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KR100916034B1 - 디지털 영상용 데이터 저장 및 감소 방법 및 상기 방법을 이용하는 감시 시스템 - Google Patents

디지털 영상용 데이터 저장 및 감소 방법 및 상기 방법을 이용하는 감시 시스템 Download PDF

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KR100916034B1
KR100916034B1 KR1020017008840A KR20017008840A KR100916034B1 KR 100916034 B1 KR100916034 B1 KR 100916034B1 KR 1020017008840 A KR1020017008840 A KR 1020017008840A KR 20017008840 A KR20017008840 A KR 20017008840A KR 100916034 B1 KR100916034 B1 KR 100916034B1
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KR
South Korea
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video
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KR1020017008840A
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KR20010101497A (ko
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툴베르그요아심
아름카를-아셀
Original Assignee
엑시스 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

연대 순서를 갖는 디지털 영상에 대한 데이터 저장 및 감소 방법은, 제1 저장 공간양 보다 작은 제2 저장 공간양을 필요로 하는 제2 영상 품질로 영상 품질을 감소시킴으로써, 제 1 저장 공간양을 필요로 하는 제1 영상 품질로 제1 및 연대순으로 새로운 영상 또는 영상 그룹을 저장하고, 상기 제1 영상 또는 영상 그룹보다 연대순으로 오래된 제2 영상 또는 영상 그룹을 처리하는 것을 포함한다. 이 방법은 카메라, 디지털 저장 장치 및 영상 저장 제어기를 구비하는 감시 시스템에 사용되는데, 여기서 영상 품질은 오래되거나 그렇지 않다면 다소 덜 중요한 영상 또는 영상 그룹에 대하여 감소됨으로써 확장된 전체 녹화 시간 경간을 유지하면서 보다 중요한 영상이 보다 높은 영상 품질로 저장되도록 하는 부가적인 저장 공간을 얻는다.
연대순서, 감시 시스템, 저장 공간, 감시 지대, 영상 감소 방법

Description

디지털 영상용 데이터 저장 및 감소 방법 및 상기 방법을 이용하는 감시 시스템{A DATA STORAGE AND REDUCTION METHOD FOR DIGITAL IMAGES, AND A SURVEILLANCE SYSTEM USING SAID METHOD}
본 발명은 일반적으로 연대순서(chronological order)를 갖는 디지털 영상용 데이터 저장 및 감소 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이와 같은 방법을 이용하고 카메라, 디지털 저장 장치 및 상기 카메라 및 상기 저장 장치에 동작적으로 접속되어 상기 카메라로부터의 다수의 영상을 수신하여 상기 저장 장치에 디지털적으로 영상을 저장시키는 영상 저장 제어기를 갖는 감시 시스템(surveillance system)에 관한 것이며, 상기 영상은 시점을 반영하는 연대 순서를 갖는데, 이 시점에서 영상이 발생된다. 본 발명은 또한 이와 같은 디지털 영상을 저장하는 방법에 관한 것이다.
감시 카메라 시스템은 통상적으로 은행의 창구 또는 카지노의 갬블링 테이블(gambling tables)과 같은 영업 장소에서 각종 지역을 감시하기 위하여 사용된다. 통상적으로, 이와 같은 감시 시스템은 감시 지역내의 모든 활동사항을 표준 VHS 카세트와 같은 자기 테이프 카세트상에 녹화하는 아날로그 비디오 카메라를 구비한다. 통상적으로, 이와 같은 카세트는 통상 몇 시간, 예를 들어, 2, 4 또는 8시 간의 녹화 시간을 갖는다. 테이프 카세트가 완전히 녹화되었을 때, 카세트는 사람에 의해 빈 카세트로 교체된다.
자기 테이프가 녹화 헤드에 대해 이동하는 속도를 감소시켜 최대 녹화 시간을 증가시킴으로써, 초당 저장되는 프레임 수를 감소시킨다. 이 방식으로, 표준 VHS 테이프에 대한 최대 녹화 시간은 예를 들어 48시간으로 확장됨으로써, 이에 상응하여 카세트 교체 시간을 확장시킨다. 그러나, 테이프를 빈번하게 교체하지 않으면 전체 녹화 시간동안 녹화된 영상의 품질이 상당히 저하된다.
최근에, 디지털 비디오 카메라가 시판되었다. 이와 같은 카메라는 일정한 속도로 일련의 디지털 스냅샷 영상(snapshot image) 또는 정지 영상을 발생시킨다. 예를 들어, 유럽형 카메라는 초당 25 영상 또는 프레임(fps)의 속도로 영상을 발생시키는 반면에, 미국형 카메라는 30fps로 동작한다. 일련의 영상이 재생될 때, 영상들간을 고속 스위칭하면은 사람이 보기에 선명하게 된다. 대신, 일련의 스냅샷 영상은 이동하는 영상의 연속적인 스트림으로서 간주된다.
