KR20150124409A - 다채널 비디오 스트림 전송 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템 - Google Patents

다채널 비디오 스트림 전송 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템 Download PDF

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Abstract

관제 시스템의 클라이언트 장치가, 복수의 카메라 장치에 연결된 전송 장치와 연동하여 다채널 비디오 스트림을 전송하는 방법으로서, 상기 복수의 카메라 장치 각각에 대응하는 카메라 채널에 대해 카메라 채널별 요청 해상도를 생성하는 단계, 상기 전송 장치로 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 전송하는 단계, 그리고 상기 전송 장치로부터 복수의 카메라 채널을 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 비디오 스트림은 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 해상도가 조절된 상기 복수의 카메라 채널을 포함한다.

Description

다채널 비디오 스트림 전송 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템{METHOD FOR TRANSMITTING MULTI-CHANNEL VIDEO STREAM, AND SURVEILLANCE SYSTEM USING THE SAME METHOD}
본 발명은 다채널 비디오 스트림 전송 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템에 관한 것이다.
관제 시스템은 감시 지역에 복수의 CCTV 카메라를 설치하고, 복수의 CCTV 카메라로부터 수신한 영상들을 디스플레이에 출력한다. 그러나, 지금까지의 관제 시스템은 영상들을 2차원 평면상에 출력하므로, 사건이 발생한 영상을 빠르게 확인하기 어렵고, 사건이 발생한 영상을 확인하더라도 해당 카메라가 설치된 위치를 빠르게 확인하기 어려울 수 있다.
최근 관제 시스템은 감시 구조물을 3차원 구조 모델로 가상화하여 디스플레이하고, 실시간으로 입력되는 CCTV 비디오 스트림을 가상 환경에 혼합하여 표시하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 3차원 구조 모델 기반 관제 시스템은 직관적이고 효율적인 통합 관제를 할 수 있다. 하지만, 지금까지의 3차원 구조 모델 기반 관제 시스템은 고해상도 비디오 스트림을 처리할 수 있는 네트워크 및 시스템 자원이 제한적이다. 따라서, 지금까지의 3차원 구조 모델 기반 관제 시스템은 카메라 수를 줄이거나 해상도를 낮춰야 하는 한계가 있고, 또한, 고해상도 다채널 비디오 스트림을 3차원 구조에 실시간 표현하기 어려운 한계가 있다.
특히, IP기반 디지털 카메라 보급으로 관제 대상 카메라 수가 기하급수적으로 증가하고 있다. 따라서, 한정된 자원을 가진 시스템이 다채널 비디오 스트림을 동시에 인코딩/디코딩하기 어렵기 때문에, 시스템을 계속 증설해야 하고, 카메라 수가 늘어날수록 이러한 현상은 더욱 심각해 질 수밖에 없다. 또한 카메라 채널 수가 증가할수록 비디오 스트림 전송에 요구되는 네트워크 대역폭이 늘어나기 때문에 카메라 채널 수를 늘리기 어려운 장벽으로 작용한다. 이러한 장벽은 가변 전송율을 가지는 비디오 스트림 기법을 사용하더라도 여전히 제한적이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다채널 비디오 스트림 전송 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다채널 비디오 스트림을 3차원 사용자 시선에 따라 가변 해상도로 전송 방법, 가변 해상도로 변경 시 일시 중단 없이 스트림 전송하는 방법, 그리고 이를 이용한 관제 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 관제 시스템의 클라이언트 장치가, 복수의 카메라 장치에 연결된 전송 장치와 연동하여 다채널 비디오 스트림을 전송하는 방법으로서, 상기 복수의 카메라 장치 각각에 대응하는 카메라 채널에 대해 카메라 채널별 요청 해상도를 생성하는 단계, 상기 전송 장치로 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 전송하는 단계, 그리고 상기 전송 장치로부터 복수의 카메라 채널을 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 비디오 스트림은 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 해상도가 조절된 상기 복수의 카메라 채널을 포함한다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 상기 전송 장치로부터 상기 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널 각각의 위치 및 크기를 나타내는 카메라 채널별 배치 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 상기 카메라 채널별 배치 정보를 기초로 상기 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널을 분리하는 단계, 그리고 분리한 각 카메라 채널을 지정된 위치에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법에서 상기 지정된 위치는 3차원 구조 모델에 매핑된 위치일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 관제 시스템의 전송 장치가 복수의 카메라 장치로부터 수신한 다채널 비디오 스트림을 전송하는 방법으로서, 상기 복수의 카메라 장치 각각의 카메라 채널에 대한 요청 해상도를 수신하는 단계, 복수의 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계, 상기 복수의 입력 비디오 스트림에 포함된 복수의 카메라 채널을 식별하는 단계, 식별한 상기 복수의 카메라 채널의 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 해상도를 변경하는 단계, 그리고 해상도가 변경된 상기 복수의 카메라 채널을 조합하여 출력 비디오 스트림을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 수신한 요청 해상도를 저장하는 단계, 그리고 상기 수신한 요청 해상도를 복수의 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계는 상기 복수의 하위 계층 전송 장치 각각에 관계된 카메라 채널별로 상기 수신한 요청 해상도를 분리하는 단계, 그리고 분리한 요청 해상도를 해당 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계는 상기 복수의 하위 계층 전송 장치로부터 비디오 스트림을 수신할 수 있다.
