KR100399565B1

KR100399565B1 - 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100399565B1
Application number: KR10-2001-0036403A
Authority: KR
Inventors: 문진수
Original assignee: (주)뉴아크
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-09-26
Also published as: KR20030001626A

Abstract

본 발명은 비대칭 전송 방식을 이용한 영상 및 음성정보 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 카메라 렌즈로부터 입사되는 영상신호를 검출 및 증폭하여 디지털 변환하고, 변환된 디지털 신호를 압축하는 영상 변환/압축 수단과; 고속 인터넷 접속 및 원격 LAN 접속 서비스, 고성능의 멀티서비스 트래픽 제어/설치/운용/유지보수를 지원하고, WAN 접속기능을 제공하는 CPU, CPU의 동작에 필요한 각종 변수 및 데이터를 저장하고 CPU의 기능을 수행하도록 구현된 펌웨어 및 주변 디바이스에 대한 정보를 저장하는 메모리, CPU로부터 인가되는 데이터를 변조하여 전송하거나 외부로부터 전송되는 데이터를 복조하는 xDSL Co 모듈로 이루어진 데이터 처리 및 송신 수단; 및 데이터 처리 및 송신 수단으로부터 인가되는 음성 및 영상 데이터를 복조하여 호스트 컴퓨터로 전송하거나 호스트 컴퓨터에서 전송되는 데이터를 변조하여 전송하는 xDSL Cp 모듈로 이루어진 영상 처리 수단을 포함한다. 따라서, 본 발명에 의하면 별도의 중계기 없이 장거리 데이터 전송이 가능하고 고속으로 데이터를 처리할 수 있는 효과가 있다.

Description

비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법{Method and System for Transmitting Data using Asymmetric Transmission Method}

본 발명은 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감시용 카메라에서 호스트 컴퓨터로의 데이터 전송량(예컨대, 최대 업 스트림 속도가 8Mbps)을 호스트 컴퓨터에서 감시용 카메라로의 데이터 전송량(예컨대, 최대 다운 스트림 속도가 1024Kbps)보다 크게 하는 비대칭 전송 방식을 이용하여 장거리 데이터 전송이 가능하도록 구현하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 영상 감시 장치는 급속한 산업화와 경제발전에 따라 주요 시설물 및 정보의 관리범위가 확대되면서 사람이 관리할 수 없는 지역이나 시설물을 무인으로 감시하는 장치들을 통칭하는 말이다. 특히, 영상 감시 장치에 대표적으로 사용되는 것이 CCTV(Closed Circuit TeleVision: 폐쇄회로 티브)이며, CCTV는 가게나 사무실, 대학 캠퍼스 특히 은행의 무인점포 혹은 현금지급기가 설치된 지역 등 제한된 구역 내에 설치된 텔레비전 시스템으로 카메라에서 텔레비전 모니터로 직접 전송되며 녹화도 가능하다. 최근에는 이러한 CCTV도 디지털화하여 디지털 데이터로 실시간으로 모니터를 통해 현장의 내용을 보거나 녹화할 수 있다. 텔레비전 모니터에 접속되어 있으므로 신호가 공중으로 전파되지 않는다. CCTV는 대개 감시용 카메라 시스템으로 많이 사용된다. 기존 CCTV 카메라 시스템은 설치 및 유지보수 시에 높은 비용(동축케이블, 멀티플렉서, 레코딩 장치)이 발생하고, 아날로그 방식이므로 전송 시에 발생하는 영상의 노이즈 및 일그러짐이 발생한다. 또한, 설치된 장비만큼 사용자수도 제한적이고 동축 케이블의 전송특성상 별도의 고가 장비를 사용하기 전에는 사용상의 거리제한도 상당하다. 그러나, 네트워크 카메라는 웹 기반의 디지털 카메라 시스템이기 때문에 별도의 비디오 케이블과 제어장비가 필요하지 않고 기존 네트워크 케이블과 시스템을 이용하면 된다. 따라서, 인터넷을 통한 고화질의 디지털 영상을 전송할 수 있고 다수의 사용자가 동시에 접속해도 동일한 영상을 실시간으로 제공해줄 수 있다.

