KR102168090B1

KR102168090B1 - 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기

Info

Publication number: KR102168090B1
Application number: KR1020200060108A
Authority: KR
Inventors: 이경석
Original assignee: 주식회사 삼알글로벌
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-10-20

Abstract

본 발명은 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 동축 케이블을 이용하여 영상을 전송하는 카메라에 대해 화질 저하 없이 영상을 전송할 수 있도록 지원하면서 동축 케이블을 이용한 영상 전송을 위한 시스템 구조를 단순화하여 시스템 효율성을 높일 수 있는 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 카메라로부터 수신되는 영상 신호를 시분할 송신기를 통해 시분할 다중화하여 단일 회선으로 동축 케이블을 통해 DVR 장치로 전송되도록 구성되어, 시분할 송신기와 카메라 사이에 연결되는 동축 케이블의 전송 거리를 최소화하여 동축 케이블을 이용한 영상 전송시 영상 신호의 손실을 용이하게 방지하면서 SDI와 같은 디지털 방식의 영상 신호 뿐만 아니라 AHD, CVI 및 TVI와 같은 아날로그 기반 영상 신호도 함께 처리할 수 있도록 지원할 수 있어 확장성 및 호환성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 시분할 송신기와 DVR 장치 사이의 영상 전송을 단일 동축 케이블을 통해 전송할 수 있도록 지원함으로써, 이미 구축된 동축 케이블을 이용하는 기존 보안 시스템에 용이하게 적용 가능하여 기존 보안 시스템의 고화질 전환에 필요한 전송 설비의 투자비용 절감과 더불어 통신 링크 효율을 극대화하면서 통신회선 설비의 단순화를 통한 보안 시스템의 효율성을 크게 높이는 효과가 있다.

Description

카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기{Security system using camera and time division transmitter applied to the same}

본 발명은 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 동축 케이블을 이용하여 영상을 전송하는 카메라에 대해 화질 저하 없이 영상을 전송할 수 있도록 지원하면서 동축 케이블을 이용한 영상 전송을 위한 시스템 구조를 단순화하여 시스템 효율성을 높일 수 있는 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기에 관한 것이다.

최근 보안 시스템 관련 시장은 HD(High Definition)급 이상의 고화질 카메라를 요구하고 있으며, 이러한 고화질 카메라로부터 전송되는 다량의 정보를 처리하기 위해 필연적으로 동축 케이블 대신 IP 네트워크가 요구되고 있다.

그러나, 이러한 IP 네트워크 기반의 보안 시스템을 기존에 이미 구축된 동축 케이블을 이용한 보안 시스템에 적용하기 위해서는 기존 보안 시스템과 호환될 수 없어 기존 보안 시스템을 완전 철거한 후 새롭게 설치해야 하므로, IP 네트워크 기반 보안 시스템으로 전환하기 위해서는 상당한 비용이 소요되는 문제가 있다.

따라서, 기존 동축 케이블을 이용하는 저화질의 보안 시스템을 고화질로 전환하기 위해, HD-SDI(High Definition Serial Digital Interface) 방식이 제안되었는데, HD-SDI는 HD급 장비간에 영상을 전송하는 표준 규격으로 디지털 영상신호를 압축하지 않고, 직렬 신호로 변환하여 동축케이블로 전송하는 것을 방식을 말한다.

HD-SDI 전송 방식의 특징은 디지털 신호로 영상을 보내기 때문에 고화질의 영상을 열화 없이 전송할 수 있으며, 기존 동축케이블을 통하여 HD급 영상을 전송할 수 있어 기존 동축 케이블을 이용한 저화질의 보안 시스템을 용이하게 고화질로 전환할 수 있는 이점이 있다.

그러나, 이러한 HD-SDI 방식은 비교적 짧은 거리의 전송거리로 인해 카메라가 원거리에 위치하여 동축 케이블의 길이가 길어지는 경우 화질 열화가 발생하는 문제가 있다.

따라서, 기존 HD-SDI 전송거리의 한계를 극복하여 RG59 동축 케이블에서 700m까지 전송 가능한 EX-SDI(Extended Serial Digital Interface) 방식이 개발되었으며, 이러한 EX-SDI 방식은 전송거리를 대폭 개선한 차세대 HD-SDI의 전송 방식으로 일반적인 JPEG 압축 방식을 응용한 형태로 40dB 이상의 PSNR을 가지며, 이에 따라 시각적으로 전혀 영상 손실을 확인할 수 없는 수치로 실시간 화질은 IP 기반 영상 전송 방식과 비슷하거나 더 뛰어날 수 있다.

