도면1. 종래의 움직임 검출장치 구성도
도 1은 종래의 움직임 검출장치 구성도이다. 일반적으로 영상신호 움직임 검출장치는 도 1에 도시된 바와 같이 영상입력신호가 영상신호 디코더에 입력되어 디지털 신호로 변환되어 영상신호 지연 메모리에 저장되고, 영상신호 비교기(3)에서는 영상신호 디코의 출력신호와 지연된 영상신호 지연 메모리의 출력 차이를 비교하여 시간에 따라 변화된 량을 검출한다.
그러면, 변화량 누적 및 검출감도 설정수단에서는 누적된 변화량이 설정된 검출감도 이상이 되면 움직임 신호를 출력하게 된다. 그러나, 구성된 종래의 움직임 검출장치는 영상신호 비교기에서 입력 영상신호와 지연 영상신호를 비교하기 위해 전체 영상을 실시간으로 저장하는 대용량의 영상신호 지연 메모리가 필요하게 된다.
도면2. 종래 고정 패턴과 혼합하지 않은 경우의 누적데이터 값의 변화를 보여주는 화면
이러한, 대용량의 영상신호를 기록하는 대용량의 메모리는 고가이기 때문에 전체 제조원가가 증가하게 되는 문제점이 있다. 그리고, 영상신호 지연 메모리 없이 영상 데이터 값만을 누적하여 더한 값을 지연된 누적값과 비교하여 움직임 여부를 검출할 경우 도 2에 도시된 바와 같이 단일 색상 배경 위에서 화면 크기보다 작은 물체가 움직일 때는 누적 값의 차이가 얻어지지 않기 때문에 움직임 여부를 정확하게 검출하지 못하게 되는 문제점이 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해 고가의 대용량 메모리를 사용하지 않고 간단한 논리회로 조합으로 간단히 제작가능하고, 움직임검출의 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있는 영상신호 움직임 검출장치에 대해 설명한다.
영상신호에서 움직임을 검출하는 장치에 있어서, 영상입력신호를 디지털신호로 변환하여 출력하고 화면의 시작을 알리는 수직동기 신호를 출력하는 영상신호 디코더와, 상기 영상신호 디코더로부터 출력되는 수직동기 신호를 기준으로 패턴신호를 발생하여 출력하는 고정패턴신호 발생수단이 있다.
또한 영상신호 디코더에서 출력되는 디지털 영상출력과 고정패턴신호를 혼합하여 합성시키는 신호 혼합수단과, 영상신호 디코더로부터 수직동기 신호가 입력될 때 그때까지 입력된 한 화면 분의 모든 신호합성수단 출력 데이터 값을 누적하는 데이터 누적수단도 있다.
데이터 누적수단으로부터 전송되는 한 화면 분의 누적데이터 값을 일시적으로 저장하는 누적데이터 지연 메모리와, 데이터 누적수단의 최종 출력과 누적데이터 지연 메모리의 데이터 값을 비교하여 시간에 따른 변화량을 검출하는 누적데이터 비교수단 및 누적데이터 비교수단의 출력 값을 판단하여 일정시간 안에 설정된 변화량 이상의 값이 누적된 때 화면의 움직임이 있다고 판단하여 움직임 신호를 출력하는 변화량 누적 및 검출감도 설정수단으로 이루어진 영상신호 움직임 검출장치에 의해 달성된다.
영상신호 전체를 저장해야 하는 영상지연메모리가 제거됨으로써 제품의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있고, 입력 영상신호와 특정한 고정 패턴신호(바둑판무늬나 의사랜덤 노이즈 등의 변화가 많은 화면 신호)를 합성하여 입력되는 영상 신호의 총합을 구하고 이값의 변화량을 추적하여 움직임을 검출함으로써 움직임 여부를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 감시가 필요 없는 영역을 배제시켜 집중적인 감시가 가능함으로써, 실용적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
도면3. 움직임 검출장치의 일 실시예를 도시한 구성도
도 3은 움직임 검출장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 영상입력신호를 디지털신호로 변환하여 출력하고 화면의 시작을 알리는 수직동기 신호를 출력하는 영상신호 디코더와, 영상신호 디코더로부터 출력되는 수직동기 신호를 기준으로 패턴신호를 발생하여 출력하는 고정패턴신호 발생수단이 있다.
영상신호 디코더 및 고정패턴신호 발생수단에서 출력되는 디지털 영상출력과 고정패턴신호를 혼합하여 합성시키는 신호 혼합수단 및 영상신호 디코더로부터 수직동기 신호가 입력될 때 그때까지 입력된 한 화면 분의 모든 신호합성수단의 출력 데이터 값을 누적하는 데이터 누적수단을 표시하고 있다.
