KR20130038318A - 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 영상 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 데이터 전송 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 유선 케이블을 통한 네트워크 망 또는 무선 전용 네트워크망이 구축되지 않은 곳에서도 현재 전국적으로 서비스되고 있는 휴대전화망 (4G ＬＴＥ 또는 3G) 및 Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 무선 네트워크 망을 이용하여 재난/재해, 산불, 화재, 대테러 상황, 경찰 진압 상황 등의 영상을 실시간으로 보기 위한 것이며, 또한 디지털 방송에 적합한 ＨＤ급 이상, 30 프레임 이상의 영상을 실시간으로 전송함으로써 고가의 방송장비 없이 다양한 방송용 영상을 제공할 수 있다.

Description

무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 영상 전송 방법 {Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｖｉｄｅｏ ｕｓｉｎｇ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ}

본 발명은 무선 데이터 통신망인 휴대전화 데이터 통신망, ＷＩＦＩ망, ＷＩＢＲＯ망을 이용하여 안드로이드 기반의 휴대전화 및 카메라를 제어하여 실시간으로 영상, 음성, 데이터를 전송하는 방법으로써, 별도의 무선 데이터 중계 시스템이 없는 상황에서 실시간으로 무선으로 영상을 전달하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다

최근 안드로이드의 기반의 휴대전화, 카메라 등 다양한 각종 장비가 출시되어 사용하고 있다. 또한 빠른 속도에 무선 데이터 전송기술이 발달하여 3Ｇ 기반의 데이터 전송 기술뿐만 아니라 ＬＴＥ기반의 4Ｇ 데이터 전송기술이 일반화되어 가고 있다. 재난재해, 화재, 산불은 예고 없이 발생하며, 어느 곳에서 발생할지 알 수 없다. 기존 고정된 ＣＣＴＶ로는 이러한 불특정한 곳에서 발생하는 각종 사고 현장의 영상을 실시간으로 확인할 수 없다. 이러한 불특정하게 발생하는 각종 사고에 대해 전국적으로 서비스되고 있는 휴대전화망을 이용하여 간편하게 사고 현장의 영상을 실시간으로 전송할 수 있다. 또한 기자, 피포터 들도 각종 사건에 대해 간편하게 Ｆｕｌｌ ＨＤ급 동영상을 전송하여 방송에 활용할 수 있다.

이미 무선 데이터 통신망인 휴대전화망, Ｗｉｆｉ, Ｗｉｂｒｏ망을 이용하여 실시간 영상, 음성 그리고 ＧＰＳ 데이터를 전송하는 시스템은 국내에 다수 개발되어 있다.

그렇지만, 이러한 대부분의 장비는 영상 압축 및 전송 장비를 중심으로 외부 카메라를 연결해야 하며, 무선 통신망 연결을 위한 휴대전화 모뎀, Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 모뎀을 선택적으로 연결해야 하고, 보안을 위해서는 별도의 보안 장비를 갖추어야 한다.

이러한 다양한 장비들로 구성된 전송 시스템은 사용이 불편하고, 휴대 및 보관에 어려움이 있으며 다양한 장애 요인을 갖추고 있다.

본 발명의 주요 기능은 안드로이드 기반의 휴대전화 및 카메라를 이용하여 영상 및 데이터 전송에 필요한 모든 기능을 소프트웨어로 통합 처리하는 것으로써, 영상 전송 요청이 있는 경우에만 영상을 전송함으로써 무선 데이터 망의 망 효율성을 극대화하는 것이다.

안드로이드 기반의 휴대전화 및 카메라는 안드로이드 기반의 기본 제공 프로그램을 이용한 정지영상 또는 녹화된 영상을 전송할 수 있다. 본 발명은 카메라로 부터 수신한 영상, 오디오 입력장치로부터 수신한 음성, ＧＰＳ 데이터를 무선데이터 망을 이용하여 실시간으로 전송하는 방법 및 그 시스템을 제시한다.

또한, 본 발명은 사설가상망인 ＶＰＮ을 이용하여 모든 데이터를 암호화하고 고정 ＩＰ가 아닌 유동 ＩＰ에서도 간편하게 데이터를 수신하는 방법 및 시스템을 제시한다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 영상 전송에 있어 Ｆｕｌｌ ＨＤ 이상의 화질과 30 프레임 이상의 영상을 실시간으로 전송하는 것으로써 디지털 방송에 활용할 수 있는 방법을 제시한다.