상기 요청 해상도를 수신하는 단계는 클라이언트 장치로부터 상기 요청 해상도를 수신하고, 상기 클라이언트 장치로 상기 출력 비디오 스트림을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 상기 출력 비디오 스트림에 포함된 상기 복수의 카메라 채널 각각의 배치 정보를 생성하는 단계, 그리고 상기 배치 정보를 클라이언트 장치로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 배치 정보는 상기 출력 비디오 스트림에서 전송되는 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 포함할 수 있다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 각 카메라 채널에 대한 요청 해상도, 수신 비디오 스트림에서의 각 카메라 채널의 위치 및 크기, 그리고 출력 비디오 스트림에서의 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다채널 비디오 스트림 전송 방법은 임의 카메라 채널에 대한 해상도 변경 요청을 수신하는 단계, 그리고 상기 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 저장된 상기 임의 카메라 채널에 대한 요청 해상도를 상기 해상도 변경 요청에 포함된 해상도로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관제 시스템으로서, 복수의 카메라 장치 각각에 대응하는 카메라 채널에 대해 카메라 채널별 요청 해상도를 생성하고, 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 전송하는 클라이언트 장치, 그리고 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 수신하고, 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 상기 복수의 카메라 장치 각각으로부터 전송된 복수의 카메라 채널의 해상도를 변경하고, 해상도가 변경된 상기 복수의 카메라 채널을 조합하여 생성한 출력 비디오 스트림을 상기 클라이언트 장치로 전송하는 전송 장치를 포함한다.
상기 전송 장치는 상기 출력 비디오 스트림에 포함된 상기 복수의 카메라 채널 각각의 배치 정보를 생성하고, 상기 배치 정보를 상기 클라이언트 장치로 전송하며, 상기 배치 정보는 상기 출력 비디오 스트림에서 전송되는 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 포함할 수 있다.
상기 클라이언트 장치는 상기 배치 정보를 기초로 상기 출력 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널을 분리하고, 분리한 각 카메라 채널을 지정된 위치에 출력할 수 있다.
상기 지정된 위치는 3차원 구조 모델에 매핑된 위치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 클라이언트 장치에서 요구한 해상도를 기초로 비디오 스트림을 전송하므로 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 클라이언트 장치가 관제할 수 있는 카메라의 수를 확장하기 쉽다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 3차원 구조 정보와 실시간으로 입력되는 카메라 영상을 가상 환경에 혼합하는 3차원 가상화 기술을 기초로 직관적이고 효율적인 통합 관제를 할 수 있다.
도 1은 종래의 다채널 비디오 스트림 전송 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 관제 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3부터 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 비디오 스트림 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관제 시스템의 예시 도면이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 비디오 스트림 전송 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전송 장치의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 종래의 다채널 비디오 스트림 전송 방법을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 종래의 관제 시스템(10)의 전송 서버(11)는 카메라 영상을 그대로 인코딩하여 클라이언트(13)로 전송한다. 클라이언트(13)는 수신 영상들을 디코딩하여 디스플레이 해상도에 맞게 출력한다.
이와 같이, 종래의 관제 시스템(10)은 클라이언트(13)가 수신 영상들을 디스플레이 해상도에 맞게 출력하므로, 클라이언트(13)에서 설정된 영상별 해상도를 알지 못하는 전송 서버(11)는 고해상도의 비디오 스트림을 실시간으로 전송할 수 밖에 없다. 관제 시스템(10)이 설치될 때, 클라이언트(13)에 설정된 영상별 해상도를 기초로 인코딩 해상도를 미리 설정해 둘 수 있지만, 클라이언트(13)가 이미 설정된 영상별 해상도를 가변하기 어려운 단점이 있다. 따라서 고정된 네크워크 대역폭에서 고정된 전송율의 비디오 스트림만을 전송할 수 있으므로, 결과적으로 전송 가능한 비디오 채널 수는 제한된다.
다음에서 다채널 비디오 스트림을 동시에 전송하는 방법과 이를 이용한 관제 시스템에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 관제 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3부터 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 비디오 스트림 전송 방법을 예시하는 도면이다.
먼저 도 2를 참고하면, 관제 시스템(100)은 복수의 카메라 장치(20-1, 20-2,..., 20-n), 적어도 하나의 전송 장치(200) 그리고 클라이언트 장치(300)를 포함한다.