디지털 카메라의 출력은 자기 디스크(하드디스크), 광디스크(CD, DVD) 또는 디지털 자기 테이프(DAT)와 같은 적절한 저장 매체상에 저장된다. 유사하게, 아날로그 카메라 출력은 일련의 디지털 영상으로 디지털화되어 이와 같은 저장 매체상에 저장된다.
영상은 통상적으로 JPEG, MPEG, 웨이브렛 및 프렉탈 압축(wavelet or fractal compression)과 같은 데이터 압축 알고리즘에 의해 압축되는데, 여기서 임의의 영상 정보는 제거되고 저장 공간양은 이에 따라서 감소된다. US-5 724 475호는 산업 감시용 멀티 카메라 시스템에 관한 것인데, 여기서 다수의 카메라로부터의 영상 스트림은 비동기적으로 전송될 수 있다. 영상이 저장되기전 영상을 압축하는 것이 US-5 724 475호에 공지되어 있고 카메라 토대로한 감시 시스템에서 영상 압축을 이용하는 것이 또한 공지되어 있다. 어쨌든 각각의 디지털 영상이 상당한 양의 저장 공간(통상적으로, 10 내지 1000KB)을 필요로 하기 때문에, 최첨단의 고밀도 디지털 저장 매체가 사용될지 라도, 모든 이용 가능한 저장 공간은 결국 카메라에 의해 발생된 일련의 영상에 의해 소모될 것이다. 이와 같은 상황에서, 한가지 선택은 자유 저장 공간을 갖는 또다른 디지털 저장 매체로 수동을 교환하는 것인데, 예를 들어 운영자가 자기 디스크, 광 디스크 또는 디지털 테이프 카세트를 교환하는 것이다.
그러나, 부가적인 저장 공간의 제공을 운영자에 의존하는 것은 다양한 용도로 사용하는데 바람직하지 않은데, 특히 감시 시스템이 사무실이 문을 닫은 시간, 예를 들어 저녁 또는 밤중에 사용시에 바람직하지 않게 된다.
현재 사용되는 저장 매체가 디지털 영상으로 완전히 또는 거의 완전히 채워진 상황을 자동적으로 취급하는 방법은 선입 선출 (FIFO)을 토대로 가장 오래된 영상을 지워, 새로운 영상을 저장하기 위하여 이와 같이 오래된 영상에 의해 점유된 저장 공간을 계속적으로 재사용하는 것이다.
그러나, 이 방식은 적어도 두가지 결점을 갖고 있는데, 첫번째 결점은 영상 정보 이력의 보존을 제한한다. 모든 저장 매체는 디지털 정보를 저장하는데 이용 가능한 최대 저장 공간량을 갖는다. 최대 저장 공간량의 실제값과 관계없이, 각각의 저장 매체는 단지 임의수의 영상을 저장할 수 있는데, 이 수는 저장 매체의 최대 저장 용량, 각각의 영상의 픽셀 해상도, 및 이들 영상의 주파수 또는 레이트(rate)(fps)에 좌우된다. 예를 들어, 특정 저장 매체가 예를 들어 단지 두시간의 녹화 시간에 대응하는 영상 시퀀스만을 저장할 수 있다면, 저장 공간을 재사용하는 이와 같은 자동 절차가 사용되는 경우, 두시간이 지나서 발생한 모든 이벤트는 완전히 그리고 어쩔 수 없이 상실된다.
두번째 결점은 이와 같은 자동 FIFO 절차는 본질적으로 가장 오래된 정보가 항상 중요성이 가장 작다라는 전제하에서 실행된다는 것이다. 그러나, 예를 들어 경보 상황이 이와 같은 오래된 영상 정보에 포함된 경우, 어떤 오래된 정보는 어떤 보다 새로운 영상 정보 보다 실제로 중요할 수 있다.
본 발명의 목적은 카메라를 토대로한 감시 시스템을 개선하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 감시 카메라 시스템에 의해 녹화되어 저장된 영상 정보의 범위를 연대순으로 확장하여, 연대 순서면에서 오래된 영상 정보를 종래 시스템보다 오래 기간동안 유지하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이력 경보 이벤트와 관계되는 영상의 향상된 표현을 제공하는 것이다. 그러나, 또다른 목적은 시스템의 사용자가 시스템에 의해 제공되는 연대순의 영상 정보 커버리지(coverage)를 동적으로 규정하도록 하는 옵션을 제공하는 것이다.
일반적으로, 상기 목적은 고 영상 화질로 새로운 디지털 영상을 저장함으로써 성취하고 어떤 보다 오래된 영상 또는 영상 그룹에 대해 시간에 따라서 영상 품질을 저하시킴으로써, 이와 같은 어떤 영상에 대해 필요로 되는 저장 공간을 감소시킨다.
