KR101698066B1 - 네트워크 비디오 레코더 시스템 - Google Patents

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KR101698066B1 KR1020150133764A KR20150133764A KR101698066B1 KR 101698066 B1 KR101698066 B1 KR 101698066B1 KR 1020150133764 A KR1020150133764 A KR 1020150133764A KR 20150133764 A KR20150133764 A KR 20150133764A KR 101698066 B1 KR101698066 B1 KR 101698066B1
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Abstract

본 발명은 시간 동기화에 관한 것으로서, 인터넷 연결이 어려운 상태에서의 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder) 시스템에서의 네트워크 카메라의 시간을 동기화시키는 네트워크 비디오 레코더 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더 시스템으로서, POE(Power Over Ethernet) 기능을 갖는 다수개의 카메라; 및 허브와 이더넷 인터페이스를 통하여 상기 다수개의 카메라와 연결된 네트워크 비디오 레코더를 포함하며, 상기 네트워크 비디오 레코더는 안테나를 통하여 공중파 FM 신호를 수신하고, 이 수신된 공중파 FM 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출하며 또한 이 추출된 FM 방송 시보 신호를 상기 허브와 이더넷 인터페이스로 연결된 네트워크를 통하여 상기 카메라에 제공하여 카메라의 시간을 동기화시키고, 상기 카메라에 POE 방식으로 전원을 공급한다.

Description

네트워크 비디오 레코더 시스템{Network video recorder system}
본 발명은 시간 동기화에 관한 것으로서, 인터넷 연결이 어려운 상태에서의 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder) 시스템에서의 네트워크 카메라의 시간을 동기화시키는 네트워크 비디오 레코더 시스템에 관한 것이다.
네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder) 시스템은 감시 시스템을 구성하는 카메라, 비디오, 네트워크 레코더, 모니터링의 4 요소 전체를 디지털화하는 감시 장치로 네트워크 처리와 고화질 영상처리를 핵심으로 하는 시스템이다.
IP 네트워크에서 직접 디지털 이미지 신호를 받아 처리하기 때문에 네트워크가 존재하는 곳이라면 어디든 설치할 수 있다는 점에서, 카메라 설치 장소에서 크게 벗어날 수 없는 디지털 비디오 레코더(DVR: Digital Video Recorder) 와는 차이가 있다.
디지털 비디오 레코더(DVR: Digital Video Recorder)는 비디오테이프를 저장매체로 사용하던 CCTV의 저장 부분을 디지털화한 감시 장치로, 감시 카메라 설치대수가 고정되며, 디지털 비디오 레코더와 감시 카메라간 거리가 제한적이며, 디지털 비디오 레코더의 의존에 따른 녹화 시간에 제약이 따른다. 또한 디지털 비디오 레코더는 동축케이블 부설에 따른 비용이 증가할 수 있으며, 벤더 별 서로 다른 프로토콜 호환성 문제와 카메라 증설시 개별 케이블 공사가 필요하다. 그리고 디지털 비디오 녹화가 포트 단위로 카메라가 설치되므로 카메라, 케이블 등 고장발생 요소가 많이 발생하며, 시스템 이중화 운영시 비용 증가 문제가 발생하며, 원격조작은 별도 회선 확보 및 기능이 필요하다.
반면, 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder)는 네트워크 대역폭 범주 내 무한개의 감시 카메라 설치가 자유로우며, 네트워크가 연결된 인근 랜 포트로의 확장성이 우수하고, 시스템 저장장치 선택의 유연성으로 자유로운 녹화시간 결정이 가능하다. 또한 랜 설치 연결만으로 작업 완료(필요시 무선 활용) 표준 프로토콜 지원으로 서로 다른 벤더 모델 설치 허용이 용이하고 저렴한 비용으로 증설이 용이하다. 그리고 카메라의 정보등록만으로 자동 연결되며 상대적으로 디지털 비디오 레코더에 비해 적은 고장 발생 요소가 있으며, 유연한 시스템 이중화 설정 운영 네트워크를 통한 원격조작 등 부가기능 수행이 가능하다.
즉 디지털 비디오 레코더는 네트워크 기술의 발달로 인하여 카메라에서 녹화기까지 영상신호를 디지털로 변환하여 네트워크 선을 통하여 전송하는 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder)로 변형되었다. 네트워크 비디오 레코더는 한 개의 네트워크 선을 통하여 다채널의 데이터를 전송할 수 있어 디지털 비디오 레코더와 다르게 다수개의 카메라와 녹화기 사이에서 필요했던 다수개의 영상 신호 전송선을 하나의 네트워크 선으로 대체하는 것이다.
