KR20000033822A

KR20000033822A - Network camera

Info

Publication number: KR20000033822A
Application number: KR1019980050857A
Authority: KR
Inventors: 고대경; 박원일; 이한우
Original assignee: 박원일; 고대경
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-15

Abstract

PURPOSE: A network camera is provided to connect a plurality of cameras in a ring or bus configuration on a single cable. CONSTITUTION: A network camera includes a master part controlling cameras and a slave part embedded in each of cameras. The master part includes a synchronous signal generator, an identification symbol generator(60), a digital signal coder(70) and an identification symbol loader(80). The slave part includes a video region splitter(100), a digital signal decoder(90), a synchronous signal matching part(110), and a video signal inserter(120). The identification symbol generator(60) generates an identification symbol to select an arbitrary camera. The identification symbol loader(80) loads the camera identification symbol coded into a digital signal on a signal line of a vertical blanking interval region. The synchronous signal matching part(110) matches the camera synchronous signal according to the synchronous signal generated in the synchronous signal generator.

Description

Network camera

본 발명은 아날로그형 카메라를 네트워크로 구성하는 네트워크 카메라장치에 관한 것으로, 특히 단일 케이블상에서 링(Ring)형 또는 버스(Bus)형 네트워크로 구성하여 복수의 현장감시나 화상회의할 수 있는 네트워크 카메라장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a network camera apparatus for configuring an analog camera as a network. In particular, the present invention relates to a network camera apparatus capable of a plurality of field surveillance or video conferencing by configuring a ring or bus network on a single cable. It is about.

고체촬상소자(CCD) 카메라는 원거리 현장화면을 사용자에게 전송하는 것으로 보안 감시 시스템, 화상회의 시스템, 검사장비등에 많이 쓰인다. 최근에는 무인경비, 범죄예방등을 위하여 카메라를 이용한 보안 감시 시스템이 크게 보급되고 있다.The solid state imaging device (CCD) camera transmits the remote field image to the user and is widely used in security surveillance system, video conferencing system, and inspection equipment. Recently, security surveillance systems using cameras have been widely used for unmanned security and crime prevention.

도면의 도 1은 종래의 카메라장치를 이용한 보안 감시 시스템의 일 예이다. 도 1에서 현장화면을 전송하는 복수의 카메라(10A∼10N)와, 복수의 카메라를 인터페이스하기 위한 멀티플렉서(20)와, 감시 현장을 모니터링하고 화면을 저장하는 중앙센타(30)로 구성한다. 멀티플렉서(20)는 각각의 카메라를 연결하는 복수의 포트를 갖는다. 각 카메라(10A∼10N)는 멀티플렉서(20)의 각 포트와 일대일로 연결된다. 즉, 카메라(10A∼10N)와 멀티플렉서(20)연결은 스타(Star)형 구성방식이다.1 is an example of a security monitoring system using a conventional camera device. In FIG. 1, a plurality of cameras 10A to 10N transmitting a scene screen, a multiplexer 20 for interfacing a plurality of cameras, and a central center 30 for monitoring a surveillance site and storing a screen are configured. The multiplexer 20 has a plurality of ports connecting each camera. Each camera 10A to 10N is connected one-to-one with each port of the multiplexer 20. That is, the connection between the cameras 10A to 10N and the multiplexer 20 is a star type configuration method.

그런데 이러한 스타형 보안 감시 시스템은 각각의 카메라를 멀티플렉서의 포트까지 일대일로 케이블을 포설해야 하므로 설치가 복잡하고 비용과 공간이 많이 낭비된다는 단점이 있다. 특히 원거리나 다수의 카메라를 설비해야 하는 장소에서는 대량의 케이블을 설치에 따른 과다 비용과 어려운 유지보수등으로 시스템 설치가 불가능할 수 있다.However, such a star security surveillance system has a disadvantage in that the installation is complicated and costs and space are wasted because each camera has to be cabled one-to-one to the port of the multiplexer. Especially in remote or places where many cameras should be installed, the system may not be installed due to excessive cost and difficult maintenance due to the installation of a large number of cables.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단일 케이블상에서 복수의 카메라를 링(Ring)형 또는 버스(Bus)형으로 연결하여 선택된 카메라로부터 현장을 감시하거나 화상회의할 수 있는 네트워크 카메라장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 즉, 카메라장치를 마스터(Master)와 슬레이브(Slave)로 구성하고 NTSC신호중 VBI(Vertical Blanking Interval)영역에 카메라 식별부호를 적재하여 식별부호에 해당된 카메라로부터 영상을 전송받을 수 있는 네트워크 카메라장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, a network that can monitor the site or video conferencing from the selected camera by connecting a plurality of cameras in a ring or bus type on a single cable The object is to provide a camera device. That is, a network camera device that can receive images from a camera corresponding to the identification code by configuring the camera device as a master and a slave and loading the camera identification code into the VBI (Vertical Blanking Interval) area of the NTSC signal. The purpose is to provide.

