KR101855124B1 - 열차 내 네트워크 영상저장시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불안정한 열차 내 환경에서 안정적으로 영상을 저장할 수 있는 열차 내 네트워크 영상저장시스템에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 열차 내에 설치된 복수 개의 카메라; 및 상기 카메라에서 전송된 영상데이터를 저장하는 엔브이알을 포함하여 구성되며, 상기 카메라는 촬영된 영상을 압축하는 인코딩부, 상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 엔브이알유닛으로 전송하는 네트워크부; 상기 인코딩부와 네트워크부 사이에서 상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 저장하는 로컬스토리지부; 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 인코딩부, 네트워크부 및 로컬스토리지부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 열차 내에서 영상데이터가 제대로 저장되고 있는지 스스로 확인하여 열차 내 안정적인 영상데이터를 저장하고 오류가 발생되면 자동으로 복구될 수 있는 이점이 있다.

Description

열차 내 네트워크 영상저장시스템{Network image storage system in trains}

본 발명은 열차 내 네트워크 영상저장시스템에 관한 것이며, 구체적으로 불안정한 열차 내 환경에서 안정적으로 영상을 저장할 수 있는 열차 내 네트워크 영상저장시스템에 관한 것이다.

NVR(Network video recorder)은 카메라 또는 비디오서버 등의 장치로부터 네트워크로 연결되어 디지털 영상을 저장하는 장치로서, 저렴한 비용으로 간편하게 구성할 수 있어서 많은 곳에서 이용되고 있다.

도 1에 나타낸 공개특허 제10-2015-0017558호에 의하면, 차량 시스템에 포함된 차량 모듈의 NVR 데이터 오류에 의해 상기 차량 시스템이 오동작하는 것을 방지하는 차량 모듈의 NVR 데이터 오류에 의한 오동작 방지 장치가 기재되어 있다.

구체적으로 차량시스템은 복수의 마스터, 복수의 노드 및 복수의 서브네트워크를 포함하고, 각 서브네트워크의 호스트 역할을 하는 각 마스터는 상기 각 서브네트워크에 연결된 각 노드의 정보를 취합하고 관리하며, 상기 각 노드는 상기 각 마스터로부터 노드 정보를 요청받을 경우, 자신 NVR에 저장된 상기 노드 정보를 상기 각 마스터에 회신하고, 상기 각 마스터는 상기 각 노드로부터 회신받은 노드 정보를 자신의 NVR에 기저장된 노드 정보와 비교하여, 상기 각 노드가 상기 차량 시스템에 원래 포함된 노드인지 여부를 판단하고, 상기 각 노드가 상기 차량 시스템에 원래 포함된 노드인 경우, 기저장된 노드 정보와 상기 각 노드로부터 회신받은 노드 정보가 일치하는지 여부를 판단하며, 판단결과 기저장된 노드 정보와 상기 각 노드로부터 회신받은 노드 정보가 일치하지 않을 경우, 일치하지 않은 정보에 대한 갱신을 상기 각 노드에 요청하는 구성이 기재되어 있다.

이러한 차량모듈의 NVR 데이터 오류에 의한 오동작 방지장치는 NVR read 오류를 해결할 수는 있지만, 외부 CCTV 카메라에서 수신되는 영상의 연속성이나 원본과 수신된 영상의 일치 여부 등은 판단할 수 있는 방법이 없다.

특히, 열차 내에서 이용되는 NVR의 경우 잦은 정전 및 네트워크 단절이 발생하여 NVR에 제대로 영상데이터가 저장되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잦은 정전 및 네트워크 단절이 발생하는 열차 내 열악한 환경에서도 영상의 끊김이 없이 안정적으로 영상데이터를 저장하고 자동으로 복구될 수 있는 열차 내 네트워크 영상저장시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열차 내에 설치된 복수 개의 카메라; 및 상기 카메라에서 전송된 영상데이터를 저장하는 엔브이알을 포함하여 구성되며, 상기 카메라는 촬영된 영상을 압축하는 인코딩부, 상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 엔브이알유닛으로 전송하는 네트워크부; 상기 인코딩부와 네트워크부 사이에서 상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 저장하는 로컬스토리지부; 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 인코딩부, 네트워크부 및 로컬스토리지부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템을 제공한다.

