KR20150000230A - 네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법 - Google Patents

네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법 Download PDF

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이범철
박영호
이정희
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Abstract

본 발명은 네트워크 카메라 분산 시스템에서 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시켜서 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리하고 저장하며, 카메라, 카메라 서버 및 저장 장치 등을 관리하여 사용자에게 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 보다 효율적으로 실시간 전달할 수 있도록 한다.

Description

네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법{NETWORK CAMERA DISTRIBUTED SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 네트워크 카메라(network camera)에 관한 것으로, 특히 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버를 분산시켜 고화질 네트워크 카메라 및 DVR(digital video record)을 제공하는 방법에 있어서, 네트워크로 연결된 카메라들로부터 생성되는 고화질 또는 다중 비디오 스트림(multi video stream)을 사용자에게 실시간으로 전달하기 위해서, 네트워크 상에 카메라 서버(server) 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시킴으로써 보다 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리할 수 있도록 하는 네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 특정 빌딩 또는 편의 시설 등의 시설물을 감시하기 위해서, 비디오 카메라, 모니터, 비디오 기록 장치 등이 폐쇄된 네트워크(closed-network)로 서로 연결되는 감시 카메라 시스템(예, CCTV; 폐쇄 회로 TV)을 시작으로, 최근에는 IP 네트워크와 같이 개방된 네트워크를 통해서 카메라 및 카메라 서버, 저장 장치들을 서로 연결하는 방법이 증가하는 추세에 있다.
특히, 네트워크를 통해서 연결된 원거리 사용자(remote user)가 역시 네트워크에 연결된 카메라에 직접 접근할 수 있으며, 원거리에 있는 네트워크 카메라를 인터넷을 통해서 접근할 수 있도록 인터넷 접속도 가능하다.
이와 같은 종래의 기술로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원거리에 위치한 네트워크 카메라로부터 촬영한 비디오 데이터를 원거리에 위치한 서버 상의 저장 장치에 인터넷을 통해서 저장하는 방법이 있다. 그리고, 서버 및 저장 장치에서 처리되고 저장된 비디오 데이터는 사용자에게 전달된다. 이를 위해서, 카메라에서 카메라 서버에 비디오 데이터를 전달하는 방식 및 사용자가 카메라 서버 및 저장 장치에서 처리되고 저장된 비디오 데이터를 전송받는 방식은 HTTP를 기반으로 수행된다. 따라서, 카메라, 카메라 서버 및 저장 장치, 사용자는 HTTP 기반의 응용 프로그램 인터페이스(Application Program Interface)를 사용한다.
따라서, 원거리에 위치한 웹 응용 카메라 서버에는 비디오 데이터 저장 장치가 함께 존재하고, 사용자는 웹 접근이 가능한 에이전트(agent) 기능의 클라이언트(client) 응용 프로그램을 사용하여 웹 서버(web server)의 저장 장치에 저장된 비디오 데이터에 접근 가능하게 된다. 따라서, 사용자는 직접 비디오 데이터를 수신하여 저장하는 저장 장치는 필요하지 않고, 원거리에 위치한 서버 및 저장 장치를 이용하여 비디오 데이터에 접근할 수 있다.
또한, 최근에는 인터넷 데이터 센터(Internet Data Center; IDC)와 같이, 다수의 서버 및 다수의 저장 장치를 대용량 및 중앙 집중식으로 구성하여 인터넷을 통해서 다양한 서비스를 제공한다. 이 경우, 서버 및 저장 장치를 사용자가 개별적으로 구축하지 않아도 되기 때문에 구축 비용 및 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다. 따라서, 이러한 인터넷 데이터 센터를 네트워크 카메라 시스템에 적용하는 경우, 인터넷 데이터 센터 내에 존재하는 서버 및 저장 장치 등을 카메라 서버 및 비디오 저장 장치 등으로 활용할 수 있다.
도 1은 인터넷 데이터 센터 내의 서버 및 저장 장치를 이용하여 네트워크 카메라 시스템을 구성한 예이다.
