KR101408358B1 - 감시 시스템에서 통신 신호를 발생시키는 방법 - Google Patents

감시 시스템에서 통신 신호를 발생시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 감시 카메라로부터 호스트 장치로 전송되는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간에서 감시 카메라와 호스트 장치 사이에 전송되는 통신 신호의 발생 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (d)를 포함한다. 단계 (a)에서는, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 휘도 레벨들이 규정된다. 단계 (b)에서는, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 색상 레벨들이 규정된다. 단계 (c)에서는, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 채도 레벨들이 규정된다. 단계 (d)에서는, 적용 휘도 레벨들, 적용 색상 레벨들 및 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호가 발생된다.

Description

감시 시스템에서 통신 신호를 발생시키는 방법{Method for generating communication signal within monitoring system}
본 발명은, 감시 시스템에서 통신 신호를 발생시키는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 감시 카메라로부터 호스트 장치로 전송되는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간에서 상기 감시 카메라와 상기 호스트 장치 사이에 전송되는 통신 신호의 발생 방법에 관한 것이다.
감시 카메라들은 촬영에 의하여 라이브-뷰(live-view)의 영상 신호들을 발생시킨다. 또한, 감시 카메라들은 호스트 장치로서의 컴퓨터들과 통신하면서 라이브-뷰(live-view)의 영상 신호들을 컴퓨터들에 전송한다.
상기와 같은 감시 시스템에 있어서, 감시 카메라로부터 호스트 장치로 전송되는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간에서 상기 감시 카메라와 상기 호스트 장치 사이에 통신 신호가 전송된다. 즉, 합성 비디오 신호의 수직 블랭크 구간의 특정 수평 주기들에서 통신 신호가 송수신된다.
여기에서, 종래에는, 특정 수평 주기에서 각각의 단위 통신 신호가 특정 주파수를 가진 이진(binary) 비트의 펄스 신호이다. 이에 따라 다음과 같은 문제점들이 있다.
첫째, 통신 신호의 스펙트럼이 합성 비디오 신호의 스펙트럼과 별개의 스펙트럼을 가지므로, 통신 신호가 합성 비디오 신호에 대하여 노이즈로 작용하고, 통신 신호의 송수신부가 감시 카메라와 호스트 장치에 각각 추가되어야 한다.
둘째, 단위 통신 신호가 1 비트의 데이터만을 전송하므로, 데이터의 전송율이 낮다. 통상적으로 한 수평 주기에 대하여 10 내지 20 비트들의 데이터가 전송된다.
셋째, 통신 신호가 이진(binary) 비트의 펄스 신호임에 따라, 데이터의 보안성이 떨어진다.
본 발명의 목적은, 감시 시스템에서 통신 신호를 발생시키는 방법에 있어서, 통신 신호가 합성 비디오 신호에 대하여 노이즈로 작용하지 않고, 통신 신호의 송수신부가 감시 카메라와 호스트 장치에 각각 추가될 필요가 없으며, 데이터의 전송율 및 보안성이 높아질 수 있게 하는 통신 신호의 발생 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 감시 카메라로부터 호스트 장치로 전송되는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간에서 상기 감시 카메라와 상기 호스트 장치 사이에 전송되는 통신 신호의 발생 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (d)를 포함한다.
단계 (a)에서는, 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 휘도 레벨들이 규정된다.
단계 (b)에서는, 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 색상 레벨들이 규정된다.
단계 (c)에서는, 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 채도 레벨들이 규정된다.
단계 (d)에서는, 상기 적용 휘도 레벨들, 상기 적용 색상 레벨들 및 상기 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호가 발생된다.
본 발명의 상기 통신 신호의 발생 방법에 의하면, 상기 합성 비디오 신호의 규정을 이용하여 통신 신호가 발생된다. 이에 따라 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 통신 신호의 스펙트럼이 합성 비디오 신호의 스펙트럼에 종속되므로, 통신 신호가 합성 비디오 신호에 대하여 노이즈로 작용하지 않고, 통신 신호의 송수신부가 감시 카메라와 호스트 장치에 별도로 추가될 필요가 없다.
둘째, 상기 적용 휘도 레벨들, 상기 적용 색상 레벨들 및 상기 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호가 발생되므로, 단위 통신 신호가 다수의 비트들의 데이터를 전송하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 데이터의 전송율 및 보안성이 매우 높아진다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 신호의 발생 방법이 적용되는 감시 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간의 특정 수평 주기들에서 본 발명의 일 실시예에 의하여 발생되는 통신 신호를 보여주는 파형도이다.