복수의 카메라 장치(20-1, 20-2,..., 20-n)는 지정된 위치에 설치되고, 유선 또는 무선 통신망을 통해 전송 장치(200)에 연결된다. 복수의 카메라 장치 각각은 전송 장치(200)로 비디오 스트림을 전송한다. 복수의 카메라 장치 각각은 전송 장치(200)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 따라 동작할 수 있다.
전송 장치(200)는 복수의 카메라 장치로부터 비디오 스트림을 수신하고, 수신한 복수의 비디오 스트림을 하나의 비디오 스트림으로 묶어 클라이언트 장치(300)로 전송한다. 카메라 장치의 비디오 스트림을 카메라 채널이라고 정의하면, 전송 장치(200)는 다채널을 인코딩 및 믹싱(먹싱)하여 출력한다. 이때, 전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호를 기초로 카메라 채널 각각의 해상도(크기)를 조절한 후, 클라이언트 장치(300)로 비디오 스트림을 전송할 수 있다. 여기서 제어 신호는 카메라 채널별 요청 해상도를 포함한다. 전송 장치(200)의 수는 카메라 장치의 수와 클라이언트 장치(300)의 요청 해상도에 따라 가변될 수 있고, 트리 구조와 같이 계층적으로 연결될 수 있다.
전송 장치(200)는 n개의 카메라 장치로부터 실시간 비디오 스트림을 수신한다. 카메라 장치 또는 카메라 장치에서 출력되는 카메라 채널은 고유의 식별자를 가진다. 전송 장치(200)와 각 카메라 장치는 실시간 스트리밍 프로토콜(Real Time Streaming Protocol, RTSP)을 이용하여 비디오 스트림을 송수신할 수 있다.
전송 장치(200)는 n개의 입력 비디오 스트림을 믹싱하여 하나의 출력 비디오 스트림을 생성한다. 출력 비디오 스트림은 n개의 카메라 채널을 포함한다. 전송 장치(200)는 출력 비디오 스트림을 n개의 영역으로 분할하고, n개의 영역에 n개의 카메라 채널을 대응(배치)시킨다. 즉, 전송 장치(200)는 프레임을 n개의 영역으로 분할한다. 그리고, 전송 장치(200)는 n개 카메라 채널이 배치된 출력 비디오 스트림의 위치 정보를 기초로 카메라 채널별 배치 정보를 생성한다. 이때, n개의 영역은 동일한 크기이거나 카메라 채널에 따라 다른 크기일 수 있다. 전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)로부터 전송된 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 영상 크기를 결정한다.
전송 장치(200)는 출력 비디오 스트림을 수신 장치로 전송한다. 출력 비디오 스트림은 RTSP를 이용하여 전송될 수 있다. 수신 장치는 클라이언트 장치(300)이거나, 관제 시스템의 다른 전송 장치일 수 있다.
전송 장치(200)는 n개 카메라 채널에 대한 출력 비디오 스트림에서의 카메라 채널별 배치 정보를 수신 장치로 전송한다. 카메라 채널별 배치 정보는 HTTP 및 ARP와 같은 프로토콜을 이용하여 전송될 수 있다.
클라이언트 장치(300)는 전송 장치(200)로부터 비디오 스트림을 수신한다. 클라이언트 장치(300)는 수신한 비디오 스트림을 디스플레이한다. 이때, 클라이언트 장치(300)는 비디오 스트림에 포함된 복수의 카메라 채널 각각을 3차원 구조 모델에 매핑하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 클라이언트 장치(300)는 카메라 장치가 설치된 감시 지역(구조물)을 3차원 구조 모델로 모델링하고, 카메라 장치의 설치 위치를 기초로 각 카메라 채널을 3차원 구조 모델의 특정 지점에 매핑한다.
클라이언트 장치(300)는 복수의 카메라 장치(카메라 채널) 각각의 해상도를 결정할 수 있다. 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별 요청 해상도를 결정하고, 전송 장치(200)로 카메라 채널별 요청 해상도 목록을 포함하는 제어 신호를 전송한다. 예를 들어, 제1위치에 설치된 카메라 장치로부터는 고해상도의 영상을 요구하고, 제2위치에 설치된 카메라 장치로부터는 제1위치보다 낮은 해상도의 영상을 요구할 수 있다. 클라이언트 장치(300)는 사용자의 3차원 시선이 달라질 때마다 해상도 변경을 요구할 수 있고, 적어도 하나의 카메라 채널의 해상도를 변경하도록 요구할 수도 있다. 여기서, 해상도는 영상의 크기에 해당한다.
클라이언트 장치(300)는 멀티 GPU(Multi-GPU)를 이용하여 인코딩/디코딩한다. 클라이언트 장치(300)는 제한된 GPU 메모리, 그리고 CPU에서 GPU로의 카피 대역폭(copy bandwidth)을 고려하여 가변 사이즈를 가지는 비디오를 이중 버퍼(double buffer) 방식으로 GPU에 업로드할 수 있다. 또한, 클라이언트 장치(300)는 다수의 카메라 채널을 동시에 디코딩하는 GPU 커널 알고리즘(Kernel Algorithm), 그리고 OpenGL 텍스쳐(texture) 알고리즘을 사용할 수 있다.