상기 카메라의 인코딩부는 일정 시간 촬영된 영상데이터를 압축하여 영상압축파일 및 상기 영상압축파일의 파일크기데이터를 포함하는 영상압축패킷을 상기 엔브이알유닛으로 전송하며, 상기 엔브이알유닛은 상기 카메라로부터 수신되는 영상압축파일이 저장되는 영상저장부 및 상기 영상압축파일의 크기를 측정하고 상기 측정된 결과를 상기 파일크기데이터와 비교하여 상기 측정된 결과가 상기 파일크기데이터와 다르면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 복구검증부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 인코딩부는 영상압축파일에 대해 해쉬함수를 이용한 전송용해쉬값을 계산하고, 상기 영상압축패킷에는 상기 전송용해쉬값이 포함되며, 상기 엔브이알유닛은 수신된 영상압축파일에 대해 해쉬함수를 이용하여 수신용해쉬값을 계산하고 상기 전송용해쉬값과 비교하여 다르면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 것이 바람직하다.

상기 카메라는 비상배터리부 및 타이머부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전원부의 전원이 차단되면 상기 비상배터리부로부터 전원을 공급받도록 전환하고, 동시에 상기 타이머부로부터 상기 비상배터리부로 전환된 전환시각을 전송받아 상기 로컬스토리지부에 저장하며, 상기 네크워크부는 상기 영상압축패킷에 전환시각을 포함하여 상기 엔브이알부로 송신할 수 있다.

상기 로컬스토리지부는 일반저장부 및 복구저장부로 구획되며, 상기 복구저장부에는 상기 엔브이알유닛으로부터 복구신호가 전송된 압축영상파일이 저장될 수 있다.

상기 카메라의 인코딩부는 상기 촬영된 영상에 일정 패턴의 체크 프레임을 삽입하고, 상기 엔브이알유닛은 상기 체크 프레임을 검출하여 상기 체크 프레임이 검출되지 않으면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 복구검증부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 열차 내에서 영상데이터가 제대로 저장되고 있는지 스스로 확인하여 열차 내 안정적인 영상데이터를 저장하고 오류가 발생되면 자동으로 복구될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 차량 모듈의 NVR 데이터 오류에 의한 오동작 방지 방법을 설명하기 위한 순서도;
도 2는 본 발명에 의한 열차 내 네트워크 영상저장시스템의 구성을 나타내는 구성도;
도 3은 도 2에서 카메라의 구성을 나타내는 구성도;
도 4는 도 2에서 엔브이알유닛의 구성을 나타내는 구성도;
도 5는 체크 프레임을 설명하기 위한 설명도.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 열차 내 네트워크 영상저장시스템은 복수 개의 카메라(100), 엔브이알유닛(200)을 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 상기 카메라는 CCTV카메라로 구성될 수 있으며, 인코딩부(110), 네트워크부(120), 로컬스토리지부(130), 전원부(140), 제어부(150), 비상배터리부(160), 렌즈부(170), 타이머부(180)를 포함하여 구성된다.

상기 카메라는 열차의 객차마다 객차 내부를 촬영할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하며, 객차의 양 끝에 2개씩 구비되는 것이 바람직하다.

렌즈부(170)를 통해 촬영된 영상은 인코딩부(110)를 통해 디지털 압축영상데이터로 변환된다. 이때, 상기 인코딩부(110)에서는 미리 설정된 시간동안 촬영된 영상을 압축하여 영상압축파일을 생성한다. 상기 영상압축파일 방식은 mp4, wmv, mov 등 통용되는 여러가지 방식이 사용될 수 있다.

상기 인코딩부(110)에서 압축된 영상압축파일은 네트워크부(120)를 통해 엔브이알유닛(200)으로 전송된다. 상기 복수 개의 카메라와 엔브이알유닛은 랜(LAN)으로 연결되어 데이터가 전송되며, 상기 카메라에서 엔브이알유닛으로 1~3Mbps 정도의 속도로 전송되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 인코딩부(100)에서는 영상압축파일을 네트워크부를 통해 엔브이알유닛으로 전송함과 동시에 상기 카메라 내부에 구비되는 로컬스토리지부(130)에 저장한다. 상기 로컬스토리지부는 HDD 또는 SSD 등으로 구성될 수 있으며, 인코딩부에서 압축된 영상압축파일이 바로 저장되어 랜과 같은 외부환경의 영향 없이 안정적으로 영상이 저장된다.

상기 전원부는 카메라 외부로부터 전원을 공급하여 주는 역할을 한다.

