KR20190006725A - 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 고정 영상 신호 또는 변화 영상 신호를 획득하는 카메라 모듈, PTZ 명령을 수신하는 통신 인터페이스, 상기 PTZ 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 PTZ 구동 모듈, 및 상기 PTZ 명령에 기초하여 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작 속도를 예측하고, 상기 카메라 모듈의 상기 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 변화 영상 신호를 처리하고, 상기 통신 인터페이스에 의해 상기 PTZ 명령을 수신하기 이전 또는 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작이 완료된 이후에는 상기 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 고정 영상 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고, 상기 변화 영상 신호는 상기 PTZ 구동 모듈이 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 동안에 상기 카메라 모듈에 의해 획득되고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값이다.

Description

영상 처리 장치 및 영상 처리 방법{IMAGE PROCESS DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD}
본 발명은 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 PTZ(Pan Tilt Zoom) 카메라의 출력 비트레이트를 일정하게 유지하는 영상 처리 장치 및 영상 처리 방법에 관한 것이다.
감시 시스템은 무엇을 감시하려는 목적으로 사용되어 왔으나, 시대의 변천에 따라 감시 목적뿐만 아니라 인명과 재해 재난의 예방 보호 안전 시스템으로 변천되고 있다.
감시 시스템을 구성하는 네트워크 카메라는 아날로그 입력을 받아 디지털로 변형된 영상 데이터를 MPEG, MPEG4, H.264와 같은 압축 알고리즘을 이용해 인코딩하고, 인코딩된 데이터를 네트워크 선로를 이용해서 전송한다. 또한, 네트워크 카메라는 특정 영역만을 보여주는 것이 아니라 팬(pan), 틸트(tilt), 줌(zoom) 기능 등을 이용해서 사용자가 원하는 위치를 보여줄 수 있도록 카메라 방향 및 영역을 확대해서 보여줄 수 있다.
이때 네트워크 카메라가 팬, 틸트, 줌 기능 등을 사용해서 원하는 위치로 움직이게 되면, 움직임 또는 변화가 많은 영상 데이터가 입력되고, 이를 압축할 경우 압축 알고리즘 특성상 많은 양의 데이터로 출력되므로, 이를 전송하는 네트워크 카메라에 많은 부하를 주게 된다.
한국공개특허공보 제2011-0083376 호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 목표 비트레이트 이하의 출력 비트레이트를 갖는 영상 신호를 생성하는 영상 처리 기술을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 고정 영상 신호 또는 변화 영상 신호를 획득하는 카메라 모듈, PTZ 명령을 수신하는 통신 인터페이스, 상기 PTZ 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 PTZ 구동 모듈, 및 상기 PTZ 명령에 기초하여 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작 속도를 예측하고, 상기 카메라 모듈의 상기 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 변화 영상 신호를 처리하고, 상기 통신 인터페이스에 의해 상기 PTZ 명령을 수신하기 이전 또는 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작이 완료된 이후에는 상기 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 고정 영상 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고, 상기 변화 영상 신호는 상기 PTZ 구동 모듈이 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 동안에 상기 카메라 모듈에 의해 획득되고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법은 통신 인터페이스에 의해 PTZ 명령을 수신하는 단계, 프로세서에 의해 상기 PTZ 명령에 기초하여 카메라 모듈의 PTZ 동작 속도를 예측하는 단계, 상기 프로세서에 의해 상기 카메라 모듈의 상기 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하는 단계, PTZ 구동 모듈이 상기 PTZ 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 동안에 상기 카메라 모듈에 의해 변화 영상 신호를 획득하는 단계, 상기 프로세서에 의해 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 변화 영상 신호를 처리하는 단계, 및 상기 PTZ 명령을 수신하기 이전에 또는 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작이 완료된 이후에 상기 프로세서에 의해 상기 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값이다.
