KR20090115649A - 보안 카메라 처리 장치 - Google Patents

보안 카메라 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 보안 카메라 처리 장치는: 이미지 센서로부터 감지된 정지 영상 및 이전 정지 영상을 비교하여 검출신호를 생성하는 움직임 감지센서; 상기 검출신호에 응답하여 상기 감지된 정지 영상을 임시로 기입하는 에스램; 상기 에스램에 기입된 정지 영상을 소정 단위로 독출하여 압축하여 기입하는 플래시 메모리; 외부의 호스트로부터 명령어를 입력받아 처리하는 호스트 콘트롤러; 및 상기 호스트 콘트롤러로부터 출력된 어드레스 및 데이터를 입력받아 처리하는 슬레이브 블록;을 포함하며, 상기 움직임 감지센서, 에스램, 플래시 메모리, 호스트 콘트롤러 및 슬레이브 블록은 하나의 칩으로 구현된다.
움직임 감지센서, 이미지 센서, 보안

Description

보안 카메라 처리 장치{SECURITY CAMERA PROCESSER}
본 발명은 보안 카메라 처리 장치에 관한 것이다.
일반적인 보안 카메라 처리 장치로 가장 널리 보급된 형태는 폐쇄 회로 TV(CCTV)와 비디오카세트 레코더(VCR)를 이용하는 방식이다. 폐쇄 회로 TV에 영상 기록을 위하여 사용되는 비디오카세트 레코더는 아날로그 비디오 신호를 PAL 혹은 NTSC 형식으로 보안 카메라로부터 수신하고, 이 아날로그 비디오 신호를 처리하여 아날로그 기록신호를 VHS 또는SVHS 표준에 따라 비디오카세트의 자기 테이프에 기록하도록 되어 있다.
이러한 종래의 비디오카세트 레코더는 수신된 아날로그 비디오 신호를 아날로그 기록 표준에 따라 아날로그 기록 신호로서 기록하므로, 그 결과, 비디오카세트 테이프의 반복 사용에 의한 화질 저하, 보안 화상의 변질, 순차 검색 외에는 지원할수 없는 문제점, 3장비 이상으로 구성해야 하는 번거로움, 녹화 테이프 관리의 번잡함, 상주 보안인 필요 등의 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
이러한 아날로그 기록 신호의 처리 및 기입 방식의 단점을 상당부분 해소한 것이 바로 디지털 비디오 레코더(DVR)이다. 디지털 비디오 레코더는 디지털 데이터 처리 방식에 기반을 두고 있기 때문에, 복수 대의 비디오 카메라로부터 입력되는 다채널 비디오 신호를 하나의 모니터 화면상에 4개 또는 16개 등의 화면으로 분할하여 단번에 표시하거나 원하는 보안영역에 대한 화면만을 모니터의 전화면상에 단일 화면으로 표시하는 등 다양한 기능을 제공하는 것이 용이하다.
또한 보안 장소의 곳곳에 외부인의 침입, 환경을 보안하는 등의 감지 센서를 설치하고, 보안 영역을 분할화면으로 표시하는 중에 감지 센서를 통해 이벤트가 감지되어 알람이 입력되면 해당 보안 영역의 화면을 모니터의 전화면상에 단일 화면으로 표시하도록 자동 전환시키는 기능 등의 다양한 기능을 하드웨어 및 소프트웨어를 전용 제어 장치에 부가하여 구현하기가 보다 용이하다는 장점을 가지고 있다. 또한, 화면의 영상 및 음향 정보를 고도의 압축 기법을 적용하여 데이터의 기입용량을 최소화 할 수 있고, 데이터의 기입, 보관, 검색 등이 용이하다는 장점이 있어 현재 많이 보급되고 있는 추세이다.
