KR20050038146A - 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 및 장치 - Google Patents

영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 감시 시스템에 적용되는 기술로서, 비월주사방식의 영상 신호를 순차주사방식의 영상출력장치를 통해 재생시키기 위해서 상기 비월주사방식의 영상에 해당하는 홀수 필드와 짝수 필드에 대한 라인 오프셋(Line Offset)의 제거하여 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상데이터를 일치시킴으로써, 주사방식 변환에 따른 화질 열화 및 해상도 저하를 개선하는 것이다.
또한, 본 발명은 비월주사방식의 영상신호를 비월주사방식의 녹화장치로 전송할 때, 홀수 필드와 짝수 필드에 대한 라인 오프셋을 제거함으로서 영상데이터를 필드구분없이 처리하여, 녹화속도를 개선할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

Description

영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 및 장치{Method and apparatus for transforming scanning type of video monitering system}
본 발명은 영상 감시 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비월 주사 방식으로 촬영된 영상의 홀수 필드와 짝수 필드 간의 라인 오프셋(Line Offset)을 해소하여 순차 주사 방식의 영상 표시 장치로 디스플레이하고, 비월주사방식으로 촬영된 영상을 필드구분없이 비월주사방식의 녹화장치에 녹화할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
영상 신호의 화면 표시 방법은 순차 주사와 비월 주사로 구분될 수 있는데, 상기 순차 주사는 프레임(화면)을 선 순차화 함으로 인해 모든 프레임의 주사선 구조가 동일한 것으로서, 예컨대 컴퓨터의 화면 표시에 사용된다. 즉, 한 프레임(frame)을 525개의 주사선(scan line)으로 선 순차화한 경우, 프레임은 도 1에 도시된 바와 같이 표시된다.
이와 달리, 상기 비월 주사는 화면을 2개의 수평주사선 단위로 건너 뛰면서 주사하는 방식이다. 따라서, 하나의 프레임이 두개의 필드(field)로 구성되며, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 필드(홀수 필드)는 1라인∼263라인(실선)으로 구성되고, 제 2 필드(짝수 필드)는 264라인∼525라인(파선)으로 구성된다.
상기한 관점에서, 1초당 30프레임을 2:1로 비월주사하여 60필드를 생성하여 전송하는 경우와, 1초당 60프레임을 순차주사로 전송하는 경우를 대비해보면, 상기 비월 주사 방식의 정보량이 상기 순차 주사방식의 정보량보다 월등히 적을 뿐 아니라, 시간적 재현성도 상기 비월 주사의 60필드는 각각 1/60초의 시간적 지연을 갖고 재현이 되므로 상기 순차주사에 비해 시간적 재현성도 떨어지지 않는다.
그러나, 상기 비월 주사는 정지화의 수직 경계가 1/30초의 속도로 재생됨에 따라 라인 플리커(line flicker)가 발생하여, 정지화상의 경우 떨림현상이 발생되는 단점이 있다. 영상감시 시스템은 일반적으로 비월주사방식으로 영상을 촬영하고, 촬영된 영상은 출력장치의 종류에 따라 비월주사 또는 순차주사 방식으로 표시하게 된다. 따라서, 통상의 영상감시시스템은 촬영장치와 출력장치를 구비하여, 촬영된 영상을 출력장치의 사양에 맞게 변환시키는 메카니즘을 갖는다.
또한, 영상 감시 시스템은 영상 출력 장치의 전체 화면을 복수개 예컨대, 4개, 9개, 16개 등으로 분할하여 화면분할수와 동일한 개수의 영상 촬영 장치(예컨대, 비디오 카메라 등)에서 각각 촬영되어진 영상을 분할된 화면에 각각 출력하여, 상기 영상 촬영 장치 들이 설치된 지역을 모니터링할 수 있는 장치이다.
그러므로, 비월 주사 방식의 영상 출력 장치(예컨대, TV 모니터 등)를 구비한 영상 감시 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이 비월 주사 방식의 비디오카메라에서 각각 촬영된 영상에 대한 640×240의 홀수 필드(o31, …, o34), 짝수 필드(e31, …, e34)가 각각 320×120로 스케일링되어, 640×240에 사분할된 홀수필드(odd)와 짝수필드(even)로 출력된다.
이때, 영상 출력 장치(예컨대, TV 모니터)는 비월 주사 방식으로 640×240 홀수 필드(odd)를 재생출력한 다음, 640×240의 짝수 필드(even)를 재생출력하는데, 영상 출력 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 화면이 4개로 분할되고, 각각의 분할화면에는 비디오 카메라 1 내지 비디오 카메라 4에서 각각 촬영되어진 영상이 재생출력된다.
한편, 최근에는 보다 많은 양질의 영상 데이터를 디지털 방식으로 효율적으로 처리·저장하는 디지털 비디오 레코더(DVR: Digital Video Recorder)에 대한 보급이 활성화되면서, 상기 디지털 비디오 레코더의 영상 출력 장치로서 순차 주사 방식의 컴퓨터 모니터를 사용하는 경우가 많아지고 있다. 이에 반하여, 일반적인 영상 감시 시스템의 촬영장치는 비월 주사 방식에 의해 영상을 처리한다. 따라서, 상기 디지털 비디오 레코더를 채용하는 경우, 비월 주사 방식과 순차 주사 방식이 갖는 기술적 차이로 인해 화질의 열화가 발생하게 된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 4와 같이 비월 주사 방식의 촬영장치에 의해 촬영되어진 영상에 대한 640×240의 홀수 필드(o41, …, o44)와 640×240 의 짝수 필드(e41, …, e44)는 수평/수직 스케일러(도시 생략)에 의해 각각 320×120로 축소된 후, 혼합기(10)에 의해 320×240로 처리되어 순차주사 방식의 영상 출력 장치로 전송된다. 여기서, 혼합기(10)는 홀수 필드의 라인 사이에 짝수 필드의 라인을 각각 삽입시켜 320×240의 영상데이터를 생성한다.
이 경우, 영상 출력 장치를 통해 재생출력되는 영상은 1/60초(1초당 30프레임을 2:1로 비월주사하여 1초당 60필드를 전송하는 경우에는 1/60초의 시간차를 갖음)의 시간차를 갖는 홀수 필드와 짝수 필드가 한 프레임으로 재생출력되기 때문에, 서로 다른 필드의 라인간에 1/60초의 시간차가 발생하여 연결이 부자연스러워 동영상의 경우 화면이 틀어지는 등의 화면 왜곡이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술이 "영상 감시 시스템의 영상 출력 방법(출원번호:10-2002-0022567, 출원일자: 2002년 4월 24일)"으로 제안된 바 있다.
선행기술은 도 5에 도시된 바와 같이, 비월 주사 방식의 비디오 카메라 1 내지 비디오 카메라 4에 의해 촬영되어진 영상에 대한 640×240의 홀수필드(o51, …, o54)와 640×240의 짝수필드(e51, …, e54)를 각각 수평/수직스케일링할 때, 수평스케일링만 1/2 축소를 행한다. 그 후, 홀수필드에 대응하는 320×240의 영상과 짝수필드에 대응하는 320×240의 영상을 메모리(도시 생략)의 지정번지에 저장하여 비디오 카메라 1 내지 비디오 카메라 4에 의해 촬영되어진 영상을 한 프레임으로 구성한 후, 화면을 사분할하는 640×480의 영상 출력 장치(20)의 해당 영역에 홀수 필드만으로 구성된 프레임과 짝수 필드만으로 구성된 프레임을 교대로 출력한다.