위 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 기술에서는 사용자 단말(100), 서버(server) 및 저장 장치를 포함하는 IDC(internet data center)(106), 네트워크 카메라(network camera)(102, 104) 등이 네트워크(108)로 서로 연결되어 네트워크 카메라 시스템을 구성하게 되는데, 이들이 인터넷을 통해서 서로 연결되기 때문에 시스템의 확장성이 훨씬 크다. 또한, 원거리 사용자가 서버 응용 프로그램을 통해서 비디오 데이터를 저장 장치에 저장하도록 할 수 있기 때문에 다수의 사용자가 전체 시스템의 최적화 및 자원 관리를 수행할 수 있다. 따라서, 기존의 저장 시스템에 비해서 신뢰성과 효율성이 크게 향상될 수 있으며, 기존의 개방된 IP 네트워크를 사용함으로써 네트워크 구축 비용이 저렴하다.
하지만, 위와 같은 종래의 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
우선, 네트워크 카메라(102)를 통해서 촬영된 비디오 데이터는 기존의 IP 네트워크를 통해서 원거리에 위치한 대용량의 중앙 집중 서버 및 저장 장치에 전송된다. 이때, 도 1에 나타낸 바와 같이, 네트워크 카메라(102)로 촬영된 비디오 스트림은 일반적으로 접속망(access network) 및 코어/에지망(core/edge network)을 통해서 중앙 집중 서버 및 저장 장치를 포함하는 중앙 집중 데이터 센터(IDC)(106)에 전달된다. 또한, 유선 및 무선 사용자는 역시 IDC(106)에 저장되거나 처리된 비디오 스트림을 이용하기 위해서는 접속망 및 코어/에지망을 거쳐야 된다.
따라서, 실시간 비디오 스트림을 원하는 경우에는 코어/에지망을 통해서 비디오 스트림이 서버 및 저장 장치에 전달될 뿐만 아니라, 처리된 비디오 스트림이 다시 코어/에지망을 통해서 사용자에게 전달된다. 이러한 경우, 사용자가 실시간 비디오 스트림을 전송받고자 할때는 비디오 스트림의 지연 시간(latency)이 길어지는 문제점이 있다. 또한, 네트워크 카메라(102, 104)를 직접 실시간으로 조작하여 제어를 원하는 경우 위와 같은 지연 시간이 길어지게 되면 카메라 제어 신호의 전달 및 반응 시간이 길어져서 원하지 않는 결과가 초래되는 문제점이 있다.
(특허문헌)
대한민국 공개특허번호 10-2012-0103119호 공개일자 2012년 09월 19일에는 분산 설치된 관제장비의 장애상태 제어방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시켜서 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리하고 저장하고, 카메라, 카메라 서버 및 저장 장치 등을 관리하여 사용자에게 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 보다 효율적으로 실시간 전달할 수 있도록 하는 네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버를 분산시켜 고화질 네트워크 카메라 및 DVR을 제공하는 방법에 있어서, 네트워크로 연결된 카메라들로부터 생성되는 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 사용자에게 실시간으로 전달하기 위해서, 네트워크 상에 카메라 서버 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시킴으로써 보다 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리할 수 있도록 하는 네트워크 카메라 분산 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 본 발명은 네트워크 카메라 분산 시스템으로서, 네트워크에 연결되는 네트워크 카메라와, 상기 네트워크 카메라에 근접한 네트워크 노드에서 상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 처리하는 분산 미디어 서버와, 상기 네트워크에 연결되어 다수의 상기 분산 미디어 서버와 네트워크 카메라간 연결 설정과 상기 분산 미디어 서버의 동작 상태를 관리하는 중앙 집중 관리 서버를 포함한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 처리하여 저장하고, 상기 네트워크에 접속한 사용자 단말장치로부터의 상기 영상 데이터에 대한 요청 수신 시 상기 사용자 단말장치가 접속된 네트워크 노드를 통해 상기 영상 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 영상데이터에 대한 요청이 있는 경우, 상기 사용자 단말장치의 네트워크상 접속 위치를 확인하여 상기 사용자 단말장치가 상기 분산 미디어 서버와 근접한 네트워크 노드에 접속한 경우는 상기 영상 데이터를 고화질 영상으로 전송하고, 상기 근접한 네트워크 노드가 아닌 경우에는 저화질 영상으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 동작 이상 발생시 가상화 관리 서버로 동작하는 네트워크상 인접한 네트워크 노드에 연결된 다른 분산 미디어 서버로 자신의 동작 정보를 전송하여 상기 다른 분산 미디어 서버에서 상기 네트워크 카메라에 대한 영상 데이터 처리가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동작 정보는, 상기 동작 이상 발생한 분산 미디어 서버의 자원 구성, 네트워크 연결 상태 또는 저장된 영상 데이터 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 영상 데이터를 저장하는 미디어 저장장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 네트워크 카메라에 대응되게 상기 네트워크상 근접한 네트워크 노드에 분산되어 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상 데이터는, 고화질의 영상데이터 또는 비디오/오디오 스트림 데이터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 