도 3을 참고하면, 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널 각각의 해상도를 입력받는다. 예를 들면, 제1카메라 장치(CCTV1)의 해상도는 980x445이고, 제2카메라 장치(CCTV2)의 해상도는 353x381로 입력될 수 있다. 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널 각각의 해상도를 결정할 수 있는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다. 클라이언트 장치(300)는 사용자가 영상 크기를 늘리거나 줄이면서 카메라 채널별 해상도를 결정할 수 있는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다.
도 4를 참고하면, 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별 해상도 목록을 전송 장치(200)로 전송한다. 즉, 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별로 필요한 해상도를 요청한다. 이때, 클라이언트 장치(300)는 디스플레이 화면에 맞게 입력받은 카메라 채널별 해상도(영상 크기)를 조절하고, 크기 조절된 해상도 목록을 전송할 수 있다.
도 5를 참고하면, 전송 장치(200)는 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 해상도를 조절한다. 전송 장치(200)는 인코딩한 비디오 스트림을 클라이언트 장치(300)로 전송한다.
도 6을 참고하면, 클라이언트 장치(300)는 복수의 카메라 채널을 포함하는 비디오 스트림을 수신한다. 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널 정보와 3차원 구조 모델의 매핑 정보를 기초로 비디오 스트림에 포함된 복수의 카메라 채널 각각을 3차원 구조 모델의 매핑된 위치에 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관제 시스템의 예시 도면이다.
도 7을 참고하면, 복수의 전송 장치가 계층적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 복수의 1차 계층 전송 장치(200-1a, 200-1b,..., 200-1m) 각각이 복수의 카메라 장치에 연결된다. 1차 계층 전송 장치는 도 7을 참고로 설명한 전송 장치에 해당할 수 있다.
복수의 1차 계층 전송 장치(200-1a부터 200-1m)는 2차 계층 전송 장치(200-2a)에 연결될 수 있다. 2차 계층 전송 장치는 도 7을 참고로 설명한 수신 장치에 해당할 수 있다.
2차 계층 전송 장치(200-2a)는 m개의 실시간 비디오 스트림을 수신한다. 2차 계층 전송 장치(200-2a)는 m개의 입력 비디오 스트림을 믹싱하여 하나의 출력 비디오 스트림을 생성한다. 출력 비디오 스트림은 n*m개의 카메라 채널을 포함할 수 있다. 2차 계층 전송 장치는 n*m개 카메라 채널이 배치된 출력 비디오 스트림의 위치 정보를 기초로 카메라 채널별 배치 정보를 생성한다. 2차 계층 전송 장치(200-2a)는 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 출력 비디오 스트림을 n*m개의 영역으로 분할할 수 있다. 카메라 채널별 요청 해상도는 클라이언트 장치(300)로부터 요청될 수 있다.
2차 계층 전송 장치(200-2a)는 출력 비디오 스트림을 수신 장치로 전송한다. 출력 비디오 스트림은 RTSP를 이용하여 전송될 수 있다. 수신 장치는 클라이언트 장치(300)이거나, 3차 계층 전송 장치일 수 있다.
2차 계층 전송 장치(200-2a)와 같은 적어도 하나의 전송 장치가 2차 계층에 추가될 수 있다. 또한 2차 계층의 전송 장치들의 출력 비디오 스트림은 3차 계층의 전송 장치로 전송될 수 있다. 한편, 1차 계층 전송 장치의 출력 비디오 스트림이 3차 계층 이상의 전송 장치 또는 클라이언트 장치(300)로 전송될 수 있다.
이와 같이 전송 장치(200)는 입력 비디오 스트림들을 믹싱하여 하나의 출력 비디오 스트림을 생성한다. 그리고 전송 장치(200)는 출력 비디오 스트림에서의 카메라 채널별 배치 정보를 수신 장치로 전송한다. 그러면, 수신 장치가 카메라 채널별 배치 정보를 기초로 입력 비디오 스트림에서 각 카메라 채널을 식별 및 분리할 수 있다.
다음에서, 비디오 스트림 전송 정보에 대해 설명한다.