이처럼 보안 카메라 처리 장치를 위해서 디지털 데이터의 처리에 기반을 둔 다양한 기술이 개발되고 있으나, 아직 이러한 보안 카메라 처리 장치들은 고정된 위치에 설치된 복수의 보안 카메라들로부터 유선 상으로 영상, 음성 및 센서의 감지에 의한 이벤트 신호 등 데이터를 전용 제어장치 등의 제어 장치에서 수신하고 각종 제어 신호를 송수신하는 방식에 의존하고 있는 한계가 있으며, 시스템의 구성 및 규모가 크기 때문에 이동이 잦은 개인용의 방범 시스템으로 사용하기에는 부적 당하다.
도 1은 종래의 보안 카메라 처리 장치(10)을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 보안 카메라 처리 장치(10)는 디지털 카메라(11), 움직임 검출부(12), 영상 처리부(13) 중앙처리장치(CPU,14) 및 플래시 메모리(15)를 포함하고 있다. 종래의 보안 카메라 처리 장치(10)는 피사체의 영상을 촬영하기 위해서 디지털 카메라(11)를 사용한다. 움직임 검출부(12)는 이전 영상신호와 현재 디지털 카메라(11)를 통해 전송된 영상 신호를 비교하여 움직임을 감지한다. 만일, 움직임 검출부(12)에서 움직임이 감지되었다면, 영상처리부(13)는 중앙처리장치(14)의 제어에 따라 해당하는 영상 신호를 플래시 메모리(15)에 기입할 수 있도록 처리한다.
그런데, 종래의 보안 카메라 처리 장치(10)는 영상 촬영 수단으로 디지털 카메라를 사용하며, 움직임이 검출되었을 때 정지영상을 감지하고 이를 저장하는 것을 제어하기 위하여 상용 CPU(중앙처리장치, 14)를 사용하고 있으며, 움직임 검출부(12)와 영상 처리부(13)의 디지털 회로를 중앙처리장치(14)와 연결하기 위해서 PCB 기판 위에서 연결해야 하므로 장치의 크기가 커지고 제조 가격이 비싼 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 저전력으로 움직임 감시가 가능하고 크기, 제조비용, 전력효율을 낮출 수 있는 보안 카메라 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 보안 카메라 장치는: 외부의 영상을 감지하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서로부터 감지된 정지 영상 및 이전 정지 영상을 비교하여 검출신호를 생성하는 움직임 감지센서; 상기 검출신호에 응답하여 상기 감지된 정지 영상을 임시로 기입하는 에스램; 및 상기 에스램에 기입된 정지 영상을 소정 단위로 독출하여 JPEG으로 변환시켜 기입하는 플래시 메모리를 포함하되, 상기 이미지 센서, 상기 움직임 감지센서, 에스램 및 플래시 메모리는 하나의 칩으로 구현된다.
실시 예에 있어서, 상기 보안 카메라 처리 장치는, 외부의 호스트로부터 명령어를 입력받아 처리하는 호스트 콘트롤러; 및 상기 호스트 콘트롤러로부터 출력된 어드레스 및 데이터를 입력받아 처리하는 슬레이브 블록을 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 슬레이브 블록은, 움직임 감지센서의 검출 신호에 응답하여 상기 이미지 센서로부터 감지된 정지 영상을 에스램에 저장시키는 이미지 센서 인터페이스; 상기 이미지 센서의 내부 레지스터를 특정 값으로 설정해 두는 I2C 블록; 상기 정지 영상이 상기 플래시 메모리에 저장된 시간을 알려주는 리어타 이머; 상기 이미지 인터페이스로부터 출력된 정지 영상을 휘도 및 채도의 성분들로축출하여 상기 에스램에 저장되도록 하는 에스램 콘트롤러; 상기 에스램에 저장된 정지 영상을 독출하여 JPEG 표준 방식으로 압축하는 JPEG 블록; 및 상기 JPEG 블록으로부터 압축된 정지 영상을 상기 플래시 메모리에 저장되도록 하는 플래시 콘트롤러를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 호스트 콘트롤러는, 상기 호스트로부터 입력되는 UART 직렬 통신 데이터를 병렬 처리하거나 혹은 상기 호스트로 전송하기 위하여 병렬 데이터를 UART 직렬 통신 데이터로 변환해 주는 UART 블록; 상기 UART 블록을 통해 입력된 명령어를 분석하여 특정 명령을 수행하는 ABH 마스터; 및 상기 UART 블록 및 상기 AHB 마스터의 인터페이스 기능을 수행하는 브릿지를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 호스트로부터 입력된 덤프 독출 명령에 따라 상기 낸드 플래시에 기입된 영상 데이터가 독출된다.
