(57)【要約】本発明は多チャンネル入力の多重画面分割装置に関し、特に保安監視システム（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ）において多数個のビデオカメラから送出された多チャンネル映像をコンピュータモニタのような高画質（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ディスプレー装置に解像度の損失なくディスプレーする多チャンネル入力の高画質多重画面分割技術に関する。本発明は従来の多チャンネル多重画面分割ディスプレー装置に比べて４倍の解像度の増加を期待することができるので、監視保安システムで記録される対象映像物を正確に認識することができる。さらに、本発明の概念を適用して１６チャンネル監視システムを具現するのに従来技術とは別に４個のＱＵＡＤチップに一つのチップ内にシステム構成が可能である。従って、システム構成費用を安くすることができる長所がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１２８０×１０２４解象度を持つコンピュータモニタの分割画面を４個の分割画面に分割して、４チャンネルの映像をディスプレーする方法おいて、各々のチャンネル当アナログ映像を６４０×４８０解像度をデコ−ディンし、生成するデジタルビデオデータを各々のチャンネルに対応した第１記憶手段に第１周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
上記の第１記憶手段に貯蔵されたデジタルビデオデータを上記の第１記憶手段よりも高速にアクセスが可能な第２記憶手段に上記第１周波数より高い第２周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
各々４個のチャンネルに対応して、各々デジタルビデオデータを貯蔵する４個の第２記憶手段から同期信号の制御下に上記第２周波数より高い第３周波数のクロック速度で１２８０×９６０解像度のデジタルビデオデータをアクセスして１２８０×１０２４解像度の分割画面にデジタルビデオデータにスケイリングする段階； 及び
上記１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータをアナログ信号に変換してＲＧＢ信号を生成する段階を含む画面分割ディスプレー方法。
【請求項２】
第１項において、第１周波数は１３．５ＭＨｚ、第２周波数は４０ＭＨｚ、第３周波数は５４ＭＨｚであることを特徴とする画面分割ディスプレー方法。
【請求項３】
１２８０×１０２４解像度を持つコンピュータモニタの画面を９個に分割して９個チャンネルの映像をでディスプレーする方法おいて、各々のチャンネル当アナログ映像を４２６×３２０解像度にデコーディンして生成するデジタルビデオデータを各々のチャンネルに対応した第１記憶手段に第１周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
上記第１記憶手段に貯蔵されたデジタルビデオデータを上記第１記憶手段より高速にアクセスが可能な第２記憶手段に上記第１周波数より高い第２周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
各々９個のチャンネルに対応した９個の第２記憶手段から同期信号の制御下に上記第２周波数より高い第３周波数をクロックして１２８０×９６０解像度のデジタルビデオデータをアクセスする１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータにスケイリングする段階； 及び
上記１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータをアナログ信号に変換してＲＧＢ信号を生成する段階を含む画面分割ディスプレー方法。
【請求項４】
第３項において、第１周波数は１３．５ＭＨｚ、第２周波数は４０ＭＨｚ、第３周波数は１０８ＭＨｚであることを特徴とする画面分割ディスプレー方法。
【請求項５】
１２８０×１０２４解像度を持つコンピュータモニタの画面を１６個の分割画面に分割して１６チャンネルの映像をディスプレーする方法において、各々のチャンネル当アナログ映像を３２０×２４０解像度にデコーディンぐして生成するデジタルビデオデータを各々のチャンネルに対応した第１記憶手段に第１周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
上記第１記憶手段に貯蔵されたデジタルビデオデータを上記第１記憶手段より高速にアクセスが可能な第２周波数をクロック速度にして貯蔵する段階；
各々１６個のチャンネルに対応した１６個の第２記憶手段から同期信号の制御下に上記第２周波数より高い第３周波数のクロック速度で１２８０×９６０解像度のデジタルビデオデータをアクセスして、１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータにスケイリングする段階； 及び