도 1은 네트워크망을 이용한 종래의 CCTV 장치의 영상정보 전송 시스템(100)의 구성을 보여주는 블록도로서, 종래의 영상정보 전송 시스템(100)은 감시하고자 하는 지역에 설치되어 감시 지역을 촬영하는 다수개의 CCTV 카메라(C1, C2, …, Cn), 각각의 CCTV 카메라(C1, C2, …, Cn)를 통해 입력되는 영상정보를 필드 또는 프레임 단위로 순차 전환하여 출력시키는 멀티플렉서(10), 멀티플렉서(10)로부터 출력되는 아날로그 영상정보를 입력받아 디지털 영상 신호로 변환/압축하여 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷으로 변경하여 LAN(Local Area Network)(30)을 통해 외부로 전송하는 네트워크 변환기(20), 네트워크 변환기(20)에서 변환/압축된 디지털 영상 신호를 아날로그 영상 신호로 변조하여 PSTN(Public Switched Telephone Network)(50)을 통해 외부로 전송하는 모뎀(40), LAN(30) 또는 PSTN(50)을 통해 전송되는 영상 신호를 일정한 시간 단위로 디스플레이 하도록 제어하는 호스트 컴퓨터(60)를 포함하여 구성되어 있다.

네트워크 변환기(20)는 멀티플렉서(10)에서 출력되는 아날로그 영상 신호를 입력받아 디지털 영상 신호로 변환/압축한 후, 각각의 영상 프레임을 LAN(30)을 통해 전송하기 위해 TCP/IP 패킷으로 변환한다. 네트워크 변환기(20)에서 TCP/IP로변환된 신호는 직접 LAN(30)을 통해 호스트 컴퓨터(60)로 전송하거나, 모뎀(40)을 이용하여 아날로그 영상 신호로 변조하여 PSTN(50)을 통해 호스트 컴퓨터(60)로 전송할 수 있다. 따라서, 관리자는 언제 어디에서든지 LAN(30) 또는 PSTN(50)을 통해 감시 지역을 실시간으로 관찰할 수 있다.

그러나, 이러한 네트워크망을 이용한 종래의 CCTV 장치의 영상정보 전송 시스템은 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 기본으로 녹화 및 검색이 가능하므로 장소와 거리에 구애받지 않고 감시를 효율적으로 할 수 있고, 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하여 압축/저장/복원을 하므로 고화질, 고용량의 정보관리에 용이하며 반복 검색으로 인해 화질이 저하됨이 없이 날짜별, 시간별, 카메라별 검색이 가능하다는 장점이 있으나, 새로운 CCTV 카메라를 설치할 경우 별도의 동축 케이블을 증설하여야 하고, 전화선을 이용할 경우 장거리(예컨대, 100m 이상) 전송을 위해 리피터를 일정한 거리마다 설치하여 신호를 증폭하여야 하는 불편함이 있다. 즉, 동축 케이블의 증설 또는 리피터의 설치는 비용적인 측면과 추후 유지보수 비용의 증가를 의미한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 모든 DSL(Digital Subscriber Line)(이하에서는, 'xDSL'이라 칭한다)을 이용하여 감시용 카메라와 호스트 컴퓨터간의 초고속 데이터 전송이 가능하도록 구현하고, 감시용 카메라에서 호스트 컴퓨터로의 데이터 전송량(예컨대, 최대 8Mbps)을 호스트 컴퓨터에서 감시용 카메라로의 데이터전송량(예컨대, 최대 1024Kbps)보다 크게 설정하는 비대칭 전송 방식을 이용하여 장거리 데이터 전송이 가능하도록 구현할 수 있는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 영상정보뿐만 아니라 음성정보를 캡쳐하여 호스트 컴퓨터로 전송하고, xDSL을 통한 감시용 카메라의 원격제어가 가능하도록 구현할 수 있는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 네트워크망을 이용한 종래의 CCTV 장치의 영상정보 전송 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 데이터 전송 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고,

도 3은 xDSL Co 모듈 및 xDSL Cp 모듈의 내부 구성을 보여주는 블록도이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블록도이고,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 블록도이고,

