JP2004520768A

JP2004520768A - 複数個のｕｓｂカメラを利用したピシベースのデジタル映像貯蔵装置システム

Info

Publication number: JP2004520768A
Application number: JP2002590668A
Authority: JP
Inventors: リム，イン−グォン; ゾン，イン−ヒョ; キム，ジン−ソウブ; ギム，デイゾン
Original assignee: スングジンシーアンドシーカンパニーリミテッド
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2004-07-08
Also published as: EP1323311A4; WO2002093926A1; CA2408916A1; US20040033052A1; KR20020087520A; CN1460376A; EP1323311A1; KR100392558B1

Abstract

本発明はＵＳＢ（ＵＳＢ；ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）カメラを利用したピシ（ＰＣ；ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）基盤のデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ；ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＲｅｃｏｒｄｅｒ）に関したものであり、とくに複数個のＵＳＢカメラをカスケイド（Ｃａｓｃａｄｅ）方式または直接最長５０ｍまで連結して使用することにより安い費用で便利な保安監視システムに適用可能なデジタル映像貯蔵装置に関する。
本発明はＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルとＵＳＢハブを利用して，パーソナルコンピュータに追加のキャップチャーボードのような別のハードウェアまたはデバイスドライバソフトウェアの製作なしに簡便で複数個のＵＳＢカメラを最大５０ｍまで互いにカスケイドまたは直接連結することにより安い費用でデジタル映像貯蔵装置を構成することができる。
従来のデジタル映像貯蔵装置に使われるアナログＣＣＤカメラに比べて、本発明を構成するＵＳＢカメラは価格が１／４程度に安くて、複数個のカメラを単一ＵＳＢポートにカスケイド方式または直接接続することができるので配線費用とカメラ価格を大幅節減することができる。

