KR102172530B1 - 영상 감시 앰프 내장형 ip 스피커 시스템 - Google Patents
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Abstract
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템이 개시된다. 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써, 카메라와 IP 영상장치와 마이크와 IP 음성장치를 제어 신호를 PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용하여 처리하는 전력 충전 방식을 가진 IP 주소가 할당된 영상 감시 IP Speaker이다. 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템은, 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하며, IP 주소가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커; 및 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로부터 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 수신받아 저장하고, IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 모니터링하며, 화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에, 사용자 단말의 텍스트 문자 또는 음성 데이터를 전송하거나, 또는 원격 제어 명령을 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로 전송하는 사용자 단말을 포함한다.
Description
본 발명은 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공하며, 앰프 내장형 IP 스피커는 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커를 제공하며, 원격지 사용자 단말은 IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터를 모니터링하며, 원격지 사용자 단말의 모니터링 요원의 음성 데이터를 IP 주소가 할당된 앰프 내장형 IP 스피커로 전송하여 출력하거나 또는 앰프 내장형 IP 스피커로 원격 제어 명령을 전송하여 경고음을 출력되도록 하는, IP 영상 장치와 IP 음성 장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템에 관한 것이다.
스피커는 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하여 음향 신호를 출력하는 음향기기이며, 라우드 스피커(loudspeaker)라고 한다.
스피커는 구조에 따라 콘형(cone type) 스피커, 돔형(dome type) 스피커, 진동판 앞에 horn을 설치하는 혼형(horn type) 스피커로 분류된다.
진동판이 공기중에 직접 놓이는 복사형 스피커는 스테레오 라디오 장치에서 대부분 콘 스피커(cone speaker)가 많이 사용된다.
콘 스피커는 진동판에 원뿔형(cone) 판을 많이 사용하며, 전자기형 인 마그네틱스피커(자기확성기)보다 동전형이 많이 쓰인다. 효율은 코일을 지나는 총 자속수의 제곱에 비례하므로, 큰 자석을 사용한 대구경의 스피커가 전기 음향 변환효율이 좋다.
스피커(loudspeaker)는 오디오 주파수 대역에 따라 저음(woofer,20~100Hz), 중음(squawker, 100~1,000Hz), 고음(tweeter, 1,000Hz ~ 10kHz) 유니트를 조합하여 제조되며, 기본적인 스피커 시스템은 오디오 신호처리 시스템과 파워 앰프(Amp)와 스피커(L,R)가 구비된다.
가청주파수 대역(20~20,000 Hz)의 저음부터 고음까지 재생하는 전대역 스피커(full range speaker)는 20~100 Hz 대역의 저음을 재생하는 인 우퍼(woofer), 수백 Hz ~ 수천 Hz 대역의 중음역을 재생하는 스쿼커(squawker), 수천 Hz ~ 20 kHz 대역의 고음을 재생하는 트위터(tweeter)가 존재한다.
스피커는 출력 음압 레벨(SPL, sound pressure level), 주파수 특성, 지향각에 따라 공간의 음향 특성에 따라 출력과 지향 특성을 고려하여 음성은 100 ~8000 Hz 대역에서 재생하고, 음악 데이터는 30~15,000 Hz 대역에서 재생한다.
음압(sound pressure)은 대기압(1기압= 1,013 mbar)으로부터 공기 압력의 변동분을 의미한다. 보통 사람의 청력을 기준으로 1 kHz의 평면파의 소리의 최소 가청값 p0= 
μbar에 대한 사람이 들을 수 있는 가장 작은 소리를 '기준 음압'이라고 한다.
음압 레벨(SPL)은 
[dB]
단, Po는 기준 음압(
μbar), P는 측정 대상 음압이며, 음압 레벨은 데시벨(dB)의 단위로 표시된다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허 등록번호 10-1928561에서는 "ＰｏＥ 방식을 사용한 충전식 전원 내장 앰프 내장형 ＩＰ 스피커 시스템"이 등록되어 있다.
도 1은 종래의 PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용한 충전식 전원 내장 앰프 내장형 IP 스피커 시스템의 구성도이다.
PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용한 충전식 전원 내장 앰프 내장형 IP 스피커 시스템은 USB 케이블로 연결되어 정격 전류와 전압이 충전되는 PoE 방식 충전 시스템(303)과, PoE 이더넷 모듈(302)과 스마트 기기와 연동되어 디지털 음원 데이터를 수신받는 무선 통신부(Wi-Fi, Bluetooth)(308)를 구비하며, CPU와 DSP/볼륨 조절부/이퀄라이저 조절부(음원 제어 보드), IP 주소가 할당되는 앰프 내장형 IP 스피커(300)를 구비하고,
상기 무선 통신부(308)는 Wi-Fi, 또는 Bluetooth 중 어느 하나를 사용하며,
상기 앰프 내장형 IP 스피커는 앰프와 직접 연결되는 하나의 스피커를 구비하거나 또는 적어도 둘 이상의 스피커를 구비하는 경우 앰프와 스피커 셀렉터를 구비하고, 상기 스피커 셀렉터와 적어도 둘 이상의 스피커와 연결된다.
상기 앰프 내장형 IP 스피커(300)는 음원 서버(200)로부터 제공된 디지털 음원 데이터를 TCP/IP 또는 UDP/IP를 사용하는 IP 네트워크를 통해 PoE 이더넷 모듈로 수신하거나 또는 Wi-Fi/Bluetooth 무선 통신부(308)를 통해 수신받아 앰프 내장형 IP 스피커(300)로 출력되고, UTP 케이블(CAT5) 선로에 연결된 앰프 내장형 IP 스피커에 PoE 방식으로 전송된 오디오 음원과 전원, 제어신호를 스피커에서 수신하며 음원 신호가 없을 시 앰프(Amp)는 STAND-BY 상태로 동작하고 이때 전원을 배터리로 충전하며, 음원의 신호가 CPU의 감시 모듈에 의해 수신이 확인되면 충전 시스템은 정지되고, 충전된 전력과 전송된 전력으로 앰프(Power Amp)를 가동하여 스피커들을 동작시킨다.
