로 전달되어 디스플레이 되는 출력과정이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙화면 및 외곽화면 분할과정에서, 상기 중앙화면데이터가 전체화면의 중앙에 있는 720×480의 크기를 갖는 A영역으로 분할되고,

   상기 중앙화면데이터를 제외한 외곽화면데이터인 B영역이 전체화면의 모서리 영역인 152×144의 크기를 갖는 4개의 B1영역과, 중앙화면 양 측면 영역인 152×480의 크기를 갖는 2개의 B2영역과, 중앙화면 상·하 영역인 720×144의 크기를 갖는 2개의 B3영역으로 분할되고,

   상기 B2영역이 152×192로 다운사이징되고, 상기 B3영역이 416×144로 다운사이징되어, 상기 외곽화면데이터가 720×480의 크기를 갖는 B영역으로 압축되는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 영상데이터조합과정에서, 상기 압축전송된 B2영역은 152×480의 크기를 갖도록 업사이징 되고, 상기 압축전송된 B3영역은 720×144의 크기를 갖도록 업사이징 되어 상기 B영역이 1024×768의 크기를 갖는 화면으로 복원되고,

   상기 B영역의 중앙에 상기 A영역이 삽입되어 전체화면이 복원되는 것을 특징으로 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙화면 및 외곽화면 분할과정에서, 상기 중앙화면데이터가 전체화면의 중앙에 있는 720×480의 크기를 갖는 A영역으로 분할되고,

   상기 외곽화면데이터인 1024×768의 크기를 갖는 B영역에 있는 영상데이터의 수직화소와 수평화소가 교대로 독출되면서 상기 B영역이 512×384의 크기를 갖도록 다운사이징되어 원래 화면의 반으로 압축되는 것을 특징으로 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 영상데이터조합과정에서, 상기 압축전송된 B영역이 1024×768의 크기를 갖도록 업사이징되어 복원되고, 상기 복원된 B영역의 중앙에 상기 A영역이 겹쳐져서 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 엠펙을 이용한 고화소 화상의 영상데이터 압축전송 및 수신방법.