도 4를 참조하면, 상기 엔브이알유닛(200)은 HDD와 같은 저장장치를 구비하여 상기 카메라로부터 전송된 영상압축파일이 저장되는 영상저장부(210) 및 상기 카메라로부터 정상적으로 영상압축파일이 수신되었는지를 수시로 점검하는 복구검증부(220)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 카메라의 인코딩부는 미리 설정된 시간동안 촬영된 영상데이터를 압축하여 영상압축파일을 생성함과 동시에, 생성된 영상압축파일의 크기를 측정하여 파일크기데이터를 생성하여 상기 영상압축파일 및 파일크기데이터를 영상압축패킷으로 하여 상기 엔브이알유닛으로 전송한다. 이때, 상기 영상압축파일명은 촬영이 시작된 시간 및 카메라 아이디로 생성된다. 예를 들어, 14번 카메라에서 2016년 01월 26일 16시 45분 30초에 촬영이 시작되었다면, 영상압축파일은 16012616453014.mp4로 생성될 수 있다. 그리고, 상기 영상압축파일이 5분마다 촬영된 영상데이터로 생성된다면, 다음 영상압축파일은 5분 후인 16012616503014.mp4로 생성될 수 있다.

또한, 상기 엔브이알유닛에서 영상압축패킷을 수신받으면 상기 영상압축패킷에 포함된 영상압축파일은 영상저장부(210)에 저장되고, 상기 복구검증부(220)에서는 수신된 영상압축파일의 유효성검사를 시작한다.

구체적으로, 상기 복구검증부(220)에서는 수신된 영상압축패킷의 크기를 측정하고, 영상압축패킷에 포함된 파일크기데이터를 이용하여 측정된 영상압축패킷의 크기와 비교한다. 비교결과, 수신된 파일크기데이터와 측정된 영상압축패킷의 크기가 일치하면 상기 복구검증부에서는 영상압축파일명에 검증완료코드를 넣어 파일명을 변경시킨다. 예를 들어, 상기 예에서 수신된 파일명 16012616453014.mp4 앞에 검증완료코드 '5'를 삽입하여 516012616453014.mp4로 파일명이 변경될 수 있다. 이때, 상기 복구검증부에서는 수신된 영상압축파일이 이상 없음을 알리는 정상수신신호를 상기 카메라로 전송하여 줄 수 있다.

한편, 수신된 파일크기데이터와 측정된 영상압축패킷의 크기가 다르면, 상기 복구검증부에서는 해당 카메라로 복구신호를 전송한다. 상기 복구신호는 복구코드 파일명 및 복구신호횟수 등을 포함할 수 있다.

상기 복구코드는 상태에 따른 요청내용을 담은 코드로서, 예를 들어, 복구코드 A1은 해당 파일의 크기가 파일크기데이터보다 작아 다신 전송을 요청하는 코드이고, B1은 영상압축파일에 손상이 있음을 알리는 코드이며, C1은 해당 파일이 아예 전송되지 않았음을 의미하는 코드이다.

상기 파일명은 유효성 검사결과 문제가 있는 파일의 이름이고, 상기 복구신호횟수는 동일 파일에 대해 복구신호를 카메라로 전송한 횟수를 나타낸다.

상기 카메라에서는 엔브이알유닛으로부터 복구신호가 수신되면, 해당 복구코드에 따른 대응을 한다. 예를 들어, 복구코드가 A1인 경우 제어부에서는 해당 파일을 엔브이알유닛으로 다시 전송하여 준다. 그러면, 엔브이알유닛에서는 기존 파일이 삭제되고 새로 전송된 영상압축파일이 저장된다. 또한, 복구코드가 C1인 경우 카메라의 제어부에서는 해당 파일을 검색하여 존재하면 해당 파일을 엔브이알유닛으로 전송하여 주고, 해당 파일이 존재하지 않으면 해당 파일이 존재하지 않음을 표시하는 부존재신호를 엔브이알유닛으로 전송한다.

한편, 인코딩부에서는 영상압축파일에 대해 해쉬함수(Hash function)를 이용하여 전송용해쉬값을 계산하여 상기 영상압축패킷에 전송용해쉬값을 포함시킬 수 있다. 상기 해쉬함수는 영상압축파일에 포함된 데이터를 일정 길이의 해쉬값으로 매핑하는 알고리즘으로서, 상기 데이터가 조금만 달라져도 해쉬값은 완전히 달라진다.