PoE 방식 충전 시스템은 DC 3V ~ DC 48V 충전이 가능하며, 이에 따른 10W ~ 90W 전력을 앰프(Amp)에 공급한다.
앰프 내장형 IP 스피커(300)는 음원 서버(200)로부터 디지털 오디오 데이터(301)를 IP 네트워크를 통해 수신하는 PoE 이더넷 모듈(302); USB 케이블로 정격 전압과 전류가 충전되는 PoE 방식 충전 시스템(303); 상기 PoE 방식 충전 시스템(303)과 연결되며, DC 전압을 소정의 DC 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터(304); CPU(309)와 연결되고, 아날로그 오디오 신호 입력부를 통해 제공된 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호로 제공하는 오디오 ADC(307); 앰프 내장형 IP 스피커의 충전과 앰프 내장형 스피커를 통한 오디오 신호의 출력의 각 기능을 제공하는 CPU(309); 상기 CPU(309)와 연결되고 DSP 프로그램이 설치된 DSP(310); 전원 온/오프 버튼과; 볼륨 레벨을 조절하는 볼륨 조절부(311); 주파수 대역별 이퀄라이저 레벨을 조절하는 이퀄라이저 조절부(312); 디지털 오디오 신호를 D/A 변환하여 아날로그 오디오 신호를 제공하는 오디오 DAC(313); 기 조정된 볼륨 레벨과 주파수 대역별 이퀄라이저 레벨에 따라 아날로그 오디오 신호를 증폭하는 앰프(Amp)(314); 상기 앰프(Amp)(314)와 연결되고 증폭된 아날로그 오디오 신호를 출력하는 스피커(317)를 포함하며,
상기 앰프 내장형 IP 스피커(300)는 IP 주소가 할당되며, 음원 서버(200)[0060] 로부터 제공된 디지털 음원 데이터를 IP 네트워크를 통해 PoE 이더넷 모듈(302)로 수신받아 실시간으로 기 설정된 볼륨 레벨과 주파수 대역별 이퀄라이저 레벨에 따라 CPU, 오디오 DAC-앰프- 스피커를 통해 출력된다.
상기 앰프 내장형 IP 스피커(300)는 CPU(309)와 연결되고, IP 네트워크와 연결된 PoE 이더넷 모듈 또는 무선 통신부(Wi-Fi, Bluetooth)를 통해 디지털 음원 데이터를 버퍼링하여 저장하는 저장부를 더 포함한다.
상기 앰프 내장형 IP 스피커(300)는 CPU(309)와 연결되며, 재생되는 디지털 음원 데이터의 정보와, 볼륨 레벨과 이퀄라이저 주파수를 출력하는 LCD 표시부(319)를 더 포함한다.
IP 주소가 할당된 앰프 내장형 IP 스피커(300)는 음원 서버(200)로부터 IP 네트워크를 통해 디지털 음원 데이터(디지털 오디오 source)를 PoE 이더넷 모듈(302)을 통해 수신받아, 기 설정된 볼륨 레벨과 주파수 대역별 이퀄라이저 레벨에 따라 CPU(309), 오디오 DAC(313)-앰프(314)- 스피커(317)를 통해 출력될 수 있다.
영상 시스템은 별도의 장비를 구성하고, 음향 시스템은 별도의 장비를 구성하여 현재 사용하고 있다. 영상 시스템/음향 시스템의 통합형 장비를 가진 스피커 시스템은 아직 없다.
그러므로, IP 영상 장치와 IP 음성 장치와 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비가 필요하다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공하며, 앰프 내장형 IP 스피커는 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)를 제공하며, 원격지 사용자 단말(900)은 IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터를 모니터링하며, 앰프 내장형 IP 스피커로 원격 제어 명령을 전송하여 경고음을 출력되도록 하는, IP 영상 장치와 IP 음성 장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커를 제공한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, IP 영상 장치와 IP 음성 장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템은, 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하며, 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써 IP 주소가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커; 및 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로부터 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 수신받아 저장하고, IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 모니터링하며, 화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에, 사용자 단말의 텍스트 문자 또는 음성 데이터를 전송하거나, 또는 원격 제어 명령을 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로 전송하는 사용자 단말을 포함하고,
적어도 하나 이상의 센서는 필요시 선택적으로 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커에 장착되며, 침입 탐지를 위한 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 구비한다.
적어도 하나 이상의 센서는 필요시 선택적으로 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커에 장착되며, 침입 탐지를 위한 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 구비한다.
본 발명의 IP 영상 장치와 IP 음성 장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템은 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공하며, 앰프 내장형 IP 스피커는 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커를 제공하며, 원격지 사용자 단말은 IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터를 모니터링하며,
원격지 사용자 단말의 모니터링 요원의 음성 데이터를 IP 주소가 할당된 앰프 내장형 IP 스피커로 전송하여 출력하거나 또는 앰프 내장형 IP 스피커로 원격 제어 명령을 전송하여 경고음을 출력되도록 하는 효과가 있다.
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는 VoIP 프로토콜인 SIP 또는 RTSP를 이용한 네트워크 IP 스피커 제어, UDP/IP 또는 RTP/RTCP 또는 Secure RTP/RTCP 프로토콜을 이용한 네트워크 스피커에서의 사용자 단말의 음성 데이터를 IP 스피커로 전송하여 실시간 스피커 출력, UDP/IP 또는 RTP 또는 SRTP 기반의 오디오 패킷을 수신하여 실시간으로 디코딩한 후 IP 스피커로 출력한다.
도 1은 종래의 PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용한 충전식 전원 내장 앰프 내장형 IP 스피커 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템의 구성도이다.
