KR100737740B1 - Ｉｅｅｅ 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및이를 이용한 대역폭 확보 방법 - Google Patents

Ｉｅｅｅ 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및이를 이용한 대역폭 확보 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 범위의 감시 영역 내의 영상을 촬영하여 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 영상 데이터를 생성하고 상기 영상 데이터 중에서 전송이 필요한 부분을 선택하여 선택된 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 전송하는 복수개의 카메라와, 상기 복수개의 카메라 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 상기 복수개의 카메라로부터 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 상기 우선순위에 따라 상기 FOI를 전송받아 저장하는 디지털 저장 장치를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 다수의 감시 카메라를 연결하여 디지털 영상 감시 시스템을 구성하는 경우 감시 카메라 노드 자체에 소용량 저장 매체를 내장하여 사용하고 우선순위 기반(priority-based) 버스 제어를 통하여 데이터의 손실이 없이도 동시에 다수의 감시 카메라를 네트워크에 연결함으로써 영상 감시 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 수집된 영상 데이터를 효율적으로 저장할 수 있다. 또한 저장된 영상 데이터의 검색, 브라우징 등의 작업을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 종래의 영상 감시 시스템에서 부하가 디지털 저장장치 쪽에 집중되었던 단점을 개선하여 각 카메라에서 부호화 및 전송할 FOI 영상을 생성하고 디지털 저장장치에서는 단순히 각 카메라로부터 FOI를 우선순위에 따라 수신하여 저장하도록 구성하여 디지털 저장장치의 부하를 줄일 수 있다.
IEEE 1394, 영상 감시 시스템, 대역폭 확보, 우선순위, 메시지, 네트워크

Description

ＩＥＥＥ 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및 이를 이용한 대역폭 확보 방법{DIGITAL VIDEO SURVEILLANCE SYSTEM USING IEEE 1394 INTERFACE AND METHOD FOR PROVIDING BANDWIDTH USING THEREOF}
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 영상 감시 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서 카메라의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
40: 모니터 100: 카메라
110: CCD 120: A/D 컨버터
130: DSP 140: D/A 컨버터
200: 동축 케이블 300: 디지털 저장장치
310: A/D 컨버터 320: 메모리
330: 마이크로프로세서 340: 데이터 압축기
350: 저장매체 360: 외부단자
400: 카메라 410: CCD
420: 영상 부호화부 430: FOI 검사부
440: 전송 제어부 450: 영상 저장부
460: 1394 인터페이스부 500: 디지털 저장장치
510: 1394 인터페이스부 520: 중앙 처리 장치
530: 영상 저장부
본 발명은 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및 이를 이용한 대역폭 확보 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 다수의 감시 카메라를 연결하여 디지털 영상 감시 시스템을 구성하는 경우 감시 카메라 노드 자체에 소용량 저장 매체를 내장하여 사용하고 우선순위 기반 버스 제어를 통하여 데이터의 손실이 없이도 동시에 다수의 감시 카메라를 네트워크에 연결함으로써 영상 감시 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 수집된 영상 데이터를 효율적으로 저장할 수 있으며, 저장된 영상 데이터의 검색, 브라우징 등의 작업을 효과적으로 수행할 수 있으며, 종래의 영상 감시 시스템에서 부하가 디지털 저장장치 쪽에 집중되었던 단점을 개선하여 각 카메라에서 부호화 및 전송할 FOI 영상을 생성하고 디지털 저장장치에서는 단순히 각 카메라로부터 FOI를 우선순위에 따라 수신하여 저장하도록 구성하여 디지털 저장장치의 부하를 줄일 수 있는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및 이를 이용한 대역폭 확보 방법에 관한 것이다.
종래의 영상 감시 시스템은 주로 CCTV와 이에 연결된 VTR 저장매체로 구성되며, 저장매체로서 비디오 테이프를 사용하기 때문에 주기적으로 테이프를 구입하여 교체하여야 하며 녹화 테이프를 반복 사용하는 것으로 인한 재생 화질 저하 및 VTR 헤드의 마모에 따른 재생 화질 저하 등의 화질 저하 문제와 시스템 관리에 따른 비용 문제 등의 단점을 가지고 있다. 또한 원하는 영상을 효율적으로 검색하기 위한 방법이 없으며 네트워크 전송이나 감시 카메라 추가와 같은 별도의 기능을 부가하기 위해서는 고가의 장비를 설치하여야 하는 단점이 있었다.
디지털 영상 감시 시스템(Digital Video Recording System 또는 Digital Video Surveillance System)은 CCTV 카메라와 같은 영상 입력 장치에서 들어오는 영상을 종래의 비디오 테이프와 같은 아날로그 저장매체가 아니라 예컨대 하드 디스크와 같은 디지털 저장매체에 저장하는 영상 감시 시스템이다.