비디오/오디오 스트림 데이터를 스트림별로 가상화하여 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 네트워크 노드는, 상기 네트워크에서 상기 분산 미디어 서버와 상기 네트워크 카메라간 위치하는 스위치 또는 라우터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사용자 단말장치는, 상기 네트워크에 연결하여 상기 분산 미디어 서버와 데이터 통신이 가능한 단말장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사용자 단말장치는, 개인용 컴퓨터, 노트북, 테블릿 PC, PDA 또는 스마트폰을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 네트워크 카메라 분산 방법으로서, 네트워크에 연결되는 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 해당 네트워크 카메라에 근접한 네트워크 노드에 연결되는 분산 미디어 서버에서 수신하는 단계와, 상기 분산 미디어 서버에서 영상 데이터를 처리하여 저장하는 단계와, 상기 네트워크를 통해 사용자 단말장치로부터 상기 영상 데이터에 대한 요청을 수신하는 단계와, 상기 분산 미디어 서버에서 상기 영상 데이터를 상기 사용자 단말장치로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 전송하는 단계는, 상기 영상 데이터에 대한 요청이 있는 경우, 상기 사용자 단말장치의 네트워크상 접속 위치를 확인하는 단계와, 상기 사용자 단말장치가 상기 분산 미디어 서버와 근접한 네트워크 노드에 접속한 경우는 상기 영상 데이터를 고화질 영상으로 전송하는 단계와, 상기 근접한 네트워크 노드가 아닌 경우에는 저화질 영상으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상 데이터를 처리하여 저장하는 단계에서, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 비디오/오디오 스트림 데이터를 스트림별로 가상화하여 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 동작 이상 발생시 가상화 관리 서버로 동작하는 네트워크상 인접한 네트워크 노드에 연결된 다른 분산 미디어 서버로 자신의 동작 정보를 전송하여 상기 다른 분산 미디어 서버에서 상기 네트워크 카메라에 대한 영상 데이터 처리가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동작 정보는, 상기 동작 이상 발생한 분산 미디어 서버의 자원 구성, 네트워크 연결 상태 또는 저장된 영상 데이터 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분산 미디어 서버는, 상기 네트워크 카메라에 대응되게 상기 네트워크상 근접한 네트워크 노드에 분산되어 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상 데이터는, 고화질의 영상데이터 또는 비디오/오디오 스트림 데이터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 네트워크 노드는, 상기 네트워크에서 상기 분산 미디어 서버와 상기 네트워크 카메라간 위치하는 스위치 또는 라우터인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 네트워크 카메라 분산 시스템에서 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시켜서 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리하고 저장하며, 카메라, 카메라 서버 및 저장 장치 등을 관리하여 사용자에게 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 보다 효율적으로 실시간 전달할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 집중식 네트워크 카메라 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 노드의 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템에서 영상데이터 전송 개념도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수 노드의 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템에서 영상데이터 전송 개념도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 노드의 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템에서 영상데이터 전송 개념도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙 집중식 관리를 위한 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템 구성도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 분산관리를 위한 분산 방식의 네트워크 카메라 시스템 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크로 연결된 카메라들로부터 생성되는 고화질 영상 또는 다중 비디오스트림을 사용자 또는 서버 및 저장 장치에 전달하기 위한 네트워크 카메라 분산 시스템을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 네트워크 카메라 분산 시스템(150)은 다수의 네트워크 카메라(152), 네트워크 연결 장치인 스위치 및 라우터 등을 포함하는 네트워크 노드(network node)(154), 분산 미디어 서버(156) 및 미디어 저장 장치(158)를 포함하는 다수의 소형 인터넷 데이터 센터(uIDC)(160) 그리고 중앙 집중 인터넷 데이터 센터(IDC)(164) 등으로 구성된다.
