KR101838961B1

KR101838961B1 - 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치

Info

Publication number: KR101838961B1
Application number: KR1020170115004A
Authority: KR
Inventors: 최홍
Original assignee: 주식회사 세일시스템
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-04-27

Abstract

DSP칩(60), SDRAM, CPU(70), 외부저장장치, RS-232/485 통신포트, TCP/IP LAN(랜) 포트, MCU외부 입출력 포트(100)를 포함하는 영상처리보드(10)는, 제어시스템(PLC 포함)과의 연결을 위해 RS-485통신, 랜(LAN), 모드버스(MOD BUS)을 포함하는 통신방식 중 1종 이상의 통신프로토콜을 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)에서 처리된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터 중 1종 이상의 데이터가 영상처리보드(10)에서 처리한 영상과 함께 NVR(20)의 모니터에 표시되도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)에서 처리된 1종 이상의 데이터가 위험 또는 경고상황인 경우에는 상기 모니터에 메시지가 표시시키거나, 모니터화면 전체가 깜빡거리게 하는 플리커링되도록 지원하는 기능과, 외부기기의 신호 수신 및 제어를 위한 디지털포트, 아날로그 입력포트, RS-485 포트, 랜 포트, 오디오 포트를 지원하며, 영상처리기능과 외부기기 제어를 지원하는 기능과, 압축된 영상 및 입력데이터를 영상데이터에 싣고, 엔코딩하여 NVR(20)로 송신하도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)의 감시구역의 수집 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터는 영상처리보드(10)의 외부저장장치에 데이터베이스로 저장되도록 지원하는 기능을 포함하고, 상기 영상처리보드(10)와 통신망으로 연결된 NVR(20)은 디코더(30)를 두어 압축된 영상을 복원하고, 외부기기로부터 수신한 데이터를 모니터에 표시하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 문자가 표출될 시 글자의 문구, 문구값의 단위, 문구의 화면상의 위치, 폰트, 색상을 포함하는 스타일을 조정하도록 지원하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 표출된 트렌드의 바를 특정 시간때로 이동시키면 상기 바가 위치한 트렌드의 시간 및 데이터 값이 표시되도록 하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)에서 처리된 1종 이상의 데이터가 위험 또는 경고상황인 경우에 영상처리보드(10)와 연결된 펌프를 포함하는 외부기기를 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치가 개시된다.

Description

영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치{Control of external devices using image processing board, storage of analog / digital data and representation of trend Video detection device}

본 발명은 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치에 관한 것이다.

영상을 압축하여 처리하는 보드로는 영상 데이터는 다른 미디어 데이터에 비해 그 크기가 매우 크기 때문에 압축을 한 후에 처리해야 하며, 압축방식으로는 웨이브릿 변환이나 M-JPEG, MPEG등의 방식으로 영상을 표준적으로 압축하여 처리하는 영상압축처리보드 기술이 있으며, 영상처리보드는 DSP칩, 메모리, 외부저장장치, MCU, TCP/IP칩 등으로 구성되며, DSP칩은 신호처리를 전문적으로 처리하기 위한 구조로 설계된 칩이다. 외부저장장치는 외부기기의 데이터를 저장하여 데이터베이스(DATABASE)로 저장하여 이를 그래프 형식의 데이터 트렌드로 표출할 수 있는 저장 메모리이다. MCU는 외부입출력 데이터를 전 처리하여 영상과 함께 데이터 문자 및 트렌드가 표출될 수 있도록 CPU에 전달하는 역할을 한다.

최근, 영상감시장치는 영상을 표시하는 기능뿐만 아니라, 영상 모니터에 압력, 수위, 수질 등 각종 데이터를 실시간으로 표시해주는 기능을 요구하고 있는 추세이다. 멀티미디어의 사용이 증가함에 따라 인터넷과 디지털 기기에 사용되는 이미지 또한 고품질의 화질을 요구하게 되었다. 또한, 영상표시기능과 부저, PLC,방송장치 등의 외부 기기를 제어하는 기능을 카메라 보드에서 처리하는 영상처리보드는 없으며, 외부기기가 연결된 중간 매개체를 카메라에 연결 또는 외부기기가 직접 연결되어 외부기기의 데이터를 저장하고 이를 데이터 트렌드로 표출할 수 있는 영상처리보드는 없는 실정이다.

KR 10-2004-0026082 KR 10-1296815

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 이러한 외부 입출력 포트, 즉, 디지털 입력((Digital Input), 디지털 출력(Digital Output), 아날로그 입력(Analoge Input:4-20mA입력 등) 통신포트를 RS-485 통신포트, RS-232 통신포트, 랜(LAN)포트, 오디오포트, 등을 카메라 보드에서 직접 처리할 수 있으며 외부 입출력 포트에 입력된 데이터를 카메라 보드에서 직접적으로 데이터베이스(DATABASE)를 만들 필요가 있다.

또한, 영상처리보드에 저장 가능한 장치에 외부기기의 디지털/아날로그 데이터를 데이터베이스화하여 저장하고, 이를 모니터에 영상으로 표출시 그래프 형식의 데이터 트렌드가 함께 표출되도록 하여 구조형식을 좀 더 효율적으로 처리하는 방식에 관한 영상처리보드를 만들 필요가 있다.

또한, 현장의 센서들에 대한 계측치 변환을 위한 변환계수 설정, 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정, 영상 표출 기준 설정을 원격지에서도 설정할 수 있게 지원하는 영상처리보드를 만들 필요가 있다.

또한, 현장의 외부기기들을 원격지에서 제어할 수 있도록 지원하는 영상처리보드를 만들 필요가 있다.

본 발명의 기술적 과제는 DSP칩, SDRAM, CPU, 외부저장장치, RS-232/485 통신포트, TCP/IP LAN(랜) 포트, MCU외부 입출력 포트(100)를 포함하는 영상처리보드(10)는, 제어시스템(PLC 포함)과의 연결을 위해 RS-485통신, 랜(LAN), 모드버스(MOD BUS)를 포함하는 통신방식 중 1종 이상의 통신프로토콜을 지원하는 기능과, 영상처리보드(10)에 수집된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터 중 1종 이상의 데이터와, 영상처리보드(10)에서 처리된 영상이 영상처리보드(10)의 CPU의 모듈소프트웨어에 의해 합성되어 NVR(20)의 모니터에 표시되도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)에서 처리된 1종 이상의 데이터가 위험 또는 경고상황인 경우에는 상기 모니터에 메시지가 표시시키거나, 모니터화면 전체가 깜빡거리게 하는 플리커링되도록 지원하는 기능과, 데이터 수집기기 및 자동화 운영기기를 포함하는 외부기기의 신호 수신 및 제어를 위한 디지털포트, 아날로그 입력포트, RS-485 포트, 랜 포트, 오디오 포트를 지원하며, 제어로직 모듈의 제어로직을 통해 데이터 수집기기의 신호에 따라 자동화 운영기기의 제어를 지원하는 기능과, 압축된 영상 및 입력데이터를 영상데이터에 싣고, 엔코딩하여 NVR(20)로 송신하도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)의 감시구역의 수집 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터는 데이터 저장 서버 소프트웨어에 의해 영상처리보드(10)의 외부저장장치에 데이터베이스로 저장되도록 지원하는 기능을 포함하고, 상기 영상처리보드(10)와 통신망으로 연결된 NVR(20)은 디코더(30) 및 디코더 소프트웨어를 두어 압축된 영상을 복원하고, 외부기기로부터 수신한 데이터를 복수개의 모니터에 표시하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 문자가 표출될 시 글자의 문구, 문구값의 단위, 문구의 화면상의 위치, 폰트, 색상을 포함하는 스타일을 조정하도록 지원하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 표출된 트렌드의 바를 특정 시간때로 이동시키면 상기 바가 위치한 트렌드의 시간 및 데이터 값이 표시되도록 하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치에 의해 달성될 수 있다.