그러나, 이러한 EX-SDI 방식을 이용하여 기존 동축 케이블을 이용한 보안 시스템의 화질을 향상시킬 수는 있으나, 개별 카메라마다 동축 케이블을 카메라의 영상을 수집하는 영상 저장 장치와 연결하기에는 동축 케이블의 비용이 IP 네트워크에 이용되는 케이블보다 고가이기 때문에 비용 부담이 상당할 뿐만 아니라, 카메라가 EX-SDI 방식의 전송 거리를 넘어서는 장소에 위치하는 경우 영상 손실이 발생하는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0876916호

본 발명은 HD 영상을 전송하는 다수의 카메라로부터 영상을 수집하는 장비와 다수의 카메라 사이에 시분할 다중화(TDM: time division multiplex) 전송 방식으로 동작하는 TDM 송신기를 마련하여 상기 TDM 송신기에서 다수의 카메라로부터 전송된 영상을 수집한 후 상기 장비로 시분할 전송하도록 구성하고, 상기 TDM 송신기에서 상기 장비로 상기 영상을 전송할 때 상기 장비와 TDM 송신기 사이에 연결된 동축 케이블을 통해 전송하도록 하여 EX-SDI뿐만이 아니라 동축 케이블을 이용하는 다양한 방식의 카메라에 대해서도 영상을 전송할 수 있도록 지원하여 동축 케이블을 이용하는 보안 시스템의 고화질 전환을 용이하도록 지원하면서 전환 비용에 대한 부담을 경감시키는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 TDM 송신기에서 다수의 카메라별 영상을 시분할 다중화를 통해 프레임에 실어 전송할 수 있도록 지원함으로써 TDM 송신기를 통해 카메라에 대한 제어 신호 전송(CoC)과 전원 공급(PoC)이 가능하도록 지원함으로써, 카메라 제어 및 관리에 대한 편의성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 POC(Power over Cable) 및 COC(Control over Cable)를 지원하는 복수의 서로 다른 카메라와 각각 동축 케이블을 통해 연결되며, 상기 카메라의 영상을 동축 케이블을 통해 상기 카메라의 영상을 수집하는 외부 장치에 전송하기 위한 시분할 송신기는, 상기 복수의 카메라 각각으로부터 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 수신하는 카메라 인터페이스부와, 상기 카메라 인터페이스부를 통해 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호로부터 COC 신호 및 POC 신호 중 적어도 하나를 필터링하여 전송하는 변환부 및 상기 변환부로부터 상기 복수의 카메라 중 적어도 하나 이상의 카메라별 영상 신호를 수신하면 TDM 기반으로 복수의 타임슬롯으로 분할한 프레임의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 복수의 TDM 블록을 포함하고, 상기 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록은 하나 이상의 타 TDM 블록으로부터 수신된 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 상기 외부 장치로 전송하도록 구성된 TDM 처리부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 TDM 처리부는 상기 특정 TDM 블록을 통해 상기 외부 장치로부터 상기 복수의 카메라 중 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 COC 신호가 포함된 프레임 신호를 수신하고, 상기 프레임 신호를 상기 복수의 TDM 블록 중 제어 대상 카메라에 대응되는 TDM 블록을 통해 시분할하여 상기 COC 신호를 얻은 후 상기 카메라 인터페이스부를 통해 상기 제어 대상 카메라로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, POC 신호를 생성하여 상기 POC 신호를 상기 TDM 처리부에 제공하는 POC 관리부를 더 포함하며, 상기 TDM 처리부는 상기 POC 신호를 카메라 인터페이스부를 통해 상기 복수의 카메라에 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 시분할 송신기는, 하나 이상의 센서와 연결되는 센서 인터페이스부 및 상기 센서 인터페이스부를 통해 센싱 신호를 수신하고 상기 센싱 신호를 상기 TDM 처리부에 전송하는 센서 관리부를 더 포함하며, 상기 TDM 처리부는 상기 TDM 블록을 통해 상기 센싱신호를 상기 타임슬롯에 할당하여 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 TDM 처리부는 상기 센싱신호를 상기 영상 신호의 수직 동기 신호가 포함된 타임 슬롯에 포함시켜 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 카메라는 각각 HD-SDI(High Definition Serial Digital Interface), EX-SDI(Extended Serial Digital Interface), AHD(Analog High Definition), TVI(Transport Video Interface), CVI(Composite Video Interface) 중 어느 하나의 방식에 따른 카메라인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라 인터페이스부는 상기 복수의 카메라와 각각 대응되는 복수의 통신 채널을 포함하며, 상기 TDM 블록은 상기 복수의 통신 채널 중 일부와 각각 대응되는 복수의 채널을 포함하여 구성되고, 프레임을 구성하는 타임 슬롯별로 상기 복수의 채널 중 어느 하나의 채널을 할당하여 특정 채널을 통해 수신된 영상 신호를 상기 변환부로부터 수신하면 상기 복수의 타임 슬롯 중 상기 특정 채널에 대응되는 타임 슬롯에 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 보안 시스템은, POC(Power over Cable) 및 COC(Control over Cable)를 지원하는 복수의 서로 다른 카메라와 각각 동축 케이블을 통해 연결되어 상기 복수의 카메라 각각으로부터 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호로부터 COC 신호 및 POC 신호 중 적어도 하나를 필터링하며, 상기 복수의 카메라 중 적어도 하나 이상의 카메라별 영상 신호를 수신하면 TDM 기반으로 복수의 타임슬롯으로 분할한 프레임의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 복수의 TDM 블록을 포함하여, 상기 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록은 하나 이상의 타 TDM 블록으로부터 수신된 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 전송하도록 구성된 시분할 송신기 및 상기 시분할 송신기로부터 전송되는 상기 송신 프레임을 수신하고, 상기 송신 프레임의 타임 슬롯별로 영상 신호를 추출하여 상기 복수의 카메라와 각각 대응되는 복수의 영상 신호를 저장하고, 상기 복수의 카메라 중 어느 하나의 제어 대상 카메라를 제어하기 위한 COC 신호를 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 포함시켜 생성한 프레임 신호를 상기 시분할 송신기로 전송하는 DVR 장치를 포함할 수 있다.