또한 데이터 누적수단으로부터 전송되는 한 화면 분의 누적데이터 값을 일시적으로 저장하는 누적데이터 지연 메모리와, 데이터 누적수단의 최종 출력과 누적데이터 지연 메모리의 데이터 값을 비교하여 시간에 따른 변화량을 검출하는 누적데이터 비교수단 및 누적데이터 비교수단의 출력 값을 판단하여 일정시간 안에 설정된 변화량 이상의 값이 누적된 때 화면의 움직임이 있다고 판단하여 움직임 신호를 출력하는 변화량 누적 및 검출감도 설정수단으로 구성된다.
고정패턴신호 발생수단에서 발생하는 패턴은 바둑판 무늬 또는 의사 랜덤신호등 화면변화가 많은 신호를 만들어 사용하는 것이 바람직하다.
움직임 검출 장치의 작용관계를 설명하면 먼저, 입력된 영상신호가 영상신호 디코더에 보내져 디지털 신호로 변환되고 화면의 시작을 알리는 수직동기 신호와 함께 출력된다. 영상신호 디코더의 디지털 신호는 신호 혼합수단으로 출력되고, 수직동기 신호는 고정패턴 신호 발생수단, 데이터 누적수단 및 누적데이터 지연 메모리로 출력된다.
이후, 고정패턴 신호 발생수단은 수직동기 신호를 기준으로 바둑판 무늬나 의사랜덤등 변화가 많은 고정 화면 신호를 발생하여 신호 혼합수단으로 출력하고, 신호 혼합수단에서는 영상신호 디코더의 영상출력과 고정패턴 신호 발생수단의 고정패턴 신호를 혼합하여 합성된 신호를 만들어 데이터 누적기로 보낸다.
데이터 누적기는 화면 시작을 알리는 수직동기 신호를 시작점으로 하여 신호 혼합수단의 출력 값을 누적하여 한 화면 분의 모든 데이터 값을 누적하고, 다음 수직동기 신호가 도착하면 그때까지 누적된 데이터 값은 누적데이터 지연 메모리로 보내 일시 저장하도록 한 뒤 다음 수직동기 신호가 도착할 때까지 신호 혼합수단의 출력 값을 다시 누적하기 시작한다.
한편, 누적데이터 비교수단에서는 데이터 누적수단의 최종출력과 누적데이터 지연 메모리의 데이터를 비교하여 시간에 따른 변화량을 검출하여 변화량 누적 및 검출감도 설정수단으로 보내면, 변화량 누적 및 검출감도 설정수단에서는 일정시간 안에 설정된 변화량 이상의 값이 누적된 때 화면의 움직임이 있다고 판단하여 움직임 신호를 출력한다.
도 1에 도시된 종래 구성과 비교하여 볼 때, 영상신호 전체를 저장해야 하는 영상지연메모리가 제거됨으로써 제품의 원가를 절감할 수 있고, 전체영상을 지연시켜 비교하는 방법이 아닌 특정한 고정패턴을 입력 영상신호와 합성하여 입력되는 영상 신호의 총합을 구하고 이값의 변화량을 추적하여 움직임을 검출함으로써, 움직임 검출을 효과적으로 검출할 수 있는 것이다.
또한, 영상의 데이터 값만을 누적하여 더한 값을 비교하는 종래기술은 단일 색상 배경 위에서 화면크기보다 작은 물체가 움직이는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 누적값의 차이가 얻어지지 않아 움직임이 없는 것으로 오판하게 된다.
도면4. 고정패턴과 혼합한 경우의 누적데이터 값의 변화를 보여주는 화면
하지만 입력 영상신호에 변화가 많은 고정무늬의 패턴화면을 합성하고 이 합성화면에 대하여 누적 합산을 하도록 함으로써 도 4에 도시된 바와 같이 단일색상 배경에서 움직이는 물체인 경우에도 누적 데이터 값의 변화가 얻어져서 정확하게 움직임 검출을 할 수 있다.
도면5. 움직임 검출장치의 다른 실시예를 도시한 구성도
도 5는 영역 설정이 가능한 움직임 검출장치의 실시 예를 도시한 구성도이다. 도 5에 도시된 다른 실시 예는 도 3의 구성과 비교하여 볼 때 다른 구성은 동일한 것에 대해 검출영역설정수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
검출영역설정수단은 신호 혼합수단의 출력중 설정된 영역에 대한 신호 값만을 검출하여 데이터 누적수단으로 출력한다. 즉, 도 3에 도시된 실시예는 화면상의 모든 부분에 대해 움직임 검출해야 하는데 비해 도 5에 도시된 실시예는 신호 혼합수단의 출력에 검출영역설정수단에서 설정된 영역에 대해서만 누적합산을 하게 되므로 감시가 필요 없는 영역을 배제시켜 집중적인 감시가 가능하여 실용적인 기능을 더 포함한 것이다.
<김현경 기자>
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