KR20100138612A - 영상 보안 시스템에서 부호화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 보안 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 부호화 칩에서 저장매체 저장용 스트림과 네트워크 전송용 스트림을 동시 또는 각각 출력하도록 하는 영상 보안 시스템에서 부호화 장치에 관한 것이다. 영상 보안 시스템에서 부호화 장치는 영상 보안 시스템으로서, 감시카메라가 수신한 영상을 AVC(advanced video coding) 스트림 처리하여 저장매체로 저장 또는/및 SVC(scalable video coding) 스트림 처리하여 네트워크로 전송하는 영상 부호화 수단을 포함한다.
영상 부호화 수단, AVC 스트림, SVC 스트림

Description

영상 보안 시스템에서 부호화 장치{Apparatus for encoding in image security system}
본 발명은 영상 보안 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 부호화 칩에서 저장매체 저장용 스트림과 네트워크 전송용 스트림을 동시 또는 각각 출력하도록 하는 영상 보안 시스템에서 부호화 장치에 관한 것이다.
통상적으로 H.264 AVC와 같은 부호화 방식은 저장용 데이터를 생성하는 성능은 우수하지만, 네트워크 전송에 능동적으로 대응하기 위한 데이터 생성에는 약점이 있다. 이러한 약점을 개선하기 위한 방법이 H.264 SVC 부호화 방식이다. H.264 SVC 부호화 방식은 H.264 AVC 부호화 방식을 포함하고 있지만, 기본 계층(base layer)의 해상도 제한이 있기 때문에 영상 저장 장치에 사용하는 것은 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 하나의 부호화 칩에서 저장매체 저장용 스트림과 네트워크 전송용 스트림을 동시 또는 각각 출력하도록 하는 영상 보안 시스템에서 부호화 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 영상 보안 시스템에서 부호화 장치는 영상 보안 시스템으로서, 감시카메라가 수신한 영상을 AVC(advanced video coding) 스트림 처리하여 저장매체로 저장 또는/및 SVC(scalable video coding) 스트림 처리하여 네트워크로 전송하는 영상 부호화 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 영상 부호화 수단은 제1 계층 영상 및 제2-N 계층 영상들 각각에 대해 움직임 예측을 통한 모션 정보 및 화면내 예측을 통한 잉여 정보를 추출하여 엔트로피 부호화하는 제1-N 계층 부호화부; 하위 계층의 상기 모션 정보 및 잉여 정보로 상위 계층의 부호화를 예측하는 계층간 예측부; 상기 각 제1-N 계층 부호화부에서 출력되는 신호들을 수신단의 상태에 따라 멀티플렉싱하여 상기 네트워크로 출력하는 멀티플렉서; 및 상기 계층간 예측부를 동작시키지 않은 상태에서 선택신호에 따라 상기 각 제1-N 계층 부호화부의 어느 한 출력을 스위칭하여 상기 저장매체로 출력하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1-N 계층 부호화부로 입력되는 각 영상은 각 계층 에 따라 제1-N 공간 데시메이션된 영상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 AVC 스트림 처리 시에, 상기 제1-N 계층 부호화부 중의 어느 하나 및 스위칭부가 동작할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 SVC 스트림 처리 시에, 상기 제1-N 계층 부호화부, 계층간 예측부 및 멀티플렉서가 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 하나의 부호화 칩에서 저장매체 저장용 스트림과 네트워크 전송용 스트림을 동시 또는 각각 출력하도록 함으로서, 각각의 부호화 칩을 구비하기 위한 비용 및 면적을 감소시키는 효과를 창출한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 부호화 장치를 구비한 영상 보안 시스템의 개략도로서, 감시 카메라(10), 디지털 비디오 레코더(DVR, 20), 모니터(30), 저장매체(HDD, 40), 네트워크(50) 및 수신장치(60)를 포함한다.
영상 보안 시스템은 감시 카메라(10)를 이용하여 장/단 거리 및 주/야간 원격 제어에 의하여 침입자를 탐지 및 추적할 수 있다. 이러한 기능을 갖는 영상 보안 시스템은 위험 영역의 감시 및 추적 또는 불법 주정차 단속 시스템 등에 사용될 수 있다.
이를 위하여, 복수대의 감시 카메라(10)가 특정 영역으로부터 영상을 입력 받고, 복수대의 감시 카메라가 연결되는 통제실에서 그 영상들을 통하여 특정 영역 을 감시할 수 있다. 이를 위하여 복수개의 감시 카메라가 통제실과 연결되어 통제실로 영상 정보를 전송하게 된다.
