KR102181578B1 - Sat 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 블랙박스에 관한 것으로서, 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘을 적용된 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스에 관한 것이다.
종래의 차량용 블랙박스에서서는 사용되는 FAT 방식은 녹화중간의 사고시 저장이 불가능하고, 개인정보 및 사생활 침해 가능하며, 녹화재생이 복잡하여 속도가 저하되고, 저장매체인 SDCard 의 주기적인 포맷 필요할 뿐만 아니라, 일반 Tool 로 위변조 가능하여 블랙박스 영상의 증거가 조작될 위험성이 매우 높은 단점이 있으므로, 이를 개선하기 위한 본 발명은 차량의 외부 환경을 촬영하여 영상데이터를 취득하는 촬영부와, 헤더(H) 영역과 데이터(D) 영역 및 섹터(S) 영역으로 구성되어 상기 영상데이터를 노말/파킹/이벤트/매뉴얼 파티션으로 이루어진 멀티 파티션 방식으로 저장하는 저장부와, 상기 저장부를 제어하고 촬영된 영상데이터를 재생부로 디스플레이하는 제어부를 포함하여 구성된 차량용 블랙박스에 있어서, 제어부는 OS 상에서 API(Application Program Interface)를 생성하여 사용자가 데이터를 기록할 수 있도록 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식에 의해 저장부의 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 영상데이터를 저장하다가, 이벤트가 발생하거나 매뉴얼 저장이 발생되는 시점부터 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션으로 지정된 각각의 데이터블록에 시간순서에 따라 구분하여 동시에 저장하며, 노말 상태 또는 파킹 상태에서 이벤트 또는 매뉴얼 상태로 전환시 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 크기만큼 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 증가시키는 가변블록 방식으로 운영하며, 상기 제어부에서는 노말 파티션 또는 파킹 파티션에서 감소되는 데이터블록의 크기에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 가변 프레임 레이트 (Valuable Framd rate)를 적용하여 다운된 촬영 프레임으로 전체 저장시간을 동일하게 유지하고, 촬영부에서 전달된 영상데이터를 암호화하여 저장부로 저장하고, 상기 저장부에 저장된 암호화된 영상데이터를 다시 복호화하여 재생부로 전달하는 암호화부에서는 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화과정에서 영상데이터의 블록단위 배열을 랜덤으로 재배열하고, 복호화과정에서 재배열된 블록단위 배열을 다시 원상으로 복원하며, SAT에 적용되는 API중 라운드 함수에서 ARX(Addition, Rotation, XoR) 연산을 사용하여 안전성을 향상시키고, 상기 저장부의 데이터를 복사하거나, 저장부를 분리하여 외부 컴퓨터에서 영상데이터를 시청하는 경우에는 암호화부의 LEA(Light Encreption Algorism)가 적용된 SAT 뷰어(Viewer)를 사용하는 것을 특징으로 하는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스를 제안한다.
따라서, 본 발명에 의한 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스는 촬영된 영상데이터를 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘을 적용하여, API List의 OS 함수에 의해 저장 장치에 직접 기록할 수 있고, 저장장치의 물리적인 위치를 계산하여 테이블을 생성하고, 데이터를 저장 장치의 특정 위치에 기록할수 있으며, 파일 구조가 아닌 인덱스 및 북마크 구조 방식으로 파일 종료가 불필요하며, 비상종료시에도 파일 저장에 대한 안정성이 확보되고, 대용량 데이터의 저장시 시간 순서의 먼저 기록된 데이터를 순차적으로 덮어쓰기 하면 자동으로 최근 데이터만 남게 되므로, 공간 확보를 검색 및 삭제 연산이 불필요하므로, 유지관리의 편의성이 대폭적으로 향상되는 효과가 있다. 또한, SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스는 이벤트 또는 매뉴얼 발생시 데이터가 저장되는 데이터블록의 크기를 가변시키면서 저장하여, 충분한 시간동안 고화질의 실효성있는 블랙박스 영상을 취득할 수 있는 효과가 있다.

