KR100831704B1 - 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드 및 이를 이용한 고화질의영상표시 방법 - Google Patents

듀얼코덱을 이용한 영상처리보드 및 이를 이용한 고화질의영상표시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촬영된 영상 또는 저장된 영상을 처리하여 네트워크를 통해 전송하게 되는 영상 전송시스템에 있어서, 영상을 입력받아 처리하여 고화질의 영상을 생성하는 고화질처리부(120,140)와; 상기 고화질처리부와 동시에 영상을 처리하되 저화질의 영상을 생성하는 저화질처리부(110,130)와; 처리된 고화질영상과 저화질영상 중 일측을 네트워크를 통해 사용자에게 전송(112,122), 저장(111,121,131,141), 복원(113,123), 원격지 실시간 영상 복원(132,142), 원격지 저장 영상 복원(133,143)하게 되는 것을 특징으로 하는 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템과 검색시 상기 영상전송시스템으로부터 저화질 영상을 전송받아 화면에 표시하고 사용자의 선택에 따라 고화질 영상으로 전환하여 표시하게 되는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법에 관한 것이다. 이에 따라 평상시에는 낮은 대역폭을 차지하는 저화질의 영상으로 보거나 검색하게 되며 필요한 경우에 순간적으로 고화질의 영상으로 전환하여 표시하므로 효율적으로 검색이 가능하며 원하는 영상은 고화질로 볼 수 있어 네트워크의 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다는 효과가 있다. 원격지의 영상을 고화질로 계속 보려고 할 때 네트워크의 대역폭이 충분치 않을 경우가 많아 영상이 끊기는 경우가 발생하는데 이때는 시간 지연 현상이 있더라도 영상을 우선 저장하여 파일을 생성 후 전송시켜 사용자측에 저장할 수 있도록 한 후 원격지에서 재생 명령을 보내 재생시키면 된다. 또한 여러 화면을 동시에 분할 화면으로 볼 경우 저화질의 영상을 사용하고 한 화면을 확대할 때는 고화질의 영상을 사용하므로 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 뿐만 아니라 연산량을 줄이는 효과가 있다.
듀얼 코덱, 네트워크, 분할화면, 대역폭

Description

듀얼코덱을 이용한 영상처리보드 및 이를 이용한 고화질의 영상표시 방법{ image board and display method using dual codec}
도1 : 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드의 세부기능
도2 : 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드의 개념도
도3 : 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드를 이용한 제품 형상
도3 : 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드의 저장된 영상 복원 방법
도5 : 고속 네트워크에서 대역폭을 효율적으로 사용하는 도식
도6 : 저속 네트워크에서 고화질의 영상을 보는 방법
도7 : 저속 네트워크에서 원격지고화질의 영상을 볼 때 화면 표시방법
도8 : 단수 혹은 다수의 사용자에게 파일전송을 일괄 전송 후 영상 재생
본 발명은 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템, 영상 표시 방법 및 영상 처리보드에 관한 것으로 보다 상세하게는 [도2]에서처럼 다양한 영상발생장치(20)로 부터의 입력을 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드(10)에서 받아 저화질처리부(110)와 고화질처리부(120)를 통해 저장(111,121), 전송(112,121), 저장된 영상을 복 원(113,123)할 수 있으며 원격지로 영상을 전송 할 수 있는 다양한 장치(30)로부터 전송되는 실시간 영상 혹은 전송되는 파일을 입력 받아 처리하는 저화질처리부(130)와 고화질처리부(140)가 있어 원격지로부터 전송되는 실시간 영상이나 파일을 저장(131,141), 원격지에서 전송되는 영상을 복원(132,142), 원격지에 저장되어 있는 영상을 복원(133,143)한다. 영상을 저화질처리부(110,130)과 고화질 처리부(120,140)로 나누어서 처리함으로써 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용하며 연산량을 줄일 수 있다. 또한 실시간 영상 보기를 원하는 사용자에게 시간 지연 현상은 있지만 효율적이고 끊기지 않는 영상을 전송하는 방법을 제시하는 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템 및 영상 표시 방법 그리고 영상처리보드에 관한 것이다.
