KR20030039069A - DVR(Digital Video-audio Recording) System Structured with non PC-based(Stand-alone) Type and Audio Channels - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 감시 카메라 및 마이크의 아날로그 영상 및 음향 신호를 수신하는 영상/음향 입력단과, 입력된 영상 및 음향을 디지털화하여, 멀티미디어프로세싱단에서 디지털화된 데이터를 디스플레이시키고, 움직임 등의 이벤트 발생시 DCT, Wavelets, JPEG(ISO 10918), M-JPEG, MPEG-1(ISO 11172), MPEG-2(ISO 13818), MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21, H.261, H.263 등의 영상 및 음향에 관한 국제표준을 만족하는 방법을 사용하여 영상 및 음향을 인코딩하여 저장하고, 디코딩하여 디스플레이해 볼수 있거나, 네트워크에 접속하여 원격지에 상기의 MPEG-4 등의 국제표준에 의한 전송스트림으로 이루어진 디지털 영상 및 음향 신호를 전송하고, 원격지에서 접속하여 원격감시, 카메라제어, 파일전송 등을 가능하게 하는 네트워크프로세싱단 및 원격 접속 프로그램을 구비하고, 상기 모든 절차를 외부에서 리모컨으로 제어가 가능한 비 PC기반(stand-alone, 독립형) 방식으로 구성한 디지털 영상 및 음향 저장 장치에 관한 것이다.The present invention digitizes the input image and sound, and receives the analog video and audio signals of surveillance cameras and microphones, and displays the digitized data in the multimedia processing stage, DCT, Wavelets when an event such as a movement occurs , JPEG (ISO 10918), M-JPEG, MPEG-1 (ISO 11172), MPEG-2 (ISO 13818), MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21, H.261, H.263, etc. Video and sound can be encoded, stored, decoded and displayed using a method that satisfies international standards on sound, or a digital stream consisting of a transport stream based on the international standard such as MPEG-4 can be remotely connected to a network. It is equipped with a network processing stage and a remote access program that transmits video and audio signals, accesses from a remote location, and enables remote monitoring, camera control, file transfer, and the like. Close control of the remote control possible non-PC-based (stand-alone, independent) relates to digital video and audio storage device is configured in such a way.
종래의 비디오 레코더는 아날로그 비디오 신호를 PAL 또는 NTSC 형식으로 감시 카메라로부터 신호를 수신한 다음에 아날로그 비디오 신호를 신호처리하여 아날로그 기록신호를 VHS 또는 SVHS 표준에 따라 비디오 카셋트의 자기 테이프 상에 기록하도록 구성된다. 따라서, 종래의 비디오 레코더는 수신된 아날로그 비디오 신호를 아날로그 기록 표준에 따라 아날로그 기록 신호로서 기록하므로 수신된 아날로그 비디오 신호가 아날로그 방식으로만 기록될 수 있으며, 그 결과, 비디오 테이프의 반복 사용에 의한 화질 저하, 감시 화상의 변질, 순차 검색, 3장비 이상으로 구성해야 하는 번거로움, 녹화 테이프의 번잡한 관리 등 디지탈의 이점을 얻을 수 없다는 문제점을 가지고 있다.Conventional video recorders are configured to receive analog video signals from a surveillance camera in PAL or NTSC format, and then process the analog video signals to record analog recording signals on magnetic tapes of video cassettes in accordance with VHS or SVHS standards. do. Therefore, the conventional video recorder records the received analog video signal as an analog recording signal according to the analog recording standard, so that the received analog video signal can be recorded only in an analog manner, and as a result, the picture quality by repeated use of the video tape. There is a problem that digital benefits such as degradation, deterioration of surveillance images, sequential retrieval, troublesome configuration of three or more devices, and complicated management of recording tapes cannot be obtained.
