KR101116789B1 - 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법 - Google Patents

Abstract

고해상도의 영상 획득 및 전송이 가능한 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법이 개시된다. 소정의 감시지역에 상응하는 원본 영상 프레임을 생성하여 출력하는 이미지 센서 및 상기 원본 영상 프레임 내에서 선택된 관심영역에 대하여 크로핑하여 출력하는 디지털 신호 프로세서를 포함하는 감시 카메라 장치에 의하면, 감시지역에 대하여 고해상도로 촬영을 수행한 후 소정 크기의 관심영역을 크로핑하여 전송함으로써 저장용량과 전송용량의 한계를 극복할 수 있다.

감시 카메라, 관심영역, 크로핑, 서브샘플링

Description

감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법{Supervisory camera apparatus and video data processing method}

본 발명은 감시 카메라 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고해상도의 영상 획득 및 전송이 가능한 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

도난을 방지하거나 주변을 감시하기 위한 감시 카메라 시스템이 개인의 집뿐만 아니라 주차장, 은행이나 공공 건물 등에 설치되어 운용되고 있다.

감시 카메라 시스템은 특정 장소에 또는 이동식으로 설치된 감시 카메라 장치를 통하여 입력되는 영상을 처리하여 대상을 인식하고 특정 지역을 감시하는 시스템이다. 이러한 감시 카메라 시스템은 감시 카메라 장치를 이용하여 장/단 거리 및 주/야간 원격 제어에 의하여 침입자를 탐지 및 추적할 수 있다. 이러한 기능을 갖는 감시 카메라 시스템은 위험 영역의 감시 및 추적 또는 불법 주정차 단속 등에 사용될 수 있다.

종래의 감시 카메라 시스템에 이용되는 감시 카메라 장치는 관심대상인 피사체를 중심으로 촬영하는 것이 아니라 설치된 위치에 따른 감시지역의 대부분을 촬영한다. 이 경우 감시 카메라 장치는 저장용량 및 전송용량의 한계로 인해 보다 넓은 감시지역을 촬영하고자 광각을 가지면서도 저해상도로 촬영된 영상 데이터를 획득한다. 이로 인해 감시지역 내에 침입한 피사체가 촬영되어도, 피사체를 포함하는 주변 환경이 함께 포함되어 촬영됨으로써 피사체의 식별이 어려우며 정확한 증거물 확보가 불가능한 경우가 많아서 감시 카메라가 그 본연의 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 감시지역에 대하여 고해상도로 촬영을 수행한 후 소정 크기의 관심영역을 크로핑(cropping)하여 전송함으로써 저장용량과 전송용량의 한계를 극복한 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 관심영역에 대하여 고해상도의 영상 데이터를 획득함으로써 필요로 하는 피사체의 식별이 용이하며 정확한 증거물 확보가 가능하도록 하는 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 광각의 시야각을 가지는 이미지 센서를 이용하면서도 디지털적으로 감시대상의 추적이 가능한 감시 카메라 장치 및 영상 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 감시지역에 상응하는 원본 영상 프레임을 생성하여 출력하는 이미지 센서; 및 상기 원본 영상 프레임 내에서 선택된 관심영역(Region Of Interest)에 대하여 크로핑(cropping)하여 출력하는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor)를 포함하는 감시 카메라 장치가 제공된다.

상기 디지털 신호 프로세서는, 상기 원본 영상 프레임에 대하여 전역 탐색을 통해 상기 관심영역을 탐색하고 선택하는 관심영역 선택부와, 상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 크로핑부와, 상기 크로핑부에 의해 크로핑된 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 상기 관심영역은 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역일 수 있다.

또한, 상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 크로핑 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가질 수 있다.

또는 상기 디지털 신호 프로세서는, 상기 원본 영상 프레임에 대하여 서브샘플링(sub-sampling)을 수행하는 서브샘플링부와, 상기 서브샘플링부에 의해 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 상기 관심영역을 탐색하고 선택하는 관심영역 선택부와, 상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 크로핑부와, 상기 크로핑부에 의해 크로핑된 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터 및 상기 서브샘플링된 영상 프레임 중 하나 이상을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 상기 관심영역은 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역일 수 있다.

상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 서브샘플링된 영역은 VGA급 혹은 D1급의 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 크로핑 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가질 수 있다.