또한 본 발명의 기술적 과제는 아날로그 센서, 외부 계측 기기로부터 각각 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 수신하는 데이터 수집부, 영상 데이터를 수집하는 카메라 모듈부, 상기 영상 데이터 처리 및 처리된 영상 데이터와 상기 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 합성하여 출력하는 데이터 처리부 및 상기 데이터 처리부에 의해 합성된 데이터를 중앙 관리 센터로 전송하기 위한 통신부를 포함하는 카메라부와; 상기 통신부를 통해 아날로그 데이터, 디지털 데이터, 영상 데이터 및 합성 데이터를 수신하여 모니터링하고, 합성 데이터 출력을 위해 데이터 수집부, 카메라 모듈부, 데이터 처리부의 설정 관리를 위한 뷰어소프트웨어가 구비된 NVR;를 포함하는 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 뷰어소프트웨어는 아날로그 데이터의 계측치 변환 설정을 위한 변환계수 설정 기능을 포함할 수 있다.

상기 뷰어소프트웨어는 아날로그 데이터 이벤트 검출 및 디지털 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정 기능을 포함할 수 있다.

상기 뷰어소프트웨어는 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능을 포함할 수 있다.

상기 뷰어소프트웨어는 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성을 위한 그래프 표출 기준 설정 기능을 포함할 수 있다.

상기 뷰어소프트웨어는 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능을 포함하고, 상기 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성과, 상기 영상 표출 기준 설정 기능에 의한 영상 표출 기준에 따라 상기 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성은 동기화시키는 것일 수 있다.

그리고 상기 데이터 수집부는 아날로그 센서의 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 컨버터와; 뷰어소프트웨어와 연동되어 전기적 입력을 받거나 출력으로 외부 센서를 제어하기 위한 GPIO 포트와; 상기 외부 계측 기기로부터 디지털 데이터를 수신하기 위한 RS485 포트와; 상기 데이터 처리부와의 통신과, 상기 뷰어소프트웨어와의 통신을 위한 RS232 포트; 및 상기 ADC 컨버터, GPIO 포트, RS485 포트, RS232 포트와 연결되어 데이터를 처리하고, 뷰어소프트웨어의 제어 명령을 수행하는 MCU;를 포함하는 것일 수 있다.

또한 상기 데이터 처리부는 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터를 수신하거나, 뷰어소프트웨어의 제어명령을 전달하기 위한 RS232 포트; 영상 처리를 위한 CMOS 및 ISP; 데이터 저장 및 뷰어소프트웨어의 설정 정보를 저장하기 위한 메모리; 영상 데이터의 압축 기능을 포함하는 엔코더; 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터를 합성하는 GPU; 상기 RS232 포트, ISP, 메모리, 엔코더, GPU와 연결되어 뷰어소프트웨어의 제어명령에 따라 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터의 합성 수행을 위한 CPU;를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면 외부 입출력 포트, 즉, 디지털 입력(Digital Input), 디지털 출력(Digital Output), 아날로그 입력(Analoge Input:4-20mA입력 등), RS-485 통신포트, RS232 통신포트, 랜(LAN)포트, 오디오(Audio) 포트 등을 카메라 보드에서 직접 처리하도록 하여 NVR회사마다 다른 사양을 협의할 필요가 없는 효과가 있다.

또한, 영상처리 방법으로는 DSP를 사용하여 수식이 복잡한 영상압축 연산량을 빠르게 계산하여 영상 압축속도를 증가시키고, DSP에서 처리되는 영상/압축복원 알고리즘을 효과적으로 구현하도록 타겟 보드인 파이프 라인을 지원하는 고성능의 디지털 신호처리 보드로 구현하고, 본 발명에 따른 DSP를 이용한 영상압축 설계방법 및 장치는 DSP에서 영상 알고리즘을 효과적으로 구현하여 영상 압축 속도를 향상시키고, 외부기기를 제어하기 위한 데이터출력(D/O(data out)), 접점 출력, 알람 등을 제어하기 위한 포트, 데이터 입력(D/I(data in)), 아날로그 입력(Analog Input:4-20mA입력 등)은 MCU에서 전처리하여 CPU에 전달하고, RS-485 통신 포트 , 랜(LAN) 포트, 오디오 포트 등을 두고, 다양한 포트에서 받아들인 외부 입력 데이터를 카메라에서 직접 데이터 트렌드화 하여 관리자가 쉽게 수위, 압력, 온도와 같은 데이터를 파악할 수 있으며, 이를 통하여 외부 시스템를 효율적으로 제어하는 방법을 제공하는 효과가 있다.

그리고 데이터를 영상에서 그래프 형식의 데이터 트렌드로 제어시스템을 감시할 수 있어 관리자가 위험 또는 경고를 쉽고 빠르게 감지할 수 있으며, 제어가 용이한 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명은 현장의 센서들에 대한 계측치 변환을 위한 변환계수 설정, 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정, 영상 표출 기준 설정을 원격지에서 설정할 수 있어 감시 및 관리 감독의 편의성이 제공된다.