Description

【０００１】
技術分野
本発明はＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）カメラを利用したＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）ベースのデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ；ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＲｅｃｏｒｄｅｒ）に関する。
とくに複数個のＵＳＢカメラをカスケイド（Ｃａｓｃａｄｅ）方式または直接最長５０ｍまで連結して使用することにより、安い費用で便利に保安監視システムに適用可能なデジタル映像貯蔵装置に関する。
【０００２】
背景技術
産業構造が高度化していくことによって、主要施設物をモニターする保安監視装置の適用範囲が拡大されている。建物の室内外及び地下駐車場または金融サ−ビス窓口、無人金融サ−ビス端末機等に保安監視のためのデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ）が使われている。
【０００３】
従来技術によるデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ）の場合、図１に図示したように、デジタル映像貯蔵のためのコンピュータ本体（１００）は、複数個アナログＣＣＤカメラ（１２０、１２１、１２２、１２３）を同軸ケ−ブル（１４０、１４１、１４２、１４３）を通じて接続していて、各々のアナログＣＣＤカメラ（１２０、１２１、１２２、１２３）が撮影する映像などは、キャップチャーボード（ＣａｐｔｕｒｅＢｏａｒｄ；１１０）と呼ばれるハードウェアで処理される。
【０００４】
従来技術によるアナログＣＣＤカメラ保安監視ディブイアール（ＤＶＲ）の場合、別々の特定地域をモニタするアナログＣＣＤカメラ（１２０、１２１、１２２、１２３）などは別の電源の供給（１３０、１３１、１３２、１３３）を受けなければいけない不便な点がある。
【０００５】
一方、従来技術によるデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ）を構成するキャップチャーボード（１１０）はデジタル映像圧縮用チップが内蔵された場合、エンコーダー（ｅｎｃｏｄｅｒ）ボードと呼ぶこともあるが、上記キャップチャーボード（１１０）はキャップチャーチップ（ＣａｐｔｕｒｅＣｈｉｐ）を内蔵する。従来技術によるキャップチャーチップはアナログＣＣＤカメラから伝送される画像データをキャップチャーするＰＣＩバスを通じてメモリに貯蔵する。この時に、ＰＣＩバスを通じてメモリに貯蔵される過程はディエムエイ（ＤＭＡ；ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ）によって制御される。
【０００６】
続いて、メモリに貯蔵された画像データは中央処理ユ二ット（ＣＰＵ）が読み出しして、デジタル映像圧縮をした後、貯蔵するようになる。しかし、従来技術によるデジタル映像貯蔵装置の場合、キャップチャーチップが伝送する画像データをＰＣＩバス（ＰＣＩｂｕｓ）を通じてメモリに貯蔵するディエムエイ（ＤＭＡ）を管理するためにデバイスドライバ（ＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒ）が提供されなければいけない。
【０００７】
即ち、デバイスドライバは、キャップチャーチップからＰＣＩバスを通じて超えて来るデータを受信するソフトウェアインターフェースで、デジタル映像貯蔵装置を構成するために、上記デバイスドライバは別に提供されなければいけない不便がある。
【０００８】
一方、従来技術によってアナログＣＣＤカメラを利用したデジタル映像貯蔵装置の問題点を解決するために、ＵＳＢカメラを利用したデジタル映像貯蔵装置を考えることができるが、ＵＳＢ信号プロトコルの特性上５ｍ以上のケーブルを監視用ＵＳＢカメラに連結することができない問題点によって、ＵＳＢカメラはピシ（ＰＣ）周囲に装着し、インターネットを通じた画像チャット程度のための目的のみ使われるだけで、複数個ＵＳＢカメラをパーソナルコンピュータに５ｍ以上の遠距離区間に対して互いに連結し、保安監視用デジタル映像貯蔵装置に適用されるのは技術的難関がある。
【０００９】
発明の概要
従って、本発明の第１目的は複数個のＵＳＢカメラを連結して作動されることができるデジタル映像貯蔵装置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、複数個のＵＳＢカメラをカスケイド方式または直接接続することで、設置費用を節約することができるデジタル映像貯蔵装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３目的は上記第１目的に付加して、ハードウェア的にキャップチャーボードなくても動作されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ；ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）ベースのデジタル映像貯蔵装置を提供することにある。
本発明の第４目的は上記第１目的に付加して、録画用カメラが伝送する画像データを処理するためのデバイスドライバの追加開発が必要ないデジタル映像貯蔵装置を提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は複数個のＵＳＢ（ＵＳＢ）カメラをカスケイド（Ｃａｓｃａｄｅ）方式または直接連結してデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ）を構成する技術を提供する。