본 발명은 복수의 카메라로부터 수신되는 영상 신호를 시분할 송신기를 통해 시분할 다중화하여 단일 회선으로 동축 케이블을 통해 DVR 장치로 전송되도록 구성되어, 시분할 송신기와 카메라 사이에 연결되는 동축 케이블의 전송 거리를 최소화하여 동축 케이블을 이용한 영상 전송시 영상 신호의 손실을 용이하게 방지하면서 SDI와 같은 디지털 방식의 영상 신호 뿐만 아니라 AHD, CVI 및 TVI와 같은 아날로그 기반 영상 신호도 함께 처리할 수 있도록 지원할 수 있어 확장성 및 호환성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 시분할 송신기와 DVR 장치 사이의 영상 전송을 단일 동축 케이블을 통해 전송할 수 있도록 지원함으로써, 이미 구축된 동축 케이블을 이용하는 기존 보안 시스템에 용이하게 적용 가능하여 기존 보안 시스템의 고화질 전환에 필요한 전송 설비의 투자비용 절감과 더불어 통신 링크 효율을 극대화하면서 통신회선 설비의 단순화를 통한 보안 시스템의 효율성을 크게 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시분할 송신기를 통해 복수의 카메라에 POC를 이용하여 용이하게 전원을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 COC를 통한 카메라 제어를 지원하여 카메라 운영 및 관리에 대한 편의성을 크게 높이는 동시에, 복수의 센서를 운용하는 보안 시스템에서 상기 복수의 센서로부터 수신되는 센싱 신호를 영상 신호와 함께 단일 회선으로 DVR 장치에 전송할 수 있어 시스템 효율성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 기존 보안 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 보안 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 보안 시스템 및 이에 적용되는 시분할 송신기의 상세 구성도.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.

설명에 앞서, 기존 기술과 대비하여 본 발명의 제안 경위를 명확히 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 제안 원인이 된 종래 기술에 따른 동축 케이블을 이용하여 영상 신호를 전송하는 복수의 카메라 및 상기 카메라의 영상 신호를 수신하여 영상 정보로 저장하는 DVR(Digital Video Recorder) 장치가 포함된 기존 보안 시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 이미 동축 케이블을 이용하여 영상을 전송하는 카메라가 다수 설치된 보안 영역에서 복수의 카메라 각각은 동축 케이블을 통해 영상 신호를 DVR 장치로 전송한다.

이때, 상기 복수의 카메라 각각은 넓은 보안 영역을 커버하기 위해 영상 신호의 전송 거리 확장이 필요하며, 전송 거리가 개선된 EX-SDI 방식을 통해서 카메라의 영상을 열화 없이 용이하게 전송할 수 있다.

그러나, 상기 EX-SDI 방식을 통해 영상을 전송하는 경우라 하더라도, EX-SDI가 지원하는 전송 거리를 넘어서는 거리에 카메라가 배치되는 경우 카메라의 영상에 열화가 발생하며, 다수의 카메라가 DVR 장치로부터 모두 상당한 원거리에 위치하는 경우 개별 카메라 각각을 동축 케이블로 DVR 장치와 연결하면 카메라 연결에 필요한 동축 케이블의 길이 및 개수가 상당하여 다른 종류의 케이블에 비해 가격이 높은 동축 케이블로 인해 보안 시스템의 구성 비용이 상당히 증가하는 문제가 발생한다.

또한, 이렇게 복수의 카메라마다 동축 케이블로 상당한 전송거리를 가지면서 DVR 장치와 연결하면, 상당한 전송 길이를 가진 다수의 동축 케이블을 관리하는데 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 기존 보안 시스템의 비효율성을 개선하기 위해, 복수의 카메라와 DVR 장치 사이에 TDM(time division multiplex, 시분할 다중화) 기반으로 동작하는 시분할 송신기를 배치하여 상기 시분할 송신기에서 복수의 카메라의 영상을 취합하여 DVR 장치로 중계하도록 보안 시스템을 구성한다.