우선, 네트워크 카메라(152)는 네트워크(162)를 통해서 고화질의 비디오 영상 및 오디오 데이터(170)를 제공한다. 고화질 비디오 영상의 경우, 제공되는 비디오 스트림은 다양한 해상도, 비디오 압축 방식, 프레임율을 갖는다.
예를 들면, 비디오 압축 방식은 MJPEG, MPEG-4, H.264 등이 있다. 이들 압축 방식은 서로 장단점이 있는데, 선택 기준은 지연 시간(latency), 비디오 이미지 품질(quality), 대역폭 소모, 카메라 수 등과 같이 다양하다. 대역폭 사용 측면으로 보면, MPEG-4 및 H.264는 오늘날 가장 널리 사용되는 효율적인 압축 방식이다. 이는 대역폭과 저장 장치를 아끼기 위해서 가장 잘 사용할 수 있는 압축 방식이다. 반면, MJPEG은 이미지의 품질은 훌륭하지만, 큰 대역폭을 차지하는 단점이 있다.
따라서, 각 프레임이 서로 독립적이기 때문에 속도가 느린 링크(link)에서는 훌륭한 압축 방식이다. MJPEG에 비해서, H.264는 약 1/6의 대역폭만을 사용하기 때문에, H.264는 대역폭과 저장 장치의 최적화를 위해서 가장 최적의 선택이 된다.
일반적으로 네트워크 카메라(152)는 TCP/IP 네트워크 상에서 디지털 비디오 데이터를 전송할 수 있으며, 아날로그 카메라의 경우에는 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 인코더 및 IP 네트워크와 연결하는 인터페이스(interface)를 필요로 한다.
본 발명의 구성에서 제시한 uIDC(160)는 각각의 네트워크 카메라(152)에 근접한 네트워크 노드(154)에 분산하여 위치한다. 또한, 비디오 및 오디오 스트림을 처리하는 분산 미디어 서버(156)와 비디오 및 오디오 스트림을 저장하는 미디어 저장 장치(158)를 가지며, 스위치 및 라우터 기능을 갖는 네트워크 노드(154)를 포함하여 비디오 및 오디오 스트림의 전달 경로를 조정한다.
또한, 분산 미디어 서버(156)는 네트워크 카메라(152)에서 생성하는 고화질 영상을 물리적 또는 가상 디지털 영상 저장(Digital Video Record; DVR)을 통해서 저장 및 처리할 수 있다.
가상 디지털 영상 저장은 물리적인 미디어 서버 및 미디어 저장 장치를 가상화하여 고화질의 영상을 처리하고 저장하는 것이다. 따라서, 사용자는 가상화된 미디어 서버 및 가상화된 저장 장치에 네트워크 카메라(152)로부터 생성된 고화질 영상을 더욱 효율적으로 처리하고 저장할 수 있다. 또한, 네트워크 카메라(152)에서 생성되는 스트림 별로 가상화된 미디어 서버 및 가상화된 저장 장치에 처리 및 저장할 수 있으며, 네트워크 카메라 별로 가상화된 미디어 서버 및 가상화된 저장 장치를 이용하여 고화질 영상을 처리하고 저장할 수 있다.
