KR20030085810A - 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동영상카메라에 의해 촬상되어 연속적으로 인가되는 영상정보에서 처음 들어오는 영상을 기준프레임을 설정하고, 그 이후에 들어오는 각각의 영상정보와의 영상 데이터의 비교작업에 따라 추출된 변화영역만을 저장하도록 하는 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한 것이다.

그러한 영상데이터 저장방법은, 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라로부터 영상정보를 인가받고, 이를 소정 저장매체에 저장하는 방법에 있어서, 상기 동영상카메라가 촬상한 영상정보를 인가받음에 있어 그 영상정보의 최초 이미지정보를 기준프레임으로 설정하는 과정과, 상기 기준프레임과 이후 발생된 영상정보의 각 이미지정보를 소정 픽셀의 일정 크기로 블록화하고, 그 블록의 휘도신호 평균값과 블록내의 각 픽셀의 휘도신호 값의 감산값을 구한후, 소정 가중치를 곱하여 블록값을 각각 산출하는 과정과, 상기 기준프레임과 현재 비교대상에 있는 영상정보의 동일 위치에 제공된 블록값을 각각 비교하고, 일정 비율이상의 차이 발생시 영상정보가 변화되었음을 감지하고 그 변화된 영역을 추출하는 과정 및, 상기 추출된 영역을 저장하는 과정으로 이루어지는 것에 의하여 달성되며; 따라서 종래 기술의 영상데이터 저장방법에 비하여 한정된 저장매체에 보다 많은 영상데이터를 저장할 수 있다.

Description

영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법{IMAGE DATA STORING METHOD USING A CHANGE DETECTION OF IMAGE DATA}

본 발명은 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라(CCTV카메라, CCD카메라 등)로부터 인가되는 연속적인 영상데이터를 저장시, 초기 발생된 이미지 정보를 기준프레임으로 설정하고, 이후 발생되는 이미지 정보와의 비교과정에 따라 그 값이 변화된 영역만을 추출·저장하도록 한 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 소정 영상데이터의 저장 및 이의 재생과정을 위해서는 피사체를 촬상하는 동영상카메라의 촬상 구동동작에 따른 피사체 촬상과정과, 상기 촬상된 영상정보를 소정 연결매체(예컨대, 케이블)를 매개하여 전송받는 재생장치가 이를 출력시키는 과정 및 영상정보를 저장매체에 저장하는 과정으로 이루어지는바, 이때 상기 영상정보를 저장하기 위해서는 프레임(Frame)단위로 압축하여 저장하는 동영상 압축기술인 M-JPEG(Motion JPEG)기술이 적용되고 있다.

그러한, M-JPEG기술은 프레임단위로 편집이 용이한 JPEG(Joint Photographic Experts Group)영상들을 시간적으로 나열한 형식이기 때문에, 압축률은 상기 JPEG과 동일하여 고화질의 경우 1:10 ∼1:20이며 최대 1:30까지 가능하고, MPEG(MovingPicture Experts Group)에서와 같이 시간적 중복성을 제거하지 않기 때문에 빠른 압축속도를 나타내며, 동영상카메라에서 입력된 영상정보를 프레임단위로 압축하여 소정 저장매체에 파일로 저장하게 된다.

그런데, 상기 M-JPEG방식은 동영상카메라로부터 입력되는 영상데이터를 단순히 JPEG로 압축한 후 저장매체에 저장하기 때문에, 촬상처리된 모든 영상데이터를메모리에 저장시 메모리용량에 따른 저장능력에 한계가 있었다.

즉, 임의의 영상데이터를 저장하기 위해서는 그 영상데이터를 단순히 압축만 하기 때문에 저장 영역이 감소되지 않고 인가되는 모든 영상정보를 그대로 저장하기 때문에 저장량이 많아지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 동영상카메라가 촬상한 영상데이터를 저장하는 경우, 최초로 인가된 이미지 정보를 기준으로 설정하고, 이후 인가되는 이미지 정보와의 비교동작에 따라 변화된 부위만을 추출하여 저장하도록 함으로써, 종래 저장방법의 데이터 저장방법에 비하여 보다 많은 영상데이터를 효율적으로 저장할 수 있도록 한 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법은, 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라로부터 영상정보를 인가받고, 이를 소정 저장매체에 저장하는 방법에 있어서, 상기 동영상카메라가 촬상한 영상정보를 인가받음에 있어 그 영상정보의 최초 이미지정보를 기준프레임으로 설정하는 과정과, 상기 기준프레임과 이후 발생된 영상정보의 각 이미지정보를 소정 픽셀의 일정 크기로 블록화하고, 그 블록의 휘도신호 평균값과 블록내의 각 픽셀의 휘도신호 값의 감산값을 구한후, 소정 가중치를 곱하여 블록값을 각각 산출하는 과정과, 상기 기준프레임과 현재 비교대상에 있는 영상정보의 동일 위치에 제공된 블록값을 각각 비교하고, 일정 비율이상의 차이 발생시 영상정보가 변화되었음을 감지하고 그 변화된 영역을 추출하는 과정과, 상기 추출된 영역을 저장하는과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법은, 동영상카메라에 의해 촬상·인가되는 영상정보를 소정 기준프레임과의 비교결과에 따라 영상정보의 변화가 이루어진 영역만을 추출하여 저장하기 때문에 저장영역의 감소에 따라 보다 많은 데이터를 저장할 수 있음을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 영상데이터 저장방법을 위해 제공되는 시스템의 실시예 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법을 보이고 있는 흐름도,