이러한 디지털 영상 감시 시스템은 컴퓨터의 디지털 영상 압축 기술을 이용하여 다수의 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환하여 디지털 저장매체인 하드디스크 또는 기타 저장 장치에 고화질의 영상을 장기간 저장할 수 있으며, 아날로그 녹화방식의 단점인 저화질 녹화, 비디오 테이프의 열화 현상으로 인한 재생 화질 저하, 테이프 관리상/기능상 문제, 주변기기와 연동문제, 원거리 전송시 장비 추가 등의 문제를 해결할 수 있으며, 원격지국의 영상 감시 및 녹화를 일반 통신망 (PSTN) 또는 로컬 네트워크망(LAN) 등의 네트워크를 이용하여 동시에 할 수 있으며, 네트워크 망을 이용한 원격지에서의 카메라 제어가 가능한 점 등의 장점을 가진다.
이러한 디지털 영상 감시 시스템은 예컨대 (주)아이트로닉스에 의해서 2002년 10월 18일자로 출원되고 2003년 11월 4일자로 등록된 "디지털 영상 신호를 직렬 전송하는 보안 시스템"이라는 명칭의 특허등록번호 제10-0405911호에 개시되어 있다.
도 1은 상기 특허등록번호 제10-0405911호에 종래 기술로서 도시된 디지털 영상 감시 시스템의 구성도이다.
도시되듯이 종래의 디지털 영상 감시 시스템은 카메라(100)와, 카메라(100)에서 촬영된 영상신호를 아날로그 방식으로 전송하는 동축케이블(200)과, 상기 전송된 아날로그신호를 디지털 데이터로 저장하는 디지털 저장 장치(300)를 포함한다.
또한 디지털 영상 감시 시스템은 감시자가 촬영되는 영상신호를 모니터링할 수 있는 모니터(40)를 더 포함할 수 있다. 상기 카메라(100)는 영상 감시를 원하는 지역에 하나 이상 설치될 수 있으며 복수개의 카메라(100)에서 동시에 촬영된 영상신호는 디지털 저장 장치(300)에 동시에 저장된다.
상기 카메라(100)는, 일정 순간의 이미지를 렌즈를 통해 영상 신호로 출력하는 CCD(charge coupled device, 110)와, 상기 영상 신호(video signal)를 원시디지털 영상신호(raw digital video signal)로 변환하는 A/D 컨버터(Analog to Digital converter, 120)와, 상기 원시 디지털 영상신호를 CCIR(International Radio Consultative Committee) 또는 SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers) 권고안의 영상포맷, 즉 사용가능한 디지털 영상 신호(usable digital video signal)로 부호화하는 DSP(Digital Signal Processor, 130)와, 상기 DSP(130)를 통한 사용가능한 디지털 영상신호를 컴포지트 영상신호(composite video signal) 로 변환하는 D/A 컨버터(Digital to Analog converter, 140)로 구성된다.
상기 아날로그 영상신호인 컴포지트 영상신호는 상기 동축케이블(200)을 통해 전송되는데, 상기 동축케이블(200)은 컴포지트 영상 신호가 원활하게 전송되기 위해서는 일반적으로 75 오옴의 특성저항과 약 500Mbps의 대역폭(bandwidth) 특성을 갖는다.
상기 디지털 저장 장치(300)는, 상기 동축케이블(200)을 통해 전송된 컴포지트 영상신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터(310)와, 상기 변환된 디지털 영상신호를 MPEG(Moving Picture Experts Group)이나 JPEG(Joint Photographic Experts Group)방식으로 압축하는 데이터 압축기(340)와, 상기 압축된 데이터가 저장되는 하드디스크 등의 저장매체(350)와, 상기 A/D 컨버터(310)와 데이터 압축기(340)를 미리 저장된 제어프로그램에 의해 제어하는 마이크로프로세서(330)와, 상기 제어프로그램이 저장된 메모리(320)로 구성된다. 또한 상기 디지털 저장 장치(300)에는 외부단자(360)가 구비되어 상기 모니터(40)에 영상신호를 출력한다.
이러한 종래 기술에 따른 디지털 영상 감시 시스템은 모든 영상 데이터를 그 대로 MPEG-4 등의 영상 압축 규격으로 변환하여 저장함으로 인해 많은 저장용량을 필요로 하며 과거 데이터를 검색하는데 있어서도 불편하고 많은 시간이 소요된다. 또한 복수개의 카메라가 상기 디지털 영상 감시 시스템에 연결되는 경우 저장하여야 할 데이터의 양은 카메라의 개수에 비례하여 증가하게 된다.
