다중 카메라의 영상에 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성하는 기법
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다중 카메라의 영상에 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성하는 기법
  • CCTV뉴스
  • 승인 2009.05.08 00:00
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최근 카메라에서 촬영한 영상을 디지털 신호로 변경하고 이를 인터넷이나 동축케이블 등을 통해 외부로 전송하는 기술이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 기술은 방범시스템 또는 일정한 장비의 감시 등에 많이 사용되고 있으며 특히 인터넷에 접속되어 촬영된 영상을 실시간으로 불특정 다수에게 전송하는 IP카메라를 사용하여 주요 관광지나 명승지의 현재 상황을 제공하는 서비스는 많은 인기를 얻고 있다.

 
                           제주도 노루생태공원 CCTV제공화면

위와 같이 불특정 다수에게 전송하는 경우, 상기 영상을 전달받은 수신자가 원 저작권자의 허락을 받지 않은 상태에서 이를 가공하여 배포하는 경우가 많아 문제가 발생하고 있다. 저작권 침해의 경우 원 저작권자가 자신의 저작물임을 입증하여야 하므로 영상내에 워터마크를 삽입할 필요가 있다.

따라서 촬영된 영상을 관리자가 먼저 수신한 후, 워터마크를 삽입하고 이를 다수의 수신자에게 재전송하여야 하며, 재전송하는 경우 소수의 지역을 촬영한 영상만을 제공하는 경우에는 문제가 적으나 다수의 영상을 제공하는 경우에는 영상들 모두에 워터마크를 삽입하기 위해서 장비가 다수 필요하게 되며, 촬영된 영상들을 수신하고 재전송하기 위한 인터넷 대역폭이 필요하므로 비용이 과다하게 소요된다는 문제점이 있다.



또한 방범시스템의 경우 소수의 관리자가 다수의 지역을 동시에 관리하기 위해 다수의 카메라로부터 전달되는 영상들을 한꺼번에 표시하여 감시가 이루어지도록 구성하고 있다.

이때 각 카메라에 대응하는 디스플레이를 구비하여, 하나의 영상이 하나의 화면에 표시되도록 하였으나 감시하는 지역의 수가 증가하면 디스플레이의 수도 증가하게 되므로 다수의 지역을 감시하는데 한계가 있었다.

최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 소수의 화면을 구비하고 상기 화면에 다수개의 영상을 동시에 표시한 후 관리자의 선택에 따라 특정 영상을 확대하여 표시하도록 하는 방법이 사용되고 있으나,

이러한 방법을 사용하는 경우 현재 화면에 표시되는 영상이 어느 지역의 영상인지 신속하게 확인하기 곤란하다는 문제점이 있다. 따라서 이러한 위치를 표시하기 위해 카메라로부터 전달되는 연결된 포트의 번호를 사용하여 식별할 수 있도록 한다.

이때 번호를 사용하는 경우 감시 지역에 익숙한 관리자의 경우에는 용이하게 위치를 확인할 수 있으나 그렇지 못한 관리자의 경우에는 별도의 목록을 통해 위치를 확인하여야 하므로 긴급상황 발생시 신속하게 대응하기 곤란하다.

그렇다면 각 포트의 번호에 대응하는 문자(예를 들면 위치의 명칭)를 저장한 후 화면의 표시 시에 영상에 문자를 표시하도록 하는 방법이 있으나 이러한 경우 장비를 교체하거나 포트를 변경하는 경우 다시 설정하여야 한다는 문제점이 있다.

또한 카메라를 추가하거나 제거하는 경우, 또는 위치를 이전하는 경우, 관리자가 이전의 번호와 새로운 번호를 혼동하여 잘못된 대응을 할 수 있다는 문제점도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 관리자나 저작권자의 최소한의 설정으로 영상에 촬영위치나 시간 등의 촬영정보 및 워터마크를 용이하게 삽입할 수 있는 한국이미지시스템의 기술이다.

우선 기술적으로 영상을 촬영하여 디지털 신호로 변환하는 촬영부와 카메라의 촬영정보 또는 저작권 정보를 나타내는 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성하는 생성부에서 생성한 이미지, 문자 또는 워터마크를 촬영부에서 촬영한 영상에 합성하는 합성부와 합성된 영상을 유무선으로 외부로 전송하는 전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라를 기술적 요지로 한다.