상기 출력부가 하나의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임은 순차적으로 교번하여 출력되고, 상기 출력부가 둘 이상의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임은 동시에 출력될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 감시지역에 상응하는 원본 영상 프레임을 생성하여 출력하는 이미지 센서의 후단에 연결된 디지털 신호 프로세서에서 영상 데이터를 처리하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공된다.

일 실시예에 따른 영상 데이터 처리 방법은, (a) 상기 이미지 센서로부터 출력되는 상기 감시지역에 대한 원본 영상 프레임을 입력받는 단계; (b) 상기 원본 영상 프레임에 대하여 전역 탐색을 수행하여 관심영역을 탐색하고 선택하는 단계; (c) 상기 선택된 관심영역에 상응하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 단계; 및 (d) 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단계 (b)는, 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역을 상기 관심영역으로 탐색하고 선택할 수 있다.

상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 크로핑된 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가질 수 있다.

다른 실시예에 따른 영상 데이터 처리 방법은, (a) 상기 이미지 센서로부터 출력되는 상기 감시지역에 대한 원본 영상 프레임을 입력받는 단계; (b) 상기 원본 영상 프레임에 대하여 서브샘플링을 수행하는 단계; (c) 상기 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 상기 관심영역을 탐색하고 선택하는 단계; (d) 상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 단계; 및 (e) 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터 및 상기 서브샘플링된 영상 프레임 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단계 (c)는, 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역을 상기 관심영역으로 탐색하고 선택할 수 있다.

상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 서브샘플링된 영역은 VGA급 혹은 D1급의 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 크로핑된 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가질 수 있다.

상기 단계 (e)는, 상기 디지털 신호 프로세서가 하나의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임을 순차적으로 교번하여 출력하고, 상기 디지털 신호 프로세서가 둘 이상의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임을 동시에 출력할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 감시지역에 대하여 고해상도로 촬영을 수행한 후 소정 크기의 관심영역을 크로핑하여 전송함으로써 저장용량과 전송용량의 한계를 극복할 수 있다.

또한, 관심영역에 대하여 고해상도의 영상 데이터를 획득함으로써, 움직임이 발생하였거나 사람의 얼굴, 차량의 번호판 등 필요로 하는 피사체의 식별이 용이하며 정확한 증거물 확보가 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 광각의 시야각을 가지는 이미지 센서를 이용하면서도 디지털적으로 감시대상의 추적이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.

또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치와 영상 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치(1)는 감시지역에 대하여 고해상도의 영상 데이터를 획득한 후 전송용량에 상응하는 소정 크기의 관심영역(ROI, Region Of Interest)에 대하여 크로핑(cropping)을 수행하고, 크로핑된 영상 데이터에 대하여 원격에 위치한 영상 시스템(50)에 전송한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치(1)는 이미지 센서(10), 디지털 신호 프로세서(20)를 포함한다.

이미지 센서(10)는 외부 영상에 상응하는 영상 신호를 생성하여 출력한다. 출력되는 영상 신호는 고해상도의 영상 프레임으로서, VGA급(640X480) 혹은 D1 급(720X480) 이상의 고해상도, 예를 들면 메가픽셀급(1.3~8M) 크기를 가지고 있으며, 이하 '원본 영상 프레임'이라 한다.

이미지 센서(10)는 다양한 프레임률(fps, frame per second)을 가질 수 있으며, 광각(wide angle)(예를 들면, 180˚)의 시야각 특성을 가지고 있다.

디지털 신호 프로세서(20)는 이미지 센서(10)로부터 출력되는 영상 신호에 기초하여 디지털 신호 처리를 수행한 결과인 전송용량에 적합한 크기의 영상 데이터를 원격에 위치한 영상 시스템(50)에 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원본 영상 프레임의 경우 메가픽셀급 크기를 가지고 있는 바, 원본 영상 프레임을 그대로 원격에 위치한 영상 시스템(50)에 전송하게 되는 경우 전송용량의 한계로 인해 병목(bottleneck)현상이 발생할 수 있으며, 큰 저장용량을 필요로 하는 단점이 있다.