또한 동축 케이블이 아닌 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 복수개의 카메라를 연결하는 경우에도 비교적 간단하게 네트워크를 구성하는 방식을 취하는 디지털 영상 감시 시스템도 개발되고 있다.
이러한 여러 대의 영상 감시용 카메라를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 연결하는 경우에도 상기 디지털 영상 감시 시스템에 연결된 카메라의 수가 많아질수록 각 카메라에서 수집된 영상데이터를 디지털 저장 장치로 완벽하게 전송하는데 필요한 대역폭을 충분히 확보할 수가 없는 단점이 있다.
예컨대, IEEE-1394 인터페이스의 경우 현재 상용화되어 있는 규격은 200 내지 400 Mbps의 대역폭을 확보할 수 있는데, 카메라 각각의 영상 데이터가 MPEG-2 방식의 부호화 시스템으로 압축되는 경우에도 실제 2 내지 3 대의 카메라만 연결이 가능하며, MPEG-4 방식을 사용하더라도 수십 대의 카메라를 동시에 연결할 수는 없다.
따라서 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 영상 신호를 전송하는 디지털 감시 영상 시스템에서 다수의 카메라가 동시에 연결되어 있는 경우에도 영상 데이터를 효율적으로 수집하고 저장하는 방안에 대한 필요성이 커지고 있다.
본 발명의 목적은 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 다수의 감시 카메라를 연결하여 디지털 영상 감시 시스템을 구성하는 경우 감시 카메라 노드 자체에 소용량 저장 매체를 내장하여 사용하고 우선순위 기반 버스 제어를 통하여 데이터의 손실이 없이도 동시에 다수의 감시 카메라를 네트워크에 연결함으로써 영상 감시 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 수집된 영상 데이터를 효율적으로 저장할 수 있으며, 저장된 영상 데이터의 검색, 브라우징 등의 작업을 효과적으로 수행할 수 있으며, 종래의 영상 감시 시스템에서 부하가 디지털 저장장치 쪽에 집중되었던 단점을 개선하여 각 카메라에서 부호화 및 전송할 FOI 영상을 생성하고 디지털 저장장치에서는 단순히 각 카메라로부터 FOI를 우선순위에 따라 수신하여 저장하도록 구성하여 디지털 저장장치의 부하를 줄일 수 있는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및 이를 이용한 대역폭 확보 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 일정 범위의 감시 영역 내의 영상을 촬영하여 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 영상 데이터를 생성하고 상기 영상 데이터 중에서 전송이 필요한 부분을 선택하여 선택된 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 전송하는 복수개의 카메라와, 상기 복수개의 카메라 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 상기 복수개의 카메라로부터 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 상기 우선순위에 따라 상기 FOI를 전송받아 저장하는 디지털 저장 장치를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 복수개의 카메라 각각은, 일정 순간의 이미지를 렌즈를 통해 영상 신호로 출력하는 CCD와, 상기 CCD를 통하여 입력된 영상 신호를 영상 압축 규격을 사용하여 영상 데이터로 변환하는 영상 부호화부와, 상기 영상 부호화부에서 부호화된 영상 데이터를 분석하여 상기 FOI가 포함되어 있는지 검사하는 FOI 검사부와, 상기 FOI 검사부에서 검사된 상기 FOI를 전송하기 위하여 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하고 상기 디지털 저장장치로부터 전송 수락 메시지를 수신하는 경우 상기 디지털 저장장치로 상기 FOI를 전송하며 전송 대기 메시지를 수신하는 경우 상기 FOI를 저장하도록 제어하는 전송 제어부와, 상기 전송 제어부의 제어에 의해서 상기 FOI를 저장하는 영상 저장부와, 상기 디지털 저장장치와의 데이터 송수신을 수행하는 1394 인터페이스부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 영상 부호화부는, MPEG-2 또는 MPEG-4 규격을 사용하여 영상을 부호화하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 FOI 검사부는, 상기 영상 부호화부에 의한 영상 부호화 과정 중에서 비트율(bit-rate)이 높아지거나 압축률이 높아지는 지 여부를 검사하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 전송 제어부는, 상기 전송 대기 메시지를 수신하는 경우 상기 디지털 저장장치로 상기 전송 요청 메시지를 다시 전송하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 전송 제어부는, 상기 FOI를 모두 전송한 경우 전송 완료 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 디지털 저장장치는, 상기 전송 완료 메시지를 수신하는 경우 이에 대응하여 수신 완료 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 전송 제어부는, 상기 영상 저장부에 저장된 상기 FOI의 양이 상기 영상 저장부에서 저장할 수 있는 최대 용량에 근접하는 경우 우선 전송을 위한 우선 