도 3은 본 발명에 따라 영상데이터의 변화값 추출을 나타내기 위한 모식도,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따라 영상데이터의 변화값 추출의 순차적인 과정을 보인 실시예 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 동영상카메라, 110 : 디지털영상저장장치,

112 : 마이크로프로세서, 116 : 메모리부,

128 : 디스플레이부.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 영상데이터 저장방법을 위해 제공되는 시스템의 실시예 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 일정 장소에 장착되어 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라(100)와, 상기 동영상카메라(100)로부터 촬상된 동영상정보를 디지털변환하고, 소정 압축방식에 의해 압축처리된 디지털신호를 메모리부(116)에 저장하거나 영상정보를 표시하기 위한 디스플레이부(130)로 디지털신호를 전송하는 디지털영상저장장치(110)로 구성된다.

그리고, 디지털영상저장장치(110)는 통상적으로 동영상카메라(100)로부터 인가받은 영상신호를 원하는 화면분할기능에 따라 처리하는 동영상보드(114) 및, 상기 영상신호를 디코더부(118)에서 디지털변환처리한 후 소정 해상도로 스케일링(Scaling) 하고 메모리부(116)에 저장하는 캡쳐보드(120)와, 상기 영상신호 촬상 및 재생, 녹화기능 등 전반적인 제어동작을 처리하는 마이크로프로세서 (112)와, 소정 셋업프로그램 및 영상정보를 검색하기 위한 프로그램을 저장/제공하는 프로그램제공부(124) 및, 상기 영상정보를 분할표시하거나 검색(Search)하기 위한 각종 기능버튼을 가지는 키이모듈부(124) 등이 포함되어 구성된다.

이와같이 구성된 디지털영상저장장치에 동영상카메라로부터 촬상된 영상정보를 소정 비교과정에 따라 그 변화된 영역만을 추출·저장하는 방법을 도 1내지 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 소정 위치에 설치된 동영상카메라(100)의 피사체 촬상구동에 따라 영상정보가 디지털영상저장장치(110)로 인가되면, 그 디지털영상저장장치(110)는 그 영상정보를 메모리부(116)에 저장하거나 디스플레이부(130)에 이를 표시하게 되는바, 이때 영상정보를 메모리부(116)에 저장시, 마이크로프로세서(112)는 연속적으로 인가되는 영상정보중에서 최초로 인가되는 이미지정보를 기준프레임으로 설정한다(단계 150).

그 기준프레임은 본 발명에 의한 변화값 추출을 위한 기준이 되는 프레임으로서, 상기 기준프레임과 이후 연속적으로 들어오는 각각의 이미지정보를 상호 비교하게 되는 것이다.

그리고, 상호 이미지정보를 비교할때에는 TV에 사용되는 색 표현방식의 하나로 제공되는 YUV신호중에서 오차에 민감한 색상성분으로 색의 밝기(Luminance)인 Y신호값만을 사용한다. U와 V신호는 색상(Chrominance)을 나타낸다.

그와같이, 상기 기준프레임이 설정된 상태에서 이후 인가되는 이미지정보(예컨대, 제 2이미지정보)를 상호 비교하여 그 변화된 영역만을 저장하게 되는데, 그 상호 비교를 위해서 우선적으로 기준프레임과 상기 제 2이미지정보를 n*m픽셀 크기의 블록단위(예컨대 8*8 픽셀단위)로 블록화를 수행한 다음(단계 152), 도 3에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4순서 방향으로 스캔작업을 수행하면서 상호 블록값을 비교하게 된다. 여기서, 상기 n*m픽셀크기는 임의로 설정하여 사용할 수 있다.

상기 블록값 산출은 상기 n*m픽셀의 블록단위의 휘도평균값을 산출하고, 그 휘도평균값과 각 픽셀의 Y신호값의 차를 구하고, 일정 가중치인 상수값 예컨대 3이나 4를 곱하여 연산작업을 수행하도록 한다(단계 154).

즉,

각 블록의 평균값 - 각 픽셀의 Y신호값= A -------(1)

A * 가중치(상수) = B --------------------------(2),

와 같이 유도할 수 있게 된다.

상기와 같은 방법에 의해 각 블록값을 산출하여 동일 위치에 구비된 제 2이미지정보 블록값과의 비교과정을 수행하고(단계 156), 일정 비율 이상 차이가 발생된 각각의 블록위치인 P1(X1,Y1), P2(X2,Y2), P3(X3,Y3), P4(X4,Y4) 지점을 기록하여 그 P1, P2, P3, P4 블록위치에 따른 변화된 영역((X3,Y1)-(X2,Y4))(B)을 추출하도록 한다(단계 158, 단계 162, 단계 164).

