KR20020065291A - 원격 감시를 위한 비디오 데이터 압축 및 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신망을 이용하여 멀리 떨어져 있는 특정한 장소를 원격 감시할 수 있는 방법에 관한 것이다.
원격 감시는 통신망을 이용하여 멀리 떨어져 있는 특정한 장소에 대한 영상 정보를 주기적으로 감시자에게 제공하는 것에 의해 이루어진다. 원격 감시가 제대로 이루어지기 위해서는 비디오 데이터를 압축하여 실시간으로 전송하는 것이 필요하다.
비디오 데이터를 전송하기 위해서는 사용하는 통신망의 데이터 전송 대역폭에 맞추어 비디오 데이터를 압축하는 것이 필요하며, 특히 전송 대역폭이 넓은 통신망과 전송 대역폭이 좁은 통신망을 연결해서 비디오 데이터를 전송하는 경우에는 통과하는 통신망의 특성을 반영하여 전송 데이터량을 조절할 수 있는 비디오 데이터 압축 방법이 중요하다.
본 발명은 입력된 비디오 데이터를 한번에 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 다음에 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원이 가능한 많은 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원이 가능한 적은 데이터를 전송할 수 있게 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 1차적으로 비디오 데이터를 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통하여 비디오 데이터 서버로 전송하고, 비디오 데이터 서버에서는 2차적으로 전송 대역폭이 넓은 통신망이나 전송 대역폭이 좁은 통신망을 통하여 영상 품질이 서로 다른 비디오 데이터를 전송함으로써, 서로 다른 전송 대역폭을 갖는 통신망에 접속된 사용자들에게 각자의 통신 환경에 맞는 원격 감시 수단을 제공하는 응용 분야에서 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

원격 감시를 위한 비디오 데이터 압축 및 전송 방법{Video data compression and transmission method for remote monitoring}
본 발명은 전송 대역폭이 넓은 통신망과 전송 대역폭이 좁은 통신망을 연결하여 원격 감시를 하기 위해 비디오 데이터를 전송하는 데 있어서, 입력된 비디오 데이터를 한번에 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 다음에 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원이 가능한 많은 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원이 가능한 적은 데이터를 전송할 수 있게 하는 방법에 관한 것이다.
이 분야의 종래 방법은 압축된 비디오 데이터를 전송하는데 있어서 전송 대역폭이 서로 다른 통신망을 통과해야 하는 경우, 특히 먼저 통과하는 통신망 보다 다음에 통과하는 통신망의 전송 대역폭이 좁은 경우에는 통신망의 전송 대역폭에 따라 재압축하는 방법으로서, 이런 경우 압축 및 복원에 따른 영상의 품질 저하가 누적되어 전체적인 영상 품질을 저하시키는 문제점이 있고, 또한 복수 장소의 감시를 처리할 경우에 동시에 많은 수의 재압축 처리를 해야 하기 때문에 높은 시스템 성능이 요구되는 문제점을 갖고 있었다.
또한 이 분야의 종래 방법은 압축된 비디오 데이터를 전송하는데 있어서 전송 대역폭이 서로 다른 통신망을 통과해야 하는 경우에 가장 좁은 전송 대역폭을 갖는 통신망에 맞추어 비디오 데이터를 압축하여 전송하는 방법이 있는데, 이런 경우 좁은 전송 대역폭을 갖는 통신망에 접속되어 있는 감시자는 별 차이가 없지만 넓은 전송 대역폭을 갖는 통신망에 접속되어 있는 감시자는 어쩔 수 없이 저품질의 영상을 보게 되는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기 종래 방법의 문제점을 해결하기 위하여 비디오 데이터를 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 다음에 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원이 가능한 많은 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원이 가능한 적은 데이터를 전송할 수 있게 함으로써 전송 중간에 재압축 처리가 필요 없이 단 한번의 압축 처리 만을 사용하여 각 통신망의 전송 대역폭에 따라 적합한 감시 영상 품질을 제공하고자 하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 비디오 데이터 압축 및 전송이 이루어지는 전체 시스템 구성도
도 2 는 비디오 데이터 처리 서버의 구성도
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
통신망을 이용하여 멀리 떨어져 있는 특정한 장소를 원격 감시하는데 있어서, 비디오 데이터를 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 압축 비디오 데이터를 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통해 전송하는 비디오 데이터 압축 단말(1), 압축 비디오 데이터를 수신하여 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하는 비디오 데이터 처리 서버(2), 전송 대역폭이 넓은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 고품질 비디오 데이터를 출력하는 고품질 비디오 복원 단말(3), 전송 대역폭이 좁은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 저품질 비디오 데이터를 출력하는 저품질 비디오 복원 단말(4)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 비디오 데이터 압축 및 전송이 이루어지는 전체 시스템 구성도 이다.
