KR101208205B1 - 원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현장의 촬영 대상물에 근접하여 수집된 비디오 신호와 오디오 신호를 중계장치에 전송하고 중계장치는 증폭된 신호를 라우팅에 의하여 원격지의 지정된 관리서버에 전송하는 원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로 대상물을 디지털 방식의 비디오 신호로 촬영하며 주변의 오디오 신호를 입력하여 기록하고 티디엠에이(TDMA) 방식으로 변조된 2.4 GHz 대역의 무선주파수로 실시간 송신하며 이동이 허용된 범위를 벗어나거나 근접촬영이 허용된 범위 이내에 위치한 상태를 자동으로 자가 검출하여 해당 경고신호를 발생하는 이동카메라부; 이동카메라부와 티디엠에이 방식의 2.5 GHz의 무선주파수로 접속하여 비디오 신호와 오디오 신호를 실시간 수신하고 각각 증폭하며 호출하거나 피호출되어 접속된 통신경로를 이용하여 증폭된 비디오 신호와 오디오 신호를 실시간으로 지정된 상대방에 전송하는 중계장치부 및 중계장치부와 호출 또는 피호출되어 설정된 통신경로를 통하여 접속하며 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고 지정된 메모리 영역에 기록하며 자체 모니터에 출력하여 분석하는 원격모니터부를 포함하는 특징에 의하여 자유롭게 이동하면서 촬영된 영상신호와 수집된 오디오 신호를 중계장치를 경유하여 지정된 상대방에게 전송하는 효과가 있다.

Description

원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법{System of remote video monitoring system and operating method thereof}
본 발명은 원격 영상 모니터링 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 현장의 촬영 대상물에 근접하여 수집된 비디오 신호와 오디오 신호를 중계장치에 전송하고 중계장치는 증폭된 신호를 라우팅에 의하여 원격지의 지정된 관리서버에 전송하는 원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
영상 모니터링 장치는 확인할 대상 물체 또는 영역을 촬영하여 모니터할 수 있는 위치에 촬영장치를 설치하고, 확대 및 축소 기능을 선택하여 대상 물체를 자세하게 촬영하거나 주변의 넓은 영역을 촬영하는 것이 일반적이다.
또한, 설치된 촬영장치에 좌우회전과 상하로 틸트 구동되는 구동수단을 설치하여 확인할 대상의 위치와 방향이 다른 경우 해당 촬영장치를 회전시키거나 틸팅시켜 선택된 대상물을 촬영한다.
한편, 촬영장치가 촬영한 신호는 해당 모니터에 디스플레이하여 확인 또는 모니터링하거나 VCR 등의 기록장치를 통하여 선택된 매체에 기록 저장하므로 반복 확인할 수 있다.
종래기술에 의한 원격 영상 모니터링 시스템은 특허 등록 제10-0736898호(2007.07.02.)에 의한 “원격 카메라 서비스 제공 영상전송 이동통신 시스템 및 이를 이용한 영상전송 서비스 제공방법”이 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 단말기(1), 이동통신시스템(2), 카메라(6)를 포함하는 구성이다.
단말기(1)는 이동하면서 원하는 상대방과 무선접속하여 통신하는 동시에 카메라(6)를 상하좌우로 회동시키고 확대 및 축소 촬영하도록 제어하는 명령신호를 입력한다.
이동통신시스템(2)은 무선으로 접속된 단말기(1)로부터 입력된 명령신호에 의하여 유선으로 접속된 카메라(6)를 상하좌우로 회동시키고 확대 또는 축소시켜 촬영하도록 하는 제어신호를 출력한다.
카메라(6)는 이동통신시스템(2)을 통하여 입력된 명령신호에 의하여 상하좌우로 회동하므로 촬영할 대상을 추적하고 추적이 완료되면 대상물을 확대 또는 축소하여 촬영한다.
종래기술은 카메라(6)를 상하좌우로 회동 및 대상물을 확대, 축소하여 촬영하므로 자세히 관찰하거나 또는 넓은 영역을 감시하는 등에 적합하였다.
그러나 종래기술의 카메라(6)는 확대하는 배율에 한계가 있으므로 선택된 대상물의 정확한 영상이미지를 촬영할 수 없고 해당 오디오 신호를 명확하게 수집하기 어려운 문제가 있다.
또한, 종래기술의 카메라(6)는 확대 촬영된 영상신호의 정확한 이미지 확보를 위하여 해상도를 높이는 경우 카메라(6)의 부피가 커지고 가격이 비싸지며 구동 및 제어 등에 많은 유지비용이 소요되는 문제가 있다.