본 발명의 방법은 다양한 방법의 무선 데이터 통신망을 이용하여 영상과 음성, ＧＰＳ데이터를 전송하는 것이다. 도심지역 위주로 Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 고속 네트워크가 일부 서비스 되고 있다. 이러한 도심지역에서는 Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 망을 이용하여 데이터를 전송하지만, 대부분의 지역에서는 Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 망을 서비스하지 않는다. 이러한 서비스를 지원하는 않는 지역에서 휴대전화망을 이용하여 실시간 영상, 음성, ＧＰＳ데이터 전송을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 명시된 발명은 「무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 영상 전송 방법에 있어서, (a) 안드로이드 운영체제의 카메라 영상 추출 ＡＰＩ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）를 이용하여 카메라 영상을 추출하여 제어 프로그램에 전달하는 단계와; (b) 안드로이드 운영체제의 음성 추출 ＡＰＩ를 이용하여 음성을 추출하여 제어 프로그램에 전달하는 단계와; (c) 안드로이드 운영체제의 ＧＰＳ제어 ＡＰＩ를 이용하여 ＧＰＳ데이터를 추출하여 제어 프로그램에 전달하는 단계와; (d) 안드로이드 운영체제의 ＶＰＮ ＡＰＩ를 이용하여 보안 연결을 설정하여 실시간 데이터 전송 방법.」을 제공한다. 전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 (e)는 먼저 (a) 안드로이드 카메라 ＡＰＩ로부터 추출한 디지털 영상 포맷을 저속 데이터 통신망에서 영상을 원활히 보내도록 Ｈ.264 포맷으로 변경하다. 이때 사용자가 지정하여 영상의 사이즈를 Ｆｕｌｌ ＨＤ, ＨＤ, ＳＤ 급으로 할 것인지 선택하며 (b) 안드로이드 음성 추출 ＡＰＩ를 이용하여 음성을 추출한 후 (e)에 전송하며, (c)의 ＧＰＳ제어 ＡＰＩ를 이용하여 ＧＰＳ데이터를 (e)에 전달한다. (e)는 ＶＰＮ을 이용하여 사용자가 지정한 휴대전화망, Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 망 중 하나를 이용하여 지정한 곳으로 각 데이터를 전송한다

본 발명에 따르면, 무선 데이터망을 이용하여 영상, 음성, ＧＰＳ데이터를 ＶＰＮ 망을 이용하여 실시간으로 전송함으로써 실시간 영상과 음성 그리고 영상이 전송되는 위치를 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 별도의 유선 또는 무선네트워크 전용망이 구축되지 않은 불특정 지역 재난재해 현장, 산불 현장, 화재 현장에서 현장의 영상을 실시간으로 전송 함으로써 보다 빠르게 현장 상황을 파악하고 대처 방안을 세울 수 있다.

또한 본 발명은 뉴스, 방송에서 요구하는 Ｆｕｌｌ ＨＤ 이상의 화질과 30 프레임 이상을 실시간 라이브 방송을 송출하기 위해 필요한 많은 장비들을 간편하게 하여 뉴스 기자, 리포터가 별도의 실시간 방송을 위한 많은 장비를 대동하지 않고 현장에서 신속하게 실시간 라이브 방송을 송출할 수 있다.

또한 영상을 실시간으로 수신하는 곳에서 원격으로 카메라의 줌인/아웃, 사진 찍는 기능을 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 데이터 전송 방법에 대한 망 구성도.
도 2은 카메라 원격제어, 영상, 음성, ＧＰＳ데이터, ＶＰＮ 제어를 위한 호 처리 절차.
도 3은 영상을 전송하기 위한 안드로이드, 스트리밍 서버 그리고 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램 간의 일련의 호 처리 절차.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 영상을 전송하는 방법의 망 구성도이다.