본 실시예에서, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값과 상기 고정 영상 신호 처리 파라미터 값은 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 PTZ 명령을 수신하는 단계 이전에, 상기 통신 인터페이스에 의해 PTZ 시험 명령을 수신하는 단계, 상기 PTZ 구동 모듈이 상기 PTZ 시험 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 시험 구동시키는 동안에 상기 카메라 모듈에 의해 시험 변화 영상 신호를 획득하는 단계, 상기 프로세서에 의해 현재 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 시험 변화 영상 신호를 처리하는 단계, 처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트 이하인 경우에는 상기 프로세서에 의해 상기 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정하는 단계, 및 상기 처리된 시험 변화 영상 신호의 상기 출력 비트레이트가 상기 목표 비트레이트를 초과하는 경우에는 상기 프로세서에 의해 상기 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하는 단계는, 현재 에지 게인 값, 현재 노이즈 제거 필터의 강도, 및 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 변경하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 네트워크 카메라의 움직임에도 불구하고 영상 신호의 출력 비트레이트의 급증을 방지하여 영상 신호를 보다 원활하게 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 네트워크 카메라가 움직이는 경우에는 영상 신호의 출력 비트레이트를 목표 비트레이트 이하로 조절하더라도 영상 신호의 화질을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 네트워크 카메라가 움직이는 속도에 대응하여 영상 신호를 처리함으로써 영상 신호의 전송 부하를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 영상 신호라 하더라도 영역별로 다르게 영상 처리함으로써, 사용자가 요구하는 화질을 가진 영상 신호를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자 입력에 대응하여 영상 신호를 처리함으로써 사용자 니즈에 적합한 영상 신호를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 감시 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 변화 영상 신호 처리 파라미터 값의 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 변화 영상 신호 처리 파라미터 값의 변경 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 감시 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 감시 시스템(1)은 PTZ 카메라(10), 게이트웨이(20), 네트워크(30), 서버(40), 사용자 단말(50)을 포함한다.
감시 시스템(1)은 게이트웨이(20)에서 수집된 PTZ 카메라(10)의 정보가 네트워크(30)를 통해 서버(40)로 전송되면, 관리자가 사용자 단말(50)을 이용하여 서버(40)에 전송된 정보를 모니터링할 수 있는 구성을 제공할 수 있다.
PTZ 카메라(10)는 감시 영역을 촬영하여 감시 영역에 대한 영상을 획득할 수 있다. PTZ 카메라(10)는 감시 또는 보안의 목적으로 감시 영역을 실시간으로 촬영할 수 있다. PTZ 카메라(10)는 하나 이상 구비될 수 있다.
PTZ 카메라(10)는 배터리로 구동되는 저전력 카메라일 수 있다. PTZ 카메라(10)는 평상시 슬립 모드(sleep mode)를 유지하고, 주기적으로 깨어나(wake up) 이벤트가 발생하였는지 여부를 체크할 수 있다. PTZ 카메라(10)는 이벤트가 발생한 경우 액티브 모드(active mode)로 전환되고, 이벤트가 발생하지 않은 경우 다시 슬립 모드로 복귀할 수 있다. 한편, PTZ 카메라(10)는 이벤트 발생 여부와 무관하게 피사체 정보를 수신한 경우 스탠바이 모드(standby mode)로 전환될 수 있다. 이와 같이, PTZ 카메라(10)는 피사체 정보를 수신한 경우에만 스탠바이 모드를 유지하고, 이벤트가 발생한 경우에만 액티브 모드를 유지함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.
PTZ 카메라(10)는 이벤트를 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 센서는 PTZ 카메라(10)의 외부에 설치되어 PTZ 카메라(10)와 통신할 수도 있다.
센서는 감시 또는 보안의 목적으로 센싱 영역에서 이벤트가 발생하는지 여부를 실시간으로 감지할 수 있다. 센서는 음향 센서, 적외선 센서, 모션 센서, 가스 센서, 누수 센서, 온도 센서, 습도 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 촉각 센서, 압력 센서, 진동 센서 등을 포함할 수 있다.
PTZ 카메라(10)는 PTZ 동작을 수행함으로써 감시 영역을 변경할 수 있다. PTZ 동작은 팬(pan) 동작, 틸트(tilt) 동작, 줌(zoom) 동작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. PTZ 카메라(10)는 사용자 입력에 대응하여 또는 이벤트 감지에 대응하여 PTZ 동작을 수행할 수 있다.