이러한 구성을 통해, 본 발명은 시분할 송신기와 복수의 카메라 사이의 연결을 위한 동축 케이블 길이를 줄일 수 있고, 시분할 송신기와 DVR 장치 사이를 단일 동축 케이블로 연결할 수 있어, 보안 시스템 구축에 요구되는 동축 케이블의 길이 감소에 따른 비용 절감과 더불어 통신 링크 효율 극대화 및 통신 회선 설비의 단순화에 따른 보안 시스템의 효율을 크게 개선할 수 있는데, 이에 따른 본 발명의 상세 구성을 이하 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

우선, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 보안 시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 고화질 영상을 생성하여 동축 케이블을 통해 전송하는 복수의 카메라와, 상기 복수의 카메라와 각각 동축 케이블을 통해 연결되는 시분할 송신기(100) 및 별도의 동축 케이블을 통해 상기 시분할 송신기(100)와 통신 가능하도록 연결되는 외부 장치인 DVR 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 카메라는 POC(Power over Cable) 및 COC(Control over Cable)를 지원하는 카메라로 구성될 수 있으며, 상기 복수의 카메라는 각각 HD-SDI(High Definition Serial Digital Interface), EX-SDI(Extended Serial Digital Interface), AHD(Analog High Definition), TVI(Transport Video Interface), CVI(Composite Video Interface) 중 어느 하나의 방식에 따른 카메라로 구성될 수 있다.

또한, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 복수의 카메라 각각으로부터 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 상기 복수의 카메라 각각에 연결된 복수의 동축 케이블을 통해 수신할 수 있다.

또한, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 영상 신호로부터 COC(Control over Cable) 신호 및 POC(Power over Cable) 신호 중 적어도 하나를 필터링하여 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 시분할 송신기(100)는, 상기 복수의 카메라 중 적어도 하나 이상의 카메라별 영상 신호를 수신하면 TDM(time division multiplex) 기반으로 복수의 타임슬롯(time slot)으로 분할한 프레임(frame)의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 복수의 TDM 블록을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록은 상기 시분할 송신기(100)에 구성된 하나 이상의 타 TDM 블록으로부터 수신된 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 전송하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 TDM 블록 각각은 하드웨어 모듈로서 구성될 수 있다.

이에 따라, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 특정 TDM 블록을 통해 상기 시분할 송신기(100)와 연결된 복수의 카메라 각각이 송신하는 영상 신호를 하나의 송신 프레임으로 상기 DVR 장치(200)에 동축 케이블을 통해 전송할 수 있다.

또한, 상기 DVR 장치(200)는 상기 시분할 송신기(100)로부터 전송되는 상기 송신 프레임을 수신하고, 상기 송신 프레임의 타임 슬롯별로 영상 신호를 추출할 수 있다.

또한, 상기 DVR 장치(200)는, 상기 시분할 송신기(100)로부터 수신된 복수의 서로 다른 송신 프레임 각각에서 특정 타임 슬롯에 포함된 영상 신호를 추출하고, 상기 복수의 서로 다른 송신 프레임 각각에서 상기 특정 타임 슬롯에 대해 추출된 영상 신호를 기초로 상기 복수의 카메라 중 상기 특정 타임 슬롯에 대응되는 특정 카메라에서 촬영한 영상에 대한 영상 정보를 생성하여 저장할 수 있다.

이에 따라, 상기 DVR 장치(200)는 상술한 특정 카메라에 대응되어 영상 정보를 생성하는 방식과 마찬가지로 상기 복수의 서로 다른 송신 프레임을 통해 상기 복수의 카메라와 각각 (일대일로) 대응되는 복수의 영상 정보를 생성하여 저장할 수 있다.

또한, 상기 DVR 장치(200)는, 상기 복수의 카메라 중 어느 하나의 제어 대상 카메라를 제어하기 위한 COC 신호를 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 포함시켜 생성한 프레임 신호를 상기 시분할 송신기(100)로 동축 케이블을 통해 전송할 수 있다.

이에 따라, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 동축 케이블을 통해 상기 DVR 장치(200)로부터 전송되는 상기 프레임 신호를 상기 특정 TDM 블록을 통해 수신하고, 상기 프레임 신호을 복수의 TDM 블록을 통해 시분할하여 상기 프레임 신호에 포함된 복수의 타임 슬롯 중 상기 COC 신호가 할당된 특정 타임 슬롯에서 상기 COC 신호를 상기 특정 타임 슬롯에 대응되는 TDM 블록을 통해 추출하고, 상기 추출된 COC 신호를 상기 복수의 카메라 중 상기 특정 타임 슬롯에 대응되는 특정 카메라로 동축 케이블을 통해 전송할 수 있다.