上記１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータをアナログ信号に変換してＲＧＢ信号を生成する段階を含む画面分割ディスプレー方法。
【請求項６】
第５項において、第１周波数は１３．５ＭＨｚ、第２周波数は４０ＭＨｚ、第３周波数は１８４ＭＨｚであることを特徴とする画面分割ディスプレー方法。
【請求項７】
第１項、第３項、または第５項において、上記第１記憶手段はＦＩＦＯを含む画面分割ディスプレー方法。
【請求項８】
第１項、第３項、または第５項において、上記第２記憶手段はＳＤＲＡＭまたはＳＧＲＡＭを含む画面分割ディスプレー方法。
【請求項９】
１２８０×１０２４解像度を持つコンピュータモニタの画面をｍ個（但、ｍ＝ｎ×ｎ、ｎは自然数）の多重分割画面に分割して、各々の分割画面にｍ個チャンネルの映像をディスプレーする装置において；
各々のチャンネルに対応したアナログ映像を単一画面（ｎ＝１）の場合は７２０×４８０解像図、４画面（ｎ＝２）の場合は、６４０×４８０解像度、９画面（ｎ＝３）の場合は４２６．６６×３２０解像図、１６画面（ｎ＝４）の場合は３２０×２４０解像図のデジタルビデオデータにデコーディングするｍチャンネルに対応したｍ個のデコーディング手段；
上記ｍ個のデコーディング手段が生成する各々のチャンネルに対応したデジタルビデオデータを各々第１周波数のクロック速度で貯蔵するｍ個の第１記憶手段；
上記ｍ個の第１記憶手段に各々貯蔵されたｍチャンネルのデジタルビデオデータを１６ビットのＹＵＶフォマットに順次転換して第２周波数のクロック速度で貯蔵する高速アクセス用第２記憶手段；
上記第２記憶手段から上記ｍ個チャンネルに対応したＹＵＶデジタルビデオデータを同期信号下に第３周波数のクロック速度で高速アクセスして生成する１２８０×９６０のビデオデータを１２８０×１０２４解像度のビデオデータに変換するスケイリング手段； 及び
上記スケイリング手段が出力する１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオ信号をアナログＲＧＢ信号に変換するＤ／Ａ変換手段を含む画面分割ディスプレー装置。
【請求項１０】
ｐ×ｑ解像度を持つモニタの画面をｍ個（但、ｍ＝ｎ×ｎ、ｎは自然数）の多重分割画面に分割して、各々の分割画面にｍ個チャンネルの映像をディスプレーする装置において、
各々のチャンネルに対応したアナログ映像を（ｐ／ｎ）×（ｑ／ｎ）解像度のデジタルビデオデータにデコーディングするｍ個のデコーディング手段；
上記ｍ個のデコーディング手段が生成する各々のｍ個チャンネルに対応したデジタルビデオデータを各々第１周波数のクロック速度で貯蔵するｍ個の第１記憶手段；
上記ｍ個の第１記憶手段に各々貯蔵されたｍチャンネルのデジタルビデオデータを１６ビットのＹＵＶフォマットに順次転換して第２周波数のクロック速度で貯蔵する高速アクセス用第２記憶手段；
上記第２記憶手段からｍ個チャンネルに対応したＹＵＶデジタルビデオデータを同期信号下に第３周波数のクロック速度で高速アクセスし、生成したビデオデータをｐ×ｑ解像度のビデオデータに変換するスケイリング手段； 及び
上記スケイリング手段が出力するｐ×ｑ解像度のデジタルビデオ信号をアナログＲＧＢ信号に変換するＤ／Ａ変換手段を含む画面分割ディスプレー装置。
【請求項１１】
第９項または第１０項において、上記第１記憶手段はＦＩＦＯを含む画面分割ディスプレー装置。
【請求項１２】
第９項または第１０項において、上記第２記憶手段はＳＤＲＡＭまたはＳＧＲＡＭを含む画面分割ディスプレー装置。
【請求項１３】
第９項または第１０項において、第３周波数は第１周波数のｍ倍であることを特徴とする画面分割ディスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は多重画面分割装置に関する。特に監視システム（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ）で多数個のビデオカメラから入力される多チャンネル映像をコンピュータモニタのような高画質（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ディスプレー装置にディスプレーする多チャンネル入力の高画質多重画面分割技術に関する。
【０００２】
関連技術の説明
ビデオカメラまたはＣＣＤカメラ等と同じ映像撮影機器から撮影される映像を圧縮して貯蔵するデジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ； Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）を利用した監視システム（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ）が銀行、商店街、家庭等にかけて広範囲で利用われている。
