KR20050061916A - Network image security system of embedded linux system - Google Patents
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Abstract
본 고안은 일정 국지 지역에 유, 무선 네트워크를 통해 엠펙(MPEG-4) 영상과 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 동시에 네트워크로 실시간 전송기능을 담당하는 카메라 시스템과 네트워크로 연결된 서버 시스템으로 구성되어, 동시에 유, 무선 네트워크로 엠펙(MPEG-4) 동영상 실시간 모니터링과 동영상저장, 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지 압축저장과 움직임 감시 시스템의 기능을 수행하는 영상보안 시스템에 관한 것이다. The present invention consists of a camera system and networked server system that are responsible for real-time transmission of MPEG-4 and JPEG still images to a network through wired and wireless networks in a certain local area. In addition, the present invention relates to a video security system that performs the functions of MPEG-4 video real-time monitoring and video storage, JPEG still image compression, and motion monitoring system through wired and wireless networks.
본 고안은 임베디드 리눅스 시스템으로 공개 운영체제인 리눅스 커널을 이용하여 제작되어 그 안정성이 기존의 윈도우 시스템보다 뛰어나고 하나의 카메라 시스템에서 엠펙(MPEG-4) 동영상과 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 동시에 실시간으로 전송하고, 서버시스템이 이를 받아 디지털 저장과 움직임 감시 시스템의 기능을 동시에 수행하므로 가격과 다양한 성능 두 가지 요구 사항을 동시에 충족시킬 수 있다. The present invention is an embedded Linux system, which is manufactured by using the Linux kernel, an open operating system, and its stability is superior to that of the existing window system, and it simultaneously displays MPEG (MPEG-4) video and JPEG (Still image) images in one camera system. The server system receives the data and performs the functions of the digital storage and motion monitoring system at the same time, so that it can meet the requirements of both price and performance.
Description
본 고안은 임베디드 리눅스 시스템으로 구현된 네트워크 카메라 와 서버 시스템에 관한 것으로, 공개 운영체제이면서 안정적이고 뛰어난 성능을 가진 리눅스 시스템으로 단일 하드웨어로 엠펙(MPEG-4) 동영상 실시간 모니터링과, 디지털 저장, 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지 저장과 움직임 감시 기능을 동시에 수행하는 영상 보안 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a network camera and a server system implemented as an embedded Linux system. It is an open operating system, stable and excellent Linux system, and provides real-time monitoring of MPEG-4 video, digital storage, and J. JPEG) relates to a video security system that simultaneously stores still images and monitors motion.
기존에 영상 보안 시스템 용으로 사용되는 장비로 디브이알 시스템이 있다. Conventional equipment used for video security system is DVB system.
도1 과 같이 단순히 아날로그 CCD 카메라와 윈도우 기반의 영상저장용 컴퓨터 시스템. 도2 와 같이 제이펙(JPEG)또는 웨이블릿(Wavelet)과 같은 정지영상 이미지를 전송해주는 웹 카메라 를 이용한 시스템이 있다. A computer system for simply storing an analog CCD camera and a window-based image as shown in FIG. As shown in FIG. 2, there is a system using a web camera that transmits a still image image such as JPEG or Wavelet.
도1 과 같은 디브이알 시스템은 일반 동축케이블로 아날로그 CCD 카메라와 영상저장용 윈도우 기반의 컴퓨터사이를 연결하여야 하기때문에 동축케이블 라인 설비를 새로이 해야 하는 어려움이 있다. 또한 CCD 카메라와 윈도우 컴퓨터간에 1대 1 연결만이 이루어 지므로 단일기기 에서만 CCD 카메라 영상을 다룰수 밖에는 없다.The DV system as shown in FIG. 1 has a difficulty in newly installing a coaxial cable line facility because a general coaxial cable needs to be connected between an analog CCD camera and a window-based computer for image storage. In addition, since there is only one-to-one connection between the CCD camera and a window computer, only a single device can handle the CCD camera image.