本発明によって複数個のＵＳＢカメラを利用し、ウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムのパーソナルコンピュータ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ；ＰＣ）をベースとしてデジタル映像貯蔵装置を構成する場合、ＵＳＢカメラから出るＵＳＢポ−ト（Ｐｏｒｔ）をパーソナルコンピュータのＵＳＢポートに連結することにおいて、一般のＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）ケーブルを使用する場合、ライン電圧降下によって有効通信距離が５ｍ以内に制限される問題点がある。
【００１２】
従って、本発明は複数個のＵＳＢカメラをＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルとＵＳＢハブを利用してカスケイド方式または光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルだけで接続することにより、ＵＳＢポートから最大５０ｍ長さ内に複数個のＵＳＢカメラを簡便に設置して保安監視機能を遂行することができるようにするピシ（ＰＣ）ベースのデジタル映像貯蔵装置（ＰＣ−ＢａｓｅｄＤＶＲ）を提供する。
【００１３】
実施例
以下では、添附図面図２〜４を参照して本発明による複数個のＵＳＢカメラを備えるデジタル映像貯蔵装置の良好な実施例を詳しく説明する。
【００１４】
図２ａ及び図２ｂは本発明の第１実施例によるデジタル映像貯蔵装置の構成を示した図面である。図２ａを参照すれば、ＰＣ（１００）のＵＳＢポート（１９０）に本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００）を連結して通達距離を５０ｍまで拡張させて、ＵＳＢカメラ（２２０）を装着することができる。図２ｂに示した本発明による第１実施例は、ＰＣ基盤下において複数個のＵＳＢカメラを構成することを特徴とし、この場合、ウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムに提供されるＵＳＢエイピアイ（ＡＰＩ）を利用してＵＳＢカメラが伝送るビデオデータを圧縮処理して貯蔵するようになるのでＵＳＢカメラの製造ブランドに独立的な（Ｄｅｖｉｃｅ−Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）システムを構成する長所がある。
【００１５】
一方、ＵＳＢは使用するのに便利であり拡張が容易して、データ伝送速度面で効率的なホストとクライアント間の通信方式である。しかし、ＵＳＢケーブルの長さが５ｍ以下に制限されるので、本発明はＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００）を使用することを特徴とする。
【００１６】
図２ｂを参照すれば、本発明によるパーソナルコンピュータ本体後面に具備されているＵＳＢポート（１９０、１９１）にＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００）が接続される。本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００）は、ＵＳＢデータ電気信号を光データ信号に変換または逆変換する送受信部（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）を両端に内蔵していて、本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルを使用することで有効通信距離を５０ｍまで延長することができる。
【００１７】
本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルの構成は、図３を参照して後述し、ここでは本発明のデジタル映像貯蔵装置の構成を主として説明する。
また図２ｂを参照すれば、ＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００）は一方の端未に電源（２０１）を供給されるようになっていて、ＵＳＢハブ（ＵＳＢＨＵＢ；２１０）を利用して複数個のＵＳＢカメラを連結することができる。ＵＳＢハブにも別途の電源を供給されるようになっている。即ち、図２ｂ図示されたＵＳＢハブ（２１０）には多数のＵＳＢポートが提供されて、その中の一つのＵＳＢポートにＵＳＢカメラ（２２０）がつながることができる。
【００１８】
また、本発明によるデジタル映像貯蔵装置を保安監視用録画装置に使用する場合、いろんな場所に複数個のＵＳＢカメラを所々に設置し、各々のＵＳＢカメラが伝送するビデオデータを圧縮処理して貯蔵することが必要である。このために、本発明はＵＳＢハブ（２１０）にＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２０２）をカスケイド（ｃａｓｃａｄｅ）連結して複数個のＵＳＢカメラ（２２１、２２２）は、ＵＳＢハブ（２１１）を通じて接続することができる。
【００１９】
このような方式で、複数個のＵＳＢハブ（２１０、２１１、２１２）と複数個ＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００、２０２、２０３）を利用して複数個ＵＳＢカメラ（２２０、２２１、２２２、２２３、２２４）をカスケイド方式に接続することができる。この時に、本発明による望ましい実施例として、ＵＳＢポート（１９０、１９１）から最終端のＵＳＢカメラ（２２４）までの長さは、ＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（２００、２０２、２０３）の有効通信距離である５０ｍを超えないようにすることが望ましい。
【００２０】