이와 같은 네크워크 비디오 레코더 시스템은 일반적으로 네트워크 시간 프로토콜(NTP: Network Time Protocol)을 사용하는데, 네트워크 시간 프로토콜(NTP)은 미국 델라웨어 대학의 데이빗 밀스에 의해 처음 개발되었으나, 이제는 인터넷 표준이 되었다. 네트워크 시간 프로토콜은(NTP)는 컴퓨터 클록 시간을 1/1000 초 이하까지 동기화시키기 위해 협정 세계시각(UTC)을 사용하며, 컴퓨터 네트웍 전반에 걸쳐 정확한 시각을 유지하는 것은 여러 가지 이유로 중요한데, 그 이유는 심지어 수십 분의 1초 정도의 차이만으로도 큰 문제가 발생될 수 있기 때문이다. 예를 들어 협정 세계시에 기반을 두면, 지역적으로 분산된 업무처리 환경에서도 작업 순서가 정확히 유지될 수 있다. 보안 메커니즘 역시 네트워크 전체에 걸쳐 협정 세계시에 기반을 두고 있다. 여러 대의 컴퓨터가 하나의 파일 시스템을 수정하는 것 역시 정확히 동기화된 클록 시각에 의존해야 한다. 항공기의 운항 궤적을 그림으로 표시해 주는 항공관제 시스템에도 매우 정확한 시간측정이 요구되는 것은 당연하다.
협정세계 시각은 무선이나 위성 시스템 등, 여러 가지 방법으로 얻어지는데 GPS나 정부기관 등과 같은 특수한 수신자들은 보다 높은 수준의 서비스를 이용하는 것이 가능하지만, 모든 컴퓨터에 수신기를 장착하는 것은 비경제적이며, 현실성이 없다. 그 대신에, 시각 서버로 지정된 컴퓨터들에만 수신기를 장착하고, 이 서버들과 네트워크로 연결되어 있는 컴퓨터들의 클록 시각은 네트워크 시간 프로토콜(NTP)과 같은 프로토콜을 사용하여 동기화하는 것이다.
이와 같이 네트워크 시간 프로토콜(NTP)을 이용한 시간 동기화는 인터넷 연결을 전제로 사용되며 인터넷 연결에 문제가 발생했을 경우에 정확한 시간 동기화가 이루어질 수 없는 문제가 발생한다.
KR 1020090126436 A
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 방송국의 시보를 이용하여 네트워크 비디오 레코더 시스템 간에 시간 동기화를 시키는 네트워크 비디오 레코더 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더 시스템으로서, POE(Power Over Ethernet) 기능을 갖는 다수개의 카메라; 및 허브와 이더넷 인터페이스를 통하여 상기 다수개의 카메라와 연결된 네트워크 비디오 레코더를 포함하며, 상기 네트워크 비디오 레코더는 안테나를 통하여 공중파 FM 신호를 수신하고, 이 수신된 공중파 FM 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출하며 또한 이 추출된 FM 방송 시보 신호를 상기 허브와 이더넷 인터페이스로 연결된 네트워크를 통하여 상기 카메라에 제공하여 카메라의 시간을 동기화시키고, 상기 카메라에 POE 방식으로 전원을 공급한다.
바람직하게는 상기 네트워크 비디오 레코더는 특정 영역대의 전자기파를 수신하는 안테나; 상기 안테나를 통해 공중파 FM 신호를 수신하는 FM 수신부; 상기 수신된 FM 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고 변환된 중간 주파수 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출하는 FM 방송 시보 신호 추출부; 및 상기 FM 방송 시보 신호 추출부에서 추출된 FM 방송 시보 동기 신호를 상기 네트워크 카메라에 제공하는 FM 방송 시보 동기 신호 제공부를 포함한다.
바람직하게는 상기 FM 방송 시보 동기 신호 추출부는, 수신된 공중파 FM 신호 중 음성대역의 주파수가 미리 저장된 시보 패턴의 출력 동일한지 여부를 판단하여 디코딩하는 시간 데이터 디코더; 상기 디코딩된 시간 데이터와 네트워크 카메라의 시간 데이터 출력을 비교하는 비교기; 및 상기 비교기에서 비교된 시간 데이터의 출력이 인가되어 동기 시간을 출력시키는 출력기를 포함한다.