Description

SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스{Vehicle black box to which SAT variable block method is applied}
본 발명은 차량용 블랙박스에 관한 것으로서, 특히 촬영된 영상데이터를 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘을 적용하며, 이벤트 또는 매뉴얼 발생시 데이터가 저장되는 데이터블록의 크기를 가변시키면서 저장하여, 충분한 시간동안 고화질의 실효성있는 블랙박스 영상을 취득할 수 있는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 사고를 대비하기 위한 블랙박스에서는 촬영된 영상을 메모리카드에 순차적으로 저장하는 FAT(File Allocation Table) 파일시스템 방식으로 저장하고 있다.
윈도우를 기반으로 시작된 파일 시스템은 FAT(File Allocation table)16, FAT(File Allocation table)32가 대표적이며, ExFAT(Extended File Allocation table : 확장파일 할당테이블)와 NTFS(New Technology File System) 등을 대용량 저장장치에 사용하고 있다. FAT는 사람의 수동 입력 및 텍스트 기반의 자동 로그 등, 저장이 주 목적으로 설계된 시스템으로 표준화 되어 사용되고 있다.
이와 같은 FAT 방식을 응용하여, 등록특허 제10-1370503호(이하, '선행기술1'이라 함)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 동일한 크기를 갖는 고정블록방식의 그룹 멀티미디어 데이터블록들을 시간순으로 연속적으로 배열하는 블랙박스 저장매체의 저장영역 할당 시스템이 공지되어 있으며, FAT의 Bank 시스템으로 큰 저장용량(수 T Byte) 저장장치를 장착 가능한 CCTV의 녹화기에 많이 사용되고 있는 기술이다.
그러나, 선행기술1은 특정 이벤트(충돌사고 등)가 발생하는 경우 정상적인 촬영이 중단되어 보다 종합적인 영상데이터 취득에 한계가 있었으며, 녹화중간의 사고시 저장이 불가능하고, 개인정보 및 사생활 침해 가능하며, 녹화재생이 복잡하여 속도가 저하되고, 저장매체인 SDCard 의 주기적인 포맷 필요할 뿐만 아니라, 일반 Tool 로 위변조 가능하여 블랙박스 영상의 증거가 조작될 위험성이 매우 높았다.
특히, 현재 블랙박스의 가장 중요한 순간인 접촉사고, 차량충돌 등으로 인한 외부 충격순간 SD카드가 탈착되는 문제 및 접촉 불량 또는 전원차단 등으로 인하여 영상데이터가 안정적으로 저장되지 않는 경우가 빈번하게 발생하였다.
또한, 위 선행기술1은 도 2에 도시된 바와 같이, 순차적 데이터 구조에 많이 적용되는 구조로 링크드 리스트 구조를 사용하여, 링크 오류 발생시 이후 데이터 접근 불가로 치명적인 단점이 있으므로, 이를 해결하기 위해 일반 접근 및 오류 접근시 구분하여 링크드 리스트 구조를 이용하여 접근하다 오류 발생시 해당 메타를 이용해 이후 데이터 접근하는 구성으로 이루어져 FAT 파일 시스템의 안정성을 향상시키고자 개발된 것이다.
그러나, 파일 리스트를 생성하기 위해 FAT Table이 링크드-리스트(Linked List) 방식을 이용하는데, 이를 삭제-저장을 반복하면서 해당 링크드-리스트에 복잡한 구조로 변화하는 현상으로 인해 설치 후 초기에는 아무런 문제가 발생하지 않지만 수개월 사용하게 되면 컴퓨터가 느려지는 현상으로 녹화 누락 등이 발생하여 주기적으로 디스크 정리나 포맷을 통해 초기화를 진행하는 방법으로 치유하였다.