このように、複数個のＵＳＢカメラ（２２０、２２１、２２２、２２３、２２４）を一つのＵＳＢポート（１９０）に構成することにより、従来技術のような各々のアナログＣＣＤカメラに対応して一つのポートを要求する複雑な構成インターフェースを解決する。
本発明によるデジタル映像貯蔵装置は、単一ＵＳＢポート（１９０）にカスケイド方式で１２７個のＵＳＢカメラの接続を可能なるようにして、従来技術とは別にカスケイド方式で１２７チャンネルを直列ケーブルに構成することにより設置費用と時間を節減することができる。
【００２１】
さらに、本発明によるＰＣベースのデジタル映像貯蔵装置はウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムガード下でＵＳＢカメラと共に提供されるデバイスドライバソフトウェアを設置した後は、追加のキャップチャーボードまたはキャップチャーチップ及びデバイスドライバの開発が要求されない長所がある。
【００２２】
図３は本発明によるＵＳＢ用光ケーブルの構成を示した図面である。ＵＳＢバスは＋５ボルトのＶｃｃ電源ライン、接地ライン、Ｄ＋データライン及びＤ−データラインに構成される。図３を参照すれば、Ａ側ＵＳＢバスＤ＋端子またはＤ−端子は第１制御スイッチ（３０１）に連続されて、第１駆動部（３０２）はＡ側（３００）から入力される電気データ信号によって対応し、発光ダイオド（３０４）を駆動して光ケーブル（３０６）に光データ信号を伝送する。
【００２３】
光データ信号はフォトダイオード（３０８）から検出されて第２増幅部（３１０）を経て電気信号に変換され、第２制御スイッチ（３１２）に伝達される。同じ方法としてＢ側（３２０）からのＵＳＢ信号は第２駆動部（３１１）と発光ダイオド（３０９）を経て、光ケーブル（３０７）に電送され、フォトダイオード（３０５）から光データを検出して第１増幅部（３０３）と第１制御スイッチ（３０１）に伝達される。
【００２４】
本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルは従来の技術によって製作されたケーブルに代用して使われることができ、ＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルに関する技術は大韓民国特許公開第２００１−００１６３５９号に開始されている。
【００２５】
図４は本発明の第２実施例によるデジタル映像貯蔵装置の構成を示した図面である。本発明による第２実施例は汎用ＣＰＵ（例えば、インテル社のペンティアム（登録商標）プロセッサーまたはパワーＰＣ用マイクロプロセサー）ではない産業用ＣＰＵとリアルタイム（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）オペレーティングシステム（ＯＳ）等の専用オペレーティングシステムを利用して駆動される小規模のインベディド（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）システムに複数個のＵＳＢカメラを装着してデジタル映像貯蔵装置を構成することを特徴とする。
【００２６】
図４を参照すれば、産業用ＣＰＵ（４０１）とＵＳＢバスと繋るＵＳＢチップ（４０２）、ＵＳＢポート（４０４）が図示されている。この時に、ＵＳＢ駆動ソフトウェア（４０３）が供給されなければいけない。一方、ＵＳＢポート（４０４）には本発明によるＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル（４０５、４０７）と複数個のＵＳＢポート（４０６、４１１）を利用してカスケイド方式または直接ＵＳＢカメラ（４０８、４０９、４１０）が連続される。
【００２７】
前述した内容は後述する発明の特許請求範囲をより良く理解できるように本発明の特徴と技術的長所を多少幅広くて概説した。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で詳述されるだろう。開始された本発明の概念と特定実例は本発明と類似目的を遂行するための違った構造の設計とか修正を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。
【００２８】
また、本発明で開始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駆動は特許請求範囲において記述した発明の思想とか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。
【００２９】
産業上の利用可能性
以上のように、本発明はＵＳＢ用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブルが必要ならば別のＵＳＢハブを利用して、パーソナルコンピュータに追加のキャップチャーボードのようなハードウェアまたはデバイスドライバソフトウェアの製作なしに簡便で複数個のＵＳＢカメラを最大５０ｍまで互いにカスケイド方式または直接連結することにより安い費用でデジタル映像貯蔵装置を構成することができる。
【００３０】
従来のデジタル映像貯蔵装置に使われたアナログＣＣＤカメラに比べてみて、発明を構成するＵＳＢカメラは価格が１／４程度に安くて、複数個のカメラを単一ＵＳＢポートでカスケイド方式に接続することができるので配線費用とカメラ価格を大幅節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるデジタル映像貯蔵装置（ＤＶＲ）の構成を示した図面である。
【図２ａ】本発明の第１実施例によるデジタル映像貯蔵装置の構成を表した図面である。
【図２ｂ】本発明の第１実施例によるデジタル映像貯蔵装置の構成を表した図面である。
【図３】本発明によるＵＳＢ用光通信拡張ケーブルの構成を示した図面である。
【図４】本発明の第２実施例によるデジタル映像貯蔵装置の構成を示した図面である。