특히, 본 발명의 주요 목적은 데이터 저장 및 감소 방법에 의해 성취되는데, 디지털 영상 또는 영상 그룹은 영상이 발생되는 시점을 반영하는 연대 순서로 연대순의 위치에 저장되며, 이 저장된 영상 또는 영상 그룹은 각각의 정성값(qualitative values)과 관계되며, 이 정성값은 연대 순서로 저장된 영상 또는 영상 그룹의 순간적인 연대순의 위치에 응답하여 반복적으로 갱신되며, 최저 정성값을 갖는 특정 영상 또는 영상 그룹은 저장된 영상 또는 영상 그룹중에서 선택되고, 이 선택된 특정 영상 또는 영상 그룹은 압축되거나 삭제된다.
본 발명의 주요 목적은 또한 카메라, 디지털 저장 장치 및 카메라 및 저장 장치에 동작적으로 접속되는 영상 저장 제어기를 구비하여 카메라로부터의 다수의 영상을 수신하고 이 영상을 저장 장치에 디지털적으로 저장시키는 감시 카메라에 대해서 성취되는데, 상기 영상은 영상이 발생되는 시점을 반영하는 연대 순서를 가지며, 상기 영상 저장 제어기에는: 저장 장치에 저장된 각각의 영상 또는 영상 그룹에 대한 정성값을 반복적으로 갱신하는 제1 수단으로서, 상기 정성값은 연대 순서내에서 각각의 영상 또는 영상 그룹의 순간적인 연대순의 위치에 응답하여 결정되는, 상기 제1 수단과, 상기 저장 장치에 저장된 영상중에서 자신의 정성값에 응답하는 특정 영상 또는 영상 그룹을 선택하는 제2 수단 및 상기 특정 영상 또는 영상 그룹을 압축 또는 삭제하는 제3 수단이 제공된다.
본 발명의 그외 다른 목적, 장점 및 특징이 도면과 더불어 이하의 설명, 첨부한 청구범위에 의해 명백하게 이해하게 될 것이다.
도 1은 본 실시예를 따른 감시 시스템을 도시한 개요적인 블록도.
도 2a는 본 발명을 따른 방법의 주요 단계의 개요적인 순서도.
도 2b는 도 2a의 순서도에 대한 대안을 도시한 도면.
도 3은 감시 시스템의 바람직한 실시예의 주요 구성요소를 도시한 블록도.
도 4, 도 5a-5e 및 도 6a-6e는 여러 순간적인 영상 저장 스케줄을 설명하는 그래프.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 이하에 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 따른 감시 시스템의 전체를 도시한 도면. 카메라(30)는 어떤 이유로 모니터하는 것이 바람직한 임의의 소정의 공간 또는 지역일 수 있는 감시 지대(10)를 모니터하기 위하여 배열된다. 그러므로, 감시 지대는 은행, 우체국, 카지노, 공장, 사무실, 감옥, 범죄인 구금 또는 수용소, 경찰서, 가정의 정원, 차고 또는 그외 다른 감시 지역의 선택된 부분일 수 있다. 이하의 설명에서, 카메라(30)는 디지털 비디오 카메라, 즉 소정 속도, 가령 25 fps로 일련의 스냅샷 또는 정지 영상을 제공하도록 배열되는 카메라라고 추정된다. 그러나, 이 카메라(30)는 상업적으로 이용 가능한 영상 디지타이저(digitiser)에 의해 디지털 영상으로 변환되는 아날로그 비디오 출력을 제공하는 종래의 아날로그 카메라일 수 있다. 이 카메라(30)는 영상 저장 제어기(40)에 접속되는데, 이 제어기는 PC 호환형 컴퓨터, 하드웨어 및 소프트웨어 논리를 포함하여 이하에 보다 상세하게 후술되는 기능성을 제공하는 독립형 장치와 같은 임의의 상업적으로 이용 가능한 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 저장 제어기는 카메라(30) 내부의 전자 회로에 의해 수행될 수 있다.
이 영상 저장 제어기(40)는 하드디스크 또는 그외 다른 디지털 저장 매체와 같은 랜덤 액세스 저장 장치(50)에 동작적으로 접속된다. 이 시스템은 또한 경보 검출기(20)를 포함할 수 있는데, 이 검출기는 영상 저장 제어기(40)에 동작적으로 접속되고 감시 지대(10)내 또는 외부에서 발생하는 비정상적인 상황을 검출하기 위하여 배열된다. 이하에 보다 상세하게 설명될 경보 검출기(20)는 예를 들어 상업적으로 이용 가능한 적외선 이동 검출기, 연기 검출기, 습도 검출기, 자기 문 또는 창문에 설치된 센서, 음향 센서, 레이저 검출기, 수동으로 동작되는 경보 버튼, 등일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 감시 시스템의 전체 동작 원리를 도시한 것이다. 이 카메라(30)는 상술된 바와 같이 배열되어 규칙적으로 분포된 순간에서 감시 지대(10)내의 순간적인 상황의 스냅샷을 표현하는 연속적인 일련의 디지털 영상을 발생시킨다. 카메라(30)는 일정한 속도, 가령 25fps(초당 프레임 또는 영상)로 영상을 발생시키는 것이 바람직하다. 카메라(30)에 의해 발생된 영상은 순차적으로 영상 저장 제어기(40)에 공급되는데, 이것은 단계(100)에서 각각의 새로운 영상을 수신한다.