따라서, 디지털 신호 프로세서(20)는 이미지 센서(10)에 의해 촬영된 감시지역에 대한 원본 영상 프레임 내에서 전송용량에 적합한 크기를 가지는 영역을 크로핑하여 전송함으로써 전송용량과 저장용량의 한계를 극복할 수 있게 된다. 이를 위해 디지털 신호 프로세서(20)는 크로핑 대상이 되는 관심영역을 탐색하여 선택할 필요가 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서(20)는 관심영역 선택부(22), 크로핑부(24), 출력부(26)를 포함한다.

관심영역 선택부(22)는 이미지 센서(10)로부터 출력되는 원본 영상 프레임에 대해서 전역 탐색을 통해 관심영역을 탐색하고 선택한다.

관심영역은 소정의 조건을 만족하는 원본 영상 프레임 내의 일부 영역이다.

소정의 조건은, 예를 들면 임계치 이상의 움직임이 발생한 영역인지 여부, 피사체가 사람인 경우 얼굴로 인식된 영역인지 여부, 피사체가 차량인 경우 차량 번호판으로 인식된 영역인지 여부 등 중 하나 이상과 같이 원본 영상 프레임의 타 영역과 비교할 때 특이점이 있는 영역인지 여부일 수 있다.

움직임에 관련된 조건에 대해서는 움직임 벡터(motion vector)를 이용한 움직임 검출(motion detection)을 통해 만족 여부를 판단할 수 있으며, 얼굴 인식에 관련된 조건에 대해서는 얼굴 검출(face detection)을 통해 만족 여부를 판단할 수 있을 것이다.

여기서, 움직임이 발생한 영역을 관심영역으로 선택하는 경우에 원본 영상 프레임 내의 복수의 영역에서 움직임이 검출된 경우에는 상대적으로 움직임이 많은 영역을 관심영역으로 선택하거나 움직임이 검출된 둘 이상의 영역을 순차적으로 혹은 동시에 관심영역으로 선택할 수 있다. 또한, 얼굴 혹은 차량 번호판으로 인식된 영역을 관심영역으로 선택하는 경우에도 원본 영상 프레임 내의 복수의 영역에서 얼굴 혹은 차량 번호판이 인식된 경우에는 상대적으로 큰 영역을 관심영역으로 선택하거나 인식된 둘 이상의 영역을 순차적으로 혹은 동시에 관심영역으로 선택할 수 있다.

또는 관심영역 선택부(22)는 원본 영상 프레임 전체에 대해서 소정 크기로 분할된 복수의 영역을 순차적으로 또는 임의의 순서로 돌아가면서 관심영역으로 선택할 수도 있다.

크로핑부(24)는 관심영역 선택부(22)에 의해 선택된 관심영역에 기초하여 전송용량에 적합한 크기를 가지는 영역을 원본 영상 프레임으로부터 크로핑(cropping)한다. 여기서, 크로핑부(24)에 의해 크로핑된 크로핑 영역의 크기는 일반적인 감시용 영상 프레임의 크기인 VGA급 혹은 D1급 이하일 수 있다.

크로핑 영역은 관심영역 선택부(22)에 의해 선택된 관심영역과 최대한 중첩되는 영역인 것이 바람직하다. 예를 들면, 관심영역의 중심점을 중심픽셀로 하는 상하좌우 VGA급 혹은 D1급의 크기의 직사각형 영상 프레임을 윈도윙(windowing)함으로써 크로핑 영역을 획득할 수 있다.

이러한 크로핑 영역은 전술한 소정의 조건을 만족하는 관심영역에 상응하여 고해상도로 캡쳐된 영상 프레임에 해당하여, 사용자가 용이하게 피사체를 식별할 수 있도록 하며, 정확한 증거물 확보가 가능하도록 한다.

크로핑 영역을 기준으로 자동 노출(AE, Auto Exposure)을 수행하여 보다 용이한 피사체 식별이 가능하도록 할 수 있으며, 이를 위해 이미지 센서(10)는 소정의 프레임율(예를 들어, 30 fps)을 가지는 것이 바람직하다.

출력부(26)는 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터를 원격에 위치한 영상 시스템(50)으로 전송한다. 출력부(26)에 의한 출력은 VGA급 혹은 D1급 크기의 영상 데이터 전송이 가능한 NTSC/PAL 방식에 디지털 아날로그 변환부(DAC, Digital Analog Converter)가 결합되어 아날로그 출력선을 통해 아날로그 출력되거나, YUV의 출력 포맷을 가지며 LAN을 통해 디지털 출력될 수 있다.