이를 통해, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 DVR 장치(200)의 특정 카메라 제어를 위한 COC 신호를 상기 특정 카메라로 전송할 수 있어, 시분할 송신기(100)와 DVR 장치(200) 사이의 단일 회선을 통해서도 용이하게 카메라 제어가 이루어지도록 지원할 수 있다.

상술한 바에 따른, 본 발명에 따른 시분할 송신기(100)의 상세 구성을 도 3을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 상기 시분할 송신기(100)는, 카메라 인터페이스부(110)와, 변환부(120) 및 TDM 처리부(130)를 기본적으로 포함하여 구성될 수 있다.

우선, 상기 카메라 인터페이스부(110)는, 복수의 통신 채널을 포함하여 구성될 수 있으며, 각 통신 채널은 카메라와 동축 케이블을 통해 연결될 수 있다.

이에 따라, 상기 카메라 인터페이스부(110)는 복수의 카메라와 각각 복수의 동축 케이블을 통해 연결될 수 있다.

또한, 상기 카메라 인터페이스부(110)는 복수의 카메라 각각으로부터 영상 신호를 수신하여 상기 변환부(120)에 전송할 수 있다.

이때, 상기 카메라로부터 상기 카메라 인터페이스부(110)에 전송되는 영상 신호는 상기 카메라에 의해 생성된 영상 데이터를 포함할 수 있으며, 상기 영상 데이터 이외에도 POC 신호 및 COC 신호를 포함할 수 있다.

상기 변환부(120)는 상기 카메라 인터페이스부(110)로부터 수신되는 영상 신호에서 상기 POC 신호 및 COC 신호 중 적어도 하나를 필터링하고, 상기 POC 신호 및 COC 신호가 제거된 (영상 데이터에 대한) 영상 신호를 생성하여 상기 TDM 처리부(130)에 제공(전송)할 수 있다.

이때, 상기 TDM 처리부(130)는 TDM 기반으로 프레임을 복수의 타임슬롯으로 분할하고, 상기 프레임의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 TDM 블록을 포함하여 구성될 수 있으며, 서로 다른 복수의 TDM 블록을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 TDM 블록은 상기 카메라 인터페이스부(110)에 구성된 복수의 통신 채널 중 일부 통신 채널과 일대일로 매칭되는 복수의 채널을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 복수의 채널과 상기 복수의 타임슬롯을 일대일 매칭시킬 수 있다.

즉, 상기 TDM 블록은 프레임을 구성하는 타임 슬롯별로 상기 복수의 채널 중 어느 하나의 채널을 할당하여, 상기 복수의 타임슬롯을 상기 TDM 블록에 구성된 복수의 채널과 일대일 매칭시킬 수 있다.

일례로, 상기 TDM 처리부(130)에 구성된 제 1 TDM 블록은 상기 카메라 인터페이스부(110)의 개별 통신 채널과 연결되는 제 1 채널, 제 2 채널, 제 3 채널 및 제 4 채널을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 TDM 블록이 생성하는 프레임에 구성된 복수의 타임 슬롯과 상기 제 1 내지 제 4 채널을 일대일로 매칭시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 제 1 TDM 블록은 자신의 생성하는 프레임의 제 1 타임 슬롯과 제 1 채널을 상호 매칭시키고, 상기 프레임의 제 2 타임 슬롯과 제 2 채널을 상호 매칭시키며, 상기 프레임의 제 3 타임 슬롯과 제 3 채널을 상호 매칭시키고, 상기 프레임의 제 4 타임 슬롯과 제 4 채널을 상호 매칭시킬 수 있다.

또한, 상기 변환부(120)는 상기 카메라 인터페이스부(110)의 특정 통신 채널로부터 수신된 영상 신호를 상술한 바와 같이 필터링한 후 상기 특정 통신 채널에 대응되는 TDM 블록의 특정 채널로 전송할 수 있다.

상술한 구성에 따라, 상기 TDM 처리부(130)에 구성된 복수의 TDM 블록 각각은 자신에 구성된 복수의 채널로 상기 변환부(120)로부터 전송되는 영상 신호를 수신할 수 있으며, 복수의 타임 슬롯으로 시분할한 프레임의 타임 슬롯별로 타임 슬롯과 대응되는 채널의 영상 신호를 프레임의 타임 슬롯에 할당(또는 배정 또는 삽입)할 수 있다.

이에 따라, 상기 TDM 블록은 소정의 시간 간격으로 타임 슬롯들을 모아 프레임화하여 프레임을 생성할 수 있다.

이때, 상기 TDM 처리부(130)에 구성된 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록(일례로, 도 3에 도시된 4ch TDM 블록 #n) 하나 이상의 타 TDM 블록과 각각 버스(bus)를 통해 연결되어, 상기 하나 이상의 타 TDM 블록 각각으로부터 상기 영상 신호가 포함된(삽입된) 프레임을 수신할 수 있다.