카메라 채널은 카메라 장치에 관련된 고유의 식별 정보(예를 들면, GUID)를 가진다. 카메라 장치에서 출력되는 비디오 스트림은 지정된 목적지 장치로 전송된다. 이를 위해, 카메라 장치/전송 장치/클라이언트 장치는 카메라 채널별로 비디오 스트림 전송 정보를 관리한다. 비디오 스트림 전송 정보는 현재 노드를 기준으로 이전 노드로부터 수신한 채널 정보와 다음 노드로 전송한 채널 정보를 포함한다. 즉, 비디오 스트림 전소 정보는 표 1과 같이 이전 노드 정보(이전 노드의 IP 주소, RTSP 주소, 이전 노드에서 변환된 정보를 포함하는 변환 정보), 그리고 다음 노드 정보(다음 노드의 IP 주소, 현재 노드에서 변환한 정보를 포함하는 변환 정보)를 포함한다. 변환 정보는 클라이언트 장치(300)에서 요청된 요청 해상도와 입력/출력 비디오 스트림에서의 크기 및 위치를 포함하는 변환 정보를 포함할 수 있다. 다음 노드의 주소는 출력 비디오 스트림을 수신하는 장치의 주소로서, 클라이언트 장치/전송 장치의 주소일 수 있다. 입력 비디오 스트림(이전 노드로부터 수신한 비디오 스트림)에서의 위치 및 크기는 이전 노드(예를 들면, 카메라 장치 또는 하위 계층의 전송 장치)에서 전송되는 비디오 스트림에서 해당 카메라 채널이 어디에 배치되어 전송되는지를 나타내는 정보이다. 출력 비디오 스트림(다음 노드로 전송하는 비디오 스트림)에서의 위치 및 크기는 전송 장치(200)에서 출력되는 비디오 스트림에서 해당 카메라 채널이 어디에 배치되어 전송되는지를 나타내는 정보이다. 전송 장치(200)는 출력 비디오 스트림에 복수의 카메라 채널을 배치하고, 복수의 카메라 채널의 배치 정보(전송 비디오 스트림에서의 크기 및 위치)를 수신 장치로 전송한다. 이때, 전송 장치(200)는 비디오 스트림과 다른 프로토콜, 예를 들면, HTTP를 통해 카메라 채널별 배치 정보를 수신 장치로 전달할 수 있다.
클라이언트 장치/전송 장치는 표 1과 같은 비디오 스트림 전송 정보 테이블을 저장하고 업데이트할 수 있다. 비디오 스트림 전송 정보 테이블은 클라이언트 장치/전송 장치에서 공유될 수 있다. 또는 비디오 스트림 전송 정보 테이블은 별도의 저장 장치에 저장되고, 클라이언트 장치/전송 장치가 저장 장치에 접근하여 비디오 스트림 전송 정보 테이블을 기록하거나 참조할 수 있다. 전송 장치는 자신과 연결된 카메라 장치들에 대한 테이블만을 관리할 수 있다.
카메라 식별정보
(GUID)		 이전 노드(출발지) 정보 다음 노드(목적지) 정보
이전
노드의
IP 주소		 이전
노드의
RTSP주소		 변환 정보 다음
노드의
IP 주소		 변환 정보
요청
해상도		 이전 노드로부터 수신한 입력 비디오 스트림에서의 위치 및 크기 요청 해상도 다음 노드로 전송하는 출력 비디오 스트림에서의 위치 및 크기
CCTV1
CCTV2
비디오 스트림 전송 정보는 CCTV 카메라 수에 따라 테이블 수는 결정된다. 이전 노드는 CCTV 카메라일수 있고, 또는 이전(하위) 계층의 전송 장치(비디오 스트림 인코딩 서버)일 수 있다. 다음 노드는 다음(상위) 계층의 전송 장치(비디오 스트림 인코딩 서버)일 수 있고, 또는 최종 클라이언트일 수도 있다. 수신 비디오 스트림에서의 어느 비디오 채널의 크기는 출력 비디오 스트림보다 클 수 있다. 즉, 현재 노드(전송 장치)는 수신 비디오 스트림에 포함된 어느 비디오 채널의 크기를 요청 해상도를 기초로 변환하여 출력할 수 있다.
전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)로부터 수신한 요청 해상도를 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 기록한다. 전송 장치(200)는 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 기록된 각 카메라 채널의 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 크기 및 배치 위치를 정한다. 전송 장치(200)는 각 카메라 채널의 크기 및 배치 위치를 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 기록한다. 그리고, 전송 장치(200)는 카메라 채널별 배치 정보(전송 비디오 스트림에서의 크기 및 위치)를 수신 장치로 전송한다.
카메라 채널별 배치 정보는 예를 들면 표 2와 같이, HTTP를 통해 전달될 수 있다. 이와 같이, HTTP를 통해 전달되는 비디오 스트림 전송 정보는 간소화되고, 비디오 스트림에 관계된 복잡한 정보는 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 저장된다.
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<!-- ITA Technology Inc. Video Info,. Video Control System -->
<!-- Algorithm Method List -->
<vodeo-list>
<video-source index="1" org-width="1920" org-height="1080" type="rtsp" codec="h264">
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<left>300</left>
<right>499</right>
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<video-source index="2" org-width="1920" org-height="1080" type="rtsp" codec="h264">
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<source-ip>127.0.0.2</source-ip>
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<top>0</top>
<bottom>150</bottom>
<left>0</left>
<right>299</right>
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<!-- ... -->
</vodeo-list>
도 8과 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 다채널 비디오 스트림 전송 방법의 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 클라이언트 장치(300)는 관제 시스템에 연결된 모든 카메라 장치와 연결되고, 각 카메라 장치와 연결된 카메라 채널을 통해 영상을 실시간으로 확인할 수 있다. 모든 카메라 채널을 같은 해상도로 모니터링할 필요가 없는 경우, 클라이언트 장치(300)는 도 3부터 도 6을 참고로 설명한 바와 같이, 카메라 채널별로 해상도를 다르게 설정할 수 있다.