도 3은 도 2의 통신 신호에서 어느 한 단위 통신 신호의 적용 색상 레벨과 적용 채도 레벨을 보여주기 위한 파형도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 합성(composite) 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위가 등간격으로 나뉘어져 10 개의 적용 휘도 레벨들이 규정됨을 보여주는 도면이다.
도 5는, 도 4의 실시예에 따라, 8 개의 적용 색상 레벨들과 5 개의 적용 채도 레벨들을 보여주는 색상환(color circle)의 도면이다.
도 6은, 본 발명의 또다른 실시예에 따라, 2 개의 적용 휘도 레벨들, 2 개의 적용 색상 레벨들, 및 2 개의 적용 채도 레벨들이 규정되고, 이들의 조합에 따른 단위 통신 신호의 데이터를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들과 함께 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 신호의 발생 방법이 적용되는 감시 시스템을 보여준다.
도 1을 참조하면, 감시 카메라들(1a,1b,1c) 각각은 촬영에 의하여 라이브-뷰(live-view)의 합성 비디오 신호(SVID)를 발생시킨다.
여기에서, 감시 카메라들(1a,1b,1c) 각각으로부터 호스트 장치로서의 컴퓨터(3a,3b,3c)에 전송되는 합성(composite) 비디오 신호(SVID)의 수직 블랭크 구간에서 통신 신호(DCOM)가 감시 카메라(1a,1b,1c)와 컴퓨터(3a,3b,3c) 사이에 전송된다. 즉, 합성 비디오 신호(SVID)의 수직 블랭크 구간의 특정 수평 주기들에서 통신 신호(DCOM)가 송수신된다.
도 2는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간의 특정 수평 주기들에서 본 발명의 일 실시예에 의하여 발생되는 통신 신호(21 내지 27)를 보여준다. 도 2에서 참조 부호 Ph는 수평 동기 신호를, 그리고 Sb는 버스트(burst) 신호를 가리킨다.
도 2를 참조하면, 수평 동기 신호(Ph)는 흑색 레벨인 0 [IRE(Institute of Radio Engineers)]와 동기 레벨인 -43 [IRE] 사이의 진폭을 가진다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 1 [IRE]는 0.007142857 [V : Volt]이다.
합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위(Lref)는 등간격으로 나뉘어져 적용 휘도 레벨들이 규정된다. 여기에서, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위(Lref)는 흑색 레벨인 0 [IRE(Institute of Radio Engineers)]와 백색 레벨인 100 [IRE] 사이에 존재한다.
또한, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위가 등간격으로 나뉘어져 적용 색상 레벨들이 규정된다. 여기에서, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위는 특정 수평 주기들 각각에서의 버스트(burst) 신호(Sb)의 위상을 기준으로 2π[rad]이다.
또한, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위(Cref)가 등간격으로 나뉘어져 적용 채도 레벨들이 규정된다. 여기에서, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위는 버스트(burst) 신호(Sb)의 진폭(Cref)이다.
그리고, 적용 휘도 레벨들, 적용 색상 레벨들 및 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호(21 내지 27 중에서 어느 하나)가 발생된다. 단위 통신 신호(21 내지 27 중에서 어느 하나)의 파형은 싸인(sine) 파형이다. 물론, 단위 통신 신호(21 내지 27 중에서 어느 하나) 및 버스트(burst) 신호(Sb)는 단일 주기의 싸인(sine) 파형이 아니라 연속된 싸인(sine) 파형일 수도 있다.
상기와 같은 통신 신호(21 내지 27)의 발생 방법에 의하면, 합성 비디오 신호의 규정을 이용하여 통신 신호(21 내지 27)가 발생된다. 이에 따라 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 통신 신호(21 내지 27)의 스펙트럼이 합성 비디오 신호의 스펙트럼에 종속되므로, 통신 신호(21 내지 27)가 합성 비디오 신호에 대하여 노이즈로 작용하지 않고, 통신 신호의 송수신부가 감시 카메라(1a,1b,1c)와 호스트 장치(3a,3b,3c)에 별도로 추가될 필요가 없다.
둘째, 상기 적용 휘도 레벨들, 상기 적용 색상 레벨들 및 상기 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호(21 내지 27 중에서 어느 하나)가 발생되므로, 단위 통신 신호가 다수의 비트들의 데이터를 전송하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 데이터의 전송율 및 보안성이 매우 높아진다.
이하, 도 3 내지 6을 참조하여 상기 각각의 단계가 보다 상세히 설명된다.
도 3은 도 2의 통신 신호(21 내지 27)에서 어느 한 단위 통신 신호(26)의 적용 색상 레벨과 적용 채도 레벨을 보여주기 위한 파형도이다. 도 3에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 2 및 3을 참조하면, 휘도 범위(Lref) 중에서 규정된 어느 한 휘도 레벨(Ln)은 어느 한 단위 통신 신호(26)에 적용된다.