이와 같이 관리자나 저작권자가 최소한의 설정으로 영상에 촬영위치나 시간 등의 촬영정보 및 워터마크를 용이하게 삽입할 수 있는 카메라를 제공하는 것을 주목적으로 함을 알 수 있으며 이를 위해 카메라에서 자동으로 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성하고 이를 촬영된 영상에 합성하여 전송하도록 구성하고 있다.

이는 카메라에서 설정된 규칙에 따라 이미지, 문자 또는 워터마크를 합성하도록 함으로써 관리자나 저작권자가 별도 장비나 작업을 통해 이미지, 문자 또는 워터마크를 삽입할 필요가 없도록 하기 위함이다.




도면 1. 카메라의 개략적인 구성도

도면1은 카메라의 개략적인 구성도이다. 크게 촬영부와 생성부와 합성부와 전송부로 나눌 수 있으며, 먼저 촬영부에 대해 살펴보기로 한다. 상기 촬영부는 렌즈와 상기 렌즈를 통해 입력되는 빛을 감지하는 CCD등의 소자로 이루어져 일정한 지역의 영상을 촬영하게 된다. 이때 촬영부는 촬영된 영상을 디지털 신호로 변경하여 출력하게 된다.                 

다음으로 생성부에 대해 설명하기로 한다.  생성부는 상기 촬영부에서 촬영된 영상에 합성할 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성하게 된다. 이를 위해  생성부는 저장장치를 포함하게 된다.

저장장치는 플래쉬메모리나 하드디스크 등 데이터를 저장할 수 있는 장치로  저장장치내에는 촬영된 영상에 합성시킬 이미지, 문자 또는 워터마크를 생성할 규칙을 저장하게 된다.

예를 들면 규칙에 현재 시간(일자와 시간)과 촬영 위치(명칭)을 화면의 우 상단에 삽입하도록 저장되어 있는 경우  생성부는 별도로 구비된 타이머로부터 현재 시간을 전달받아 문자열(예를 들면 "2007.09.28 10:00AM")로 변환하고 현재시간 뒤에 촬영 위치에 해당하는 문자(예를 들면 "열람실 1")를 결합하여 완성된 문자열 ( "2007.09.28 10:00AM 열람실 1")을 생성하고 이를 도2와 같은 이미지로 변환하게 된다.



도면 2. 생성부에서 생성한 문자열의 이미지


여기서 현재 시간의 경우 24시간 표시나 12시간 표시, 일자의 경우 다양한 방식을 선택하여 출력할 수 있으며 촬영위치의 경우 상기와 같이 특정 위치의 명칭을 사용하는 대신 좌표(경도와 위도 등)를 사용하여 표시하는 것도 무방하다. 또 다른 예로는 건물 내의 방범 시스템에서 건물의 평면도를 표시하고 현재 촬영하고 있는 부분을 다른 색으로 칠하여 표시하는 방법 등을 사용할 수 있다.

이 경우 건물의 평면도는 사전에 저장장치 내에 저장되어 있으며, 카메라의 회전에 따라 색을 칠한 부분이 이동하도록 하여 촬영중인 부분을 명확히 확인할 수 있도록 한다.

위와 같이 이미지가 생성되면 생성부는 이미지와 이미지가 표시될 위치와 영상과의 투명도 등을 함께 출력하게 된다. 여기서 저장장치내에 하나의 규칙을 저장하는 대신 다양한 규칙을 저장하고 관리자가 그 중 일부를 선택하여 사용할 수 있도록 구성하는 것도 무방하다.

그러나 저장장치 내에 규칙을 저장하는 대신 사전에 정해진 문자, 이미지 또는 워터마크를 저장한 후 상기 생성부는 이를 변경하지 않고 사용하도록 하는것도 무방하며,관리자의 필요에 따라 이미지와 문자를 단독으로 사용하거나 함께 사용할 수도 있다. 또한 워터마크로 필요시 중복하여 사용하도록 하는 것도 무방하다.

