KR102040940B1 - 시간 동기화 장치 및 방법 - Google Patents

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본 발명은 네트워크 카메라 및 NVR을 포함하는 영상 처리 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 카메라와 NVR간의 시간을 동기화 시키는 시간 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다. 시간 동기화 장치는 네트워크 카메라 및 NVR간의 시간을 동기화하는 장치로써, 네트워크 카메라와 NVR의 기준시간 차이로써의 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부, 네트워크 카메라로부터 입력되는 현재 타임스탬프 정보 및 이전 타임스탬프의 시간차가 임계범위를 벗어나 일정하게 입력되면, 현재 타임스탬프를 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 그렇지 않으면 노이즈로써의 타임스파이크(timespike)로 판단하는 노이즈 판단부, 주기적으로 네트워크 카메라의 시간 변동분에 대한 NVR의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출하는 산출부, 및 노이즈 판단 결과에 따라 네트워크 카메라의 타임스탬프, 오프셋 및 시간 변동 비율을 이용하여 NVR의 타임스탬프를 설정하는 설정 제어부를 포함한다.

Description

시간 동기화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SYNCHRONIZATING TIME}
본 발명은 네트워크 카메라 및 NVR(network video recorder, 이하 NVR이라 표기함)을 포함하는 영상 처리 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 카메라와 NVR간의 시간을 동기화 시키는 시간 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에 CCTV 등의 네트워크 카메라 및 NVR를 포함하는 영상 처리 시스템이 급속히 보급되고 있다. 이러한 영상 처리 시스템의 NVR은 카메라가 획득한 영상 데이터를 저장하기 위한 기록 스케쥴(recording schedule)을 등록한다. 그리고 NVR은 영상 데이터를 저장할 공간이 지정되고, 지정된 공간에 영상 데이터가 순차적으로 저장된다. 그리고 나서, 지정된 공간이 가득 차면, 가장 오래된 영상 데이터를 검색하여 삭제함으로써, 최신 영상 데이터를 저장할 수 있게 된다.
이때, 각기 다른 포맷(format)이나 시간을 갖고 있는 네트워크 카메라들이 전송하는 영상 및 오디오 프레임들에 기록된 타임스탬프(timestamp)와 NVR의 타임스탬프를 동기화시켜서 영상 처리 시스템을 운용해야 한다.
그러나 종래에는 네트워크 카메라 각각으로부터 수신한 영상 및 오디오 프레임들에 기록된 타임스탬프 및 NVR의 타임스탬프의 차이가, 단순히 네트워크 상의 지터(jitter)에 의한 것이라고 판단하고, 네트워크 상의 지터만 감지하여 교정하였다. 이러한 경우, 네트워크 카메라에서 발생하는 타임스탬프의 일시적 오류 또는 네트워크 카메라와 NVR간의 타임스탬프 차이로 인하여 영상 처리 시스템에 시간적 오류가 발생하여 영상 처리 시스템의 성능 저하 원인이 된다.