도 6은 본 발명에 따른 데이터 전송 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

200: 영상 변환/압축 수단 300: 데이터 처리 및 송신 수단

340: xDSL Co 모듈 400: 음성 처리 수단

500: 감시용 카메라 600: 영상 처리 수단

610: xDSL Cp 모듈 620: 호스트 컴퓨터

1000: 데이터 전송 시스템

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 감시용 카메라에서 캡쳐된 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송 시스템에 있어서, 카메라 렌즈로부터 입사되는 영상신호를 검출 및 증폭하여 디지털 변환하고, 변환된 디지털 신호를 압축하는 영상 변환/압축 수단과; 고속 인터넷 접속 및 원격 LAN 접속 서비스, 고성능의 멀티서비스 트래픽 제어/설치/운용/유지보수를 지원하고, WAN 접속기능을 제공하는 CPU, CPU의 동작에 필요한 각종 변수 및 데이터를 저장하고 CPU의 기능을 수행하도록 구현된 펌웨어 및 주변 디바이스에 대한 정보를 저장하는 메모리, CPU로부터 인가되는 데이터를 변조하여 전송하거나 외부로부터 전송되는 데이터를 복조하는 xDSL Co 모듈로 이루어진 데이터 처리 및 송신 수단; 및 데이터 처리 및 송신 수단으로부터 인가되는 음성 및 영상 데이터를 복조하여 호스트 컴퓨터로 전송하거나 호스트 컴퓨터에서 전송되는 데이터를 변조하여 전송하는 xDSL Cp 모듈로 이루어진 영상 처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 감시용 카메라에서 캡쳐된 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송 방법에 있어서, 감시용 카메라 또는 음성 처리 수단으로부터 캡쳐된 데이터를 디지털 신호로 변환하여 압축하는 단계와; 압축된 데이터를 저장하고 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송하기 위한 패킷 데이터를 생성하는 단계와; 생성된 패킷 데이터를 비대칭 전송 방식을 이용하여 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계; 및 패킷 데이터를 원래의 신호로 복원하여 저장 및 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 데이터 전송 시스템 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 전송 시스템(1000)의 구성을 보여주는 블록도로서, 데이터 전송 시스템(1000)은 크게 감시용 카메라(500)와 영상 처리 수단(600)으로 구성되어 있고, 감시용 카메라(500)와 영상 처리 수단(600)간의 데이터 전송은 비대칭 전송 방식에 의한다. 감시용 카메라(500)는 영상 변환/압축 수단(200), 데이터 처리 및 송신 수단(300) 및 음성 처리 수단(400)을 포함하며, 영상 변환/압축 수단(200)은 영상검출 및 증폭부(210), 디코더(220), 웨이브릿(wavelet) 변환 모듈(230), 제1 DRAM(Dynamic RAM)(240) 및 FPGA(Field Programmable Gate Array)(250)로 구성되고, 데이터 처리 및 송신 수단(300)은 CPU(310), 제2 DRAM(320), 플래시 메모리(330), xDSL Co 모듈(340), UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)(350) 및 이더넷 포트(360)로 구성되고, 음성 처리 수단(400)은 마이크로폰(410), SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)(420) 및 음성 DSP(Voice Digital Signal Processor)(430)로 구성되어 있다. 또한, 영상 처리 수단(600)은 xDSL Cp 모듈(610), 호스트 컴퓨터(620), DVR(Digital Video Recorder)(630), 서버(640) 및 모니터(650)로 구성되어 있다.

감시용 카메라(500)는 일반인의 출입이 많은 대형 사업장(예컨대, 은행, 관공서, 학교, 백화점, 쇼핑센터) 등 일반 보안장비로 통제가 되지 않는 지역에 설치되어 출입자 및 시설물을 촬영하는 장치를 통칭하는 말로서, CCTV 카메라와 웹 카메라[예컨대, 웹캠 비디오 컨퍼런싱(Webcam Video Conferencing)과 폰캠(Fonecam)] 등을 포함한다. 본 발명에서는 일반적으로 널리 공지된 CCTV 카메라를 사용한다.