도 1은 종래의 카메라장치를 이용한 보안 감시 시스템의 일예1 is an example of a security surveillance system using a conventional camera device

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 비디오 프레임의 영역을 도시한 도면2 is a diagram illustrating a region of a video frame for explaining the present invention.

도 3는 본 발명에 따른 네트워크 카메라장치를 이용한 시스템의 일 실시예Figure 3 is an embodiment of a system using a network camera device according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 네트워크 카메라장치 블록도4 is a block diagram of a network camera apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 네트워크 카메라장치 타이밍도5 is a timing diagram of a network camera apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10A∼10N, 10A'∼10N' : 카메라 20 : 멀티플렉서10A to 10N, 10A 'to 10N': Camera 20: Multiplexer

30 : 중앙센타 40 : 제어기30: center 40: controller

50 : 동기신호 발생부 60 : 식별부호 생성부50: synchronization signal generator 60: identification code generator

70 : 디지털신호 코딩부 80 : 식별부호 적재부70: digital signal coding unit 80: identification code loading unit

90 : 디지털 신호 디코딩부 100 : 비디오영역 분리부90: digital signal decoding unit 100: video region separation unit

110 : 동기신호 매칭부 120 : 비디오신호 삽입부110: synchronization signal matching unit 120: video signal insertion unit

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 네트워크 카메라장치는 카메라를 제어하는 마스터부와 복수의 카메라에 각각 내장된 슬레이브부로 구성하고,In order to achieve the above object, the network camera device of the present invention comprises a master unit for controlling a camera and a slave unit respectively built in a plurality of cameras,

마스터부는 카메라의 수평동기신호와 수직동기신호를 생성하는 동기신호 발생부와, 임의의 카메라를 선택하기 위한 식별부호를 생성하는 식별부호 생성부와, 생성된 식별부호를 디지탈신호로 변조 코딩하는 디지털 신호 코딩부와, 디지탈신호로 코딩된 카메라 식별부호를 VBI영역중 임의의 신호라인에 적재하는 식별부호 적재부로 구성하고,The master unit generates a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal of the camera, a synchronizing signal generating unit, an identification code generating unit for generating an identification code for selecting an arbitrary camera, and a digital signal for modulating and coding the generated identification code into a digital signal. A signal coding section and an identification code stacking section for loading a camera identification code coded with a digital signal on any signal line in the VBI area,

슬레이브부는 NTSC신호중 동기신호를 제외한 비디오 영역신호만을 분리하는 비디오 영역 분리부와, VBI영역에 적재되어 디지탈신호로 코딩된 카메라 식별부호를 복조 디코딩하는 디지털 신호 디코딩부와, 마스터부의 동기신호 발생부에서 생성된 동기신호에 맞추어 카메라 동기신호를 일치시키는 동기신호 매칭(Matching)부와, 디코딩된 식별부호에 따라 해당 카메라에서 분리한 비디오 영역신호를 마스터부에서 생성된 동기신호에 삽입하는 비디오신호 삽입부로 구성됨을 특징으로 한다.The slave unit divides only the video region signal except for the synchronous signal among the NTSC signals, the digital signal decoding unit for demodulating and decoding the camera identification code loaded in the VBI region and coded with the digital signal, and the synchronization signal generator of the master unit. Matching signal matching (Matching) unit for matching the camera synchronization signal according to the generated synchronization signal, and video signal insertion unit for inserting the video area signal separated from the camera according to the decoded identification code into the synchronization signal generated by the master unit Characterized in that configured.