Claims

複数個のＵＳＢカメラをパーソナルコンピュータのポートに接続して、上記複数個のＵＳＢカメラが各々撮影して伝送る複数個チャンネルの映像データをデジタル信号処理して貯蔵するパーソナルコンピュータべースのデジタル映像貯蔵装置において、上記デジタル映像貯蔵装置は、
少なくとも一つ以上のＵＳＢポートとウィンドウズ（登録商標）コンピュータオペレーティングシステムを備えるパーソナルコンピュータ；
上記ＵＳＢポートに伝送される映像データの伝送距離をＵＳＢバス有効通信距離以上に拡張するために映像データの電気信号を光データ信号に変換または逆変換する光通信インターフェースモジュールを備えたエイスビバス用光通信拡張ケーブル；及び
上記ＵＳＢポートに直接接続されたり、上記ＵＳＢポートまでの通達距離がＵＳＢバスの有効通信距離よりも長い場合は、上記ＵＳＢバス用光通信拡張ケーブルを通じて上記ＵＳＢポートに接続され、複数個を上記ＵＳＢポートに接続しようとする場合には一つまたは複数個のＵＳＢハブ及び／又は一つまたは複数個のＵＳＢカメラ
を含むことを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
第１項において、上記パーソナルコンピュータのウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムはＵＳＢエイピアイを含むことを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
第１項において、上記パーソナルコンピュータは上記ＵＳＢカメラが伝送する映像データを処理するキャップチャーボードをハードウェア的に具備していないことを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
第１項において、上記ＵＳＢハブは複数個のターミナルを備えて、各々のターミナルは上記ＵＳＢカメラ及び上記ＵＳＢバス用光ケーブル及び／またはＵＳＢ一般ケーブルに連続することを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
複数個のＵＳＢカメラが各々撮影して伝送する複数個チャンネルの映像データをデジタル信号で処理して貯蔵する産業用ＣＰＵベースのデジタル映像貯蔵装置にあって、上記デジタル映像貯蔵装置は少なくとも一つ以上のＵＳＢポート；
上記ＵＳＢポートが伝送するＵＳＢデータを処理するＵＳＢチップ；
リアルタイムオペレーティングシステムとＵＳＢチップを駆動するソフトウェアを具える産業用ＣＰＵ；
上記ＵＳＢポートに伝送される映像データの伝送距離をＵＳＢバス有効通信距離以上に拡張するために映像データの電気信号を光データ信号で変換または逆変換する光通信インターフェースモジュールを備えたＵＳＢバス用光通信拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ケーブル；及び
上記ＵＳＢポートに直接接続されたり、上記ＵＳＢポートまでの通達距離がＵＳＢバスの有効通信距離よりも長い場合には、上記ＵＳＢバス用光通信拡張ケーブルを通じて上記ＵＳＢポートに接続され、複数個を上記ＵＳＢポートに接続しようとする場合には、一つまたは複数個のＵＳＢハブ及び／または一つまたは複数個のＵＳＢバス用光通信拡張ケーブルを利用して上記単一ＵＳＢポートに複数個をカスケイド方式で互いに接続する複数個のＵＳＢカメラ
を含んで、上記産業用ＣＰＵは上記ＵＳＢカメラのドライバソフトウェアを貯蔵手段に備えていることを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
第１項または第５項において、上記ＵＳＢハブの複数個のターミナル中、第１ターミナルは上記ＵＳＢポート、または上記ＵＳＢポートに接続されたＵＳＢ一般ケーブル、または上記ＵＳＢポートに接続されたＵＳＢバス用光通信拡張ケーブルに接続されて、第２ターミナルはＵＳＢカメラに接続され、第３ターミナルはカスケイドに後続して接続するＵＳＢカメラを連結するＵＳＢ一般ケーブルまたはＵＳＢバス用光通信拡張ケーブルと接続されることを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。
第１項または第５項において、上記複数個のＵＳＢハブ及び上記複数個のＵＳＢバス用光ケーブルを利用してカスケイド方式で上記ＵＳＢポートに接続された複数個のＵＳＢカメラ中、上記ＵＳＢポートでもっとも遠い距離に接続されたＵＳＢカメラからＵＳＢポートまでの距離は、上記ＵＳＢ拡張バス用光ケーブルの有効通信距離以内に設けられたことを特徴とするデジタル映像貯蔵装置。