종래의 PC기반 디지털 비디오 레코더는 복수 대의 비디오 카메라로부터 입력되는 다채널 비디오 신호를 하나의 모니터 화면 상에 4개 또는 16개 등의 화면으로 분할하여 단번에 표시하거나 원하는 감시영역에 대한 화면만을 모니터의 전화면 상에 단일화면으로 표시할 수도 있다. 또한 감시 장소의 곳곳에 외부인의 침입, 환경을 감시하는 등의 감지 센서를 설치하고, 감시 영역을 분할화면으로 표시하는 중에 감지 센서를 통해 이벤트가 감지되어 알람이 입력되면 해당 감시 영역의 화면을 모니터의 전화면 상에 단일 화면으로 표시하도록 자동 전환시키는 기능이 있는 등 기존의 PC를 이용하여 디지털로서 구현 가능한 모든 것을 하드웨어 및 소프트웨어를 부가하여 감시 장비 전용으로 구성한다. 그러나 종래의 PC기반 디지털 비디오 레코더는 디지털 시스템이기는 하나 PC기반이라는 특징으로 인하여 코딩된 비디오 데이터의 저장이나 저장된 감시 영상을 읽어 내어 디스플레이시킬 때 속도가 매우 느리고, PC에서 사용되는 운영체제(OS: Operating System)가 불안하여 보안 장비로서 치명적인 시스템 다운(down) 현상이 빈번하게 발생하는 등 처리 속도의 저속 및 안정성에 많은 문제점을 가지고 있다.Conventional PC-based digital video recorder divides multi-channel video signals inputted from multiple video cameras into 4 or 16 screens on one monitor screen at once or displays only the screen for the desired surveillance area. It can also be displayed as a single screen on the screen. In addition, a sensor is installed to monitor the intrusion and environment of outsiders in various places of the monitoring area, and when the alarm is input through the detection sensor while displaying the monitoring area as a split screen, the screen of the monitoring area is monitored. All functions that can be implemented digitally using existing PCs are added to hardware and software, such as automatic switching to display in a single screen on the full screen of the camera, and configured exclusively for surveillance equipment. However, the conventional PC-based digital video recorder is a digital system, but due to its PC-based characteristics, it is very slow when storing coded video data or reading and displaying stored surveillance images. ) Has many problems with low speed and stability of processing speed, such as frequently causing a critical system down phenomenon as a security equipment.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비 PC기반(독립형) 방식으로 구성하는, 영상 및 음향 신호처리수단이 영상/음향 입력단에 의해 공급되어 디지털화된 디지털 비디오/오디오 신호를 DCT, Wavelets, JPEG(ISO 10918), M-JPEG, MPEG-1(ISO 11172), MPEG-2(ISO 13818), MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21, H.261, H.263 등의 영상 및 음향에 관한 국제표준에 따라 인코딩하여, 인코딩된 영상 및 음향 데이터를 디지털 저장 매체에 저장하도록 구성하는 수단을 구비하고, 상기 디지털화된 영상 및 음향 데이터를 디코딩하는 신호처리수단에 의해서 사용자의 요구에 따라 감시중인 데이터나 이미 저장되어 있는 결과물을 디스플레이시키는 감시 및 검색 수단을 구비하고, 본 발명의 장치에 연결되는 모든 케이블의 이상을 진단할 수 있는 케이블 이상 진단 수단을 구비하고, 영상 및 음향에 관한 감시 데이터를 백업(back-up)할 수 있는 수단을 구비하고, 원격지에서 인터넷, 근거리 및 원거리 통신망, 공중망, 유무선 기간망 등의 네트워크에 접속하여 원격 감시/제어/전송을 수행하는 프로그램을 구비하고, 상기의 모든 제어 수단을 리모컨으로 할 수 있는 수단을 구비한다는 점에서 달성된다.The technical problem to be achieved by the present invention is that the video and audio signal processing means, which is constructed in a non-PC-based (independent) method, is supplied by the video / audio input terminal to convert the digitalized digital video / audio signal into DCT, Wavelets, JPEG (ISO 10918). ), M-JPEG, MPEG-1 (ISO 11172), MPEG-2 (ISO 13818), MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21, H.261, H.263, etc. Means for storing the encoded video and sound data in a digital storage medium, and encoding the data according to a user's request by a signal processing means for decoding the digitized video and sound data. Monitoring and retrieval means for displaying stored results, and cable abnormality diagnosis means for diagnosing all cable abnormalities connected to the apparatus of the present invention, and monitoring for video and sound. A means for backing up data, and a program for remotely monitoring / controlling / transmitting by accessing a network such as the Internet, local and remote communication networks, public networks, and wired / wireless backbone networks at a remote location. It is achieved in that it comprises a means for controlling all the control means of the remote control.