이하, 본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징 및 작용은 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명되는 실시예에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Hereinafter, the above and other objects, features and functions of the present invention will be more clearly understood by the embodiments described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 비디오 프레임의 영역을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a region of a video frame for explaining the present invention.

도 2에서 한 비디오 프레임은 NTSC에 대해 525개의 주사선으로 구성되어 있다. 한 NTSC 비디오 프레임은 도 2에서와 같이 뚜렷한 영역으로 구분되어 있다. 비디오 이미지는 21번과 263번 그리고 283번과 525번 사이의 홀수 필드와 짝수 필드안에 포함되어 있다. 각각의 비디오 필드는 수직 동기화를 위한 영역(1번∼9번 사이, 263번∼272번 사이)과 비디오 신호가 아닌 보조 데이터(10번∼20번 사이, 272번∼283번 사이)를 포함할 수 있는 영역으로 구성하고 있다. 여기서, 수직 동기화 영역과 비디오 이미지 영역사이의 영역을 비디오 신호의 수직 공백 기간(Vertical Blanking Interval, VBI)이라고 부른다. 즉, VBI영역은 비디오 이미지가 시작되기 전 수직귀선하기 위해 몇 개 라인의 필드 Blanking이 필요한 영역이다.In FIG. 2, one video frame is composed of 525 scanning lines for NTSC. One NTSC video frame is divided into distinct areas as shown in FIG. The video image is contained in odd and even fields between 21 and 263 and 283 and 525. Each video field will contain an area for vertical synchronization (between 1-9 and 263-272) and auxiliary data (between 10-20 and 272-283) that are not video signals. It consists of areas that can be. Here, the area between the vertical synchronization area and the video image area is called a vertical blanking interval (VBI) of the video signal. That is, the VBI area is an area where several lines of field blanking are required to vertically retrace before the video image starts.

도 3는 본 발명에 따른 네트워크 카메라장치를 이용한 시스템의 일 실시예를 도시한 것이다.Figure 3 shows an embodiment of a system using a network camera device according to the present invention.

도 3에서 시스템을 구성하는 각각의 카메라(10A'∼10N')는 슬레이브부를 내장하고, 제어기(40)는 마스터부 역할을 하는 것으로 각각의 카메라(10A'∼10N')를 제어한다. 여기서, 각각의 카메라(10A'∼10N')는 컴퓨터 시스템에서 네트워크을 구성하는 LAN(Local Area Network)처럼 링(Ring)형으로 네트워크를 이룬다. 단일 동축케이블상에서 T형 케넥터등으로 각각의 카메라(10A'∼10N')을 연결한다. 카메라(10A'∼10N')는 LAN에서 각 컴퓨터가 IP어드레스를 부여받는 것과 같이 각각의 식별부호(ID)를 갖는다. 제어기(40)에서 순차적으로 또는 원하는 카메라를 제어하여 현장등을 모니터링할 수 있다.In FIG. 3, each of the cameras 10A 'to 10N' constituting the system includes a slave unit, and the controller 40 controls each camera 10A 'to 10N' by serving as a master unit. Here, each of the cameras 10A 'to 10N' forms a network in a ring type like a local area network (LAN) constituting a network in a computer system. Each camera (10A 'to 10N') is connected to a T-type connector on a single coaxial cable. The cameras 10A 'to 10N' have respective identification codes (IDs) as each computer is given an IP address in the LAN. The controller 40 may monitor the scene or the like sequentially or by controlling the desired camera.

그리고 도 3의 실시예를 버스(Bus)형태로 네트워크를 구성할 수 있다.The network of FIG. 3 may be configured in the form of a bus.

도 4는 본 발명에 따른 네트워크 카메라장치 블록도를 도시한 것이다.4 is a block diagram of a network camera apparatus according to the present invention.

도 4에 대한 자세한 설명을 도 5와 결부시켜 설명하기로 한다.A detailed description of FIG. 4 will be described with reference to FIG. 5.