상기 변화 발생영역은 상기 제 1내지 제 4순서 방향으로 이미지 정보를 스캔하여 최종적으로 추출하게 되는바, 기준프레임 및 제 2이미지정보를 각각 제 1방향과 같이 이미지정보의 좌측상단부터 각각의 블록을 스캔하여 블록값을 산출하고,일정 비율 이상 차이가 발생된 블록부위가 있으면 그 블록위치(P1(X1,Y1))를 기록하고, 제 2방향(이미지정보의 우측하단부터)으로 각 블록을 스캔하여 블록값을 산출하고, 변화가 발생된 블록위치(P2(X2,Y2))를 찾아 기록하는 것이다.

계속해서, 이미지정보의 좌·우측 부분도 제 3방향 및 제 4방향으로 순서대로 스캔하여 동일한 방법에 의해 블록값의 차이가 발생된 블록위치(P3(X3,Y3), P4(X4,Y4))를 각각 산출하고, 그와같은 블록위치의 기록에 따라 최종적으로 기준프레임과 비교하여 제 2이미지정보의 변화가 발생된 영역을 구할 수 있게 되는 것이다.

다시말해, 이미지 정보의 블록값 산출에 따라 변화가 발생된 영역((X3,Y1)-(X2,Y4))만을 추출할 수 있으며, 마이크로프로세서(112)는 메모리부(116)에 그 변화영역만을 저장한다.

그러나, 상기 기준프레임과 영상정보의 동일 위치에 존재하는 블록값 비교단계에서, 임계값 이하로 소정 비율 이하로 차이가 발생되면 계속 블록값 연산작업에 따른 비교작업을 수행하게 된다(단계 160).

계속해서, 상기 기준프레임과 제 3이미지정보를 전술한 바와 같이 상기 (1) 및 (2)의 연산과정에 따라 블록값을 산출한 후 그 변화영역을 추출하여 저장하며, 계속적으로 상기 기준프레임과 제 4, 제 5이미지정보…,를 상호 비교하여 변화영역만을 추출하는 상기와 같은 일련의 과정을 통해 메모리부(116)에 저장하도록 한다(단계 168).

예컨대, 도 4a내지 도 4d에 도시된 바와 같이 최초 인가된 이미지정보(4a)를기준프레임으로 설정한 상태에서, 그 이후 인가된 제 2이미지정보(4b)와의 블록값 비교에 따라 B영역이 추출되었다면 그 B영역만을 저장하고, 상기 이미지정보(4a)와 제 3이미지정보(4c)와의 블록값 연산에 따라 변화된 영역이 B'가 추출되었다면 그 추출된 B'영역을 저장함과 아울러, 마찬가지로 도 4d에서와 같이 B"영역만이 추출되었다면 그 영역만을 저장하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 따르면, 동영상카메라에 의해 촬상인가되는 소정 영상정보를 저장할 때, 연속된 영상에서 처음 들어온 영상정보를 기준프레임으로 설정하고, 이후 들어오는 영상정보와의 순차적인 동일 위치의 블록값 비교과정에 따라, 영상정보의 변화된 영역만을 추출하여 저장하도록 함으로써, 한정된 저장매체에 보다 많은 데이터를 저장할 수 있게 된다.

그리고, 영상정보의 데이터 변화가 감소함으로서, 전송속도의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라로부터 영상정보를 인가받고, 이를 소정 저장매체에 저장하는 방법에 있어서,

   상기 동영상카메라가 촬상한 영상정보를 인가받음에 있어 그 영상정보의 최초 이미지정보를 기준프레임으로 설정하는 과정과,

   상기 기준프레임과 이후 발생된 영상정보의 각 이미지정보를 소정 픽셀의 일정 크기로 블록화하고, 그 블록의 휘도신호 평균값과 블록내의 각 픽셀의 휘도신호 값의 감산값을 구한후, 소정 가중치를 곱하여 블록값을 각각 산출하는 과정과,

   상기 기준프레임과 현재 비교대상에 있는 영상정보의 동일 위치에 제공된 블록값을 각각 비교하고, 일정 비율이상의 차이 발생시 영상정보가 변화되었음을 감지하고 그 변화된 영역을 추출하는 과정 및,

   상기 추출된 영역을 저장하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기준프레임과 이미지정보의 블록값 비교는 각각의 이미지를 좌측 상단, 우측 하단, 좌측면, 우측면 순으로 스캔하여 P1·P2·P3·P4지점의 변화된 지점을 기록하고, (X3,Y1)-(X2,Y4)의 변화된 영역을 추출 저장하며, 상기 블록크기는 n*m픽셀로 구성하는 것을 특징으로 하는 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 동영상카메라에 의해 인가된 연속적인 이미지정보는 각각 기준프레임과의 비교과정에 따라 그 추출된 변화영역만을 계속해서 저장하는 것을 특징으로 하는 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법.