도 1은 본 발명 장치인 디지털 영상 및 음향 저장 장치의 구성도1 is a block diagram of a digital image and sound storage device of the present invention
도 2는 본 발명 장치의 무선 감시를 위한 디지털 영상 및 음향 저장 장치의 구성도2 is a block diagram of a digital video and sound storage device for wireless monitoring of the present invention device
도 3은 본 발명 장치의 구성을 나타내는 개략도3 is a schematic view showing the configuration of the apparatus of the present invention;
도 4는 본 발명 장치의 동작을 나타내는 흐름도4 is a flowchart showing the operation of the apparatus of the present invention.
1: 디지털 영상 및 음향 저장 장치1: digital video and sound storage
101: 무선 전송 모듈101: wireless transmission module
2: 감시 카메라 및 마이크2: surveillance camera and microphone
201: 무선 감시 카메라 및 마이크201: wireless surveillance cameras and microphones
3: 감시 대상3: monitored
4: 디스플레이 장치4: display device
5: 제어용 리모컨5: remote control
6: 원격 접속을 위한 네트워크6: network for remote access
7: 원격 접속 프로그램을 이용한 원격 감시/제어/전송용 원격지 PC7: Remote PC for remote monitoring / control / transmission using remote access program
8: 디지털 영상 및 음향 저장 장치와 연결이 가능한 모든 종류의 센서8: All types of sensors that can be connected to digital video and audio storage
본 발명은 내장된 실시간 운영체계(OS)를 사용하여 안정된 시스템을 운영하고, 소형, 중형, 19인치표준형 등 다양한 크기로 공간 활용을 극대화한 비 PC기반(독립형) 방식이며; MPEG-2 및 MPEG-4기반 CODEC(COding-DECoding: 압축 및 복원) 기술의 Advanced MPEG-2 및 Advanced MPEG-4의 자체 압축알고리즘을 사용하는 등 DCT, Wavelets, JPEG(ISO 10918), M-JPEG, MPEG-1(ISO 11172), MPEG-7, MPEG-21,H.261, H.263 등의 영상 및 음향에 관한 국제표준에 따라 소프트웨어 및 하드웨어를 사용하여 적절한 CODEC 기술에 의해 대형 영상 및 음향 데이터에 대응하기 위한 향상된 압축률을 구현하고, 감시 영상 및 음향을 대화형 사용자 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)로 제어할 수 있도록 하며; 지능형 검색 기술, 다채널 동시 검색 지원, 시간대별, 이벤트별 자료검색 기능이 있으며; 멀티스크린 디스플레이 및 PCI BUS 밴드폭(bandwidth)에 제한되지 않는 실시간 동영상 디스플레이로 감시하며; 내장된 무정전 시스템(UPS: Uninterruptable Power System) 및 전원 제어로 장치의 안정성을 더욱 극대화 하고; 인증된 사용자 검증을 통한 보안 유지 및 128비트 암호화 기법을 적용하는 암호화 기술을 사용하고; 움직임 감지(Motion detection) 방법은 별도의 움직임 감지용 외부센서 없이 감시 화면을 이용하여 자동 감지하고, 침입 자동 감지 및 녹화/알람 기능이 있으며, 카메라별 독립적 움직임 감지 영역을 설정할 수 있으며, 자유로운 감지 영역의 설정/해지기능이 있으며; 인터넷, 공중망, 전용선, 유무선 공중망 및 기간망을 사용하여 다채널, 다화면 실시간 원격 접속용 프로그램으로 원격 감시/제어/전송을 하며; 장비의 오류발생을 최대로 억제하는 감시 프로그램(watch-dog program)을 사용하여 장비의 안정성과 신뢰성을 확보하고; 이 모든 제어를 리모컨을 사용하는 것을 특징으로 하는 비 PC기반(stand-alone, 독립형) 방식으로 구성하고 음향 채널을 포함한 디지털 영상 및 음향 저장 장치이다.The present invention uses a built-in real-time operating system (OS) to operate a stable system, non-PC-based (independent) method of maximizing space utilization in various sizes, such as small, medium, 19-inch standard type; DCT, Wavelets, JPEG (ISO 10918), M-JPEG, including MPEG-2 and MPEG-4 based coded-decoding (CODEC) technology and their own compression algorithms. Image and sound by appropriate CODEC technology using software and hardware in accordance with international standards for image and sound, such as MPEG-1 (ISO 11172), MPEG-7, MPEG-21, H.261, H.263, etc. Implement an improved compression ratio to correspond to data and control surveillance images and sounds with an interactive graphical user interface (GUI); Intelligent search technology, multi-channel simultaneous search support, time-based, event-based data search; Monitors with a