상기 엔브이알유닛의 복구검증부에서는 수신된 영상압축파일에 대해 해쉬함수를 이용하여 수신용해쉬값을 계산하고, 수신용해쉬값을 수신된 전송용해쉬값과 비교하여 동일하면 영상압축파일명에 검증완료코드를 넣어 파일명을 변경시킨다. 반면, 수신용해쉬값과 전송용해쉬값이 다르면 상기 복구검증부에서는 해당 카메라로 복구신호를 전송한다. 이때, 복구코드는 B1이 될 수 있다.

상기 엔브이알유닛의 복구검증부에서는 일정 시간마다 각 카메라로부터 영상압축파일이 수신되었는지를 확인한다. 이러한 확인은 파일명 검출을 통해 용이하게 확인할 수 있다. 즉, 카메라에서는 일정 시간마다 영상압축파일을 전송하고 촬영된 시간이 파일명으로 생성되므로 복구검증부에서는 파일명을 이용하여 끊김 없이 영상압축파일이 수신되었는지를 확인할 수 있다.

예를 들어, 16012616453014.mp4, 16012616503014.mp4, 16012617003014.mp4가 영상저장부에 저장되었다고 하면 16012616553014.mp4이 수신되지 않았음을 확인할 수 있다. 상기 복구검증부에서는 수신되지 않은 파일이 검출되면 상기 카메라로 복구신호를 전송한다. 이때, 복구코드는 C1이 될 수 있다. 그러면, 카메라의 제어부에서는 로컬스토리지부에서 16012616553014.mp4을 검색하여 존재하면 해당 파일을 엔브이알유닛으로 전송하여 주고, 해당 파일이 존재하지 않으면 해당 파일이 존재하지 않음을 표시하는 부존재신호를 엔브이알유닛으로 전송한다.

상기 로컬스토리지부(130)는 일반저장부 및 복구저장부로 구획된다. 즉, 상기 일반저장부에는 시간에 따라 촬영되어 생성된 영상압축파일이 차례로 저장되며, 상기 복구저장부에는 상기 엔브이알유닛으로부터 복구신호를 전송받은 영상압축파일이 저장된다. 그리고, 로컬스토리지부의 용량이 한계에 다다르면 제어부에서는 저장된 영상압축파일 중 오래된 시간 순으로 삭제를 한다. 이때, 상기 엔브이알유닛으로부터 정상수신신호를 수신받은 파일을 먼저 삭제하고, 정상수신신호를 받지 못한 파일은 자동으로 삭제되지 않는 것이 바람직하다.

한편, 상기 엔브이알유닛의 복구검증부에서는 상기 복구신호횟수가 일정 횟수 이상이 되면 더 이상 복구신호를 전송하지 않고 일정 시간 이후에 다시 복구신호를 전송한다. 복구신호를 전송하고 다시 수신된 영상압축파일이 역시 문제가 있을 때에는 다시 복구신호를 전송하게 되는데, 네트워크 환경이나 여러 사정에 따라 동일한 과정을 반복할 수 있으므로 복구신호횟수가 일정 횟수 이상이 되면 더 이상 복구신호를 전송하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 일정 횟수는 3회가 될 수 있으며, 3회 이상 복구신호를 전송한 경우 더 이상 복구신호를 전송하지 않는다. 다만, 설계조건에 따라 1시간 후에 다시 복구신호를 전송하게 하거나 관리자에게 알람을 전송하게 할 수 있다.

열차는 지나가는 구간 또는 기후환경에 따라 전원이 차단되거나 네트워크가 차단되는 경우가 종종 발생한다. 본 실시예에서, 카메라에 전원을 공급하는 전원부의 전원이 차단되면 제어부에서는 즉시 전원공급을 비상배터리부로 전환하여 상기 비상배터리부로부터 전원을 공급받는다.

또한, 상기 비상배터리부로 전원이 전환되면, 상기 제어부에서는 타이머부에서 상기 비상배터리부로 전원이 전환된 시각을 검출하여 배터리전환시각을 로컬스토리지부에 저장한다. 그리고, 상기 엔브이알유닛으로 영상압축패킷을 전송할 때 영상압축패킷에 상기 배터리전환시각을 포함하여 전송한다.

상기 비상배터리부에 의해 전원을 공급받을 경우에는 네트워크도 차단되는 경우가 많으므로 영상압축패킷의 전송을 중단하고 다시 전원부의 전원이 인가되면 상기 영상압축패킷의 전송을 시작하는 것이 바람직하다.