즉, 상기 TDM 처리부(130)에 포함된 상기 복수의 TDM 블록 중 상기 특정 TDM 블록이 아닌 TDM 블록은 자신이 생성한 프레임을 상기 특정 TDM 블록으로 전송할 수 있다.

또한, 상기 특정 TDM 블록은 상기 하나 이상의 타 TDM 블록 각각으로부터 수신된 하나 이상의 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 상기 DVR 장치(200)로 전송할 수 있다.

이때, 상기 특정 TDM 블록 역시 복수의 채널이 구성되어 상기 변환부(120)로부터 수신된 영상 신호를 자신이 생성하는 프레임의 타임 슬롯에 배정하여 프레임을 생성할 수 있다.

즉, 상기 TDM 처리부(130)는 상기 특정 TDM 블록을 통해 상기 복수의 TDM 블록이 생성하는 프레임을 하나의 송신 프레임으로 결합하여 상기 DVR 장치(200)로 단일 회선인 단일 동축 케이블을 통해 전송할 수 있다.

또한, 상기 TDM 처리부(130)는 상기 특정 TDM 블록을 통해 상기 외부 장치로부터 상기 복수의 카메라 중 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 COC 신호가 포함된 프레임 신호를 수신할 수 있다.

또한, 상기 TDM 처리부(130)는, 상기 DVR 장치(200)로부터 수신한 프레임 신호를 상기 복수의 TDM 블록 중 제어 대상 카메라에 대응되는 TDM 블록을 통해 시분할하여 상기 COC 신호를 얻은 후 상기 카메라 인터페이스부(110)를 통해 상기 제어 대상 카메라로 전송할 수 있다.

이를 통해, 상기 시분할 송신기(100)는 상기 DVR 장치(200)로부터 수신되는 제어 대상 카메라의 제어를 위한 COC 신호를 제어 대상 카메라로 중계할 수 있다.

상술한 구성을 통해, 본 발명은 복수의 카메라로부터 수신되는 영상 신호를 시분할 송신기(100)를 통해 시분할 다중화하여 단일 회선으로 동축 케이블을 통해 DVR 장치(200)로 전송되도록 구성되어, 시분할 송신기(100)와 카메라 사이에 연결되는 동축 케이블의 전송 거리를 최소화하여 동축 케이블을 이용한 영상 전송시 영상 신호의 손실을 용이하게 방지하면서 SDI와 같은 디지털 방식의 영상 신호 뿐만 아니라 AHD, CVI 및 TVI와 같은 아날로그 기반 영상 신호도 함께 처리할 수 있도록 지원할 수 있어 확장성 및 호환성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 시분할 송신기(100)와 DVR 장치(200) 사이의 영상 전송을 단일 동축 케이블을 통해 전송할 수 있도록 지원함으로써, 이미 구축된 동축 케이블을 이용하는 기존 보안 시스템에 용이하게 적용 가능하여 기존 보안 시스템의 고화질 전환에 필요한 전송 설비의 투자비용 절감과 더불어 통신 링크 효율을 극대화하면서 통신회선 설비의 단순화를 통한 보안 시스템의 효율성을 크게 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 기존과 같이 복수의 카메라마다 DVR 장치(200)와 개별 동축 케이블을 통해 연결하는 기존 보안 시스템에 비해 동축 케이블의 전송 거리를 감소시켜 비용 절감과 더불어 다수의 동축 케이블 관리에 대한 어려움을 해결할 수 있다.

더하여, 본 발명은 카메라와 DVR 장치(200) 사이에 카메라와 DVR 장치(200) 사이의 신호를 중계하는 시분할 송신기(100)를 구성하여, 상기 시분할 송신기(100)와 DVR 장치(200) 사이의 신호 전송 거리를 통해 상기 카메라의 신호를 상기 DVR 장치(200)에 전송하기까지 거치는 전체 신호 전송 거리를 더욱 길게하여 보안 영역을 더욱 확장할 수 있을 뿐만 아니라 영상 손실 없이 보안 영역을 확장할 수 있다.

한편, 본 발명은 보안을 위해 다수의 센서를 사용하는 보안 시스템에서 복수의 센서를 관리하는 별도의 장치를 보안 시스템에 별도 구성할 필요 없이 시분할 송신기(100)를 통해 센서의 센싱 신호를 영상 신호와 함께 전송할 수 있도록 지원하여 보안 시스템의 구성을 단순화함으로써 시스템 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 카메라에 대한 전원 공급을 위한 POC 신호와 DVR 장치(200)의 카메라 제어를 위한 COC 신호를 시분할 송신기(100)에서 중계하여 전송할 수 있도록 지원하여 시스템 효율을 높일 수 있는데, 이를 상기 도 3의 구성을 참고하여 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 상기 시분할 송신기(100)는, POC 관리부(140)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 POC 관리부(140)는 내부 전원이나 외부 전원과 연결되어 POC 신호를 생성하고, 해당 POC 신호를 상기 TDM 처리부(130)에 구성된 복수의 TDM 블록 각각에 제공할 수 있다.