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하는 것이고, 상기 디지털 저장장치는 우선 전송 요청 메시지가 수신되는 경우 우선순위와 상관없이 전송 요청 메시지에 해당되는 FOI를 우선적으로 수신하여 저장하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 카메라 각각은, 특정 지점을 촬영하도록 카메라 앵글이 고정된 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서, 상기 디지털 저장장치는, 상기 복수개의 카메라의 데이터 송수신을 수행하는 1394 인터페이스부와, 상기 복수개의 카메라 각각으로부터 상기 저장된 영상 데이 터의 전송 요청 메시지를 수신받아 각각의 카메라에 대하여 우선순위를 동적으로 설정하고 설정된 우선순위에 따라 상기 복수개의 카메라 각각으로 전송 수락 메시지 또는 전송 대기 메시지를 보내어 상기 FOI를 수신하는 중앙 처리 장치와, 상기 중앙 처리 장치에 의해서 수신된 상기 FOI를 저장하는 영상 데이터 저장부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 일정 범위의 감시 영역 내의 영상을 촬영하여 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 영상 데이터를 생성하고 상기 영상 데이터 중에서 전송이 필요한 부분을 선택하여 선택된 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 전송하는 복수개의 카메라와, 상기 복수개의 카메라 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 상기 복수개의 카메라로부터 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 상기 우선순위에 따라 상기 FOI를 전송받아 저장하는 디지털 저장 장치를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법으로서, 상기 카메라 각각에서 입력되는 영상 데이터를 부호화하는 단계와, 상기 부호화 도중 FOI의 전송을 요청하기 위한 이벤트가 발생하는지 판단하는 단계와, 상기 이벤트가 발생하는 경우 해당 카메라에서 상기 FOI를 전송하기 위한 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치에 전송하는 단계와, 상기 디지털 저장장치에서 상기 전송 요청 메시지를 수신하고 버스 트래픽을 검사하는 단계와, 버스 트래픽에 여유가 있어서 전송을 허용하는 경우: 상기 디지털 저장장치에서 전송 수락 메시지를 생성하여 상기 카메라에 전송하는 단계와, 상기 FOI를 상기 카메라로부터 상기 디지털 저장장치로 전송하는 단계와, 상기 FOI를 상기 디지털 저장장 치에서 수신하여 저장하는 단계와, 상기 FOI의 전송이 완료되면 상기 카메라에서 상기 디지털 저장장치로 전송 완료 메시지를 전송하는 단계와, 상기 전송 완료 메시지를 상기 디지털 저장장치에서 수신하는 경우 이에 대응하여 수신 완료 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 단계를 포함하고, 버스 트래픽에 여유가 없거나 대역폭이 부족한 경우: 상기 디지털 저장장치에서 전송 대기 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 단계와, 상기 디지털 저장장치에서 상기 카메라의 우선순위를 높여주는 단계와, 상기 카메라에서 상기 전송 대기 메시지를 수신하고 상기 카메라 내부의 영상 저장부에 상기 FOI를 저장하는 단계와, 상기 카메라에서 상기 전송 요청 메시지를 다시 상기 디지털 저장장치로 전송하는 단계를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법에 있어서, 상기 카메라 각각에서 입력되는 영상 데이터를 부호화하는 단계는, MPEG-2 또는 MPEG-4 규격을 사용하여 영상을 부호화하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법에 있어서, 상기 부호화 도중 FOI의 전송을 요청하기 위한 이벤트가 발생하는지 판단하는 단계는, 상기 부호화 과정 중에서 비트율이 높아지거나 압축률이 높아지는 지 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템 및 이를 이용한 대역폭 확보 방법을 도면을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템의 구성도이다.
도시되듯이 본 발명에 따른 영상 감시 시스템은, 복수개의 카메라(400A 내지 400M)와, 디지털 저장장치(500)를 포함한다.
카메라(400A 내지 400M) 각각은 일정한 범위의 감시 영역 내에서 영상을 촬영하고 이를 MPEG-2 또는 MPEG-4 등의 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 후, 전송이 필요한 부분, 즉 FOI(frame-of-interest)만을 선택하여 디지털 저장장치(500)로 전송한다.
본 발명에 따른 영상 감시 시스템에서 카메라(400A 내지 400M) 각각은 내부에서 MPEG 등의 규격을 사용하여 영상을 부호화하며, 부호화된 영상 데이터 중에서 FOI만을 선택하여 이를 전송함으로써 효율적으로 네트워크 자원을 사용할 수 있도록 구성된 점에서 종래의 영상 감시 시스템에서 카메라와 차이점이 있다.
본 발명에 따른 영상 감시 시스템에서 카메라(400A 내지 400M) 각각의 구성은 도 3을 참조로 하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에 있어서 카메라의 블록도이다.