특히, 링크드-리스트 방식은 녹화 중 침입자의 녹화 방해나 정정으로 전원이 차단될 경우 내부적인 파일시스템을 정리하지 못하여 정작 중요한 녹화영상이 누락되어 중요 영상을 확보하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하였다.
더옥이, 이러한 멀티미디어 데이터가 저장되는 과정에서 저장매체의 물리적인 결함이나 무선통신망 같은 전송체계의 불완전성 때문에 멀티미디어 데이터 스트림에 오류가 존재하면 멀티미디어 데이터 파일의 일부 또는 전체를 재생할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점은 기존에 사용되고 있는 멀티미디어 데이터 파일 시스템이 물리적 저장공간의 효율적 운영이라는 이유로 저장매체의 비어있는 섹터 등 일관성이 없는 특정한 영역에 멀티미디어 데이터 스트림을 저장하고, 멀티미디어 데이터 스트림 섹터에 대한 포인터를 이용하여 참조를 하는 리스트 구조를 갖고 있기 때문에 발생하는 것이다. 이때, 특정한 섹터의 멀티미디어 데이터가 손실되면 전체 멀티미디어 데이터 스트림의 흐름을 잃어 그 이후부터는 멀티미디어 데이터를 읽을 수 없게 된다.
이러한 현상은 차량용 블랙박스나 보안 카메라의 내용을 저장하는 경우에 매우 치명적일 수 있다. 특정한 시간에 발생한 특정한 이벤트를 열람하고자 사용하는 멀티미디어 기록이나 재생을 위한 장치에서 해당 시간의 이벤트를 재생하려 하였으나 멀티미디어 데이터의 손상으로 인하여 해당 멀티미디어 데이터를 읽을 수 없다면, 해당 기기의 목적에 부합되는 사용이 불가능하며, 경우에 따라서는 사용자에게 큰 금전적 손해를 가져올 수 있다.
또한, 멀티미디어 데이터가 손상되지 않았다 하더라도 멀티미디어 데이터를 재생하기 위해서는 매우 긴 시간의 멀티미디어 데이터 파일의 멀티미디어 데이터 스트림의 참조시간을 필요로 한다. 따라서, 전체 멀티미디어 데이터 파일의 스트림 중 특정 이벤트의 시간만을 참조하고자 하는 경우에도 곧바로 해당 멀티미디어 데이터 스트림을 저장한 섹터로 이동하기 위하여 긴 참조의 연결을 거쳐야 하므로 효율성이 떨어진다. 이를 방지하기 위하여 별도의 테이블을 두어 즉시 특정한 멀티미디어 데이터 영역을 참조하여 접근할 수 있는 방법을 사용하기도 한다.
더욱이, 선행기술1에 구현된 고정블록 방식은 주간/야간. 도시/농촌, 시내/외곽등에 따라 압축된 영상의 크기가 큰 차이가 있으며, 각각의 블록마다 저장되는 공간 이외의 빈 공간이 그대로 폐기되어, 파일 저장효율이 매우 저하되는 근본적인 한계점이 있으므로, 작은 저장용량(32G ~ 64G Byte)의 메모리카드에 중요 데이터/ 일반 데이터를 구분하면서 해상도 및 비트 레이트를 조정하는 차량용 블랙박스에는 적용이 불가능하였다.
.
한편, 등록특허 제1858185호(이하, '선행기술2'라 함)에서는 파일의 메타정보를 이용하여 시간 및 종류에 따라 분류하여 저장하는 저장영역할당모듈(200)의 구성이 공지되어 있다.
위 선행기술2는 복수개의 저장 그룹으로 설정하여 그룹화하여 저장하며 주행 상황 그룹은 주행 영역으로 주차 상황 그룹은 정차영역으로 충격 상황 그룹은 이벤트 영역으로 할당 처리하여 저장하고, 영상편집 알고리즘인 가변 프레임의 원리를 적용하여, 데이터의 빈도수 및 중요도에 따라 개별 데이터의 녹화시간, 동영상의 해상도를 높이거나 낮추는 방식으로 파일용량을 제어하는 구성이 공지되어 있다.