PTZ 카메라(10)는 유무선 LAN(Local Area Network), 와이파이(Wi-Fi), 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), 근거리 통신(Near Field Communication) 등 다양한 통신 방식을 이용하여 게이트웨이(20)와 통신할 수 있다. 예를 들어, PTZ 카메라(10)는 ISM 대역(Industrial Scientific Medical band)의 무선 주파수(Radio Frequency)를 사용하는 저전력 무선 통신 프로토콜에 따라 게이트웨이(20)와 통신할 수 있다.
게이트웨이(20)는 PTZ 카메라(10)로부터 전송된 정보에 기초하여 다른 PTZ 카메라(10) 또는 사용자 단말(50)에 명령 또는 알람을 전송할 수 있다.
게이트웨이(20)는 이더넷(Ethernet), 와이파이, 블루투스 등 다양한 유무선 통신 방식을 이용하여 서버(40)에 정보를 전송할 수도 있고, 서버(40)로부터 명령을 수신할 수도 있다.
네트워크(30)는 유선 네트워크 또는 무선 네트워크를 포함할 수 있다. 무선 네트워크는 2G(Generation) 또는 3G 셀룰러 통신 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 4G 통신 시스템, LTE(Long-Term Evolution), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 등이 될 수 있다.
서버(40)는 네트워크(30)를 통해, PTZ 카메라(10) 또는 게이트웨이(20)로부터 전송된 정보에 기초하여 사용자 단말(50)에 알림을 전송할 수 있고, 사용자 단말(50)로부터 전송된 명령을 PTZ 카메라(10) 또는 게이트웨이(20)에 전송할 수 있다.
사용자 단말(50)은 서버(40)로부터 전송된 정보를 디스플레이할 수 있고, 저장할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말(50)은 서버(40)로부터 전송된 알람을 디스플레이할 수 있다. 사용자 단말(50)은 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 사용자 단말(50)은 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다. 사용자 단말(50)은 개인용 컴퓨터 또는 이동 단말일 수 있다.
사용자 단말(50)은 PTZ 카메라(10), 게이트웨이(20), 또는 서버(40)의 동작을 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리 장치(100, 도 2)는 하나의 물리적 장치로 구현될 수도 있고, 복수의 물리적 장치가 유기적으로 결합되어 구현될 수도 있다. 이를 위해 영상 처리 장치(100, 도 2)에 포함된 구성 중 일부는 어느 하나의 물리적 장치로 구현되거나 설치되고, 나머지 일부는 다른 물리적 장치로 구현되거나 설치될 수도 있다. 이때, 어느 하나의 물리적 장치는 PTZ 카메라(10)의 일부로 구현될 수 있고, 다른 물리적 장치는 게이트웨이(20), 서버(40) 및/또는 사용자 단말(50)의 일부로 구현될 수 있다. 한편, 영상 처리 장치(100, 도 2)은 PTZ 카메라(10), 게이트웨이(20), 서버(40) 또는 사용자 단말(50)에 내장될 수도 있고, PTZ 카메라(10), 게이트웨이(20), 서버(40) 또는 사용자 단말(50)과 별개로 구비된 장치에 적용될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(100)는 카메라 모듈(110), PTZ 구동 모듈(130), 프로세서(150), 통신 인터페이스(170), 및 사용자 인터페이스(190)를 포함한다.
카메라 모듈(110)은 영상 신호를 획득한다.
카메라 모듈(110)은 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하는 렌즈, 렌즈를 통해 입사되는 광을 전기적인 아날로그 영상 신호로 변환시키는 촬상 소자, 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 컨버터 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
영상 신호는 고정 영상 신호 또는 변화 영상 신호일 수 있다. 고정 영상 신호는 PTZ 동작을 수행하지 않는 PTZ 카메라(10)에 의해 획득된 영상 신호를, 변화 영상 신호는 PTZ 동작을 수행하고 있는 PTZ 카메라(10)에 의해 획득된 영상 신호를 의미한다. 다시 말해, 카메라 모듈(110)은 PTZ 동작을 수행하지 않는 시점에는 고정 영상 신호를, PTZ 동작을 수행하고 있는 시점에는 변화 영상 신호를 획득할 수 있다.