비디오 데이터를 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 압축 비디오 데이터를 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통해 전송하는 비디오 데이터 압축 단말(1)은 가로 352 화소, 세로 288 화소 크기를 갖는 CIF(Common InterchangeFormat) 포맷의 비디오 데이터를 공지의 국제 표준 비디오 부호화 방식인 MPEG-4 비디오 부호화 방식을 이용하여 압축한 후에, 압축 비디오 데이터를 상용의 E1 / T1 전용선 통신 장비나 광통신 장비를 이용하여 전송한다. 입력된 비디오 데이터를 한번에 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분하는 방법은 다음의 두가지 경우로 이루어질 수 있다. 한가지는 공지의 MPEG-4 스케일러블 부호화 방식을 사용하여 CIF 화면의 1/4 화면 크기를 갖는 QCIF(Quadrature Common Interchange Format) 화면 크기를 갖는 비디오 데이터를 복원할 수 있는 기본 계층(Base Layer)의 압축 비디오 데이터와 기본 계층의 압축 부호화 데이터와 함께 CIF 화면 크기를 갖는 비디오 데이터를 복원할 수 있는 개선 계층(Enhancement Layer)의 압축 비디오 데이터를 각각 생성시키는 것이다. 다른 한가지는 입력된 비디오 데이터로부터 CIF 화면 크기를 갖는 비디오 데이터와 QCIF 화면 크기를 갖는 비디오 데이터를 만든 다음에 각각에 대해서 공지의 MPEG-4 비디오 부호화 방식을 사용하여 QCIF화면 크기를 갖는 비디오 데이터를 복원할 수 있는 압축 비디오 데이터와 CIF 화면 크기를 갖는 비디오 데이터를 복원할 수 있는 압축 비디오 데이터를 동시에 생성 시키는 것이다. 비디오 데이터를 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분 시킨 다음에는 이들을 함께 비디오 데이터 처리 서버(2)로 전송한다.
압축 비디오 데이터를 수신하여 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하는 비디오 데이터 처리 서버(2)는 상기 비디오 데이터 압축 단말(1)로부터 압축 비디오 데이터를 수신하여 CIF화면 크기를갖는 비디오 데이터로 복원할 수 있는 압축 비디오 데이터는 전송 대역폭이 넓은 통신망을 통하여 고품질 비디오 복원 단말(3)로 전송하고, QCIF 화면 크기를 갖는 비디오 데이터로 복원할 수 있는 압축 비디오 데이터는 전송 대역폭이 좁은 통신망을 통하여 저품질 비디오 복원 단말(4)로 전송한다. 전송 대역폭이 좁은 통신망이 무선 통신망일 경우에는 압축 비디오 데이터를 직접 무선 통신망에 접속하여 전송할 수도 있지만 무선 통신망과 게이트웨이(Gateway) 장치를 통하여 연결되는 인터넷을 이용하여 전송하는 것이 전송 효율 측면에서 유리하다.
전송 대역폭이 넓은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 고품질 비디오 데이터를 출력하는 고품질 비디오 복원 단말(3)은 비디오 데이터 처리 서버(2)로부터 수신한 CIF용 압축 비디오 데이터를 공지의 MPEG-4 비디오 복호화 방식을 이용하여 복호화 함으로써 고품질 비디오 데이터를 복원한다.
전송 대역폭이 좁은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 저품질 비디오 데이터를 출력하는 저품질 비디오 복원 단말(4)은 비디오 데이터 처리 서버(2)로부터 수신한 QCIF용 압축 비디오 데이터를 공지의 MPEG-4 비디오 복호화 방식을 이용하여 복호화 함으로써 저품질 비디오 데이터를 복원한다.