바람직하게는 상기 카메라는 대상자를 추적하거나 혹은 특정 부분의 움직임이 확인되면 영상을 저장하는 동작 감지기가 구비되는 것이다.
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본 발명에 의하면, 방송국의 시보를 이용하여 네트워크 비디오 레코더 시스템 간에 시간 동기화를 시키므로 인터넷 연결에 장애가 발생했을 경우에도 정확한 시간을 동기화 시키는데 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더 시스템을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더 시스템의 시간 동기화 장치를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 시간 동기화 장치를 이용한 네트워크 비디오 레코더 시스템의 시간 동기화 방법을 나타낸 순서도
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder) 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 네트워크 비디오 레코더 시스템의 시간 동기화 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 네트워크 비디오 레코더(NVR; Network Video Recorder) 시스템은 카메라(100)와, 네트워크 비디오 레코더(200)와, 컴퓨터(300), 그리고 이동 단말기(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다.
카메라(100)는 네트워크 카메라로, 120도 이상의 화각을 갖는 어란렌즈와 HD급 CMOS 이미지 센서와 소프트웨어 처리 기술을 통해 고해상도의 파노라마 동영상을 획득하고 이를 네트워크를 통하여 네트워크 비디오 레코더(200)로 전송한 다음, 실시간으로 컴퓨터(300) 또는 이동 단말기 등의 디스플레이장치에 디스플레이할 수 있는 전방위 영상 장치이다.
또한, 카메라(100)는 POE(Power Over Ethernet)를 지원하여 네트워크 케이블로 전원을 공급받아 야간에 정전 시에도 중단 없이 안정적인 전원공급이 이루어지도록 되어 있고, 네트워크 비디오 레코더(200)에 의해 제어되도록 되어 있다.
그리고 카메라(100)는 다양한 동영상 압축 기술을 적용할 수 있으나 H.264 동영상 압축 기술을 통하여 720P HD급 영상을 최소 30fps에서 최대 6Mbps로 전송할 수 있고, Linux의 Gstreamer 모듈을 기반으로 스트림 전송을 실시하도록 구성될 수 있다.
또한, 카메라(100)는 동작감지기(Motion Detection)가 구비되어 있어, 대상자를 추적하거나 혹은 특정 부분의 움직임이 확인되면 영상을 저장하기 때문에 데이터량을 획기적으로 줄일 수 있고, 전체 영상을 분석하는 시간을 줄일 수 있으며, 별도의 SD 메모리 카드와 USB 마스 스테이지(MASS STAGE)를 지원한다.
네트워크 비디오 레코더(NVR: Network Video Recoder)(200)은 디지털 캡쳐 카드를 내장하여 아날로그 영상정보를 입력받아 디지털로 압축하여 저장하는 디지털 비디오 레코더(DVR: Digital Video Recoder)와 달리, 소프트웨어를 기반으로 하며 카메라(100)로부터 직접 디지털 영상정보를 전송받아 저장하고 동시에 재생하여 주는 역할을 수행한다.
또한, 상기 네트워크 비디오 레코더(200)는 허브(도시하지 않음)와 이더넷 인터페이스를 통해 거리에 상관없이 다수개의 카메라(100)를 확장하여 설치할 수 있고, 직접 압축된 영상정보를 전송받아 디코딩하고 이를 디스플레이장치에 인가하여 주며, 미디어 변환 기능을 구비하고 있어 이동 단말기에 MPEG 또는 JPEG 정보를 전송할 수 있다.
그리고 네트워크 비디오 레코더(200)는 RF 리시버 또는 RF 트랜시미터를 연결하여 이동 단말기와 데이터 통신이 이루어지도록 할 수도 있으며, 네트워크 비디오 레코더(200)는 네트워크 시스템상의 모든 카메라(100)의 녹화 스트리밍 통합 관리가 가능하며, 각 채널별로 스트림 저장과 관리가 가능하고, 때에 따라서는 검색과 재생도 가능하다.
네트워크 비디오 레코더(200)는 미디어 전송 수신 프로토콜을 탑재하고 있으며, 카메라(100)의 동작을 제어할 수 있도록 되어 있고, 와이파이(WIFI)모듈을 탑재하고 있어 이동 단말기와 연동하고, 시리얼(Serial) 또는 IR 또는 릴레이(Relay) 제어를 통해 온오프 제어가 가능하다. 또한 별도의 SD 메모리 카드와 USB 마스 스테이지(MASS STAGE)를 지원하며 하드랙과 같이 내장된 저장장치를 간단하게 교체하여 사용할 수 있도록 구성된다.
