KR100994308B1 - 바이너리 ｃｄｍａ를 이용한 ｃｃｔｖ 카메라 영상 전송시스템 - Google Patents

바이너리 ｃｄｍａ를 이용한 ｃｃｔｖ 카메라 영상 전송시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 관한 것으로, CCTV 카메라로 이루어지고 영상을 촬영하는 카메라모듈, 카메라모듈에서 출력된 영상신호를 영상 및 음성 압축하는 A/V 코덱, 카메라모듈 및 A/V 코덱을 제어하고 바이너리 CDMA 기능을 수행하는 프로세서로서 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서, 송신측 호스트프로세서의 제어하에 A/V 코덱에 의해 압축된 영상신호를 부호화하고 이진화시킨 후 시분할다중접속 신호 파형으로 변조시키는 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서로부터 출력된 변조 신호를 2.4GHz RF신호로 송신하는 RF송신부로 이루어진 영상전송부와; RF송신부로부터 송신된 RF신호를 수신하는 RF수신부, RF수신부로부터 RF신호를 입력받아 복조하고 복호화하는 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서를 제어하는 수신측 호스트프로세서, 수신측 호스트프로세서의 제어하에 복조되고 복호화 된 영상신호의 압축을 해제하여 영상 및 음성을 복원하고 다중 입력 데이터를 단일 출력는 MUX 및 A/V 코텍, 복원된 영상신호를 연결된 기기의 수에 따라 영상 및 음성을 모니터에 곧바로 입력가능한 아날로그 영상신호로 출력하는 비디오엔코더로 이루어진 영상수신부;로 구성된 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 있어서; 상기 영상전송부에는 상기 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서와 통신하는 플래쉬메모리가 더 구비되고, 상기 플래쉬메모리에는 용응프로그램이 탑재되어 업그레이드를 쉽게 구현시킨 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존 CCTV 카메라를 통해 얻은 영상을 그대로 사용하되 이를 코드분할다중 접속가능한 신호파형으로 변조하여 무선통신을 수행함으로써 전송속도가 빠르고, 원거리 통신이 가능하며, 낮은 간섭성으로 전송데이터의 품질이 향상되고, 보안성을 높일 수 있으며, 소비전력을 낮추는 효과를 얻을 수 있다.

Description

바이너리 ＣＤＭＡ를 이용한 ＣＣＴＶ 카메라 영상 전송시스템{SYSTEM FOR TRANSMITTING/RECEIVING CCTV CAMERA VISUAL USING BINARY CDMA}
본 발명은 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CCTV 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 바이너리 CDMA 무선통신기술과 접목하여 전송함으로써 빠른 처리속도와 높은 안정성 및 효율성, 그리고 전송거리를 대폭 개선하고, 신뢰성을 높인 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 취약지역이나 사람들의 왕래가 많은 곳 혹은 산업설비 등에서 감시/관리, 차량용, 지하철 전동차용 등 다양한 분야에서 CCTV 카메라가 설치 운용되고 있다.
그런데, 이러한 CCTV 카메라는 카메라와 모니터 또는 디지털비디오레코더(DVR)를 케이블로 연결해야 하는 번거로움이 있다.
뿐만 아니라, CCTV 카메라를 여러 대 사용하여 감시/감독/관리하고자 할 경우에는 설치비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 제어하기 위한 제어신호 전송 케이블도 각각 별도로 필요하다는 단점이 있다.
또한, 많은 배선으로 인해 시설물의 경관을 해치고 배선의 단락이나 연결 불량으로 인한 전송불량이 발생하는 문제도 있고, 배선 때문에 한번 설치하면 위치를 쉽게 옮길 수가 없어 접근통로 변경 등과 같은 환경 또는 요구 변화에 따라 감시카메라의 설치장소 변경이나 추가설치에 유연하게 대체할 수가 없다는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해, CCD(Charge-Coupled Device)/CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 카메라 모듈과 같은 영상촬상소자를 이용하여 아날로그 무선방식으로 감시 기능을 수행하는 감시카메라 및 그 시스템이 개시된 바 있다.