도시되듯이 카메라(400)는, CCD(410)와, 영상 부호화부(420)와, FOI 검사부(430)와, 전송 제어부(440)와, 영상 저장부(450)와, 1394 인터페이스부(460)를 각각 포함한다. 도 2에 도시된 각 카메라(400A 내지 400M)의 구성은 카메라(400)의 구성과 실질적으로 동일하다.
CCD(410)는 일정 순간의 이미지를 렌즈를 통해 영상 신호로 출력한다.
영상 부호화부(420)는 CCD를 통하여 입력된 영상 신호를 MPEG-2 또는 MPEG-4 등의 영상 압축 규격을 사용하여 영상 데이터로 변환한다.
FOI 검사부(430)는 영상 부호화부(420)에서 부호화된 영상 데이터를 분석하여 FOI가 포함되어 있는지를 검사한다.
FOI 검사부(430)에 대해서 좀 더 상세히 설명하면, 영상 감시 시스템에서 실제 저장을 필요로 하는 데이터는 기준 영상에 비해서 동작이나 움직임의 변화가 발생하는 부분, 즉 FOI이며 따라서 부호화되는 영상 데이터 중에서 이러한 FOI에 해당되는 프레임이 있는지를 검사하는 것에 의해서 FOI가 포함되어 있는지를 검사한다.
예컨대 카메라의 앵글이 특정 지점을 촬영하도록 고정된 경우 대부분의 상황에서는 변화가 없는 정지영상, 즉 배경 화면이 CCD(410)를 통하여 입력되어 영상 부호화부(420)에서 부호화될 것이다. 이러한 경우에는 영상 데이터의 생성을 위해서 필요한 데이터의 양은 매우 적을 것이다.
그러나 동작 또는 움직임이 발생하는 부분이 생성되게 되면, 부호화를 위해서 많은 데이터가 필요로 하게 되며 또한 압축율 역시 높아지게 된다.
따라서 FOI 검사부(430)에서는 영상 부호화부(420)의 부호화 과정을 감시하고 있다가 비트율(bit-rate)이 높아지거나 압축율이 높아지는 경우가 발생하는 경우 해당 시간의 프레임을 대표 프레임으로 하는 하나의 서브프레임(sub-frame)을 설정하여 이를 FOI로 판단하게 된다.
전송 제어부(440)는 FOI 검사부(430)에서 검사된 FOI를 디지털 저장장치(500)로 전송하기 위해서 디지털 저장장치(500)의 중앙 처리 장치(520)와 통신하여 전송을 제어한다.
즉 FOI 검사부(430)에서 FOI에 해당하는 서브프레임이 발생하는 경우를 검사하여 이를 하나의 이벤트로 인식하며, 이 이벤트가 발생하는 경우마다 FOI의 전송을 위해서 전송 요청 메시지를 생성하여 디지털 저장장치(500)로 송신한다. 이후 디지털 저장장치(500)에서는 트래픽 검사 결과에 따라 전송 수락 메시지 또는 전송 대기 메시지를 송신하며, 전송 제어부(440)에서 전송을 허가하는 전송 수락 메시지를 수신하는 경우라면 FOI를 디지털 저장장치(500)로 송신하며 또는 전송을 유보하는 전송 대기 메시지를 수신하는 경우라면 FOI를 저장하고, FOI의 전송을 위해서 전송 요청 메시지를 다시 디지털 저장장치(500)로 송신한다.
또한 FOI를 모두 디지털 저장장치(500)로 전송한 경우에는 전송 완료 메시지를 생성하여 디지털 저장장치(500)로 전송함으로써 디지털 저장장치(500)가 다른 카메라로부터의 전송 요청 메시지를 처리할 수 있도록 한다. 이 경우 디지털 저장장치(500)는 전송 완료 메시지에 대응하여 수신 완료 메시지를 생성하여 카메라(400)로 전송한다.
영상 저장부(450)는 FOI 검사부(430)의 제어에 의해서 FOI를 저장한다. 즉 전송 대기 메시지를 수신받은 경우 이를 일시적으로 저장하는 것이다. 또한 영상 저장부(450)에 저장된 FOI 데이터의 앙이 영상 저장부(450)에서 저장할 수 있는 최대 용량에 근접하는 경우에는 오버플로우(overflow)가 발생할 수 있다. 따라서 이 러한 경우에는 전송 제어부(440)에서 우선 전송 요청 메시지를 생성하여 디지털 저장장치(500)로 전송하면 우선적으로 해당 FOI를 수신하도록 구성하는 것이 바람직하다.
1394 인터페이스부(460)는 디지털 저장장치(500)와의 인터페이스를 담당하여 영상 데이터가 오류없이 전송되도록 한다.