한편, 종래기술의 카메라(6)는 해상도를 높일 수 있는 범위에 한계가 있는 것이 일반적이고 먼 거리에서 촬영하므로 중간영역에 이물질이 위치되는 경우 함께 확대되어 대상물의 확인을 방해하는 문제가 있다.
그리고 종래기술의 카메라(6)는 고정되어 있으므로 촬영할 대상물과 카메라(6) 사이에 다른 시설물이 위치하는 경우 대상물을 촬영할 수 없는 문제가 있다.
따라서 카메라가 허용된 범위 안을 자유롭게 이동하면서 촬영 대상물에 근접촬영하며 주변에서 발행하는 해당 오디오 신호를 함께 실시간 수집하여 원격지의 관리서버에 전송하도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 본 발명은 중계장치가 형성하는 서비스 범위 안을 무선 카메라가 자유롭게 이동하면서 대상물을 근접 촬영하며 주변의 오디오 신호를 수집하고 2.4 GHz의 주파수로 무선전송하며 인터넷이 포함되는 통신경로의 지정된 상대방에게 실시간 전송하는 원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 카메라가 중계장치의 허용된 서비스 영역 또는 범위를 이탈하거나 근접촬영의 허용거리 이내에 위치하는 경우를 자동으로 검출하여 경보신호를 발생하도록 하는 원격 영상 모니터링 시스템 및 그 운용방법을 제공한다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 원격 영상 모니터링 시스템은 대상물을 디지털 방식의 비디오 신호로 촬영하며 주변의 오디오 신호를 입력하여 기록하고 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 대역의 무선주파수로 실시간 송신하며 이동이 허용된 범위를 벗어나거나 근접촬영이 허용된 범위 이내에 위치한 상태를 자동으로 자가 검출하여 해당 경고신호를 발생하는 이동카메라부; 상기 이동카메라부와 상기 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 대역 무선주파수로 접속하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 실시간 수신하고 각각 증폭하며 호출하거나 피호출되어 접속된 통신경로를 이용하여 상기 증폭된 비디오 신호와 오디오 신호를 압축시킨 후 실시간으로 지정된 상대방에 전송하는 중계장치부 및 상기 중계장치부와 호출 또는 피호출되어 설정된 상기 통신경로를 통하여 접속하며 상기 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고 지정된 메모리 영역에 기록하며 자체 모니터에 출력하여 분석하는 원격모니터부를 포함할 수 있다.
상기 이동카메라부는 해당 제어신호에 의하여 대상물의 비디오 신호를 컬러 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 포맷으로 실시간 디지털 촬영하는 카메라부; 상기 카메라부와 접속하여 촬영의 시작과 종료를 제어하며 각 기능부의 운용상태를 감시하고 각각의 해당 제어신호를 실시간 출력하는 이동제어부; 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 초음파 신호를 송수신하며 상기 카메라부가 상기 대상물과 초점거리 이내로 접근한 상태를 검출하는 센서부; 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 주변의 오디오 신호를 디지털 방식으로 실시간 입력하는 마이크부; 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 해당 경보신호와 오디오 신호를 출력하는 스피커부: 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 카메라부가 촬영한 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 비디오 신호와 상기 마이크부로부터 입력한 디지털 오디오 신호가 연계된 멀티미디어 신호를 입력하고 할당된 영역에 기록하는 저장부; 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 입력하며 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK)방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 송신하며 상기 중계장치부로부터 수신되는 무선신호의 평균 수신신호세기를 검출하는 이동무선부 및 상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식으로 촬영된 디지털 비디오 신호를 출력하며 시각적으로 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 이동제어부는 상기 이동무선부가 상기 중계장치부로부터 송신된 무선신호를 수신하여 검출한 수신신호세기의 레벨을 입력하여 분석하고 설정된 소정의 기준 레벨보다 낮은 것으로 판단되면 상기 스피커부에 해당 경보신호를 출력하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 중계장치부는 상기 이동카메라부와 상기 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 접속하며 해당 제어신호에 의하여 상기 멀티미디어 신호를 실시간 무선 수신하는 중계무선부; 상기 중계무선부와 접속하여 상기 중계무선부가 출력하는 상기 멀티미디어 신호를 입력하고 해당 제어신호에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호로 분리하며 각각의 경로로 출력하는 분리부; 상기 중계무선부와 접속하여 상기 이동카메라부와 무선접속하고 상기 이동카메라부가 무선송신한 멀티미디어 신호를 수신하도록 제어하며 각 기능부의 운용상태를 감시하고 각각의 해당 제어신호를 출력하는 중계제어부; 상기 분리부로부터 출력되는 상기 