PTZ 구동 모듈(130)은 PTZ 명령에 대응하여 카메라 모듈(110)을 PTZ 구동시킨다.
PTZ 구동 모듈(130)은 예를 들어, 카메라 모듈(110)을 360° 수평 방향으로 팬 회전시킬 수 있고, 180° 수직 방향으로 틸트 회전시킬 수 있다. PTZ 구동 모듈(130)은 카메라 모듈(110)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 이동시킬 수 있다.
PTZ 구동 모듈(130)은 카메라 모듈(110)을 소정 속도로 PTZ 구동시킬 수 있다.
PTZ 명령은 사용자 단말(50)로부터 전송된 사용자 입력, 센서로부터 전송된 이벤트 감지 신호 등일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
변화 영상 신호는 많은 변화에 의하여 고정 영상 신호보다 압축 효율이 떨어지고, 출력 비트레이트가 증가한다. 그 결과, 고정 영상 신호의 출력 비트레이트는 목표 비트레이트 이하일 수 있고, 변화 영상 신호의 출력 비트레이트는 목표 비트레이트를 초과할 수 있다. 원활한 실시간 전송을 위하여, 변화 영상 신호의 출력 비트레이트를 목표 비트레이트 이하로 감소시킬 필요가 있다.
프로세서(150)는 영상 신호를 처리한다.
구체적으로, 프로세서(150)는 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 고정 영상 신호를 처리하고, 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 변화 영상 신호를 처리함으로써, 고정 영상 신호 및 변화 영상 신호의 출력 비트레이트를 목표 비트레이트 이하로 유지시킬 수 있다.
상세하게는, 통신 인터페이스(170)에 의해 PTZ 명령을 수신한 경우, 프로세서(150)는 PTZ 명령에 기초하여 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도를 예측하고, 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 변화 영상 신호를 처리한다. 변화 영상 신호는 PTZ 구동 모듈(130)이 카메라 모듈(110)을 PTZ 구동시키는 동안에 카메라 모듈(110)에 의해 획득되고, 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 변화 영상 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값이다.
프로세서(150)는 PTZ 명령에 기초하여 카메라 모듈(110)의 패닝(panning) 각도, 틸팅(tilting) 각도, 및/또는 줌(zoom) 배율을 결정할 수 있다.
PTZ 동작 속도는 카메라 모듈(110)의 패닝 각도, 틸팅 각도, 및/또는 줌 배율에 기초하여 예측될 수 있다. 이때, PTZ 동작 속도는 카메라 모듈(110)의 패닝 각도, 틸팅 각도, 및/또는 줌 배율에 따라 달라질 수 있다.
PTZ 동작 속도는 소정 속도일 수 있다. 이때, PTZ 동작 속도는 카메라 모듈(110)의 패닝 각도, 틸팅 각도, 및/또는 줌 배율과 무관하게 일정할 수 있다.
변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도에 따라 미리 결정될 수 있다. 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도가 빠를수록 카메라 모듈(110)에 의해 획득된 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 증가한다. 따라서, 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도가 빠를수록 변화 영상 신호의 고주파 성분을 더 많이 제거할 수 있는 영상 신호 처리 파라미터 값이 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정될 수 있다.
예를 들어, PTZ 구동 모듈(130)은 PTZ 시험 명령에 대응하여 카메라 모듈(110)을 구동시키는 동안에, 카메라 모듈(110)에 의해 시험 변화 영상 신호를 획득할 수 있다. 프로세서(150)는 현재 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 시험 변화 영상 신호를 처리할 수 있다.
이때, 프로세서(150)는 처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트 이하인 경우에는, 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정할 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트를 초과하는 경우에는, 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호의 고주파 성분을 더 많이 제거할 수 있는 영상 신호 처리 파라미터 값으로 변경할 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 관심 영역과 비관심 영역에 각각 다른 변화 영상 신호 처리 파라미터 값을 적용하여 하나의 변화 영상 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(110)이 줌 인(zoom in) 동작을 수행하는 경우, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 가장자리 영역의 고주파 성분이 중앙 영역의 고주파 성분보다 많이 제거되도록 복수의 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 변화 영상 신호를 처리할 수 있다.