이러한 가상화를 통해서, 물리적인 미디어 서버 및 물리적인 저장 장치에 대해서 서버 및 저장 장치와 같은 자원의 동적인 공유가 가능하여 활용률을 높일 수 있고, 관리해야 하는 물리적 미디어 서버 및 물리적 저장 장치의 수를 줄여줌으로써 관리 비용이 낮출 수 있게 된다.
분산 미디어 서버(156) 및 네트워크 노드(154)는 네트워크(162)를 통해서 연결된다. 또한, 네트워크 카메라(152)는 네트워크(162)를 통해서, 분산 미디어 서버(156)와 미디어 저장 장치(158)가 있는 uIDC(160), 스위치 및 라우터 기능을 갖는 네트워크 노드(154)와 연결된다.
네트워크(154)는 2계층 이상의 네트워크 연결 장치인 스위치 및 라우터 등으로 구성된다. 이때, 네트워크의 위치에 따라서 접속망(access network), 코어/에지망(core/edge network) 등으로 크게 구분할 수 있다. 접속망은 사용자 단말(151)을 기간 통신망에 접속시키기 위해서 구성되어 있는 네트워크라고 할 수 있다. 코어망은 대용량, 장거리 데이터 전송 서비스를 위한 대형 고속의 기간망에 해당된다.
일반적으로 사용자는 사용자 단말(151)을 이용하여 접속망 및 코어/에지망을 통해서 대용량의 저장 장치와 다수의 고성능 서버를 갖춘 중앙 집중 데이터 센터(164)를 접근할 수 있다. 또한, 네트워크 상에 연결된 네트워크 카메라(152)도 접속망 및 코어/에지망을 통해서 촬영된 비디오 데이터를 중앙 집중 데이터 센터(164)에 전송할 수 있다.
위와 같은 중앙 집중 데이터 센터(164)의 중앙 집중 관리 서버(166)는 네트워크 카메라(152)의 상태, 분산 미디어 서버(156)와 네트워크 카메라(152)의 네트워크의 연결 설정 등을 중앙 집중 방식으로 관리한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 네트워크 노드에 연결된 네트워크 카메라로 구성된 네트워크 카메라 시스템(200)을 도시한 것이다. 도 3의 경우는 개인 사용자가 네트워크 카메라 시스템을 구성하고자 하는 경우의 일 실시예에 해당할 수 있다.
예를 들면, A 지역에 위치한 네트워크 카메라(302)에서 촬영된 비디오 스트림(video stream)(304)은 네트워크(306)를 통해서 분산되어 있는 uIDC들 중에서 위치적으로 가까운 소형 인터넷 데이터 센터인 uIDC(203)에 네트워크 노드(308)를 통해 비디오 스트림을 전송한다.
하지만, 본 발명에서는 촬영된 비디오 스트림들이 중앙 집중 데이터 센터(320)에 저장되는 대신, 네트워크(306)상에 분산하여 위치한 uIDC(310)의 분산 미디어 서버(312) 및 미디어 저장 장치(314)에 전송되고, uIDC(310)의 분산 미디어 서버(312)를 통해서 비디오 스트림이 처리되고, 미디어 저장 장치(314)에 저장되게 된다.
사용자 단말(305)는 A 지역에서 촬영된 비디오 스트림을 수신하기 위해서, 기존의 경우, 코어/에지 네트워크(306)를 통해서 중앙 집중 데이터 센터(320) 내의 중앙 관리 서버(322)에서 처리하고, 저장 장치(324)에 저장된 비디오 스트림을 수신하는 반면, 본 발명에서는 가까운 곳에 위치한 uIDC(310) 내의 분산 미디어 서버(312)에서 처리하고, 미디어 저장 장치(314)에 저장된 비디오 스트림을 수신하기 때문에 상대적으로 비디오 스트림의 지연 시간(latency)을 줄일 수 있게 된다.