그리고 카메라는 외부로부터 제어신호를 전달받아 저장장치 내의 규칙을 변경할 수 있도록 구성하여 관리자가 상기 규칙을 변경할 수 있도록 한다. 외부에서 접속하여 설정을 변경하는 것은 주지 관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로 합성부에 대해 설명하기로 한다. 합성부는 생성부에서 전달되는 문자, 이미지를 영상에 합성하거나 영상 내에 워터마크를 삽입하게 된다.



도면 3. 이미지가 합성된 영상


생성부에서 도면 2와 같은 이미지가 전달되는 경우 상기 이미지를 영상의 어느 위치에 어느 정도의 투명도로 합성할 것인지를 전달받은 후 상기 영상에 합성하여 도면 3과 같은 이미지를 생성하게 된다.  워터마크의 경우에는 영상의 디지털 신호에 워터마크 비트열을 추가하거나  영상을 주파수 신호로 변경한 후 상기 주파수 신호에 워터마크 비트를 삽입하게 된다.

다음으로 전송부에 대해 설명하기로 한다. 전송부는 합성부에서 합성된 영상을 무선이나 유선을 통해 외부로 전송하게 된다. 일반적으로 관리자가 감시하는 방범시스템에서는 동축케이블 등의 전용선을 사용하게 되며 다수의 수신자가 존재하는 경우(예를 들면 명승지의 풍경을 전송하는 경우 등)에는 인터넷을 통해 카메라로 접속하여 전송을 요청하는 수신자 측으로 신호를 전송하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 이에 따른 카메라에 대해 상세히 설명하기로 한다.



도면 4. 구성도 풍경 제공 시스템의 구성도


도면4 에서 풍경을 촬영할 카메라를 설치한 후 인터넷에 연결하고 아이피어드레스를 할당하여 외부에서 접속할 수 있도록 한다. 그리고 관리자는 카메라에 접속하여 생성부의 저장장치에 규칙을 설정하게 되며, 워터마크의 삽입과 화면 좌측 상단에 촬영되는 대상의 지명(예를 들면 "해운대")을 그리고 우측에 현재 시간을 표시하도록 설정한다.

이후 촬영을 시작하게 되며 촬영된 영상은 생성부에서 생성된 문자가 합성부에서 합성되고 그후 워터마크가 삽입된다. 카메라의 아이피어드레스를 사용하여 수신자가 접속하여 영상 전송을 요청하게 되면 합성부에서 합성된 도면 3과 같은 영상을 수신자의 단말기로 전송하여 수신자가 실시간으로 상기 영상을 감상할 수 있도록 한다. 수신자가 상기 영상을 무단으로 배포하는 경우 영상 내에 삽입되어 있는 워터마크를 사용하여 용이하게 저작자를 확인할 수 있어 저작권을 보호할 수 있다.



도면 5. 유치원 대표도


또 다른 실시 예로서 유치원에 다수개의 카메라를 설치하고 상기 카메라가 촬영한 영상을 부모가 확인할 수 있도록 하는 것이다. 먼저 유치원의 각 교실과 놀이시설, 복도 등에 카메라를 설치하게 된다. 이때 카메라는 인터넷에 연결하고 각각 아이피어드레스를 부여하여 외부에서 용이하게 접속할 수 있도록 한다. 이때 용이하게 접속할 수 있도록 아이피어드레스에 따른 도메인을 네임서버에 설정해두는 것이 바람직하다.



                          학부모에게 제공되는 이미지


이후 관리자는 각 카메라에 접속하여 각 카메라가 촬영하는 위치의 명칭과 현재 시각을 영상에 합성하도록 규칙을 설정하여 생성부의 저장장치에 저장하게 된다.

이에 따라 각 카메라는 촬영된 영상에 문자를 합성하게 된다. 추후 학부모가 카메라의 아이피어드레스나 도메인을 사용하여 접속하게 되면 해당 카메라가 촬영한 위 그림과 같은 영상이 전송되므로 다수개의 영상에서 자신의 자녀를 찾게 되며 상기 영상에 표시되는 문자를 통해 현재자신의 자녀가 어디에 있는지를 용이하게 확인할 수 있게 된다.



< 박지은 기자 > 

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