도 2 는 비디오 데이터 처리 서버의 구성도이다.
상기 비디오 데이터 압축 단말(1)로부터 압축 비디오 데이터를 수신하여 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하는 비디오 데이터 처리 서버(2)는 상기 비디오 데이터 압축 단말(1)로부터 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통하여 압축 비디오 데이터를 수신하는 압축 비디오 데이터 수신부(11), 수신한 압축 비디오 데이터로부터 저품질용 비디오 데이터를 검출하여 고품질용 비디오 데이터와 저품질용 비디오 데이터를 구분하는 저품질용 비디오 데이터 검출부(12), 저품질용 비디오 데이터 검출부(12)에 의해 찾아낸 저품질용 비디오 데이터를 일시적으로 보관한 후에 전송 대역폭이 좁은 통신망을 통하여 다수의 상기 저품질 비디오 복원 단말(3)로 전송하는 저품질용 비디오 데이터 전송부(13), 고품질용 비디오 데이터를 일시적으로 보관한 후에 전송 대역폭이 넓은 통신망을 통하여 다수의 상기 고품질 비디오 복원 단말(4)로 전송하는 고품질용 비디오 데이터 전송부(14)로 구성된다.
본 발명은 전송 대역폭이 넓은 통신망과 전송 대역폭이 좁은 통신망을 사용하여 멀리 떨어져 있는 특정한 장소를 원격 감시할 경우에 효과적으로 사용될 수 있다. 한번의 압축 처리만을 이용하여 전송 대역폭이 넓은 통신망을 이용하는 경우에는 높은 품질의 감시 영상을 제공하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망을 이용하는 경우에는 낮은 품질의 감시 영상을 제공할 수 있기 때문에 압축을 반복하거나 낮은 품질의 감시 영상 만을 제공하는 방법에 비하여 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (2)

  1. 통신망을 이용하여 멀리 떨어져 있는 특정한 장소를 원격 감시하는데 있어서,
    비디오 데이터를 압축하여 두개의 데이터 그룹으로 구분한 압축 비디오 데이터를 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통해 전송하는 비디오 데이터 압축 단말(1);
    압축 비디오 데이터를 수신하여 전송 대역폭이 넓은 통신망으로는 높은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하고, 전송 대역폭이 좁은 통신망으로는 낮은 품질의 영상 복원에 필요한 데이터를 전송하는 비디오 데이터 처리 서버(2);
    전송 대역폭이 넓은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 고품질 비디오 데이터를 출력하는 고품질 비디오 복원 단말(3);
    전송 대역폭이 좁은 통신망에 접속되어 비디오 데이터 처리 서버에서 전송한 압축 비디오 데이터를 수신하여 복원하고 저품질 비디오 데이터를 출력하는 저품질 비디오 복원 단말(4);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 감시를 위한 비디오 데이터 압축 및 전송 방법
  2. 제 1 항과 관련하여,
    비디오 데이터 처리 서버(2)에서의 압축 비디오 데이터 처리는 상기 비디오 데이터 압축 단말(1)로부터 고정된 넓은 전송 대역폭을 보장하는 통신망을 통하여 압축 비디오 데이터를 수신하는 압축 비디오 데이터 수신부(11), 수신한 압축 비디오 데이터로부터 저품질용 비디오 데이터를 검출하여 고품질용 비디오 데이터와 저품질용 비디오 데이터를 구분하는 저품질용 비디오 데이터 검출부(12), 저품질용 비디오 데이터 검출부(12)에 의해 구분된 저품질용 비디오 데이터를 일시적으로 보관한 후에 전송 대역폭이 좁은 통신망을 통하여 다수의 상기 저품질 비디오 복원 단말(3)로 전송하는 저품질용 비디오 데이터 전송부(13), 고품질용 비디오 데이터를 일시적으로 보관한 후에 전송 대역폭이 넓은 통신망을 통하여 다수의 상기 고품질 비디오 복원 단말(4)로 전송하는 고품질용 비디오 데이터 전송부(14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 감시를 위한 비디오 데이터 압축 및 전송 방법
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