실시간 비디오 스트림의 경우, 사용자 단말(305)의 화면에 실시간으로 전송되기 위해서는 네트워크(306)를 통해서 전달되는 시간이 가능한 짧아야 한다. 또한, 실시간으로 감시되는 화면에서 PTZ(Pan, Tilting, Zoom) 기능을 수행하기 위해서는 가능한 짧은 시간에 전달된 화면에 반응하여 Pan, Tilting, Zoom 기능의 명령을 네트워크 서버 및 네트워크 카메라에 전달하고 카메라는 전달된 명령을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위해서 분산된 미디어 서버(312) 및 미디어 저장 장치(314)를 이용할 경우, 짧은 시간내에 네트워크 카메라(302)를 제어하기 위한 제어 신호를 전달할 수 있다.
이때, 분산된 uIDC(310)내에 있는 분산 미디어 서버(312)는 가상화되어 비디오 스트림 및 비디오 데이터를 처리할 수 있다. 또한, uIDC(310)는 하나 이상의 서버 및 하나 이상의 저장 장치를 포함하며 각각은 2계층 이상의 네트워크 연결 장치를 통해 서로 연결된다. 또한, 가상화된 서버들은 네트워크 카메라(302)에서 전송되는 다수의 비디오 스트림을 처리하게 된다.
사용자 단말(305)은 비디오 스트림을 수신 받기 위한 장치로 유선 네트워크를 통해서 컴퓨터가 될 수도 있고, 무선 네트워크를 통해서 PDA, 휴대폰, 스마트폰과 같은 기기가 될 수도 있다. 특히, 무선 네트워크의 경우에는 3G, 4G 등의 이동통신 뿐만 아니라, WiFi와 같은 무선 LAN 통신을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 네트워크 노드에 연결된 네트워크 카메라로 구성된 네트워크 카메라 시스템(400)을 도시한 것이다.
이때, 도 4의 경우는 기업 사용자가 네트워크 카메라 시스템을 구성하고자 하는 경우의 일 실시예에 해당할 수 있다.
도 4를 참조하면, A 지역의 네트워크 카메라(402)에서 촬영된 비디오 스트림(404)을 처리하는 분산 미디어 서버(412)와 미디어 저장 장치(414)가 uIDC(1)(410)에 위치하고, B 지역의 네트워크 카메라(450)에서 촬영된 비디오 스트림(452)을 처리하는 분산 미디어 서버(456)와 미디어 저장 장치(458)가 uIDC(3)(454)에 위치하는 경우에 해당된다.
이와 같은 경우 A 지역에서 촬영된 비디오 스트림(404)은 A 지역의 네트워크 카메라(402)에게 가장 가까운 네트워크 노드(408)를 통해서 uIDC(1)(410) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(412)에서 처리하는 반면, B 지역에서 촬영된 비디오 스트림(452)은 B 지역에 위치한 네트워크 카메라(450)에게 가장 가까운 네트워크 노드(460)을 통해서 uIDC(3)(454) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(456)에서 처리한다.
uIDC(1)(410)에서 처리 및 저장된 비디오 스트림(416)은 A 지역에 위치한 사용자 단말(405)에 가장 가까운 네트워크 노드(408)를 통해서 사용자 단말(405)의 화면(418)에 전송되는 반면, uIDC(3)(454)에서 처리 및 저장된 비디오 스트림(452)은 A 지역에 위치한 사용자 단말(405)에게 전달되기 위해서는 코어망/에지망(406)의 네트워크를 통과해야 하기 때문에 전송 시간이 길게 소요된다. 따라서, A 지역 사용자 단말(405)의 유선 또는 무선 디바이스의 화면(418)에는 A 지역을 촬영한 영상이 고화질의 실시간 전송이 가능한 영상으로 전송되는 반면, B 지역을 촬영한 영상은 저화질의 지연된 시간을 갖는 영상으로 전송이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 네트워크 노드에 연결된 네트워크 카메라로 구성된 네트워크 카메라 시스템(400)을 나타낸다.
도 5의 경우는 기업 사용자가 네트워크 카메라 시스템을 구성하고자 하는 경우의 일 실시예에 해당할 수 있다.
또한, 도 5는 A 지역에 위치한 사용자 단말(405)가 B 지역으로 이동하여 네트워크 카메라(402, 450)의 영상을 전송받는 경우를 도시한 것이다.