그런데, 이들 영상촬상소자로 시스템 구축시 비용이 많이 들고, 다른 감시카메라와의 전파 충돌로 신호가 서로 섞이는 혼선이 발생하며 더욱 위험한 것은 같은 대역의 주파수를 거의 선점하는 것에 따라 무선 LAN 장비 등의 사용이 제한된다는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 전송효율이 떨어져 원거리 통신에 불리하고, 데이터의 암호화 기능이 떨어져 보안성이 취약할 뿐만 아니라 주파수 효율이 낮아 상호간섭성이 높고 노이즈 발생이 크다는 단점도 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 여러가지 단점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, CCTV 카메라로 촬영된 영상을 그대로 쓰면서 여기에 바이너리 CDMA 기술을 접목하여 전송데이터의 암호화를 통한 보안성 향상, 높은 주파수 효율 및 낮은 신호 간섭성 확보로 전송데이터의 신뢰성 증진, 기지국없이도 최대 500m까지 영상, 음성 데이터를 송수신할 수 있으며, 노이즈가 적고, 다수 단말기를 동시 접속할 수 있어 운용 효율성이 뛰어나며, 별도로 설비를 더 구축할 필요없이 기존 구축 설비를 그대로 활용할 수 있어 비용도 절감할 수 있는 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, CCTV 카메라로 이루어지고 영상을 촬영하는 카메라모듈, 카메라모듈에서 출력된 영상신호를 영상 및 음성 압축하는 A/V 코덱, 카메라모듈 및 A/V 코덱을 제어하고 바이너리 CDMA 기능을 수행하는 프로세서로서 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서, 송신측 호스트프로세서의 제어하에 A/V 코덱에 의해 압축된 영상신호를 부호화하고 이진화시킨 후 시분할다중접속 신호 파형으로 변조시키는 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서로부터 출력된 변조 신호를 2.4GHz RF신호로 송신하는 RF송신부로 이루어진 영상전송부와; RF송신부로부터 송신된 RF신호를 수신하는 RF수신부, RF수신부로부터 RF신호를 입력받아 복조하고 복호화하는 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서를 제어하는 수신측 호스트프로세서, 수신측 호스트프로세서의 제어하에 복조되고 복호화 된 영상신호의 압축을 해제하여 영상 및 음성을 복원하고 다중 입력 데이터를 단일 출력는 MUX 및 A/V 코텍, 복원된 영상신호를 연결된 기기의 수에 따라 영상 및 음성을 모니터에 곧바로 입력가능한 아날로그 영상신호로 출력하는 비디오엔코더로 이루어진 영상수신부;로 구성된 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 있어서; 상기 영상전송부에는 상기 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서와 통신하는 플래쉬메모리가 더 구비되고, 상기 플래쉬메모리에는 용응프로그램이 탑재되어 업그레이드를 쉽게 구현시킨 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템을 제공한다.
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본 발명에 따르면, 기존 CCTV 카메라를 통해 얻은 영상을 그대로 사용하되 이를 코드분할다중 접속가능한 신호파형으로 변조하여 무선통신을 수행함으로써 전송속도가 빠르고, 원거리 통신이 가능하며, 낮은 간섭성으로 전송데이터의 품질이 향상되고, 보안성을 높일 수 있으며, 소비전력을 낮추는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 영상전송부의 예시적인 구성블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 영상수신부의 예시적인 구성블럭도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템은 크게 영상전송부와 영상수신부로 이루어진다.
그리고, 이들간의 무선통신은 바이너리 CDMA 방식으로 이루어진다.
여기에서, 바이너리(Binary) CDMA란 무선통신기술의 하나인 CDMA 기술이 특화된 것으로, 디지털 기기들을 무선으로 연결하여 음성, 영상, 데이터를 선없이 자유롭게 주고 받을 수 있도록 한 개인용 무선통신기술을 말한다.
이러한 바이너리 CDMA 무선통신기술은 개인용 무선통신범위 내에서 하기한 표 1에서와 같이, Bluetooth, Zigbee, UWB 등에 비해 여러가지 면에서 우수하고, 특히 사용자 수의 변화에도 사용자 별로 항상 일정한 전송속도를 유지할 수 있어 멀티미디어 전송에 탁월한 장점을 가진 무선통신기술이라 할 수 있다.