단계(110)에서, 영상 저장 제어기(40)는 저장 장치(50)내에서 이용 가능한 충분한 저장 공간이 현재 존재하는지를 판단한다. 응답이 예라면, 제어는 단계(120)로 진행하는데, 이 단계에서 새로운 영상은 저장 장치(50)로 전달되어 저장된다. 다른 한편으로, 단계(110)에서 이용 가능한 충분한 저장 공간이 존재하지 않는다라고 판단하면, 제어는 단계(130)로 진행한다. 본 발명의 주요 소자를 표시하는 단계(130)는 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 요약하면, 단계(130)의 작업은 저장 장치(50)에 이미 저장된 개개의 영상 또는 영상 그룹의 중요도를 평가하여 이들 영상들중 "희생될" 하나이상의 영상을 선택하고 나서 이들 영상의 품질을 저하시키거나 완전히 제거하는 것이다. 이 목적은 단계(100)에서 수신된 새로운 영상을 저장하는데 충분히 큰 저장 공간을 어느 정도 복구하고자 하는 것이다. 저장 공간을 복구한 후, 제어는 단계(110)로 복귀하여 이에 따라서 복구된 저장 공간이 새로운 영상을 저장하는데 충분한지, 즉 저장 장치(50)에서 이용 가능한 충분한 저장 공간이 존재하는지를 검사한다.
또다른 도 2a의 전체 동작 원리로서, 이 동작은 도 2b에 도시된 바와 같이 두개의 별개 공정으로 분할된다. 이 제1 공정은 무한 루프(endless loop)인데, 여기서 새로운 영상은 단계(200)에서 수신되어 단계(220)에서 저장 장치에 저장된다. 다음에, 제어는 단계(200)로 진행되고 다음 새로운 영상이 카메라(30)로부터 도달되자 마자 이 절차는 반복된다. 제1 공정과 무관한 제2 공정의 단계(210)에서, 저장 장치(50)에서 이용 가능한 충분한 저장 공간이 존재하는지, 예를 들어 자유 또는 사용되지 않는 저장 공간이 소정의 임계값 이상 또는 이하인지를 판단한다. 단계(210)에서의 판단 결과가 예라면, 제어는 즉각적으로 단계(210)의 시작으로 다시 진행한다. 만일 그렇지 않다면, 도 2a와 관련하여 서술된 단계(130)에 완전히 대응하는 단계(230)가 실행된다. 다음에, 제어는 단계(210)의 시작으로 다시 진행되는데, 여기서 무한 절차는 단계(210 및 230)에 의해 형성된다.
영상 저장 제어기(40)의 주요 구성요소가 도 3에 도시되어 있다. 영상 저장 모듈(310)은 카메라(30)로부터 새로운 영상의 시퀀스를 수신하여 이들 영상을 저장 장치(50)에 순차적으로 저장시키기 위하여 배열된다. 이 영상 저장 제어기(40)는 영상 평가 모듈(320), 영상 선택 모듈(330) 및 영상 감소 모듈(340)을 구비하는데, 이들 모두는 도 2a 및 도 2b의 단계(130 또는 230)의 동작을 수행하기 위하여 배열된다. 영상 저장 제어기(130)는 또한 저장 공간 검출 모듈(350)을 구비하는데, 이것은 영상 평가 모듈(320), 영상 선택 모듈(330), 영상 감소 모듈(340) 및 엿아 저장 장치(50)에 동작적으로 접속된다. 시간대 관리 모듈(360)은 영상 평가 모듈(320),영상 저장 장치(50) 및 사용자 상호작용을 위한 장치(380)에 접속된다. 후자는 예를 들어 컴퓨터 또는 입, 출력 수단, 가령 키패드, 모니터, 커서 제어 장치, 조이스틱, 등을 갖는 그외다른 장치일 수 있다.