비디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 설정된 소정 레벨로 디지털 증폭하여 출력하는 비디오 증폭부; 상기 분리부로부터 출력되는 상기 오디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 설정된 소정 레벨로 디지털 증폭하여 출력하는 오디오 증폭부; 상기 비디오증폭부로부터 비디오 신호를 입력하며 상기 오디오 증폭부로부터 오디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 혼합하며 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 포맷과 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호로 변환하여 출력하는 혼합코덱부 및 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 혼합코덱부로부터 상기 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 입력하고 지정된 상대방과의 통신경로를 설정시켜 상기 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 전송하는 라우팅부를 포함할 수 있다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법은 이동카메라부, 중계장치부, 원격모니터부를 포함하는 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법에 있어서, 상기 원격모니터부는 멀티미디어 신호를 촬영하는 것으로 판단하는 경우 상기 중계장치부와 이동카메라부를 활성화 상태로 제어하는 활성화 과정; 상기 이동카메라부에 의하여 상기 중계장치부의 서비스 영역을 벗어나거나 촬영할 대상물에 초점거리 이내로 접근한 것으로 판단되면 해당 경보신호를 출력하는 경보과정; 상기 이동카메라부에 의하여 촬영된 비디오 신호와 수집된 오디오 신호를 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK)방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 접속된 중계장치부에 무선 송신하는 송신과정 및 상기 중계장치부에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 각각 디지털 증폭하고 합성하여 와이드 엑스지에이(WXGA) 포맷으로 변환하며 에이치.264(H.264) 방식으로 압축하여 상기 원격모니터부에 전송하는 전달과정을 포함할 수 있다.
상기 활성화 과정은 상기 원격모니터부의 요청에 의하여 상기 중계장치부와 통신경로를 설정하거나 또는 상기 중계장치부의 요청에 의하여 상기 원격모니터부와 통신경로를 설정하며 상기 설정된 통신경로를 통하여 상기 원격모니터부의 제어 명령신호가 상기 중계장치부에 전달될 수 있다.
본 발명에 따르면 상기와 같은 구성은 중계장치와 무선접속한 이동카메라가 중계장치의 서비스 영역 안을 자유롭게 이동하면서 촬영된 영상신호와 수집된 오디오 신호를 중계장치에 전송하면 중계장치는 인터넷이 포함되는 통신망을 경유하여 지정된 상대방에게 전송할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라가 중계장치의 서비스 영역을 이탈하거나 허용된 근접촬영 거리 이내에 위치하는 경우 경고음을 발생하므로 명확한 영상을 연속 촬영하여 실시간으로 명료하게 전송할 수 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 구성도,
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 이동카메라부의 세부 기능 구성도,
도 4 는 본 본 발명의 일실시 예에 의한 중계장치부의 세부 기능 구성도,
그리고
도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법 순서도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 구성도 이며, 도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 이동카메라부의 세부 기능 구성도 이고, 도 4 는 본 본 발명의 일실시 예에 의한 중계장치부의 세부 기능 구성도 이며, 도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법 순서도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 원격 영상 모니터링 시스템(1000)은 이동카메라부(1100), 중계장치부(1200), 통신망(1300), 원격모니터부(1400)를 포함하는 구성이다.
이동카메라부(1100)는 중계장치부(1200)와 무선으로 접속할 수 있는 서비스 영역의 범위 안을 자유롭게 이동하면서 필요한 대상물에 접근하여 디지털 비디오 신호로 촬영하는 동시에 주변에서 발생되는 오디오 신호를 디지털 신호로 입력한다.
이동카메라부(1100)는 선택된 대상물을 디지털 방식의 비디오 신호로 촬영하며 주변의 오디오 신호를 입력하여 기록하고 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역의 무선주파수로 실시간 송신하며 이동이 허용된 범위를 벗어나거나 근접촬영이 허용된 범위 이내에 위치한 상태를 자동으로 자가 검출하여 해당 경고신호를 발생하는 것으로, 카메라부(1110), 이동제어부(1120), 센서부(1130), 마이크부(1140), 스피커부(1150), 저장부(1160), 이동무선부(1170), 표시부(1180)가 포함된다.
카메라부(1110)는 지정된 대상물체를 컬러(colour) 와이드 엑스지에에(WXGA) 방식의 포맷으로 촬영 또는 변환하여 출력하며, 카메라부(1110)가 출력한 비디오 신호는 이동제어부(1120)에 실시간(real-time)으로 입력된다.