일본 공개특허공보 제2009-296207호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 네트워크 카메라의 타임스탬프를 통계적으로 관찰하여 예상되는 타임스탬프가 수신되지 않을 경우에 이를 보정하여 네트워크 카메라와 NVR간의 시간을 동기화 시키는 시간 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또한 네트워크 카메라 및 NVR 사이의 신호 송수신 시에 네트워크 환경이 불안정할 경우 발생하는 신호를 주고받는데 걸리는 지연시간으로써의 레이턴시(latency)를 고려하여 네트워크 카메라와 NVR간의 시간을 동기화 시키는 시간 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
더 나아가 네트워크 카메라의 시간 증가 변동분 및 NVR의 시간 변동분이 다른 경우에 발생하는 시간차이를 보정하는 시간 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 시간 동기화 장치는 네트워크 카메라 및 NVR간의 시간을 동기화하는 장치로써, 상기 네트워크 카메라와 상기 NVR의 기준시간 차이로써의 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부; 상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 현재 타임스탬프 정보 및 이전 타임스탬프의 시간차가 임계범위를 벗어나 일정하게 입력되면, 상기 현재 타임스탬프를 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 그렇지 않으면 노이즈로써의 타임스파이크(timespike)로 판단하는 노이즈 판단부; 주기적으로 상기 네트워크 카메라의 시간 변동분에 대한 NVR의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출하는 산출부; 및 상기 노이즈 판단 결과에 따라 상기 네트워크 카메라의 타임스탬프, 상기 오프셋 및 상기 시간 변동 비율을 이용하여 상기 NVR의 타임스탬프를 설정하는 설정 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정 제어부는, 상기 타임시프트 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라의 현재 타임스탬프 값과, 상기 오프셋 값의 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정 제어부는, 상기 타임스파이크 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라에 대한 예측 타임스탬프 및 상기 오프셋 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 시간 동기화 방법은 네트워크 카메라 및 NVR간의 시간을 동기화하는 방법으로써, 상기 네트워크 카메라와 상기 NVR의 기준시간 차이로써의 오프셋을 설정하는 오프셋 설정 단계; 상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 현재 타임스탬프 정보 및 이전 타임스탬프의 시간차가 임계범위를 벗어나 일정하게 입력되면, 상기 현재 타임스탬프를 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 그렇지 않으면 노이즈로써의 타임스파이크(timespike)로 판단하는 노이즈 판단 단계; 주기적으로 상기 네트워크 카메라의 시간 변동분에 대한 NVR의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출하는 산출 단계; 및 상기 노이즈 판단 결과에 따라 상기 네트워크 카메라의 타임스탬프, 상기 오프셋 및 상기 시간 변동 비율을 이용하여 상기 NVR의 타임스탬프를 설정하는 설정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정 단계는, 상기 타임시프트 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라의 현재 타임스탬프 값과, 상기 오프셋 값의 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 설정 단계는, 상기 타임스파이크 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라에 대한 예측 타임스탬프 및 상기 오프셋 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 네트워크 카메라로부터 입력되는 시간정보 포맷의 다양성, 기준시간 불일치, 시간정보의 오류가 발생 시에 네트워크 카메라의 타임스탬프를 이용하여 NVR의 타임스탬프를 동기화시켜 영상 처리 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 네트워크 환경이 불안정할 경우 네트워크의 레이턴시를 고려함으로써, 네트워크 카메라와 NVR의 오프셋 정확도를 향상시켜 네트워크 카메라와 NVR간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있다.
또한 네트워크 카메라의 시간 증가 변동분 및 NVR의 시간 변동분이 다른 경우에 발생하는 시간차이를 보정함으로써 네트워크 카메라와 NVR간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있다.
더 나아가 네트워크 카메라와 NVR간의 타임스탬프 동기화 시에, NVR의 시간을 직접 이용하지 않고 통계 정보를 이용하여 연산함으로써, 연산량을 최소화 할 수 있다.
도 1은 네트워크 카메라의 타임 스탬프의 종류 및 포맷을 보이는 도면이다.
도 2는 영상 처리 시스템으로 입력되는 시간정보를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 시스템에 포함된 시간 동기화 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
도 5는 도 4 중 노이즈 판단 결과에 따른 NVR의 타임스탬프 설정 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
네트워크 카메라 및 NVR을 포함하는 영상 처리 시스템에서 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시키는 원인은 네트워크 카메라의 타임스탬프 포맷의 다양성, 네트워크 카메라의 기준시간 불일치, 타임시프트, 타임스파이크, 네트워크 카메라의 프레임 레이트의 변화 및 레이턴시 발생 등의 이유가 있다.