도 3은 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커의 개념도이다.
도 4는 원격지 사용자 단말과 PoE 이더넷 라인을 통해 통신되는 카메라 내장 IP 스피커 구성도이다.
도 5는 UTP 케이블을 사용한 영상 감시 방송 시스템과 영상 패킷과 음성 패킷을 하나의 패킷으로 전송하는 개념도이다.
도 6은 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 RTP 미디어 패킷 전송 프로콜의 IP/UDP/RTP/영상과 음성 데이터의 구조와 RTP 패킷 구조를 나타낸다.
도 7은 송신 측과 수신 측의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 데이터 흐름(data flow)를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명에 따른 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템의 구성도이다.
도 3은 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커의 개념도이다.
도 4는 원격지 사용자 단말과 PoE 이더넷 라인을 통해 통신되는 카메라 내장 IP 스피커 구성도이다.
도 5는 UTP 케이블을 사용한 영상 감시 방송 시스템과 영상 패킷과 음성 패킷을 하나의 패킷으로 전송하는 개념도이다.
도 6은 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 RTP 미디어 패킷 전송 프로콜의 IP/UDP/RTP/영상과 음성 데이터의 구조와 RTP 패킷 구조를 나타낸다.
도 7은 송신 측과 수신 측의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 데이터 흐름(data flow)를 나타낸 그림이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. 본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면 번호는 동일한 구성을 표기할 때에 다른 도면에서 동일한 도면번호를 부여한다.
도 2는 본 발명에 따른 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템의 구성도이다.
도 3은 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커의 개념도이다.
영상 감시 내장형 IP 스피커는 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써, 카메라와 IP 영상장치와 마이크와 IP 음성장치를 제어 신호를 PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용하여 처리하는 전력 충전 방식을 가진 IP 주소가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP Speaker를 제공한다.
영상 감시 내장형 IP 스피커는 전원과 제어 신호를 전송하는 방식으로 POE 방식을 적용하며, 앰프 내장 스피커와, 마이크와 카메라의 통합 장비를 만들고, 이에 필요한 전원을 기존의 특허인“PoE 방식을 활용한 충전식 전원 내장 앰프 내장형 IP 스피커“의 기술을 활용하였다.
사용자 단말(900)은 IP 네트워크 하나의 망이 아닌 두 개의 별도의 망(IP 네트워크, 그리고 Wi-Fi 또는 LTE 4G/5G)을 통해 앰프 내장형 IP 스피커와 연결되며, 개별 또는 그룹별로 IP 스피커의 네트워크 상태(전원 ON/OFF 상태, 볼륨 상태)를 진단하며, 개별(unicast) 또는 그룹별(multicast) IP 주소 또는 장치ID가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커들로 원격 제어한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 단말은 IP/UDP/RTP 멀티캐스트 RTP 패킷 구조에 따라 그룹별 복수의 앰프 내장형 IP 스피커의 장치ID와 음성 데이터를 전송한다.
[기본 기능]
1.원격 스피커 기능
- 원격지에 위치한 다수의 스피커에 대해 개별 또는 그룹별 네트워크 상태 및 스피커 출력 상태 진단
- 영상 신호를 PoE(Power of Ethernet) 방식으로 송수신하여 영상 정보를 원격지에 전달
- 자체 센서를 이용하여 직접 방송 및 원격지의 사용자 단말이 사용자의 음성이 송출되어 방송이 가능한 스피커
2. 내장 음원 송출 기능
- 내장 음원 저장을 위한 별도 메모리 탑재(최소 128MB 이상)
- 영상으로 모니터링 된 내용으로 외부 원격지에서 직접 경고 방송 송출
- 비상 경광등 및 비상 유도등을 가지고 있어 자체 센서의 위험 신호 탐지시에 자체 비상 방송 및 경고방송
3. 시스템 상태 이력 저장 기능
- 방송 출력 이력, 영상 정보를 주요 시스템 상태 이력을 저장하는 별도 메모리 탑재
- 관제 센터에서 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커의 원격 모니터링
[특징]
- 예를들면, 카메라 일체형 스피커 제품은 기존 제품에 비해 선로가 단순하고 설비 관리 하기가 쉽다.
- 영상 신호과 음성 신호 및 제어 신호를 PoE로 전송하여 전력문제까지 해결
- 기존 제품은 영상 제품과 음성 제품이 별도로 사용
- 영상 장비와 음성 장비의 통합형 장비
- 영상 데이터를 주로 원격지로 전송하고, 음성신호와 센서는 이벤트시에 IP 스피커 장비에 데이터를 저장하고 원격지로 데이터 전송
- 원격지에서는 음성 전송/제어 및 영상 장치 제어
- 원격지에서 음성 및 영상 데이터 모니터링
도 4는 원격지 사용자 단말과 PoE 이더넷 라인을 통해 통신되는 카메라 내장 IP 스피커 구성도이다.
도 5는 UTP 케이블(CAT 5,6)을 사용한 영상 감시 방송 시스템과 영상 패킷과 음성 패킷을 하나의 패킷으로 전송하는 개념도이다.