영상을 처리하고 저장하는 분산 미디어 서버(412, 456) 및 미디어 저장 장치(414, 458)는 도 4에서 설명한 바와 같다. A 지역에서 촬영된 비디오 스트림(404)은 uIDC(1)(410) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(412)에서 처리하는 반면, B 지역에서 촬영된 비디오 스트림(452)은 uIDC(3)(454) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(456)에서 처리한다.
uIDC(3)(454)에서 처리 및 저장된 비디오 스트림(462)은 B 지역에 위치한 사용자 단말(405)에 가장 가까운 네트워크 노드(460)를 통해서 사용자 단말(405)의 화면(418)에 전송되는 반면, uIDC(1)(410)에서 처리 및 저장된 비디오 스트림(416)은 B 지역에 위치한 사용자 단말(405)에게 전달되기 위해서는 코어망/에지망의 네트워크(406)를 통과해야 하기 때문에 전송 시간이 길게 소요된다.
따라서, B 지역의 사용자 단말(405)의 유선 또는 무선 디바이스의 화면(418)에는 B 지역을 촬영한 영상이 고화질의 실시간 전송이 가능한 영상으로 전송되는 반면, A 지역을 촬영한 영상은 저화질의 지연된 시간을 갖는 영상으로 전송이 가능하다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 집중식 관리를 위한 네트워크 카메라 시스템(400)을 도시한 것이다. 도 6의 경우는 관리자(manager)(500)가 중앙 집중 관리 서버로 구성된 네트워크 카메라 시스템에서 카메라, 서버, 저장 장치등을 관리하는 시스템에 대한 일 실시예에 해당할 수 있다.
도 6을 참조하면, 네트워크 카메라 시스템의 관리자(500)는 중앙 관리 서버(422) 및 저장 장치(424)를 포함한 중앙 집중 데이터센터(420)에 네트워크(406)를 통해서 접근할 수 있다.
중앙 관리 서버(422)는 네트워크 카메라(402, 450), 네트워크 노드(408, 460), 분산 미디어 서버(412, 456) 및 미디어 저장 장치(414, 458)와 같은 자원에 대한 정의, 구성 및 연결 상태 등에 대한 정보를 유지하고 관리자(500)의 터미널에 정보를 전달한다.
또한, 영상에 대한 압축 상태와 같은 정보도 함께 관리되어야 한다. 일단 이러한 정보가 중앙 관리 서버(422)를 통해서 관리자(500)에게 전달되면, 이러한 정보를 기반으로 중앙 관리 서버(422)는 분산 미디어 서버(412, 456) 및 미디어 저장 장치(414, 458)에 관련 영상 등을 요청하고, 해당 미디어 서버 및 저장 장치 등은 요청된 영상을 네트워크(406)를 통해서 관리자(500)에게 전달하게 된다.
만약, 요청한 영상이 실시간 고화질 영상인 경우, 분산 미디어 서버(412, 456)는 네트워크 카메라(402, 450)에 고화질 영상을 네트워크(406)를 통해서 분산 미디어 서버(412, 456)로 전송할 것을 요청하고, 이에 대한 응답으로 네트워크 카메라(402, 450)는 네트워크(406)를 통해서 해당하는 고화질 영상을 전달하게 된다. 이때, 네트워크 카메라(402, 450)에 근접한 네트워크 노드(408, 460) 및 네트워크 노드(408,460)에 연결된 분산 미디어 서버(412, 456) 및 미디어 저장 장치(414, 458)를 통해서 관리자(500)에게 전달되는 흐름을 갖는다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 단일 또는 복수 노드에 연결된 카메라 및 카메라 서버 등을 관리하기 위한 네트워크 카메라 시스템(400)을 도시한 것이다.
도 7의 경우 관리자가 분산된 관리 서버로 구성된 네트워크 카메라 시스템에서 네트워크 카메라, 분산 미디어 서버, 미디어 저장 장치등을 관리하는 시스템에 대한 일 실시예에 해당할 수 있다.