여기서, 출력부(26)에서 출력되는 영상 데이터는 소정의 프레임률을 가지는 동영상 데이터일 수 있다. 따라서, 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터는 MPEG4(Moving Picture Experts Group 4) 혹은 H.264 규격을 이용하여 영상의 압축을 수행하여 전송될 수 있다.

감시 카메라 장치(1)와 유선 또는/및 무선으로 연결되는 영상 시스템(50)은 감시 카메라 장치(1)로부터 크로핑 영역에 대한 영상 데이터를 전송받아, 관심영역이 표시부(70)에 표시되도록 한다. 또한, 감시 카메라 장치(1)와 영상 시스템(50)은 아날로그 출력선, LAN 등 중 하나 이상을 통해 유선 연결되거나 무선 통신을 통해 무선 연결될 수 있다.

영상 시스템(50)은 감시 카메라 장치(1)로부터 전송된 영상 데이터에 대하여 MPEG4 혹은 H.264 규격을 이용하여 영상의 압축?복원을 수행함으로써 장시간 녹화 및 재생이 가능한 고해상도의 녹화 시스템으로서, 디지털 영상 저장장치(DVR, Digital Video Recorder)(60)와, 디지털 영상 저장장치(60)에 의해 재생되는 영상 데이터를 표시하는 표시부(70)를 포함한다.

감시 카메라 장치(1)로부터 출력된 영상 데이터가 아날로그 신호인 경우, 디지털 영상 저장장치(60)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환부(ADC, Analog Digital Converter)를 포함할 수 있다.

디지털 영상 저장장치(60)는 하드디스크(HDD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 등과 같은 저장부를 이용하여 감시 카메라 장치(1)로부터 출력된 영상 데이터를 저장하며, 이 경우 영상 데이터를 디지털 신호로 저장되기 때문에 검색이 용이하고 편집과 화상 전송이 편리한 장점이 있다.

본 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서는 이미지 센서(10)로부터 출력된 원본 영상 프레임을 임시 저장하기 위한 버퍼(buffer)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 버퍼에 저장된 원본 영상 프레임에 대하여 관심영역 선택 및 크로핑이 수행될 수 있으며, 출력부(26)에 의한 크로핑 영역의 출력 이후에 이미지 센서(10)로부터 출력되는 후순의 원본 영상 프레임으로 갱신될 수 있다.

본 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서는 하나의 칩(chip)으로 구현되어 간단한 구성을 가지는 감시 카메라 장치를 제공할 수 있다.

이상에서는 관심영역을 탐색하여 선택하고자 할 때 이미지 센서(10)에서 출력된 원본 영상 프레임에 대하여 전역 탐색을 수행하는 감시 카메라 장치(1)에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 보다 높은 속도로 관심영역을 탐색하여 선택할 수 있는 감시 카메라 장치(1)에 대하여 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서(20)는 서브샘플링부(30), 관심영역 선택부(32), 크로핑부(34), 출력부(36)를 포함할 수 있다. 여기서, 관심영역 선택부(32), 크로핑부(34), 출력부(36)는 도 2에 도시된 각 구성요소와 동일 혹은 유사한 기능을 수행하는 바, 이하에서는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

서브샘플링부(30)는 이미지 센서(10)에서 출력된 영상 신호, 즉 고해상도의 메가픽셀급 원본 영상 프레임에 대해서 서브샘플링(sub-sampling)을 수행하여 서브 샘플링된 영상 프레임을 출력한다.

서브샘플링부(30)에서 일차적으로 서브샘플링을 수행하여 원본 영상 프레임과 비교할 때 크기가 D1급 혹은 VGA급 이하로 줄어든 서브샘플링된 영상 프레임을 생성하고, 서브샘플링된 영상 프레임 내에서 탐색을 수행하여 높은 정확도를 가지면서도 낮은 계산량을 가지는 관심영역 선택이 이루어질 수 있도록 한다.