클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별 요청 해상도를 생성한다(S110). 카메라 채널별 요청 해상도는 사용자로부터 입력받을 수 있다. 이를 위해, 클라이언트 장치(300)는 사용자가 영상 크기를 늘리거나 줄이면서 카메라 채널별 해상도를 결정할 수 있는 인터페이스 화면을 제공할 수 있다. 3차원 구조 모델에 배치된 카메라 장치들이 디스플레이 화면에 자동 정렬되어 카메라 채널별 해상도가 결정될 수 있다. 클라이언트 장치(300)는 예를 들면, 도 4와 같이 가로 크기와 세로 크기가 고정된 영역을 채널수로 분할하여 카메라 채널별 해상도를 결정할 수 있다. 이때 분할된 영역의 크기를 다르게 하면 카메라 채널별 해상도가 다르게 설정되고, 분할된 영역의 크기가 동일하면 카메라 채널별 해상도가 동일하게 설정된다.
클라이언트 장치(300)는 전송 장치(200)로 카메라 채널별 요청 해상도를 전송한다(S120). 클라이언트 장치(300)는 최상위 계층의 전송 장치로 카메라 채널별 해상도를 요청한다. 카메라 채널마다 고유의 식별 정보를 가지고 있다.
클라이언트 장치(300)는 전송 장치(200)로부터 비디오 스트림과 카메라 채널별 배치 정보를 수신한다(S130). 비디오 스트림은 복수의 카메라 채널을 포함한다. 카메라 채널별 배치 정보는 비디오 스트림에서 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 나타낸다. 각 카메라 채널은 우선 순위에 따라 해상도가 다를 수 있다. 우선 순위는 클라이언트 장치(300)에 의해 요청된 해상도를 기초로 정해지고, 요청 해상도(크기)가 큰 카메라 채널의 우선 순위가 높다. 즉, 클라이언트 장치(300)에서 요청한 우선 순위가 높은 카메라 채널은 우선 순위가 낮은 카메라 채널보다 해상도가 크다. 전송 장치가 가로 크기와 세로 크기가 고정된 영역을 분할해서 카메라 채널들을 전송해야 하므로, 요청 해상도에 정확히 맞춰 인코딩/믹싱하기 어려울 수 있다. 따라서, 전송 장치는 카메라 채널별 해상도를 우선 순위로 간주하고 우선 순위를 기초로 각 카메라 채널의 크기를 조정할 수 있다.
클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별 배치 정보를 기초로 비디오 스트림을 복수의 채널로 분할한다(S140).
클라이언트 장치(300)는 분할된 채널들을 디스플레이 화면에 출력한다(S150). 디스플레이 화면은 3차원 구조 모델을 포함하는 화면일 수 있다. 각 카메라 채널은 카메라 장치의 설치 위치에 해당하는 3차원 구조 모델에 매핑되어 출력될 수 있다.
도 9를 참고하면, 전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)에 의해 요청된 카메라 채널별 요청 해상도를 수신한다(S210). 만약, 어느 카메라 채널에 대한 해상도 변경 요청을 수신하는 경우, 전송 장치(200)는 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 저장된 요청 해상도를 해상도 변경 요청에 포함된 해상도로 변경한다.
전송 장치(200)는 카메라 채널별 요청 해상도를 저장하고, 하위 계층의 전송 장치로 카메라 채널별 요청 해상도를 전달한다(S220). 이때, 상위 계층의 전송 장치는 하위 계층의 전송 장치들이 전송하는 카메라 채널 정보를 알고 있다. 따라서, 상위 계층의 전송 장치는 전체 카메라 채널별 해상도 목록에서 하위 계층의 전송 장치에 관계된 카메라 채널별 해상도를 분리하고, 분리한 해상도 목록을 하위 계층의 전송 장치로 전달할 수 있다.
전송 장치(200)는 복수의 비디오 스트림을 입력받는다(S230). 전송 장치(200)는 복수의 비디오 스트림을 모두 수신할 때까지 대기한다. 입력 비디오 스트림은 카메라 장치로부터 수신할 수 있고, 또는 하위 계층의 전송 장치로부터 수신할 수 있다.
전송 장치(200)는 입력 비디오 스트림들에 포함된 카메라 채널들을 식별한다(S240).
전송 장치(200)는 각 카메라 채널의 요청 해상도를 확인한다(S250). 전송 장치(200)는 비디오 스트림 전송 정보 테이블로부터 각 카메라 채널의 요청 해상도를 추출한다.