감시 카메라들(10)은, 통신 채널을 통하여 녹화 기기로서의 디지털 비디오 레코더(20)와 통신하면서, 비디오 신호 채널을 통하여 라이브-뷰(Live-view)의 영상 신호를 디지털 비디오 레코더(20)에 전송한다.
디지털 비디오 레코더(20)로 전송된 영상신호는 모니터(30)를 통하여 디스플레이 됨과 동시에, AVC 처리되어 저장매체(40)에 저장 또는/및 SVC 처리되어 네트워크(50)로 전송된다.
SVC 처리되어 네트워크(50)로 전송된 영상신호는 수신자의 수신장치(60)의 상태(저속망, 보통망, 고속망)에 따라 다른 영상을 전송하는데, 저속망을 사용하는 수신장치(60)에는 기본 계층(base layer) SVC 스트림을 전송하고, 보통망을 사용하는 수신장치(60)는 기본 계층 + 인핸스먼트 계층 1(enhancement layer 1) SVC 스트림을 전송하며, 고속망을 사용하는 수신장치(60)에는 기본 계층 + 인핸스먼트 계층 1(enhancement layer 1) + 인핸스먼트 계층 2(enhancement layer 2) SVC 스트림을 전송한다.
도 2에는 디지털 비디오 레코더(20)에 구비된 영상 부호화 수단(200)이, 도 3에는 영상 부호화 수단(200)의 상세 블록도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 비디오 레코더(20)에 구비된 영상 부호화 수단(200)은 감시카메라들(10)로부터 수신한 영상신호를 부호화 처리하여 AVC 스트림만 출력할 수 있고, SVC 스트림만 출력할 수 있다. 또한 AVC 스트림 및 SVC 스 트림을 동시에 출력하게 할 수 있다. 또한 영상 부호화 수단(200)는 영상을 부호화 하는 기술 측면에서 서로 다른 두 개의 부호화 수단을 사용하는 것이 아니라, 두 블록이 많은 부분을 공유하여 사용할 수 있기 때문에 복잡도가 두 배로 많아지는 것이 아니다.
도 3에 도시된 영상 부호화 수단(200)은 기본 계층(base layer) 부호화부(210), 인핸스먼트 계층 1(enhancement layer 1) 부호화부(220), 인핸스먼트 계층 N(enhancement layer N) 부호화부(230), 제1 계층간 예측부(240), 제2 계층간 예측부(250), 멀티플렉서(260) 및 스위칭부(270)를 포함한다.
제1 입력영상(예를 들어, 640×480)은 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)로 입력되고, 제1 입력영상을 공간 데시메이션(spatial decimation)하여 생성된 제2 입력영상(예를 들어 320×240)은 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)로 입력되고, 제2 입력영상을 공간 데시메이션하여 생성된 제3 입력영상(예를 들어 176×144)은 기본 계층 부호화부(210)로 입력된다.
기본 계층 부호화부(210), 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)는 제1 입력영상(예를 들어, 640×480), 제2 입력 영상(예를 들어 공간 데시메이션된 320×240) 및 제3 입력영상(예를 들어 공간 데시메이션된 176×144)의 움직임 예측을 통해서 모션 정보를 추출하고, 화면내 예측을 통해서 잉여정보를 추출하여 엔트로피 부호화를 수행하기 위해, 움직임 보상 및 화면내 예측부(211,221,231), 잉여성분 부호화부(212,222,232), 움직임 예측부(213,223,233) 및 엔트로피 부호화부(214,224,234)를 포함한다.
움직임 보상 및 화면내 예측부(211,221,231)는 프레임과 프레임간 행하여 지는 것으로 형태가 변하지 않는 물체가 움직일 때(버스가 도로를 달리는 경우) 움직임 방향과 움직임 크기를 알 수 있다면, 그 물체의 모습에 관한 정보를 이미 알고 있기 때문에 정확한 예측 화면을 만들 수 있게 되어 높음 효율의 프레임간 예측을 할 수 있게 된다. 그리고 화면내 예측은 한 장의 프레임 내에서 화소 신호의 상관관계를 이용하여 인접한 다음 화소를 예측하고 그 예측오차를 송신하는 경우가 있는데 이를 화면내 예측이라고 한다.