그러나, 이와 같은 가변 프레임방식은 추후 재생하는 과정에서 영상 및 음성의 싱크가 잘 맞지 않게 되며, 고정블록 방식으로 구현되어 선행기술1과 동일한 문제점이 노출되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 촬영된 영상데이터를 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘을 적용하며, 이벤트 또는 매뉴얼 발생시 데이터가 저장되는 데이터블록의 크기를 가변시키면서 저장하여, 충분한 시간동안 고화질의 실효성있는 블랙박스 영상을 취득할 수 있는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제어부에서 저장부에 영상 데이터를 저장시 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화된 영상데이터를 저장하고, 재생부에서는 이를 다시 암호해제하여 디스플레이함으로써 보다 보안성을 강화시키고, 저장부의 데이타는 별도의 SAT 뷰어(Viewer)를 사용해서만 외부의 컴퓨터에서 시청할 수 있도록 구현하여 영상 누출의 위험성을 최소화할 수 있는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스는 차량의 외부 환경을 촬영하여 영상데이터를 취득하는 촬영부와, 헤더(H) 영역과 데이터(D) 영역 및 섹터(S) 영역으로 구성되어 상기 영상데이터를 노말/파킹/이벤트/매뉴얼 파티션으로 이루어진 멀티 파티션 방식으로 저장하는 저장부와, 상기 저장부를 제어하고 촬영된 영상데이터를 재생부로 디스플레이하는 제어부를 포함하여 구성된 차량용 블랙박스에 있어서, 제어부는 OS 상에서 API(Application Program Interface)를 생성하여 사용자가 데이터를 기록할 수 있도록 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식에 의해 저장부의 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 영상데이터를 저장하다가, 이벤트가 발생하거나 매뉴얼 저장이 발생되는 시점부터 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션으로 지정된 각각의 데이터블록에 시간순서에 따라 구분하여 동시에 저장하며, 노말 상태 또는 파킹 상태에서 이벤트 또는 매뉴얼 상태로 전환시 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 크기만큼 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 증가시키는 가변블록 방식으로 운영하며, 상기 제어부에서는 노말 파티션 또는 파킹 파티션에서 감소되는 데이터블록의 크기에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 가변 프레임 레이트 (Valuable Framd rate)를 적용하여 다운된 촬영 프레임으로 전체 저장시간을 동일하게 유지하고, 촬영부에서 전달된 영상데이터를 암호화하여 저장부로 저장하고, 상기 저장부에 저장된 암호화된 영상데이터를 다시 복호화하여 재생부로 전달하는 암호화부에서는 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화과정에서 영상데이터의 블록단위 배열을 랜덤으로 재배열하고, 복호화과정에서 재배열된 블록단위 배열을 다시 원상으로 복원하며, SAT에 적용되는 API중 라운드 함수에서 ARX(Addition, Rotation, XoR) 연산을 사용하여 안전성을 향상시키고, 상기 저장부의 데이터를 복사하거나, 저장부를 분리하여 외부 컴퓨터에서 영상데이터를 시청하는 경우에는 암호화부의 LEA(Light Encreption Algorism)가 적용된 SAT 뷰어(Viewer)를 사용하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 의한 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스는 촬영된 영상데이터를 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘을 적용하여, API List의 OS 함수를 이용하여 저장 장치에 직접 기록할 수 있고, 저장장치의 물리적인 위치를 계산하여 테이블을 생성하고, 데이터를 저장 장치의 특정 위치에 기록할수 있으며, 파일 구조가 아닌 인덱스 및 북마크 구조 방식으로 파일 종료가 불필요하며, 비상종료시에도 파일 저장에 대한 안정성이 확보되고, 대용량 데이터의 저장시 시간 순서의 먼저 기록된 데이터를 순차적으로 덮어쓰기 하면 자동으로 최근 데이터만 남게 되므로, 공간 확보를 검색 및 삭제 연산이 불필요하므로, 유지관리의 편의성이 대폭적으로 향상되는 효과가 있다.