이외에도 윈도우 운영체제를 기반으로 하기때문에 시스템 가격외에도 윈도우 운영체제 구매 비용이 추가되어야 하며, 국가적으로는 라이센스 비용의 지불로 인한 외화 유출과 기술종속의 문제도 있다. 이렇듯 도1 과 같은 영상 보안을 위한 기존의디브이알 시스템은 동축케이블 라인 설비가 필요로 하기때문에 기간 및 설치의 어려움과 별도의 공사비용 필요, CCD 카메라와 영상저장을 위한 윈도우 컴퓨터가 1대 1로 연결되기 때문에 단일기기 에서만 감시가 가능한 활용의 문제점, 윈도우 운영체제를 추가로 구매하여야 하는 추가 비용의 문제점 등이 있다. In addition, because it is based on the Windows operating system, the cost of purchasing the Windows operating system must be added in addition to the system price, and there is a problem of foreign currency leakage and technology dependency due to payment of license fees. As the existing TV system for video security as shown in Fig. 1 requires a coaxial cable line facility, it requires time and installation difficulties and a separate construction cost, and a CCD camera and a window computer for image storage are one-to-one. Because of the connection, there are problems of utilization that can be monitored only from a single device, and additional cost of purchasing an additional Windows operating system.
만일 수십층짜리 빌딩에 위와 같은 시스템을 설치한다고 가정하면 층당 10개의 카메라를 설치하기 위해 수백미터 이상의 동축케이블 설비와 전원라인 설비가 필요로 하고 그 각각에 윈도우 기반의 컴퓨터를 설치하고 운영하기 위해서 엄청난 비용과 시간, 인력이 필요할 것이다. Suppose you install a system like this in a ten-storey building, you will need hundreds of meters of coaxial cable and power line equipment to install ten cameras per floor, and you will have a tremendous amount of money to install and operate a Windows-based computer on each of them. It will require cost, time and manpower.
도2 와 같은 기존 웹 카메라를 이용한 영상 보안 시스템의 경우 CCD 카메라로 부터 받아들여진 영상이 제이펙(JPEG)/웨이블릿(Wavelet) 압축방식을 통해 이미지로 압축변환 되어 네트워크를 통해 감시가 가능한 시스템이다. 이와 같은 방식은 도1 과 같이 동축케이블 라인설비가 필요없어 설치가 간편하고,네트워크에 접근가능한 여러곳에서 접속하여 감시가 가능하다는 장점이 있다. 하지만 제이펙(JPEG)/웨이블릿(Wavelet) 방식의 이미지 압축을 통하여 정지이미지로 만들어지기 때문에 영상의 질적인 측면에서 동영상 보다 떨어지고 네트워크의 트래픽(소통량)이 많아져서 느려질경우 이미지가 소실되는 경우가 있기때문에 보안용으로 사용하기에 문제가 있다. 위와 같은 기존의 웹 카메라는 제이펙(JPEG)/웨이블릿(Wavelet) 이미지를 웹서버를 통해 지속적으로 이미지를 Refresh 하는 방식이기 때문에 기기자체에 이미지 Refresh를 위한 웹서버가 필요로 하다. 이는 CCD 카메라를 통해 입력받은 영상을 제이펙(JPEG)/웨이블릿(Wavelet)으로 이미지 압축을 하면서 네트워크로 각각의 접속 시도에 대해 지속적으로 웹서버를 구동시켜 이미지를 Refresh 하는 과정에서 많은 하드웨어 부하를 일으켜서 다수의 네트워크 접속시 더욱더 이미지 손실이 많아지고 카메라 시스템이 느려지는 문제가 있다. 이는 보안용으로는 충분히 치명적인 약점이 된다. 현용의 네트워크 카메라는 대부분이 StrongARM SA1110 CPU 를 사용하는데 이것은 상당히 저사양의 CPU로 위와 같은 약점이 더욱 부각되는 원인이기도 한다. In the video security system using the existing web camera as shown in FIG. 2, the image received from the CCD camera is compressed and converted into an image through JPEG / Wavelet compression and can be monitored through a network. Such a method has the advantage that it is easy to install because it does not require the coaxial cable line equipment as shown in FIG. However, since it is made as a still image through JPEG / Wavelet type image compression, the image quality may be lost when it is slower due to the traffic quality (traffic) of the network because it is lower than the video in terms of the quality of the image. Therefore, there is a problem to use for security. Existing web camera as above is a method of continuously refreshing images through JPEG / Wavelet images through a web server, so the device itself needs a web server for image refresh. This compresses the image input from the CCD camera into JPEG / Wavelet and causes a lot of hardware load in the process of refreshing the image by continuously running the web server for each connection attempt to the network. Image loss and camera system slow down when connecting to a large number of networks. This is a fatal weakness enough for security purposes. Most current network cameras use the StrongARM SA1110 CPU, which is a very low-end CPU, which is one of the reasons for this weakness.