이처럼, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도에 기초하여 변화 영상 신호 처리 파라미터 값을 결정하고, 결정된 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 변화 영상 신호를 처리할 수 있다.
통신 인터페이스(170)에 의해 PTZ 명령을 수신하기 이전 또는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작이 완료된 이후에는, 프로세서(150)는 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 고정 영상 신호를 처리한다.
통신 인터페이스(170)는 PTZ 명령을 수신한다. 통신 인터페이스(170)는 프로세서(150)에 의해 처리된 영상 신호를 외부로 전송할 수 있다.
사용자 인터페이스(190)는 사용자 입력을 수신한다.
사용자 인터페이스(190)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작과 관련된 사용자 입력을 수신할 수 있다.
사용자 인터페이스(190)는 목표 비트레이트를 결정하거나, 관심 영역을 결정하는 사용자 입력 등을 수신할 수 있다. 상세하게는, 사용자 인터페이스(190)는 고정 영상 신호와 변화 영상 신호에 공통으로 적용되는 하나의 목표 비트레이트를 결정하는 사용자 입력을 수신하거나, 고정 영상 신호와 변화 영상 신호에 각각 적용되는 복수의 목표 비트레이트를 결정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 인터페이스(190)는 하나의 변화 영상 신호에 대하여 관심 영역에 적용되는 목표 비트레이트와 비관심 영역에 적용되는 목표 비트레이트를 각각 결정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
영상 신호 처리 파라미터 값은 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
에지 게인 값이 작을수록, 노이즈 제거 필터의 강도가 클수록, 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 클수록, 영상의 에지가 블러 처리되지만, 변화 영상은 본래 블러된 영상이므로, 블러 처리되더라도 변화 영상의 화질은 거의 비슷할 수 있다.
변화 영상 신호 처리 파라미터 값과 고정 영상 신호 처리 파라미터 값은 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
프로세서(150)는 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하기 위하여, 현재 에지 게인 값, 현재 노이즈 제거 필터의 강도, 및 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
예를 들어, 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트를 초과하는 경우에, 프로세서(150)는 현재 에지 게인 값을 감소시키거나, 현재 노이즈 제거 필터의 강도를 증가시키거나, 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도를 증가시킬 수 있다.
카메라 모듈(110)의 PTZ 동작에 의해, 변화 영상은 블러되고, 변화 영상 신호의 출력 비트레이트는 급증한다. 본 실시예에 따르면, 변화 영상 신호의 고주파 성분이 제거되므로, 출력 비트레이트의 급증을 방지할 수 있다. 한편, 변화 영상은 본래 블러된 영상이므로, 변화 영상 신호의 고주파 성분을 제거한다 하더라도, 변화 영상에 큰 영향을 주는 것은 아니다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작과 무관하게 화질이 일정하면서도 부하가 크지 않은 영상을 제공할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 프로세서(150)는 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정한다(S100).
프로세서(150)는 사용자 입력에 따라 고정 영상 신호 처리 파라미터 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(190)가 고정 영상 신호를 위한 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 선택하는 사용자 입력을 수신하면, 프로세서(150)는 사용자 입력에 따른 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정할 수 있다.
프로세서(150)는 영상 처리 결과를 고려하여 고정 영상 신호 처리 파라미터 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 고정 영상이 소정 수준의 화질 또는 소정의 출력 비트레이트를 갖도록 고정 영상 신호를 위한 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 소정 수준의 화질은 적절한 감시를 위해 요구되는 영상의 화질일 수 있고, 소정의 출력 비트레이트는 전송에 적절한 부하를 가지는 출력 비트레이트일 수 있다.
카메라 모듈(110)은 고정 영상 신호를 획득한다(S200). 카메라 모듈(110)은 통신 인터페이스(170)가 PTZ 명령을 수신하기 전 즉, PTZ 구동 모듈(130)이 카메라 모듈(110)을 PTZ 구동시키기 전에는, 고정 영상 신호를 획득할 수 있다.