이러한 선행기술은, 순차주사방식의 한 프레임을 홀수 필드 또는 짝수 필드로만 구성하기 때문에, 각 필드의 시간차로 인한 화면 왜곡을 해결할 수 있다. 그러나, 이 경우 각 필드간 라인 오프셋(홀수 라인과 짝수 라인의 차)을 고려하지 않고 프레임을 구성하기 때문에 각 필드간의 라인 오프셋에 의한 화면 떨림 현상이 발생하게 된다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 525라인의 비월 주사 방식의 영상(a)으로부터 홀수 필드 또는 짝수 필드 각각의 라인만을 이용한 순차 주사 방식의 영상을 구성하게 되면, 도 6의 (b)와 (c)와 같이 반(1/2) 라인의 오프셋(offset)을 갖는 영상을 얻게 되며, 이를 그대로 화면에 재생출력하면, 상기 라인 오프셋으로 인해 화면떨림현상이 발생하게 된다.
이러한 문제점으로 인해, 실제로는 한 프레임을 구성할 때 홀수 필드와 짝수 필드 중 어느 한 필드만을 선택하여 순차주사를 하고 있다. 하지만, 이 경우에도 통상 초당 60필드 분량의 영상 소스에서 일부 필드(초당 30필드)분량의 정보를 생략하기 때문에, 데이터 손실이 발생하여 동작이 부자연스러워지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 비월 주사 방식의 영상 소스에 대해 필드간의 라인 오프셋을 해소하여 전 필드의 영상데이터를 순차 주사 방식의 영상 출력 장치상에 출력하므로써 영상 감시 시스템의 화질을 개선하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 비월주사방식의 영상신호를 비월주사방식의 녹화장치로 전송할 때, 홀수 필드와 짝수 필드에 대한 라인 오프셋을 제거함으로서 영상데이터를 필드구분없이 처리하여, 녹화속도를 개선할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법은, 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정; 상기 디지털 영상 데이터에서 라인 오프셋을 제거하여 순차주사를 위한 영상데이터를 출력하는 제 2 과정; 상기 영상 데이터 각각에 대해 수평/수직방향 축소비율을 비대칭적으로 스케일링하는 제 3 과정; 및 상기 스케일링된 영상 데이터를 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하고, 상기 화면 영상 데이터를 상기 순차주사방식의 영상출력장치로 출력하는 단계를 구비한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 은, 하나 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정; 상기 영상 데이터 각각에 대해 수평/수직방향 축소비율을 비대칭적으로 스케일링하는 제 2 과정; 상기 스케일링된 영상 데이터를 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하는 제 3 과정; 및 상기 영상 데이터에서 라인 오프셋을 제거하여 상기 순차주사방식의 영상 표시장치로 출력하는 제 4 과정을 구비한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 은, 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정; 상기 영상 데이터들에 대해 라인 보간을 행하여 상기 영상 데이터들에 의해 구성되는 홀수 필드와 짝수 필드를 일치시키는 제 2 과정; 상기 라인 보간된 영상 데이터들을 메모리에 저장하여 한 화면 영상을 구성하는 제 3 과정; 및 상기 화면 영상 데이터를 상기 순차 주사 방식의 영상 표시 장치로 출력하는 제 4 과정을 구비한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법 은, 상기 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정; 상기 영상 데이터들들을 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하는 제 2 과정; 상기 화면 영상 데이터에 대해 라인 보간을 행하는 제 3 과정; 및 상기 화면 영상 데이터를 상기 순차 주사 방식의 영상 표시 장치로 출력하는 제 4 과정을 구비한다.
본 발명의 제 6 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치는, 비월주사방식으로 촬영된 복수의 영상신호가 단일 채널을 통해 처리될 수 있도록 상기 영상신호들에 대한 처리경로를 제어하는 스위칭수단; 상기 스위칭수단으로부터 출력되는 특정 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 A/D 변환수단; 상기 영상 데이터를 특정 필드의 영상 데이터로 변환하는 영상 데이터 처리수단; 상기 특정 필드의 영상 데이터에 대한 저장·재생을 행하는 비월주사방식의 녹화수단; 상기 영상 데이터 처리부로부터 출력되는 영상 데이터를 외부 메모리에 일시 저장하였다가 상기 녹화수단으로 전달하는 메모리 제어수단; 및 상기 스위칭수단을 제어하여 상기 영상신호들이 주기적으로 스위칭 출력되도록 하고, 상기 메모리 제어수단을 제어하여 상기 외부 메모리에 저장된 영상데이터가 녹화수단으로 전달되게 하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 비월주사방식의 영상소스를 순차주사방식으로 변환시켜서 출력함에 있어서, 홀수 필드 또는 짝수 필드간의 라인 오프셋을 제거하는 기술을 개시하며, 이를 위하여 반라인 그룹지연을 위한 신호처리를 행한다. 그에 따라, 도 7의 (a), (b)와 같이 각 필드의 오프셋이 제거된 상태의 영상을 얻는다.
본 발명은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 홀수 필드에 대해서는 바이패스(bypass) 시키고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 짝수 필드에 대해서는 반라인 그룹 지연을 행함으로써, 홀수 필드의 영상과 짝수 필드의 영상이 거의 일치하여 반라인 오프셋이 제거된 영상이 영상 출력 장치상에 재생출력된다.
본 발명에 적용되는 라인 오프셋 제거 방법은 본 발명의 실시예의 구성 및 동작설명에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 영상시스템에서의 데이터 처리장치의 구성도이고, 동 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 1 실시예에 따른 순차 주사 방식의 화면 분할 영상 표시 장치는 복수의 비디오 카메라(801, …, 804), A/D 변환기(811, …, 814), 비월주사영상 입력제어부(821, …, 824), 비월/순차주사 변환기(831, …, 834), 비대칭적 수평/수직 스케일러(841, …, 844), 메모리 제어부(850), 마이크로 컴퓨터(860), 외부 메모리(870), 순차주사 영상출력 제어부(880), D/A 변환기(890), 및 영상출력부(20)를 구비한다.
영상출력부(20)가 4분할 화면을 출력하는 경우를 전제로 상술한 구성요소들을 예시하였으나, 영상출력부(20)가 9분할 화면 또는 16분할 화면을 출력하는 경우에는 그에 대응하여 구성요소들이 추가 구성될 수 있다.
이어, 도 8에 도시된 각 부를 상세하게 설명한다.
A/D변환기(811, …, 814)는 대응하는 비월 주사 방식의 비디오 카메라(801, …, 804)로부터 입력되는 각 채널별 아날로그 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.
비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824)는 A/D변환기(811, …, 814)로부터 출력된 홀수 필드와 짝수 필드에 대한 상기 디지털 영상 데이터를 정의하고, 상기 디지털 영상 데이터로부터 동기신호(Hsync, Vsync)와 필드신호(Field Signal: 이하 FS)를 분리하여 메모리 제어기(850)로 출력함과 동시에, 상기 디지털 영상 데이터와 상기 필드신호(FS)를 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)로 출력한다.
