Search

KR-20260061561-A - IP CAMERA SUPPORTING MULTI-SHUTTER STREAMING

KR20260061561AKR 20260061561 AKR20260061561 AKR 20260061561AKR-20260061561-A

Abstract

본 발명은 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라에 관한 것으로, 하나의 IP카메라에서 카메라의 노출시간(exposure time)과 셔터속도(shutter speed)에 대한 설정값이 서로 다른 복수의 프레임 시퀀스에 대해서 각각 개별적으로 압축하여 복수의 영상 비트스트림을 전송함으로써, 수신측에서 상기 복수의 영상 비트스트림을 구분하여 인식함으로써 해당 목적에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 IP카메라에 관한 것이다.

Inventors

  • 김종훈
  • 정용길

Assignees

  • 주식회사 세연테크

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (10)

  1. 이미지 센서를 통해서 모든 픽셀이 동시에 노출되는 방식으로 이미지를 획득하는 글로벌 셔터 센서; 상기 글로벌 셔터 센서를 제어하고 상기 글로벌 셔터 센서로부터 영상을 수신하여 적어도 두개 이상의 프레임 시퀀스를 생성하여 제공하는 신호처리 모듈; 및 상기 신호처리 모듈로부터 적어도 두개 이상의 프레임 시퀀스를 입력 받아, 상기 프레임 시퀀스를 인코딩하여 비트스트림을 출력하는 인코더 모듈;을 포함하며, 복수의 서로 다른 노출시간마다 복수의 서로 다른 프레임 시퀀스를 압축하여 인코딩한 비트스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 신호처리 모듈은, 촬영 장소의 밝기와 이동하는 물체의 속도에 따른 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합에 대해서 적어도 하나 이상의 설정값을 저장하고 있는 설정값 저장부; 및 상기 설정값 저장부에 미리 저장된 적어도 하나 이상의 설정값에 따라 상기 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합을 설정하도록 구성되는 글로벌 셔터 센서 설정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 신호처리 모듈은, 상기 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합에 대해서 적어도 하나 이상의 설정값으로 상기 글로벌 셔터 센서를 제어하여 하나의 IP카메라로 반사체와 비반사체를 모두 촬영한 영상으로부터 상기 설정값에 따른 프레임 시퀀스를 각각 독립적으로 생성하는 독립 프레임 시퀀스 생성부;를 포함하며, 상기 인코더 모듈은, 적어도 두 개 이상의 인코더를 포함하며, 상기 설정값에 따른 프레임 시퀀스에 대해서 별도의 독립적인 영상 비트스트림을 각각 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 IP카메라는, 스트로브 LED;를 더 포함하며, 상기 신호처리 모듈은, 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 상기 스트로브 LED를 통해서 빛을 발광하도록 제어하는 스트로브 LED 제어부; 및 하나의 IP카메라로 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 상기 스트로브 LED를 온(ON)시켜서, 상기 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합과 스트로브 LED의 온에 따른 적어도 두개 이상의 서로 다른 독립적인 프레임 시퀀스를 생성하도록 구성되는 독립 프레임 시퀀스 생성부;를 포함하며, 상기 생성한 두개 이상의 서로 다른 독립적인 프레임 시퀀스를 압축하여 두개 이상의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 인코더 모듈은, 적어도 하나 이상의 인코더;를 포함하며, 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 소정의 프레임 래이트로 압축하여 복수의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 생성하며, 상기 생성한 복수의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 전송함으로써, 수신측에서 사용 용도에 따라 선택적으로 활용하도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라.