전송 장치(200)는 각 카메라 채널의 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 크기를 조정하고, 카메라 채널들을 배치하여 비디오 스트림을 생성한다(S260). 전송 장치(200)는 요청받은 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 크기를 정한다. 그리고, 가로 크기와 세로 크기가 고정된 최대 해상도 크기(프레임)에 복수의 카메라 채널을 배치하고, 최대 해상도 크기에 복수의 카메라 채널이 들어가도록 각 카메라 채널의 크기를 조정한다. 이때, 우선 순위가 높은 카메라 채널은 가능한 크기를 줄이지 않을 수 있고, 배치 결과 빈 공간이 발생하면 어느 카메라 채널의 크기를 요청된 크기보다 크게 조정할 수 있다. 또는, 도 4와 같이, 클라이언트 장치(300)가 디스플레이 화면에 맞게 카메라 채널별 해상도(영상 크기)를 조절하고, 크기 조절된 해상도 목록을 전송한 경우, 전송 장치(200)는 요청된 카메라 채널의 해상도를 기초로 카메라 채널의 크기를 조정할 수 있다.
전송 장치(200)는 출력 비디오 스트림에 믹싱된 카메라 채널들의 배치 정보를 생성한다(S270).
전송 장치(200)는 복수의 채널을 포함하는 비디오 스트림과 배치 정보를 출력한다(S280).
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전송 장치의 구성도이다.
도 10을 참고하면, 전송 장치(200)는 스트리밍 중단 없이 해상도를 변경한다. 즉, 전송 장치(200)는 입력 비디오 스트림의 해상도를 클라이언트 장치(300)가 요청한 해상도로 변경한다. 이때, 전송 장치(200)는 요청 해상도보다 가능한 크게 해상도를 변경할 수 있다.
전송 장치(200)는 입력부(210), 비디오 디코더(220), 비디오 믹서(230), 비디오 인코더(240) 그리고 출력부(250)를 포함한다. 전송 장치(200)는 비디오 정보 저장부(260)를 더 포함한다.
입력부(210)는 복수의 비디오 스트림을 입력받는다.
비디오 디코더(220)는 입력 비디오 스트림을 디코딩한다.
비디오 믹서(230)는 비디오 정보 저장부(260)에 저장된 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로, 입력 비디오 스트림에 포함된 카메라 채널들의 해상도를 변경한다. 비디오 믹서(230)는 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 크기를 정한다. 그리고, 가로 크기와 세로 크기가 고정된 프레임에 복수의 카메라 채널을 배치하고, 프레임에 복수의 카메라 채널이 들어가도록 각 카메라 채널의 크기를 조정한다. 비디오 믹서(230)는 해상도가 변경된 카메라 채널들을 믹싱하여 비디오 스트림을 생성한다.
비디오 인코더(240)는 비디오 믹서(230)에서 출력된 비디오 스트림을 인코딩한다.
출력부(250)는 비디오 인코더(240)에서 출력된 비디오 스트림을 목적지 주소로 출력한다. 출력부(250)는 예를 들면 RTSP를 지원하는 서버일 수 있다.
비디오 정보 저장부(260)는 클라이언트 장치(300)에서 요청된 카메라 채널별 해상도를 저장한다. 예를 들면, 비디오 정보 저장부(260)는 표 1을 참고로 설명한 비디오 스트림 전송 정보 테이블을 저장하고, 카메라 채널별 요청 해상도를 기록할 수 있다.