다시 전원부의 전원이 입력되면 제어부는 비상배터리부로부터의 전원을 차단시키고 타이머부로부터 전원부의 전원이 입력된 시각을 검출하여 전원부전환시각으로 로컬스토리지부에 저장한다. 그리고, 배터리전환시각 및 전원부전환시각이 포함된 영상압축패킷을 엔브이알유닛으로 전송한다.

상기 배터리전환시각부터 전원부전환시각까지의 영상압축파일은 복구저장부에 저장되며, 전원부전환시각 이후의 영상압축파일은 일반저장부에 저장된다. 또한, 상기 엔브이알유닛에서는 상기 전원부전환시각 이후 최초로 수신된 영상압축파일을 기준으로 일정 시간마다 파일 수신여부를 검증한다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기 카메라의 인코딩부(110)에서는 미리 설정된 체크 프레임(A)을 촬영된 영상프레임의 사이에 삽입한다. 상기 체크 프레임은 일정 색깔 및 패턴으로 설정되며, 영상프레임에서 미리 설정된 위치에 삽입될 수 있다.

이렇게 체크 프레임이 삽입된 영상압축파일은 엔브이알유닛으로 전송되며, 복구검증부에서는 미리 설정된 위치에 체크 프레임이 존재하는지 검출한다. 검출결과, 체크 프레임이 존재하면 상기 복구검증부에서는 영상압축파일명에 검증완료코드를 넣어 파일명을 변경시키고 정상수신신호를 해당 카메라로 전송하여 준다.

반면, 체크 프레임이 검출되지 않으면, 상기 복구검증부에서는 해당 카메라로 복구신호를 전송한다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 카메라 110 : 인코딩부
120 : 네트워크부 130 : 로컬스토리지부
140 : 전원부 150 : 제어부
160 : 비상배터리부 170 : 렌즈부
180 : 타이머부 200 : 엔브이알유닛

Claims (6)

1. 열차 내에 설치된 복수 개의 카메라; 및
   상기 카메라에서 전송된 영상데이터를 저장하는 엔브이알유닛을 포함하여 구성되며,
   상기 카메라는 촬영된 영상을 압축하는 인코딩부,
   상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 엔브이알유닛으로 전송하는 네트워크부;
   상기 인코딩부와 네트워크부 사이에서 상기 인코딩부에 의해 압축된 영상데이터를 저장하는 로컬스토리지부;
   전원을 공급하는 전원부; 및
   상기 인코딩부, 네트워크부 및 로컬스토리지부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 카메라의 인코딩부는 일정 시간 촬영된 영상데이터를 압축하여 영상압축파일 및 상기 영상압축파일의 파일크기데이터를 포함하는 영상압축패킷을 상기 엔브이알유닛으로 전송하며,
   상기 엔브이알유닛은 상기 카메라로부터 수신되는 영상압축파일이 저장되는 영상저장부 및 상기 영상압축파일의 크기를 측정하고 상기 측정된 결과를 상기 파일크기데이터와 비교하여 상기 측정된 결과가 상기 파일크기데이터와 다르면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 복구검증부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 인코딩부는 영상압축파일에 대해 해쉬함수를 이용한 전송용해쉬값을 계산하고, 상기 영상압축패킷에는 상기 전송용해쉬값이 포함되며,
   상기 엔브이알유닛은 수신된 영상압축파일에 대해 해쉬함수를 이용하여 수신용해쉬값을 계산하고 상기 전송용해쉬값과 비교하여 다르면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라는 비상배터리부 및 타이머부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 전원부의 전원이 차단되면 상기 비상배터리부로부터 전원을 공급받도록 전환하고, 동시에 상기 타이머부로부터 상기 비상배터리부로 전환된 전환시각을 전송받아 상기 로컬스토리지부에 저장하며, 상기 네크워크부는 상기 영상압축패킷에 전환시각을 포함하여 상기 엔브이알유닛으로 송신하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 로컬스토리지부는 일반저장부 및 복구저장부로 구획되며, 상기 복구저장부에는 상기 엔브이알유닛으로부터 복구신호가 전송된 압축영상파일이 저장되는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 카메라의 인코딩부는 상기 촬영된 영상에 일정 패턴의 체크 프레임을 삽입하고, 상기 엔브이알유닛은 상기 체크 프레임을 검출하여 상기 체크 프레임이 검출되지 않으면 상기 카메라에 상기 영상압축파일을 요청하는 복구신호를 전송하는 복구검증부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차 내 네트워크 영상저장시스템.

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