또한 디지털 저장장치(500)는 복수개의 카메라(400A 내지 400M) 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 복수개의 카메라(400A 내지 400M) 각각으로부터 우선순위에 따라 FOI를 전송받아 저장한다. 종래의 영상 감시 시스템에서는 디지털 저장장치에서 부호화 및 영상 저장을 동시에 수행함으로써 부하가 디지털 저장장치 쪽에 집중되었던 단점을 개선하여 본 발명에서는 각 카메라에서 부호화 및 전송할 FOI 영상을 생성하고 디지털 저장장치(500)에서는 단순히 각 카메라로부터 FOI를 우선순위에 따라 수신하여 저장하도록 구성하여 디지털 저장장치(500)의 부하를 줄일 수 있도록 구성된다.
디지털 저장장치(500)에 대해서 좀더 상세히 설명하면, 디지털 저장장치(500)는 1394 인터페이스부(510)와, 중앙 처리 장치(520)와, 영상 저장부(530)를 포함한다.
1394 인터페이스부(510)는 복수개의 카메라(400A 내지 400M)에 각각 내장된 1394 인터페이스부(460)와의 인터페이스를 담당하여 영상 데이터가 오류없이 전송되도록 한다.
중앙 처리 장치(520)는 복수개의 카메라(400A 내지 400M)에 각각 내장된 전 송 제어부(440)와 통신하여 복수개의 카메라(400A 내지 400M)의 각 영상 저장부(450)에 저장된 영상 데이터를 우선순위에 기초하여 수신하도록 제어한다.
중앙 처리 장치(520)에 대해서 좀더 상세히 설명하면, 중앙 처리 장치(520)는 상기 복수개의 카메라(400A 내지 400M)의 각각의 전송 제어부(440)로부터 저장된 영상 데이터의 전송을 요청하는 전송 요청 메시지를 수신받는다.
이 경우 버스 트래픽이 각 카메라(400A 내지 400M)로부터의 전송 요구를 동시에 받아들일 수 있는 경우라면 각 전송 요청 메시지에 대해서 전송 수락 메시지를 송신하여 각각의 영상 데이터를 전송받게 된다.
그러나 버스 트래픽이 각 카메라(400A 내지 400M)의 전송 요구를 동시에 받아들일 수 없는 경우라면, 각 카메라(400A 내지 400M)에 대해서 우선순위를 정하고 각 카메라에 순차적으로 전송 수락 메시지를 전송하여 버스의 트래픽을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한 각 카메라(400A 내지 400M) 중 어느 한 카메라에서 우선 전송 요청 메시지가 계속 송신되는 경우라면 해당 카메라 노드의 우선순위와 상관없이 우선적으로 해당 카메라의 FOI를 수신 받음으로써 해당 카메라의 영상 저장부에 저장가능한 용량보다 데이터 양이 초과하여 오버플로우가 생기는 것을 방지한다.
영상 저장부(530)는 중앙 처리 장치(520)를 통하여 수신된 영상 데이터를 저장한다.
도 4는 본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따른 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법에서는 복수개의 카메라 노드가 영상 감시 시스템에 연결되어 있으며 각 카메라 노드에서는 영상 전송을 위한 이벤트가 발생하는 경우에만 영상 감시 시스템 내의 디지털 저장장치에 영상 데이터를 전송한다.
우선, 각 카메라에서는 입력되는 영상 신호를 부호화한다(S110). 영상 신호의 부호화는 예컨대 MPEG-2 또는 MPEG-4 등의 영상 압축 표준 규격을 사용하여 부호화가 이루어진다.
각 카메라 내에서는 이러한 부호화 과정에서 영상 데이터의 변화가 발생하여 해당 부분의 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)의 전송을 요청하기 위한 이벤트가 발생하는 지 여부를 판단한다(S120).
FOI 전송을 위한 이벤트 발생 여부는 영상 부호화 과정 중에서 비트율이 높아지거나 또는 압축률이 높아지는 부분을 검사하여 이루어진다. 이러한 비트율이 높아지거나 또는 압축률이 높아지는 부분의 영상 데이터, 즉 FOI는 부호화된 영상 중에서 실제 저장을 필요로 하는 영상 데이터이다.
이러한 FOI만을 디지털 저장장치로 전송함으로써 디지털 저장장치를 효율적으로 사용하며 또한 다수의 카메라를 연결하여 사용하는 경우에도 효율적으로 네트워크 자원을 사용하도록 한다. 이러한 FOI는 해당 부분의 프레임을 대표 프레임으로 하는 서브프레임으로 구성된다.
FOI 전송을 위한 이벤트가 발생하면 각 카메라에서는 FOI를 전송하기 위해서 전송 요청 메시지를 생성하고 이를 디지털 저장장치로 전송한다(S130).