또한, SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스는 이벤트 또는 매뉴얼 발생시 데이터가 저장되는 데이터블록의 크기를 가변시키면서 저장하여, 충분한 시간동안 고화질의 실효성있는 블랙박스 영상을 취득할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제어부에서 저장부에 영상 데이터를 저장시 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화된 영상데이터를 저장하고, 재생부에서는 이를 다시 암호해제하여 디스플레이 하므로 보안성이 강화되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에서 사용되는 동일한 크기의 데이터블록을 개략적으로 나타낸 모식도,
도 2는 종래 기술에서 사용되는 링크드리스트 구조를 개략적으로 나타내는 모식도,
도 3은 종래 FAT 파일시스템과 본 발명에 의한 SAT 파일시스템의 차이를 개략적으로 나타낸 비교표.
도 4는 종래 FAT와 본 발명에 의한 SAT 저장방식 비교표,
도 5는 본 발명의 SAT 방식에 사용되는 API List의 실시예,
도 6은 본 발명에 의한 SAT 저장방식이 구현된 차량용 블랙박스의 블록 구성도,
도 7은 본 발명의 멀티 파티션의 예시도,
도 8은 본 발명의 데이터 블록의 예시도,
도 9는 본 발명에 의한 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스에 구현되는 데이터 저장방법의 흐름도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명은 종래 윈도우에 호환되는 FAT 방식의 파일 시스템의 문제점을 보완하기 위해 SAT(Smart Allocation table) 파일시스템을 제안한다.
종래의 FAT 파일 시스템은 시작/종료에 파일 정보 업데이트가 요구되고, OS 단에 데이터가 전달되어 저장 장치와 동기화를 확인 할 수 없으며, 파일 기록 시작에 파일 정보를 Table에 생성후 종료시 파일 정보를 업데이트 되므로, 테이블 생성 후 오류 발생으로 미종료 되는 경우 파일 내용을 확인할 수 없으며, 파일 단위의 덮어 쓰기를 통해 Table에 대한 조각이 발생하여 일정 시간 단위 저장 장치 초기화가 요구되는 문제점이 있었다.
FAT 파일시스템의 방식과 SAT(Smart Allocation table) 파일시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 애플리케이션(AP) -> OS(Operation System) -> 파티션 -> 이벤트 발생 -> 미디어 저장 형태의 구조에서 확연하게 구분되며, 도 4에 도시된 바와 같이 데이터가 조각조각 저장되는 FAT 방식에 비해, SAT방식은 데이타가 순차적으로 저장되어 정돈되는 현저하게 개선된 논리적 저장방식으로 구현되어 있다.
즉, FAT 방식은 OS 단에서 버퍼링이 발생하고 이벤트가 발생할 경우 이벤트 발생시간을 기준으로 데이터를 저장하기 때문에 이벤트 앞의 2~5초간의 데이터가 누락할 수 있다. 하지만, SAT 파일시스템은 영상을 바로 바로 저장하기 때문에 사고 발생시 안정적으로 데이터를 저장할 수 있다.
이를 개선하기 위해 제안된 본 발명의 SAT(Smart Allocation Table) 방식은 커널과 같은 OS 상에서 사용하는 read()/write()의 기본 함수에 의해 Data를 읽고/쓰기를 할 수 있으며, API(Application Program Interface)를 생성하여 사용자가 데이터를 기록할 수 있도록 SAT을 적용하였다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, API List를 적용하여, 사용자가 차량용 블랙박스의 저장장치를 OS 환경에서 사용 가능하도록 구현하였다.