しかし、監視システムの保安能力を向上するために多数個のカメラを設置し、多数個のカメラから送り出される映像信号を圧縮処理して貯蔵し、ディスプレーするシステムが通用されている。
このような多数個のカメラが伝送する多数個チャンネルの映像をディスプレーするために、一つのモニタを多数個で分割して各々のチャンネルを同時にディスプレーする方式が使われている。
即ち、一つのモニタを利用して４分割（Ｑｕａｄ）または１６分割して多数個のチャンネルを一つの画面へ同時にマルチスクーリング（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｃｒｅｅｎ）ディスプレーする方式が使われている。
【０００３】
図１は従来技術により多重チャンネルを一つのモニタに分割ディスプレーするシステムの構成を表した図面である。
図１を参照すれば、各々の監視カメラ（９０）は撮影したビデオ信号（１００）をディコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ； １０１）に入力させアナログ映像をデジタルビデオ信号に変換する。
この時に、ディコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ；１０１）は国際電気通信連合の標準ビデオフォーマット（ＩＴＵ−Ｒ）のデジタルビデオ信号に変換してＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ：先入先出）記憶装置（１０２）に 貯蔵する。
即ち、各々の監視カメラ（９０）が伝送する映像を、例えば４個に分割された画面にディスプレーするためには、各々チャンネルの映像を同期化（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ）するためにＦＩＦＯ（１０２）に一旦デジタルビヂオデータを貯蔵することになる。
【０００４】
続いて、ＥＰＬＤ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：エレーザブル  プログラマブル  ロジック  デバイス； １０４）の制御下に第１ＦＩＦＯ （１０２）、第２ＦＩＦＯ、第３ＦＩＦＯ、…、第ｎＦＩＦＯ等を一つのずつ交代しながらアクセスして、分割された画面を順番に走査するようになる。
例えば、６４０×４８０解像度のデレビジョンモニタを４個の画面に３２０×２４０解像度のマルチスクリング（１０６、１０７、１０８、１０９）を構成する場合、第１画面（１０６）の初番目ラインを走査するために第１ＦＩＦＯからデータを読出した後には、ＥＰＬＤ（１０４）の制御下に第２画面（１０７）を走査するため、第２ＦＩＦＯからデータを持ってこなければならない。
【０００５】
このようにして多数個のＦＩＦＯ（１０２）から順次的に同期化され、アクセスされて読んでくるデジタルビデオデータはエンコーダー（１０３）に内蔵されたデジタル信号処理部及びＤ／Ａ変換機を経てアナログ信号に変換されてモニタ（１０５）に出力される。
しかし、従来技術による多チャンネル多重画面分割システムの場合（以下では４分割システムを本位に説明する）、最大解像度が６４０×４８０として、４分割画面の場合、各チャンネル当解像度は３２０×２４０になり１６分割画面の場合、解像度１６０×１２０になる。
【０００６】
その結果、多チャンネル多重分割画面に撮影される撮影物を実質的に認識しようとする場合、解像度が劣悪で画質が低下される問題点がある。
とくに、多チャンネル多重分割画面に取らせた画面が犯罪者の犯行場面の場合、３２０×２４０解像度（４分割画面）または１６０×１２０解像度（１６分割画面）を持って犯人の人相着衣を把握するのは技術上難関がある。
【０００７】
発明の概要
従って、本発明の第１目的は一つのモニタを利用するとしてもＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）級超高解像度で映像を分割して処理する多チャンネル多重画面分割装置及び方法を提供することにある。
本発明の第２目的は上記第１目的に付加して、一つのモニタに多チャンネル多重分割画面ディスプレーされる最終解像度はＶＣＲ録画またはＴＶディスプレーのためのＳＤ（６４０×４８０＠３０ｉ）級出力とＳＤ級出力の４倍の解像度を具現する１２８０×１０２４ＳＸＧＡ級順次走査（ｎｏｎ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅｄ：ノンインターレース）ディスプレーすることができる装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