multi-screen display and a real-time video display that is not limited to PCI BUS bandwidth; Built-in Uninterruptable Power System (UPS) and power control further maximize device stability; Use encryption techniques to maintain security through authenticated user verification and to apply 128-bit encryption techniques; Motion detection method automatically detects using the monitoring screen without an external sensor for motion detection, has automatic intrusion detection and recording / alarm function, and can set independent motion detection area for each camera. Set / cancel function of; Remote monitoring / control / transmission by multi-channel, multi-screen real-time remote access program using the Internet, public network, leased line, wired / wireless public network and backbone network; To ensure the stability and reliability of the equipment by using a watch-dog program that minimizes the occurrence of equipment errors; All of these controls are digital video and sound storage devices, including sound channels, configured in a non-PC-based (stand-alone) fashion that uses a remote control.
본 발명의 장치와 추적 방법의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of the apparatus and tracking method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 장치인 디지털 영상 및 음향 저장 장치의 구성도로서, 보안장비로서 구성된 것을 보인 것이며 디지털 영상 및 음향 저장 장치(1)는 감시 카메라 및 마이크(2)로 감시 영상과 음향을 입력받아 디지털로 데이터를 변환시킨 후에 감시하고 있는 대상체(3)에 관한 영상 및 음향을 실시간으로 디스플레이 장치(4)에 항상 표시하며 압축 알고리즘 등을 사용하여 코딩된 데이터를 디지털 영상 및 음향 저장 장치에 데이터베이스화한다. 데이터베이스화된 영상 및 음향에 관한 감시 데이터를 검색할 수 있으며, 외부에 필요하다고 판단되는 각종 센서들을 사용하여 장치의 효율을 더욱 강화할 수 있다. 또한 원격 접속용 프로그램을 이용하여 각종의 유무선 네트워크(6)에 연결되어 있는 모든 PC(7) 상에서 원격지에서 감시 현장에서 할 수 있는 감시, 카메라 및 장치 제어, 데이터베이스화된 영상 및 음향에 관한 감시 데이터를 전송할 수 있다. 원격지의 일반 PC에서는 한 곳의 디지털 영상 및 음향 저장 장치만 원격 접속할 수 있는 것이 아니라 최대 30여 곳의 디지털 영상 및 음향 저장 장치에 연결하여 다중으로 원격 감시/제어/전송이 가능하다. 또한 장치의 이 모든 제어를 리모컨(5)를 이용할 수 있다.1 is a block diagram of a digital image and sound storage device of the present invention, which is configured as a security device. The digital image and sound storage device 1 receives surveillance video and sound through a surveillance camera and a microphone 2. After converting the data to digital, the image and sound of the object 3 being monitored are always displayed on the display device 4 in real time, and the coded data is databased on the digital image and sound storage device using a compression algorithm or the like. do. Surveillance data about the database and the image and sound can be retrieved, and various sensors deemed necessary externally can further enhance the efficiency of the device. In addition, by using the program for remote access, surveillance data about surveillance, camera and device control, database image and sound which can be performed at the remote site on all PCs 7 connected to various wired / wireless networks 6 Can be transmitted. Remote PCs can remotely monitor, control, and transmit multiple digital video and audio storage devices by connecting to up to 30 digital video and audio storage devices. All these controls of the device can also be used with the remote control 5.