이를 상세히 설명하면, 도 1에는 네트워크 카메라의 타임스탬프 종류 및 포맷이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 도 1a에는 네트워크 카메라의 타임스탬프의 종류가 도시되어 있고, 도 1b에는 네트워크 카메라의 타임스탬프 포맷이 도시되어 있다. 이와 같이 네트워크 카메라의 종류 및 포맷이 다양하기 때문에, 네트워크 카메라 마다 타임시프트가 일어나는 주기가 달라 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
또한 네트워크 카메라가 촬영하는 영상 스트림에 기록되는 시간정보는 네트워크 카메라에 설정된 기준시간으로 계산되는데, 네트워크 카메라마다 기준시간이 다르게 설정되어 있을 수 있으므로, 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
또한 네트워크 카메라의 타임스탬프 기준시간 변경될 수 있는데, 이러한 기준시간의 이동을 타임시프트(timeshift)라 한다. 도 2a에는 타임시프트가 도시되어 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 네트워크 카메라의 타임스탬프 종류 및 포맷으로부터 90kHz 해상도의 시간정보를 부호 없는 32 비트로 표현되는 경우 최대 13시간 15분 21초마다 오버플로우가 발생하게 된다. 이러한 타임시프트 발생에 의해 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
또한 네트워크 카메라에 일시적으로 유효하지 않은 노이즈 성격의 시간정보가 유입될 수 있는데, 이러한 일시적인 시간정보의 오류를 타임스파이크(timespike)라 한다. 도 2b에는 타임스파이크가 도시되어 있다. 이러한 타임스파이크는 상기에 도시된 바와 같이 일시적으로 유입되는 노이즈로써, 이에 의해 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
또한 네트워크 카메라가 촬영한 영상 프레임의 타임스탬프 주기가 일정하지 못하고 느려지거나 빨라지는 경우가 발생할 때가 있다. 이와 같은 경우 NVR에 설정되어 있던 오프셋만으로 동기화를 수행하는 경우, 네트워크 카메라와 NVR의 타임스탬프 차이가 벌어지는 경우가 발생하여 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
더 나아가 네트워크 환경에 따라 네트워크 카메라 및 NVR 사이의 신호 송수신 시에 발생하는 지연시간으로써의 레이턴시(latency)에 의해 네트워크 카메라 및 NVR 사이의 오프셋 정확도가 떨어져 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하며, 네크워크 카메라 및 NVR 사이의 시간정보 오류를 발생원인을 해결한 시간 동기화 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치에 포함된 시간 동기화 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3을 참조하면, 영상 처리 장치(10)는 네트워크 카메라(100), NVR(200) 및 시간 동기화 장치(300)를 포함할 수 있다.
네트워크 카메라(100)는 고정렌즈가 구비되어 촬영 범위가 고정된 단일 고정식 카메라로 구성될 수 있고, 또는 촬영 범위가 가변적인 PTZ(pan-tilt-zoom) 카메라로 구성될 수 있다. 여기서 PTZ 카메라는 수평 방향으로 회전되는 팬(pan) 동작과 수직 방향으로 회전되는 틸트(tilt) 동작 및 줌인/줌아웃(zoom in/zoom out) 동작에 의해 한 대의 카메라로 다양한 감시 영역을 용이하게 변경시킬 수 있다. PTZ 카메라는 단일 고정식 카메라에 비해 수평, 수직, 회전이 가능하므로 전 방향을 감지할 수 있고 균일한 해상도를 가진다는 장점을 가지고 있다. 이러한 네트워크 카메라(100)는 네트워크를 통하여 NVR(200)과 연결되며, NVR(200)로부터의 명령에 의해 감시기능이 제어되고, 촬영한 영상을 처리하여 네트워크를 통하여 NVR(200)로 전송한다.
NVR(200)은 뷰어를 내장하고 있으며, 네트워크를 통해 네트워크 카메라(100)가 촬영한 영상을 저장하고 디스플레이 할 수 있다.