도 1은 종래의 기술로서, NVR에 연결하여 외부 기기의 입출력 데이터를 처리하는 구성도이다.
도 2는 직전 발명에 따른 영상처리보드에서 외부기기의 입출력 데이터를 처리하는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상처리보드에서 TCP/IP, 랜을 통해 네트워크에 연결된 제어시스템의 입출력 데이터를 처리하는 블록도이다.
도 4는 직전 발명의 따른 영상처리보드의 내부 블록도이다.
도 5는 본 발명의 따른 영상처리보드를 제어시스템과 바로 연결했을 때의 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 따른 영상처리보드를 TCP/IP, 랜을 통해 네트워크에 연결된 제어시스템과 데이터를 주고 제어할 때의 내부 블록도이다.
도 7은 직전 발명에 따른 모니터 상에 플리커링 기능을 가지며, 디스플레이되는 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 화면에 문자(Text)가. 영상과 함께 표출되는 화면의 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상 화면에 그래프 형식의 데이터 트렌드(Trend)가 영상과 함께 표출되는 화면의 예시도이다.
도 10은 영상처리보드의 제어시스템의 데이터 표출 및 제어시스템의 조절에 관한 프로그램의 예시도이다.
도 11 및 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상감시장치의 구성도 및 주요부 상세도,
도 13은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면,
도 14는 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면,
도 17은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면,
도 18은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 그 구성과 동작을 상세하게 설명한다. 각각의 절차에 참조부호를 부가하거나 도면에서 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 절차 및 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되어 있더라도 동일한 부호를 부여하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기술 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 또한, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않으며 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

본 발명은 DSP를 이용한 영상 압축 분산설계 장치 및 방법에 관한 것이다.

도면을 간략히 설명하면, 도 1은 종래의 기술로서, NVR(Network video recorder, 20)에 연결하여 외부 기기의 입출력 데이터를 처리하는 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 영상처리보드(10)에서 외부기기의 입출력 데이터를 처리하는 블록도이며, 도3은 본 발명의 따른 영상처리보드(10)의 내부 블록도이며, 도4는 본 발명에 따른 NVR(20)내부 다중의 모니터가 플리커링 기능을 가지며, 디스플레이되는 도면이며, 도5는 외부기기 입출력 데이터와 영상을 처리하는 순서도이고, 도6은 본 발명에 따른 영상처리보드(10)를 TCP/IP,랜(150)을 통해 네트워크에 연결된 제어시스템과 데이터를 주고 제어할 때의 내부블록도이고, 도 7은 모니터에 플리커링되는 기능을 표시한 도면이고, 도8은 본 발명에 따른 영상화면에 문자가 영상과 함께 표출되는 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 영상화면에 그래프형식의 데이터 트렌드가 영상과 함께 표출되는 도면이고, 도 10은 영상처리보도의 제어시스템의 데이터 표출 및 제어 시스템의 조절에 관한 프로그램 도면이다.

도1의 NVR(20)에서 외부기기 입출력 데이터를 처리할 경우, NVR(20) 제조회사마다 다른 사양으로 인하여 각 NVR(20) 회사와 사양, 프로토콜을 협의하여야만, 각종 상황을 표시할 수 있어서, 불편함이 있었다. 따라서 본 발명에서는 각 카메라(40)와 연결된 영상처리보드(10)에서 입출력 데이터를 처리함으로써 NVR(20) 제조회사와는 협의할 필요 없이, 새로운 개발이 필요 없이 감시 지역의 각종 상황을 영상에 텍스트로 표시하고, 각종 기기를 제어하며, 위험상황 알람, 위험상황을 화면에 플리커링되게 표시하고, 휴대폰 등에 문자메세지(sms), 음성메세지(vms)로 알려주는 것에 관한 것이다.

도3의 영상처리보드(10)의 기능을 설명하면, 외부기기를 제어하기 위한 데이터 출력(data out), 접점 출력, 알람 등을 제어하기 위한 Port, 데이터 입력(data in), 아날로그 입력(Analog Input:4-20mA입력 등), PLC(Programmable Logic Controller)와 제어시스템을 제어하기 위한 RS-485 통신포트, 랜 포트, 오디오포트 등을 두고 있어 외부 입출력기기의 다양한 프로토콜을 지원한다. 즉, 외부기기 PLC, 기타제어시스템과는 RS485통신, 랜 통신으로 다양한 프로토콜(LS산전 통신 방식, 모드버스(MOD BUS) 등)을 지원하며, 화면 표시내용은 주요 상황에 대하여 글자 색깔만 빨강색, 검정색, 녹색 등의 지정색으로 변하는 경우, 글자만 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 경우(글자만 플리커링됨), 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 경우(화면전체가 플리커링 됨)로 구분하여 표시할 수 있다.

한편, DSP를 이용한 영상 압축 설계 방법은 (a) 카메라(40)에서 받은 신호를 DSP를 이용하여 압축하고, (b)이를 CPU(70)를 통해 SDRAM에 일시적으로 저장하며, (c)MCU에서 외부 입출력포트(100)에서 받아들인 외부 데이터를 전처리하여 CPU(70)에 전달해 외부저장장치(130)에 데이터베이스를 만들거나 (d) 통신칩에 연결된 통신 포트(RS-232/485)에서 수집된 데이터를 CPU(70)로 전달하여 외부저장장치(130)에 데이터베이스를 만들며, (e)이를 상황통제실로 영상을 내보낼 때 CPU(70)에서 영상에 데이터 문자 및 트렌드를 표출하여 송출하는 단계를 포함한다.

외부기기 제어 접점으로 디지털 값을 입력할 수도 있으며, 아날로그 값으로 데이터를 입력할 수 있다.

가령, 설정(Set-up)화면에서, 잠수교 수위 5m값이 아날로그 값으로 입력되면, 이 데이터는 카메라(40) 보드 내에서 A/D컨버터(50)에 의하여 디지털 값으로 변화되어 영상신호와 동시에 실어 보내어 아래와 같이 2번째줄의 10번째 칸에서 잠수교 수위 5m를 표시하게 된다.

또한, 채널1에 잠수교 수위 High로 되어 알람을 주어야 하는 경우에는 디지털값으로 입력되면, 10번째줄, 5칸 되는 지점에 잠수교 수위 HIGH가 빨간색으로 플리커링되게 한다. 또한, 잠수교 수위는 예로서, H(수위높음 1차 경고), HH(수위높음 2차 경고), L(수위낮음 1차 경고), LL(수위 낮음 2차 경고)로 나누어 경고하고, HH,LL일 경우, 플리커링(flickering, 깜빡거림)을 주고, 관리자 등에서 경고 메시지를 휴대폰으로 송신하는 것도 가능하다. 또한, 플리커링은 화면 전체를 플리커링할 수도 있고, 글자만 플리커링되게 할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 영상처리보드(10)는 영상감시장치에 적용할 수 있으며, 그 구체적인 실시예로서, 카메라(40)에 연결된 영상처리보드(10)는 영상압축, PLC등 각종 제어 데이터를 실어 영상표시장치(모니터)로 보내며, 영상표시장치에는 디코더(30)를 두어 압축된 영상을 복원하고, 또한, 수위, 온도, 압력 등 각종 데이터를 영상의 아랫줄에 표시해 주며, 특히 위험상황, 경고상황인 경우에는 메시지가 깜박거리며, 플리커링(flickering)이 되게 하며, 상기 영상 표시장치는 다수가 설치되며, 영상처리보드(10) 1개당 1개의 모니터가 설치되며, 하천 또는 배수지의 유량 또는 수위가 위험상황에 도달하였을 때, 현장에 긴급 방송을 하여 재난 상황을 알리는 스피커 및 이와 동시에 관리자들에게 문자메세지(sms) 또는 음성메세지(vms)로 위험상황을 전달하는 통신 매체부로 구성되는 경고부; 를 더 포함한다.