마스터는 카메라를 제어하기 위한 제어기에 내장되는 것이다. 동기신호 발생부(50)는 카메라의 수평동기신호와 수직동기신호를 생성하여 발생시킨다. 도 5의 (a)는 일반적인 표준 NTSC신호를 도시한 것이다. NTSC신호는 도 2에서 설명한 바와같이 주로 수직동기영역과 VBI영역, 비디오 이미지영역으로 구성한다. 동기신호 발생부(50)는 도 5의 (b)와 같은 수직동기신호와 (c)의 수평동기신호를 발생시켜 카메라와 연결된다. 여기서, 마스터는 비디오 이미지영역은 점선으로 구분된 것처럼하이 임피던스(High Impedence)화하여 슬레이브측의 카메라의 비디오 영역이 삽입되기전까지 비어있게 된다.The master is embedded in a controller for controlling the camera. The sync signal generator 50 generates and generates a horizontal sync signal and a vertical sync signal of the camera. 5 (a) shows a general standard NTSC signal. As described in FIG. 2, the NTSC signal mainly consists of a vertical synchronization area, a VBI area, and a video image area. The synchronization signal generator 50 is connected to the camera by generating a vertical synchronization signal as shown in (b) of FIG. 5 and a horizontal synchronization signal of (c). Here, the master becomes high impedance (high impedance) as the video image area is divided by a dotted line, and becomes empty until the video area of the camera on the slave side is inserted.

식별부호 생성부(60)는 임의의 카메라를 선택하기 위한 식별부호를 생성한다. 식별부호는 카메라를 구분하기 위한 ID(Identification)로서 설비시 미리 설정되거나 사용자가 원하는 카메라를 선택시 식별부호를 생성한다. 디지털 신호 코딩부(70)는 생성된 식별부호를 디지탈신호로 변조하여 코딩한다. 그리고 디지털화된 식별부호는 일정레벨의 전위로 높여져 슬레이브측으로 전송된다. 여기서, 디지털 신호로 변조하는 하는 방식은 PWM(Pulse Width Modulation), AM(Amplitude Modulation), PM(Phase Modulation)중 하나를 택할 수 있다. 또한 VBI라인중 한 라인은 식별부호전송으로 사용하고, 다른 라인은 슬레이브측 카메라상태정보 또는 접속된 센서신호를 마스터측으로 전송으로 사용하여 양방향 통신으로 구성할 수 있다.The identification code generation unit 60 generates an identification code for selecting an arbitrary camera. The identification code is an identification (ID) for identifying cameras. The identification code is preset at the time of installation or generates an identification code when a user selects a desired camera. The digital signal coding unit 70 modulates the generated identification code into a digital signal and codes it. The digitized identification code is raised to a certain level of potential and transmitted to the slave side. Herein, a method of modulating the digital signal may include one of pulse width modulation (PWM), amplitude modulation (AM), and phase modulation (PM). In addition, one line of the VBI line may be used as an identification code transmission, and the other line may be configured as bidirectional communication using the slave side camera status information or the connected sensor signal to the master side.

식별부호 적재부(70)는 디지탈신호로 코딩된 카메라 식별부호를 VBI영역중 임의의 신호라인에 적재(Load)시킨다. 도 2와 도 5(a)에서 VBI영역은 수직동기영역과 비디오 이미지영역사이에 존재한다. 홀수필드에서는 10∼20라인, 짝수필드에서는 272∼283라인이 VBI영역으로 구성된다. VBI영역은 비어있는 데이터영역으로 임의의 데이터 또는 제어신호를 적재시킬 수 있다. 식별부호 적재부(70)는 VBI영역중 소정의 라인에 디지털으로 변조된 디지털 신호를 적재한다.The identification code loading section 70 loads the camera identification code coded with the digital signal on any signal line in the VBI area. 2 and 5 (a), the VBI region exists between the vertical synchronization region and the video image region. In the odd fields, 10 to 20 lines and in the even fields, 272 to 283 lines constitute the VBI area. The VBI area is an empty data area that can load arbitrary data or control signals. The identification code stacker 70 loads a digitally modulated digital signal in a predetermined line of the VBI area.

슬레이브의 비디오 영역 분리부(100)는 카메라의 NTSC신호중 동기신호등을 제외한 비디오 영역신호만을 분리시킨다. 도 5의 (d)신호가 비디오 영역 분리부(100)에서 분리된 비디오 영역신호를 도시한 것이다. 비디오 영역이외의 신호는 하이 임피던스(High Impedence)화 한다.The video region separating unit 100 of the slave separates only the video region signal excluding the synchronization signal among the NTSC signals of the camera. The signal (d) of FIG. 5 illustrates the video region signal separated by the video region separation unit 100. Signals outside the video domain are high impedance.