영상 변환/압축 수단(200)의 영상검출 및 증폭부(210)는 CCTV 카메라의 렌즈를 통해 입사되는 영상신호로부터 수직, 수평 동기신호를 제거하고 순수한 비디오 신호만을 검출하여 소정 레벨로 증폭하고, 디코더(220)는 영상검출 및 증폭부(210)에 연결되어 증폭된 영상신호를 처리 가능한 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. Wavelet 변환 모듈(230)은 디코더(220)와 상호 연결되어 변환된 디지털 신호를 DWT(Discrete Wavelet Transform) 변환으로 영상을 압축하는 역할을 수행한다. Wavelet은 상이한 주파수 구성에서 데이터를 자르고, 그 후에 그것은 스케일(scale)에 적용된 해상도를 지닌 각각의 구성을 연구하는 수학적 함수이다. Wavelet 변환은 공간과 주파수 영역의 두 영역에서 영상을 표시할 수 있기 때문에 푸리에(Fourier) 변환에 근간을 둔 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)을 이용한 기존의 압축방식(예컨대, MPEG, JPEG)에 비해 더 많은 장점을 지니고 있다. 즉, 주파수 영역의 특성만을 이용하는 기존의 압축방식에 비해 wavelet은 영상의 에지(edge) 등과 같은 공간적 특성과 저주파 영역에 에너지가 밀집되어 있는 영상의 주파수적 특성을 보다 효율적으로 나타낼 수 있는 특징이 있다. 제1 DRAM(240)은 Wavelet 변환 모듈(230)과 상호 연결되어 압축 변환된 영상 정보를 저장하고, FPGA(250)는 Wavelet 변환 모듈(230) 및 제1 DRAM(240)에 연결되어 I/O 표준에서의 칩 대 칩(chip-to-chip) 통신 요구, 디바이스 안팎에서의 수많은 클럭 신호 동기화, 다양한 메모리 요구 관리 등을 수행한다. FPGA 칩 내부에는 CLB(Xilinx FPGA의 Logic Unit)라는 로직 유닛이 균일하게 배치되어 있으며 CLB와 CLB사이에 신호들의 연결을 위한 라우팅 채널이 형성되어 있다. 예컨대, XC400XL 디바이스의 경우 하나의 CLB에는 2개의 플립플롭과 2개의 4 입력 LUT(memory Look Up Table)이 존재하는데 4 입력 LUT는 16비트 RAM을 이용하여 로직을 구성한 것으로 16개의 1비트 메모리 셀에 1 또는 0의 값을 넣어 놓고 주소 입력 4비트의 값에 따라 16가지 패턴 중 하나를 출력할 수 있다.

데이터 처리 및 송신 수단(300)의 CPU(310)는 디코더(220) 및 FPGA(250)에 연결되어 있으며, 데이터와 음성 통합서비스, 2선식 동선을 이용하는 xDSL 회선을 통해 음성 외에 10Base-T 이더넷 포트를 통해 고속 인터넷 접속 및 원격 LAN 접속 서비스, 고성능의 멀티서비스 트래픽 제어, 설치, 운용, 유지보수를 용이하게 하기 위하여 원격관리시스템에 의한 구성, 장애, 성능, 보안관리를 지원하고, IP 라우팅 및 브리징 기능을 내장하여 다양한 xDSL 기반 WAN 접속기능을 제공하는 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에서의 CPU(310)는 2개의 ARM 7TDMI가 내장된 비라타(Virata) 칩셋을 사용하여 원거리까지 데이터 손실이 없이 전송하도록 구현한다. 제2 DRAM(320)은 CPU(310)와 상호 연결되어 CPU(310)의 동작에 필요한 각종 변수 및 데이터(예컨대, 음성 및 영상 데이터)를 저장하는 역할을 수행하며, 플래시 메모리(330)는 CPU(310)에 연결되어 있으며 CPU(310)의 기능을 수행하도록 구현된 펌웨어(Firmware) 및 주변 디바이스에 대한 정보를 저장한다. xDSL Co 모듈(340)은 CPU(310)와 상호 연결되어 있으며, CPU(310)로부터 인가되는 음성 및 영상 데이터를 변조하여 영상 처리 수단(600)으로 전송하거나 영상 처리 수단(600)에서 전송되는 데이터를 복조하는 역할을 수행한다. 이 때, xDSL Co 모듈(340)에서 영상 처리 수단(600)으로의 데이터가 영상 처리 수단(600)에서 xDSL Co 모듈(340)로의 데이터보다 중요하고 그 데이터 전송량이 크기 때문에 업 스트림 속도를 크게 설정한다. 이는 기존의 xDSL 기술과는 상반되는 개념이다. 예를 들어, xDSL을 ADSL를 사용하는 경우, 업 스트림 속도[즉, xDSL Co 모듈(340)에서 영상 처리 수단(600)으로의 전송 속도]를 8Mbps로 설정하고, 다운 스트림 속도[즉, 영상 처리 수단(600)에서 xDSL Co 모듈(340)로의 전송 속도]를 640Kbps로 설정한다. 여기에서, xDSL은 전송속도, 전송거리, 상향(upstream)과 하향(downstream) 전송속도 비율 등에 따라 DSL, HDSL(High bit rate DSL), ADSL, VDSL(Very high data rate DSL), SHDSL(Symmetric High-speed DSL) 등으로 구분된다. CPU(310)에는 콘솔과 연결되어 CPU(310)와 콘솔간의 데이터 통신을 수행하는 UART(350)와 외부 기기(예컨대, PC 등)와의 데이터 교환(예컨대, CPU 업그레이드, 음성 및 영상 정보 전송 등)을 수행하기 위한 이더넷 포트(360)가 연결되어 있다.