최종적으로, 경보 취급 모듈(370)은 경보 검출기(20) 및 영상 평가 모듈(320)에 동작적으로 접속된다. 상술된 모듈 이외에, 영상 저장 제어기(40)는 모듈(310-370) 각각의 동작을 제어할 뿐만 아니라 이들 모듈과 카메라(30)간의 모든 상호작용을 제어하는 제어 수단, 경보 검출기(20), 영상 저장 장치(50) 및 사용자 상호작용 장치(380)를 구비한다. 이 제어 수단은 도 3에 나타나지 않은 별도의 모듈로서 수행될 수 있으며, 또는 상기 제어 수단의 기능은 모듈(310-370)중 하나의 모듈에 의해 수행될 수 있다. 게다가, 영상 저장 제어기(40)의 모든 부분은 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 임의의 장치에 대해 실행되는 소프트웨어 루틴으로서 구현될 수 있다. 또한, 상기 모듈의 일부 또는 전부는 가령 반도체 집적 회로, 논리 게이트, 이산 아날로그 또는 디지털 구성요소, 메모리 구성요소 등과 같은 각종 하드웨어로서 구현될 수 있다.
이하에, 본 발명의 3가지 바람직한 실시예가 상세하게 설명될 것이다.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예를 따르면, 연대순으로 오래된(이력) 비디오 영상 데이터의 커버리지는 연대순으로 보다 오래된 정보에 속하는 영상의 일부분을 제거함으로써, 즉 임의의 오래된 비디오 영상 데이터에 대한 초당 프레임 수(fps)를 감소시킴으로써 확장된다. 감시 시스템의 사용자 또는 관리자는 사용자 인터페이스 장치(380) 및 시간대 관리 모듈(360)을 통해서 시간대 테이블을 규정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 규정된 시간대 테이블은 다음과 같을 것이다.
시간대 fps 시작 시간(분)
1 2 3 4 25 15 2 0 0 60 180 1863
상기 시간대 테이블은 예를 들어 가드 라운드(guard rounds)간의 시간이 대략 30분인 경우 유용한데, 이로 인해 전체 품질, 예를 들어 25fps에서 1 h 비디오 저장을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 감시 시스템이 초기에 시작될 때, 영상 저장 장치(50)는 전체 품질, 즉 25fps로 비디오 영상 데이터로 채워질 것이다.
단계(110 또는 210)에서 저장 공간 검출 모듈(350)에 의해 저장 장치(50)에서 이용 가능한 저장 공간이 소정 임계값 이하라고 판단되면, 영상 평가 모듈(320), 영상 선택 모듈(330) 및 영상 감소 모듈(340)은 저장 장치(50)에 저장된 비디오 영상 시퀀스의 보다 오래된 부분의 처리를 시작할 것이다. 저장 장치(50)가 399, 960분 영상을 저장할 수 있고, 영상이 초기에 최대 fps, 이 경우에 25fps로 저장된다라고 가정하면, 저장 장치(50)는 267분의 비디오 영상이 저장되기 직전 채워지게 된다. 이 경우에, 영상 평가 모듈(320)은 시간대 관리 모듈(360)에 의해 관리되는 시간대 테이블에 액세스하여 60분 보다 오래된 비디오 영상 데이터가 15fps로 감소되는지를 발견한다. 이 영상 평가 모듈(320)은 영상 선택 모듈(330)을 요청하여 60분 보다 오래된 영상에 대해 비디오 품질을 필요한 만큼 저하시킨다. 결국, 영상 선택 모듈(330)은 60분 보다 오래된 영상의 (25-15)/25 = 40%을 식별하고 제거되어야만 된다. 영상 감소 모듈(340)은 비디오 데이터의 매 초 내에서 원래의 25개의 영상중 10개의 영상의 삭제를 실행하도록 요구된다.
다음에, 단계(110 및 210)가 다시 저장 장치(50)에서 이용 가능한 저장 공간이 거의 존재하지 않는다라고 판단할 때, 영상 평가 모듈(320), 영상 선택 모듈(330) 및 영상 감소 모듈(340)은 180분보다 오래된 영상에 대해서 15fps값에서 2fps값으로 감소시킬 것이다. 이 방식으로, 모든 영상이 25fps로 저장되면, 저장 장치(50)는 최대 저장 시간 267분과 비교하여 1863분만큼 오래된 비디오 영상 데이터를 유지할 수 있다. 본질적으로, 최대 저장 시작을 실질적으로 확장시키는 비용은 보다 오래된 영상에 대한 비디오 영상 품질을 저하시키는 것이다. 그러나, 감시 목적을 위해선, 2fps의 비디오 영상 품질조차도 종종 이들 비디오 영상에 포함된 관련 정보를 식별하는데 충분하게 될 것이다.
상술된 저장 스케줄은 도 4에 그래픽적으로 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시예를 따르면, 감시 수행성능은 사용자에 의해 규정되고 모듈(360)에 의해 관리되는 경보 설정 테이블 설비에 의해 더욱 개선된다. 예로서, 경보 설정 테이블은 다음과 같이 설정될 수 있다.