일반적으로 라이브러리는 함수들의 집합이라 할 수 있는데 미리 만든 함수를 모아 놓은 곳을 의미하며, 프로그래머가 도서관에서 필요한 책을 빌리듯 라이브러리에서 필요한 함수를 찾아 쓸 수 있다. 즉, 반복적으로 사용하는 똑같은 함수는 다시 만들 필요 없이 원하는 기능의 라이브러리 함수를 사용함으로써 보다 효율적인 프로그래밍이 가능하다.
라이브러리에 접근하기 위한 규칙들을 정의한 것을 API라고 하는데, 프로그래머가 라이브러리가 제공하는 여러 함수를 이용하여 프로그램을 작성할 때 해당 함수의 내부 구조는 알 필요없이 단순히 API에 정의된 입력 값을 주고 결과 값을 사용할 수 있게 해준다.
본 발명은 이와 같이 공개된 API를 이용해 새로운 프로그램을 만드는 것을 매쉬업(mashup)방식에 의해 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용되는 차량용 블랙박스를 구현하였다.
즉, 본 발명은 상기 API List의 OS 함수를 이용하여 저장 장치에 직접 기록할 수 있으며, 저장장치의 물리적인 위치를 계산하여 테이블을 생성하고, 데이터를 저장 장치의 특정 위치에 기록할수 있다. 이때, 상기 SAT 방식은 파일 구조가 아닌 인덱스 및 북마크 구조 방식으로 파일 종료가 불필요하며, 비상종료시에도 파일 저장에 대한 안정성이 확보되고, 대용량 데이터의 저장시 시간 순서의 먼저 기록된 데이터를 순차적으로 덮어쓰기 하면 자동으로 최근 데이터만 남게 되므로, 공간 확보를 검색 및 삭제 연산이 불필요하다.
이와 같은 SAT 가변 데이터블록 방식은 도 6의 블록구성도에 나타난 바와 같이 차량용 블랙박스에서 다음과 같이 구현된다.
차량의 블랙박스에는 차량의 외부 환경을 촬영하여 영상데이터를 취득하는 촬영부(10)와, 상기 촬영부에서 전달된 영상데이터를 저장부(40)에 저장하고, 재생부(50)로 디스플레이하는 제어부(20)를 포함하여 구성된다.
이때, 제어부(20)에서는 영상데이터를 도 7에 도시된 이벤트 파티션(Event Partition), 노말 파티션(Normal Partition) 파티션, 파킹 파티션(Parking Partition), 매뉴얼 파티션(Manual Partition)으로 구분 구성된 멀티파티션을 이용한 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식의 데이터 저장 알고리즘에 의해 저장부(40)의 데이터 블록에 저장하게 되며, 상기 데이터 블록은 섹터의 절대주소(absolute address)를 저장하는 헤더(H) 영역, 촬영된 영상데이터를 저장하는 데이터(D)영역, 및 데이터블록의 정보를 저장하는 섹터(S)영역를 포함하여 구성된다.
위 기술사항은 본원출원인의 특허출원 제10-2019-0109746호(발명의 명칭 : SAT방식이 적용된 차량용 블랙박스의 데이터 저장방법)에 상세하게 기술한 바 있으므로, 이하 추가설명은 생략한다.
한편, 차량용 블랙박스의 동작을 조절하는 제어부(20)는 OS 상에서 API(Application Program Interface)를 생성하여 사용자가 데이터를 기록할 수 있도록 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식에 의해 저장부(40)의 데이터블록에 영상데이터를 저장하고, 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 영상데이터를 저장하다가, 이벤트가 발생하거나 매뉴얼 저장이 발생되는 시점부터 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션으로 지정된 각각의 데이터블록에 시간순서에 따라 구분하여 동시에 저장하고, 노말 상태 또는 파킹 상태에서 이벤트 또는 매뉴얼 상태로 전환시, 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 크기만큼 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 증가시키는 가변블록 방식으로 운영한다.