본 발명의 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 영상 전송 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 휴대전화망인 4세대 데이터 통신망인 ＬＴＥ 또는 3G, 무선랜 통신망인 Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ(110) 중 하나를 선택하여 안드로이드 기반의 휴대폰 또는 카메라(100)에서 영상, 음성, ＧＰＳ데이터를 무선망 통신 제공업체(111) 중 하나를 선택하야 전송하게 된다.

데이터를 전송하기 전 휴대전화 또는 카메라(100)에서 ＶＰＮ 클라이언트 프로그램을 이용하여 ＶＰＮ 서버로(120) 암호화 ＫＥＹ 교환을 통한 사설가상망 네트워크를 연결되고 모든 데이터는 암호화된(112) ＶＰＮ 터널을 이용하여 전송하게 된다.

휴대전화 또는 카메라(100)에서 사용자가 지정한 방식에 따라 영상만 전송할 것인지, 영상과 음성, 영상과 음성 그리고 ＧＰＳ데이터 전체를 보낼 것인지를 선택한 후에 전송을 하게 되면 모든 데이터는 스트리밍 Ｓｅｒｖｅｒ(130)로 전송하게 되고 이 스트리밍 Ｓｅｒｖｅｒ(130)는 모든 수신된 데이터가 끊김 없이 다수의 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(131)에서 볼 수 있도록 기능을 제공한다.

도 2는 안드로이드 기반의 휴대폰 또는 카메라의 기능을 상세하게 설명한 것으로써 원격 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(131)에서 원격으로 카메라의 줌인, 줌아웃 그리고 카메라 사진을 찍는 셔터 기능을 하는 수신 데이터 세션(230)과 영상, 음성, ＧＰＳ데이터를 통신모듈을 이용해 전송하는 전송 세션(240)으로 구분된다.

사용자는 전송,관리,제어 프로그램(210)을 이용하여 어떤 통신망을 이용하여 데이터를 전송할 것인지를 선택하게 된다. 이때 선택한 통신망에 따라 통신제어 ＡＰＩ(215)를 이용하여 안드로이드에 있는 통신제어모듈(206)을 통하여 4G ＬＴＥ 또는 3G(221), Ｗｉｆｉ(222) 또는 Ｗｉｂｒｏ(223) 중 하나를 선택하게 된다.

사용자는 전송,관리,제어 프로그램(210) 중 영상/음성 Ｃｏｄｅｃ(212)을 이용하여 전송하고자 하는 영상의 프레임 수, 화질, 사이즈를 선택하게 된다. 또한 안드로이드 내장 카메라 모듈(202)에서 전송하는 디지털 영상의 포맷을 저속 무선 데이터 통신망에서 원활하게 전송하기 위해 H.264 포맷으로 변환하게 된다.

사용자는 전송,관리,제어 프로그램(210) 중 영상/음성 Ｃｏｄｅｃ(212)을 이용하여 음성을 함께 전송할 것인지 아니면 보내지 않을 것인지를 선택하여 음성모듈(203)을 제어한다.

사용자는 전송,관리,제어 프로그램(210) 중 ＧＰＳ제어 ＡＰＩ((213)을 이용하여 ＧＰＳ 데이터를 함께 전송할 것인지 아니면 보내지 않을 것인지를 선택하여 ＧＰＳ 모듈(204)을 제어한다.

사용자는 위 모든 과정을 거친 후 전송,관리,제어 프로그램(210)을 통하여 데이터를 전송하기 전에 통신제어 ＡＰＩ(215)를 통하여 ＶＰＮ모듈(205)을 이용한 ＶＰＮ ＡＰＩ(214)를 호출하여 원격 ＶＰＮ서버로(120) 암호화 ＫＥＹ 교환을 이용하여 사설가상망을 연결하게 된다.

사설가상망이 연결된 후 데이터를 전송하는 전송 세션(240)을 통하여 데이터를 무선으로 실시간 전송하게 된다.

도 3은, 영상 전송 요청으로부터 영상을 원활히 전송하는 호 처리 절차를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하여 설명하면 안드로이드 기반의 휴대전화 또는 카메라(300)에서 사용자가 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)로 영상 전송 시작(1)을 요청한다.

휴대전화 또는 카메라(300)에서 사용가능한 무선 네트워크 망이 무엇인지 판단하여 4G, 3G, Ｗｉｆｉ 또는 Ｗｉｂｒｏ 중 하나의 무선 통신망을 선택하여 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)로 무선네트워크를 연결한다(2).