카메라부(1110)는 이동카메라부(1100)의 본체에 회전 상태로 돌출되어 고정 설치되거나 또는 이동카메라부(1100)의 본체와 케이블로 연결되어 이동카메라부(1100)의 본체에 탈착되거나 부착시켜 이동을 용이하게 할 수 있다.
카메라부(1110)는 일정하게 정형되어 고정된 크기와 형상을 하거나 또는 핀(pin) 형상의 렌즈와 절곡이 자유로우면서 제어될 수 있는 상태의 내시경 형상을 할 수도 있다.
와이드 엑스지에이(WXGA: Wide eXtended Graphics Array) 방식은 가로:세로의 화소(pixel) 비율이 1366 * 768 이므로 하나의 화면을 1,049,088 화소로 표현하며 비교적 화질의 선명도가 높은(HD: High Definition) 방식이고, 화면의 가로:세로 길이 비율은 16:9로 비교적 넓다(wide).
와이드 엑스지에이(WXGA) 방식은 엑스지에이(XGA) 방식에 포함되며, XGA 방식 이외에 브이지에이(VGA: Video Graphics Array), 시지에이(CGA), 이지에이(EGA) 등이 있고, 각 방식은 각각 다양한 방식으로 응용 또는 발전되고 있다.
이동제어부(1120)는 카메라부(110)와 접속하여 촬영의 시작과 종료를 제어하며 카메라부(1110)를 포함하는 이동제어부(1120), 센서부(1130), 마이크부(1140), 스피커부(1150), 저장부(1160), 이동무선부(1170), 표시부(1180)와 접속하여 각각의 운용상태를 감시하고 각각 해당 제어신호를 실시간으로 출력한다.
센서부(1130)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 초음파 신호를 송수신하는 것으로 수신된 신호의 세기를 분석하므로 카메라부(1110) 또는 이동카메라부(1100)와 촬영할 대상물과의 거리를 측정할 수 있다.
센서부(1130)는 촬영할 대상물과의 거리가 설정된 소정의 초점거리 이내로 접근한 상태인 것으로 검출되는 경우 해당 결과를 이동제어부에 통보하므로 이동제어부는 해당 경보신호를 출력할 수 있게 된다.
센서부(1130)에 설정된 초점거리는 카메라부(1110)에 구비된 렌즈가 이미지를 명확하게 맺히도록 할 수 있는 거리 값이며 카메라부(1110)가 교환 또는 교체되는 경우 설정되는 초점 거리 값을 변경시킬 수 있다.
마이크부(1140)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 주변의 오디오 신호를 디지털 방식으로 실시간 입력하여 이동제어부(1120)에 전달한다.
스피커부(1150)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 해당 경보신호와 오디오 신호를 출력한다. 스피커부(1150)가 출력하는 오디오 신호에는 원격모니터부(1400)가 송신하는 오디오 신호가 포함될 수 있다.
저장부(1160)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 카메라부(1110)가 촬영한 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 비디오 신호와 마이크부(1140)로부터 입력된 디지털 오디오 신호가 연계 혼합된 멀티미디어 신호를 입력하고 할당된 영역에 기록한다.
멀티미디어 신호는 이동제어부(1120)에 의하여 생성되며 비디오 신호에 오디오 신호가 포함되거나 또는 비디오 신호만으로 구성될 수 있다.
이동무선부(1170)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 활성화 상태로 구동되며 이동제어부(1120)로부터 출력되는 멀티미디어 신호를 입력하며 티디엠에이(TDMA) 방식으로 변조된 2.4 GHz 대역의 무선주파수로 송신한다.
이동무선부(1170)가 송신한 신호는 중계장치부(1200)에서 수신한다.
또한, 이동무선부(1170)는 중계장치부(1200)가 송신한 무선신호를 수신하고 설정된 소정 시간 단위로 수신신호세기를 분석 및 평균값을 연산하여 검출한다.
수신신호세기를 분석하는 시간 단위는 초 단위로 지정하는 것이 비교적 바람직하며, 분 단위의 평균값을 연산하여 출력하는 것이 바람직하다.
평균값을 사용하는 경우 주변환경의 급속한 변화에 대응할 수 있다.
이동제어부(1120)는 이동무선부(1170)가 검출한 수신신호세기의 레벨을 입력하여 분석하고 설정된 소정의 기준 레벨보다 낮은 것으로 판단되면 스피커부에 해당 경보신호를 출력한다.
수신신호세기의 레벨은 이동카메라부(1100)와 중계장치부(1200)가 양방향 통신을 할 수 없는 정도로 서로 거리가 떨어진 상태의 값으로 정하는 것이 매우 바람직하다.