경보 설정 경보동안의 전체 fps 경보 시퀀스내의 fps
시간대 1 시간대 2 시간대 3 시간대 4 시간대 5 25 15 2 0 0 25 25 15 5 0
상기 테이블로부터 명백한 바와 같이, 감시 시스템은 경보 검출기(20)에 의해 검출되고 경보 취급 모듈(37)에 보고되는 경보 이벤트에 응답하여 제2 모드로 진입한다. 응답시, 영상 평가 모듈(320), 영상 선택 모듈(330) 및 영상 감소 모듈(340)은 보다 높은 fps 값이 경보 시퀀스내의 영상에 대해 사용되도록 하는 방식으로 동작되는데, 이것은 예를 들어 실제 경보 이벤트의 발생 5분전에 시작하여 경보 이벤트 발생 5분 후에 종료한다.
이벤트의 전형적인 경로가 5a-5e에 도시되어 있다. 경보 이벤트는 시간 T(분)에서 발생한다라고 가정되며, 결과적으로 상술된 경보 모드는 경보 이벤트에 대해 대략 10동안 활성화된다. 도 5a-5e에서의 그래프는 T = 0 분, T = 30 분, T = 120 분, T = 400 분, 및 T = 2000 분 각각에서의 프레임 속도 분포를 도시한 것이다. 10분 경보 시퀀스는 두꺼운 수평선으로 표시된다. T = 120, T = 140에 대해서(도 5c 및 도 5d)에 대하여, 2 fps 지대가 전보다 일찍 종료된다는 것이 관찰된다. 다른 말로서, 고품질의 10 분 경보 시퀀스를 저장하기 위하여, 장기간 저장 품질은 가장 오래된 영상을 희생함으로써 저하된다. 역으로, 이 시스템은 5fps로 경보 영상 정보를 저장할 수 있는데, 이것은 도 4의 1863분 한계보다 훨씬 오래된 것이다.
제2 실시예
제2 실시예를 따르면, 영상 저장 제어기는 적응형 알고리즘에 따라서 동작하도록 배열되는데, 이 알고리즘은 저장된 비디오 영상 데이터를 분(minute)으로 그룹화하여 매 분마다 중요(가중) 팩터 또는 정성값을 판단한다. 저장 장치(50)의 일부 저장 공간이 복구될 때, 프레임 율은 비디오 영상 데이터의 최소 값의 분 동안 감소된다. 비디오 데이터의 각각의 분 값은 다음 식에 따라서 계산된다.
Vn = An ● F(T)/(T●fpsn), 여기서
n은 매 분 동안의 특정 식별자이며,
Vn은 분 n의 정성값이며,
An은 분 n의 경보 이벤트 가중치이며,
F(T)는 시간-종속 이산 함수인데, 이 함수는 서로 다른 시기(age)의 영상에 대한 중요한 팩터를 나타내며.
T는 영상의 시기, 즉 각각의 분내에서 영상이 생성된 후 경과된 분(minute) 수이며,
fpsn은 각각의 분내의 영상의 현재 프레임 율이다.
예를 들어, 함수 F(T)는 다음에 따라서 설정될 수 있다.
F(T) = T 〈 60 일 때 100
60 〈 T 〈 180 일 때 90
180 〈 T 〈 600 일 때 80 및
600 〈 T 일 때 70
An은 정상 조건동안 1로 설정되고 경보동안 8로 설정되고 예를 들어 10 분의 주위 프리/포스트 경보 시퀀스이다.
영상 저장 제어기는 최저 가중치 Vn인 비디오 데이터의 특정 분을 선택한다. 비디오 데이터의 선택된 분에 대해서, 프레임 율(fps)은 50% 만큼 감소되는데, 즉 매 초마다 프레임이 비디오 데이터의 선택된 분으로부터 삭제된다. 비디오 데이터의 선택된 분의 영상 품질이 이 방식으로 감소되면, 이것의 가중치 Vn가 두배로 됨으로써 비디오 데이터의 선택된 분이 즉시 1회이상 선택되는 것을 방지하고 영상 품질의 과도한 저하를 방지한다.
이벤트의 경로가 도 6a-도 6e에 도시되어 있다. 이 예에서, 저장 장치(50)의 최대 저장 용량은 270,000 프레임이다. 게다가, 어떤 분 동안의 프레임 율이 1fps 이하의 값으로 감소될 때, 이 분의 전체 영상 시퀀스가 제거될 것이다.
제 3 실시예
제3 실시예를 따르면, 영상 저장 제어기(40)는 각각의 영상의 중요도를 평가하는 다음 식에 따라서 동작하도록 배열된다.
V = W ● K1/(현재 시간 - 영상 기준 시간), 여기서
V는 현재 영상값이며,
W는 영상의 현재 가중치이고 주위 영상의 상태에 좌우되며,
K1은 영상이 속하는 타임 세그먼트를 나타내는 중요 팩터이다. 전체 비디오 품질이 소정 시간 세그먼트 동안 항상 바람직한 경우 중요 팩터는 매우 높게될 것이며, 이 중요 팩터는 최소 중요도/가장 오래된 시간 세그먼트에서 낮은 값으로 설정될 것이다.