도 2는 본 발명 장치의 무선 감시를 위한 디지털 영상 및 음향 저장 장치의 구성도로서, 무선 감시 카메라 및 마이크(201)와 디지털 영상 및 음향 저장 장치(1)에 무선으로 데이터를 전송할 수 있는 무선 전송 모듈(101)을 부가하여 무선 감시 장치를 구현할 수 있다. 장치의 제어를 무선으로 행하는 리모컨(5)은 기본으로 구비하고 또한 원격으로 접속하여 원격 감시/제어/전송 방법에서도 무선랜, 무선 기간망, 무선 공중망 등을 사용하는 네트워크(6)를 사용한다.2 is a block diagram of a digital image and sound storage device for wireless monitoring of the device of the present invention, and wireless transmission capable of wirelessly transmitting data to the wireless surveillance camera and microphone 201 and the digital image and sound storage device 1. The module 101 may be added to implement a wireless monitoring apparatus. The remote controller 5 which performs the control of the apparatus wirelessly is basically provided, and also uses the network 6 which uses a wireless LAN, a wireless backbone network, a wireless public network, etc. in a remote monitoring / control / transmission method by remotely connecting.
도 3은 본 발명 장치의 구성을 나타내는 개략도로서, 감시 카메라 및 마이크(2)내의 감시 카메라 모듈(202)에서는 영상을, 감시 마이크 모듈(203)에서는 음향을 디지털 영상 및 음향 저장 장치(1)의 영상/음향 입력단(104)에 입력되어 아날로그-디지털 변환단(105)를 거쳐 디지털 비디오/오디오 메모리(106)에서 실시간으로 데이터를 압축/디스플레이로 처리하는 멀티미디어프로세싱단(103)에 도달되어 처리된다. 움직임 감지 등의 이벤트 발생시 독자적 알고리즘을 이용하여 코딩된 영상 및 음향에 관한 감시 데이터를 메인 메모리(109) 등의 디지털 저장 매체에 저장하고 저장한 데이터를 백업할 때 데이터 백업 장치(107)를 이용하고 저장된 데이터를 디코딩하여 검색할 때나 실시간 감시 데이터를 표시할 때는 비디오/오디오 출력 장치(4)를 이용하여 감시 데이터를 디스플레이한다. 디지털 영상 및 음향 저장 장치에 연결된 모든 케이블의 이상 여부를 진단하기 위한 케이블 이상진단 모듈(107)도 갖추고 있다. 감시 카메라 및 마이크 장치를 상하좌우로 움직이게 하는 팬/틸트 장비(205)를 제어하거나, 영상의 확대 및 축소에 사용하는 줌잉 장비(204)를 제어하거나, 전체 장치의 리모컨(5) 제어나, 외부의 필요한 각종 센서(8)와 연결하는 센서 입출력 포트(102) 제어 등 전체 장치의 전반적인 제어는 메인프로세싱단(103)에서 행한다. 원격 감시/제어/전송(7)를 행하기 위해서 네트워크(6)에 연결하여 네트워크프로세싱단(103)을 이용한다.Fig. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the apparatus of the present invention, in which the surveillance camera module 202 in the surveillance camera and the microphone 2 receives an image, and the surveillance microphone module 203 receives sound. It is input to the video / audio input terminal 104 and reaches the multimedia processing stage 103 which processes the data as compression / display in real time in the digital video / audio memory 106 via the analog-digital conversion stage 105 and is processed. . In the event of an event such as motion detection, the data backup device 107 is used to store surveillance data about video and sound coded using a proprietary algorithm in a digital storage medium such as the main memory 109 and back up the stored data. When decoding and retrieving stored data or displaying real-time surveillance data, the surveillance data is displayed using the video / audio output device 4. There is also a cable fault diagnosis module 107 for diagnosing all cables connected to the digital video and audio storage devices. Control the pan / tilt device 205 to move the surveillance camera and microphone device up, down, left and right, control the zooming device 204 used to enlarge and reduce the image, control the remote control 5 of the entire device, or The overall processing of the entire apparatus, such as the control of the sensor input / output port 102 connected with the necessary various sensors 8, is performed by the main processing stage 103. A network processing stage 103 is used in connection with the network 6 to perform remote monitoring / control / transmission 7.