Figure 112010030826554-pat00001
다시 말해, 본 발명이 활용하는 바이너리 CDMA 무선통신기술은 CDMA처럼 잡음에 강하고, TDMA와 같이 초고속 전송 및 저전력 소비가 가능하며, 전송데이터를 암호화할 수 있어 보안성이 뛰어나고, WLAN, Bluetooth, Zigbee와 동시 사용이 가능하므로 주파수 효율이 뛰어나며, 낮은 상호 간섭성을 가질 뿐만 아니라 멀티미디어 데이터를 전송 지원(Qos)하고, 300kbps~64Mbps까지 다양한 가변 전송속도를 지원하므로 각종 디지털 기기간의 무선네트워크 실현 및 고화질 형상을 무선 송수신할 수 있으며, 기지국 없이도 최대 500m까지 데이터(영상, 음성)을 송수신할 수 있고, AP(Access Point) 없이도 단말기간 독립적인 애드혹(Ad-hoc) 네트워크를 구성할 수 있으며, 하나의 피코넷(Piconet) 당 40개의 단말기(Active device)를 사용하능하고 최대 250개 까지 접속할 수 있는 장점을 가진다.
이러한 무선통신기술을 이용하는 본 발명은 도 1의 도시와 같이 영상전송부(100)가 구성될 수 있다.
도 1에 따르면, 본 발명에 따른 영상전송부(100)는 카메라모듈(110)을 포함한다.
상기 카메라모듈(110)은 오디오/비디오를 모두 촬영할 수 있는 것으로서, 통상 감시카메라로 많이 사용되고 있는 CCTV 카메라를 활용함이 바람직하다.
이때, 상기 CCTV(Closed-circuit television) 카메라는 일반적으로 신호를 직접 케이블 등을 사용해서 전달하며, 외부로 전파가 나가는 일이 없기 때문에 폐쇄회로 텔레비전이라고도 하며, 주로 감시용으로 많이 사용된다.
본 발명에서는 이러한 CCTV 카메라를 사용하는데, 박스형(Box Type), 돔형(Dome Type) 모두 사용될 수 있다.
그리고, 상기 카메라모듈(110)의 출력단에는 A/V 코덱(120)이 연결된다.
상기 A/V 코덱(120)은 상기 카메라모듈(110)로부터 입력된 영상신호중 오디오 부분과 비디오 부분을 압축한다.
이때, 압축방식은 제품의 응용에 따라 MPEG-4 또는 H.264 방식이 사용될 수 있다.
아울러, 압축된 영상데이터는 메모리(130)에 저장된다.
나아가, 본 발명에 따른 시스템의 영상전송부(100)는 호스트프로세서(140)를 포함하는데, 상기 호스트프로세서(140)는 바이너리 CDMA 기능을 수행하기에 적합한 고성능 프로세서로서 ARM 또는 Power PC 계열의 코어를 내장한 프로세서가 바람직하다.
그리고, O/S로는 임베디드 리눅스(Embedded Linux)를 탑재함이 바람직한데, 임베디드 리눅스는 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서(160)의 부팅모드에 따라 부팅을 지원하며, 바이너리 CDMA 무선통신기술이 포함된 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서(160)를 이용하여 영상 및 음성 압축데이터를 송수신할 수 있도록 하는 응용 프로그램을 구현하며, 무선도달 거리를 유지하고, 송수신 기기간, 특히 근거리에 있는 다수 기기간에도 무선통신 품질을 보장하는 기능을 구현한다.
뿐만 아니라, 상기 임베디드 리눅스는 A/V 코덱(120)도 제어하여 해상도, 압축품질, 압축속도 등을 제어하며, 카메라모듈(110) 내부의 각종 파라미터들도 제어하게 된다.
또한, 용응프로그램을 플래쉬메모리(150)에 탑재하여 업그레이드 및 고객간 차별화 서비스를 구현하는 것을 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 호스트프로세스(140)의 제어하에 압축된 영상데이터를 바이너리 CDMA 방식으로 변조한 후 RF송신부(170)로 출력하는 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서(160)가 탑재된다.
상기 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서(160)는 A/V 코덱(120)에 의해 압축된 후 메모리(130)에 저장된 영상데이터(영상신호)를 입력받아 이를 부호화(암호화)시키고 이진화시킨 후 시분할다중접속 신호파형으로 변조시켜 상기 RF송신부(170)로 출력하게 된다.
그러면, 상기 RF송신부(170)는 바이너리 CDMA로 변조된 2.4GHz 대역의 RF신호를 송신하게 된다.
한편, 상기 RF송신부(170)로부터 송신된 바이너리 CDMA 변조 신호는 도 2에 도시된 바와 같은 영상수신부(200)를 통해 수신된다.
이를 위해, 상기 영상수신부(200)에는 RF수신부(210)가 구비된다.