即ち、本発明の目的は画面分割によるビデオディコーダ解像度出力と実際最終画面での解像度は、添附する表１に表したような解像度を具現することにある。
【表１】
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【０００９】
上記目的を達成するために本発明は１２８０×１０２４解像度を持つコンピュータモニタの画面を４個の分割画面に分割して４チャンネルの映像をディスプレーしようとする場合には、各々のチャンネル当アナログ映像を６４０×４８０解像度にデーコディングして生成したデジタルビデオデータを各々のチャンネルに対応した第１記憶手段に第１周波数のクロック速度で貯蔵する段階； 上記第１記憶手段に貯蔵されたデジタルビデオデータを上記第１記憶手段より高速にアクセスが可能な第２記憶手段に上記第１周波数より高い第２周波数のクロック速度で貯蔵する段階；各々４個のチャンネルに対応した４個の第２記憶手段から同期信号の制御下に上記第２周波数より高い第３周波数のクロック速度で１２８０×９６０解像度のデジタルビデオデータをアクセスして１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータにスケイリングする段階；及び上記１２８０×１０２４解像度のデジタルビデオデータをアナログ信号に変換してＲＧＢ信号を生成する段階を含む画面分割ディスプレー方法を提供する。
【００１０】
従来の画面分割ディスプレー装置は出力ビデオ信号をインターレース（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）方式で走査するため、順次走査（ｎｏｎ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅ：ノンインターレース）方式が採用されたコンピュータモニタ出力装置を使用することにおいて、コンピュータモニタの解像度を十分に利用することができない技術的限界があったが、本発明は前述した問題点を解決するために高速デジタル信号処理技術を利用した高画質多チャンネル画面分割技術を開始する。
【００１１】
発明の好適な態様の詳細な説明
以下では、添附図面の図２及び図３を参照して、本発明による高画質多チャンネル画面分割技術を詳しく説明する。
本発明はカメラから電送される映像をスケイリング（ｓｃａｌｉｎｇ）せずに、そのまま高解像度をディスプレーすること特徴とする。即ち、４分割ディスプレーの場合、ディコーダ（１０１）で従来の場合３２０×２４０にスケイリンーグしたのを本発明は６４０×４８０の解像度をそのまま維持して信号処理することを特徴とする。
また、単独画面の場合にも従来技術は６４０×４８０デコーディングしていたが、本発明は７２０×４８０解像度を維持することができる。
【００１２】
図２は本発明による多チャンネル高画質多重分割画面ディスプレー装置がディスプレーする映像の解像度を一実施例として、各々の分割画面は６４０×４８０の解像度を表す図面である。即ち、図２を参照すれば、４分割高画質ディスプレー装置にあって各々の画面（２００、２０１、２０２、２０３）は６４０×４８０の解像度を具えているので全体的には１２８０×９６０の解像度を提供している。
【００１３】
従って、本発明による高画質多チャンネル多重分割ディスプレー装置を構成するＦＩＦＯからデータをアクセスするためには１２８０×９６０＠３０Ｈｚ＝３６，８６４，０００ＢＰＳ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）の速度でデータを読み出ししなければならない。本発明の良好な実施例として、ＦＩＦＯから読み出しするデータアクセス方法は４０ＭＨｚから１６ビットずつデジタルビデオデータを読んでくるように設計することができる。
【００１４】
図３は本発明による高画質多チャンネル多重分割画面ディスプレー装置の駆動回路の構成を表した図である。 図３を参照すれば、先にビデオディコーダ（３００）は各チャンネルの映像アナログ入力ビデオ信号をデジタル信号に変換して、これをＦＩＦＯ（３０１）に貯蔵する。 本発明の良好な実施例として、ディコーダ（３００）はＦＩＦＯ（３０１）に１３．５ＭＨｚの速度で１６ビットずつ記入することができる。
【００１５】
一方、外部で引加される同期信号または内部の同期信号発生機で発生する同期信号中、選ばれた同期信号と画面分割に対した情報によって、各々の入力ＦＩＦＯ（３０１）などは制御されて映像データであるＹＵＶ１６ビットを出力する。 この映像データなどは、１２８０×９６０＠６０Ｈｚのインターレース（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）走査信号規格を持っている。
続いて、本発明による望ましい実施例として、前述した１６ビットのＹＵＶデジタルビデオデータはＶＣＲ録画またはＴＶディスプレーのためのＳＤ級出力と高画質ディスプレーのような２個の経路に分離されるように設計することができる。