여기서, 서브샘플링부(30)는 서브샘플링된 영상 프레임이 출력부(26)에 의해 출력될 수 있도록 전송용량에 적합한 크기, 즉 VGA급 혹은 D1급의 크기를 가지도록 서브샘플링을 수행할 수 있다. 서브샘플링된 영상 프레임은 원격에 위치한 영상 시스템(50)에서 감시 카메라 장치(1)에 의해 촬영된 감시지역의 전체 영상을 확인할 수 있도록 한다.

관심영역 선택부(32)는 서브샘플링부(30)에 의해 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 관심영역을 탐색하고 선택한다. 관심영역의 탐색 및 선택은 도 2를 참조하여 상세히 설명하였는 바 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

크로핑부(34)는 관심영역 선택부(32)에 의해 선택된 관심영역에 기초하여, 원본 영상 프레임을 기준으로 전송용량에 적합한 크기를 가지는 영역을 크로핑한다. 크로핑 역시 도 2를 참조하여 상세히 설명하였는 바 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

출력부(36)는 크로핑부(34)에 의해 크로핑된 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터를 원격에 위치한 영상 시스템(50)으로 전송한다.

또한, 출력부(36)는 서브샘플링부(30)에 의해 서브샘플링된 영상 프레임에 해당하는 영상 데이터도 영상 시스템(50)으로 전송할 수 있다.

이때 출력포트가 하나인 경우에는 크로핑 영역과 서브샘플링된 영상 프레임을 교번하여 출력하며, 출력포트가 둘 이상인 경우에는 크로핑 영역과 서브샘플링된 영상 프레임의 출력에 하나씩의 출력포트가 할당될 수 있을 것이다.

크로핑 영역은 미리 지정된 조건을 만족하는 관심영역에 대하여 고해상도로 캡쳐된 영상 프레임에 해당하여, 사용자가 용이하게 피사체를 식별할 수 있도록 하며, 정확한 증거물 확보가 가능하도록 한다.

서브샘플링된 영상 프레임은 감시 카메라 장치(1)에 의해 촬영되는 감시지역 전체에 대하여 사용자가 그 윤곽을 확인할 수 있도록 한다.

영상 시스템(50)은 감시 카메라 장치(1)로부터 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터와 서브샘플링된 영상 프레임을 모두 전송받는 경우에, 크로핑 영역에 상응하는 관심영역 또는 서브샘플링된 영상 프레임에 상응하는 감시지역 전체 중 사용자가 선택한 어느 하나를 화면에 표시하거나 각각을 순차적으로 표시할 수 있으며, 관심영역 및 감시지역 전체에 대하여 PIP(Picture In Picture) 방식 혹은 PBP(Picture By Picture) 방식으로 동시에 화면에 표시되도록 할 수도 있다.

본 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서는 이미지 센서(10)로부터 출력된 원본 영상 프레임을 임시 저장하기 위한 버퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다. 버퍼에 저장된 원본 영상 프레임에 대하여 서브샘플링, 관심영역 선택 및 크로핑이 수행될 수 있으며, 출력부(26)에 의한 서브샘플링된 영상 프레임 또는/및 크로핑 영역의 출력 이후에 이미지 센서(10)로부터 출력되는 후순의 원본 영상 프레임으로 갱신될 수 있다.

본 실시예에 따른 디지털 신호 프로세서 역시 하나의 칩으로 구현되어 간단한 구성을 가지는 감시 카메라 장치를 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서에서의 영상 데이터 처리 방법의 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치는, 도 1에 도시된 것과 같이, 이미지 센서와 디지털 신호 프로세서를 포함한다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 디지털 신호 프로세서의 각각의 내부 구성 요소에 의해 수행 될 수 있으나 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 디지털 신호 프로세서로 통칭하여 설명하기로 한다.

단계 S110에서 디지털 신호 프로세서는 이미지 센서로부터 출력되는 소정의 감시지역을 촬영한 원본 영상 프레임을 입력받는다. 원본 영상 프레임은 고해상도, 예를 들면 메가픽셀급의 크기를 가지고 있다.

단계 S120에서 디지털 신호 프로세서는 입력받은 원본 영상 프레임에 대하여 전역 탐색을 통해 관심영역을 탐색하고 선택한다.