- 영상 장치와 스피커 일체형 앰프 내장형 IP 스피커
- 거의 실시간으로 2초 이내 지연하는 성능으로 음성 신호와 영상 신호를 하나의 패킷으로 전송하는 PoE(Power of Ethernet) 방식의 영상 감시 IP 스피커
- NETWORK 선로, 제어 선로, 음성 선로, 영상 선로, 전원 선로를 구성하고 별개의 장비를 가진 기존의 시스템을 하나의 POE 라인으로 전송하며 위와 같은 기능을 수행하는 IP 스피커
- 장비의 전원을 제어하는 BMS(Battery Management System)을 내장한 IP 스피커
- 원격 감시를 위해 영상 신호를 송신하고, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커에 마이크를 내장하여 원격지 사용자 단말의 음성 데이터를 송신하는 IP 스피커
- 침입 탐지 또는 화재 발생시, 앰프 내장형 IP 스피커 자체의 저장부에 경고음 음원 데이터를 저장하고 있으며, 원격지 사용자 단말에서 모니터링 요원의 음성 데이터를 전송하여 앰프 내장형 IP 스피커로 출력하여 자동 방송이 가능하며, 원격지 사용자 단말로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커로 수신된 텍스트 문자를 제어부의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하는 문자 방송이 가능한 앰프 내장형 IP 스피커
- VoIP 프로토콜인 SIP 또는 RTSP를 이용한 네트워크 스피커 제어
- 볼륨 제어, 카메라의 PTZ 콘트롤러를 구비하여 방향 제어, 이퀄라이저 설정 제어
- UDP/IP 또는 RTP/RTCP 또는 Secure RTP/RTCP 프로토콜을 이용한 네트워크 스피커에서 사용자 단말의 음성 데이터를 앰프 내장형 IP 스피커로 전송, 실시간 스피커 출력
- UDP/IP 또는 RTP 또는 SRTP 기반의 오디오 패킷을 수신하여 실시간으로 디코딩한 후 IP 스피커로 출력하는 기술
- 스피커의 정상 동작 여부를 판단하기 위해, IP 스피커의 출력을 검출할 수 있도록 마이크와 같은 오디오 입력 수단을 제공하여, 스피커 출력을 측정하여 스피커 관리 시스템으로 관련 정보(출력 볼륨, 원음과의 상관관계)를 제공할 수 있음
- 침입 탐지시에, 움직임 검출 센서(IR 센서, PIR 센서)를 이용하여 사람 등의 움직임을 검출한 후 앰프 내장형 IP 스피커의 자체 저장부에 저장된 음원을 이용하여 보안경고음을 출력
- 카메라/마이크 내장된 앰프 내장형 IP 스피커가 설치된 현장 상황을 모니터링할 수 있도록 앰프 내장형 IP 스피커로부터 관제 센터의 사용자 단말 또는 스피커 관리 시스템으로 수집된 오디오 데이터를 MP3, MPEG AAC 등의 오디오 코덱으로 압축하여 RTP, SRTP 또는 UDP 등을 이용하여 역방향으로 전송
본 발명의 앰프 내장형 IP 스피커는 카메라(729)를 구비한 IP 영상 장치와 마이크(730)를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공하며, 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 원격지 사용자 단말(900)로 PoE 모듈(780) 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부(790)를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)를 제공하며, 원격지 사용자 단말(900)은 IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터를 모니터링하며, 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 원격 제어 명령을 전송하여 경고음을 출력되도록 한다.
센서(740)는 앰프 내장형 IP 스피커(700)에 장착되며, 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서를 사용하는 침입 탐지, 온도 센서 또는 화재 감지 센서를 사용하는 화재 감지, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 사용한 수위 센서 감지 신호를 제공하며,
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트 문자를 수신받고, 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 스피커(727)로 저장부에 자체 저장된 경고음을 출력되도록 한다.
앰프 내장형 IP 스피커(700)는 제어부(710), 영상 처리부(721)와 음성 처리부(722)를 포함하는 디지털 신호처리부(720), DAC(723)와 증폭기(728)와 스피커(727), 카메라(729), 마이크(730)와 ADC(732)와 음성신호처리부(733), 센서(740), 저장부(770), PoE 방식 충전 시스템(777), PoE 모듈(780), 및 통신부(790)를 포함한다.
본 발명의 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템은
카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써, 앰프 내장형 IP 스피커의 IP 주소 및 장치ID가 할당되며, 원격지 사용자 단말(900)로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하며, 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써 IP 주소가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700); 및
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)로부터 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 수신받아 저장하고, IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 모니터링하며,
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에, 사용자 단말의 텍스트(text) 또는 음성 데이터를 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송하거나, 또는 원격 제어 명령을 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송하는 사용자 단말(900)을 포함하고,
적어도 하나 이상의 센서는 필요시 선택적으로 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)에 장착되며, 침입 탐지를 위한 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 구비한다.
적어도 하나 이상의 센서는 필요시 선택적으로 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)에 장착되며, 침입 탐지를 위한 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 구비한다.
사용자 단말(900)은 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC를 사용하며, 유무선 통신망을 통해 상기 앰프 내장형 IP 스피커(700)와 연결되며, 상기 앰프 내장형 IP 스피커(700)로부터 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터와 센서 신호를 수신받아 IP 스피커의 상태 모니터링, 침입 탐지/화재 감지/수위 모니터링 시에 화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 전송된 텍스트를 수신받고 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 수신된 원격 제어 명령에 따라 앰프 내장형 IP 스피커(700)를 통해 경고음이 출력되도록 한다.
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 제어부(710), 영상 처리부(721)와 음성 처리부(722)를 포함하는 디지털 신호처리부(720), DAC(723)와 증폭기(728)와 스피커(727), 카메라(729), 마이크(730)와 ADC(732)와 음성신호처리부(733), 센서(740), 저장부(770), PoE 방식 충전 시스템(777), PoE 모듈(780), 및 통신부(790)를 포함한다.