시간 동기화 장치(300)는 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)로 이루어지는 영상 처리 시스템(10)의 시간을 타임스탬프(Timestamp)를 이용하여 동기화한다. 즉, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프를 이용하여 NVR(200)의 타임스탬프를 동기화시키게 된다. 각기 다른 포맷이나 시간을 가지고 있는 네트워크 카메라(100)이 보내는 영상 및 오디오 프레임들에 포함된 타임스탬프를 기초로 NVR(200)의 타임스탬프를 동기화시켜 영상 처리 시스템(10)의 시간을 동기화시킨다.
여기서, 시간 동기화 장치(300)는 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)과는 물리적으로 별도로 구성될 수도 있고, 모듈화되어 NVR(200)의 내부에 구성될 수도 있다. 일반적으로, 시간 동기화 장치(300)의 구성요소들은 영상 처리 시스템(10)의 일 요소가 되는 것이므로, 각 구성요소들은 제한 없이 NVR(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
이와 같은 시간 동기화 장치(300)는 데이터 수신부(310), 헤더정보 추출부(320), 오프셋 설정부(330), 저장부(340), 노이즈 판단부(350), 시간 변동 비율 산출부(360) 및 설정 제어부(370)를 포함한다.
데이터 수신부(310)는 네트워크 카메라(100)에 의해 획득된 데이터 및 네트워크 카메라(100)로부터 송신된 시각을 나타내는 타임스탬프를 포함하는 PES(packetized element stream) 구조의 데이터를 수신한다. 여기에서, PES는 무한한 길이를 가지는 ES(element ray stream)를 패킷화하여 가변 길이로 나누어서 재포장한 스트림으로, 시작 부분에 패킷 헤더를 추가하여 구성된다. 즉, PES는 한 유형의 데이터(하나의 소스)만을 포함한다. PES 패킷 헤더는 소스를 식별해 주는 8비트 스트림 아이디를 포함하며, 동기화를 위해서 타임스탬프를 추가하여 시간에 대한 정보를 제공한다.
헤더정보 추출부(320)는 데이터 수신부(310)에 의해 수신된 PES 구조의 데이터로부터 네트워크 카메라(100)의 타임스탬를 포함하는 헤더정보를 추출한다. 헤더정보에서 헤더를 파싱(parsing)하고, 헤더에서 필요한 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 정보 등을 추출한다.
오프셋 설정부(330)는 네트워크 카메라(100)의 현재 입력되는 타임스탬프와 NVR(200)의 현재 시간 정보를 비교하여, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋(offset)을 설정하고 조절한다. 여기서, 오프셋이라 함은 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 기준시간 차이를 의미한다. 일반적으로, 오프셋 설정은 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간에 다시 연결되거나 또는 NVR(200)의 시간 설정이 변경되는 등의 상황 하에서 이루어진다.
저장부(340)는 헤더정보 추출부(320)에 의해 추출된 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프를 포함하는 헤더정보를 저장한다. 또한, NVR(200)과 관련된 여러 부가 정보나 타임스탬프를 저장할 수도 있다.
노이즈 판단부(350)는 헤더정보에 포함된 타임스탬프를 기초로 네트워크 카메라(100)로부터 NVR(200)에 입력되는 시간정보가 노이즈인지 판단한다. 여기에서, 노이즈라 함은 일시적으로 유효하지 않은 잡음 성격의 시간정보가 NVR(200)에 입력되는 것을 말한다. 즉, 일시적인 시간정보 오류를 의미한다.
노이즈 판단부(350)는, 네트워크 카메라(100)로 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위를 벗어나는지를 확인하여, 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위를 벗어나는 경우 예비 노이즈로 판단한다. 그러나 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위 내에 있는 경우에는 예비 노이즈가 아닌 것으로 판단한다. 예비 노이즈 판단 이후, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되면 예비 노이즈를 노이즈가 아닌 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하지 않게 입력되면 예비 노이즈를 실제 노이즈인 타임스파이크(timespike)로 판단한다.