이후 디지털 저장장치에서는 각 카메라부터 전송 요청 메시지를 수신하면 디지털 저장장치 내에 포함된 중앙 처리 장치에서 버스 트래픽을 검사한다(S140).
중앙 처리 장치는 버스 트래픽을 감시하고 있다가 버스 트래픽에 여유가 없어서 영상 데이터 전송을 수용할 수 없거나 대역폭이 부족한 경우라면, 전송 대기 메시지를 생성하여 이를 카메라로 전송하고(S142), 해당 카메라의 FOI 전송 우선순위를 1만큼 증가시킨다(S144).
이후 전송 대기 메시지를 수신한 해당 카메라는 FOI를 내부의 영상 저장부에 저장하고(S146), 전송 요청 메시지를 다시 디지털 저장장치로 전송한다(S150). 이후 전송 수락 메시지가 수신되면 전송을 개시하게 된다.
또한 상기 디지털 저장장치에서 전송 요청 메시지를 수신하는 경우 해당 카메라 노드의 전송 요구를 수용할 수 있는 상황으로 판단되면 전송 수락 메시지를 생성하여 해당 카메라에 전송한다(S160).
해당 카메라에서 전송 수락 메시지를 수신하면, FOI를 디지털 저장장치로 전송한다(S170).
이후 디지털 저장장치에서는 수신된 FOI를 저장하며(S180), 카메라에서는 FOI를 모두 전송한 경우에는 전송 완료 메시지를 생성하여 디지털 저장장치로 전송한다(S190). 이후 디지털 저장장치에서는 전송 완료 메시지에 대응하여 수신 완료 메시지를 송신하게 되어(S195) FOI 수신 과정을 종료한다.
이러한 단계를 통하여 해당 카메라로부터의 영상 데이터 전송이 완료되며 디지털 저장장치는 다른 카메라로부터의 전송 요청 메시지를 처리하게 된다.
비록 본 발명이 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 다수의 감시 카메라를 연결하여 디지털 영상 감시 시스템을 구성하는 경우 감시 카메라 노드 자체에 소용량 저장 매체를 내장하여 사용하고 우선순위 기반 버스 제어를 통하여 데이터의 손실이 없이도 동시에 다수의 감시 카메라를 네트워크에 연결함으로써 영상 감시 시스템 구축비용을 절감할 수 있으며, 수집된 영상 데이터를 효율적으로 저장할 수 있다. 또한 저장된 영상 데이터의 검색, 브라우징 등의 작업을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한 종래의 영상 감시 시스템에서 부하가 디지털 저장장치 쪽에 집중되었던 단점을 개선하여 각 카메라에서 부호화 및 전송할 FOI 영상을 생성하고 디지털 저장장치에서는 단순히 각 카메라로부터 FOI를 우선순위에 따라 수신하여 저장하도록 구성하여 디지털 저장장치의 부하를 줄일 수 있다.

Claims (13)

  1. 일정 범위의 감시 영역 내의 영상을 촬영하여 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 영상 데이터를 생성하고 상기 영상 데이터 중에서 전송이 필요한 부분을 선택하여 선택된 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 전송하는 복수개의 카메라와,
    상기 복수개의 카메라 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 상기 복수개의 카메라로부터 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 상기 우선순위에 따라 상기 FOI를 전송받아 저장하는 디지털 저장 장치
    를 포함하고,
    상기 복수개의 카메라 각각은,
    일정 순간의 이미지를 렌즈를 통해 영상 신호로 출력하는 CCD와,
    상기 CCD를 통하여 입력된 영상 신호를 영상 압축 규격을 사용하여 영상 데이터로 변환하는 영상 부호화부와,
    상기 영상 부호화부에서 부호화된 영상 데이터를 분석하여 상기 FOI가 포함되어 있는지 검사하는 FOI 검사부와,
    상기 FOI 검사부에서 검사된 상기 FOI를 전송하기 위하여 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하고 상기 디지털 저장장치로부터 전송 수락 메시지를 수신하는 경우 상기 디지털 저장장치로 상기 FOI를 전송하며 전송 대기 메시지를 수신하는 경우 상기 FOI를 저장하도록 제어하는 전송 제어부와,
    상기 전송 제어부의 제어에 의해서 상기 FOI를 저장하는 영상 저장부와,
    상기 디지털 저장장치와의 데이터 송수신을 수행하는 1394 인터페이스부
    를 포함하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 영상 부호화부는,
    MPEG-2 또는 MPEG-4 규격을 사용하여 영상을 부호화하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 FOI 검사부는,
    상기 영상 부호화부에 의한 영상 부호화 과정 중에서 비트율(bit-rate)이 높아지거나 압축률이 높아지는 지 여부를 검사하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전송 제어부는,
    상기 전송 대기 메시지를 수신하는 경우 상기 디지털 저장장치로 상기 전송 요청 메시지를 다시 전송하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전송 제어부는,