음성 처리 수단(400)의 마이크로폰(410)은 감시용 카메라(500)의 부근에 설치하여 음성을 캡쳐하는 역할을 수행하고, SLIC(420)은 전화기에 연결되어 링 신호, 훅 온/오프 신호 등을 감지하여 입출력되는 음성 정보를 인터페이싱하는 역할을 수행한다. 음성 DSP(430)은 마이크로폰(410) 또는 SLIC(420)과 상호 연결되어 있으며, 마이크로폰(410) 또는 SLIC(420)으로부터 인가되는 아날로그 음성 신호를 처리 가능한 디지털 음성 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 일반적으로, 음성 DSP(430)은 6 비트 블록 지수로 8 비트에서 24 비트까지의 데이터 폭을 가지며 실시간 복합 데이터 I/O 포트와 실시간 다중채널 DSP 시스템을 위한 32 채널 원형 버퍼(Circular buffer)를 구비하고 있다. 원형 버퍼는 배열의 연속적인 공간에 데이터를 입력하고, 이와 같은 방식으로 배열의 마지막 항목을 채우게 되고, 만일 데이터를 입력시킬 공간이 더 이상 없으면 다시 앞으로 되돌아가서 배열의 첫 항목에 데이터를 입력시킨다. 처리된 음성 신호를 전송하는 방식은 ATM의 AAL2를 이용한다. AAL2는 응용프로그램이 지연을 고려한 최적의 최대 패킷 길이를 선택하게 함으로써 패킷 지연을 쉽게 제어할 수 있고, 몇몇의 활성화된 AAL2 연결의 AAL2 패킷을 다중화해서 ATM 셀을 채울 수 있어 부분적으로 채워진 셀을 보냄으로써 생기는 비효율성을 줄일 수 있다는 특징이 있다. 전술한 음성 처리 수단(400)은 추가적인 옵션 사항이며, 영상뿐만 아니라 음성 신호까지 모니터링하고자 할 때 필요한 것이다.