시간 변동 비율 산출부(360)는 주기적으로 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분에 대한 NVR(200)의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출한다. 여기서, 카메라(100)의 시간 변동분이라 함은, 네트워크 카메라(100)의 현재 시간 및 이전 시간의 차이를 나타내고, NVR(200)의 시간 변동분이라 함은, NVR(200)의 현재 시간 및 이전 시간의 차이를 나타낸다. 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분과 NVR(200)의 시간 변동분은 일정해야 하는데, 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분과 NVR(200)의 시간 변동분이 일정하지 않은 경우, 결국 시간차이가 발생하여 네크워크 카메라(100) 및 NVR(200) 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다. 따라서 NVR(200)의 타임스탬프 설정 시에 시간 변동 비율을 적용함으로써, 즉, 시간차이를 보정함으로써 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있게 된다.
설정 제어부(370)는 노이즈 판단부(350)의 노이즈 판단 판단결과에 따라 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋, 네트워크 레이턴시 및 시간 변동 비율을 이용하여 NVR(200)의 타임스탬프를 설정한다. 이러한 NVR(200)의 타임스탬프는 수학식1에 의해 구해질 수 있다.
Figure 112013081103876-pat00001
여기서,
Figure 112013081103876-pat00002
은 NVR(200)의 타임스탬프 값을 나타내고,
Figure 112013081103876-pat00003
은 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 값을 나타내고, Offset은 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋 값을 나타내고 Latency는 네트워크 환경에 따라 네트워크 카메라(100) 및 NVR(200) 사이의 신호 송수신 시에 발생하는 지연시간을 나타내며, M은 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분에 대한 NVR(200)의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 나타낸다.
설정 제어부(370)는, 노이즈 판단부(350)의 판단 결과, 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위 내에 있는 경우, 즉, 예비 노이즈가 아닌 경우, 네트워크 레이턴시를 주기적으로 체크하여, 레이턴시가 발생하는 경우 새로운 2차 네트워크 레이턴시를 획득한다. 여기서, 네트워크 레이턴시 계산은 네트워크 카메라(100)의 현재 및 이전 타임스탬프의 차이에서, NVR(200)의 현재 및 이전 타임스탬프 차이를 감산한 결과이다. 설정 제어부(370)는 예비 노이즈가 아닌 경우, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋 값 및 새롭게 획득한 2차 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 재설정한다.
설정 제어부(370)는, 노이즈 판단부(350)의 판단 결과, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되어 예비 노이즈를 타임시프트로 판단한 경우, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 새로운 2차 오프셋을 획득한다. 설정 제어부(370)는 타임시프트로 판단된 경우, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 2차 오프셋 값 및 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 재설정한다.
설정 제어부(370)는, 노이즈 판단부(350)의 판단 결과, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되어 예비 노이즈를 실제 노이즈인 타임스파이크로 판단한 경우, 네트워크 카메라(20)의 타임스탬프를 예측 타임스탬프의 값으로 대체한다. 여기에서, 예측 타임스탬프는 관리되던 네트워크 카메라(100)의 시간정보 값들로부터 구하는 추정값이다. 그런데, 예측 타임스탬프의 획득이 불가능한 경우에는 현재 NVR(200)의 시간값을 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프로 대체하여 NVR(200)의 타임스탬프를 재설정한다. 이러한 경우는 예측 타임스탬프를 획득하기 위한 시간정보 샘플들이 부족한 경우에 발생한다. 그리고, 예측 타임스탬프를 획득한 경우에는, 설정 제어부(370)는 네트워크 카메라(100)의 예측 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋 값 및 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 재설정한다.
이와 같이 네트워크 카메라(100)로부터 입력되는 시간정보 포맷의 다양성, 기준시간 불일치, 시간정보의 오류가 발생 시에 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프를 이용하여 NVR(200)의 타임스탬프를 동기화시켜 영상 처리 시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 또한 네트워크 환경이 불안정할 경우 네트워크의 레이턴시를 고려함으로써, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)의 오프셋 정확도를 향상시켜 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있게 된다. 또한 네트워크 카메라(100)의 시간 증가 변동분 및 NVR(200)의 시간 변동분이 다른 경우에 발생하는 시간차이를 보정함으로써 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있다. 더 나아가 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 타임스탬프 동기화 시에, NVR(200)의 시간을 직접 이용하지 않고 통계 정보를 이용하여 연산함으로써, 연산량을 최소화 할 수 있다.