실시 예에 있어서, 상기 보안 카메라 처리 장치의 내부에서는 어드레스 및 데이터가 32비트 단위로 동작된다.
본 발명에 따른 보안 카메라 처리 장치는 움직임 감지 센서를 사용함으로써 저전력으로 움직임 감시가 가능하고, 부하가 큰 CPU를 사용하지 않고 데어터 전송 명령과 같은 단순하고 필수적인 작업만 담당하는 호스트 콘트롤러를 이용하며 필요한 구성요소를 하나의 칩으로 구현함으로써 장치의 크기 및 제조 가격을 줄일 수 있고 전력효율을 극대화할 수 있다.
따라서, 이러한 보안 카메라 처리 장치는 모바일 장치뿐만 아니라 완구제품 등에도 사용될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 보안 카메라 처리 장치는 하나의 칩으로 구현됨으로 제조 단가를 낮추고 크기를 줄일 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 보안 카메라 처리 장치(20)의 실시예를 보여주는 도면이다. 도 2을 참조하면, 보안 카메라 처리 장치(20)는 호스트 콘트롤러(100),슬레이브 블록(200), 움직임 감지센서(300), 이미지 센서(400), 영상 신호를 기입하기 위한 에스램(500) 및 플래시 메모리(600)를 포함하고 있다. 여기서, 보안 카메라 프로세서(100), 슬레이브 블록(200), 움직임 감지센서(300), 이미지 센서(400), 에스램(500) 및 플래시 메모리(600)는 하나의 칩으로 구현될 것이다. 본 발명의 이미지 센서(400)는 CMOS 이미지 센서로 구현될 것이다. 그러나 이미지 센서(400)는 반드시 CMOS 이미지 센서에 국한되지 않음은 당업자에게 자명하다. 한편, 본 발명의 플래시 메모리(500)는 낸드 플래시 메모리로 구현될 수 있다.
본 발명의 보안 카메라 처리 장치(20)는 호스트(30,예를 들어, PC)로부터 UART 직렬통신을 통해 들어오는 명령어를 처리하는 호스트 콘트롤러(100), 호스트 콘트롤러(100)로부터 전송되는 어드레스 및 데이터를 입력받아 특정한 기능을 수행하는 슬레이브 블록(200), 외부로부터 입력된 영상신호로부터 움직임을 감지하는 움직임 감지센서(300)를 포함하고 있다. 여기서 슬레이브 블록(200)에는 리얼타이머(210), I2C 블록(220), CIS 인터페이스(230), JPEG 블록(240), 에스램 콘트롤러(250), 플래시 콘트롤러(260) 및 제 2 브릿지(270))가 포함된다.
호스트 콘트롤러(100)는 호스트(30)로부터 UART 직렬통신을 통해 들어오는 명령어를 처리한다. 호스트 콘트롤러(100)는 UART 블록(110), 제 1 브릿지(120, APB to AHB bridge) 및 ABH 마스터(130)을 포함한다. UART 블록(110)은 호스트(30)로부터 입력되는 UART 직렬통신 데이터를 병렬 처리하거나 혹은 AHB 마스터(130)로부터 전송되는 데이터를 호스트(30)로 전송하기 위하여 병렬 데이터를 UART 직렬통신 데이터로 변환해준다. 제 1 브릿지(120)는 UART 블록(110) 및 AHB 마스터(130)의 인터페이스 기능을 수행한다. 한편, ABH 마스터(130)는 UART 블록(110)을 통해 입력된 명령어를 분석하여 특정 명령을 수행한다. 이때 AHB 버스(21)를 통해 어드레스, 데이터 및 제어신호들이 전송된다.