영상 처리 수단(600)의 xDSL Cp 모듈(610)은 xDSL Co 모듈(340)과 상호 연결되어 있으며, xDSL Co 모듈(340)로부터 인가되는 음성 및 영상 데이터를 복조하여 호스트 컴퓨터(620)로 전송하거나 호스트 컴퓨터(620)에서 전송되는 데이터(예컨대, 원격 제어 신호 등)를 변조하여 전송하는 역할을 수행한다. xDSL Cp 모듈(610)의 구성은 xDSL Co 모듈(340)과 거의 동일하며, 데이터의 전송 속도가 다를 뿐이다. 이 때, xDSL Cp 모듈(610)에서 xDSL Co 모듈(340)로 전송되는 데이터는 xDSL Co 모듈(340)에서 xDSL Cp 모듈(610)로 전송되는 데이터보다 상대적으로 적기 때문에 다운 스트림 속도를 적게 설정한다. 예를 들어, xDSL을 ADSL를 사용하는 경우, 업 스트림 속도[즉, xDSL Co 모듈(340)에서 xDSL Cp 모듈(610)로의 전송 속도]를 8Mbps로 설정하고, 다운 스트림 속도[즉, xDSL Cp 모듈(610)에서 xDSL Co 모듈(340)로의 전송 속도]를 640Kbps로 설정한다. 하지만, 전술한 전송 속도는 일반적인 경우를 예시한 것이며, 주위 환경 및 통신 환경에 따라 자유롭게 변경 가능하다. 호스트 컴퓨터(620)는 인가된 데이터를 DVR(620)에 저장하고, 외부 서버(640)로 해당 데이터를 전송하거나 모니터(650)를 통해 해당 데이터를 디스플레이 하도록 지원한다. 또한, 감시용 카메라(500)로 전송할 데이터(예컨대, 원격 제어 신호 또는 각종 데이터 신호 등)를 작성 및 편집[예컨대, 서버(640)로부터 전송되는 데이터의 편집]하는 역할도 수행한다.

도 2에 도시된 데이터 전송 시스템(1000)은 영상 변환/압축 수단(200), 데이터 처리 및 송신 수단(300) 및 음성 처리 수단(400)이 감시용 카메라(500)에 포함된 내장형이며, 영상 변환/압축 수단(200)만을 감시용 카메라(500)에 포함시키고 나머지 구성부[즉, 데이터 처리 및 송신 수단(300) 및 음성 처리 수단(400)]를 감시용 카메라(500)와 분리하여 설치하는 외장형 데이터 전송 시스템(1000)도 구현 가능하다.

도 3은 xDSL Co 모듈(340) 및 xDSL Cp 모듈(610)의 내부 구성을 보여주는 블록도로서, 멀티 모드 DSP(710), AFE(Analog Front End)(720), 라인 드라이버(730) 및 루프 인터페이스(740)를 포함하여 구성되어 있다. CPU(310)와 xDSL Co 모듈(340)간, xDSL Cp 모듈(610)과 호스트 컴퓨터간의 데이터 형식 및 타이밍을 조절하기 위해 유토피아 인터페이스(Utopia Interface)를 사용한다. 멀티 모드 DSP(710)는 여러 채널 및 다기능의 음성을 처리하고 다수의 감시용 카메라(500)로부터 전송되는 각종 데이터 프레임을 고속으로 처리하고, AFE(720)는 디지털로 접속되어 아날로그 방식으로 전파를 증폭하여 중간 주파수로 변환하고, 라인 드라이버(730)는 상호작용을 지원하는 구동 프로그램을 포함하여 일반적인 입출력 명령어들을 처리 가능한 메시지의 형태로 변환하고, 루프 인터페이스(740)는 외부[예컨대, xDSL Co 모듈(340)과 xDSL Cp 모듈(610) 상호간]와의 데이터 교환을 위해 데이터 형식 및 동작 속도를 인터페이싱하는 역할을 수행한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블록도로서, 멀티플렉서(820)를 이용하여 다수의 감시용 카메라(810)에서 전송되는 데이터(즉, 영상 또는 음성신호)를 필드 또는 프레임 단위로 순차 전환하여 출력시켜 호스트 컴퓨터(620)로 비대칭 전송 방식으로 전송하도록 구현할 수 있다. xDSL Co 모듈(340)과 xDSL Cp 모듈(610) 상호간에 이루어지는 비대칭 전송 방식은 도 2 및 도 3에 설명되어 있으므로 여기에서는 상세하게 설명하지 않는다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 블록도로서, 각각의 감시용 카메라(910)에 xDSL Co 모듈(340)을 내장시켜 xDSL Cp 모듈(610)을 통해 호스트 컴퓨터(620)와 데이터 교환이 이루어지도록 구현할 수 있다. xDSL Cp 모듈(610)에는 멀티 모드 DSP(710)가 내장되어 있으므로 도 4의 멀티플렉서(820) 기능을 수행할 수 있다. xDSL Co 모듈(340)과 xDSL Cp 모듈(610) 상호간에 이루어지는 비대칭 전송 방식은 도 2 및 도 3에 설명되어 있으므로 여기에서는 상세하게 설명하지 않는다.