네트워크 비디오 레코더(200)는 외관에 제어버튼을 포함한 제어패널과 해당 포토를 통해 연결되어 있는 주변기기 혹은 카메라(100)의 동작 상태를 표시하여 주는 LED 디스플레이 장치가 설치되어 있다.
상기 네트워크 비디오 레코더(200)는 타이머 기능이 구비되어 있어 예약된 시간에 카메라(10)의 영상정보를 취득하도록 구성할 수 있다.
컴퓨터(300)는 카메라(100) 및 네트워크 비디오 레코더(200) 제어 및 영상을 표시할 수 있으며, 사용자가 제어한다.
도 2는 본 발명의 네트워크 비디오 레코더 시스템의 시간 동기화 장치를 도시한 도면으로 네트워크 카메라(100)를 시간 동기화시키기 위하여 본 발명은 시간 동기화 장치를 네트워크 비디오 레코더(200)에 구비한다.
시간 동기화 장치는 특정영역대의 전자기파를 수신하는 안테나(210)와, 안테나(210)를 통해 공중파 FM 방송 신호를 수신하는 FM 수신부(220)와, 수신된 FM 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고 변환된 중간 중파수 신호에서 FM 방송 시보 동기 신호를 추출하는 FM 방송 시보 신호 추출부(230)와, FM 방송 시보 신호 추출부(230)에서 추출된 FM 방송 시보 동기 신호를 상기 네트워크 카메라(100)에 제공하는 FM 방송 시보 동기 신호 제공부(240)로 구성된다.
안테나(210)는 특정 영역대의 전자기파를 송신 혹은 수신하기 위한 변환장치로, 라디오 주파수대의 전기 신호를 전자기파로 바꾸어 발신하거나 그 반대로 전자기파를 전기 신호로 바꾸는 역할을 한다. 라디오나 텔레비전 등 방송과 전파를 이용한 무전기, 무선 랜 양방향 커뮤니케이션 장치 그리고 레이더와 우주 탐사용 전파 망원경등에 널리 쓰이고 있으며, 주로 지상 혹은 공중의 대기중이나 우주 공간에서 작동하며 물속이나 땅속에서는 작동에 제한을 받기도 한다. 물리적으로 안테나(210)는 어떤 전압이 변조된 전류와 함께 가해질 때 발생하는 전자기장을 방사하는 전도체의 배열이며 전자기장의 영향에 의해 안테나(210) 안에 유도되는 전류와 전압이 그 말단사이에서 발생하는 것을 말한다. 안테나(210)의 종류로는 파라볼라 안테나, 혼 안테나 등이 있으며 이로써 한정하지는 않는다.
FM 수신부(220)는 공중파 FM 방송 신호를 선국하는 튜너(221)와 튜너(221)의 출력을 증폭시키는 R/F 앰프(222)를 포함하며, 튜너(221)는 사용자가 설정한 방송 신호를 선국한다.
FM 방송 시보 신호 추출부(230)는 FM 수신부(220)에서 출력된 FM 방송 신호에서 시보캐리어 신호를 검출하는데, 수신된 음성대역의 주파수가 미리 저장된 시보 패턴의 출력과 동일한지 여부를 판단하여 동일한 경우 출력을 발생시키는 시간 데이터 디코더(231)와, 디코딩된 시간 데이터와 네트워크 카메라(100)의 시간 데이터 출력을 비교하는 비교기(232)와, 비교기(232)에서 비교된 시간 데이터의 출력이 인가되어 동기 시간을 출력시키는 출력단(233)을 포함한다.
FM 방송 시보 동기 신호 제공부(240)는 출력단(233)의 출력이 네트워크 카메라(10)에 인가되도록 하는 시간 동기 신호 단자를 구비하여 사용자가 설정한 시간 간격에 따라 주기적으로 네크워크 카메라(100)에 방송 시보 동기 신호를 제공하므로 네트워크 카메라(100)의 시간을 동기화 시킨다.
도 3은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 네트워크 비디오 레코더 시스템의 시간 동기화 방법을 나타낸 도면이다.
안테나를 통해 공중파 FM 방송 신호를 수신한다(S100).