이와 같이, 전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)에서 요청한 해상도(크기)를 기초로 입력 비디오의 크기를 변경하여 인코딩한다. 전송 장치(200)는 클라이언트 장치(300)에서 전송된 카메라 채널별 요청 해상도를 저장하고, 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 입력 채널의 프레임을 변환 및 인코딩한다. 이와 같이, 전송 장치(200)와 클라이언트 장치(300)는 카메라 채널별 해상도를 공유하는 동기화된 인코딩/디코딩(Synchronized Encoding/Decoding) 방식을 구현한다. 이를 통해, 관제 시스템(10)은 네트워크 상태, 컴퓨팅 리소스 상태, 관제 상황(예를 들면, 관제 대상의 변경 및 관제 지역의 변경)에 따라 카메라 채널의 해상도를 자유롭게 가변할 수 있다. 특히 전송 장치(200)는 모든 채널을 동일한 해상도로 전송하는 대신, 클라이언트 장치(300)의 요청에 맞게 카메라 채널의 해상도를 가변하므로, 네트워크를 효율적으로 사용하면서 많은 카메라 채널을 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 클라이언트 장치에서 요구한 해상도를 기초로 비디오 스트림을 전송하므로 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 관제 가능한 카메라의 수를 확장하기 쉽다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 3차원 구조 정보와 실시간으로 입력되는 카메라 영상을 가상 환경에 혼합하는 3차원 가상화 기술을 기초로 직관적이고 효율적인 통합 관제를 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 관제 시스템의 클라이언트 장치가, 복수의 카메라 장치에 연결된 전송 장치와 연동하여 다채널 비디오 스트림을 전송하는 방법으로서,
    상기 복수의 카메라 장치 각각에 대응하는 카메라 채널에 대해 카메라 채널별 요청 해상도를 생성하는 단계,
    상기 전송 장치로 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 전송하는 단계, 그리고
    상기 전송 장치로부터 복수의 카메라 채널을 포함하는 비디오 스트림을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 비디오 스트림은 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 해상도가 조절된 상기 복수의 카메라 채널을 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 전송 장치로부터 상기 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널 각각의 위치 및 크기를 나타내는 카메라 채널별 배치 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 카메라 채널별 배치 정보를 기초로 상기 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널을 분리하는 단계, 그리고
    분리한 각 카메라 채널을 지정된 위치에 출력하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 지정된 위치는 3차원 구조 모델에 매핑된 위치인 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  5. 관제 시스템의 전송 장치가 복수의 카메라 장치로부터 수신한 다채널 비디오 스트림을 전송하는 방법으로서,
    상기 복수의 카메라 장치 각각의 카메라 채널에 대한 요청 해상도를 수신하는 단계,
    복수의 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계,
    상기 복수의 입력 비디오 스트림에 포함된 복수의 카메라 채널을 식별하는 단계,
    식별한 상기 복수의 카메라 채널의 요청 해상도를 기초로 각 카메라 채널의 해상도를 변경하는 단계, 그리고
    해상도가 변경된 상기 복수의 카메라 채널을 조합하여 출력 비디오 스트림을 생성하는 단계
    를 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  6. 제5항에서,
    수신한 요청 해상도를 저장하는 단계, 그리고
    상기 수신한 요청 해상도를 복수의 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계는
    상기 복수의 하위 계층 전송 장치 각각에 관계된 카메라 채널별로 상기 수신한 요청 해상도를 분리하는 단계, 그리고
    분리한 요청 해상도를 해당 하위 계층 전송 장치로 전송하는 단계
    를 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 복수의 입력 비디오 스트림을 수신하는 단계는
    상기 복수의 하위 계층 전송 장치로부터 비디오 스트림을 수신하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  9. 제5항에서,
    상기 요청 해상도를 수신하는 단계는 클라이언트 장치로부터 상기 요청 해상도를 수신하고,
    상기 클라이언트 장치로 상기 출력 비디오 스트림을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  10. 제5항에서,
    상기 출력 비디오 스트림에 포함된 상기 복수의 카메라 채널 각각의 배치 정보를 생성하는 단계, 그리고
    상기 배치 정보를 클라이언트 장치로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배치 정보는 상기 출력 비디오 스트림에서 전송되는 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  11. 제5항에서,
    비디오 스트림 전송 정보 테이블에 각 카메라 채널에 대한 요청 해상도, 수신 비디오 스트림에서의 각 카메라 채널의 위치 및 크기, 그리고 출력 비디오 스트림에서의 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 저장하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  12. 제11항에서,
    임의 카메라 채널에 대한 해상도 변경 요청을 수신하는 단계, 그리고
    상기 비디오 스트림 전송 정보 테이블에 저장된 상기 임의 카메라 채널에 대한 요청 해상도를 상기 해상도 변경 요청에 포함된 해상도로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 다채널 비디오 스트림 전송 방법.
  13. 관제 시스템으로서,
    복수의 카메라 장치 각각에 대응하는 카메라 채널에 대해 카메라 채널별 요청 해상도를 생성하고, 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 전송하는 클라이언트 장치, 그리고
    상기 카메라 채널별 요청 해상도를 수신하고, 상기 카메라 채널별 요청 해상도를 기초로 상기 복수의 카메라 장치 각각으로부터 전송된 복수의 카메라 채널의 해상도를 변경하고, 해상도가 변경된 상기 복수의 카메라 채널을 조합하여 생성한 출력 비디오 스트림을 상기 클라이언트 장치로 전송하는 전송 장치
    를 포함하는 관제 시스템.
  14. 제13항에서,
    상기 전송 장치는
    상기 출력 비디오 스트림에 포함된 상기 복수의 카메라 채널 각각의 배치 정보를 생성하고, 상기 배치 정보를 상기 클라이언트 장치로 전송하며,
    상기 배치 정보는 상기 출력 비디오 스트림에서 전송되는 각 카메라 채널의 위치 및 크기를 포함하는 관제 시스템.
  15. 제14항에서,
    상기 클라이언트 장치는
    상기 배치 정보를 기초로 상기 출력 비디오 스트림에서 상기 복수의 카메라 채널을 분리하고, 분리한 각 카메라 채널을 지정된 위치에 출력하는 관제 시스템.
  16. 제15항에서,
    상기 지정된 위치는 3차원 구조 모델에 매핑된 위치인 관제 시스템.
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