본 발명의 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)가 충전되도록 제어하며, 카메라/마이크로부터 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(900)로 전송하며, 위기 상황 감지시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 IP 주소가 할당된 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트를 수신받고 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나 또는 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 스피커(727)를 통해 저장부에 기 저장된 경고음을 출력하도록 제어하는 제어부(CPU)(710);
상기 제어부(CPU)(710)에 연결되며, A/V 코덱을 구비하고, 영상 데이터를 인코딩/디코딩하는 영상처리부(721)와 음성 데이터를 인코딩/디코딩하는 음성처리부(722)를 구비하는 디지털 신호 처리부(720);
상기 디지털 신호 처리부(720)의 영상 처리부(721)에 연결되는 카메라(729);
상기 디지털 신호 처리부(720)의 음성 처리부(722)에 연결되며, 디지털 음성 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 DAC(723), 아날로그 오디오 신호를 증폭하는 증폭기(728)가 내장된 스피커(727);
상기 제어부(710)에 연결되며, 영상 입력 스트림과 오디오 입력 스트림을 임시로 저장하며 소정 시간후 자동으로 삭제되며, 구동 프로그램과 경고음이 저장된 저장부(770);
상기 제어부(710)에 연결되고, 아날로그 오디오 신호 입력부를 통해 제공된 아날로그 오디오 신호를 A/D 변환하여 디지털 오디오 신호로 제공하는 오디오 ADC(307);
상기 제어부(710)에 연결되며, 센서 감지 신호를 제공하는 적어도 하나 이상의 센서(740); 및
상기 제어부(710)에 연결되며, 카메라/마이크의 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 IP 네트워크를 통해 사용자 단말(900)로 전송하고, 사용자 단말(900)로부터 원격 제어 명령을 수신하는 PoE 이더넷 모듈(780)을 포함한다.
또한, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 카메라/마이크의 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 Wi-Fi 또는 이동통신망(LTE 4G/5G)을 통해 사용자 단말(900)로 전송하고, 사용자 단말(900)로부터 원격 제어 명령을 수신하는 통신부(790)를 더 포함한다. 통신부(790)는 Wi-Fi 통신부 또는 LTE 4G/5G 통신부를 사용한다.
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)는
원격지 사용자 단말(900)로부터 전송된 텍스트 문자를 음성 데이터로 변환하여 출력하는 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710) 내에 구비된 TTS(Text To Speech) 변환 모듈; 및
마이크와 카메라가 내장된 앰프 내장형 IP 스피커 전체의 방향을 제어하는 PTZ 콘트롤러를 더 포함하며,
사용자 단말(900)로 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터 전송 제어, 볼륨 제어, 마이크와 카메라가 내장된 IP 스피커 전체를 제어하는 PTZ 콘트롤러를 사용하여 방향 제어, 이퀄라이저 설정 제어, 경고음 출력 제어 기능을 더 포함한다.
센서(740)는 앰프 내장형 IP 스피커에 장착되며, 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서를 사용하는 침입 탐지, 온도 센서 또는 화재 감지 센서를 사용하는 화재 감지, 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 사용한 수위 센서 감지 신호를 제공하며,
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 카메라/마이크로부터 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(900)로 전송하며,
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트 문자를 수신받고 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 스피커(727)로 경고음을 출력되도록 한다.
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 상기 제어부(710)에 연결되며, 마이크의 음성 신호를 처리하는 음성 신호 처리부(733)와 ADC(732) 및 마이크(730)를 더 포함한다.
또한, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 제어부(710)에 연결되며, DC 전압을 소정의 DC 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 구비하며, USB 케이블로 정격 전압과 전류가 충전되는 PoE 방식 충전 시스템(303)을 더 포함한다.
또한, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 전원 온/오프 버튼; 및 상기 제어부에 연결되며 볼륨 레벨을 조절하는 볼륨 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 상기 제어부에 연결되며, 주파수 대역별 이퀄라이저 레벨을 조절하는 이퀄라이저 조절부를 더 포함할 수 있다.
사용자 단말(900)은 IP 네트워크 하나의 망이 아닌 두 개의 별도의 망(IP 네트워크, 그리고 Wi-Fi 또는 LTE 4G/5G)을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)와 연결되며, 개별 또는 그룹별로 앰프 내장형 IP 스피커의 네트워크 상태(전원 ON/OFF 상태, 볼륨 상태)를 진단하며, 개별 또는 그룹별 IP 주소 또는 장치ID가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커들로 원격 제어한다.
즉, 화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트 문자를 수신받고 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 스피커(727)로 저장부(770)에 저장된 경고음을 출력되도록 한다.
도 3을 참조하면, RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 IP 영상장치와 음성장치와 센서를 구비하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공한다.
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 카메라(729)를 구비한 IP 영상 장치와 마이크(730)를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커 장비를 제공하며, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는 원격지 사용자 단말(900)로 PoE 모듈(780) 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부(790)를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)를 제공하며, 원격지 사용자 단말(900)은 IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 모니터링하며,
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트를 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 스피커(727)로 저장부(770)에 저장된 경고음을 출력되도록 한다.
PoE(Power of Ethernet) 작동 스케줄링과 같은 L2 네트워크 기능을 제공하는 PoE 인터페이스를 구비하는 IP 카메라, 무선 AP(Access Point)가 구비된다.
영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)에 장착된 센서(740)는 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서를 사용하는 침입 탐지, 온도 센서 또는 화재 감지 센서를 사용하는 화재 감지, 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 사용한 수위 센서 감지 신호를 제공하며,
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트 문자를 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 자체 저장부에 저장된 경고음을 출력되도록 한다.
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커(700)는
VoIP 프로토콜인 SIP 또는 RTSP를 이용한 네트워크 IP 스피커 제어,
RTP/RTCP 또는 Secure RTP/RTCP 프로토콜을 이용한 네트워크 스피커에서 사용자 단말의 음성 데이터를 앰프와 스피커로 전송, 실시간 스피커 출력,
UDP/IP 또는 RTP 또는 SRTP 기반의 오디오 패킷을 수신하여 실시간으로 디코딩한 후 디코딩된 오디오 신호를 IP 스피커로 출력한다.