상기 영상처리보드(10)는 DSP를 이용한 영상 압축 설계 장치로서, 카메라(40)로부터 원래 영상 데이타를 입력받아 A/D변환 되어진 디지털 영상 데이타를 제공하는 비디오 디코더(30); 이를 DSP칩(60), 메모리에 의해 영상압축되고, 소프트웨어를 저장하는 플래시 메모리; 원래 영상 데이타를 저장하는 SRAM; CPU(70)의 아날로그입력(4-20m등), RS-485, 랜 통신 포트에 의해 획득된 수위, 압력,수질 등의 데이터를 영상과 함께 모니터에 자막으로 표시하기 위해 통신 포트의 데이터를 처리하며, 상기 압축된 영상 데이터와 감지센서단의 각종 데이터를 송신하는 영상처리보드(10)를 포함하는 영상감시장치를 구성한다.

도 6을 참고하면 제어시스템(PLC, IoT, 제어보드 등)이 상황에 따라서 영상처리보드(10)가 내장된 카메라(40)의 부근에 위치하지 않았을 경우, 먼 거리에 있는 제어시스템의 데이터를 수집하기 위해 제어시스템을 네트워크에 연결하고 영상처리보드(10)의 TCP/IP,랜(130) 통신 포트를 통해 제어시스템에서 네트워크를 거쳐 영상처리보드(10)로 제어시스템의 데이터가 전달되고 이를 데이터베이스로 만들어 영상과 함께 제어시스템 데이터를 상황통제실에 표출해주는 기능을 포함한다.

또한, 감시구역의 수집된 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력 등의 데이터는 영상처리보드(10)의 외부저장장치(110)에 데이터베이스로 저장되어 영상과 함께 데이터베이스가 문자 또는 그래프 형식의 데이터 트렌드로 화면에 표시되며; 화면에 표시되는 내용은 수위, 온도, 압력 등의 각종 상황에 대한 데이터베이스가 영상과 함께 표출되며; 영상에 문자가 표출 될 시 글자의 문구, 문구 값의 단위, 문구의 화면 상 위치, 폰트, 색상 등으로 설정될 수 있으며; 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되며; 영상에 각종 상황에 대한 데이터베이스를 그래프 형식의 데이터 트렌드로 표출 할 시 데이터의 문구, 단위, 색깔을 관리자가 설정한대로 표출할 수 있으며; 영상에 표출된 트렌드의 바를 원하는 시간에 이동하면 이동된 바가 위치한 트렌드의 시간 및 제어시스템의 값이 나타나고; 데이터의 확인 후 이동바 위에 위치한 데이터 값은 자동으로 사라지며; 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되는 기능을 포함한다.

도 10을 참고하여 설명하면, 상기 영상에 데이터 문자 및 그래프 형식의 데이터 트렌트를 표출 시 표출방법을 설정하는 프로그램의 방법은 제너럴, 데이터아날로그(Data Analog), 데이터 디지털 입력(Digital Input), 디지털 출력(Digital Output)으로 구성된다.

제너럴에서 일반적인 설정을 하며, 제어시스템(Control System)은 연결된 제어시스템의 종류를 선택하는 것이고, 주소(Address)는 선택된 제어시스템의 네트워크 주소, 프로토콜(Protocol)은 LS산전, 모드버스(Modbus), 프로피버스(Profibus) 등 제어시스템과 맞는 것으로 선택할 수 있으며, 통신(Communication)은 RS-232, RS485, 랜 통신 중 선택을 할 수 있으며 통신포트(Comm. Port)는 통신포트(Common Port) 단자 선택(COM1, COM2, ... , COM10), IP주소는 카메라(40)의 IP 주소, 히스토리(History)의 트렌드(Trend)는 Live 또는 저장된 이전 데이터를 검색할 히스토리(History) 중 선택, 히스토리는 이전 데이터 검색의 날짜 선택, 주기(Period)는 검색 날짜 기간을 선택할 수 있다.

Analog에서는, 인에이블(Enable)은 표출 데이터의 사용 유무, 스트링(String)은 데이터 명칭, 메저(Measure)은 데이터 단위, X축은 화면에 문자를 표시할 X축의 좌표, Y축은 화면에 문자를 표시할 Y축의 좌표, 사이즈(Size)는 문자의 크기, 컬러(Color)는 문자의 색깔, 디스플레이상태(Display Status)는 Text 또는 트렌드(Trend) 중 선택, 최소범위(Range Min)은 데이터의 최소 수치, 최대범위(Range Max)는 데이터의 최고 수치, 디스플레이시간(Display Time)은 트렌드(Trend) 표출 시 트렌드(Trend) 좌표 중 시간 영역X좌표를 설정한 시간으로 표출한다.

디지털 입력(Digital Input)의 인에이블(Enable)은 표출 데이터의 사용 유무, 스트링(String)은 데이터 명칭, X축은 화면에 문자를 표시할 X축의 좌표, Y축은 화면에 문자를 표시할 Y축의 좌표, 사이즈(Size)는 문자의 크기, 컬러(Color)는 문자의 색깔, 이펙트(Effect)는 경보의 방법(글자의 빠른 깜빡임, 느린 깜빡임, 화면 깜빡임)을 설정하고, 디스플레이상태(Display Status)는 Text 또는 트렌드(Trend) 중 선택, 디스플레이시간(Display Time)은 트렌드(Trend) 표출 시 트렌드(Trend) 좌표 중 시간 영역 X좌표를 설정한 시간으로 표출한다.

디지털 출력(Digital Output)의 인에이블(Enable)은 표출 데이터의 사용 유무, 스트링(String)은 데이터 명칭, X축은 화면에 문자를 표시할 X축의 좌표, Y축은 화면에 문자를 표시할 Y축의 좌표, 사이즈(Size)는 문자의 크기, 컬러(Color)는 문자의 색깔, 이펙트(Effect)는 경보의 방법(글자의 빠른 깜빡임, 느린 깜빡임, 화면 깜빡임)을 설정하고, 제어상태(Control Status)는 제어시스템의 제어를 온/오프(ON/OFF) 중 선택하는 프로그램을 관리자 임의로 설정할 수 있는 기능을 포함한다.