이에 따라, 상기 복수의 TDM 블록 각각은 상기 카메라 인터페이스부(110)를 통해 상기 POC 신호를 동축 케이블로 전송하여, 상기 동축 케이블에 연결된 카메라에 POC 신호를 전송할 수 있으며, 이를 통해 시분할 송신기(100)는 자신과 연결된 복수의 카메라에 POC 신호를 이용하여 카메라의 동작에 필요한 전원을 제공할 수 있다.

또한, 상기 시분할 송신기(100)는 복수의 센서와 연결되는 센서 인터페이스부(160) 및 상기 센서 인터페이스부(160)와 연결되는 센서 관리부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 센서는 인체 감지 센서(Passive Infrared Sensor), 도어(Door) 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서 관리부(150)는 상기 센서 인터페이스부(160)를 통해 상기 복수의 센서로부터 전송되는 센싱 신호를 수신할 수 있으며, 상기 복수의 센서별 센싱 신호를 상기 TDM 처리부(130)에 전송할 수 있다.

이때, 상기 센서 관리부(150)는 상기 복수의 센서 각각에 대해 상기 복수의 TDM 블록 중 어느 하나의 TDM 블록에 구성된 복수의 채널 중 어느 하나를 배정(할당)할 수 있다.

이에 따라, 상기 센서 관리부(150)는 특정 센서로부터 수신된 센싱 신호를 상기 특정 센서에 대응되는 TDM 블록의 채널로 전송할 수 있다.

또한, 상기 TDM 처리부(130)의 상기 TDM 블록은 상기 센싱 신호 수신시 상기 센싱 신호가 수신된 채널에 대응되는 타임 슬롯을 식별하고, 상기 영상 신호의 수직 동기 신호(Vsync)가 포함된 타임 슬롯에 상기 센싱 신호를 할당하여 상기 영상 신호와 센싱 신호가 결합된 신호를 포함하는 프레임을 생성할 수 있다.

이때, 상기 영상 신호 중 수직 동기 신호가 포함된 영역은 화면에 직접 표시되지 않는 영역으로서, 상기 TDM 처리부(130)는 화면에 표시되는 영상 신호(영상 신호의 일부 신호)에 간섭하지 않도록 하면서 센싱 신호를 영상 신호에 용이하게 결합할 수 있다.

이에 따라, 상기 TDM 처리부(130)는 상기 센싱 신호가 포함된 송신 프레임을 생성하여 상기 DVR 장치(200)에 전송할 수 있다.

이를 통해, 상기 DVR 장치(200)는 상기 송신 프레임 수신시 상기 송신 프레임에 포함된 영상 신호에서 수직 동기 신호가 포함된 영역으로부터 상기 센싱 신호를 용이하게 추출하여 센싱 신호를 확인할 수 있다.

상술한 구성을 통해, 본 발명은 시분할 송신기(100)를 통해 복수의 카메라에 POC를 이용하여 용이하게 전원을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 COC를 통한 카메라 제어를 지원하여 카메라 운영 및 관리에 대한 편의성을 크게 높이는 동시에, 복수의 센서를 운용하는 보안 시스템에서 상기 복수의 센서로부터 수신되는 센싱 신호를 영상 신호와 함께 단일 회선으로 DVR 장치(200)에 전송할 수 있어 시스템 구조를 단순화하면서 시스템 효율성을 크게 높일 수 있다.

본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 하드웨어 회로(예를 들어, CMOS 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로를 활용하여 구현될 수 있다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 시분할 송신기 110: 카메라 인터페이스부
120: 변환부 130: TDM 처리부
140: POC 관리부 150: 센서 관리부
160: 센서 인터페이스부 200: DVR 장치