상기 가변블록 방식은 도 8에 도시된 바와 같이, 블랙박스의 동작상태(노말,파킹,이벤트,매뉴얼)에 따라 데이터 블록의 크기를 변경하여, 실효성 있는 촬영시간을 증가시키는 알고리즘이다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 제어부(20)에서는 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록에서 증가되는 가변블록의 크기를 50 ∼ 200%로 증가시키고, 이에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록에서 감소되는 크기를 조절하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(20)에서는 노말 파티션 또는 파킹 파티션에서 감소되는 데이터블록의 크기에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 가변 프레임 레이트 (Valuable Framd rate)를 적용하여 다운된 촬영 프레임으로 전체 저장시간을 동일하게 유지할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 SAT(Smart Allocation table) 파일시스템의 저장방식에 보안성을 강화하기 위해 NSRI(국가보안기술연구소)에서 개발된 블록 암호 LEA(Lightweight Encryption Algorithm : 경량 블록 암ㆍ복호화 알고리즘)가 적용되었다.
상기 LEA는 128비트 데이터 블록을 암호화하는 알고리즘으로 128, 192, 256비트 비밀키를 사용할 수 있으며 요구되는 안전성 기준에 따라 용도가 구분될 수 있다. LEA의 라운드 함수는 32비트 단위의 ARX(Addition, Rotation, XoR) 연산만으로 구성하여, 이들 연산을 지원하는 범용 32비트 플랫폼에서 고속으로 동작할 수 있도록 설계되었다.
또한 SAT에 적용되는 API중 라운드 함수에서 ARX(Addition, Rotation, XoR) 연산을 적절하게 배치하여 충분한 안전성을 보장하는 것과 동시에 S-box의 사용을 배제하여 경량 구현이 가능하도록 하였다.
따라서, 본 발명에 의해 보안기능이 강화된 파일은 해당 파일을 제3자가 취득하여도 해당 파일이 영상파일인지 문서 파일인지 확인할 수 없도록 되어 있으며, 분실 또는 저장매체를 폐기 처분할 때 제 3자가 악의적으로 해당 데이터를 복구하여 사용할 수 없으므로, 따라서 개인정보보호 및 보안에 특화된 파일시스템이 완성되는 것이다.
이를 위해 상기 제어부(20)에는 촬영부(10)에서 전달된 영상데이터를 암호화하여 저장부(40)로 저장하고, 저장부(40)에 저장된 암호화된 영상데이터를 다시 복호화하여 재생부(50)로 전달하는 암호화부(30)가 부가된다.
상기 암호화부(30)에서는 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화과정을 수행하게 되는데, 본 발명의 일 실시예로 영상데이터의 블록단위 배열을 랜덤으로 재배열하고, 복호화과정에서 재배열된 블록단위 배열을 다시 원상으로 복원시키는 방식으로 구현할 수도 있다.
따라서, 암호화된 영상데이터는 상기 저장부(40)의 데이터를 복사하거나, 저장부(40)를 분리하하여 외부 컴퓨터(200)에서 영상데이터를 시청하는 경우에는 암호화부의 LEA(Light Encreption Algorism)가 적용된 SAT 뷰어(Viewer)(210)를 사용하여야 하므로, 영상데이터의 유실위험성을 사전에 차단할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스는 도 9의 흐름도에 의해 제어된다.
먼저, 블랙박스의 카메라가 온되는 동작대기단계(S10); 매뉴얼 모드의 여부를 판단하는 단계(S20); 매뉴얼 모드인 경우 매뉴얼 파티션에 영상데이터를 저장하는 단계(S21); 매뉴얼 모드가 아닌 경우, 다시 이벤트 모드의 여부를 판단하는 단계(S30); 이벤트 모드인 경우 이벤트 파티션에 영상데이터를 저장하는 단계(S31); 이벤트 모드가 아닌 경우, 다시 노말 모드의 여부를 판단하는 단계(S40); 노말 모드인 경우 노말 파티션에 영상데이터를 저장하는 단계(S41); 노말 모드가 아닌 경우, 다시 파킹 모드의 여부를 판단하는 단계(S50); 파킹 모드인 경우 파킹 파티션에 영상데이터를 저장하는 단계(S51); 파킹 모드가 아닌 경우 다시 (S20) 직전 단계로 피드백하는 것이다.