표시부(1180)는 이동제어부(1120)의 해당 제어신호에 의하여 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식으로 촬영 및 포맷된 디지털 비디오 신호를 출력하여 시각적으로 표시할 수 있다.
표시부(1180)는 엘시디(LCD), 엘이디(LED), 아몰레드(AMOLED)를 포함하는 다양한 평판 표시장치 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
중계장치부(1200)는 이동카메라부(1100)와 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.5 GHz 또는 5.8 GHz 대역이 포함되는 ISM 밴드의 무선주파수로 접속하여 통신할 수 있다.
중계장치부(1200)는 이동카메라부(1100)가 송신한 비디오 신호와 오디오 신호를 실시간 수신하고 각각 증폭하여 합성된 멀티미디어 신호를 에이치.264(H.264), 에이치.265(H.265), 엠펙(MPEG) 등의 방식으로 압축시킬 수 있으며 에이치.264 방식으로 압축하는 것이 비교적 바람직하다.
이하의 설명에서는 에이치.264 방식을 위주로 설명하기로 한다.
중계장치부(1200)는 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 호출 또는 피호출에 의하여 설정된 통신경로를 경유하므로 지정된 상대방에게 실시간으로 전송하며 중계무선부(1210), 분리부(1220), 중계제어부(1230), 비디오 증폭부(1240), 오디오 증폭부(1250), 혼합코덱부(1260), 라우팅부(1270)를 포함하는 구성이다.
중계무선부(1210)는 이동카메라부(1100)와 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.5 GHz 또는 5.8 GHz 대역이 포함되는 ISM 밴드의 무선주파수로 접속하여 통신하며 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 비디오 신호와 오디오 신호가 포함되는 멀티미디어 신호를 이동카메라부(1100)로부터 실시간으로 무선 수신한다.
피에스케이(PSK : Phase Shift Keying) 변조(modulation)는 디지털 변조 방식 중에 하나의 방식이다.
디지털 변조 방식은 반송파로 이용되는 위상, 진폭, 주파수중 어느 하나 또는 이들의 조합을 0,1의 디지털 데이터로 변화시켜 신호를 전송하는 방식이며, 피에스케이(PSK) 변조 방식은 위상의 변화에 부호를 대응시켜 신호를 전송하는 방식이고 비피에스케이, 큐피에스케이 방식은 피에스케이 방식에 포함된다.
즉, 피에스케이(PSK) 변조 방식은 디지털 신호의 정보 내용에 따라 반송파의 위상을 변화시키는 것으로, 예를 들면 0 위상에 디지털 신호(0,0), π/2 위상에 디지털 신호(0,1), π위상에 디지털 신호(1,0), 3π/2 위상에 디지털 신호(1,1)를 각각 대응시켜 전송하는 방식이다.
디지털 신호를 M 개 단위의 비트로 묶어서 M=2m 개의 위상으로 분할시킨 위상 변조 방식을 M 진 PSK 라 하며 2 진 PSK(BPSK), 4 진 PSK(QPSK), 8 진 PSK, 16 진 PSK 등이 있고 진의 값이 높을수록 고속 통신이 가능하다.
일반적으로 PSK는 일정한 포락선(진폭)을 갖는 파형이기 때문에 전송로 등에 의한 레벨 변동의 영향을 적게 받으므로 심볼 오류가 우수하며, 변조 및 복조 회로가 비교적 간단하고 잡음이 있는 통신경로에서 동기신호 검출시에 부호 오율의 특성이 가장 우수한 디지털 변조 방식이다. 또한, 전력 스펙트럼 밀도는 ASK와 동일한 양측파대 특성을 갖는 방식이다
비피에스케이(BPSK: Binary Phase Shift Keying)는 반송파의 180도 위상차를 이용하여 0 과 1의 2 개의 디지털 신호를 구분시켜 전송하는 방식이다.
큐피에스케이(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying)는 주파수가 같고 위상이 90도 다른 2개의 반송파를 각각 비피에스케이(BPSK)처럼 변조시킨 후 합성하는 변조방식이다. 즉 한번에 2개의 디지털 비트 신호(00, 01, 10, 11)를 동시에 전송할 수 있는 방식으로 각각의 전송 비트에 대한 반송파의 위상을 달리하여 전송한다. 2 비트 디지털 신호를 전송할 수 있기 때문에 이론적으로 동일한 시간에 BPSK 변조 방식보다 2 배의 데이터를 전송할 수 있다.