관심영역은 소정의 조건을 만족하는 원본 영상 프레임 내의 일부 영역으로서, 움직임이 발생하였거나 사람의 얼굴 또는 차량의 차량 번호판과 같이 특이점이 있는 영역일 수 있다. 특이점이 있는 영역이 복수개 탐색된 경우에는 상대적으로 움직임이 크거나 얼굴, 차량 번호판 등이 큰 영역을 선택하거나 탐색된 둘 이상의 영역을 순차적으로 혹은 동시에 관심 영역으로 선택할 수 있다.

또는 관심영역은 원본 영상 프레임 전체에 대하여 소정 크기로 분할된 복수의 영역을 순차적으로 또는 임의의 순서로 돌아가면서 선택될 수도 있다.

단계 S130에서 디지털 신호 프로세서는 선택된 관심영역에 상응하여 원본 영상 프레임 중 소정 크기의 영역을 크로핑한다. 크로핑 영역의 크기는 VGA급 혹은 D1급 이하일 수 있으며, 크로핑 영역은 관심영역과 최대한 중첩되는 영역일 수 있다.

단계 S140에서 디지털 신호 프로세서는 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터를 원격에 위치한 영상 시스템으로 전송한다. 영상 시스템으로 전송된 영상 데이터는 표시부에 표시되거나 디지털 영상 저장장치에 녹화되어 필요로 하는 때에 재생 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서에서의 영상 데이터 처리 방법의 순서도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 감시 카메라 장치는, 도 1에 도시된 것과 같이, 이미지 센서와 디지털 신호 프로세서를 포함한다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 디지털 신호 프로세서의 각각의 내부 구성 요소에 의해 수행 될 수 있으나 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 디지털 신호 프로세서로 통칭하여 설명하기로 한다.

단계 S210에서 디지털 신호 프로세서는 이미지 센서로부터 출력되는 소정의 감시지역을 촬영한 원본 영상 프레임을 입력받는다. 원본 영상 프레임은 고해상도, 예를 들면 메가픽셀급의 크기를 가지고 있다.

단계 S220에서 디지털 신호 프로세서는 원본 영상 프레임에 대하여 소정의 크기를 가지도록 서브샘플링을 수행한다. 서브샘플링을 수행함으로써 관심영역을 탐색함에 있어서 보다 높은 탐색 속도를 가지도록 할 수 있다.

단계 S230에서 디지털 신호 프로세서는 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 관심영역을 탐색하고 선택한다.

관심영역은 소정의 조건을 만족하는 원본 영상 프레임 내의 일부 영역으로서, 움직임이 발생하였거나 사람의 얼굴 또는 차량의 차량 번호판과 같이 특이점이 있는 영역일 수 있다. 특이점이 있는 영역이 복수개 탐색된 경우에는 상대적으로 움직임이 크거나 얼굴, 차량 번호판 등이 큰 영역을 선택하거나 탐색된 둘 이상의 영역을 순차적으로 혹은 동시에 관심 영역으로 선택할 수 있다.

단계 S240에서 디지털 신호 프로세서는 선택된 관심영역에 상응하여 원본 영상 프레임 중 소정 크기의 영역을 크로핑한다. 크로핑 영역의 크기는 VGA급 혹은 D1급 이하일 수 있으며, 크로핑 영역은 관심영역과 최대한 중첩되는 영역일 수 있다.

단계 S250에서 디지털 신호 프로세서는 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터를 원격에 위치한 영상 시스템으로 전송한다. 영상 시스템으로 전송된 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터는 표시부에 표시되거나 디지털 영상 저장장치에 녹화되어 필요로 하는 때에 재생 가능하다.

단계 S260에서 디지털 신호 프로세서는 서브샘플링된 영상 프레임을 영상 시스템으로 전송한다. 영상 시스템으로 전송된 서브샘플링된 영상 프레임은 표시부 에 표시되거나 디지털 영상 저장장치에 녹화되어 필요로 하는 때에 재생 가능하다.

디지털 신호 프로세서가 하나의 출력포트를 가지는 경우에는 단계 S250 및 단계 S260이 순차적으로 교번하여 수행될 수 있으며, 둘 이상의 출력포트를 가지는 경우에는 단계 S250 및 단계 S260이 동시에 수행될 수 있다.