도 4는 본 발명 장치의 동작을 나타내는 흐름도로서, 디지털 영상 및 음향 저장장치가 동작되는 과정을 순차적으로 나타내고 있다. 기본 감시 모드에서 항상 입력되는 영상 및 음향을 디스플레이하고 있으며 메뉴 세팅, 케이블 이상 진단, 영상/음향 검색 등의 절차는 사용자의 요구에 따라 발생하여 디스플레이 장치에 나타나므로 그 순간만 현재의 감시 화면을 볼 수 없을 뿐 항상 현재의 상황을 실시간으로 디스플레이하게 된다. 단, 기본 감시 모드와는 독립적으로 실행되는 움직임/음향 감지 루틴, 센서 입력 루틴, 원격 네트워크 접속 루틴은 이벤트 발생시 우선적으로 처리하게 되어 있다.4 is a flowchart illustrating an operation of the apparatus of the present invention, which sequentially illustrates a process of operating a digital image and a sound storage device. In the basic monitoring mode, the video and audio input are always displayed, and the procedures such as menu setting, cable fault diagnosis, and video / sound search are generated according to the user's request and appear on the display device. It will not always be able to display the current situation in real time. However, motion / sound detection routines, sensor input routines, and remote network connection routines, which are executed independently of the basic monitoring mode, are prioritized when an event occurs.
본 발명으로 인하여, 비 PC기반(독립형, stand-alone) 방식의 디지털 영상 및 음향 압축, 저장, 복원, 검색 및 전송이 가능한 첨단 보안 장비로 사용할 뿐만 아니라 인터넷 기술과 접목하여 화상 회의나 인터넷방송 솔루션이나 디지털TV에 연동하여 사용할 수 있는 PVR(Personal Video Recorder) 시스템 등으로 활용 가능하다. 즉, 보안용의 안정적이고 실시간적인 모니터링 시스템, 감시 영상과 감시 음향을 동시에 저장하는 멀티미디어 보안 솔루션, 실시간 원격 감시 시스템, 디지털방송 수신 시스템(Set top Box), 디지털 방송 백업 시스템, 인터넷상의 실시간 화상 회의 시스템, 다자간 화상 채팅 시스템, 영상 및 음향 자료 다운로드를 통한 개인 인터넷 방송 시스템 등으로 사용할 수 있다.Due to the present invention, the video conferencing or internet broadcasting solution can be combined with internet technology as well as used as a high-tech security equipment capable of non-PC-based (stand-alone) digital video and audio compression, storage, restoration, retrieval and transmission. Or PVR (Personal Video Recorder) system that can be used in conjunction with digital TV. That is, a stable and real-time monitoring system for security, a multimedia security solution that simultaneously stores surveillance video and surveillance sound, a real-time remote monitoring system, a digital broadcasting reception system (Set top Box), a digital broadcasting backup system, and real-time video conferencing on the Internet. It can be used as a system, a multi-party video chat system, and a personal Internet broadcasting system through downloading video and audio data.
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