비월/순차주사 변환기(831, …, 834)는 상기 정의된 디지털 영상 데이터에 대해 필드별로 반라인 그룹지연을 행하여 필드간의 라인 오프셋을 제거하여 순차 주사를 위한 디지털 영상 데이터를 출력한다.
그리고, 비대칭적 수평/수직 스케일러(841, …, 844)는 상기 채널별 디지털 영상 데이터를 분할 표시할 영역에 스케일링하되, 수평방향으로만 1/2 축소를 행한다.
메모리 제어기(850)는 비월주사영상 입력제어부(821, …, 82N)에서 출력되는 동기신호(Hsync, Vsync)와 필드신호(FS)를 근거로 비대칭적 수평/수직 스케일러(841, …, 844)에서 출력된 상기 디지털 영상 데이터를 각 채널별로 지정된 외부 메모리(870)의 특정 번지에 기록하여 한 프레임의 화면을 구성하는 기능을 수행하고, 순차주사 영상출력 제어부(880)로부터 전송되는 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)와 필드신호(FS)를 근거로 외부 메모리(870)에 기록된 상기 디지털 영상 데이터를 실시간 영상으로 표시할 수 있도록 리드하여 순차주사 영상출력 제어부(880)로 출력하는 기능을 수행한다.
외부 메모리(870)는 메모리 제어기(850)에 의해 액세스가 제어되며, 비디오 카메라(800, …, 804)에서 촬영된 영상데이터를 일시 저장하는 기능을 수행한다.
순차주사영상 출력제어부(880)는 분할 화면을 구성하기 위하여 메모리 제어기(850)로부터 출력되는 영상 데이터에 부가정보(시간, 채널정보 등)를 합성하여 출력하는 기능을 수행하고, D/A변환기(890)는 상기 영상 데이터를 아날로그 형태로 변환하여 영상출력부(20)로 출력함으로써, 상기 영상 데이터가 영상출력부(20)에서 순차주사되도록 하는 기능을 수행한다.
도 8에 도시된 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)는 도 9에 도시된 바와 같이, 비월주사영상 입력제어부(821, …, 824)로부터 출력되는 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상 데이터를 소정 Gain값만큼 증폭시켜 출력하는 증폭부(90), 상기 홀수 필드의 영상 데이터 또는 상기 짝수 필드의 영상 데이터를 1라인만큼 지연시키는 지연부(92), 지연부(92)에 의해 1라인만큼 지연된 상태로 출력되는 영상 데이터를 소정 Gain값만큼 증폭시켜 출력하는 증폭부(94), 및 증폭부(90)와 증폭부(94)의 출력을 합산하여 그룹지연이 행해진 영상 데이터를 출력하는 혼합기(96)를 구비한다.
그리고, 증폭부(90)는 홀수 필드의 영상 데이터를 소정 Gain값만큼 증폭하는 증폭기(G91), 짝수 필드의 영상 데이터를 소정 Gain값만큼 증폭하는 증폭기(G92), 증폭기(G91)의 출력과 증폭기(G92)의 출력을 다중화하여 출력하는 다중화기(M1)를 구비한다. 증폭부(94)도 증폭부(90)와 동일한 구조를 갖는다.
본 발명에서, 증폭부(90)의 증폭기(G91)의 Gain값과 증폭부(94)의 증폭기(G93)의 Gain값을 통해 홀수 필드의 영상 데이터에 대한 필터링 계수를 설정할 수 있고, 증폭부(90)의 증폭기(G92) Gain값과 증폭부(94)의 증폭기(G94) Gain값을 통해 짝수 필드의 영상 데이터에 대한 필터링 계수를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 각 Gain값은 1 미만으로 설정하는 것이 바람직하며, 이로서 혼합기(96)로부터 출력되는 신호는 증폭부(90)에서 출력되는 영상 데이터와 증폭부(94)에서 출력된 영상 데이터가 특정 비율로 조합된 상태의 영상 데이터가 된다.
본 발명은 상기 필터링 계수를 조정하여 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상 데이터에 대해 선택적으로 반라인 그룹지연을 행할 수도 있고, 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터에 대해 모두 그룹지연을 행하여 반라인에 대한 보상을 행할 수 있다. 도 9에 제시된 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)의 동작은 본 발명의 동작설명에서 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같은 기능을 수행하는 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)는 도 10에 도시된 바와 같이, N개의 지연부(10_1, …, 10_N), 각 지연부(10_1, …, 10_N)와 병렬로 연결되어 입력되는 영상 데이터를 소정 Gain값으로 증폭시켜 출력하는 N+1개의 증폭부(12_1, …, 12_N+1), 및 증폭부(12_1, …, 12_N+1)로부터의 출력을 합산하여 순차 주사 방식의 영상 데이터를 출력하는 혼합기(14)를 구비하여 구성될 수도 있다.
도 10과 같이 구성되는 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)는, 비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824)로부터 입력받은 영상 데이터를 증폭부(12_1)에서 소정 Gain값만큼 증폭하여 출력하고, 지연부(10_1)로부터 출력되는 1라인 지연된 영상데이터를 증폭부(12_2)에서 소정 Gain값만큼 증폭하여 출력하고, 지연부(10_n)으로부터 영상 데이터를 증폭부(12_n+1)에서 소정 Gain값만큼 증폭하여 출력한다.
따라서, 모든 증폭부(12_1, …, 12_n+1)로부터 출력되어 혼합기(14)에 의해 합산 출력되는 영상 데이터는 각 라인만큼 지연된 모든 영상 데이터가 특정 비율로 조합된다. 그러므로, 도 10과 같이 구성되는 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)는 좀 더 세밀한 특성을 구현할 수 있어 고성능 그룹지연 필터의 기능을 수행할 수 있다.
이어, 도 8, 도 9, 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 시스템에서의 데이터 처리 방법을 구체적으로 설명한다.
4 대의 비월 주사 방식의 비디오 카메라(801, …, 804)에서 촬영된 영상에 해당하는 홀수 필드의 영상신호(o111, …, o114: 도 11 참조)와 짝수 필드의 영상신호(e111, …, e114: 도 11 참조)는 A/D 변환기(811, …, 814)에 의해 디지털 영상 데이터로 변환된 후, 비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824)에서 수평/수직동기신호(Hsync/Vsync)가 분리되는 한편, 후처리를 위한 데이터(휘도 및 색신호)로 디코딩되어 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)로 입력된다.
이때, 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)의 증폭부(90, 94)는 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터에 대해 반라인 그룹지연이 행해지도록 증폭도를 설정하는 것이 바람직한데, 이를 위해 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상 데이터 중 한측만 반라인 그룹지연을 행하도록 할 수도 있고, 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터를 모두 조정하여 두 영상데이터간의 반라인 그룹 지연이 행해지도록 할 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 짝수 필드의 영상 데이터를 증폭하는 증폭기(G92)와 증폭기(G94)의 증폭도를 각각 0.5로 설정하면, 혼합기(96)를 통해 출력되는 짝수 필드의 영상 데이터는 N번째 라인의 영상 데이터와 N-1번째 라인의 영상 데이터의 평균값에 해당하는 영상 데이터가 출력된다. 반면, 증폭기(G91)의 증폭도는 "1"로 설정하고, 증폭기(G93)의 증폭도는 "0"으로 설정하여, 홀수 필드의 영상 데이터를 바이패싱시킴으로써, 상기 짝수 필드의 영상데이터와 홀수 필드의 영상데이터가 거의 일치하게 된다.