AHB 버스(21)는 일반적으로 마스터와 슬레이브를 연결해주는 버스이다. 본 발명의 보안 카메라 처리 장치(20)에서 마스터는 AHB 마스터(130)이고, AHB 슬레이브는 JPEG 블록(240), 에스램 콘트롤러(250), 플래시 콘트롤러(260) 및 제 2 브릿지(270,APB to AHB bridge)이다.
CIS 인터페이스(230)는 외부의 이미지 센서(400)에서 입력되는 디지털 이미 지 데이터를 Y(휘도), Cb(채도), Cr(채도)로 분류해서 에스램(500)에 기입한다. 움직임 감지센서(300)는 외부 영상의 움직임이 감지되면 움직임 검출신호를 출력한다. CIS 인터페이스(230)는 움직임 감지센서(300)로부터 출력된 검출신호에 응답하여 이미지 센서(400)에 입력되는 영상을 처리해서 에스램(500)으로 전송한다. I2C 블록(220)는 이미지 센서(400) 내부의 레지스터를 특정 값으로 설정해준다. 리얼타이머(210)는 플래시 메모리(600)에 정지영상이 기입된 시간을 알려준다.
에스램 콘트롤러(250)는 CIS 인터페이스(230)으로부터 출력된 데이터를 에스램(500)에 기입하기 위한 인터페이스를 수행한다. 에스램(500)은 CIS 인터페이스(230)을 통해 처리된 데이터를 기입하기 위한 공간이다. JPEG 블록(240)은 에스램(500) 기입된 정지영상 데이터를 읽고 JPEG 압축 표준방식에 근거해서 압축한다. 여기서 JPEG으로 압축을 하는 이유는 압축 후의 정지영상의 이미지가 압축이전의 이미지와 사람이 보는데 있어서 큰 차이가 없지만 정보량을 줄일 수 있기 때문이다. 플래시 메모리(600)는 JPEG으로 압축한 정지영상을 기입하기 위한 공간이다. 플래시 메모리 콘트롤러(260)는 JPEG 에서 압축한 정지영상을 플래시 메모리(600)에 기입하기 위한 인터페이스를 수행한다.
다시 도 2을 참조하면, 보안 카메라 처리 장치(20)의 동작 방법은 다음과 같다. 먼저, 이미지 센서(400)를 통해 감지된 외부 영상은 디지털 신호로 변환되어 CIS 인터페이스(210)로 입력된다. 이때, 아날로그 회로 블록인 움직임 감지센서(300)는 현재 입력된 영상신호 및 이전 영상 신호를 비교해서 영상차이가 소정의 한계치보다 큰 지 판별한다. 만약, 판별결과로서 영상차이가 소정의 한계치보다 크 다면, 움직임 감지센서(300)는 검출신호를 발생하여 CIS 인터페이스(210)로 전달한다. CIS 인터페이스(210)에서는 그 순간에 이미지 센서(400)로부터 전송된 디지털 영상신호를 입력받아 휘도(Y) 및 채도(Cb,Cr)의 각 성분이 추출된다. 이 때 추출된 각의 성분들은 에스램 콘트롤러(250)를 통하여 에스램(500)에 기입된다.
JPEG 블록(240)은 CIS 인터페이스(230)로부터 하나의 프레임에 대한 정지 영상이 에스램(500)에 기입되었다는 정보를 전달받는다. 이때, JPEG 블록(240)은 에스램(500)로부터 하나의 프레임에 해당하는 정지 영상을 독출하여, 독출된 정지 영상을 JPEG 알고리즘으로 압축한다. 압축된 정지 영상은 플래시 콘트롤러(260)를 통하여 플래시 메모리(600)로 기입된다. 한편, 플래시 메모리(600)에 기입된 영상 데이터는 호스트(예를 들어, PC)으로 전달된 덤프 독출(DUMP READ) 명령에 따라 독출될 것이다.