또한, 버스트(burst) 신호(Sb)의 위상을 기준으로 2π [rad]의 색상 범위 중에서 규정된 어느 한 위상 Φd [rad]의 색상 레벨이 상기 단위 통신 신호(26)에 적용된다.
또한, 버스트(burst) 신호(Sb)의 진폭(Cref) 중에서 규정된 어느 한 채도 레벨(Cn)은 상기 단위 통신 신호(26)에 적용된다.
즉, 적용 휘도 레벨(Ln), 적용 색상 레벨(Φd) 및 적용 채도 레벨(Cn)의 조합에 따라 단위 통신 신호(21 내지 27 중에서 어느 하나)가 발생된다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 합성(composite) 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위가 등간격으로 나뉘어져 10 개의 적용 휘도 레벨들이 규정됨을 보여준다. 도 4에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 2 및 4를 참조하면, 합성(composite) 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위(Lref) 즉, 흑색 레벨 0 [IRE] 내지 백색 레벨 100 [IRE]의 휘도 범위(Lref)가 등간격으로 나뉘어져 10 개의 적용 휘도 레벨들이 규정된다.
여기에서, 10 개의 적용 휘도 레벨들은 10 [IRE], 20 [IRE], 30 [IRE], 40 [IRE], 50 [IRE], 60 [IRE], 70 [IRE], 80 [IRE], 90 [IRE] 및 100 [IRE]이다.
도 5는, 도 4의 실시예에 따라, 8 개의 적용 색상 레벨들과 5 개의 적용 채도 레벨들을 보여주는 색상환(color circle)의 도면이다. 도 5에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 2 및 5를 참조하면, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위가 등간격으로 나뉘어져 8 개의 적용 색상 레벨들이 규정된다. 여기에서, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위는 특정 수평 주기들 각각에서의 버스트(burst) 신호(Sb, BURST 180o)의 위상을 기준으로 2π [rad]이다.
또한, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위(Cref)가 등간격으로 나뉘어져 5 개의 적용 채도 레벨들이 규정된다. 여기에서, 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위는 버스트(burst) 신호(Sb)의 진폭(Cref)이다.
도 6은, 본 발명의 또다른 실시예에 따라, 2 개의 적용 휘도 레벨들, 2 개의 적용 색상 레벨들, 및 2 개의 적용 채도 레벨들이 규정되고, 이들의 조합에 따른 단위 통신 신호의 데이터를 보여준다. 도 6에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.
도 6에서, Φ(Cref)는 기준 위상으로서의 버스트(burst) 신호(도 2의 Sb)의 위상을 가리킨다.
도 2 및 6을 참조하면, 2 개의 휘도 레벨들을 적용할 경우, 휘도 변수 p에 1 및 2를 대입할 수 있다. 즉, 2 개의 적용 휘도 레벨들은 Lref/1과 Lref/2이다.
또한, 2 개의 채도 레벨들을 적용할 경우, 채도 변수 q에 1 및 2를 대입할 수 있다. 즉, 2 개의 적용 채도 레벨들은 Cref/1과 Cref/2이다.
그리고, 2 개의 색상 레벨들을 적용할 경우, 채도 변수 r에 1 및 2를 대입할 수 있다. 즉, 2 개의 적용 색상 레벨들은 Φ(Cref)-2π/1과 Φ(Cref)-2π/2이다.
따라서, 도 6의 실시예에 의하여 발생된 단위 통신 신호는 제1 데이터(000) 내지 제8 데이터(111) 중에서 어느 하나를 의미한다. 즉, 종래의 단위 통신 신호가 1 비트의 데이터를 전송함에 비하여, 도 6의 실시예의 단위 통신 신호가 8 비트의 데이터를 전송함을 알 수 있다.
따라서, 적용 휘도 레벨들의 개수를 p, 적용 채도 레벨들의 개수를 q, 그리고 적용 색상 레벨들의 개수를 r이라 하면, 본 발명에 따른 단위 통신 신호의 데이터 전송량 즉 전송 비트 수 Qunit는 아래의 수학식 1에 의하여 구할 수 있다.
Figure 112010001342487-pat00001
따라서, 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간의 어느 한 특정 수평 주기에서 n 개의 단위 통신 신호들이 전송될 경우, 단위 수평 주기에서의 데이터 전송량 즉 전송 비트 수 Qhor는 아래의 수학식 2에 의하여 구할 수 있다.
Figure 112010001342487-pat00002
만약, 한 개의 통신 라인이 아니고 m 개의 통신 라인이 동시에 사용될 경우, 단위 수평 주기에서의 데이터 전송량 즉 전송 비트 수 Qmhor는 아래의 수학식 3에 의하여 구할 수 있다.