결국 기존의 영상 보안 시스템은 설치의 어려움과 필요이상의 추가비용 발생, 기능상의 문제점등으로 인해 그 목적에 맞는 설치와 운용이 어렵다. 따라서 본 고안은 기존 디브이알 시스템과 네트워크 카메라 시스템의 각각의 장점을 포함하면서As a result, the existing video security system is difficult to install and operate according to its purpose due to the difficulty of installation, additional cost incurred, and functional problems. Therefore, the present invention includes the advantages of the existing DVR system and the network camera system.
단점으로 제시된 부분을 해결하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for solving the above-mentioned problems.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 임베디드 리눅스 시스템으로 구성되어 영상과 정지 이미지를 동시에 제공하는 카메라 시스템과 그 카메라 시스템과 네트워크로 연결되어 영상 저장 및 감시 기능등을 수행하는 서버 시스템 두가지로 나뉘어 나뉘어 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention is divided into a camera system composed of an embedded Linux system and providing a video and a still image at the same time, and a server system connected to the camera system and a network to perform image storage and surveillance functions. It is composed.
우선, 본 고안이 제공하는 영상 및 정지 이미지는, 27만, 또는 41만 화소의 1/3" CCD 카메라가 USB 방식으로 연결되어 소실없이 디지털로 바로 시스템으로 외부영상이 입력된다. 이 데이터는 엠펙(MPEG-4) 동영상 방식으로 변환-인코딩(Encoding) 된다. First of all, the image and still image provided by the present invention are 270,000 or 410,000 pixels 1/3 "CCD cameras connected by USB method, and external images are directly input to the system without loss. This data is stored in MPEG. (MPEG-4) The video is converted and encoded in the video format.
영상의 변환은 여러 기술적인 기준이 있을 수 있으나 대체적으로 만들어지는 화면의 가로(Width-W)x세로(Height-H)의 크기와 영상의 프레임을 한컷한컷 재생할때의 비트단위를 나타내는 비트레이트(Bitrate)값과 1초당 프레임수를 그 기준으로 한다. 본 고안의 네트워크 카메라 시스템은 엠펙(MPEG-4) 동영상은 해상도 320(W)x240(H) ~ 640(W)x640(H), 64~512k Bitrate, 5 ~ 25Frame/sec 의 다양한 수준으로 변환되어 네트워크를 통해 실시간 전송된다. 이런 여러 수준의 영상변환은 각종 유,무선 네트워크 환경에 적합한 다양한 실시간 영상을 제공하는 장점이 있다. There are several technical criteria for image conversion, but the bitrate (Width-W) x Height-H (Height-H) of the screen that is generally created and the bit rate that represents the bit unit when playing a frame of the image Bitrate) and frames per second are used as the standard. In the network camera system of the present invention, MPEG-4 video is converted into various levels of resolution 320 (W) x240 (H) ~ 640 (W) x640 (H), 64 ~ 512k Bitrate, 5 ~ 25Frame / sec. Real time transmission over the network. These multiple levels of video conversion have the advantage of providing a variety of real-time video suitable for various wired and wireless network environments.
또한 본 고안은 기존의 웹 카메라와 마찬가지로 제이펙(JPEG) 압축의 정지영상 이미지 역시 제공하고 있다. 정지영상 이미지 역시 엠펙(MPEG-4) 동영상 과 마찬가지로 320(W)x240(H) ~ 640(W)x640(H)의 해상도로 변환되어 네트워크로 실시간 전송된다. 도3 은 본 고안의 네트워크 카메라 시스템의 구조를 보여준다.In addition, the present invention also provides a still image of the JPEG (JPEG) compression as in the conventional web camera. Like the MPEG-4 video, the still image is converted to a resolution of 320 (W) x240 (H) ~ 640 (W) x640 (H) and transmitted to the network in real time. Figure 3 shows the structure of the network camera system of the present invention.
네트워크 카메라 시스템의 경우 VIA-CIII 1Ghz CPU 를 장착하며 128M SDRAM 메모리와 위의 엠펙(MPEG-4) 동영상 및 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 실시간 네트워크로 전송하는 소프트웨어 동작을 담당하는 임베디드 리눅스 운영체제가 담긴 64M 플래쉬 메모리(Flash Memory) 시스템과 27 ~ 41만 화소 1/3" CCD 카메라 렌즈부 하드 웨어부분이 구성된다. In case of network camera system, it is equipped with VIA-CIII 1Ghz CPU and embedded Linux operating system which is responsible for the software operation to transfer 128M SDRAM memory and the above MPEG (MPEG-4) video and JPEG still image images to the real-time network. It consists of a 64M Flash Memory system and 27-410,000 pixels 1/3 "CCD camera lens hardware.
도4 는 네트워크 카메라가 만들어내는 엠펙(MPEG-4) 동영상 및 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 네트워크로 받아 하드디스크 시스템으로 저장하고 모니터를 통해 직접 모니터링 하는 서버 시스템을 나타낸다. 4 illustrates a server system that receives MPEG-4 video and JPEG still images generated by a network camera, stores them as a hard disk system, and directly monitors them through a monitor.
서버시스템은 역시 임베디드 리눅스 운영체제로 구현되며 그 주 기능은 엠펙(MPEG-4) 동영상을 저장하는 부분, 네트워크 카메라의 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 분석하여 움직임의 유무를 검출하여 알람 메시지 및 SMS 문자발송, 이메일(Email,전자우편)로 관련 제이펙(JPEG) 정지영상 이미지를 전송하는 부분, 그리고 이와 같은 운영에 필요한 그래픽유저인터페이스(GUI) 부분으로 크게 나뉘어 구성된다. The server system is also implemented as an embedded Linux operating system, and its main function is to analyze MPEG-4 still image images of network cameras, and to detect the presence of movement and to detect alarm messages and SMS. It is composed of two parts: sending a text message, sending a related JPEG image by email, and a graphic user interface required for such operation.
이렇게 구성된 서버 시스템은, 직접 CCD 카메라로 부터 영상을 받아 디지털 변환, 압축하여 저장하는 기존의 디브이알에 비해, 네트워크 카메라 부분에서 동영상 및 이미지 변환 전송을 담당하기에 훨씬 더 그 시스템의 부하가 적어진다. 따라서 관리 할 수 있는 네트워크 카메라의 갯수도 기존 1 ~ 16개 정도에 불과한 디브이알과 달리 수십개에서 100여개 이상도 한 시스템에서 관리가 가능한 장점이 있다. The server system thus configured is much less burdensome to handle the video and image conversion transmission in the network camera than the conventional DVR which receives the image from the CCD camera and converts it digitally. . Therefore, unlike the number of network cameras that can be managed, the number of network cameras, which is only 1 ~ 16, dozens to more than 100 has the advantage that can be managed in one system.
이와같은 네트워크 카메라와 서버 시스템은 그 설치 및 운용이 간단하고 안정적이면서 뛰어난 성능의 임베디드 리눅스로 구현되었으며 기존의 단일한 기능을 가진 시스템들과 비교해 단일 기기에서 동시에 여러가지 기능을 복합적으로 수행하면서도 그 성능이 월등하며 훨씬더 저렴한 가격으로 가지고 있어 여러 요구 조건을 모두 충족시키는 것이 가능하다. These network cameras and server systems are simple to install, operate, and implemented with embedded Linux with high performance and stable performance. Compared to existing systems with single functions, the network camera and server system can perform various functions simultaneously in a single device. Its superiority and much lower price make it possible to meet all requirements.
도1 은 기존의 아날로그 CCD 카메라와 동축케이블로 연결된 윈도우 기반의 디브이알 시스템1 is a window-based TV system connected to a conventional analog CCD camera by a coaxial cable.
도2 는 제이펙(JPEG) 또는 웨이블릿(Wavelet) 정지영상 이미지를 이용하는 웹카메라 시스템2 is a web camera system using JPEG or Wavelet still image image.
도3 은 본 고안의 임베디드 리눅스 기반의 네트워크 카메라 시스템Figure 3 is an embedded Linux-based network camera system of the present invention
도4 는 본 고안의 임베디드 리눅스 기반의 서버 시스템 4 is an embedded Linux-based server system of the present invention.
Claims (2)
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| KR1020030093538A KR20050061916A (en) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Network image security system of embedded linux system |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100664920B1 (en) * | 2004-07-05 | 2007-01-04 | 삼성전자주식회사 | System keyboard and remote controlled surveillance system using the system keyboard |
| KR100741721B1 (en) * | 2005-08-16 | 2007-07-23 | 주식회사 유비원 | Security system for displaying of still image |
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2003
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