【００１６】
本発明の良好な実施例によってＳＤ級出力と高画質ディスプレーのような２個の経路に分離されるように設計することができる。本発明の良好な実施例によって、ＳＤ級ディスプレーを適用する場合、１２８０×９６０＠６０Ｈｚインターレース映像データはＳＤディスプレーのために６４０×４８０＠６０Ｈｚインターレース情報に変換されて出力ＦＩＦＯに貯蔵され、制御されたタイミングに出力されてビデオエンコーダとＶＩＰポートに出力されることができる。
【００１７】
この時にビデオエンコーダはデジタル映像データをアナログ映像信号に変換して出力する。本発明のまた他の実施例によりＨＤ級ディスプレーを実行する場合、映像データは高速アクセスの（即ち、１２８０×９６０＠６０Ｈｚインターレース１０８ＭＨｚまたは１２８０×９６０＠３０Ｈｚインターレース５４ＭＨｚ）ためにＳＤＲＡＭ（３０２）に貯蔵される。
【００１８】
本発明による良好な実施例として、ＳＧＲＡＭと同じ高速メモリを使用することができる。続いて、制御されたタイミングによって出力されてＹＵＶ４：２：２をＹＵＶ４：４：４に変換して、カラースぺース変換機（ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を経てＲＧＢ２４ビットで出力される。
本発明のまた他の実施例として、カラースぺース変換機はアナログまたはデジタル方式が使われることができる。
【００１９】
本発明の良好な実施例として、ＳＤＲＡＭは書き込みと読み出し（ｗｒｉｔｅ／ｒｅａｄ）を互いに行き違うように進行することで２個を一対で使用することができて、メモリ入出力ビット数を縮小させるためにＹＵＶデータを利用することができる。
再び図３を参照すれば、スケイルチップ（ｓｃａｌｅｒ ｃｈｉｐ； ３０５）は１２８０×９６０＠６０Ｈｚインターレース１０８ＭＨｚあるいは１２８０×９６０＠３０Ｈｚノンインターレース５４Ｈｚ入力を受けて最終出力で１２８０×１０２４スケイリングを随行し、同期信号に基準としてフレームレイト変換を随行する。
【００２０】
また、本発明によるスケイルチップ（３０５）はオンスクリーンディスプレー（ＯＳＤ）を混合してＲＧＢ２４ビットを出力することができる。このデータなどはＤＡＣ（３０６）を経てアナログＲＧＢ信号に変換されてディスプレーできる。一方、高画質モニタにディスプレーさせるにはＲＧＢ出力代わりにＹＵＶまたはＴＭＤＳのようなデジタルまたはアナログ出力を適用することができる。
以上では、本発明の良好な実施例として４分割画面高解像度ディスプレー装置を本位に説明したが、９分割または１６分割画面の場合にも本発明の思想を拡張して適用することができる。また、以上では、ＭＴＳＣを本位にして説明したが、ＰＣＬ方式に対しても拡張適用が可能である。
【００２１】
前述した内容は後述する発明の特許請求範囲をよりよく理解することができるように本発明の特徴と技術的長所を多少幅広く概設した。本発明の特許請求範囲を構成する附加的な特徴と長所などは以下にで詳述した。開示された本発明の概念と特定実施例は本発明と類似目的を行うための他の構造の設計または修正の基本として手早く使用できることが当該技術分野における熟練者等により認識されるべきである。
また、本発明で開示された発明の概念と実施例は、本発明の同一目的を遂行するため、異なる構造に修正または設計するための基礎として、当該技術分野の熟練者により使用されるであろう。更に、当該技術分野の熟練者によるそのような修正または変更された等価構造は特許請求範囲において記述した発明の思想や範囲をはずれない限度内で多様な変化、置換及び変更は可能である。
【００２２】
発明の効果
以上のように、本発明は従来の多チャンネル多重画面分割ディスプレー装置に比べて４倍の解像度増加を期待することができ、監視保安システムで紀録される対象映像物を正確に認識することができる。
また、本発明はＳＤ級（６４０×４８０＠３０ｉ）出力を提供することによりＶＣＲ録画またはＴＶ ディスプレーも可能にさせる。 さらに、本発明は１６チャンネルを具現するが従来技術と別に４個のＱＵＡＤチップを使用しないために、システム構成上費用を安くさせることができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による多重チャンネルを一つのモニタに分割ディスプレーするシステムの構成を表した図。
【図２】本発明による多チャンネル高画質多重分割画面ディスプレー装置がディスプレーする映像の解像度を一実施例として、各々の分割画面は６４０×４８０の解像度を表す図。
【図３】本発明による高画質多チャンネル多重分割画面ディスプレー装置の駆動回路の構成を表した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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