인접 영상이 제거될 때, W는 두개의 이웃하는 영상에 대해서 1 보다 큰 수와 승산될 것이다. 이 가중치 W는 또한 어떤 영상의 중요성을 증가시키기 위하여 사용된다. 예를 들어, 경보 이벤트가 경보 검출기(20)에 의해 검출되는 경우, 경보 후 뿐만 아니라 경보 전 임의의 시간 주기에 속하는 프레임은 보다 높은 W를 제공받을 것이다. 게다가, 사용자는 높은 중요도의 임의의 시간대를 규정할 수 있다. 예를 들어, 오후 17시 및 24시 사이의 시간이 높은 위험시간이라고 간주하면, 가중치 W는 이 시간 주기에 속하는 영상에 대한 가중치 W가 증가하게 될 것이다.
제 4 실시예
간단하면서 유효한 실시예가 이하에 설명되는데, 여기서 영상 품질 저하는 영상 그룹에 대해서 라기 보다 오히려 각각의 영상(가령 비디오 데이터의 분)에 대해서 수행된다.
그 이유를 예시하기 위하여, 다수의 영상 ABCDEFGHI가 저장 장치에 저장되는데, 여기서 이 영상은 연대 순서를 갖고 영상 A는 가장 오래된 것이다. 초기에, 모든 영상 AB...I는 동일한 가중치 1을 제공받는다. 이 가중치는 이하에서 가로로 표시된다.
A(1) B(1) C(1) D(1) E(1) F(1) G(1) H(1) I(1)
지금부터, 영상 저장 제어기가 이 영상들중 하나를 희생할 필요성이 있다라고 판단하면, 영상 A가 선택되는데, 그 이유는 가장 오래되고 모든 영상이 동일한 가중치를 갖고 있기 때문이다. 이에 응답하여, 가중치가 인접 영상에 대해 2배라면, 즉 이 경우에 영상 B는 다음의 상황을 발생시킨다.
B(2) C(1) D(1) E(1) F(1) G(1) H(1) I(1)
영상 B가 보다 오래되었음에도 불구하고 이 시퀀스로부터 삭제될 다음 영상은 C가 될 것이다. 영상 B의 가중치가 시기 보다 더 중요하다. 영상 C가 삭제될 때, 이 가중치는 인접 영상, 즉 영상 B 및 D에 비해서 2배가 된다.
B(4) D(2) E(1) F(1) G(1) H(1) I(1)
삭제될 다음 영상은 E가 될 것이고 영상 B는 시기가 B의 증가된 가중치를 초과할 때까지 삭제되지 않을 것이다.
다른 실시예
필요로된 영상 품질 저하가 임의의 영상 시퀀스에 대한 프레임 율(fps)을 감소시킴으로써 성취하는 상술된 방식에 대한 대안으로서, 저장 장치(50)에 저장된 영상 데이터는 공지된 임의의 데이터 압축 알고리즘을 선택된 영상 또는 영상 시퀀스에 적용함으로써 저하된다. 예로서, JPEG 압축, MPEG 압축, 프랙탈 압축 또는 웨이브렛 압축이 사용될 수 있다. 통상적으로, 디지털 영상은 저장 장치(50)에 초기에 저장될 때 이미 어느 정도 압축될 것이다. 이와 같은 경우에, 영상 품질 저하는 압축율을 증가 및/또는 여러 압축 알고리즘을 이와 같은 초기 압축된 영상에 적용하는 것을 포함한다. 또한, 품질 저하는 이들 선택된 영상에 대한 칼러 정보를 제거함으로써 또는 예를 들어 이 영상내에서 매 초마다 픽셀을 희생시킴으로써 개개 영상 크기를 감소시킴으로써 성취될 수 있다.
게다가, 각각의 개별적인 영상에 할당된 초기 가중치 또는 중요도 인자는 또한 해당 영상 또는 선행 영상간의 차의 함수 일 수 있다. 이 차가 큰 경우(경보 검출기(20)에 의해 검출될 수 있는 감시 지대(10)내의 어떤 종류의 이동을 표시), 해당 영상은 높은 초기 가중치를 할당받는다. 만일 그렇지 않다면, 낮은 초기 가중치가 해당 영상에 할당된다.
카메라(30)는 상업적으로 이용 가능한 컴퓨터 네트워크를 통해서 영상 저장 제어기(40) 및 영상 저장 장치(50)에 접속된다. 그러므로, 이 카메라(30)는 공지된 임의의 상업적으로 이용 가능한 네트워크 카메라일 수 있다.
본 발명은 몇가지 실시예를 토대로 설명되었다. 그러나, 이와 다른 실시예가 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 영역내에서 또한 가능하다.