상기 필드신호(FS)는 비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824)로부터 각각 입력받는 신호로서, 다중화기(M1, M2)는 필드신호(FS) "1"이 인가되면 증폭기(G91)와 증폭기(G93)의 출력(홀수 필드의 영상 데이터)을 혼합기(96)로 전달하고, 필드신호(FS) "0"이 인가되면 증폭기(G92)와 증폭기(G94)의 출력(짝수 필드의 영상 데이터)을 혼합기(96)로 전달한다. 이때, 필드신호(FS)의 변경주기는 비월주사에 의해 1초당 60필드가 전송되는 경우, 1/60초에 해당하게 된다.
이와 다른 예로서, 홀수 필드의 영상 데이터를 증폭하는 증폭기(G91)와 증폭기(G93)의 증폭도를 각각 1/4, 3/4로 설정하고, 짝수 필드의 영상 데이터를 증폭하는 증폭기(G92, G94)의 증폭도를 각각 3/4, 1/4로 설정하면, 홀수 필드보다 1/2 빠른 짝수 필드의 영상 데이터는 3/4라인만큼 지연되고, 홀수 필드는 1/4만큼만 지연되어, 혼합기(96)를 통해 출력되는 짝수 필드의 영상 데이터와 홀수 필드의 영상 데이터는 라인 오프셋이 제거된다.
이와 같이 오프셋이 제거된 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터는 서로 거의 일치되며, 각각 비대칭적 수평/수직 스케일러(841, …, 844)에서 수평방향으로만 1/2비율로 축소(320×240)된 후, 메모리 제어기(850)에 의해 외부 메모리(870)의 특정 번지에 저장되어, 한 프레임으로 구성된다.
이어, 메모리 제어기(850)은 4채널의 비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824)로부터 수평/수직 동기신호(H/Vsync)에 의거하여 외부 메모리(870)에 해당 영상 데이터를 저장하고, 순차주사 영상출력 제어부(880)로부터 전송되는 동기신호(Vsync, Hsync)에 맞춰 외부 메모리(870)로부터 영상데이터를 읽어 순차주사영상 출력 제어부(880)로 출력한다.
순차주사영상 출력 제어부(880)는 메모리 제어기(850)로부터 입력되는 영상 데이터에 부가정보(예컨대, 시간, 채널정보 등)을 합성하여 상기 부가정보가 합성된 영상 데이터를 D/A변환기(860)로 출력하고, D/A변환기(860)는 상기 디지털 영상 데이터를 순차주사방식의 영상출력부(20)로 출력한다.
이때, 영상출력부(20)로 출력되는 영상신호는 홀수 필드의 영상신호로 구성된 프레임(odd: 도 11 참조)과 짝수 필드의 영상신호로 구성된 프레임(even: 도 11 참조)이 1/60초를 주기로 번갈아가며 출력된다.
도 8에 의한 본 발명의 제1실시예에서는, 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)에 의해 비월주사 방식으로 촬영되어진 영상신호의 홀수 필드와 짝수 필드간의 라인 오프셋이 제거되어, 순차주사 방식의 영상출력부(20) 예컨대, 컴퓨터 모니터 등으로 자연스러운 동화상을 제공할 수 있지만, 비월/순차주사 변환기(831, …, 834)를 채널별로 구성해야 하기 때문에 복수개 구비되어야 한다는 단점이 있다.
본 발명의 제2실시예는 이러한 단점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이를 위한 구성은 도 12에 도시된 바와 같다.
도 12는 본 발명의 2 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 구성도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 2 실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 영상 데이터 처리 장치는, 복수의 비디오 카메라(1201, …, 1204), A/D 변환기(1211, …, 1214), 비월주사영상입력 제어부(1221, …, 1224), 비대칭적 수평/수직 스케일러(1231, …, 1234), 메모리 제어기(1240), 마이크로 컴퓨터(1250), 외부 메모리(1260), 비월/순차주사 변환기(1270), 순차주사 영상출력 제어부(1280), D/A 변환기(1290), 및 영상출력부(20)를 구비한다.
도 12에 도시된 A/D 변환기(1211, …, 1214), 비월주사영상 입력제어부(1221, …, 1224), 비대칭적 수평/수직 스케일러(1231, …, 1234), 메모리 제어부(1240), 마이크로 컴퓨터(1250), 외부 메모리(1260), 순차주사 영상출력 제어부(1280) 및, D/A 변환기(1290)는 상술되어진 도 8의 A/D 변환기(811, …, 814), 비월주사 영상입력 제어부(821, …, 824), 메모리 제어부(830), 마이크로 컴퓨터(860), 외부 메모리(870), 순차주사 영상출력 제어부(880), 및 D/A 변환기(890)와 동일한 기능을 수행하기 때문에 상기 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 12의 비월/순차주사 변환기(1270)는 메모리 제어기(1240)로부터 전송되는 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상데이터에 대해 라인 오프셋 제거기능을 수행하는데, 이때 비월/순차주사 변환기(1270)는 순차주사영상 출력제어부(1280)로부터 인가되는 필드신호(FS)에 따라 증폭기(G91, G93)에서 소정 Gain값만큼 증폭된 홀수 필드의 영상 데이터 또는 증폭기(G92, G94)에서 소정 Gain값만큼 증폭된 짝수 필드의 영상 데이터를 선택적으로 출력한다(도 9 참조).
한편, 도 9와 같이 구성된 비월/순차주사 변환기(1270)에 의해 라인 오프셋이 제거된 상태의 영상데이터는, 순차주사 영상출력 제어부(1280)와 D/A변환기(1290)을 거쳐 영상출력부(20)로 출력되는데, 영상출력부(20)로 재생출력되는 영상은 도 11에 도시된 바와 같이 홀수 필드의 영상 신호로 구성된 프레임(odd)과 짝수 필드의 영상 신호로 구성된 프레임(even)이 1/60초를 주기로 번갈아가며 출력된다.
도 8에 의해 설명되어진 본 발명의 제1실시예와, 도 12에 의해 설명되어진 본 발명의 제2실시예는, 비대칭적 수평/수직 스케일러를 사용하여 비디오 카메라를 통해 촬영되어진 640×240의 영상 데이터를 수평 방향으로 1/2 축소시키는 과정에서 영상 데이터의 손실이 발생하기 때문에 화질의 열화가 초래될 수 있다. 이뿐 아니라, 도 8에 의해 설명되어진 본 발명의 제1실시예와, 도 12에 의해 설명되어진 본 발명의 제2실시예는 화면출력포맷이 640×480인 영상 출력 장치를 최적화한 상태로 화면분할을 행한 것이기 때문에 상기 영상 데이터를 화면출력포맷이 1280×960 또는 1280×1024인 영상 출력 장치로 출력하게 되면, 최적화상태가 유지되지 않아 양호한 상태의 화면이 재생되지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명의 제3실시예는 상술되어진 문제점을 해결하기 위해 제안되어진 것으로서, 이를 위한 구성은 도 13에 도시된 바와 같다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 구성도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 영상 데이터 처리 장치는, 복수의 비디오 카메라(1301, …, 1304), A/D 변환기(1311, …, 1314), 비월주사영상 입력 제어부(1321, …, 1324), 비월/순차주사 변환기(1331, …, 1334), 메모리 제어기(1340), 마이크로 컴퓨터(1350), 외부 메모리(1360), 순차주사 영상출력 제어부(1370), D/A 변환기(1380), 및 영상출력부(20)를 구비한다.
도 13에 도시된 A/D 변환기(1311, …, 1314), 비월주사영상 입력제어부(1321, …, 1324), 메모리 제어부(1340), 마이크로 컴퓨터(1350), 외부 메모리(1360), 순차주사 영상출력 제어부(1370) 및, D/A 변환기(1380)는 상술되어진 도 8의 A/D 변환기(811, …, 814), 비월주사영상 입력제어부(821, …, 824), 메모리 제어부(830), 마이크로 컴퓨터(860), 외부 메모리(870), 순차주사 영상출력 제어부(880) 및, D/A 변환기(890)와 동일한 기능을 수행하므로, 상기 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 13에서 비월/순차주사 변환기(1331, …, 1334)는 비월주사영상 입력제어부(1321)로부터 입력받은 640×240의 영상 데이터에 대해 라인 보간(Line Interpolation)을 행하여 640×480의 영상 데이터로 변환한 후, 변환된 영상 데이터를 메모리 제어기(1340)로 출력하는 기능을 수행한다. 상기 라인 보간은, 경사를 보존하는 방식을 이용하여 두 라인의 평균값을 갖는 새로운 라인을 상기 두 라인 사이에 삽입시켜 각 필드가 갖는 라인 오프셋을 제거하는 기술이다. 특히, 비월/순차주사 변환기(1331, …, 1334)는 화면출력포맷이 1280×960인 경우에는 각 카메라에서 촬영된 640×240의 영상데이터를 640×480이 되도록 라인 보간을 행하는 것이 바람직하고, 화면출력포맷이 1280×1024인 경우에는 640×240의 영상데이터를 640×512이 되도록 라인 보간을 행하는 것이 바람직하다.
비월/순차주사변환기(1331, …, 1334)로부터 출력된 640×480의 영상 데이터는 메모리 제어기(1340)에 의해 외부 메모리(1360)의 특정 번지에 일시 저장되어 한 프레임으로 구성되었다가, 메모리 제어기(1340)에 의해 순차주사 영상출력 제어부(1370)로 전송되어, D/A 변환기(1380)를 통해 화면출력포맷이 1280×960 또는 1280×1024인 순차주사방식의 영상출력부(20)로 출력된다.
이때, 화면출력포맷이 1280×960인 영상출력부(20)는 1280×960의 전체 화면에 비디오 카메라(1301)에 의해 촬영되어 변환된 640×480의 화면과, 비디오 카메라(1302)에 의해 촬영되어 변환된 640×480의 화면과, 비디오 카메라(1303)에 의해 촬영되어 변환된 640×480의 화면과, 비디오 카메라(1304)에 의해 촬영되어 변환된 640×480의 화면의 화면이 분할되어 구성된다.
이러한 비월/순차주사 변환기(1331, …, 1334)는 비디오 카메라에 따른 채널별로 구비되어야 하기 때문에, N개의 비디오 카메라로 구성된 감시 시스템의 경우에는 N개의 비월/순차주사 변환기가 구비되어야 하지만, 한개의 비월/순차주사 변환기를 메모리 제어기의 후단에 접속하여 상기 비월/순차주사 변환기를 통해 라인 오프셋이 제거된 영상 데이터가 순차주사 영상출력 제어부로 전송되도록 구성할 수도 있다.
상기한 경우의 구성은 도 14에 제시된 바와 같다.
도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치는, 복수의 비디오 카메라(1401, …, 1404), A/D 변환기(1411, …, 1414), 비월주사 영상입력 제어부(1421, …, 1424), 메모리 제어기(1430), 마이크로 컴퓨터(1440), 외부 메모리(1450), 비월/순차주사 변환기(1460), 순차주사 영상출력 제어부(1470), 및 D/A 변환기(1480), 및 영상출력부(20)를 구비한다.
도 14에 도시된 A/D 변환기(1411, …, 1414), 비월주사영상 입력제어부(1421, …, 1424), 메모리 제어기(1430), 마이크로 컴퓨터(1440), 외부 메모리(1450), 비월/순차주사 변환기(1460), 순차주사 영상출력 제어부(1470) 및, D/A 변환기(1480)는 상술되어진 도 8의 A/D 변환기(810, …, 814), 비월주사영상 입력제어부(820, …, 824), 메모리 제어부(830), 마이크로 컴퓨터(860), 외부 메모리(870), 순차주사 영상출력 제어부(880) 및, D/A 변환기(890)와 동일한 기능을 수행하므로, 상기 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 14에서 메모리 제어기(1430)로 입력되는 영상데이터는 비월주사영상 입력 제어부(1421, …, 1424)로부터 출력된 640×240의 영상데이터이고, 메모리 제어기(1430)는 상기 영상 데이터를 외부 메모리(1450)의 특정 번지에 일시적으로 저장하여 한 프레임으로 구성하였다가 비월/순차주사 변환기(1460)로 출력한다.
비월/순차주사 변환기(1460)는 메모리 제어기(1430)를 통해 채널별로 전송되는 640×240의 영상 데이터에 대해 라인 보간을 행하여 라인 오프셋이 제거된 상태의 640×480 영상 데이터를 순차주사 영상출력 제어부(1470)로 출력한다.
비월/순차주사 변환기(1460)가 메모리 제어기(1430)를 통해 채널별로 전송되는 640×240의 영상 데이터에 대해 라인 오프셋을 제거하는 방법으로 사용되는 라인보간은, 640×240의 영상 데이터의 각 라인의 사이에 새로운 라인을 삽입하여 라인보간을 행하는 것인데, 이때 상기 삽입되는 라인의 영상데이터는 상기 양 라인이 갖는 영상데이터의 평균값이 될 수도 있고, 다른 필드의 라인 값을 활용할 수도 있다. 두번째 경우를 보다 자세히 설명하면, 짝수 필드의 영상 데이터는 홀수 필드의 각 라인 값을 상기 짝수 필드의 라인 사이에 삽입하여 640×480으로 된 영상 데이터를 생성하고, 홀수 필드의 영상 데이터는 짝수 필드의 각 라인 값을 상기 홀수 필드의 라인 사이에 삽입하여 640×480으로 된 영상 데이터를 생성한다.
이러한 과정을 통해 비월/순차주사 변환기(1460)로부터 출력된 640×480의 영상 데이터는 순차주사 영상출력 제어부(1470)로 전송되어 D/A 변환기(1480)를 통해 순차 주사 방식의 영상출력부(1490)로 출력된다.
한편, 도 14에서 상술되어진 비월/순차주사 변환기(1460)의 두번째 라인 오프셋 제거방법(홀수 필드의 영상 데이터에 대해서는 짝수 필드의 영상 데이터를 이용하여 라인 보간을 행하고, 짝수 필드의 영상 데이터에 대해서는 홀수 필드의 영상 데이터를 이용하여 라인 보간을 행하는 방법)은 홀수 필드와 짝수 필드가 1/60초의 시간차를 갖기 때문에, 정지영상에 대해서는 화면재생에 무리가 없지만 동영상의 경우에는 시차가 다른 두 영상이 합성됨으로 인해 약간의 떨림 현상 등이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 비월/순차주사 변환기가 동화상에 대해서는 경사를 보존하는 방식을 이용하여 두 라인간의 평균값에 해당하는 라인을 상기 두 라인 사이에 삽입하는 방법을 적용하고, 정지화상에 대해서는 타 필드의 영상 데이터를 이용하여 상기 두 라인 사이에 새로운 라인을 생성하는 방법을 적용하도록 구성할 수도 있다.
이를 위한 구성은 도 15에 제시된 바와 같다.
도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 제5실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭 구성도로서, 복수의 비디오 카메라(1501, …, 1504), A/D 변환기(1511, …, 1514), 비월주사 영상입력 제어부(1521, …, 1524), 메모리 제어기(1530), 마이크로 컴퓨터(1540), 외부 메모리(1550), 비월/순차주사 변환기(1560), 동영상 검출기(1570), 순차주사 영상출력 제어부(1580), D/A 변환기(1590), 및 영상출력부(20)를 구비한다.
도 15에 도시된 A/D 변환기(1511, …, 1514), 비월주사 영상입력 제어부(1521, …, 1524), 마이크로 컴퓨터(1540), 외부 메모리(1550), 순차주사 영상출력 제어부(1580), 및 D/A 변환기(1590)는 상술되어진 도 8의 A/D 변환기(810, …, 814), 비월주사영상 입력제어부(820, …, 824), 메모리 제어부(830), 마이크로 컴퓨터(860), 외부 메모리(870), 순차주사 영상출력 제어부(880) 및, D/A 변환기(890)와 동일한 기능을 수행하므로, 상기 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
동영상 검출기(1570)는 메모리 제어기(1530)를 통해 외부 메모리(1550)의 특정 번지에 필드별로 저장된 영상 데이터를 근거로 각 필드에 대한 영상 데이터의 변화량이 기준치 이상이면, 상기 필드들에 의해 구성되는 영상이 동영상인 것으로 판단하여 메모리 제어기(1530)와 비월/순차주사 변환기(1560)로 동영상검출신호를 출력하는 기능을 수행한다.
메모리 제어기(1530)는 동영상 검출기(1570)로부터 동영상검출신호가 인가되지 않으면 외부 메모리(1550)에 저장된 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이이터를 비월/순차주사 변환기(1560)로 전송하고, 동영상 검출기(1570)로부터 동영상검출신호가 인가되면 순차주사 영상출력 제어부(1580)로부터 인가되는 필드신호(FS)를 근거로 외부 메모리(1550)에 저장된 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상 데이터를 읽어와 비월/순차주사 변환기(1560)로 전송하는 기능을 수행한다.
비월/순차주사 변환기(1560)는 동영상 검출기(1570)로부터 동영상검출신호가 인가되지 않으면 메모리 제어기(1530)로부터 인가되는 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터를 이용하여 홀수 필드의 영상 데이터와 짝수 필드의 영상 데이터에 대한 라인 보간을 행하고, 동영상 검출기(1570)로부터 동영상검출신호가 인가되면 메모리 제어기(1530)로부터 선택적으로 인가되는 홀수 필드의 영상 데이터 또는 짝수 필드의 영상 데이터에 대한 라인 보간을 행한다. 비월/순차주사 변환기(1560)는 메모리 제어기(1530)로부터 전송된 640×240의 영상 데이터에 대해 라인 보간을 행하여 상기 영상 데이터를 640×480으로 변환하여 출력한다.
비월/순차주사 변환기(1560)로부터 출력되는 640×480의 영상 데이터는 순차주사 영상출력 제어부(1580)로 전송되고, D/A변환기(1590)를 통해 화면출력포맷이 1280×960인 순차주사방식의 영상출력부(20)를 통해 재생출력된다.
본 발명에서 제시한 실시예에서는 비디오 카메라의 수를 4개로 지정하여, 순차 주사 방식의 영상 표시 장치의 전체 화면이 4개 화면으로 분할되어 재생출력되는 경우를 설명하였지만, 전체 화면을 8개 화면 또는 16개 화면으로 분할하여 재생출력하는 영상 감시 시스템에도 본 발명을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 영상 감시 시스템의 블럭구성도로서, 본 발명의 제1실시예 내지 제5실시예와는 달리, 비월주사 방식의 영상소스를 비월주사 방식의 저장장치로 녹화/재생하는 영상 감시 시스템에 관한 것으로, 각 비디오카메라(1601 ∼ 1604)에 대해 채널별로 A/D변환기와 비월주사 영상입력 제어부가 구비되지 않고, 단일의 A/D변환기(1620), 영상입력 제어부(1630), 필드변환부(1640)로 구성된 단일 채널을 통해 복수의 비디오 카메라(1601 ∼ 1604)에서 촬영된 영상신호의 필드가 변환하여 녹화/재생하는 시스템이다.
도 16에 의해 제시된 영상 감시 시스템은, 본 발명의 제1실시예 내지 제5실시예와는 달리, 단일 채널을 통해 복수의 비디오카메라(1601 ∼ 1604)에서 촬영된 영상데이터를 처리하기 때문에, 본 발명의 제1실시예 내지 제5실시예에 따른 영상 감시 시스템보다 제품제조단가가 낮아진다.
이어, 본 발명의 제6실시예에 따른 영상 감시 시스템의 동작을 구체적으로 설명한다.
먼저, 마이크로 컴퓨터(1660)는 일정 주기를 갖는 스위칭제어신호를 MUX(1610)로 출력하고, MUX(1610)는 상기 스위칭제어신호에 의거하여 복수의 비디오카메라(1601 ∼ 1604)와 A/D 변환기(1620)간의 신호경로를 설정한다. 마이크로 컴퓨터(1660)로부터 상기 스위칭제어신호가 주기적으로 입력됨에 따라 MUX(1610)는 복수의 비디오카메라(1601 ∼ 1604)에 의해 촬영된 영상신호를 상기 주기에 따라 차례대로 A/D 변환기(1620)로 전달한다.
A/D 변환기(1620)는 MUX(1610)를 통해 전달된 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하고, 영상입력 제어부(1630)는 디지털로 변환된 영상데이터로부터 수평동기신호, 수직동기신호, 필드신호, 칼라신호 등를 추출하여 상기 동기신호와 칼라신호에 대한 안정화 여부(PLL의 Locking 여부)를 표시하는 플래그를 마이크로 컴퓨터(1660)로 전송하고, 상기 필드신호와 영상 데이터는 필드 변환부(1640)로 전달한다.
필드 변환부(1640)는 상술되어진 도 9 내지 도 10과 동일하게 구성된다.
필드신호(FS) "1"이 인가되면, 증폭기(G91)와 증폭기(G93)의 출력이 혼합기(96)에 의해 합산되어 메모리 제어기(1650)로 출력되고, 필드신호(FS) "0"이 인가되면, 증폭기(G92)와 증폭기(G94)의 출력이 혼합기(96)에 의해 합산되어 메모리 제어기(1650)로 출력된다.
여기서, 필드신호(FS) "1"은 해당 영상 데이터가 홀수 필드의 영상데이터 임을 의미하고, 필드신호(FS) "0"은 해당 영상 데이터가 짝수 필드의 영상데이터임을 의미한다. 필드 변환부(1640)는 증폭기(G91 ∼ G94)의 gain 값을 조정하여 홀수 필드의 영상데이터 또는 짝수 필드의 영상데이터에 대한 라인 오프셋을 제거한다.
상기 영상 데이터에 대한 라인 오프셋이 제거됨에 따라 홀수 필드의 영상 데이터는 짝수 필드의 영상 데이터와 동일해지고, 상기 짝수 필드의 영상 데이터는 상기 홀수 필드의 영상 데이터와 동일해지기 때문에, 필드변환부(1640)로부터 출력되는 영상 데이터는 항상 동일한 필드(홀수 필드 또는 짝수 필드)의 영상 데이터가 된다.
예를 들어 설명하면, 비월/순차주사 변환기(1640)의 증폭기(G92)와 증폭기(G94)의 증폭도를 각각 "0.5"로 설정하고, 증폭기(G91)와 증폭기(G93)의 증폭도를 각각 "1", "0"으로 설정하면, 짝수 필드의 영상데이터는 라인 오프셋이 제거되어 홀수 필드의 영상데이터와 동일해지고, 홀수 필드의 영상데이터는 바이패스되어, 외부 메모리(1670)에는 홀수 필드의 영상데이터 만이 저장되는 형태가 된다.
상기 영상 데이터는 메모리 제어기(1650)에 의해 외부 메모리(1670)에 일시적으로 저장되었다가, 마이크로 컴퓨터(1660)로부터 리드신호가 인가되면 메모리 제어기(1650)에 의해 녹화부(1680)로 전달된다.
마이크로 컴퓨터(1660)는 녹화부(1680)로 상기 영상 데이터를 전달할 때, 마이크로 컴퓨터(1660)로부터 전송되는 제어신호에 의거하여 상기 영상 데이터를 촬영한 비디오카메라에 대한 식별코드를 상기 영상 데이터와 함께 녹화부(1680)로 전달하여, 녹화부(1680)에서 채널별로 상기 영상 데이터를 저장 또는 재생할 수 있도록 한다. 녹화부(1680)는 비월주사방식으로 영상 데이터를 저장 또는 재생하는 장치이다.
종래 저가형 영상 감시 시스템에서는 주기에 따라 홀수 필드 또는 짝수 필드 의 영상데이터가 랜덤하게 전달될 수 있으므로 이를 임의적으로 저장하게 되면, 재생할 경우 홀수 또는 짝수 필드의 데이터가 임의적으로 불규칙하게 재생되기 때문에 필드간의 라인오프셋에 의해 화면의 라인 플리커가 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위하여 홀수 또는 짝수 필드 중 어느 한쪽 필드만 선택하여 저장하기 때문에, 원하는 해당 필드의 영상신호가 비월주사 영상입력 제어부로 전달되지 않으면 해당 필드의 영상데이터가 비월주사 영상입력 제어부로 전달될 때까지 대기했다가 해당 필드의 영상데이터가 전달되면, 비로소 비월주사 영상입력 제어부가 해당 필드의 영상데이터를 메모리 제어기로 전달하게 된다.
이와 같은 과정으로 인해, 종래 저가형 영상 감시 시스템의 경우에는 녹화속도가 떨어지는 단점이 있었는데, 본 발명의 제6실시예에 따른 저가형 영상 감시 시스템은, 비월주사 영상입력 제어부가 필드를 구분하지 않고 A/D 변환기를 통해 전달되는 영상데이터를 바로 처리할 수 있게 됨에 따라 녹화속도를 개선할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기와 같이 녹화된 영상데이터를 비월주사 방식의 영상표시장치로 그대로 재생할 경우, 저장된 영상데이터가 필드의 오프셋이 제거된 상태이므로 홀수 필드와 짝수 필드의 데이터가 동일한 데이터로 표시됨에 따라 역 라인 플리커가 존재하게 된다.
이에, 도 17에 제시된 바와 같이 필드변환부(1640)와 동일하게 구성된 역필드변환부(1710)에 증폭기(G1 내지 G4)의 증폭기를 상기 필드변환부(1640)와는 반대가 되도록, 홀수 필드에 "0.5"(G91, G92), 짝수 필드에 "1"(G92)와 "0"(G94)을 각각 인가해 줌에 따라 다시 라인 오프셋이 존재하는 홀수 필드와 짝수 필드의 영상 데이터로 만들어 줌으로써, 비월주사 영상출력부(1720)를 통해 화면의 라인플리커가 없는 고화질의 화면을 재생할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 영상시스템이 비월 주사 방식의 비디오 카메라에 의해 촬영되어진 영상소스를 순차 주사 방식으로 출력할 때, 시간차이로부터 유발되는 화면왜곡을 해결할 수 있을 뿐 아니라 라인 오프셋으로 인한 화면 플리커도 제거하여, 고화질의 영상을 디스플레이할 수 있다는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 순차주사방식을 설명하기 위한 도면.
도 2는 비월주사방식을 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 5는 종래 영상 감시 시스템을 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 비월주사방식의 영상에 대한 홀수필드 영상과 짝수필드 영상 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 라인 오프셋이 제거된 상태의 영상 예시도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 9은 도 8에 도시된 비월/순차주사 변환기의 세부구성 예시도.
도 10은 도 8에 도시된 비월/순차주사 변환기의 세부구성 예시도.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 영상 감시 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.
도 17은 본 발명의 제7실시예에 따른 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치의 블럭구성도.