RTP(real-time transport protocol)는 IETF RFC 1889, 1890에 규정된 RTCP(RTP control protocol)과 함께 실시간으로 음성/영상 패킷 데이터(미디어 패킷 데이터)를 송수신하는 세션 계층(session layer) 프로토콜로써, Ethernet LAN, Wi-Fi WLAN 데이터링크 계층 상의 UDP/IP의 socket을 통해 RTP 패킷이 송수신된다. 송신 측(sender)은 타임 스탬프(time stamp)를 근거로 synchronized playback 재생 동기를 취해 패킷 지연(packet dalay)이 큰 패킷을 포기할 수 있다. 또한, 수신 측(receiver)에서 전송 패킷 지연이나 대역폭을 점검하여 RTCP를 사용하여 송신 측의 상위층 애플리케이션에 통지하는 것으로 부호화 속도를 조정하여 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 제어를 구현할 수 있다.
RTP는 unicasting 또는 multicasting을 지원한다. RTCP monitor는 RTP 패킷을 모니터링하며 패킷 로스(packet loss), 지터(jitter), 패킷 지연(round trip delay)와 관련된 QoS value를 추출하고 불규칙하게 수신되는 데이터 순서를 정렬하기 위해 타임스탬프(time stamp) 방식을 사용한다. RTP/RTCP는 synchronized playback, security를 지원하며, RTP/RTCP 프로토콜 동작이 응용 프로그램의 라이브러리 형태로 구현되는 ALF(Application Level Framing)를 사용하기 때문에, 프로토콜 내부에 위치하는 송신 버퍼/수신 버퍼의 크기를 각 응용 프로그램마다 개별적으로 조절할 수 있다.
도 6은 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 RTP 미디어 패킷 전송 프로콜의 IP/UDP/RTP/영상과 음성 데이터의 구조와 RTP 패킷 구조를 나타낸 그림이다.
RTP 세션은 RTP 프로토콜을 통해 송신측과 수신측 양단에 형성된 논리적 단방향성 연결 세션이며, RTP 세션에서 목적지 확인은 1개의 IP 주소 및 1쌍의 RTP/RTCP 번호로 식별되며, IP 주소는 유니캐스트 주소 또는 멀티캐스트 주소를 사용한다.
RTP는 미디어 패킷 전송 프로토콜로써, 영상과 음성 패킷 데이터를 전송하는, IP/UDP 상에서 20바이트 IP header, 8바이트 UDP header, 12바이트 RTP header와 RTP payload(오디오 및 비디오 데이터)로 구성된다. UDP payload는 12바이트 RTP header와 RTP payload(오디오 및 비디오 데이터)로 구성된다.
RTP 패킷은 RTP header와 RTP payload로 구성되고, RTP payload는 영상과 음성 데이터를 포함한다.
RTP 패킷의 구조는 다음과 같이 각 필드가 설명된다.
ㅇ 제어비트 : 16 비트
- Ver(버전) : 2 비트
- P (padding) : 1 비트
. 1 이면 실제 페이로드 끝에 덧붙여진 패딩 데이터 있음
. 응용프로그램이 32 비트의 정수배 단위로 RTP 패킷 페이로드 구성
- X (extension) : 1 비트
. 1 이면 가변길이 헤더 확장(Extension Header)이 있음
- CC (CSRC Count) : 4 비트
. 기본 헤더 바로 뒤에 나타나는 CSRC(Countributing SouRCe) ID의 갯수
. 여러 미디어가 합성되는 경우에, 그 갯수를 CC로써 나타내고,
모두의 기준 동기를 맞추려면 SRRC ID로 나타냄
- M (Marker) : 1 비트
. 이벤트 발생이 시작되었음을 알림
ㅇ Payload type : (7 비트) 오디오/비디오 코덱 종류
- audio type 번호/
. 0 -> G.711 AUDIO/PCMU(u-law audio), 샘플링주파수 8000 Hz
. 3 -> GSM, 샘플링주파수 8000 Hz
. 4 -> G.723, 샘플링주파수 8000 Hz
. 6 -> DVI4 (ADPCM), 샘플링주파수 16000 Hz
. 7 -> LPC, 샘플링주파수 8000 Hz
. 8 -> G.711 PCM(A-Law) 샘플링주파수 8000 Hz
. 9 -> G.722, 샘플링주파수 8000 Hz
. 12 -> Audio/QCELP PureVoice QCELP audio
. 14 -> Audio/MPEG audio, 샘플링주파수 90000 Hz
. 15 -> G.728, 샘플링주파수 8000 Hz
- video type 번호
. 26 -> 화상 JPEG Motion JPEG video
. 31 -> Video/H.261 H.261 video
. 32 -> Video/MPEG video MPEG I/II video
. 33 -> MPEG-2 TS
- 기타 임의 지정 가능(dynamic payload type) : 96~127
* RTP 내 Payload type 표준 목록(IANA RTP Parameters)
. RFC 3551- 오디오 신호/비디오 신호의 인코딩 방법,샘플링 주파수 기재
ㅇ 순서번호(Sequence Number) : (16 비트)
- 패킷 손실 검출 및 순서 재구성
. 초기값은 랜덤이며, 매 패킷 마다 1씩 증가
..수신측은 패킷 재전송 요청 보다 패킷 손실 검출 및 뒤바뀐 순서 복구
ㅇ Timestamp : (32 비트)
- RTP 스트림 내 각 RTP 패킷이 샘플링 된 시간관계를 나타냄
. 랜덤한 초기값부터 시작하며, 통상적으로 카운터에 의해 1씩 증가시킴
- 타임스탬프 간격은 유료부하 유형에 따라 정해진 샘플링 간격을 기준
. 대부분의 오디오 RTP 패킷의 경우
=> 1 패킷 당 디폴트 시간 간격을 20 ms으로 설정
.. 예) G.711 (PCM A-Law) 오디오 페이로드 패킷 크기
= (페이로드 코덱 데이터율) x (1 패킷 당 시간 간격)
= (64 kbps G.711 코덱) x (20 ms)
= (8000 samples x 8 bits)/sec x (0.02 sec)
= 160 바이트
- Timestamp 값의 연속성 의미 구분
. 예1) 일련의 패킷들의 Timestamp 값이 `같은` 경우
.. 특정 비디오 장면이 같은 시간에 샘플링되었음을 의미
. 예2) 일련의 패킷들의 타임스탬프 값이 `단순 증가하지 않는` 경우
.. MPEG 화면 픽처 처럼 시간 순서가 어긋나며 전후 화면으로부터
예측되었음을 의미
. 예3) 일련의 패킷들의 타임스탬프 값이 `연속 증가`되는 번호 순서를
가짐
.. 오디오 패킷 흐름일 경우 등
ㅇ 동기 발신 식별자(SSRC ID, Synchronization SouRCe ID) : (32 비트)
- RTP 세션에서 원래 소스(원래의 정보 스트림)를 식별하는 고유번호
. 하나의 RTP 세션 내에서는, 각각의 발송지는 무작위로 선택된 SSRC ID로 나타낸다.