연결된 무선네트워크(2)을 기반으로 안드로이드 휴대전화 또는 카메라(300)의 ＶＰＮ 기능을 이용하여 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)로 ＶＰＮ 연결을 요청한다(3). 이에 대해 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)는 ＶＰＮ Ｔｕｎｎｅｌ 연결을 허용하여 ＶＰＮ 연결을 허용한다(4).

영상을 실시간으로 보는 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(320)은 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)에 영상, 음성, ＧＰＳ데이터를 요청한다(5).

스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)는 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(320)의 요청에 따라 안드로이드 기반의 카메라 또는 휴대전화(300)에 영상을 요청하게 된다(6).

안드로이드 기반의 카메라 또는 휴대전화(300)는 영상, 음성 그리고 ＧＰＳ데이터를 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)로 전송을 시작한다(7).

Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(320)은 수신한 영상을 컴퓨터 화면에 표출하게 된다(8).

이때, Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램(320)으로부터 스트리밍요청(6)이 없을 경우 자동으로 스트리밍 및 ＶＰＮ서버(310)는 안드로이드 기반의 카메라 또는 휴대전화(300)에 스트리밍요청(6)을 중단하게 됨으로써 무선 데이터 통신망의 대역폭 활용도를 극대화 할수 있다.

이와 같이, 본 발명의 무선 데이터 통신망을 이용한 실시간 데이터 전송 방법은 사용자가 원하는 무선통신망을 선택하고 전송하고자 하는 영상, 음성 및 영상, 음성 및 영상 그리고 ＧＰＳ데이터 를 선택하고 영상의 화질, 전송 프레임 수, 화질 크기를 선택하여 사설가상망을 통하여 실시간 전송함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110 : 4G ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）
Ｗｉｆｉ (무선랜 통신망)
Ｗｉｂｒｏ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
120 : ＶＰＮ（ＶＩＲＴＵＡＬ ＰＲＩＶＡＴＥ ＮＥＴＷＯＲＫ）
130 : 스트리밍 Ｓｅｒｖｅｒ - 음성이나 영상을 실시간으로 재생
212 : 영상/음성 Ｃｏｄｅｃ - 영상과 음성을 디지털로 변환하는 방법
213 : ＧＰＳ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）

Claims (3)

1. 안드로이드 기반의 휴대전화 및 카메라에서 휴대전화 3G 및 4G ＬＴＥ망을 이용한 실시간 영상 전송 방법에 있어서,
   (a) 안드로이드 운영체제의 영상제어 부분으로부터 영상을 추출하여 제어하는 단계와;
   (b) 안드로이드 운영체제의 음성제어 부분으로부터 음성을 추출하여 제어하는 단계와;
   (c) 안드로이드 운영체제의 ＧＰＳ제어 부분으로부터 ＧＰＳ 데이터를 추출하여 제어하는 단계와;
   (d) 안드로이드 운영체제의 ＶＰＮ을 제어하는 하는 단계;
   (e) 영상, 음성, ＧＰＳ데이터를 추출하여 ＶＰＮ을 통하여 사용자가 정의한 영상의 화질 크기, 선명도, 전송할 영상 프레임 수를 설정한 후 데이터를 지정한 서버로 전송하는 단계;
   를 포함하여 실시간으로 휴대전화망을 이용하여 영상을 전송하는 방법.
2. 원격 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램에서 ＶＰＮ을 통하여 카메라 및 휴대전화에 접속하여 원격으로 안드로이드 기반의 휴대전화 및 카메라의 줌인/줌아웃, 카메라 셧터를 제어하는 방법.
3. 영상 수신을 위해 영상을 요청하는 Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램의 영상 요청이 있는 경우에만 스트리밍 서버는 안드로이드 카메라 또는 휴대폰의 영상을 스트리밍 서버로 전송한다.
   Ｖｉｅｗｅｒ 프로그램의 영상 요청이 없는 경우에서 안드로이드 카메라 또는 휴대폰의 영상을 스트리밍 서버로 전송을 중지함으로써 무선 데이터 망의 대역폭을 줄이는 방법
   

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