영상 시스템에서는 크로핑 영역에 해당하는 영상 데이터와 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 동시에 표시부에 표시하거나 PIP 혹은 PBP 방식으로 표시할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 영상 데이터 처리 방법에 의하면, 감시 카메라 장치는 광각의 이미지 센서를 이용할 수 있어 넓은 시야각의 확보가 가능하며, 고해상도의 이미지 센서를 이용할 수 있어 필요로 하는 피사체에 대하여 높은 해상도의 영상 데이터를 확보할 수 있어 영상 시스템에서 피사체를 식별함에 있어서 높은 정확도를 제공할 수 있다.

상술한 영상 데이터 처리 방법은 디지털 신호 프로세서에 내장된 소프트웨어 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치와 영상 시스템의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서의 구성을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서의 구성을 나타낸 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서에서의 영상 데이터 처리 방법의 순서도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시 카메라 장치에 포함되는 디지털 신호 프로세서에서의 영상 데이터 처리 방법의 순서도.

Claims (18)

1. 소정의 감시지역에 상응하는 원본 영상 프레임을 생성하여 출력하는 이미지 센서; 및

   상기 원본 영상 프레임 내에서 선택된 관심영역(Region Of Interest)에 대하여 크로핑(cropping)하여 출력하는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor)를 포함하되,

   상기 디지털 신호 프로세서는,

   상기 원본 영상 프레임에 대하여 서브샘플링(sub-sampling)을 수행하는 서브샘플링부와,

   상기 서브샘플링부에 의해 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 상기 관심영역을 탐색하고 선택하는 관심영역 선택부와,

   상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 크로핑부와,

   상기 크로핑부에 의해 크로핑된 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터 및 상기 서브샘플링된 영상 프레임 중 하나 이상을 출력하는 출력부를 포함하고,

   상기 출력부가 하나의 출력 포트를 구비한 경우, 상기 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임은 순차적으로 교번하여 출력되고,

   상기 출력부가 둘 이상의 출력 포트를 구비한 경우, 상기 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임은 동시에 출력되는 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디지털 신호 프로세서는,

   상기 원본 영상 프레임에 대하여 전역 탐색을 통해 상기 관심영역을 탐색하고 선택하는 관심영역 선택부와,

   상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 크로핑부와,

   상기 크로핑부에 의해 크로핑된 크로핑 영역에 상응하는 영상 데이터를 출력하는 출력부를 포함하는 감시 카메라 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 관심영역은 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역인 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 크로핑 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 관심영역은 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역인 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 서브샘플링된 영역은 VGA급 혹은 D1급의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 크로핑 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 감시 카메라 장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 소정의 감시지역에 상응하는 원본 영상 프레임을 생성하여 출력하는 이미지 센서의 후단에 연결된 디지털 신호 프로세서에서 영상 데이터를 처리하는 방법으로서,

    (a) 상기 이미지 센서로부터 출력되는 상기 감시지역에 대한 원본 영상 프레임을 입력받는 단계;

    (b) 상기 원본 영상 프레임에 대하여 서브샘플링(sub-sampling)을 수행하는 단계;

    (c) 상기 서브샘플링된 영상 프레임에 대하여 관심영역을 탐색하고 선택하는 단계;

    (d) 상기 선택된 관심영역에 대하여 상기 원본 영상 프레임 내에서 크로핑을 수행하는 단계; 및

    (e) 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터 및 상기 서브샘플링된 영상 프레임 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하되,

    상기 단계 (e)는, 상기 디지털 신호 프로세서가 하나의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임을 순차적으로 교번하여 출력하고, 상기 디지털 신호 프로세서가 둘 이상의 출력 포트를 구비한 경우 상기 크로핑된 영역에 상응하는 영상 데이터와 상기 서브샘플링된 영상 프레임을 동시에 출력하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 단계 (c)는, 움직임이 발생한 영역, 사람의 얼굴로 인식된 영역, 차량의 번호판으로 인식된 영역 중 하나 이상을 포함하는 특이점이 있는 영역을 상기 관심영역으로 탐색하고 선택하는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 원본 영상 프레임은 메가픽셀급 크기를 가지고, 상기 서브샘플링된 영역은 VGA급 혹은 D1급의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 크로핑된 영역은 VGA급 혹은 D1급 이하의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 영상 데이터 처리 방법.
17. 삭제
18. 제13항 내지 제16항 중 어느 하나에 기재된 영상 데이터 처리 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.

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