이하에서는, 본 발명에 따른 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 대한 동작 관계를 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 데이터 전송 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이고, 본 전송 시스템은 영상신호뿐만 아니라 음성신호도 같이 처리할 수 있도록 구현되었고, 감시용 카메라와 호스트 컴퓨터는 비대칭 네트워크망(예컨대, xDSL을 이용한 네트워크망)을 통해 연결되었다고 가정한다. 그렇지만, 음성신호의 처리는 본 발명의 옵션 사항이며, 영상신호만을 처리하도록 구현할 수 있음은 당연하다.

먼저, 감시용 카메라 렌즈를 통해 영상신호가 캡쳐되었거나 마이크로폰 또는 전화기를 통해 음성신호가 캡쳐되었는가를 판단(S610)하여 영상신호가 캡쳐되면(S620) 영상검출 및 증폭부를 통해 캡쳐된 영상신호를 증폭 및 디지털 변환한 후, Wavelet 변환 모듈을 통해 해당 영상신호를 DWT(Discrete Wavelet Transform) 변환 및 압축한다(S630). 상기 단계(S620)의 판단 결과, 캡쳐된 신호가 음성신호이면 음성 DSP를 이용하여 해당 음성신호를 처리 가능한 디지털 신호로 변환하여 CPU로 전송한다(S640).

CPU는 압축된 영상신호 또는 변환된 음성신호를 수신하여 제2 DRAM에 저장함과 동시에 xDSL Co 모듈로 해당 데이터를 인가한다. xDSL Co 모듈은 인가된 영상 또는 음성신호를 전송하기 위한 각각의 프레임으로 이루어진 패킷 데이터를 생성하여 비대칭 전송 방식으로 xDSL Cp 모듈에 전송한다(S660). 본 발명에서 사용되는 비대칭 전송 방식은 기존의 비대칭 전송 방식과 상반되며, xDSL Co 모듈에서 xDSL Cp 모듈로 전송되는 데이터가 xDSL Cp 모듈에서 xDSL Co 모듈로 전송되는 데이터보다 중요하고 데이터 전송량이 훨씬 크기 때문에 업 스트림 속도를 크게 설정한다. 예를 들어, xDSL Co 모듈에서 xDSL Cp 모듈로의 업 스트림 속도를 8Mbps로 설정하고, xDSL Cp 모듈에서 xDSL Co 모듈로의 다운 스트림 속도를 640Kbps로 설정한다. 따라서, 감시용 카메라에서 캡쳐된 데이터를 고속으로 처리할 수 있고, 네트워크망을 이용하여 데이터를 전송함으로써 별도의 중계기 없이 보다 먼 거리까지 전송할 수 있다. xDSL Cp 모듈은 xDSL Co 모듈로부터 전송되는 패킷 데이터를 수신하여 원래의 영상 또는 음성신호로 복원하여 호스트 컴퓨터로 인가하고, 호스트 컴퓨터는 해당 데이터를 DVR에 저장하거나 외부 서버로 전송하거나 모니터에 디스플레이 하도록 처리한다(S670).

전술한 설명은 xDSL Co 모듈에서 xDSL Cp 모듈로의 데이터 전송에 관해 설명한 것이고, xDSL Cp 모듈에서 xDSL Co 모듈로의 데이터 전송은 역순으로 이루어진다. xDSL Cp 모듈에서 xDSL Co 모듈로의 데이터 전송은 비교적 데이터 양이 적기 때문에 적은 스트림 속도를 유지하도록 설정한다. 따라서, xDSL을 이용한 네트워크망을 통해 호스트 컴퓨터에서 감시용 카메라를 원격 제어할 수 있다.