상기 영상처리보드(10)에서 감시구역의 수집된 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력 등의 데이터는 영상처리보드(10)의 외부저장장치(110)에 데이터베이스(DATABASE) 저장되어 영상과 함께 데이터베이스가 문자 또는 그래프 형식의 데이터 트렌드로 화면에 표시되며; 화면에 표시되는 내용은 수위, 온도, 압력 등의 각종 상황에 대한 데이터베이스가 영상과 함께 표출되며; 영상에 문자가 표출 될 시 글자의 문구, 문구 값의 단위, 문구의 화면 상 위치, 폰트, 색상 등으로 설정될 수 있으며; 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되며; 영상에 각종 상황에 대한 데이터베이스(DATABASE)(110)를 그래프 형식의 데이터 트렌드로 표출 할 시 데이터의 문구, 단위, 색깔을 관리자가 설정한대로 표출할 수 있으며; 영상에 표출된 트렌드의 바를 원하는 시간에 이동하면 이동된 바가 위치한 트렌드의 시간 및 제어시스템의 값이 나타나고; 데이터의 확인 후 이동바 위에 위치한 데이터 값은 자동으로 사라지며; 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되는 기능을 포함한다.

정리하면, 본 발명에 따른 영상처리보드를 이용한 외부기기 제어와 아날로그/디지털 데이터 저장 및 트렌드 표출 영상감시장치는 DSP칩, SDRAM, CPU, 외부저장장치, RS-232/485 통신포트, TCP/IP LAN(랜) 포트, MCU외부 입출력 포트(100)를 포함하는 영상처리보드(10)는, 제어시스템(PLC 포함)과의 연결을 위해 RS-485통신, 랜(LAN), 모드버스(MOD BUS)를 포함하는 통신방식 중 1종 이상의 통신프로토콜을 지원하는 기능과, 영상처리보드(10)에 수집된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터 중 1종 이상의 데이터와, 영상처리보드(10)에서 처리된 영상이 영상처리보드(10)의 CPU의 모듈소프트웨어에 의해 합성되어 NVR(20)의 모니터에 표시되도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)에서 처리된 1종 이상의 데이터가 위험 또는 경고상황인 경우에는 상기 모니터에 메시지가 표시시키거나, 모니터화면 전체가 깜빡거리게 하는 플리커링되도록 지원하는 기능과, 데이터 수집기기 및 자동화 운영기기를 포함하는 외부기기의 신호 수신 및 제어를 위한 디지털포트, 아날로그 입력포트, RS-485 포트, 랜 포트, 오디오 포트를 지원하며, 제어로직 모듈의 제어로직을 통해 데이터 수집기기의 신호에 따라 자동화 운영기기의 제어를 지원하는 기능과, 압축된 영상 및 입력데이터를 영상데이터에 싣고, 엔코딩하여 NVR(20)로 송신하도록 지원하는 기능과, 상기 영상처리보드(10)의 감시구역의 수집 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력, 유속, 습도를 포함하는 데이터는 데이터 저장 서버 소프트웨어에 의해 영상처리보드(10)의 외부저장장치에 데이터베이스로 저장되도록 지원하는 기능을 포함하고, 상기 영상처리보드(10)와 통신망으로 연결된 NVR(20)은 디코더(30) 및 디코더 소프트웨어를 두어 압축된 영상을 복원하고, 외부기기로부터 수신한 데이터를 복수개의 모니터에 표시하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 문자가 표출될 시 글자의 문구, 문구값의 단위, 문구의 화면상의 위치, 폰트, 색상을 포함하는 스타일을 조정하도록 지원하는 기능과, 모니터상에 표시되는 영상에 표출된 트렌드의 바를 특정 시간때로 이동시키면 상기 바가 위치한 트렌드의 시간 및 데이터 값이 표시되도록 하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

데이터 수집기기는 수위센서, 온도센서, 압력센서, 유속센서, 습도센서를 포함할 수 있다. 자동화 운영기기는 펌프를 포함할 수 있다. 제어로직 모듈(226)은 데이터 수집기기로부터 수집된 데이터 중 1종 이상의 데이터를 기초로 펌프를 제어할 수 있다.

이하에서는, 도 11 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상감시장치를 설명한다.

도 11 및 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상감시장치의 구성도 및 주요부 상세도이고, 도 13은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면이며, 도 16은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면이며, 도 18은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면이다.

참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상감시장치는 다양한 현장에 설치되어 이용할 수 있으나, 이하에서는 도 11과 같이 댐(600) 감시를 타겟으로 설치된 영상감시장치에 대해 설명하기로 한다. 이러한 영상감시장치는 아날로그 센서(301,302,303), 외부 계측 기기(400)로부터 각각 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 수신하는 데이터 수집부(220)와 영상 데이터를 수집하는 카메라 모듈부와 상기 영상 데이터 처리 및 처리된 영상 데이터와 상기 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 합성하여 출력하는 데이터 처리부(230) 및 상기 데이터 처리부(230)에 의해 합성된 데이터를 NVR(20)로 전송하기 위한 통신부(237)를 포함하는 카메라부(200)와, 상기 통신부(237)를 통해 아날로그 데이터, 디지털 데이터, 영상 데이터 및 합성 데이터를 수신하여 모니터링하고, 합성 데이터 출력을 위해 데이터 수집부(220), 카메라 모듈부, 데이터 처리부(230)의 설정 관리를 위한 뷰어소프트웨어(25)가 구비된 NVR(20)을 포함한다.

이러한 영상감시장치는 NVR 전용의 기본 소프트웨어인 표준 NVR 소프트웨어, IP모듈에 있는 웹서버 펌웨어 기능의 신호데이터 관리 및 표출용 모듈 소프트웨어, 카메라에서 표출하는 데이터를 여러개의 수신장치로 나누어 보내기 위한 소프트웨어인 표출 전용 디코더 시스템, NVR에서 카메라 데이터를 감시 제어하는 소프트웨어인 표출 관리 서버 소프트웨어, 장기간 데이터를 보존하기 위한 서버 소프트웨어인 데이터 저장 서버 소프트웨어, PTZ(Pan Tilt Zoom Camera)전용 소프트웨어인 검색 및 PTZ 제어 전용 소프트웨어가 적용될 수 있다.

한편, 카메라부(200)는 수위, 온도, 수질, 압력 센서 등이 설치된 현장의 인근에 설치될 수 있으며, 감시가 필요한 댐의 적소에 설치될 수 있다. 또한 NVR(20)은 현장을 기준으로 원격에 위치될 수 있다. 또한 카메라부(200)는 다른 현장의 수위, 온도, 수질, 압력을 체크하기 위해 복수개로 구비될 수 있으며, 이때 카메라부(200)들 각각에 연결된 센서들은 상이할 수 있다. 예를 들어 도 11의 카메라부(200-1)에 연결된 센서는 수위 센서(301)일 수 있고, 다른 카메라부(200-2)에 연결된 센서는 압력 센서(302)일 수 있고, 또 다른 카메라부(200-3)에 연결된 센서는 온도 센서(303)일 수 있다.