영상을 압축하여 전송할 경우 영상 데이터는 텍스트에 비해 데이터크기가 커서 네트워크로 전송하는데 어려움을 겪게 된다. 특히 원격지의 영상을 전송 받아 여러 화면을 동시에 실시간으로 보는 경우나, 원격지에 저장된 고화질의 영상을 검색하는 경우 높은 대역폭과 많은 연산처리가 필요하게 된다.
기존의 영상 전송 방법은 고화질 압축과 저화질 압축 중에 선택해서 한다.
고화질로 영상을 저장했을 경우 데이터의 크기가 커서 원격지에서 네트워크로 전송하여 실시간으로 영상을 보거나 저장된 영상을 검색할 시에 네트워크 대역폭 문제로 원활한 검색이 되지 않고 끊기게 현상이 나타날 수 있다.
저화질로 저장했을 경우 원격지에서 보기나 검색은 원활할 수 있으나 저장된 영상 자체의 품질이 떨어져서 저장된 영상을 다시 볼 때 화질에 대한 불만이 생기게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로 한정된 대역폭을 사용하여 영상 보기/검색을 용이하게 수행할 수 있으며 필요시 고화질의 영상을 용이하게 획득할 수 있어 네트워크 대역폭을 증가시키기 위한 비용을 절감할 수 있는 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템, 영상 표시 방법 및 영상처리보드를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
본 발명은 이를 위해 촬영된 영상 또는 저장된 영상을 처리하여 네트워크를 통해 전송하게 되는 영상 전송시스템에 있어서, [도1]에서와 같이 영상을 입력받아 처리하여 고화질의 영상을 생성하는 고화질처리부(120,140)와; 상기 고화질처리부와 동시에 영상을 처리하되 저화질의 영상을 생성하는 저화질처리부(110,130)를 포함하게 되는 것을 특징으로 하는 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템을 기술적 요지로 한다.
듀얼코덱을 이용한 영상처리보드의 입력은 [도2]에서와 같이 영상발생장치(20)로부터 영상을 입력 받아 처리하는 영상발생장치로부터 입력된 영상 처리부(11)와 네트워크를 통해 원격지로 영상전송 할 수 있는 장치(30)로부터 실시간 영상이나 파일을 전송받아서 처리하는 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)로 나뉘어 진다.
듀얼코덱을 이용한 영상전송 처리 보드(10)는 [도2]의 영상발생장치(20)로부터 입력된 영상을 처리할 경우는 영상이 영상발생장치로부터 입력된 영상 처리부(11)로 입력되어 저화질처리부(110)와 고화질처리부(12)로 보내어 동시에 저화질 영상과 고화질 영상이 생성한다.
영상발생장치(20)로부터 입력 받은 영상이 저화질처리부(110)에서 저화질의 영상으로 생성되면 이를 기록매체에 저장(111)하거나 네트워크로 전송(112)하며, 필요에 따라 저장매체에 기록된 영상을 복원(113)하여 TV나 LCD모니터등의 디스플레이 장치(60)에 표시한다.
영상발생장치(20)가 아닌 네트워크를 통해 원격지로 영상전송 할 수 있는 장치(30)를 통해 실시간 영상이나 파일을 받았을 경우는 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)로 전송되며, 여기서 실시간 저화질 영상의 경우는 저화질처리부(130)에서 기록매체에 저장(131)하거나 TV나 LCD모니터등으로 보여주기 위해 복원(132)하며, 필요에 따라 원격지에 저장된 파일을 네트워크로 전송 받아서 영상을 복원하여 TV나 LCD모니터 등으로 보여 주는데 이를 원격지 영상복원(133)이라 한다.
실시간 영상이 아닌 파일을 전송받을 경우는 파일 전송 후에 이를 복원(132,142)한다. 이 때 원격지에서 명령어를 전송하여 TV나 LCD모니터등에 재생시킬 수 있다.
[도3]에서와 같이 듀얼코덱을 이용한 영상처리 보드(10)는 케이스(40)만 입혀서 독립형 장치로 사용할 수 있고 이를 PC카드(50)형태로 만들어 사용 할 수 있다.