    상기 FOI를 모두 전송한 경우 전송 완료 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디지털 저장장치는,
    상기 전송 완료 메시지를 수신하는 경우 이에 대응하여 수신 완료 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전송 제어부는,
    상기 영상 저장부에 저장된 상기 FOI의 양이 상기 영상 저장부에서 저장할 수 있는 최대 용량에 근접하는 경우 우선 전송을 위한 우선 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치로 전송하는 것이고,
    상기 디지털 저장장치는 우선 전송 요청 메시지가 수신되는 경우 우선순위와 상관없이 전송 요청 메시지에 해당되는 FOI를 우선적으로 수신하여 저장하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 카메라 각각은,
    특정 지점을 촬영하도록 카메라 앵글이 고정된 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 디지털 저장장치는,
    상기 복수개의 카메라의 데이터 송수신을 수행하는 1394 인터페이스부와,
    상기 복수개의 카메라 각각으로부터 상기 FOI의 전송 요청 메시지를 수신받아 각각의 카메라에 대하여 우선순위를 동적으로 설정하고 설정된 우선순위에 따라 상기 복수개의 카메라 각각으로 전송 수락 메시지 또는 전송 대기 메시지를 보내어 상기 FOI를 수신하는 중앙 처리 장치와,
    상기 중앙 처리 장치에 의해서 수신된 상기 FOI를 저장하는 영상 데이터 저장부
    를 포함하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템.
  11. 일정 범위의 감시 영역 내의 영상을 촬영하여 영상 압축 규격을 사용하여 변환한 영상 데이터를 생성하고 상기 영상 데이터 중에서 전송이 필요한 부분을 선택하여 선택된 영상 데이터(이하 "FOI"라 함)를 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 전송하는 복수개의 카메라와, 상기 복수개의 카메라 각각에 대해서 동적으로 우선순위를 부여하고 상기 복수개의 카메라로부터 IEEE 1394 인터페이스를 사용하여 상기 우선순위에 따라 상기 FOI를 전송받아 저장하는 디지털 저장 장치를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법으로서,
    상기 카메라 각각에서 입력되는 영상 데이터를 부호화하는 단계와,
    상기 부호화 도중 FOI의 전송을 요청하기 위한 이벤트가 발생하는지 판단하는 단계와,
    상기 이벤트가 발생하는 경우 해당 카메라에서 상기 FOI를 전송하기 위한 전송 요청 메시지를 생성하여 상기 디지털 저장장치에 전송하는 단계와,
    상기 디지털 저장장치에서 상기 전송 요청 메시지를 수신하고 버스 트래픽을 검사하는 단계와,
    버스 트래픽에 여유가 있어서 전송을 허용하는 경우:
    상기 디지털 저장장치에서 전송 수락 메시지를 생성하여 상기 카메라에 전송하는 단계와,
    상기 FOI를 상기 카메라로부터 상기 디지털 저장장치로 전송하는 단계와,
    상기 FOI를 상기 디지털 저장장치에서 수신하여 저장하는 단계와,
    상기 FOI의 전송이 완료되면 상기 카메라에서 상기 디지털 저장장치로 전송 완료 메시지를 전송하는 단계와,
    상기 전송 완료 메시지를 상기 디지털 저장장치에서 수신하는 경우 이에 대응하여 수신 완료 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 단계를 포함하고,
    버스 트래픽에 여유가 없거나 대역폭이 부족한 경우:
    상기 디지털 저장장치에서 전송 대기 메시지를 생성하여 상기 카메라로 전송하는 단계와,
    상기 디지털 저장장치에서 상기 카메라의 우선순위를 높여주는 단계와,
    상기 카메라에서 상기 전송 대기 메시지를 수신하고 상기 카메라 내부의 영상 저장부에 상기 FOI를 저장하는 단계와,
    상기 카메라에서 상기 전송 요청 메시지를 다시 상기 디지털 저장장치로 전 송하는 단계
    를 포함하는 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 카메라 각각에서 입력되는 영상 데이터를 부호화하는 단계는,
    MPEG-2 또는 MPEG-4 규격을 사용하여 영상을 부호화하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 부호화 도중 FOI의 전송을 요청하기 위한 이벤트가 발생하는지 판단하는 단계는,
    상기 부호화 과정 중에서 비트율이 높아지거나 압축률이 높아지는 지 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것인 IEEE 1394 인터페이스를 이용한 영상 감시 시스템에서의 대역폭 확보 방법.
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