즉, BPSK 변조 방식이 위상을 180도씩 바꾸어가면서 전송했다면 QPSK는 90도씩 위상을 변화시켜서 4 개의 신호를 만들어 내는 것이다.
디지털 변조 방식에는 이외에도 티디엠에이(TDMA: Time Division Multiple Access), 에프디엠에이(FDMA: Frequency Division Multiple Access), 시디엠에이(CDMA: Code Division Multiple Access), W-CDMA 방식 등이 있다.
티디엠에이(TDMA) 방식은 시간을 일정한 다수의 영역으로 분할하고 할당된 시간 영역에 신호를 송수신하도록 하는 기술이며 하나의 주파수를 사용하여 분할된 시간 영역의 숫자만큼 다수의 통신채널을 형성할 수 있다.
분리부(1220)는 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 중계무선부(1210)로부터 입력한 멀티미디어 신호를 비디오 신호와 오디오 신호로 분리하여 각각의 경로로 출력한다.
중계제어부(1230)는 중계장치부(1200)의 전체를 감시하고 제어하는 것으로 중계무선부(1210)와 접속하여 이동카메라부(1100)와 무선접속하고 이동카메라부(1100)가 무선송신한 멀티미디어 신호를 수신하도록 제어하는 동시에 각 기능부의 운용상태를 감시하고 각각의 해당 제어신호를 출력한다.
비디오 증폭부(1240)는 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 활성화되는 동시에 분리부(1220)로부터 비디오 신호를 입력하고, 입력된 비디오 신호의 레벨을 디지털 증폭하여 출력한다. 비디오 신호의 디지털 증폭에는 잡음성 신호의 제거, 색상보정, 명암보정, 콘트라스트 보정 등이 포함될 수 있다.
오디오 증폭부(1250)는 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 활성화되는 동시에 분리부(1220)로부터 오디오 신호를 입력하고, 입력된 오디오 신호의 레벨을 디지털 증폭하여 출력한다. 오디오 신호의 디지털 증폭은 잡음신호의 제거가 포함될 수 있다.
혼합코덱부(1260)는 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 활성화되는 동시에 비디오증폭부(1240)로부터 비디오 신호를 입력하고 오디오 증폭부(1250)로부터 오디오 신호를 입력하며 이와 같이 각각 입력된 비디오 신호와 오디오 신호를 연계된 멀티미디어 신호로 혼합(mix)한다.
혼합코덱부(1260)는 혼합된 멀티미디어 신호를 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 포맷의 멀티미디어 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 한편, 혼합코덱부(1260)는 WXGA 방식 이외에 다른 방식으로도 변환하여 출력할 수 있다.
혼합코덱부(1260)는 멀티미디어 신호를 일반적으로 알려져 있는 에이치.264(H.264) 방식으로 압축시킨다.
라우팅부(1270)는 중계제어부(1230)의 해당 제어신호에 의하여 혼합코덱부(1260)로부터 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식으로 포맷 변환되고 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 입력하고 호출 또는 피호출에 의하여 지정된 상대방과의 통신경로를 설정시켜 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 전송한다.
또한, 라우팅부(1270)는 설정된 통신경로를 통하여 명령신호를 입력하거나 중계장치부가 출력하는 각종 데이터를 송신할 수 있다.
통신망(1300)은 인터넷, 유선통신망, 무선통신망, 데이터 통신망 등이 포함되는 공중통신망 또는 사설통신망 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
원격모니터부(1400)는 중계장치부(1300)와 통신망(1300)을 경유하여 접속하고 중계장치부(1200)를 지정된 호출번호를 이용하여 호출하거나 또는 중계장치부(1200)로부터 지정된 호출번호를 이용하여 피호출될 수 있다.
원격모니터부(1400)는 설정된 통신경로를 통하여 호출 또는 피호출되어 중계장치부(1300)와 접속하며 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 수신하고 지정된 메모리 영역에 기록하는 동시에 분석하거나 자체적으로 구비된 해당 모니터를 통하여 출력하므로 확인할 수 있다.
첨부된 도 5 를 참조하면 원격모니터부(1400)는 멀티미디어 신호를 촬영하는지 또는 촬영하지 않는지를 판단한다(S2100).
원격모니터부(1400)에 의하여 멀티미디어 신호를 촬영하는 것으로 판단되면 지정된 호출번호를 이용하여 통신망(1300)을 제어하므로 해당 통신경로가 설정되고 통신경로를 통하여 접속된 중계장치부(1200)에 해당 명령신호를 인가하므로 중계장치부(1200) 및 이동카메라부(1100)를 활성화 상태로 제어 또는 설정한다(S2200).