4개의 영상을 네트워크로 전송하여 보아야 할 경우 기존의 방법은 예를 들어 모니터의 해상도를 640X480이라하고 고화질 영상의 해상도를 640X480이라 하고 저 화질 해상도를 320X240이라 하고 사용자가 고화질을 이용하고 싶을 경우 4개의 카메라영상을 동시에 보고자 한다면 640X480X4개의 영상이 전송되어야 한다. 전송된 영상은 다시 복원하여 모니터 해상도인 640X480에 맞추어 지기 위해 1/4로 축소 되어져야 한다.
즉 640X480X4개의 영상이 전송되어 각각의 영상을 모니터의 해상도에 맞추기 위해 320X240X4개의 영상으로 만들어서 화면에 표시해야 한다.
이때는 1개의 카메라를 보기위해 확대를 할 경우에도 고화질을 유지할 수 있다는 장점은 있으나 네트워크 대역폭을 많이 할당해야 하고 영상을 축소해서 표시해야 하기 때문에 연산이 많아지는 단점이 있다.
사용자가 저화질의 해상도인 320X240의 영상 4개를 원할 경우는 전송 받은 영상을 조합하여 화면에 표시하면 된다.
장점은 네트워크 대역폭을 320X240X4개로 작게 차지하고 연산량이 작으나 관심있는 1개의 카메라를 확대화면으로 보고자 할 경우는 화질이 떨어진다는 단점이 있다.
듀얼코덱 영상처리보드(10)를 이용하여 저장된 영상을 복원하여 영상을 표시할 경우는 [도4]에서와 같이 영상발생장치(20)로부터의 입력을 받아 저화질영상처리부(110)에서는 항상 저화질의 영상을 저장(111)하고 고화질처리부(120)에서는 항상 고화질의 영상을 저장(121)하고 있으므로 4분할 화면으로 보아야 할 경우는 저화질 처리부(110)의 저장(111)기능을 통해 저장되어 있는 저화질 영상을 저장된 영상 복원(113)기능을 이용하여 복원하여 표시함으로써 연산량을 줄일 수 있고 분할 화면이 아닌 한 화면으로 확대한 영상을 보고자 할 경우는 고화질 처리부(120)의 저장(121)기능을 통해 저장되어 있는 고화질영상을 저장된 영상 복원(123)기능을 이용하여 복원하여 표시함으로써 고화질로 영상을 볼 수 있다.
영상발생장치(20)로부터 입력된 영상을 고속 네트워크를 통하여 원격지에서 보고자 할 경우 듀얼코덱 영상처리보드(10)는 [도5]에서와 같이 저화질영상처리부(110)에서는 항상 저화질의 영상을 고화질처리부(120)에서는 항상 고화질의 영상을 생성한다. 고속네트워크를 통해 4분할 화면으로 보아야 할 경우와 한화면으로 확대해서 볼 경우로 나누어서 설명하면 4분할 화면으로 볼 경우 영상발생장치(20)로 부터의 입력을 받은 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)에서는 영상발생장치로부터 입력된 영상처리부(11)의 저화질처리부(110)에서 생성된 저화질의 영상을 고속네트워크로 전송(112)하게 되고 이를 고속네트워크와 연결된 원격지의 또 다른 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)에서 받아 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)의 저화질처리부(130)에서 복원(132)하여 저화질로 전송된 실시간 영상을 4분할로 보여준다. 한화면으로 확대하여 볼 경우는 영상발생장치(20)로부터 입력된 영상을 영상발생장치로부터 입력된 영상처리부(11)의 고화질처리부(120)에서 생성된 고화질의 영상을 고속네트워크로 전송(122)하며 이를 원격지에 또 다른 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)에서 받아 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)의 고화질처리부(140)에서 복원(142)하여 고화질로 전송된 실시간 영상을 한화면으로 보여준다.
즉 4분할 화면일 경우는 듀얼코덱 영상처리보드(10)의 저화질처리부(110)에 서 전송(112)되는 320X240X4개의 실시간 영상을 받고 확대 화면에서는 영상을 확대하는 것이 아니라 듀얼코덱 영상처리보드(10)의 고화질처리부(120)에서 전송(122)되는 640X480의 실시간 영상을 받으면 된다. 이를 통해 네트워크 대역폭은 320X240X4=640X480이므로 동일하게 안정적으로 유지된다. 고화질로만 전송 했을 경우와 비교해 보면 상기의 방법 보다 네트워크 대역폭이 4배(640X480X4)가 들며 축소해야하므로 연산량이 많아 지게 되는 점을 극복 할 수 있고 저화질로만 했을 경우와 한화면으로 확대했을 경우 저화질이라는 단점을 보완 할 수 있다.