상기 뷰어소프트웨어(25)는 아날로그 데이터의 계측치 변환 설정을 위한 변환계수 설정 기능, 아날로그 데이터 이벤트 검출 및 디지털 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정 기능, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능, 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성을 위한 그래프 표출 기준 설정 기능을 포함할 수 있다.

또한, 상기 뷰어소프트웨어(25)는 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능을 포함하고, 상기 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성과, 상기 영상 표출 기준 설정 기능에 의한 영상 표출 기준에 따라 상기 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성은 동기화시킬 수 있다.

상기 데이터 수집부(220)는 아날로그 센서의 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 컨버터(221)와, 뷰어소프트웨어(25)와 연동되어 전기적 입력을 받거나 출력으로 외부 센서를 제어하기 위한 GPIO 포트(222)와, 상기 외부 계측 기기(400)로부터 디지털 데이터를 수신하기 위한 RS485 포트(223)와, 상기 데이터 처리부(230)와의 통신과 상기 뷰어소프트웨어(25)와의 통신을 위한 RS232 포트(224) 및 상기 ADC 컨버터(221), GPIO 포트(222), RS485 포트(223), RS232 포트(224)와 연결되어 데이터를 처리하고 뷰어소프트웨어(25)의 제어 명령을 수행하는 MCU(225)를 포함할 수 있다.

한편, 데이터 수집부(220)는 RS232 포트(224), GPIO 포트(222), RS485 포트(223) 외에도 다양한 통신프로토콜을 지원하도록 랜 포트, 전류 루프(Current loop) 포트 등을 포함할 수 있다. 또한, RS232 포트(224), GPIO 포트(222), RS485 포트(223), 랜 포트, 전류 루프(Current loop) 포트는 복수개 구비될 수 있다. RS232 포트(224), GPIO 포트(222), RS485 포트(223), 랜 포트, 전류 루프(Current loop) 포트에는 외부장치, 예컨대, 펌프(400)의 모터제어부(미도시)가 연결될 수 있다. 그리고 뷰어소프트웨어(25)는 데이터 수집부(220), 데이터 처리부(230)를 포함하는 카메라부(200)와 네트워크 망을 통해 상기 펌프(400)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 데이터 수집부(220)를 통해 수집된 센서들의 데이터가 위험 수준의 데이터로 분석된 경우, 즉, 댐(600)의 압력 또는 댐 상류의 유속이 설정값을 초과하는 경우, 알람이 울림과 동시에 NVR(20)의 모니터는 플리커링되고, 관리자는 뷰어소프트웨어(25)를 통해 해당 카메라부(200-4)와 연결된 펌프(400)를 제어하여 댐(600)에 무리가 가지 않도록 수위를 낮출 수 있다. 펌프(400)는 복수개일 수 있으며, 하나의 카메라부(200)에 연결되거나 복수개의 카메라부(200)에 각각 연결될 수 있고, 일괄적으로 제어될 수 있다.

상기 데이터 처리부(230)는 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터를 수신하거나 뷰어소프트웨어(25)의 제어명령을 전달하기 위한 RS232 포트(231)와, 영상 처리를 위한 CMOS(232) 및 ISP(233)와, 데이터 저장 및 뷰어소프트웨어(25)의 설정 정보를 저장하기 위한 메모리(234)와, 영상 데이터의 압축 기능을 포함하는 엔코더(236)와, 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터를 합성하는 GPU(235)와, 상기 RS232 포트(231), ISP(233), 메모리(234), 엔코더(236), GPU(235)와 연결되어 뷰어소프트웨어(51)의 제어명령에 따라 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터의 합성 수행을 위한 CPU(238)를 포함할 수 있다.

카메라부(200)에 의한 영상 압축 설계 방법은, (a) 카메라 렌즈에서 받은 신호를 CMOS(232), ISP(233), 엔코더(236)를 이용하여 압축하는 단계, (b) 이를 CPU(238)를 통해 SD(234)에 일시적으로 저장하는 단계, (c) MCU(225)에서는 외부 입출력포트에서 받아들인 아날로그/디지털 데이터를 전처리하여 CPU(238)에 전달해 CPU(238)와 연결된 SD(234)에 데이터베이스를 구축하는 단계, (d) 이러한 데이터베이스를 이용하여 GPU(235) 및 CPU(238)를 통해 영상에 데이터 문자 및 트렌드를 합성하여 NVR의 모티터에 표출하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, ISP(Image Signal Processor, 이미지 시그널 프로세서)는 카메라 동영상 촬영모드에서 두 가지 기능을 수행한다. 상기 두가지 기능 중에서 하나는 CMOS(232)에 의해 센싱된 로우 데이터(Mosaic Raw Data)를 엘씨디(LCD)와 같은 표시장치에 디스플레이하기 위한 RGB 데이터로 변환하는 것이고, 다른 하나는 상기 RGB 데이터를 저장하기 위해 압축 가능한 YCbCr 데이터로 변환한 후 표준 영상 압축 포맷(예: MPEG-4, H.264, H.265 등)으로 변환하는 것이다. CPU(238)는 I2C(Inter-Integrated Circuit)/SPI(Serial Peripheral Interface)를 통해서 ISP(233)를 제어하며, ISP(33)는 입력받은 커맨드(command)에 따라 CMOS(232)를 제어한다. ISP(233)로부터 출력되는 영상 신호는 패러럴 인터페이스(Parallel I/F) 또는 고속 시리얼 인터페이스(serial interface)인 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)를 통해서 전송된다. ISP(233) 역시 해당 영상 신호를 처리한 영상 정보를 CPU(238) 또는 베이스밴드 칩으로 패러럴 인터페이스 또는 MIPI를 통해서 전송한다.

또한, ISP(233)는 최근 포스트 프로세싱(post Processing)을 위해 메모리(예를 들어, DRAM)가 칩 내에 스택(stack)하여 구비될 수 있다. 포스트 프로세싱으로는 예를 들어 Still DIS, Motion DIS, CPS, Face detection, smile/blink detection, digital zoom, thumbnail 및 jpeg을 1개의 Vsync에 상응하도록 전송, image rotation 등이 있으며, 이러한 처리를 위한 프레임 메모리(Frame memory)로서 DRAM이 구비될 수 있다. 최근 CMOS(232)가 8M/12M/13M/16M 화소 등으로 점차 고화소화되면서 일정한 시간에 대용량의 이미지 전송이 가능하도록 하기 위해서 고속 시리얼 인터페이스인 MIPI가 적용될 수 있다.