이어서, 프로세서(150)는 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 고정 영상 신호를 처리한다(S300). 이에 따라, 영상 처리 장치(100)는 목표 비트레이트 이하의 출력 비트레이트를 가지는 고정 영상 신호를 생성할 수 있다.
한편, 통신 인터페이스(170)는 외부로부터 PTZ 명령을 수신한다(S400).
이어서, 프로세서(150)는 PTZ 명령에 기초하여 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도를 예측하고(S500). PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정한다(S600). 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값이다.
즉, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에서 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 변경할 수 있다. 이때, 변화 영상 신호 처리 파라미터 값과 고정 영상 신호 처리 파라미터 값은 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 변화 영상 신호 처리 파라미터 값을 결정하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 변화 영상 신호 처리 파라미터 값의 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 단계들이 수행되기 전에, 통신 인터페이스(170)는 외부로부터 PTZ 시험 명령을 수신한다(S610).
PTZ 구동 모듈(130)이 PTZ 시험 명령에 대응하여 카메라 모듈(110)을 PTZ 시험 구동시키는 동안에(S620), 카메라 모듈(110)은 시험 변화 영상 신호를 획득한다(S630).
이어서, 프로세서(150)는 현재 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 시험 변화 영상 신호를 처리한다(S640).
이때 프로세서(150)는 처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트와 목표 비트레이트를 비교한다(S650).
처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트 이하인 경우(S650), 프로세서(150)는 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정한다(S670).
처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트를 초과하는 경우(S650), 프로세서(150)는 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경한다(S660).
이하에서는, 도 5를 참조하여 변화 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 변화 영상 신호 처리 파라미터 값의 변경 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트를 초과하는 경우, 프로세서(150)는 현재 에지 게인 값이 0인지 여부를 판단한다(S661).
현재 에지 게인 값이 0이 아닌 경우(S661), 프로세서(150)는 현재 에지 게인 값을 감소시킨다(S662).
현재 에지 게인 값이 0인 경우(S661), 프로세서(150)는 현재 노이즈 제거 필터의 강도가 최대인지 여부를 판단한다(S663).
현재 노이즈 제거 필터의 강도가 최대가 아닌 경우(S663), 프로세서(150)는 현재 노이즈 제거 필터의 강도를 증가시킨다(S664).
현재 노이즈 제거 필터의 강도가 최대인 경우(S663), 프로세서(150)는 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 최대인지 여부를 판단한다(S665).
현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 최대가 아닌 경우(S665), 프로세서(150)는 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도를 증가시킨다(S666).
현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 최대인 경우(S665), 프로세서(150)는 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정한다(S670).
한편, 프로세서(150)는 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트 이하가 될 때까지 현재 에지 게인 값을 감소시키는 단계(S662), 현재 노이즈 제거 필터의 강도를 증가시키는 단계(S664), 및 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도를 증가시키는 단계(S666) 중 적어도 하나를 반복할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 변화 영상 신호 처리 파라미터 값이, 에지 게인 값이 0이고, 현재 노이즈 제거 필터의 강도가 최대이고, 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 최대인 영상 신호 처리 파라미터 값 범위 이내의 영상 신호 처리 파라미터 값을 가짐으로써, 목표 비트레이트 이하의 출력 비트레이트를 가지는 변화 영상 신호를 생성할 수 있다.
변화 영상 신호 처리 파라미터 값의 변경 방법은 도 5에 도시된 방법에 한정되지 않는다. 프로세서(150)는 현재 에지 게인 값, 현재 노이즈 제거 필터의 강도, 및 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 변경함으로써 변화 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경시킬 수 있다. 프로세서(150)는 현재 에지 게인 값이 0인지 여부를 판단하는 단계(S661), 현재 노이즈 제거 필터의 강도가 최대인지 여부를 판단하는 단계(S663), 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도가 최대인지 여부를 판단하는 단계(S665)의 우선순위를 변경할 수도 있다.
다시 도 3을 참조하면, PTZ 구동 모듈(130)이 PTZ 명령에 대응하여 카메라 모듈(110)을 PTZ 구동시키는 동안에, 카메라 모듈(110)은 변화 영상 신호를 획득한다(S700).