  6. 글로벌 셔터 센서를 통해서 모든 픽셀이 동시에 노출되는 방식으로 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계; 상기 글로벌 셔터 센서를 제어하고 상기 글로벌 셔터 센서로부터 영상을 수신하여 적어도 두개 이상의 프레임 시퀀스를 생성하여 제공하는 신호 처리 단계; 및 상기 신호 처리 단계로부터 적어도 두개 이상의 프레임 시퀀스를 입력 받아, 상기 프레임 시퀀스를 인코딩하여 비트스트림을 출력하는 인코딩 단계;를 포함하며, 복수의 서로 다른 노출시간마다 복수의 서로 다른 프레임 시퀀스를 압축하여 인코딩한 비트스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 처리 단계는, 설정값 저장부에 미리 저장된 적어도 하나 이상의 설정값에 따라 상기 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합을 설정하도록 구성되는 글로벌 셔터 센서 설정 단계;를 포함하며, 상기 설정값 저장부는, 촬영 장소의 밝기와 이동하는 물체의 속도에 따른 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합에 대해서 적어도 하나 이상의 설정값을 저장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 처리 단계는, 상기 글로벌 셔터 센서의 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합에 대해서 적어도 하나 이상의 설정값으로 상기 글로벌 셔터 센서를 제어하여 하나의 IP카메라로 반사체와 비반사체를 모두 촬영한 영상으로부터 상기 설정값에 따른 프레임 시퀀스를 각각 독립적으로 생성하는 독립 프레임 시퀀스 생성 단계;를 포함하며, 상기 인코딩 단계는, 적어도 두 개 이상의 인코더를 포함하며, 상기 설정값에 따른 프레임 시퀀스에 대해서 별도의 독립적인 영상 비트스트림을 각각 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 신호 처리 단계는, 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 스트로브 LED를 통해서 빛을 발광하도록 제어하는 스트로브 LED 제어 단계; 및 하나의 IP카메라로 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 상기 스트로브 LED를 온(ON)시켜서, 상기 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합과 스트로브 LED의 온에 따른 적어도 두개 이상의 서로 다른 독립적인 프레임 시퀀스를 생성하도록 구성되는 독립 프레임 시퀀스 생성 단계;를 포함하며, 상기 생성한 두개 이상의 서로 다른 독립적인 프레임 시퀀스를 압축하여 두개 이상의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 인코딩 단계는, 적어도 하나 이상의 인코더;를 포함하며, 복수의 서로 다른 노출시간, 셔터속도 또는 이들의 조합마다 소정의 프레임 래이트로 압축하여 복수의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 생성하며, 상기 생성한 복수의 서로 다른 독립적인 영상 비트스트림을 전송함으로써, 수신측에서 사용 용도에 따라 선택적으로 활용하도록 하는 것을 특징으로 하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법.