Figure 112010001342487-pat00003
따라서, m 개의 통신 라인이 동시에 사용되고, 1 초에 60 개의 특정 수평 주기들에서 통신 신호가 전송될 경우, 본 발명에 따라 발생된 통신 신호의 초당 데이터 전송량 즉 전송율 Qmshor는 아래의 수학식 4에 의하여 구할 수 있다.
Figure 112010001342487-pat00004
예를 들어, 특정 수평 주기에서 전송되는 단위 통신 신호들의 개수(n)가 128, 적용 휘도 레벨들의 개수(p)가 8, 적용 채도 레벨들의 개수(q)가 8, 그리고 적용 색상 레벨들의 개수(r)가 8, 그리고 통신 라인 개수(m)가 4이면, 본 발명에 따라 발생된 통신 신호의 초당 데이터 전송량 즉 전송율 또는 전송 속도 Qmshor는 아래의 수학식 5와 같이 계산된다.
Figure 112010001342487-pat00005
상기 수학식 5는 아래의 수학식 6과 같다.
Figure 112010001342487-pat00006
상기 수학식 6의 계산 결과에 의하면, 본 발명에 따라 발생된 통신 신호의 초당 데이터 전송량 즉 전송율 또는 전송 속도는 Qmshor는 15,728,640 [bit/sec]로서 약 15.7 [Mbit/sec]이다.
따라서, 종래의 통신 신호에 비하여 본 발명에 따라 발생된 통신 신호의 데이터 전송율이 현저하게 높아짐을 확인할 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 신호의 발생 방법에 의하면, 합성 비디오 신호의 규정을 이용하여 통신 신호가 발생된다. 이에 따라 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.
첫째, 통신 신호의 스펙트럼이 합성 비디오 신호의 스펙트럼에 종속되므로, 통신 신호가 합성 비디오 신호에 대하여 노이즈로 작용하지 않고, 통신 신호의 송수신부가 감시 카메라와 호스트 장치에 별도로 추가될 필요가 없다.
둘째, 상기 적용 휘도 레벨들, 상기 적용 색상 레벨들 및 상기 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호가 발생되므로, 단위 통신 신호가 다수의 비트들의 데이터를 전송하는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 데이터의 전송율 및 보안성이 매우 높아진다.
본 발명은, 상기 실시예들에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.
감시 시스템 뿐만 아니라 일반적인 동영상 통신 시스템에도 이용될 수 있다.
1a,1b,1c...감시 카메라들, 3a,3b,3c...컴퓨터들,
21 내지 27...통신 신호, Ph...수평 동기 신호,
Sb...버스트(burst) 신호, Lref...휘도 범위,
Cref...채도 범위, Φd...적용 색상 레벨,
Ln...적용 휘도 레벨, Cn...적용 채도 레벨,
Φ(Cref)...버스트(burst) 신호의 위상.

Claims (7)

  1. 감시 카메라로부터 호스트 장치로 전송되는 합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간에서 상기 감시 카메라와 상기 호스트 장치 사이에 전송되는 통신 신호의 발생 방법에 있어서,
    (a) 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위를 등간격으로 나누어 적용 휘도 레벨들을 규정하는 단계;
    (b) 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위를 등간격으로 나누어 적용 색상 레벨들을 규정하는 단계;
    (c) 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위를 등간격으로 나누어 적용 채도 레벨들을 규정하는 단계; 및
    (d) 상기 적용 휘도 레벨들, 상기 적용 색상 레벨들 및 상기 적용 채도 레벨들의 조합에 따라 단위 통신 신호를 발생시키는 단계를 포함한 통신 신호의 발생 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에서,
    상기 단위 통신 신호의 파형이 싸인(sine) 파형인 통신 신호의 발생 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    합성(composite) 비디오 신호의 수직 블랭크 구간의 특정 수평 주기들에서 상기 통신 신호가 발생되는 통신 신호의 발생 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 휘도 범위가 흑색 레벨로부터 백색 레벨까지인 통신 신호의 발생 방법.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제4항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 흑색 레벨인 0 [IRE(Institute of Radio Engineers)]이고 상기 백색 레벨이 100 [IRE]인 통신 신호의 발생 방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 색상 범위가,
    상기 특정 수평 주기들 각각에서의 버스트(burst) 신호의 위상을 기준으로 2π [rad]인 통신 신호의 발생 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 단계 (c)에서, 상기 합성 비디오 신호의 규정에 의한 채도 범위가,
    상기 버스트(burst) 신호의 진폭인 통신 신호의 발생 방법.
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KR920017489A (ko) * 1991-02-25 1992-09-26 오오가 노리오 칼라 텔레비젼 카메라 장치 및 그 신호 발생 방법
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