프로세서(150)는 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 변화 영상 신호를 처리한다(S800). 이에 따라, 영상 처리 장치(100)는 목표 비트레이트 이하의 출력 비트레이트를 갖는 변화 영상 신호를 생성할 수 있다.
카메라 모듈(110)이 PTZ 동작을 종료하면(S900), 프로세서(150)는 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 다시 설정한다. 이때, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작이 종료하는 시점에 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정할 수 있다. 한편, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작이 종료하는 시점을 기준으로 소정 시간 이전 또는 이후에 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정할 수 있다.
즉, 프로세서(150)는 카메라 모듈(110)의 PTZ 동작이 완료되면, 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경 영상 신호 처리 파라미터 값에서 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 영상 처리 장치(100)는 고정 영상 신호의 화질을 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다.
그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
10: PTZ 카메라
20: 게이트웨이
30: 네트워크
40: 서버
50: 사용자 단말

Claims (5)

  1. 고정 영상 신호 또는 변화 영상 신호를 획득하는 카메라 모듈;
    PTZ 명령을 수신하는 통신 인터페이스;
    상기 PTZ 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 PTZ 구동 모듈; 및
    상기 PTZ 명령에 기초하여 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작 속도를 예측하고, 상기 카메라 모듈의 상기 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 변화 영상 신호를 처리하고,
    상기 통신 인터페이스에 의해 상기 PTZ 명령을 수신하기 이전 또는 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작이 완료된 이후에는 상기 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하고, 상기 고정 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 고정 영상 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 변화 영상 신호는 상기 PTZ 구동 모듈이 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 동안에 상기 카메라 모듈에 의해 획득되고,
    상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값인, 영상 처리 장치.
  2. 통신 인터페이스에 의해, PTZ 명령을 수신하는 단계;
    프로세서에 의해, 상기 PTZ 명령에 기초하여 카메라 모듈의 PTZ 동작 속도를 예측하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 상기 카메라 모듈의 상기 PTZ 동작 속도에 기초하여 영상 신호 처리 파라미터 값을 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하는 단계;
    PTZ 구동 모듈이 상기 PTZ 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 구동시키는 동안에, 상기 카메라 모듈에 의해 변화 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 변화 영상 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 PTZ 명령을 수신하기 이전에 또는 상기 카메라 모듈의 PTZ 동작이 완료된 이후에, 상기 프로세서에 의해, 상기 영상 신호 처리 파라미터 값을 고정 영상 신호 처리 파라미터 값으로 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값은 상기 변화 영상의 고주파 성분을 제거하기 위한 영상 신호 처리 파라미터 값인, 영상 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값과 상기 고정 영상 신호 처리 파라미터 값은 에지 게인 값, 노이즈 제거 필터의 강도, 및 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나가 상이한, 영상 처리 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 PTZ 명령을 수신하는 단계 이전에,
    상기 통신 인터페이스에 의해, PTZ 시험 명령을 수신하는 단계;
    상기 PTZ 구동 모듈이 상기 PTZ 시험 명령에 대응하여 상기 카메라 모듈을 PTZ 시험 구동시키는 동안에, 상기 카메라 모듈에 의해 시험 변화 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 현재 변화 영상 신호 처리 파라미터 값에 기초하여 상기 시험 변화 영상 신호를 처리하는 단계;
    처리된 시험 변화 영상 신호의 출력 비트레이트가 목표 비트레이트 이하인 경우에는, 상기 프로세서에 의해, 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 상기 변화 영상 신호 처리 파라미터 값으로 결정하는 단계; 및
    상기 처리된 시험 변화 영상 신호의 상기 출력 비트레이트가 상기 목표 비트레이트를 초과하는 경우에는, 상기 프로세서에 의해, 상기 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하는 단계;를 더 포함하는, 영상 처리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 현재 영상 신호 처리 파라미터 값을 변경하는 단계는,
    현재 에지 게인 값, 현재 노이즈 제거 필터의 강도, 및 현재 2차원 디지털 노이즈 제거의 강도 중 적어도 하나를 변경하는 단계인, 영상 처리 방법.
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