잉여성분 부호화부(212,222,232)는 예측 영상과 원본 영상(제1 입력 영상, 제2 입력영상 및 제3 입력영상)의 차이 영상을 부호한다.
움직임 예측부(213,223,233)는 움직임 보상된 프레임과 다음에 입력되는 영상의 중복을 비교하여 다음 프레임의 움직임을 예측한다.
엔트로피 부호화부(214,224,234)는 잉여성분 부호화부(212,222,232) 및 움직임 예측부(213,223,233)의 출력을 엔트로피 부호화 하여 출력한다.
제1 계층간 예측부(240)는 기본 계층 부호화부(210)의 움직임 보상 및 화면내 예측 결과, 잉여성분 부호화 결과 및 움직임 예측 결과를 각각 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)의 움직임 보상 및 화면내 예측부(221), 잉여성분 부호화부(222) 및 움직임 예측부(223)로 출력하여, 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)의 동작을 예측한다. 본 발명에서는 기본 계층 부호화부(210)의 움직임 보상 및 화면내 예측 결과, 잉여성분 부호화 결과 이용 여부를 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)는 스위칭하는 스위칭부(SW1,SW2,SW3)을 구비하고 있으며, 이 동작에 관해서는 후술한다.
제2 계층간 예측부(250)는 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)의 움직임 보상 및 화면내 예측 결과, 잉여성분 부호화 결과 및 움직임 예측 결과를 각각 인핸스먼트 계층 2 부호화부(미도시, 여기서는 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)라고 가정함)의 움직임 보상 및 화면내 예측부(231), 잉여성분 부호화부(232) 및 움직임 예측부(233)로 출력하여, 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)의 동작을 예측한다. 본 발명에서는 기본 계층 부호화부(210)의 움직임 보상 및 화면내 예측 결과, 잉여성분 부호화 결과 이용 여부를 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)로 스위칭하는 스위칭부(SW1,SW2,SW3)을 구비하고 있으며, 이 동작에 관해서는 후술한다.
멀티플렉서(250)는 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 동작으로 기본 계층 부호화부(210), 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)에서 출력되는 스트림을 멀티플렉싱하여 네트워크(50)로 전송하는데, 저속망을 사용하는 수신장치(60)에는 기본 계층 부호화부(210)에서 출력되는 SVC 스트림을 전송하고, 보통망을 사용하는 수신장치(60)는 기본 계층 부호화부(210) + 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)에서 출력되는 SVC 스트림을 전송하며, 고속망을 사용하는 수신장치(60)에는 기본 계층 부호화부(210) + 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) + 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)에서 출력되는 SVC 스트림을 전송한다.
스위칭부(240)는 사용자의 해상도 선택 신호(제1 입력 영상, 제2 입력 영상 또는 제3 입력영상)에 따라 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 동작시키지 않고, 기본 계층 부호화부(210) 또는 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 또는 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)에서 출력되는 AVC 스트림을 스위칭하여 저장매체(40)로 출력한다.
다음에, 상기의 내용을 참조하여 AVC 또는/및 SVC 스트림을 출력하는 내용을 설명한다.
감시 카메라들(10)이 촬영한 영상을 저장매체(40)에 저장하고자 하는 경우는 영상 부호화 수단(200)이 H.264 AVC로 동작한다. 이때 사용자는 저장매체(40)에 저장될 영상의 해상도를 선택한다. 영상 부호화 수단(200)이 H.264 AVC로 동작하는 경우, 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 스위칭부(SW1,SW2,SW3)이 턴-오프되어 동작하지 않으며, 멀티플렉서(250) 또한 동작하지 않는다. 단지, 사용자가 선택된 해상도에 따라 기본 계층 부호화부(210) 또는 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 또는 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230) 중 어느 하나만 동작하고, 동작된 부호화부에서 출력되는 AVC 스트림이 스위칭되어 저장매체(40)로 출력된다.
예를 들어, 사용자가 제2 입력영상(320×240) 형태로 저장매체(40)에 저장하고자 하는 경우, 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 스위칭부(SW1,SW2,SW3)가 턴-오프되어 동작하지 않고, 기본 계층 부호화부(210) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)도 동작하지 않고, 단지 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)만 동작한다. 제1 입력영상(640×480) 공간 데시메이션된 제2 입력영상(320×240)을 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220)에서 처리한 AVC 스트림이 스위칭부(240)를 통하여 저장매체(40)로 출력된다.