Description

멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라{IP CAMERA SUPPORTING MULTI-SHUTTER STREAMING} 본 발명은 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 IP카메라에서 카메라의 노출시간(exposure time)과 셔터속도(shutter speed)에 대한 설정값이 서로 다른 복수의 프레임 시퀀스에 대해서 각각 개별적으로 압축하여 복수의 영상 비트스트림을 전송함으로써, 수신측에서 상기 복수의 영상 비트스트림을 구분하여 인식함으로써 해당 목적에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 IP카메라에 관한 것이다. IP(Internet Protocol) 카메라는 인터넷 프로토콜 기반의 네트워크를 통해서 영상을 압축하여 비트스트림을 전송하는 일종의 네트워크 기반 디지털 카메라로서, 보통 아날로그 카메라에 비해서 높은 해상도와 화질을 제공한다. IP카메라는 유선 혹은 무선 인터넷에 연결되어 언제 어디서나 원격에서 접근할 수 있도록 구성되며, 다양한 고화질의 비디오 압축 알고리즘을 통해서 카메라에서 촬영한 영상을 비트스트림으로 전송하는 기능을 구비하고 있다. 또한 최근 다양한 특징을 가진 고화질의 비디오 압축 알고리즘이 표준화되어 사용되고 있다. IP카메라는 움직임 감지, 양방향 전송 등의 기능을 제공하기도 한다. 또한, 네트워크의 속도도 점점 빨라짐에 따라, 스마트폰이나 컴퓨터를 통해 네트워크에 연결하여 실시간으로 IP카메라의 영상을 확인하거나 저장할 수도 있다. 또한 IP카메라는 기존의 아날로그 CCTV 시스템보다 설치가 간편하고, 필요에 따라 IP카메라를 추가하거나 업그레이드하는 것이 용이하여, 보안 시스템, 감시, 스마트 홈 시스템 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고, 실제 IP카메라를 이용하여 야외에서 촬영할 때에는 날씨, 조명, 설치위치를 포함한 환경적 요인과 피사체의 특징, 전원, 보안이나 방범 등 다양한 변수에 따라 촬영하는 환경이나 조건이 달라지는 등 고려하여야 할 사항도 많이 있다. 이와 같이 IP카메라가 다양한 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있도록 할 필요가 있다. 최근 다양한 규격의 IP카메라가 출시되고 있지만, IP카메라가 설치되어 운영되고 있는 환경이 매우 다양하고 복합적이어서 하나의 카메라로 복합적인 촬영 환경에 대처하기는 어려운 실정이다. 예를 들어, IP 카메라가 고정되어 있고 촬영환경이 일정한 경우, 적절한 노출시간을 설정하면 안정적이고 균형 잡힌 영상을 촬영할 수 있지만, 움직이는 물체를 감지하고자 할 경우나 물체(피사체)가 반사체 혹은 비반사체 등이 혼재할 경우에는 카메라를 실시간으로 매우 정교하게 제어하지 아니하면 적절한 촬영이 불가능한 경우가 대부분이다. 따라서 본 발명에서는 하나의 IP카메라에서 카메라의 노출시간(exposure time)과 셔터속도(shutter speed)에 대한 설정값이 서로 다른 복수의 프레임 시퀀스에 대해서 각각 개별적으로 압축하여 복수의 영상 비트스트림을 전송함으로써, 수신측에서 상기 복수의 영상 비트스트림을 구분하여 인식함으로써 해당 목적에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 하고자 한다. 다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다. 먼저 한국등록특허 제1697648호(2017.01.18)는 다중 노출 카메라 기반의 이동 물체 속도 측정 시스템에서 배경 조명의 조도 및 카메라의 감도, 카메라의 노출시간에 따른 다중 노출 영상의 휘도 변화에 상관없이, 그리고 어떠한 사전 정보 없이 다중 노출 영상으로부터 이동 물체 픽셀을 고속으로 자동 판별한 후 상호 연결된 이동 물체 픽셀을 고속 자동으로 라벨링 해줌으로써 이동 물체를 검출하는 방법을 제공한다. 한국등록특허 제1697648호는 다중 노출 영상 데이터를 획득한 다음부터 이를 이용하여 이동 물체 픽셀을 고속으로 자동 판별하고자 하는 것일 뿐, 본 발명과 같이 하나의 카메라에서 다중 노출시간을 가진 영상을 촬영하여 영상 스트림으로 인코딩한 다음 전송하는 것에 대한 기재는 없다. 또한 미국등록특허 제7782393 B2호(2010.08.24)는 전자 셔터를 이용한 다중 노출 방법 및 장치에 관한 것으로, 글로벌 셔터 센서가 장착된 전자 카메라에서 전자 셔터를 이용해 다양한 노출시간을 설정하여 여러 이미지 데이터를 수집한 다음, 각 이미지에서 서로 다른 밝기 정보를 얻고, 밝은 부분과 어두운 부분 모두에서 디테일이 유지된 고품질의 이미지를 생성하는 것으로, HDR(high dynamic range)이나 WDR(wide dynamic range) 기술과 관련한 것이다. 