이때, 상기 (S21)단계 이후에는 노말 파티션 또는 파킹 파티션과 매뉴얼 파티션의 데이터 블록에는 가변블록 방식이 적용되어 영상데이터를 저장하는 단계(S22)가 추가되고, 상기 (S31)단계 이후에는 노말 파티션 또는 파킹 파티션과 이벤트 파티션에 데이터 블록에는 가변블록 방식이 적용되어 영상데이터를 저장하는 단계(S32)가 추가된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사항 내에서 당 분야의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
10 : 촬영부 20 : 제어부
30 : 암호화부 40 : 저장부
50 : 재생부 100: 블랙박스
200: 외부컴퓨터 210: 에스에이티 뷰어(SAT viewer)

Claims (6)

  1. 차량의 외부 환경을 촬영하여 영상데이터를 취득하는 촬영부와, 헤더(H) 영역과 데이터(D) 영역 및 섹터(S) 영역으로 구성되어 상기 영상데이터를 노말/파킹/이벤트/매뉴얼 파티션으로 이루어진 멀티 파티션 방식으로 저장하는 저장부와, 상기 저장부를 제어하고 촬영된 영상데이터를 재생부로 디스플레이하는 제어부를 포함하여 구성된 차량용 블랙박스에 있어서,
    제어부(20)는 OS 상에서 API(Application Program Interface)를 생성하여 사용자가 데이터를 기록할 수 있도록 에스에이티(SAT; Smart Allocation table) 방식에 의해 저장부(40)의 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 영상데이터를 저장하다가, 이벤트가 발생하거나 매뉴얼 저장이 발생되는 시점부터 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션으로 지정된 각각의 데이터블록에 시간순서에 따라 구분하여 동시에 저장하며, 노말 상태 또는 파킹 상태에서 이벤트 또는 매뉴얼 상태로 전환시 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 크기만큼 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록중 데이터(D) 영역의 크기를 증가시키는 가변블록 방식으로 운영하며,
    상기 제어부(20)에서는 노말 파티션 또는 파킹 파티션에서 감소되는 데이터블록의 크기에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션에 가변 프레임 레이트 (Valuable Framd rate)를 적용하여 다운된 촬영 프레임으로 전체 저장시간을 동일하게 유지하고, 촬영부(10)에서 전달된 영상데이터를 암호화하여 저장부(40)로 저장하고,
    상기 저장부(40)에 저장된 암호화된 영상데이터를 다시 복호화하여 재생부(50)로 전달하는 암호화부(30)에서는 LEA(Light Encreption Algorism)를 적용하여 암호화과정에서 영상데이터의 블록단위 배열을 랜덤으로 재배열하고, 복호화과정에서 재배열된 블록단위 배열을 다시 원상으로 복원하며, SAT에 적용되는 API중 라운드 함수에서 ARX(Addition, Rotation, XoR) 연산을 사용하여 안전성을 향상시키고,
    상기 저장부(40)의 데이터를 복사하거나, 저장부(40)를 분리하여 외부 컴퓨터에서 영상데이터를 시청하는 경우에는 암호화부(30)의 LEA(Light Encreption Algorism)가 적용된 SAT 뷰어(Viewer)를 사용하는 것을 특징으로 하는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(20)에서는 이벤트 파티션 또는 매뉴얼 파티션의 데이터블록에서 증가되는 가변블록의 크기를 50 ∼ 200%로 증가시키고, 이에 비례하여 노말 파티션 또는 파킹 파티션의 데이터블록에서 감소되는 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 SAT 가변 데이터블록 방식이 적용된 차량용 블랙박스.
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