이어서, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 시간 동기화 방법을 설명하기로 한다. 이하의 설명에서, 본 발명에 따른 시간 동기화 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 주변 구성 요소들의 도움을 받아 시간 동기화 장치(300) 내부에서 수행될 수 있다. 이하의 설명에서, 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 도 4를 참조하면, 시간 동기화 장치(300)는 네트워크 카메라(100)의 현재 입력되는 타임스탬프와 NVR(200)의 현재 시간 정보를 비교하여, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋(offset)을 설정하는 단계(S100)를 수행한다. 여기서, 오프셋이라 함은 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 기준시간 차이를 의미한다.
이어서 시간 동기화 장치(300)는 헤더정보에 포함된 타임스탬프를 기초로 네트워크 카메라(100)로부터 NVR(200)에 입력되는 시간정보가 노이즈인지 판단하는 단계(S200)를 수행한다. 여기에서, 노이즈라 함은 일시적으로 유효하지 않은 잡음 성격의 시간정보가 NVR(200)에 입력되는 것을 말한다. 즉, 일시적인 시간정보 오류를 의미한다. 시간 동기화 장치(300)는, 네트워크 카메라(100)로 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위를 벗어나는지를 확인하여, 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위를 벗어나는 경우 예비 노이즈로 판단한다. 그러나 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위 내에 있는 경우에는 예비 노이즈가 아닌 것으로 판단한다. 예비 노이즈 판단 이후, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되면 예비 노이즈를 노이즈가 아닌 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하지 않게 입력되면 예비 노이즈를 실제 노이즈인 타임스파이크(timespike)로 판단한다.
이후 시간 동기화 장치(300)는 주기적으로 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분에 대한 NVR(200)의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출하는 단계(S300)를 수행한다. 여기서, 카메라(100)의 시간 변동분이라 함은, 네트워크 카메라(100)의 현재 시간 및 이전 시간의 차이를 나타내고, NVR(200)의 시간 변동분이라 함은, NVR(200)의 현재 시간 및 이전 시간의 차이를 나타낸다. 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분과 NVR(200)의 시간 변동분은 일정해야 하는데, 네트워크 카메라(100)의 시간 변동분과 NVR(200)의 시간 변동분이 일정하지 않은 경우, 결국 시간차이가 발생하여 네크워크 카메라(100) 및 NVR(200) 사이의 시간정보 오류를 발생시킬 수 있다. 따라서 NVR(200)의 타임스탬프 설정 시에 시간 변동 비율을 적용함으로써, 즉, 시간차이를 보정함으로써 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 타임스탬프 동기화 시에 정확도를 상승시킬 수 있게 된다.
오프셋 설정, 노이즈 판단 및 시간 변동 비율 산출이 완료되면, 시간 동기화 장치(300)는 노이즈 판단 판단결과에 따라 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋, 네트워크 레이턴시 및 시간 변동 비율을 이용하여 NVR(200)의 타임스탬프를 설정하는 단계(S400)를 수행한다. 도 5에는 노이즈 판단 결과에 따른 NVR의 타임스탬프 설정 방법의 동작을 보이는 흐름도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 시간 동기화 장치(300)는, 노이즈 판단 결과, 현재 입력되는 타임스탬프와 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가 임계 범위 내에 있는 경우, 즉, 예비 노이즈가 아닌 경우, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋 값 및 새롭게 획득한 2차 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 설정하는 단계(410)를 수행한다. 여기서 시간 동기화 장치(300)는 네트워크 레이턴시를 주기적으로 체크하여, 레이턴시가 발생하는 경우 새로운 2차 네트워크 레이턴시를 획득한다. 네트워크 레이턴시 계산은 네트워크 카메라(100)의 현재 및 이전 타임스탬프의 차이에서, NVR(200)의 현재 및 이전 타임스탬프 차이를 감산한 결과이다.