Claims

보안을 위해 다수의 센서를 사용하는 보안 시스템 환경에서 POC(Power over Cable) 및 COC(Control over Cable)를 지원하는 복수의 서로 다른 카메라와 각각 동축 케이블을 통해 연결되며, 상기 카메라의 영상을 동축 케이블을 통해 상기 카메라의 영상을 수집하는 외부 장치에 전송하기 위한 시분할 송신기로서,
상기 복수의 카메라 각각으로부터 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 수신하는 카메라 인터페이스부;
상기 카메라 인터페이스부를 통해 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호로부터 COC 신호 및 POC 신호 중 적어도 하나를 필터링하여 전송하는 변환부; 및
상기 변환부로부터 상기 복수의 카메라 중 적어도 하나 이상의 카메라별 영상 신호를 수신하면 TDM 기반으로 복수의 타임슬롯으로 분할한 프레임의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 복수의 TDM 블록을 포함하고, 상기 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록은 하나 이상의 타 TDM 블록으로부터 수신된 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 상기 외부 장치로 전송하도록 구성된 TDM 처리부를 포함하되,
하나 이상의 센서와 연결되는 센서 인터페이스부; 및
상기 센서 인터페이스부를 통해 센싱 신호를 수신하고, 상기 센싱 신호를 상기 TDM 처리부에 전송하는 센서 관리부를 더 포함하며,
상기 TDM 처리부는 상기 TDM 블록을 통해 상기 센싱신호를 상기 타임슬롯에 할당하여 전송하되, 상기 센싱신호를 상기 영상 신호의 수직 동기 신호가 포함된 타임 슬롯에 포함시켜 영상 신호와 센싱 신호가 결합된 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 시분할 송신기.
청구항 1에 있어서,
상기 TDM 처리부는 상기 특정 TDM 블록을 통해 상기 외부 장치로부터 상기 복수의 카메라 중 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 COC 신호가 포함된 프레임 신호를 수신하고, 상기 프레임 신호를 상기 복수의 TDM 블록 중 제어 대상 카메라에 대응되는 TDM 블록을 통해 시분할하여 상기 COC 신호를 얻은 후 상기 카메라 인터페이스부를 통해 상기 제어 대상 카메라로 전송하는 것을 특징으로 하는 시분할 송신기.
청구항 1에 있어서,
POC 신호를 생성하여 상기 POC 신호를 상기 TDM 처리부에 제공하는 POC 관리부를 더 포함하며,
상기 TDM 처리부는 상기 POC 신호를 카메라 인터페이스부를 통해 상기 복수의 카메라에 제공하는 것을 특징으로 하는 시분할 송신기.
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청구항 1에 있어서,
상기 복수의 카메라는 각각 HD-SDI(High Definition Serial Digital Interface), EX-SDI(Extended Serial Digital Interface), AHD(Analog High Definition), TVI(Transport Video Interface), CVI(Composite Video Interface) 중 어느 하나의 방식에 따른 카메라인 것을 특징으로 하는 시분할 송신기.
청구항 1에 있어서,
상기 카메라 인터페이스부는 상기 복수의 카메라와 각각 대응되는 복수의 통신 채널을 포함하며,
상기 TDM 블록은 상기 복수의 통신 채널 중 일부와 각각 대응되는 복수의 채널을 포함하여 구성되고, 프레임을 구성하는 타임 슬롯별로 상기 복수의 채널 중 어느 하나의 채널을 할당하여 특정 채널을 통해 수신된 영상 신호를 상기 변환부로부터 수신하면 상기 복수의 타임 슬롯 중 상기 특정 채널에 대응되는 타임 슬롯에 할당하는 것을 특징으로 하는 시분할 송신기.
보안을 위해 다수의 카메라와 센서를 사용하는 보안 시스템으로서,
POC(Power over Cable) 및 COC(Control over Cable)를 지원하는 복수의 서로 다른 카메라와 각각 동축 케이블을 통해 연결되어 상기 복수의 카메라 각각으로부터 영상 데이터가 포함된 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호로부터 COC 신호 및 POC 신호 중 적어도 하나를 필터링하며, 상기 복수의 카메라 중 적어도 하나 이상의 카메라별 영상 신호를 수신하면 TDM 기반으로 복수의 타임슬롯으로 분할한 프레임의 상기 타임슬롯별로 대응되는 카메라의 영상 신호를 할당하여 상기 타임슬롯별 영상 신호가 포함된 프레임을 생성하는 복수의 TDM 블록을 포함하여, 상기 복수의 TDM 블록 중 특정 TDM 블록은 하나 이상의 타 TDM 블록으로부터 수신된 프레임을 취합한 후 상기 특정 TDM 블록이 생성한 프레임과 결합하여 하나의 송신 프레임을 생성한 후 전송하도록 구성된 시분할 송신기; 및
상기 시분할 송신기로부터 전송되는 상기 송신 프레임을 수신하고, 상기 송신 프레임의 타임 슬롯별로 영상 신호를 추출하여 상기 복수의 카메라와 각각 대응되는 복수의 영상 신호를 저장하고, 상기 복수의 카메라 중 어느 하나의 제어 대상 카메라를 제어하기 위한 COC 신호를 제어 대상 카메라에 대응되는 타임슬롯에 포함시켜 생성한 프레임 신호를 상기 시분할 송신기로 전송하는 DVR 장치를 포함하되,
상기 시분할 송신기는 하나 이상의 센서와 연결되는 센서 인터페이스부를 더 구비하고, 상기 센서 인터페이스부를 통해 센싱 신호를 수신하며, 상기 TDM 블록을 통해 상기 센싱신호를 상기 타임슬롯에 할당하여 상기 DVR 장치로 전송하되, 상기 센싱신호를 상기 영상 신호의 수직 동기 신호가 포함된 타임 슬롯에 포함시켜 영상 신호와 센싱 신호가 결합된 신호를 DVR 장치로 전송하는 카메라를 이용한 보안 시스템.