감시 카메라들(10)이 촬영한 영상을 네트워크(50)를 통하여 수신장치(60)에 전송하고자 하는 경우 영상 부호화 수단(200)이 H.264 SVC로 동작한다. 영상 부호화 수단(200)이 H.264 SVC로 동작하는 경우, 스위칭부(240)는 동작하지 않는다. 그리고, 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 스위칭부(SW1,SW2,SW3)가 턴-온 되어 동작하며, 기본 계층 부호화부(210), 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230) 모두 동작하고, 기본 계층 부호화부(210)의 출력, 계층간 예측을 통한 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)의 출력이 멀티플렉서(250)로 입력되고, 멀티플렉서(250)는 수신장치(60)의 상태에 따라 SVC 스트림을 전송한다.
감시 카메라들(10)이 촬영한 영상을 저장매체(40)에 저장 및 네트워크(50)를 통하여 수신장치(60)에 전송하고자 하는 경우는 영상 부호화 수단(200)이 H.264 AVC + H.264 SVC로 동작한다.
영상 부호화 수단(200)이 H.264 AVC + H.264 SVC로 동작하는 경우, 모든 구성요소들이 모두 동작하며, 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 스위칭부(SW1,SW2,SW3) 동작은 클록에 따라 턴-온 및 턴-오프된다.
기본 계층 부호화부(210)는 AVC 스트림 및 SVC 스트림을 출력하는데 있어서 차이가 없다. 그러나, 인핸스먼트 계층 1 부호화부(220) 및 인핸스먼트 계층 N 부호화부(230)는 계층간 예측을 이용하여 부호화를 하기 때문에, 기본 계층 부호화부(210)의 동작 속도 보다 두 배 속도로 동작하게 된다. 따라서, 홀수 클록에서는 제1 계층간 예측부(240) 및 제2 계층간 예측부(250)의 스위칭부(SW1,SW2,SW3)를 턴 -오프하여 동작시키고, 짝수 클록에서는 턴-온하여 동작시키지 않는다. 홀수클록에서 영상 부호화 수단(200)은 H.264 AVC로 동작하여 AVC 스트림을 저장매체(40)에 저장하고, 짝수클록에서 영상 부호화 수단(200)은 H.264 SVC로 동작하여 SVC 스트림을 네트워크(50)로 전송한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부호화 장치를 구비한 영상 보안 시스템의 개략도 이다.
도 2는 도 1의 영상 보안 시스템 중 디지털 비디오 레코더에 구비된 영상 부호화 수단을 보이는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 영상 부호화 수단의 상세 블록도 이다.

Claims (5)

  1. 영상 보안 시스템으로서,
    감시카메라가 수신한 영상을 AVC(advanced video coding) 스트림 처리하여 저장매체로 저장 또는/및 SVC(scalable video coding) 스트림 처리하여 네트워크로 전송하는 영상 부호화 수단을 포함하는 부호화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 영상 부호화 수단은
    제1 계층 영상 및 제2-N 계층 영상들 각각에 대해 움직임 예측을 통한 모션 정보 및 화면내 예측을 통한 잉여 정보를 추출하여 엔트로피 부호화하는 제1-N 계층 부호화부;
    하위 계층의 상기 모션 정보 및 잉여 정보로 상위 계층의 부호화를 예측하는 계층간 예측부;
    상기 각 제1-N 계층 부호화부에서 출력되는 신호들을 수신단의 상태에 따라 멀티플렉싱하여 상기 네트워크로 출력하는 멀티플렉서; 및
    상기 계층간 예측부를 동작시키지 않은 상태에서 선택신호에 따라 상기 각 제1-N 계층 부호화부의 어느 한 출력을 스위칭하여 상기 저장매체로 출력하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1-N 계층 부호화부로 입력되는 각 영상은 각 계층에 따라 제1-N 공간 데시메이션된 영상인 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 AVC 스트림 처리 시에,
    상기 제1-N 계층 부호화부 중의 어느 하나 및 스위칭부가 동작하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 SVC 스트림 처리 시에,
    상기 제1-N 계층 부호화부, 계층간 예측부 및 멀티플렉서가 동작하는 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
KR1020090057207A 2009-06-25 2009-06-25 영상 보안 시스템에서 부호화 장치 KR101630283B1 (ko)

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