FM 방송 신호는 사용자가 원하는 방송이 선국되어 수신된다.
안테나를 통하여 공중파 FM 방송 신호가 수신되면(S100), 수신된 FM 방송 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고 변환된 중간 중파수 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출한다(S110).
방송 시보 신호는 전파에 가청 주파수의 초신호를 실어 밤낮으로 연속하여 방송하는 방식으로 시보와 표준 주파수의 방송을 동시에 행하며 기준이 되는 시각은 협정 세계시에 따른다. 즉 시보 송출은 대부분 표준 주파수 신호와 함께 표준 주파수국에서 장파 또는 단파로 송출하고 있으며, 대한민국의 표준시를 유지하고 관리하는 기관은 대덕의 한국표준과학연구원 시간주파수 연구소이다. 한국표준과학연구원 시간주파수 연구소에는 2004년 현재 온도 23±1℃, 상대습도 50±5% 로 유지되고 있는 항온 항습실에 설치된 4대의 세슘원자시계와 2대의 수소메이저를 이용하여 대한민국 표준시를 유지하고 있으며 GPS 신호의 common-view 방법에 의한 지속적인 국제시각비교를 통해서 국제원자시(TAI) 및 세계협정시(UTC) 생성에 기여하고 있다. 시간주파수 연구소에서는 단파 5MHz, 출력 2kw로 표준 시각 정보(초, 분, 시, BCD, UTC 와 UT1 차이, 시간음성안내) 등을 24시간 방송하는 표준주파수국(HLA)을 운영하고 있다.
FM 방송 시보 신호가 추출되면(S110), FM 방송 시보 동기 신호를 사용자가 설정한 시간 간격에 따라 주기적으로 네트워크 카메라에 제공한다(S120).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 네트워크 카메라
200: 네트워크 비디오 디코더
300: 컴퓨터
210: 안테나
220: FM 방송 수신부
221: 튜너
222: R/F 앰프
220: FM 방송 시보 신호 추출부
221: 시간 데이터 디코더
222: 비교기
223: 출력기
240: FM 방송 시보 동기 신호 제공부

Claims (4)

  1. 네트워크 비디오 레코더 시스템으로서,
    POE(Power Over Ethernet) 기능을 갖는 다수개의 카메라; 및
    허브와 이더넷 인터페이스를 통하여 상기 다수개의 카메라와 연결된 네트워크 비디오 레코더
    를 포함하며,
    상기 네트워크 비디오 레코더는 안테나를 통하여 공중파 FM 신호를 수신하고, 이 수신된 공중파 FM 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출하며 또한 이 추출된 FM 방송 시보 신호를 상기 허브와 이더넷 인터페이스로 연결된 네트워크를 통하여 상기 카메라에 제공하여 카메라의 시간을 동기화시키고, 상기 카메라에 POE 방식으로 전원을 공급하는
    네트워크 비디오 레코더 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 네트워크 비디오 레코더 시스템는
    특정 영역대의 전자기파를 수신하는 안테나;
    상기 안테나를 통해 공중파 FM 신호를 수신하는 FM 수신부;
    상기 수신된 FM 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고 변환된 중간 주파수 신호에서 FM 방송 시보 신호를 추출하는 FM 방송 시보 신호 추출부; 및
    상기 FM 방송 시보 신호 추출부에서 추출된 FM 방송 시보 동기 신호를 네트워크 카메라에 제공하는 FM 방송 시보 동기 신호 제공부
    를 포함하는 시간 동기화 장치를 구비하는 것
    을 특징으로 하는 네크워크 비디오 레코더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 FM 방송 시보 동기 신호 추출부는,
    수신된 공중파 FM 신호 중 음성대역의 주파수가 미리 저장된 시보 패턴의 출력과 동일한지 여부를 판단하여 디코딩하는 시간 데이터 디코더;
    상기 디코딩된 시간 데이터와 네트워크 카메라의 시간 데이터 출력을 비교하는 비교기; 및
    상기 비교기에서 비교된 시간 데이터의 출력이 인가되어 동기 시간을 출력시키는 출력기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네크워크 비디오 레코더 시스템.
  4. 청구항 1 있어서
    상기 카메라는 대상자를 추적하거나 혹은 특정 부분의 움직임이 확인되면 영상을 저장하는 동작 감지기가 구비되는 것
    을 특징으로 하는 네트워크 비디오 레코더 시스템.






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