원격모니터부(1400)와 중계장치부(1200) 사이에 사설 또는 전용 통신설로가 시설된 경우 통신망(1300)을 사용하지 않을 수 있음은 당연하다.
또한, 중계장치부(1200)의 선택에 의하여 원격모니터부(1400)와 접속될 수도 있다.
활성화된 이동카메라부는 중계장치부로부터 수신되는 신호의 세기를 설정된 소정 시간 동안 분석하여 평균값을 연산하므로 서비스 영역을 벗어났는지 판단하는 동시에 센서부를 제어하여 초점 거리 이내로 대상물에 접근하여 촬영하고자 하는지를 판단한다(S2300).
이동카메라부에 의하여 서비스 영역을 벗어난 것으로 판단되거나 카메라부의 초점거리 이내에 위치하면서 대상물을 촬영하는 것으로 판단되면 각각 해당되는 경보신호를 출력한다(S2400).
서비스 영역을 벗어난 경우와 초점거리 이내에 위치한 경우의 경보신호는 각각 다르게 설정하는 것이 사용하기 편리한 동시에 바람직하다.
이동카메라부는 촬영된 비디오 신호와 입력된 오디오 신호를 합성하여 멀티미디어 신호로 변환시킨 후에 중계장치부에 송신한다(S2500).
중계장치부는 이동카메라부로부터 수신된 멀티미디어 신호를 분석하여 비디오 신호와 오디오 신호로 분리하고 각각 디지털 증폭한다(S2600).
중계장치부의 디지털 증폭에는 잡음신호의 삭제와 선택된 종류의 보정이 포함될 수 있고 완료된 경우는 다시 합성한다.
중계장치부는 증폭되고 합성된 멀티미디어 신호를 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식의 포맷으로 변환하며 다시 에이치.264(H.264) 방식으로 압축한 후, 지정된 상대방을 호출하는 라우팅에 의하여 원격모니터부와 접속하고 멀티미디어 신호를 전송한다.
상기와 같은 구성은 중계장치가 형성하는 서비스 영역 안을 이동카메라가 자유롭게 이동하면서 촬영된 영상신호와 수집된 오디오 신호를 중계장치에 전송하면 중계장치는 인터넷 등의 통신망을 경유하여 지정된 상대방에게 에이치.264(H.264) 방식으로 압축시켜 전송하므로 원거리에서도 선택된 대상물의 영상 및 소리를 근접한 상태로 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 구성은 이동카메라가 중계장치의 서비스 영역을 이탈하거나 명확하고 명료하게 촬영이 가능한 허용된 근접 거리 이내에 위치하는 경우 경고음을 발생하므로 대상물의 영상을 연속적으로 명료하게 촬영하여 전송할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1000 : 원격 영상 모니터링 시스템
1100 : 이동카메라부 1110 : 카메라부
1120 : 이동제어부 1130 : 센서부
1140 : 마이크부 1150 : 스피커부
1160 : 저장부 1170 : 이동무선부
1180 : 표시부 1200 : 중계장치부
1210 : 중계무선부 1220 : 분리부
1230: 중계제어부 1240 : 비디오증폭부
1250: 오디오증폭부 1260 : 혼합코덱부
1270 : 라우팅부 1300 : 통신망
1400 : 원격모니터부

Claims (5)

  1. 대상물을 디지털 방식의 비디오 신호로 촬영하며 주변의 오디오 신호를 입력하여 기록하고 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 대역의 무선주파수로 실시간 송신하며 이동이 허용된 범위를 벗어나거나 근접촬영이 허용된 범위 이내에 위치한 상태를 자동으로 자가 검출하여 해당 경고신호를 발생하는 이동카메라부;
    상기 이동카메라부와 상기 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 대역 무선주파수로 접속하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 실시간 수신하고 각각 증폭하며 호출하거나 피호출되어 접속된 통신경로를 이용하여 상기 증폭된 비디오 신호와 오디오 신호를 압축시킨 후 실시간으로 지정된 상대방에 전송하는 중계장치부; 및
    상기 중계장치부와 호출 또는 피호출되어 설정된 상기 통신경로를 통하여 실시간 접속하며 상기 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고 지정된 메모리 영역에 기록하며 자체 모니터에 출력하여 분석하는 원격모니터부: 를 포함하되,
    상기 이동카메라부는
    해당 제어신호에 의하여 대상물의 비디오 신호를 컬러 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 포맷으로 실시간 디지털 촬영하는 카메라부;
    상기 카메라부와 접속하여 촬영의 시작과 종료를 제어하며 각 기능부의 운용상태를 감시하고 각각의 해당 제어신호를 실시간 출력하는 이동제어부;
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 초음파 신호를 송수신하며 상기 카메라부가 상기 대상물과 초점거리 이내로 접근한 상태를 검출하는 센서부;
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 주변의 오디오 신호를 디지털 방식으로 실시간 입력하는 마이크부;
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 해당 경보신호와 이동무선부(1170)의 오디오 신호를 출력하는 스피커부:
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 카메라부가 촬영한 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 비디오 신호와 상기 마이크부로부터 입력한 디지털 오디오 신호가 연계된 멀티미디어 신호를 입력하고 할당된 영역에 기록하는 저장부;
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 입력하며 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK)방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 송신하며 상기 중계장치부로부터 수신되는 무선신호의 평균 수신신호세기를 검출하는 이동무선부; 및
    상기 이동제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식으로 촬영된 디지털 비디오 신호를 출력하며 시각적으로 표시하는 표시부: 를 포함하되,
    상기 이동제어부는 상기 이동무선부가 상기 중계장치부로부터 송신된 무선신호를 수신하여 검출한 수신신호세기의 레벨을 입력하여 분석하고 설정된 소정의 기준 레벨보다 낮은 것으로 판단되면 상기 스피커부에 해당 경보신호를 출력하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격 영상 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계장치부는
    상기 이동카메라부와 상기 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK) 방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 접속하며 해당 제어신호에 의하여 상기 멀티미디어 신호를 실시간 무선 수신하는 중계무선부;
    상기 중계무선부와 접속하여 상기 중계무선부가 출력하는 상기 멀티미디어 신호를 입력하고 해당 제어신호에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호로 분리하며 각각의 경로로 출력하는 분리부;
    상기 중계무선부와 접속하여 상기 이동카메라부와 무선접속하고 상기 이동카메라부가 무선송신한 멀티미디어 신호를 수신하도록 제어하며 각 기능부의 운용상태를 감시하고 각각의 해당 제어신호를 출력하는 중계제어부;
    상기 분리부로부터 출력되는 상기 비디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 설정된 소정 레벨로 디지털 증폭하여 출력하는 비디오 증폭부;
    상기 분리부로부터 출력되는 상기 오디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 설정된 소정 레벨로 디지털 증폭하여 출력하는 오디오 증폭부;
    상기 비디오증폭부로부터 비디오 신호를 입력하며 상기 오디오 증폭부로부터 오디오 신호를 입력하고 상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 혼합하며 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 포맷과 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호로 변환하여 출력하는 혼합코덱부; 및
    상기 중계제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 혼합코덱부로부터 상기 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 입력하고 지정된 상대방과의 통신경로를 설정시켜 상기 에이치.264(H.264) 방식으로 압축된 멀티미디어 신호를 전송하는 라우팅부; 를 포함하는 원격 영상 모니터링 시스템.
  4. 이동카메라부, 중계장치부, 원격모니터부를 포함하는 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법에 있어서,
    상기 원격모니터부는 멀티미디어 신호를 촬영하는 것으로 판단하는 경우 상기 중계장치부와 이동카메라부를 활성화 상태로 제어하는 활성화 과정;
    상기 이동카메라부에 의하여 상기 중계장치부의 서비스 영역을 벗어나거나 촬영할 대상물에 초점거리 이내로 접근한 것으로 판단되면 해당 경보신호를 출력하는 경보과정;
    상기 이동카메라부에 의하여 촬영된 비디오 신호와 수집된 오디오 신호를 비피에스케이(BPSK), 큐피에스케이(QPSK)방식 중에서 선택된 어느 하나로 변조된 2.4 GHz 또는 5.8 GHz 대역 중에서 선택된 어느 하나의 무선주파수로 접속된 중계장치부에 무선 송신하는 송신과정; 및
    상기 중계장치부에 의하여 상기 비디오 신호와 상기 오디오 신호를 각각 디지털 증폭하고 합성하여 와이드 엑스지에이(WXGA) 포맷으로 변환하며 에이치.264(H.264) 방식으로 압축하여 상기 원격모니터부에 전송하는 전달과정; 을 포함하는 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활성화 과정은
    상기 원격모니터부의 요청에 의하여 상기 중계장치부와 통신경로를 설정하거나 또는 상기 중계장치부의 요청에 의하여 상기 원격모니터부와 통신경로를 설정하며 상기 설정된 통신경로를 통하여 상기 원격모니터부의 제어 명령신호가 상기 중계장치부에 전달되는 것을 특징으로 하는 원격 영상 모니터링 시스템의 운용방법.
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