시간 동기화 장치(300)는, 노이즈 판단 결과, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되어 예비 노이즈를 타임시프트로 판단한 경우, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 2차 오프셋 값 및 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 설정하는 단계(S420)를 수행한다. 여기서 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 새로운 2차 오프셋을 획득한다.
시간 동기화 장치(300)는, 노이즈 판단 결과, 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프가 임계 범위를 계속 벗어나 일정하게 입력되어 예비 노이즈를 실제 노이즈인 타임스파이크로 판단한 경우, 네트워크 카메라(100)의 예측 타임스탬프 값, 네트워크 카메라(100)와 NVR(200)간의 오프셋 값 및 네트워크 레이턴시의 합에 시간 변동 비율을 곱하여 NVR(200)의 타임스탬프를 설정하는 단계(S430)를 수행한다. 여기서 예측 타임스탬프는 관리되던 네트워크 카메라(100)의 시간정보 값들로부터 구하는 추정값이다. 그런데, 예측 타임스탬프의 획득이 불가능한 경우에는 현재 NVR(200)의 시간값을 네트워크 카메라(100)의 타임스탬프로 대체하여 NVR(200)의 타임스탬프를 재설정할 수 있다. 이러한 경우는 예측 타임스탬프를 획득하기 위한 시간정보 샘플들이 부족한 경우에 발생한다. 그리고, 예측 타임스탬프를 획득한 경우에는, 상기에 개시된 바와 같이 NVR(200)의 타임스탬프를 설정한다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 네트워크 카메라 200: NVR
300: 시간 동기화 장치 310: 데이터 수신부
320: 헤더정보 추출부 330: 오프셋 설정부
340: 저장부 350: 노이즈 판단부
360: 시간 변동 비율 산출부 370: 설정 제어부

Claims (6)

  1. 네트워크 카메라 및 NVR간의 시간을 동기화하는 장치로써,
    상기 네트워크 카메라와 상기 NVR의 기준시간 차이로써의 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부;
    상기 네트워크 카메라로부터 현재 입력되는 타임스탬프 및 이전에 입력된 타임스탬프의 시간차가, 임계범위를 벗어나 일정하게 입력되면 상기 현재 타임스탬프를 타임시프트(timeshift)로 판단하고, 임계범위를 벗어나 일정하지 않게 입력되면 노이즈로써의 타임스파이크(timespike)로 판단하는 노이즈 판단부;
    주기적으로 상기 네트워크 카메라의 시간 변동분에 대한 NVR의 시간 변동분의 비율로써 시간 변동 비율을 산출하는 산출부; 및
    상기 노이즈 판단 결과에 따라 상기 네트워크 카메라의 타임스탬프, 상기 오프셋 및 상기 시간 변동 비율을 이용하여 상기 NVR의 타임스탬프를 설정하는 설정 제어부;를 포함하고,
    상기 네트워크 카메라의 시간 변동분은 상기 네트워크 카메라에 의해 송신되는 현재 프레임에 포함된 현재 타임스탬프 및 이전 프레임에 포함된 이전 타임스탬프의 시간차이고,
    상기 NVR의 시간 변동분은 상기 현재 프레임을 수신한 시간과 상기 이전 프레임을 수신한 시간의 차이인 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 설정 제어부는,
    상기 타임시프트 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라의 현재 타임스탬프 값과, 상기 오프셋 값의 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 설정 제어부는,
    상기 타임스파이크 판단결과에 대하여, 상기 네트워크 카메라에 대한 예측 타임스탬프 및 상기 오프셋 합산 결과에 상기 시간 변동 비율을 곱하여 상기 NVR의 타임 스탬프를 설정하는 것을 특징으로 하는 시간 동기화 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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