디지털 신호 디코딩부(90)는 VBI영역에 적재되어 디지털 신호로 코딩된 카메라 식별부호를 복조 디코딩한다. 디코딩 식별부호는 카메라의 식별부호와 비교하여 일치하면 해당 카메라가 마스터와 동기하여 동작하게 된다.The digital signal decoding unit 90 demodulates and decodes the camera identification code loaded in the VBI area and coded with the digital signal. If the decoding identification code matches the identification code of the camera, the corresponding camera operates in synchronization with the master.

동기신호 매칭부(110)는 마스터의 동기신호 발생부(50)에서 생성된 동기신호에 맞추어 카메라 동기신호를 일치시키는 역할을 한다. 마스터에서 전송된 식별부호에 해당되는 카메라의 동기신호가 마스터의 동기신호를 좇아가도록 매칭시킨다. 동기신호 매칭부(110)는 주로 PLL(Phase Locked Loop)을 사용하여 슬레이브의 클럭신호를 합성해 내고, 슬레이브측 카메라의 기준 타이밍신호로 사용된다.The sync signal matching unit 110 matches the camera sync signal according to the sync signal generated by the sync signal generator 50 of the master. The synchronization signal of the camera corresponding to the identification code transmitted from the master is matched to follow the synchronization signal of the master. The synchronization signal matching unit 110 synthesizes a clock signal of a slave using a PLL (Phase Locked Loop), and is used as a reference timing signal of a slave camera.

비디오신호 삽입부(120)는 디코딩된 식별부호에 따라 해당 카메라에서 분리한 비디오 영역신호를 마스터에서 생성된 동기신호에 삽입한다. 비디오 영역신호가 마스터의 동기신호에 삽입됨으로써 도 5의 (a)와 같은 NTSC신호가 만들어진다. 즉, 선택된 하나의 카메라 영상신호가 제어기를 통해 사용자측의 모니터에 디스플레이된다.The video signal insertion unit 120 inserts the video region signal separated from the camera according to the decoded identification code into the synchronization signal generated by the master. By inserting the video area signal into the master synchronization signal, an NTSC signal as shown in Fig. 5A is produced. That is, the selected one camera video signal is displayed on the monitor of the user side through the controller.

상술한 바와같이 본 발명의 네트워크 카메라장치는 복수의 카메라들을 단일 케이블상에 링형으로 네트워크 연결함으로써 기존의 아날로그 카메라를 디지털 네트워크처럼 저렴한 비용으로 구축할 수 있다. 또한 아파트나 백화점과 같은 장소에서 하나의 케이블만이 가설됨으로 설비공사가 간단하고 미관에 좋을 뿐만 아니라 유지보수가 용이하다는 잇점이 있다. 그리고 사무실등에서 화상회의를 할 때 케이블 배선이 간단하므로 화상회의 시스템 구축이 용이하다.As described above, the network camera apparatus of the present invention can construct a conventional analog camera at a low cost as a digital network by connecting a plurality of cameras in a ring network on a single cable. In addition, since only one cable is installed in a place such as an apartment or a department store, facility construction is simple, good aesthetics, and easy maintenance. And when the video conference in the office, the cable wiring is simple, so it is easy to build a video conference system.

Claims

Consists of a master unit for controlling the camera and a slave unit each built in a plurality of cameras,

The master unit generates a synchronization signal generator 50 for generating a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal of the camera, an identification code generator 60 for generating an identification code for selecting an arbitrary camera, and the generated identification code. A digital signal coding unit 70 for modulating and coding a digital signal, and an identification code stacking unit 80 for loading the camera identification code coded with the digital signal on any signal line in the VBI area,

The slave unit divides only the video region signal except for the synchronous signal among the NTSC signals, a video region separation unit 100, a digital signal decoding unit 90 which demodulates and decodes a camera identification code loaded into the VBI region and coded as a digital signal; A synchronization signal matching unit 110 for matching a camera synchronization signal according to the synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit 50 of the master unit, and the video region separated from the corresponding camera according to the decoded identification code. And a video signal insertion unit (120) for inserting a signal into the synchronization signal generated by the master unit.