엔코더(236)는 최근 비디오 코덱 가운데 매우 활발히 사용되며 주목받는 H.264일 수 있다. H.264는 고선명 비디오의 녹화, 압축, 배포를 위한 가장 일반적인 포맷으로 매우 높은 데이터 압축 효율성을 갖추고 있다. ITU-T의 비디오코딩전문가그룹(VCEG, Video Coding Experts Group)과 ISO/IEC의 동화상전문가그룹(MPEG, Moving Picture Experts Group)이 공동으로 조인트 비디오 팀(JVT, Joint Video Team)을 구성하고 표준화를 진행한 결과물로 나온 것이다. 그러므로 ITU-T의 H.264와 ISO/IEC의 MPEG-4 Part 10은 이름만 다르고 기술적으로 완벽하게 동일한 표준안이다.

또한, H.264는 프로파일@레벨 시스템을 사용하고 약 28종류의 프로파일과 약 17종류의 레벨을 사용할 수 있으며 그 종류는 계속 확장되고 있다. 이러한 현상은 차세대 비디오 코덱으로 개발되고 있는 HEVC가 주류로 사용되는 시기까지 계속될 것으로 보인다. 가장 많이 사용되는 것은 모바일 방송과 같은 저전력, 저해상도에 적합한 베이스라인(baseline) 프로파일과, 압축률을 최대한 높이기 위한 기술들로 이루어진 메인(main) 프로파일, 그리고 보다 고품질 영상을 위한 하이(high) 프로파일과 스트리밍 환경에 적합한 기술들이 추가된 확장(extended) 프로파일의 네 가지다.

카메라부(200)를 제어하는 뷰어소프트웨어(25)는 외부기기 제어 접점으로 디지털 값을 입력할 수도 있으며, 아날로그 값으로 데이터를 입력할 수 있다. 가령, 뷰어소프트웨어(25)의 설정(Set-up)화면에서, 잠수교 수위 5m 값이 아날로그 값으로 입력되면, 이 데이터는 카메라부(200) 내의 ADC컨버터(221)에 의하여 디지털 값으로 변화되고 영상신호와 합성되어 NVR(20)의 모니터에 영상과 함께 잠수교 수위 5m 라는 텍스트를 표시하게 된다.

또한, 채널1에 잠수교 수위 High로 되어 알람을 주어야 하는 경우에는 디지털값으로 입력되면, 잠수교 수위 HIGH가 빨간색으로 플리커링되게 한다. 또한, 잠수교 수위는 예로서, H(수위높음 1차 경고), HH(수위높음 2차 경고), L(수위낮음 1차 경고), LL(수위 낮음 2차 경고)로 나누어 경고하고, HH,LL일 경우, 플리커링(flickering, 깜빡거림)을 주고, 관리자 등에서 경고 메시지를 휴대폰으로 송신하는 것도 가능하다. 또한, 플리커링은 화면 전체를 플리커링할 수도 있고, 글자만 플리커링되게 할 수도 있다.

또한, 감시구역의 수집된 영상과 함께 처리된 수위, 온도, 압력 등의 아날로그 또는 디지털 데이터는 SD(234)에 데이터베이스로 저장되어 영상과 함께 데이터베이스가 문자 또는 그래프 형식의 데이터 트렌드로 NVR(20)의 화면에 표시될 수 있다. 화면에 표시되는 내용은 수위, 온도, 압력 등의 각종 상황에 대한 데이터베이스가 영상과 함께 표출되며, 영상에 문자가 표출 될 시 글자의 문구, 문구 값의 단위, 문구의 화면 상 위치, 폰트, 색상등으로 설정될 수 있으며, 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되며, 영상에 각종 상황에 대한 데이터베이스를 그래프 형식의 데이터 트렌드로 표출 할 시 데이터의 문구, 단위, 색깔을 관리자가 설정한대로 표출할 수 있다. 또한 영상에 표출된 트렌드의 바를 원하는 시간에 이동하면 이동된 바가 위치한 트렌드의 시간의 값이 나타나고, 데이터의 확인 후 이동바 위에 위치한 데이터 값은 자동으로 사라지며, 경고 시, 표출 문구는 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리거나, 글자는 지정된 색으로 가만히 있고 화면 전체가 컬러 또는 흑백의 지정된 색으로 깜빡 깜빡거리는 플리커링(flickering)의 경우 중 어느 하나로 표시되는 기능을 포함한다.

상기 영상에 데이터 문자 및 그래프 형식의 데이터 트렌트를 표출 시 표출 방법을 설정하는 프로그램의 방법은 제너럴, 데이터아날로그(Data Analog), 데이터 디지털 입력(Digital Input), 디지털 출력(Digital Output)으로 구성된다.

제너럴에서 일반적인 설정을 하며, 카메라부(40)는 연결된 카메라부(40)의 종류를 선택하는 것이고, 주소(Address)는 선택된 카메라부(40)의 네트워크 주소, 프로토콜(Protocol)은 LS산전, 모드버스(Modbus), 프로피버스(Profibus) 등 카메라부(50)와 맞는 것으로 선택할 수 있으며, 통신(Communication)은 RS-232, RS485, 랜 통신 중 선택을 할 수 있으며 통신포트(Comm. Port)는 통신포트(Common Port) 단자 선택(COM1, COM2, ... , COM10), IP주소는 카메라의 IP 주소, 히스토리(History)의 트렌드(Trend)는 Live 또는 저장된 이전 데이터를 검색할 히스토리(History) 중 선택, 히스토리는 이전 데이터 검색의 날짜 선택, 주기(Period)는 검색 날짜 기간을 선택할 수 있다.

Analog에서는, 인에이블(Enable)은 표출 데이터의 사용 유무, 스트링(String)은 데이터 명칭, 메저(Measure)은 데이터 단위, X축은 화면에 문자를 표시할 X축의 좌표, Y축은 화면에 문자를 표시할 Y축의 좌표, 사이즈(Size)는 문자의 크기, 컬러(Color)는 문자의 색깔, 디스플레이상태(Display Status)는 Text 또는 트렌드(Trend) 중 선택, 최소범위(Range Min)은 데이터의 최소 수치, 최대범위(Range Max)는 데이터의 최고 수치, 디스플레이시간(Display Time)은 트렌드(Trend) 표출 시 트렌드(Trend) 좌표 중 시간 영역 X좌표를 설정한 시간으로 표출한다.

도 13은 이와 같은 구성의 영상 감시 시스템에서 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이다.