도 3은 본 발명의 보안 카메라 처리 장치(20)의 어드레스 및 데이터의 크기를 보여주는 도면이다. UART(Universal Synchronous and Asynchronous Receiver and Transmitter) 직렬통신은 한번에 8비트의 데이터를 보낼 수 있다. 일반적으로 UART 통신은 호스트(30)와 직접 연결가능한 시리얼 통신방법이다. 본 발명의 보안 카메라 처리 장치(20)의 내부에서는 어드레스 및 데이터가 32비트 단위로 동작된다. 따라서, 어드레스를 위하여 4번의 UART 통신이 필요한다면, 데이터를 위해서도 4번의 UART통신이 필요하게 된다. 도 3을 참조하면, 기입 동작시에는 기입 어드레스가 먼저 입력되고, 그 후에 기입하고자 하는 데이터씩 입력된다. 반면에, 독출 동작시에는, 독출 어드레스가 먼저 입력되고, 그 후에 독출된 데이터가 보안 카메 라 처리 장치(20)로부터 호스트(PC)로 독출된다.
MODE 명령(CMD)
0000 독출(READ)
0001 기입(WRITE)
0010 범프 독출(BUMP READ)
0011 소거(ERASE)
표 1은 본 발명에 따른 보안 카메라 처리 장치(20)에 사용되는 명령들을 보여주는 표이다. 표 1을 참조하면, 네가지 명령들이 존재한다. 자세하게, 이러한 명령들에는 특정 슬레이브 블록(200)의 레지스터(도시되지 않음)를 독출 위한 독출 명령, 슬레이브 블록(200)의 레지스터에 데이터를 기입하고자 하는 기입 명령, 플래시 메모리(600)의 데이터를 독출 위한 덤프 독출 명령, 및 플래시 메모리(600)의 데이터를 소거하기 위한 소거 명령이다. 보안 카메라 처리 장치(20)는 이러한 명령들에 따라 동작된다.
도 4는 본 발명의 명령어 구조에 대한 실시예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에서 명령어는 비트(B31)에서 비트(B28)까지 4비트가 이용된다. 그리고 어드레스는 비트(B27)에서 비트(B0)까지의 값이 사용된다. 예를 들어, 비트(B31)에서 비트(B28)의 값이 '0000' 이라면, 독출 동작이 수행되고, '0001' 이라면 기입 동작이 수행되고, '0010'이라면 덤프 독출 동작이 수행되며, 그리고 '0011' 이라면 소거 동작이 수행될 것이다.
본 발명의 보안 카메라 처리 장치는 하나의 칩으로 구현되어 크기를 줄일 수 있으며 또한 일반적인 중앙처리장치를 사용하지 않게 됨으로써 제조 단가를 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 플래시 메모리(600)는 낸드 플래시 메모리일 수 있다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 보안 카메라 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 보안 카메라 처리 장치의 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 보안 카메라 처리 장치의 어드레스 및 데이터의 크기를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 명령어 구조에 대한 실시예를 보여주는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10,20: 보안 카메라 처리 장치 30: 호스트
100: 호스트 콘트롤러 200: 슬레이브 블럭
300: 움직임 감지센서 400: 이미지 센서
500: 에스램 600: 플래시 메모리
110: UART 블럭 120: 브릿지
130: AHB 마스터 210: 이미지 센서 인터페이스
220: I2C 블럭 230: 리어타이머
240: JPEG 블럭 250: 에스램 콘트롤러
260: 플래시 콘트롤러 270: 브릿지

Claims (1)

  1. 움직임 감지 센서를 사용함으로써 저전력으로 움직임 감시가 가능하고, 부하가 큰 CPU를 사용하지 않고 데어터 전송 명령과 같은 단순하고 필수적인 작업만 담당하는 호스트 콘트롤러를 이용하며 필요한 구성요소를 하나의 칩으로 구현함으로써 장치의 크기 및 제조 가격을 줄일 수 있고 전력효율을 극대화할 수 있는 보안 카메라 처리 장치.
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