ㅇ 기여 발신 식별자 (CSRC ID, Contributor SouRCe ID) 목록 : (32 비트)
여러 미디어가 혼합되면, CC(CSRC Count:4 비트)에 총 개수를 지정,
SSRC 외에, 추가된 스트림들에 대한 식별자를 CSRC ID 값으로 함
* 만일, 하나의 미디어 소스 만 있으면,
CC=1 이되고, RTP 헤더 길이는 12 바이트(기본헤더 길이)가 됨
. 결국, SSRC ID가 하나의 값을 갖고, CSRC ID 목록은 비어있게 됨
RTP 패킷 헤더 확장 (Extension Header) : 선택사항
RTP 페이로드(음성과 영상 데이터)
RTP 패킷은 RTP header와 RTP payload(영상과 음성 데이터)로 분류된다.
도 7은 송신 측과 수신 측의 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하는 데이터 흐름(data flow)를 나타낸 그림이다.
카메라와 마이크에 의해 각각 영상 데이터와 음성 데이터를 A/V 코덱의 인코더에 의해 A/V 인코딩하여 송신 버퍼(send buffer)에 저장하는 단계;
RTP/RTCP 프로토콜에 의해, 송신 측(sender)으로부터 수신 측(receiver)으로 센서 감지 데이터, RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 socket을 통해 유무선 통신망(Ethernet, Wi-Fi, LTE 4G/5G)을 통해 전송하는 단계;
수신 측의 수신 버퍼(receive buffer)에 저장하고, A/V 코덱의 디코더에 의해 A/V 디코딩하여 사용자 단말의 Video/Audio player로 영상과 음성 및 센서 테이터를 출력하는 단계를 포함한다.
Go-Back-N은 여러개의 프레임(RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터)을 순서번호(sequency number)를 붙여 송신하고, 수신 측은 순서번호에 따라 ACK 또는 NACK를 송신측에 전송하며, NAK의 경우 해당 번호의 프레임부터 재전송(retransmission)한다.
RTP 패킷 헤더는 샘플링된 시간을 표시하며, 수신측 도착 시간을 참조하여 지연 시간(delay time)을 계산할 수 있으며, time stamp 필드에 기록한다.
화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 텍스트 문자를 앰프 내장형 IP 스피커(700)의 제어부(710)의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말(900)로부터 유무선 통신망을 통해 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 전송된 음성 데이터를 스피커(727)로 출력하거나, 또는 원격지 사용자 단말(900)로부터 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 수신된 원격 제어 명령에 따라 앰프 내장형 IP 스피커(700)로 자체 저장부에 저장된 경고음이 출력되도록 한다.
또한, VoIP 프로토콜을 사용하여 구현이 가능하며, 이 경우 VoIP 프로토콜 SIP(Session Initiation Protocol)을 사용한 VoIP 시그널링 시에, 사용자 에이전트(User Agent, UA) SIP URL 등록 단계; SIP call setup 단계; SIP call setup 후, VoIP용 음성 패킷 데이터를 RTP 패킷이 UDP/IP를 통해 상기 UAC와 상기 UAS 상호간에 RTP 영상/음성 데이터(미디어 데이터)를 송수신하는 단계; 및 SIP call setup을 해제하는 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기와 같이 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
700: 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 710: 제어부
720: 디지털 신호처리부 721: 영상 처리부
722: 음성 처리부 723: DAC
728: 증폭기 727: 스피커
729: 카메라 730: 마이크
732: ADC 733: 음성신호처리부
740: 센서 770: 저장부
777: PoE 방식 충전 시스템 780: PoE 이더넷 모듈
790: 통신부 900: 사용자 단말
720: 디지털 신호처리부 721: 영상 처리부
722: 음성 처리부 723: DAC
728: 증폭기 727: 스피커
729: 카메라 730: 마이크
732: ADC 733: 음성신호처리부
740: 센서 770: 저장부
777: PoE 방식 충전 시스템 780: PoE 이더넷 모듈
790: 통신부 900: 사용자 단말
Claims (11)
- 원격지 사용자 단말로 PoE 모듈 또는 Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부를 통해 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 전송하며, 카메라를 구비한 IP 영상 장치와 마이크를 구비한 IP 음성 장치 및 센서를 구비하는 하나의 통합형 IP 스피커로써 IP 주소가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커; 및
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로부터 센서 감지 신호와 카메라와 마이크의 UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 영상/음성 패킷 데이터를 수신받아 저장하고, IP 스피커 상태 모니터링, 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 모니터링하며, 화재, 수위 상승 등의 위기 상황이나 침입 탐지 이상 징후 발생시에, 사용자 단말의 텍스트 문자 또는 음성 데이터를 전송하거나, 또는 원격 제어 명령을 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커로 전송하는 사용자 단말을 포함하고,
적어도 하나 이상의 센서는 필요시 선택적으로 상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커에 장착되며, 침입 탐지를 위한 움직임 감지 센서 또는 적외선 센서, 또는 태풍 또는 폭우/강우 시에 강물의 수위를 감지하는 수위 센서를 구비하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는
카메라와 IP 영상장치와 마이크와 IP 음성장치를 제어 신호를 PoE(Power of Ethernet) 방식을 사용하는 전력 충전 방식을 가진 IP 주소가 할당된 영상 감시 IP Speaker 인 것을 특징으로 하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는