고화질로만 전송했을 경우보다 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)를 이용하면 화질은 동일하게 유지하면서 네트워크 효율은 4배 좋아지며 원격지에서 연산량이 줄어 드는 효과가 있다.
저속네트워크상에서 고화질의 영상을 실시간으로 전송하기 힘들 경우 듀억코덱을 이용한 영상처리보드(10)를 이용하면 과화질로 보는 효과를 볼 수 있다. 영상발생장치(20)로부터 입력된 영상을 저속 네트워크를 통하여 원격지에서 보고자 할 경우 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)는 [도6]에서와 같이 저화질영상처리부(110)에서는 항상 저화질의 영상을 고화질처리부(120)에서는 항상 고화질의 영상을 생성한다. 저속네트워크를 통해 4분할 화면으로 보아야 할 경우와 한화면으로 확대해서 볼 경우로 나누어서 설명하면 4분할 화면으로 볼 경우 [도5]와 동일한 방법으로 저화질의 영상을 전송 및 복원을 한다. 그러나 한 화면으로 확대하여 볼 경우는 네트워크 대역폭의 한계로 인해 고화질의 실시간 영상이 전송되기 힘들다. 이를 극복하기 위하여 영상발생장치(20)로부터 입력된 영상을 영상 발생장치로부터 입력된 영상처리부(11)의 고화질처리부(120)에서 생성된 고화질의 영상을 우선 저장(121)하고 저장된 영상을 전송한다. 전송은 대역폭이 허용하는 범위내에서 비실시간으로 전송되며 원격지로 전송된 영상은 원격지에 또 다른 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)에서 받아 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)의 고화질처리부(140)에서 원격지 영상 복원(143)기능을 이용하여 복원하여 영상을 한 화면으로 확대하여 보여준다. 이 경우 저속네트워크이기 때문에 저장되는 고화질 영상이 모두 전송될 수 없고 저장된 영상이 전송되는 영상보다 많다. 이로 인해 시간 지연 현상은 있지만 대역폭이 허용하는 범위내에서 고화질의 영상을 볼 수 있다. 예를 들면 사용자가 원격지에 있는 카메라를 4분할 화면으로 보다가 관심있는 카메라의 영상을 확대하여 선명하게 보고자 할 경우 고화질 영상 명령을 발생시켜 우선 저장하고 그 후 전송하도록 하여 네트워크의 대역폭이 허용하는 범위내에서 영상을 받아 볼 수 있다. 이때 영상이 자연스럽게 움직이지 않고 멈췄다가 움직이는 현상 등이 발생하겠지만 저속네트워크 상에서 중요한 시점의 영상을 고화질로 볼 수 있다는 장점이 있다.
이 경우 실시간 영상을 동시에 보고자하는 필요성이 있을 수 있다. [도7]에서와 같이 PIP를 기능을 이용하여 큰 화면(1431)에서는 원격지에 저장된 고화질의 영상을 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)의 고화질 처리부(140)의 원격지 영상 복원(143)기능을 이용하여 영상을 표시하고 작은 화면(1321)에서는 전송되는 저화질의 실시간 영상을 원격지로부터 전송된 영상처리부(12)의 저화질 처리부(130)의 복원(132)기능을 이용하여 영상을 표시한다. 이 경우 큰 화면(1431)은 시간 지연 현상이 발생할 것이며 작은 화면(1321)에서는 실시간 영상이 보여 질 것이다. 이 때 동기화 명령을 발생시키면 큰 화면(1431)의 시간 지연이 있는 영상이 작은 화면(1321)의 실시간 영상에 동기화가 되어 영상이 표시된다. 이 시점에서는 시간지연이 발생한 만큼의 영상을 보여주지 않고 뛰어 넘어 동기화 시점부터 다시 보여 주게 된다. 예를 들어 10시부터 고화질의 저장된 영상을 보고 있으며 동기화 시점이 11시이고 고화질의 영상은 10시 20분까지의 영상을 전송하여 보았다면 10시 21분부터 11시 사이의 영상을 뛰어 넘고 11시부터 다시 동기화 하여 보여준다. 이 기능을 이용하면 비실시간 이지만 중요한 시점은 고화질로 볼 수 있다는 장점이 있다.