참조하면, 데이터 수집부(220)를 통해 아날로그 및 디지털 데이터가 수신되고, 뷰어소프트웨어(25)에서 설정한 변환 계수에 의해 계측치가 변환(예, 전압 → 측정단위)되며, 외부 계측 기기(400)에 해당하는 통신프로토콜(예, LS산전 프로토콜, Modbus 프로토콜)을 지원하여 데이터를 입력받고, 뷰어소프트웨어(25)에서 설정한 아날로그 및 디지털 데이터 이벤트 검출 기준에 따라 아날로그 및 디지털 데이터 이벤트를 검출하며, 뷰어소프트웨어(25)에서 설정한 영상 표출 기준에 따라 데이터 표출 이미지 생성 및 이벤트 표출 이미지를 생성하고, 카메라부(200)에서 수집한 영상과 상기 데이터 표출 이미지 및 이벤트 표출 이미지를 합성하여 압축하고, NVR(20)에 전송한다.

도 14는 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면으로써, 사용자가 뷰어소프트웨어(25)를 이용하여 변환 계수 설정, 데이터 표출 기준 설정, 이벤트 표출 기준을 설정할 수 있다. 설정된 값들은 웹서버를 통해 카메라부(200)에 전달되며, 전달된 설정 값은 CGI 설정 정보 수신 및 데이터 프로세스로 메시지 전송, 설정 데이터 관리 프로세스 설정 수신, 설정 데이터 저장, 센서 및 영상 처리 기준 갱신의 순으로 카메라부(200)에서 처리된다.

도 15는 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면으로써, 실시간 영상, 설정모드 등을 제공한다. 설정모드에서는 아날로그 데이터의 계측치 변환 설정을 위한 변환계수 설정 기능, 아날로그 데이터 이벤트 검출 및 디지털 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정 기능, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능, 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성을 위한 그래프 표출 기준 설정 기능을 포함할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 데이터 처리 과정을 나타낸 도면이다. 참조하면, 데이터 수집부(220)를 통해 아날로그 및 디지털 데이터가 수신되고, 뷰어소프트웨어(25)에서 설정한 변환 계수에 의해 계측치가 변환(예, 전압 → 측정단위)되며, 외부 계측 기기(400)에 해당하는 통신프로토콜(예, LS산전 프로토콜, Modbus 프로토콜)을 지원하여 데이터를 입력받고, 이를 시간별/센서별로 데이터를 저장하여 센서 데이터 변화 추이 데이터베이스를 구축하며, 뷰어소프트웨어(25)에서 설정한 그래프 표출 기준에 따라 그래프 이미지를 생성하고, 카메라부(200)에서 수집한 영상과 상기 그래프 이미지를 합성하여 압축하고, NVR(20)에 전송하는 과정을 포함한다.

도 17은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정을 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명에 따른 아날로그 센서 데이터의 변화 추이에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 뷰어소프트웨어의 사용자 인터페이스를 나타낸 도면으로써, 상세 과정은 변환계수 설정, 데이터 표출 기준 설정, 이벤트 표출 기준 설정이 그래프 표준 기준 설정으로 대체되는 것 외에는 전술한 아날로그 센서 데이터에 대한 영상 통합 및 표출을 위한 기준 설정 과정과 유사하다. 뷰어소프트웨어(25)의 그래프 표출 메뉴는 센서별로 별도의 그래프가 표출되거나, 하나의 그래프에 모든 센서의 값들이 표출되도록 설정할 수 있다. 또한 센서별로 화면상에 표출될 위치, 크기, 범례, 제목, 축문자 등을 설정할 수 있다. 또한 아날로그 센서 입력 그래프 표출 기능을 설정할 수 있으며, 이때 표출여부, X축 표시 범위, Y축 표시 범위, 제목 크기, 축문자 크기, 범례 크기, 색상 등을 설정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되면 안되고, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 영상처리보드
20 NVR
30 디코더
40 카메라
50 A/D 컨버터
60 DSP칩
70 CPU
90 엔코더
100 외부 입출력 포트
110 외부저장장치
120 RS-232/485
130 TCP/IP, LAN

Claims

삭제
아날로그 센서, 외부 계측 기기로부터 각각 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 수신하는 데이터 수집부,
영상 데이터를 수집하는 카메라 모듈부,
상기 영상 데이터 처리 및 처리된 영상 데이터와 상기 아날로그 데이터와 디지털 데이터를 합성하여 출력하는 데이터 처리부 및
상기 데이터 처리부에 의해 합성된 데이터를 중앙 관리 센터로 전송하기 위한 통신부를 포함하는 카메라부와;
상기 통신부를 통해 아날로그 데이터, 디지털 데이터, 영상 데이터 및 합성 데이터를 수신하여 모니터링하고, 합성 데이터 출력을 위해 데이터 수집부, 카메라 모듈부, 데이터 처리부의 설정 관리를 위한 뷰어소프트웨어가 구비된 NVR; 를 포함하고
상기 뷰어소프트웨어는
아날로그 데이터의 계측치 변환 설정을 위한 변환계수 설정 기능,
아날로그 데이터 이벤트 검출 및 디지털 이벤트 검출을 위한 이벤트 검출 기준 설정 기능,
영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능,
영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성을 위한 그래프 표출 기준 설정 기능,
영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 표출 이미지 생성과, 영상 데이터에 합성될 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성을 위한 영상 표출 기준 설정 기능을 포함하고,
상기 영상 데이터에 합성될 상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터의 그래프 이미지 생성과, 상기 영상 표출 기준 설정 기능에 의한 영상 표출 기준에 따라 상기 아날로그 데이터 이벤트 및 디지털 데이터 이벤트 표출 이미지 생성은 동기화시키는 것을 특징으로 하는 영상감시장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 2항에 있어서,
상기 데이터 수집부는 아날로그 센서의 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 컨버터와;
뷰어소프트웨어와 연동되어 전기적 입력을 받거나 출력으로 외부 센서를 제어하기 위한 GPIO 포트와;
상기 외부 계측 기기로부터 디지털 데이터를 수신하기 위한 RS485 포트와;
상기 데이터 처리부와의 통신과, 상기 뷰어소프트웨어와의 통신을 위한 RS232 포트; 및
상기 ADC 컨버터, GPIO 포트, RS485 포트, RS232 포트와 연결되어 데이터를 처리하고, 뷰어소프트웨어의 제어 명령을 수행하는 MCU;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상감시장치.
제 8항에 있어서,
상기 데이터 처리부는
상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터를 수신하거나, 뷰어소프트웨어의 제어명령을 전달하기 위한 RS232 포트;
영상 처리를 위한 CMOS 및 ISP;
데이터 저장 및 뷰어소프트웨어의 설정 정보를 저장하기 위한 메모리;
영상 데이터의 압축 기능을 포함하는 엔코더;
상기 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터를 합성하는 GPU;
상기 RS232 포트, ISP, 메모리, 엔코더, GPU와 연결되어 뷰어소프트웨어의 제어명령에 따라 아날로그 데이터 및 디지털 데이터와 영상 데이터의 합성 수행을 위한 CPU;
를 포함하는 영상감시장치.