그러나 본 발명은 복수개의 프레임 시퀀스를 만들어서, 상호 독립적인 복수의 인코딩 비트스트림을 생성하여 전송하는 것이므로, 하나의 고화질 프레임 시퀀스에 대한 영상 비트스트림을 생성하는 WDR이나 HDR 기술과는 상이한 것이다. 즉, WDR이나 HDR은 본 발명의 관심사가 아니다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라의 촬영 환경에 대한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라에서 프레임의 구성과 노출시간의 관계를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라에서 프레임 주기마다 서로 다른 노출시간, 셔터속도, 또는 스트로브 LED 온 타임을 설정하여 프레임 시퀀스를 추출하는 개념을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라의 구성을 보인 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라의 신호처리 모듈에 대한 구성을 보인 블록도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라를 통한 멀티셔터 스트리밍 방법에 대한 흐름도이다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라의 촬영 환경에 대한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티셔터 스트리밍을 지원하는 IP카메라(100)는, IP 네트워크에 접속되어 골목길, 도로 등에 대한 감시를 수행하거나 정보를 수집하는 등, 수요가 있는 장소라면 어디든 설치되어 운영될 수 있다. 이러한 IP카메라는 로컬 IP카메라 장치의 메모리 용량을 최소로 하고, 촬영한 영상을 네트워크를 통해서 비디오 관리 시스템(200)으로 전송하도록 구성된다. 상기 비디오 관리 시스템으로는 VMS(video management system)나 NVR(network video recorder) 등이 있다. 예를 들어, 골목길이나 주택가의 경우, 밤과 낮, 비가 오거나 눈이 오더라도 상관없이 24시간 방범을 위해서 설치되어 운영될 수 있고, 고속도로 등 도로에 설치되어 차량의 과속이나 신호위반 및 교통정보를 수집하는 역할을 한다. 이러한 다양한 설치 환경에도 불구하고 IP카메라(100)는 정확하고 분명한 화질의 이미지를 획득하여 전송할 수 있어야 한다. 즉, 카메라에서 촬영하는 장면은 밝은 곳, 어두운 곳, 움직임이 느린 물체, 움직임이 빠른 물체 반사물체, 비반사 물체등 매우 다양하다. 본 발명에서는 이러한 다양한 환경이 복합적으로 존재할 때, 각 환경에 따른 노출시간을 제어하여 해당 환경에 적합한 영상을 촬영하여 압축한 다음 인코딩 비트스트림을 생성하여 전송하고자 한다. 이렇게 전송된 복수의 인코딩 비트스트림을 수신측에서 디코딩한 다음 필요한 영상을 획득하여 용도에 맞게 사용할 수 있다. 또한 만약 피사체가 반사체이거나 비 반사체일 경우, IP카메라의 조리개에 대한 노출시간(exposure time)에 따라 촬영된 영상을 품질이 달라진다. 또한 피사체가 빠르게 움직이는 경우 IP카메라에서 촬영하는 프레임 래이트를 높게 유지할 필요가 있다. 자동차 번호판의 경우, 전 세계적으로 반사 번호판과 비반사 번호판이 혼재한다. 도로에서 자동차 번호판을 인식하기 위해서는, 반사 번호판은 노출시간을 짧게 하여 적은 빛(즉, 조명 LED)으로 촬영하여야 하고, 비반사 번호판은 노출시간을 길게 하여 촬영하여야 한다. 따라서 반사 번호판 감지용 카메라로 비반사 번호판을 촬영하면 야간에 번호판이 촬영되지 않을 수 있으며, 비반사 번호판 감지용 카메라로 반사 번호판을 촬영하게 되면 반사 번호판은 화면이 포화되어 번호판이 구분이 되지 않을 수 있다. 일반적으로 반사 번호판을 감지하기 위해서는 글로벌 셔터 센서의 노출시간을 비반사 번호판에 비하여 짧게 하여야 한다. 실제 IP 카메라에서 노출시간은 영상의 밝기와 품질에 큰 영향을 미친다. 즉, 노출시간이 길어질수록 센서가 더 많은 빛을 받아들이므로, 어두운 환경에서도 충분한 밝기의 영상을 얻을 수 있으며, 반대로 짧은 노출시간은 밝은 환경에서 사용될 때 적합하다. 또한 노출시간이 짧으면 움직이는 피사체를 더욱 선명하게 포착할 수 있어, 보안 감시에서 노출시간을 짧게 하면, 빠르게 움직이는 객체를 흐릿하지 않게 녹화하는 것이 가능하다. 노출시간을 길게 하면, 노이즈를 증가시켜 특히 저조도 환경에서 촬영할 경우, 영상의 품질이 저하될 수 있다. 이상에서는 반사 번호판과