상기 RF수신부(210)는 바이너리 CDMA로 변조된 2.4GHz RF신호를 수신하며, 사용되는 기기에 따라 1:1(1대의 수신기로 1대의 바이너리 CDMA를 내장한 카메라모듈에서 오는 신호 수신), 1:4(1대의 수신기로 4대의 바이너리 CDMA를 내장한 카메라모듈에서 오는 신호 수신), 1:8(1대의 수신기로 8대의 바이너리 CDMA를 내장한 카메라모듈에서 오는 신호 수신) 등으로 구분될 수 있고, 이것에 따라 후술되는 비디오엔코더(250)에서는 비디오 엔코더 숫자를 결정하게 된다.
아울러, 상기 영상수신부(200)에도 앞서 설명한 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서(220) 및 이를 제어하는 호스트프로세서(230)가 구비된다.
이때, 이들은 상기 RF수신부(210)로부터 수신된 변조 신호를 복조하고, 복호화한다.
그리고, 복조되고 복호화된 영상신호는 먹스와 A/V 코덱(240)을 통해 송신측에서 압축한 방식에 따라 MPEG-4 또는 H.264로 복원된다.
여기에서, 먹스(MUX)는 멀티플렉서(multiplexer)로서, 여러 개의 입력선 중에서 하나를 선택하여 단일 출력선으로 연결하는 조합회로이며, 보통 모뎀과 함께 전화회선을 통신 매체로 이용할 때 쓰이는 통신장비로서 통신망 구성과 관리를 간단하게 하고 통신비용을 크게 절감시키는 이점이 있다.
일반적으로 STDM(통계 시분할방식)이나 TDM(시분할방식)을 채용하여 통신 채널을 공유하며, 모뎀과 단말기 사이에 설치된다.
아울러, A/V코덱은 앞서 설명한 바와 같다.
마지막으로, 복원된 영상은 비디오엔코더(250)를 통해 연결된 기기 수에 따라 영상 및 음성 출력을 1채널, 4채널, 8채널 등으로 만들어 별도의 콘넥터로 출력하게 된다.
이 경우, 필요에 따라 모니터에 영상을 조합하여 별도로 출력할 수 있으며, 이때 출력되는 영상신호는 모니터에 바로 입력 가능한 아날로그 컴포지트 영상 신호 형태가 된다.
다른 예로, PC 프로그램을 통해 PC로도 출력 가능함은 물론이다.
100 : 영상전송부 110 : 카메라모듈
120 : A/V 코덱 130 : 메모리
140,230 : 호스트프로세서 150 : 플래쉬메모리
160,220 : 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서 170 : RF송신부
210 : RF수신부 240 : 먹스와 A/V 코텍
250 : 비디오엔코더

Claims (3)

  1. CCTV 카메라로 이루어지고 영상을 촬영하는 카메라모듈, 카메라모듈에서 출력된 영상신호를 영상 및 음성 압축하는 A/V 코덱, 카메라모듈 및 A/V 코덱을 제어하고 바이너리 CDMA 기능을 수행하는 프로세서로서 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서, 송신측 호스트프로세서의 제어하에 A/V 코덱에 의해 압축된 영상신호를 부호화하고 이진화시킨 후 시분할다중접속 신호 파형으로 변조시키는 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 송신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서로부터 출력된 변조 신호를 2.4GHz RF신호로 송신하는 RF송신부로 이루어진 영상전송부와; RF송신부로부터 송신된 RF신호를 수신하는 RF수신부, RF수신부로부터 RF신호를 입력받아 복조하고 복호화하는 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서, 수신측 바이너리 CDMA 베이스밴드 프로세서를 제어하는 수신측 호스트프로세서, 수신측 호스트프로세서의 제어하에 복조되고 복호화 된 영상신호의 압축을 해제하여 영상 및 음성을 복원하고 다중 입력 데이터를 단일 출력는 MUX 및 A/V 코텍, 복원된 영상신호를 연결된 기기의 수에 따라 영상 및 음성을 모니터에 곧바로 입력가능한 아날로그 영상신호로 출력하는 비디오엔코더로 이루어진 영상수신부;로 구성된 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템에 있어서;
    상기 영상전송부에는 상기 임베디드 리눅스를 O/S로 탑재한 송신측 호스트프로세서와 통신하는 플래쉬메모리가 더 구비되고, 상기 플래쉬메모리에는 용응프로그램이 탑재되어 업그레이드를 쉽게 구현시킨 것을 특징으로 하는 바이너리 CDMA를 이용한 CCTV 카메라 영상 전송시스템.
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