앰프 내장형 IP 스피커가 충전되도록 제어하며, 카메라/마이크로부터 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 유무선 통신망을 통해 사용자 단말로 전송하며, 위기 상황 감지시에 원격지 사용자 단말로부터 전송된 텍스트를 수신받고 앰프 내장형 IP 스피커의 제어부의 TTS 변환 모듈을 통해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 출력하거나, 원격지 사용자 단말로부터 전송된 음성 데이터를 스피커로 출력하거나 또는 원격지 사용자 단말로부터 수신된 원격 제어 명령에 따라 앰프와 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 제어하는 제어부;
상기 제어부에 연결되며, A/V 코덱을 구비하고 영상 데이터를 인코딩/디코딩하는 영상처리부와 음성 데이터를 인코딩/디코딩하는 음성처리부를 구비하는 디지털 신호 처리부;
상기 디지털 신호 처리부의 영상 처리부에 연결되는 카메라;
상기 디지털 신호 처리부의 음성 처리부에 연결되며, 디지털 음성 데이터를 아날로그 오디오 신호로 변환하는 DAC, 아날로그 오디오 신호를 증폭하는 증폭기가 내장된 스피커;
상기 제어부에 연결되며, 영상 입력 스트림과 오디오 입력 스트림을 임시로 저장하며, 구동 프로그램과 경고음이 저장된 저장부;
상기 제어부에 연결되는 ADC;
상기 제어부에 연결되며, 센서 감지 신호를 제공하는 적어도 하나 이상의 센서; 및
상기 제어부에 연결되며, 카메라/마이크의 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 IP 네트워크를 통해 상기 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 원격 제어 명령을 수신하는 PoE 이더넷 모듈;
를 포함하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는 카메라/마이크의 영상/음성 데이터, 센서 감지 신호를 Wi-Fi 또는 이동통신망(LTE 4G/5G)을 통해 상기 사용자 단말로 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 원격 제어 명령을 수신하는 통신부를 더 포함하며,
상기 통신부는 Wi-Fi 통신부 또는 LTE 4G/5G 통신부를 사용하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 앰프 내장형 IP 스피커는 카메라/마이크로부터 영상/음성 데이터, 상기 센서 감지 신호를 유무선 통신망을 통해 상기 사용자 단말로 전송하며, 위기 상황이나 이상 징후 발생시에 상기 사용자 단말로부터 수신된 원격 제어 명령에 따라 앰프 내장형 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는
상기 제어부에 연결되며, 마이크의 음성 신호를 처리하는 음성 신호 처리부와 ADC 및 마이크를 더 포함하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는 상기 제어부에 연결되며, DC 전압을 소정의 DC 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 구비하며, USB 케이블로 정격 전압과 전류가 충전되는 PoE 방식 충전 시스템을 더 포함하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는
VoIP 프로토콜인 SIP 또는 RTSP를 이용한 네트워크 IP 스피커 제어,
RTP/RTCP 또는 Secure RTP/RTCP 프로토콜을 이용한 네트워크 스피커에서의 사용자 단말의 음성 데이터를 앰프와 스피커로 전송, 실시간 스피커 출력,
UDP/IP 또는 RTP/UDP/IP 또는 SRTP 기반의 오디오 패킷을 수신하여 실시간으로 디코딩한 후 디코딩된 오디오 신호를 IP 스피커로 출력하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커는
침입 탐지 또는 화재 발생시, 앰프 내장형 IP 스피커 자체의 저장부에 경고음 음원 데이터를 내장하고 있으며, 원격지 사용자 단말에서 모니터링 요원의 음성 데이터를 전송하여 IP 스피커로 자동 방송이 가능하며, 원격지 사용자 단말로부터 유무선 통신망을 통해 상기 앰프 내장형 IP 스피커로 전송된 텍스트를 앰프 내장형 IP 스피커의 제어부의 TTS 변환 모듈에 의해 텍스트가 변환된 음성 데이터를 스피커로 출력하는 문자 방송이 가능한 IP 스피커를 제공하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커의 제어부는
원격지 사용자 단말로부터 전송된 텍스트 문자를 음성 데이터로 변환하여 출력하는 앰프 내장형 IP 스피커의 제어부의 TTS 변환 모듈; 및
마이크와 카메라가 내장된 앰프 내장형 IP 스피커 전체의 방향을 제어하는 PTZ 콘트롤러를 더 포함하며,
사용자 단말로 센서 감지 신호와 영상/음성 데이터 전송 제어,볼륨 제어, 방향 제어, 이퀄라이저 설정 제어 기능, 경고음 출력 기능을 더 포함하는 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 사용자 단말은 IP 네트워크 하나의 망이 아닌 두 개의 별도의 망 Wi-Fi 또는 LTE 4G/5G을 통해 앰프 내장형 IP 스피커와 연결되며, 개별 또는 그룹별로 IP 스피커의 전원 ON/OFF 상태와 볼륨 상태를 포함하는 네트워크 상태를 진단하며, 개별 또는 그룹별 IP 주소 또는 장치ID가 할당된 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커들로 원격 제어하는, 영상 감시 앰프 내장형 IP 스피커 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020200001489A KR102172530B1 (ko) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | 영상 감시 앰프 내장형 ip 스피커 시스템 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200001489A KR102172530B1 (ko) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | 영상 감시 앰프 내장형 ip 스피커 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102172530B1 true KR102172530B1 (ko) | 2020-10-30 |
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ID=73048187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200001489A KR102172530B1 (ko) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | 영상 감시 앰프 내장형 ip 스피커 시스템 |
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|---|---|
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Legal Events
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| AMND | Amendment | ||
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| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |