KR20070091874A - 고해상도 멀티채널 디스플레이 기능을 구비한 ｄｖｒ - Google Patents

Abstract

본 발명은, 각기 하나의 채널을 이용하여 촬영된 아날로그 동영상을 전송하는 다수의 카메라(1...16)와, 상기 다수의 카메라에 연결되어 있으며, 각 채널별 아날로그 동영상을 디지털 동영상으로 변환하는 다수의 디코더(20...24)와, 상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상을 소정 해상도의 화상으로 변환하고, 변환된 화상을 결합하여 멀티채널 화상을 출력하는 스케일러(30), 및 상기 스케일러로부터의 멀티채널 화상을 처리하는 비디오 칩(40)을 포함하는 DVR 장치에 관한 것이며, 본 발명에 따르면, 오리지날 영상의 손실 또는 압축을 최소화할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법이 제공된다.

멀티채널, 스케일러, DVR

Description

고해상도 멀티채널 디스플레이 기능을 구비한 ＤＶＲ {DVR having high-resolution multi-channel display function}

도 1은 본 발명의 DVR장치에 관한 블록도이다.

도 2a, 2b는 본 발명의 DVR에서 제공되는 4CH 화상과 16CH 화상을 도시하고 있다.

도 3a, 3b는 기존의 DVR에서 제공되는 4채널 화상과 16CH 화상을 도시하고 있다.

본 발명은 DVR 장치 및 DVR용 영상 신호 처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 멀티채널의 경우에도 고해상도의 채널별 화상을 제공할 수 있는 DVR 장치 및 DVR용 영상 신호 처리 방법에 관한 것이다.

아날로그 방송의 경우 북미와 일본 및 우리나라에서는 NTSC(National Television System Committee) 방식이 표준으로 정해져 있으며, 유럽에서는 PAL(Phase Alternation by Line) 방식이 표준으로 정해져 있다. NTSC는 480 수평라인의 해상도와 30fps(frames per second)의 프레임율을 가지며, PAL의 경우 576 수평라인의 해상도와 25fps의 프레임율을 가져서, 초당 전체 정보의 양은 동일하다.

이러한 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환할 때 만들어지는 최대 화소수는 유효한 라인의 수에 기초하게 되는데, 예컨대 NTSC 표준에서 디지털화된 이미지의 최대 크기는 TV의 경우 704*480 화소를 가지며 DVD나 DVR에서 주로 이용되는 MPEG 이미지의 경우 720*480 화소를 가진다. 마찬가지로 PAL 표준의 경우에는 TV의 경우 최대 화소가 704*576이며, DVD나 DVR의 경우에는 720*576이다.

오늘날 DVR과 같은 대부분의 디지털 보안 애플리케이션에서는 오리지날 디지털 영상의 1/4 크기의 이미지 영상을 사용한다. 전체 이미지 크기의 1/4 이미지는 영상 보안 업계에서는 CIF(Common Intermediate Format)으로 알려져 있다. NTSC의 경우 CIF는 360*240 화소를 의미하며, PAL의 경우 CIF는 360*288 화소를 의미한다.

보안 카메라에서 전송되는 아날로그 영상신호가 DVR에서 디지털화된 후 NTSC 또는 PAL에서 보여질 수 있는 최대 해상도는 400,000 화소(704*576=405,504)이며, 이는 대체로 0.4 메가 픽셀(화소)에 해당된다. 이를 CIF 포맷을 이용하면 해상도가 0.1메가로 떨어지게 된다.

기존의 영상 보안 업계에서는 이러한 제한된 사항을 가지고 주어진 해상도 범위 내에서 실시간 영상을 관리하여 왔다.

도 3a, 3b는 기존의 DVR에서 제공되는 4채널(이하, 4CH)화상과 16CH 화상을 도시하고 있다.

도 3a의 4CH 화상에 도시된 바와 같이, NTSC 방식의 경우, 720*480의 해상도 를 갖는데 이를 4CH로 분할하면 각 화면은 360*240의 해상도로 보여지게 된다.

도 3b의 16CH 화상에 도시된 바와 같이, NTSC 방식의 경우, 720*480의 해상도를 갖는 화상이 16CH로 분할되면 각 화면은 180*120의 해상도로 보여지게 된다.

멀티채널의 화상을 동시에 하나의 화면에 디스플레이하기 위해서는 각 채널의 화상의 해상도 감소가 필연적이지만, 예컨대 DVR에서 흔히 이용되는 16CH 화면에서 180*120의 저해상도는 영상 보안이라는 DVR의 목적을 고려할 때 예컨대 침입자의 발생 등과 같은 특정 상황에서 보안상에 심각한 공백을 초래할 수도 있다.

해상도가 높으면 높을수록 이미지를 더 정확하게 보여줄 수 있는데, 이것이 바로 고해상도 이미지가 DVR과 같은 영상 보안 애플리케이션에서 중요하게 고려되어야 하는 이유이다.

한편, 최근 대형 LCD 패널의 보급이 일반화되면서 HDTV의 보급이 증가하고 있고, 보안 산업 분야에서도 대형 LCD 모니터의 보급이 급속도로 확산되고 있다. 그러나 기존의 영상 보안 시스템의 경우, LCD 화면이 커지더라도 모니터로 전송되는 DVR 영상의 해상도가 예컨대 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이 720*480으로 변화가 없기 때문에, 대형 화면의 채용에 따른 해상도 개선을 기대할 수 없었다.

이에 따라, HDTV급 고해상도 화질을 제공할 수 있으며, 멀티채널의 경우에도 우수한 해상도의 채널별 화상을 제공할 수 있는 DVR 장치 및 이와 관련한 영상 처리 방법에 대한 요구가 증가되고 있다.

최근 새로운 카메라 기술의 등장 및 영상처리용 칩 기술의 발전으로 더 높은 해상도를 만드는 것이 기술적으로 가능해 졌다. 일반적으로 메가 픽셀 형식이라 함은 1.3 메가의 해상도로 보여지는데, 이는 CIF 이미지보다 해상도가 13배 더 높은 1280*1024이다. 또한, 메가 픽셀 화상의 경우 여러 가지 화상비로 영상을 보여줄 수 있다. 예컨대 표준 TV에서는 4:3의 화상비로 영상을 보여주고, 영화나 와이드스크린의 경우 16:9의 화상비로 영상을 재현할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 메가 픽셀의 처리가 가능한 칩을 이용하여 DVR 회로를 구성함으로써 멀티채널 화상의 경우에도 고해상도 이미지를 실시간으로 처리 및 전송할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서는 상기한 기존 DVR의 멀티채널 화상에서의 해상도 저하 문제를 해결하기 위해, 멀티채널 화상의 해상도 손실과 오리지날 영상의 과도한 압축을 최소화할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명에서는 메가 픽셀 형식의 멀티채널 화상을 제공할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 DVR 장치는 각기 하나의 채널을 이용하여 촬영된 아날로그 동영상을 전송하는 다수의 카메라(1...16)와, 상기 다수의 카메라에 연결되어 있으며, 각 채널별 아날로그 동영상을 디지털 동영상으로 변환하는 다수의 디코더(20...24)와, 상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상을 소정 해상도의 화상으로 변환하고, 변환된 화상을 결합하여 멀티채널 화상을 출력하는 스케일러(30)와, 상기 스케일러로부터의 멀티채널 화상을 디인터레이싱하고 최종 출력 화 상 포맷에 맞추어 업스케일 또는 다운스케일 처리하는 비디오 칩(40)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 DVR용 영상 처리 방법은 다수의 카메라로부터 전송된 동영상 신호를 DVR에서 처리하는 방법에 있어서, 상기 카메라로부터 전송된 아날로그 동영상을 디지털 동영상으로 변환하는 단계와, 상기 디지털 동영상의 각 화상을 소정 해상도의 화상으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 화상을 결합하여 멀티채널 화상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 DVR장치에 관한 블록도이다.

다수의 카메라(1...16)로부터 제공되는 채널별 동영상은 4개 채널마다 하나의 그룹으로 분류되어 각 그룹에 대응하는 4개의 디코더(20...24)로 입력된다. 각 카메라로(1...16)부터 각 디코더(20...24)로 제공되는 동영상은 예컨대 NTSC 방식의 경우 720*480 화소로 구성되어 있고 30fps(초당 프레임 수)로 제공되므로, 각 디코더(20...24)의 출력 영상은 120fps의 720*480 영상이 된다.

디코더(20...24)로부터의 영상 출력은 16CH을 처리할 수 있는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 전용 집적회로로 구성되는 16CH 스케일러(30)로 입력된다. 16CH 스케일러(30)는 입력된 다수의 720*480 화상을 각각 640*512 해상도의 화상으로 변환한다. 16CH 스케일러(30)가 생성하는 멀티채널 화상의 채널 수는 디스플레이될 최종 채널 수에 관한 마이크로프로세서(50)로부터의 지시에 따라 1CH, 4CH, 6CH, 8CH, 9CH, 10CH, 13CH, 16CH 등으로 다양하게 변화될 수 있다.

16CH 스케일러(30)에서 변환되어 출력되는 멀티채널 화상은 예컨대 도 2a, 2b에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 4CH 화상의 경우, 720*480의 해상도를 갖는 채널별 화상이 640*512로 변환되고, 4개 채널의 화상이 결합하여 1280*1024의 해상도를 가진 4CH 화상으로 보여지게 된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 16CH 화상의 경우, 720*480의 해상도를 갖는 채널별 화상이 640*512로 변환된 후 1/4의 크기(320*256)로 분할되고, 16개 채널의 화상이 결합하여 1280*1024의 해상도를 가진 16CH 화상으로 보여지게 된다.

다시 말해, 본 발명의 16CH 스케일러(30)는 멀티채널 화상을 형성하기 위해 오리지날 화상을 분할하는 종래의 기술과 달리, 각 채널별 오리지날 화상을 새로운 비율의 화상으로 재구성하고, 상기 새로운 비율의 화상을 최종 채널 수에 맞추어 분할하고, 상기 분할된 채널별 화상들을 결합하여 대형 화상을 형성함으로써 멀티채널 화상의 해상도 손실과 오리지날 영상의 과도한 압축을 최소화하고 있다.

한편, 본 발명의 DVR 장치에서 16CH 스케일러(30)는 상기 1280*1024의 화상을 기본 출력으로 하고 있으나, 이와 달리 NTSC 방식으로 입력되는 720*480 화소의 화상을 1440*960 화소로 포맷하거나 PAL 방식으로 입력되는 720*576 화소의 화상을 1440*1152 화소로 포맷할 수도 있다.

다시 도 1에서, 16CH 스케일러(30)에서 출력된 1280*1024 해상도의 멀티채널 화상은 멀티미디어 칩 또는 비디오 칩(40)에서 디인터레이싱되고 또한 최종 출력 화상 포맷에 맞추어 업스케일 또는 다운스케일 처리된다. 다시 말해, 16CH 스케일러(30)의 출력이 전형적으로 1280*1024, 1440*960 또는 1440*1152 포맷의 화상일 때, 비디오 칩(40)은 이를 다운스케일 또는 업스케일하여 1024*768, 1280*1024, 1600*1200, 및 1920*1080 등의 포맷으로 처리할 수 있다. 이어서, 비디오 칩(40)으로부터의 멀티채널 화상은 예컨대 DVI(Digital Video Interface)(60)와 같은 소정의 인터페이스를 거쳐 LCD 모니터(도시되지 않음)와 같은 출력 수단으로 실시간으로 제공되거나 CD-ROM 또는 하드디스크와 같은 정보저장장치(도시되지 않음)로 제공되어 저장될 수 있다.

비디오 칩(40)에서 출력되는 화상은 메가 픽셀 화상은 대략 1.3메가의 해상도를 가지는데 이는 종래의 CIF 이미지보다 13배 높은 해상도이며, 각 채널별 화상의 경우에도 예컨대 종래의 720*480 화상을 분할하는 경우에 비해 대략 4배 높은 해상도를 가진다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 기재된 실시예에 한정되지는 않으며, 첨부된 특허청구범위에 의거하는 권리범위 내에서 당업자에 의해 다양한 수정이나 변경이 가능함은 자명하다. 따라서, NTSC 방식에 따른 본 발명의 해상도 설명은 PAL 방식에도 동일한 원리로 적용될 수 있으며, 이때 구체적인 해상도 수치는 적절하게 조절되어야 한다.

따라서, 본 발명에 따르면 멀티채널 화상의 경우에도 고해상도 이미지를 실시간으로 처리 및 전송할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면 멀티채널 화상의 해상도 손실과 오리지날 영상의 과도한 압축을 최소화할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 따르면 메가 픽셀 형식의 멀티채널 화상을 제공할 수 있는 DVR 및 DVR용 영상 신호 처리 방법이 제공된다.

Claims (13)

1. 각기 하나의 채널을 이용하여 촬영된 아날로그 동영상을 전송하는 다수의 카메라(1...16);

   상기 다수의 카메라에 연결되어 있으며, 각 채널별 아날로그 동영상을 디지털 동영상으로 변환하는 다수의 디코더(20...24);

   상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상을 소정 해상도의 화상으로 변환하고, 변환된 화상을 결합하여 대형 멀티채널 화상을 출력하는 스케일러(30); 및

   상기 스케일러로부터의 멀티채널 화상을 디인터레이싱하고 최종 출력 화상 포맷에 맞추어 업스케일 또는 다운스케일 처리하는 비디오 칩(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상은 720*480의 해상도를 가지며, 상기 스케일러에 의해 변환 및 결합되는 멀티채널 화상은 1280*1024의 해상도를 가지는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상은 720*480의 해상도를 가지며, 상기 스케일러에 의해 변환 및 결합되는 멀티채널 화상은 1440*960의 해상도를 가지는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 디코더로부터 출력되는 디지털 동영상의 각 화상은 720*576의 해상도를 가지며, 상기 스케일러에 의해 변환 및 결합되는 멀티채널 화상은 1440*1452의 해상도를 가지는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 멀티채널 화상이 X*Y의 해상도를 가지고 m*n 채널(m, n = 1 이상의 정수)의 화상으로 구성될 때, 상기 스케일러에 의해 변환되는 각 채널별 화상은 X/m * Y/n의 해상도를 가지는 화상으로 분할되는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 비디오 칩은 상기 스케일로부터 입력되는 상기 멀티채널 화상을 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 및 1920*1080으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 해상도를 가진 화상으로 처리하는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.
7. 다수의 카메라로부터 전송된 동영상 신호를 DVR에서 처리하는 방법에 있어서,

   상기 카메라로부터 전송된 아날로그 동영상을 디지털 동영상으로 변환하는 단계;

   상기 디지털 동영상의 각 화상을 소정 해상도의 화상으로 변환하는 단계; 및

   상기 변환된 화상을 결합하여 멀티채널 화상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR용 영상 신호 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 멀티채널 화상을 디인터레이싱하고 최종 출력 화상 포맷에 맞추어 업스케일 또는 다운스케일 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR용 영상 신호 처리 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 해상도 변환 단계는 720*480 해상도의 디지털 화상을 640*512 해상도의 화상으로 변환하는 단계이며,

   상기 멀티채널 화상 생성단계는 1280*1024의 해상도 화상을 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 DVR용 영상 신호 처리 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 멀티채널 화상은 1280*1024, 1440*960 및 1440*1152로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 해상도를 가지며, 상기 최종 출력 화상 포맷은 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 및 1920*1080으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 해상도를 가지는 것을 특징으로 하는 DVR용 영상 신호 처리 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 최종 출력 화상 포맷이 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 또는 1920*1080 이고, m*n 채널(m, n = 1 이상의 정수)의 화상으로 구성될 때, 각 채널별 화상은 각각 1024/m*768/n, 1280/m*1024/n, 1600/m*1200/n 또는 1920/m*1080/n의 해상도를 가지는 것을 특징으로 하는 DVR 영상 신호 처리 방법.
12. 각 채널별 오리지날 화상을 새로운 비율의 화상으로 재구성하는 단계;

    상기 새로운 비율의 화상을 최종 채널 수에 맞추어 분할하는 단계; 및

    상기 분할된 채널별 화상들을 결합하여 대형 화상을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DVR용 화상 처리 방법.
13. 각 채널별 오리지날 화상을 새로운 비율의 화상으로 재구성하고, 상기 새로운 비율의 화상을 최종 채널 수에 맞추어 분할하고, 상기 분할된 채널별 화상들을 결합하여 대형 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 DVR 장치.

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