Claims (14)

  1. 제한된 저장 공간 량을 갖는 디지털 저장 장치에 저장된 디지털 영상 또는 비디오 영상 데이터의 데이터 저장 및 감소 방법으로서, 상기 디지털 영상들 또는 비디오 영상 데이터는 영상들 또는 비디오 영상 데이터가 발생되는 시점을 반영하는 연대순으로 연대순 위치들에 저장되며, 상기 디지털 저장 장치에 영상 저장 제어기는 제1 영상 품질을 갖는 비디오 영상 데이터 또는 영상들을 저장하는, 데이터 저장 및 감소 방법에 있어서:
    상기 영상 저장 제어기가 상기 저장된 영상 또는 비디오 데이터를 각각의 정성값과 관계시키는 단계;
    상기 영상 저장 제어기가 상기 디지털 저장 장치 내 저장 공간이 소정값보다 작다는 것을 검출하는 단계;
    상기 영상 제어기가 상기 저장된 영상들 또는 비디오 영상 데이터 중 최저 정성값을 갖는 특정 영상 또는 비디오 영상을 선택하는 단계;
    상기 영상 저장 제어기가 상기 선택된 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터의 영상 품질을 감소시키는 단계; 및
    상기 영상 제어기가 상기 정성값을 반복적으로 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    fps(초당 프레임) 값을 감소시키기 위하여 상기 선택된 특정 비디오 영상 데이터 내에서 연대순으로 인접하지 않은 영상들을 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터에 JPEG, MPEG, 웨이브렛 또는 프랙탈 압축을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터에서 개별적인 픽셀들의 칼러에 관하여 정보를 폐기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터에서 개별적인 픽셀들을 폐기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 저장 제어기가 상기 선택된 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터의 영상 품질을 감소시킨 후 상기 특정 저장된 영상 또는 비디오 영상 데이터에 연대순으로 인접한 영상들 또는 비디오 영상 데이터에 대해 상기 정성값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 경보 이벤트와 관련되는 영상들 또는 비디오 영상 데이터에 대해서 상기 정성값을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 감소 방법.
  8. 카메라(30);
    디지털 저장 장치(50); 및
    상기 카메라 및 상기 저장 장치에 접속되어 상기 카메라로부터 다수의 영상 또는 비디오 영상 데이터를 수신하여 상기 영상 또는 비디오 영상 데이터를 디지털적으로 상기 저장 장치에 저장시키는 영상 저장 제어기(40)로서, 상기 영상 또는 비디오 영상 데이터는 상기 영상 또는 비디오 영상 데이터가 발생되는 시점을 반영하는 연대 순서를 갖는, 상기 영상 저장 제어기(40)를 구비하는 감시 시스템으로서,
    상기 영상 저장 제어기(40)는:
    상기 저장된 영상 또는 비디오 영상 데이터를 각 정성값과 관계시키는 제1 수단(320);
    상기 저장 장치에 저장된 상기 영상들 또는 비디오 영상 데이터 중에서 최저 정성값을 갖는 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터를 선택하는 제2 수단(330); 및
    상기 선택된 특정 영상 또는 비디오 영상 데이터의 영상 품질을 감소시키는 제3 수단(340);
    상기 저장 공간은 소정값 미만인 경우, 상기 저장 장치에서 이용될 수 있는 저장 공간 량을 결정하고 상기 제1, 제2 및 제3 수단(320, 330, 340)을 작동시키는 제4 수단(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 수단은 상기 저장 장치(50)에 저장되는 개별적인 영상들 또는 비디오 영상에 대해 상기 정성값들을 반복적으로 갱신시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    시간대 테이블을 유지하는 제 5 수단(360)을 더 구비하는데, 상기 저장 장치(50)에 저장된 영상은 상기 영상의 연대 위치에 따라서 여러 시간대로 분할되며, 상기 제1 수단(320)은 상기 제5 수단에 접속되고 자신의 시간대에 응답하여 각각의 영상 또는 비디오 영상 데이터의 정성값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    사용자가 상기 시간대 테이블을 규정 또는 재규정하도록 상기 제5 수단(360)에 연결되는 제6 수단(380)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    외부 경보 신호에 응답하고 상기 경보 신호에 응답하여 상기 제1 수단(320)에 경보 이벤트를 공급하도록 배열되는 제7 수단(370)을 더 포함하는데, 상기 제1 수단은 상기 경보 이벤트에 연대순으로 밀접한 시간 간격 내에서 영상들 또는 비디오 영상 데이터에 대해 정성값들을 국부적으로 증가시킴으로써 상기 정성값들을 갱신할 때 상기 경보 이벤트를 고려하게 되는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 수단(320, 330, 340)은 초당 프레임(fps) 값이 서브셋에 대하여 감소되도록 상기 저장 장치(50)의 영상 또는 비디오 영상 데이터의 상기 서브셋 내에서 규칙적인 간격으로 연대순으로 인접하지 않는 영상 또는 비디오 영상을 선택하여 삭제하게 되는 것을 특징으로 하는 감시 시스템.
  14. 삭제
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