상기와 같이 카메라 개수는 4개뿐 아니라 복수 개이면 효과를 볼 수 있으며 고화질의 영상의 해상도를 640X480으로 하거나 저화질의 해상도를 320X240으로 한 것은 하나의 예일 뿐으로 한정하는 것은 아니다. 시스템의 대역폭에 따라 적절하게 해상도를 조절하는 것도 무방하다.
다수의 사용자에서 영상을 보내야 하는 경우는 대부분 네트워크의 대역폭의 한계가 인해 원활한 전송이 되질 않는다. 만일 이 영상이 실시간의 필요성이 적을 경우 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)를 활용하면 효과적이다. 즉 [도8]에서와 같이 영상발생장치(20)로부터의 입력을 고화질로 우선 저장(121)한 파일 혹은 원격지로 영상을 전송할 수 있는 장치(30)에 미리 저장되었던 파일을 네트워크로 전송하고 이를 원격지에 있는 또 다른 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드(10)에서 전송받아 저장(121) 후 저장된 파일 복원(123)기능을 이용하여 영상을 표시한다. 이 런 방법은 화상교육이나 광고 등에 활용하면 그 성과가 높다.
상술한 바와 같이 본 발명의 듀얼 코덱을 이용한 영상 전송시스템과 영상처리방법에 의하면 한정된 대역폭을 사용하여 다수지역에서 전송되는 영상들을 표시, 검색할 수 있으며 필요시 특정한 영상을 고화질로 전송받아 확인할 수 있다는 효과가 있다. 또한 저장된 영상을 보면서 원격지의 영상을 동시에 볼 수도 있다. 이에 따라 한정된 대역폭으로 다수개의 지역을 동시에 감시할 수 있어 대역폭을 증가시키기 위해 필요한 설치비, 운영비를 절감하고 할 수 있고 저화질의 영상모듈을 주로 이용하므로 적은 연산량을 수행하는 CPU로 시스템을 꾸밀 수 있어서 시스템의 단가를 낮추는 효과가 있다. 또한 파일전송 후 영상표시 방법은 네트워크를 통한 화상교육이나 광고를 할 경우에도 원활한 운영이 가능하다.

Claims (3)

  1. 입력된 영상을 높은 해상도의 영상으로 처리하는 고화질 처리부와 입력된 영상을 낮은 해상도의 영상으로 처리하는 저화질 처리부를 함께 구비하여, 다수의 영상발생장치로부터의 영상을 입력 받아 동시에 고화질 처리부에서는 고화질의 영상을 생성하고 저화질 처리부에서는 저화질의 영상을 생성하게 되며, 이를 통해 동시에 분할화면으로 여러 화면의 전송을 요청받는 경우 저화질 처리부의 저화질의 영상을 전송하여 연산량과 네트워크 전송량을 줄이며, 여러 화면 중 한 화면을 전송하도록 요청받는 경우 해당 화면에 대한 고화질 영상처리부의 고화질 영상을 전송하도록 구성되어 연산량과 네트워크 대역폭을 효과적으로 사용하고 화질을 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드.
  2. 고화질처리부와 저화질처리부를 함께 구비한 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드를 구비하여, 분할화면을 보고자 하는 경우 상기 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드로부터 저화질의 영상을 전송받아 실시간으로 영상을 표시하고 특정 시점의 특정 영상을 확대하여 확인하는 경우 상기 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드로부터 생성되어 저장된 고화질의 영상을 네트워크가 허용하는 대역폭에서 전달받은 후 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드를 이용한 고화질의 영상표시 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    고화질의 영상을 표시할 때 PIP기능을 이용하여 저화질의 실시간 영상을 작은 화면으로 표시하여 확대화면 시 발생하는 시간지연의 약점을 보완하게 되며 동기화 명령이 입력되면 상기 고화질의 영상의 시점을 건너뛰도록 하여 저화질 영상에 동기화시켜 표시하도록 하는 것을 특징으로 하는 듀얼코덱을 이용한 영상처리보드를 이용한 고화질의 영상표시 방법.
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