Claims (26)

  1. 비월주사방식으로 촬영된 한 채널 이상의 영상신호를 순차주사방식의 영상출력장치에 화면분할하여 재생출력하는 영상 감시 시스템에서 적용되는 방법에 있어서,
    상기 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정;
    상기 디지털 영상 데이터에서 라인 오프셋을 제거하여 순차주사를 위한 영상데이터를 출력하는 제 2 과정;
    상기 영상 데이터 각각에 대해 수평/수직방향 축소비율을 비대칭적으로 스케일링하는 제 3 과정; 및
    상기 스케일링된 영상 데이터를 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하고, 상기 화면 영상 데이터를 상기 순차주사방식의 영상출력장치로 출력하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 과정에서,
    반라인 그룹지연 필터를 사용하여 상기 라인 오프셋을 제거하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반라인 그룹지연 필터는,
    홀수 필드의 영상 데이터는 바이패싱시키고, 짝수 필드의 영상 데이터는 현재 라인값과 1라인 지연된 이전 라인값을 평균처리하여 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 반라인 그룹지연 필터는,
    짝수 필드에 대한 라인 지연 정도와 홀수 필드에 대한 라인 지연 정도를 조정하여 상기 짝수 필드의 영상데이터와 상기 홀수 필드의 영상데이터를 일치시키는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반라인 그룹지연 필터는,
    상기 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 1 증폭부,
    상기 영상 데이터를 1라인만큼 지연시키는 지연부,
    상기 지연부로부터 출력되는 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 2 증폭부, 및
    상기 제 1 증폭부의 출력과 상기 제 2 증폭부의 출력을 합산하여 처리하는 혼합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반라인 그룹지연 필터는,
    상기 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 1 증폭부,
    상기 영상 데이터를 1라인만큼 지연시키는 복수의 지연부,
    상기 지연부들로부터 출력되는 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 복수의 제 2 증폭부들, 및
    상기 제 1 증폭부의 출력과 상기 제 2 증폭부들의 출력을 합산하여 처리하는 혼합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  7. 비월주사방식으로 촬영된 하나 이상의 영상신호를 순차주사방식의 영상표시장치에 화면분할하여 재생출력하는 영상 시스템의 데이터 처리 방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정;
    상기 영상 데이터 각각에 대해 수평/수직방향 축소비율을 비대칭적으로 스케일링하는 제 2 과정;
    상기 스케일링된 영상 데이터를 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하는 제 3 과정; 및
    상기 영상 데이터에서 라인 오프셋을 제거하여 상기 순차주사방식의 영상 표시장치로 출력하는 제 4 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  8. 비월주사방식으로 촬영된 한 채널 이상의 영상신호를 순차주사방식의 영상표시장치에 화면분할하여 재생출력하는 영상 시스템의 데이터 처리 방법에 있어서,
    상기 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정;
    상기 영상 데이터들에 대해 라인 보간을 행하여 상기 영상 데이터들에 의해 구성되는 홀수 필드와 짝수 필드를 일치시키는 제 2 과정;
    상기 라인 보간된 영상 데이터들을 메모리에 저장하여 한 화면 영상을 구성하는 제 3 과정; 및
    상기 화면 영상 데이터를 상기 순차 주사 방식의 영상 표시 장치로 출력하는 제 4 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 과정에서,
    상기 영상 데이터로 구성되는 필드의 라인 사이에 경사가 보존되는 방식을 이용한 양 라인의 평균값의 신규 라인을 삽입시켜 라인 보간을 행하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 비월주사방식의 영상신호의 크기는 640×240이고, 상기 순차주사방식의 화면크기는 1280×960 이상인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  11. 비월주사방식으로 촬영된 한 채널 이상의 영상신호를 순차주사방식의 영상표시장치에 화면분할하여 재생출력하는 영상 시스템의 데이터 처리 방법에 있어서,
    상기 한 채널 이상의 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 제 1 과정;
    상기 영상 데이터들들을 메모리에 저장하여 소정 개수로 분할된 화면으로 구성된 프레임을 구성하는 제 2 과정;
    상기 화면 영상 데이터에 대해 라인 보간을 행하는 제 3 과정; 및
    상기 화면 영상 데이터를 상기 순차 주사 방식의 영상 표시 장치로 출력하는 제 4 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 과정에서,
    상기 화면 영상 데이터로 구성되는 필드의 라인 사이에 경사가 보존되는 방식을 이용한 양 라인의 평균값의 신규 라인을 삽입시켜 라인 보간을 행하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 비월주사방식의 영상신호의 크기는 640×240이고, 상기 순차주사방식의 화면크기는 1280×960 이상인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 과정에서,
    상기 화면 영상 데이터로 구성되는 홀수 필드에 대해서는 라인 사이에 짝수 필드의 라인을 삽입시키고, 상기 짝수 필드에 대해서는 라인 사이에 홀수 필드의 라인을 삽입시켜 라인보간을 행하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 라인 보간은,
    상기 홀수 필드와 상기 짝수 필드에 의해 구성되는 영상이 동영상이 아닌 경우에만 행해짐을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환방법.
  16. 비월주사방식으로 촬영된 복수의 영상신호가 단일 채널을 통해 처리될 수 있도록 상기 영상신호들에 대한 처리경로를 제어하는 스위칭수단;
    상기 스위칭수단으로부터 출력되는 특정 영상신호를 디지털 영상 데이터로 변환하는 A/D 변환수단;
    상기 영상 데이터를 특정 필드의 영상 데이터로 변환하는 영상 데이터 처리수단;
    상기 특정 필드의 영상 데이터에 대한 저장·재생을 행하는 비월주사방식의 녹화수단;
    상기 영상 데이터 처리부로부터 출력되는 영상 데이터를 외부 메모리에 일시 저장하였다가 상기 녹화수단으로 전달하는 메모리 제어수단; 및
    상기 스위칭수단을 제어하여 상기 영상신호들이 주기적으로 스위칭 출력되도록 하고, 상기 메모리 제어수단을 제어하여 상기 외부 메모리에 저장된 영상데이터가 녹화수단으로 전달되게 하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스위칭수단은 멀티플렉서인 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 처리수단은
    상기 A/D 변환수단으로부터 출력되는 상기 영상 데이터로부터 동기신호, 칼라신호, 및 필드 신호를 추출하는 영상입력 제어수단;
    상기 영상입력 제어수단으로부터 출력되는 필드 신호를 이용하여 상기 영상 데이터를 특정 필드의 영상 데이터로 변환하는 필드변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 필드변환부는,
    상기 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 1 증폭부,
    상기 영상 데이터를 1라인만큼 지연시키는 지연부,
    상기 지연부로부터 출력되는 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 2 증폭부, 및
    상기 제 1 증폭부의 출력과 상기 제 2 증폭부의 출력을 합산하여 처리하는 혼합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 1 증폭부는 홀수 필드의 영상 데이터를 증폭시켜 출력하는 제 1 증폭기와, 짝수 필드의 영상 데이터를 증폭시켜 출력하는 제 2 증폭기로 구성되고,
    상기 제 2 증폭부는 상기 지연부로부터 출력되는 홀수 필드의 영상 데이터를 증폭시켜 출력하는 제 3 증폭기와, 상기 지연부로부터 출력되는 짝수 필드의 영상 데이터를 증폭시켜 출력하는 제 4 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기와 상기 제 3 증폭기의 증폭도를 조정하여 상기 홀수 필드의 영상 데이터의 지연 정도를 제어하여, 상기 홀수 필드의 영상 데이터를 짝수 필드의 영상 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 증폭기와 상기 제 4 증폭기의 증폭도를 조정하여 상기 짝수 필드의 영상 데이터의 지연 정도를 제어하여, 상기 짝수 필드의 영상 데이터를 짝수 필드의 영상 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기와 상기 제 3 증폭기의 증폭도를 조정하여 상기 홀수 필드의 영상 데이터의 지연 정도를 제어하고,
    상기 제 2 증폭기와 상기 제 4 증폭기의 증폭도를 조정하여 상기 짝수 필드의 영상 데이터의 지연 정도를 제어하여,
    상기 홀수 필드의 영상 데이터와 상기 짝수 필드의 영상 데이터를 일치시키는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 필드변환부는,
    상기 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 제 1 증폭부,
    상기 영상 데이터를 1라인만큼 지연시키는 복수의 지연부,
    상기 지연부들로부터 출력되는 영상 데이터를 소정 gain값 만큼 증폭시켜 출력하는 복수의 제 2 증폭부들, 및
    상기 제 1 증폭부의 출력과 상기 제 2 증폭부들의 출력을 합산하여 처리하는 혼합기를 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 메모리 제어수단으로 채널정보를 전송하고,
    상기 메모리 제어수단은 상기 영상 데이터에 상기 채널정보를 첨부하여 상기 녹화수단으로 전달하여,
    상기 녹화수단이 상기 영상 데이터를 채널별로 저장·재생할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 녹화수단으로부터 출력된 영상데이터의 라인 오프셋을 생성하는 역 필드변환수단; 및
    상기 라인 오프셋을 갖는 영상데이터를 비월주사방식으로 재생하는 디스플레이수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 감시 시스템에서의 주사방식 변환장치.
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WO2009017344A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Theb & K Co., Ltd. Camera module with high resolution image sensor and monitoring system including the module

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