이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템 및 방법에 의하면, xDSL을 이용하여 감시용 카메라와 호스트 컴퓨터간의 초고속 데이터 전송이 가능하도록 네트워크망을 구현하고, 감시용 카메라에서 호스트 컴퓨터로의 데이터 전송량(예컨대, 최대 8Mbps)을 호스트 컴퓨터에서 감시용 카메라로의 데이터 전송량(예컨대, 최대 1024Kbps)보다 크게 설정하는 비대칭 전송 방식을 이용함으로써, 별도의 중계기 없이 장거리 데이터 전송이 가능하고 고속으로 데이터를 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 영상신호뿐만 아니라 음성신호를 캡쳐하여 호스트 컴퓨터로 전송하고, xDSL을 통한 감시용 카메라의 원격제어가 가능하도록 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 멀티플렉서를 이용하여 각각의 감시용 카메라에서 전송되는 데이터를 처리함으로써, 보다 넓은 장소를 감시할 수 있는 효과가 있다.

Claims

감시용 카메라에서 캡쳐된 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송 시스템에 있어서,

카메라 렌즈로부터 입사되는 영상신호를 검출 및 증폭하여 디지털 변환하고, 변환된 디지털 신호를 압축하는 영상 변환/압축 수단;

고속 인터넷 접속 및 원격 LAN 접속 서비스, 고성능의 멀티서비스 트래픽 제어/설치/운용/유지보수를 지원하고, WAN 접속기능을 제공하는 CPU, 상기 CPU의 동작에 필요한 각종 변수 및 데이터를 저장하고 상기 CPU의 기능을 수행하도록 구현된 펌웨어 및 주변 디바이스에 대한 정보를 저장하는 메모리, 상기 CPU로부터 인가되는 상기 데이터를 변조하여 전송하거나 외부로부터 전송되는 데이터를 복조하는 xDSL Co 모듈로 이루어진 데이터 처리 및 송신 수단;

상기 데이터 처리 및 송신 수단으로부터 인가되는 음성 및 영상 데이터를 복조하여 상기 호스트 컴퓨터로 전송하거나 상기 호스트 컴퓨터에서 전송되는 데이터를 변조하여 전송하는 xDSL Cp 모듈로 이루어진 영상 처리 수단; 및

마이크로폰에서 캡쳐된 음성신호와 전화기로부터 인가되는 음성신호를 처리 가능한 디지털 음성 신호로 변환하는 음성 DSP로 이루어진 음성 처리 수단을 포함하고,

상기 데이터 처리 및 송신 수단은 콘솔과 연결되어 상기 CPU와 상기 콘솔간의 데이터 통신을 수행하는 범용 비동기 송수신 장치(UART)와 외부 기기와의 데이터 교환을 수행하는 이더넷 포트를 더 포함하고,

상기 데이터 처리 및 송신 수단과 상기 영상 처리 수단간의 데이터 교환은 네트워크망을 통해 이루어지고, 상기 데이터 처리 및 송신 수단에서 상기 영상 처리 수단으로의 업 스트림 속도를 상기 영상 처리 수단에서 상기 데이터 처리 및 송신 수단으로의 다운 스트림 속도보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 영상 변환/압축 수단과 상기 데이터 처리 및 송신 수단을 상기 감시용 카메라에 내장시키는 것을 특징으로 하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 네트워크망은 xDSL 중에서 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 시스템.
감시용 카메라에서 캡쳐된 데이터를 호스트 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송 방법에 있어서,

상기 감시용 카메라 또는 음성 처리 수단으로부터 캡쳐된 데이터를 디지털 신호로 변환하여 압축하는 단계;

압축된 상기 데이터를 저장하고 상기 데이터를 상기 호스트 컴퓨터로 전송하기 위한 패킷 데이터를 생성하는 단계;

상기 생성된 패킷 데이터를 비대칭 전송 방식을 이용하여 상기 호스트 컴퓨터로 전송하는 단계; 및

상기 패킷 데이터를 원래의 신호로 복원하여 저장 및 모니터링하는 단계를 포함하고,

상기 감시용 카메라와 상기 호스트 컴퓨터간의 데이터 교환은 네트워크망을 통해 이루어지고, 상기 감시용 카메라에서 상기 호스트 컴퓨터로의 업 스트림 속도를 상기 호스트 컴퓨터에서 상기 감시용 카메라로의 다운 스트림 속도보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 방법.
삭제
제7항에 있어서, 상기 네트워크망은 xDSL 중에서 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전송 방식을 이용한 데이터 전송 방법.