도 7은 네트워크 카메라 시스템의 관리 서버가 지역적으로 분산되어 있는 경우에 해당된다. 이는 중앙 집중 관리 서버(422)와 동일하게 지역적으로 분산된 관리 서버(600)가 자원 구성 및 네트워크 연결 상태, 영상 정보에 대해서 관리 기능을 수행한다.
만약, uIDC들(412, 454) 내의 각각의 분산 미디어 서버(412, 456) 중에 하나씩을 관리 서버(600)로 가상화하여 사용한다고 가정한다.
이때, 정전과 같은 이유 때문에 하나의 내의 가상화된 분산 미디어 서버를 관리 서버(600)로 더 이상 사용하지 못하는 경우, 가상화된 서버 환경을 다른 uIDC 내의 가상화된 서버로 이동(migration)시켜야 한다. 어떠한 지역에서 촬영된 비디오 데이터의 압축 및 처리 작업을 중단하지 않도록 동일한 서버 환경을 구축하기 위해서, 다른 uIDC 내의 가상화된 서버로 관리 내용 및 환경이 이동함을 의미하고, 저장 장치의 관리 정보도 동일하게 다른 uIDC 내의 저장 장치로 복제됨을 의미한다.
따라서, 다른 uIDC로 관리 서버(600)를 이동시키는 경우에는 관리자는 다른 uIDC 내의 가상화된 관리 서버를 이용하여 네트워크 카메라, 네트워크 노드, 미디어 서버 및 미디어 저장 장치와 같은 자원에 대한 정의, 구성 및 연결 상태 등에 대한 정보를 유지하고 관리자의 터미널에 정보를 전달한다. 이때, 영상에 대한 압축 상태와 같은 정보도 함께 관리되어야 한다. 일단 다른 uIDC의 관리 서버로 옮겨진 정보가 관리 서버를 통해서 관리자에게 전달되면, 이러한 정보를 기반으로 관리 서버는 미디어 서버 및 미디어 저장 장치에 관련 영상 등을 요청하고, 해당 미디어 서버 및 저장 장치 등은 요청된 영상을 네트워크를 통해서 관리자에게 전달하게 된다.
예를 들면, uIDC(3)(454) 및 uIDC(1)(410) 내의 각각의 분산 미디어 서버(412, 456) 중에 하나씩을 관리 서버(600)로 가상화하여 사용한다고 가정한다. 정전과 같은 이유 때문에 uIDC(3)(454) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(456)를 관리 서버로 더 이상 사용하지 못하는 경우, 가상화된 분산 미디어 서버(456)의 환경을 다른 uIDC(412) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(412)로 이동(migration)시켜야 한다.
이때, B 지역에서 촬영된 비디오 데이터의 압축 및 처리 작업을 중단하지 않도록 동일한 서버 환경을 구축하기 위해서, uIDC(1)(410) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(412)로 관리 내용 및 환경이 이동함을 의미하고, 미디어 저장 장치(458)의 관리 정보도 동일하게 다른 uIDC(1)(410) 내의 미디어 저장 장치(414)로 복제된다.
따라서, uIDC(1)(410)로 관리 서버(600)를 이동시키고, uIDC(1)(410) 내의 가상화된 분산 미디어 서버(412)를 관리 서버로 이용하여 네트워크 카메라(450), 네트워크 노드(460), 분산 미디어 서버(456) 및 미디어 저장 장치(458)와 같은 자원에 대한 정보도 복제된다. 그리고, 관리자는 uIDC(1)(410)의 분산 미디어 서버(412)를 관리 서버로 이용하여 네트워크 카메라(450), 분산 미디어 서버(456) 및 미디어 저장 장치(458)에 대해서 관리를 수행하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 네트워크 카메라 분산 시스템에서 네트워크 상에 집중 배치된 카메라 서버 및 저장 장치를 카메라 또는 사용자로부터 근접하게 분산시켜서 효율적으로 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 처리하고 저장하며, 카메라, 카메라 서버 및 저장 장치 등을 관리하여 사용자에게 고화질 또는 다중 비디오 스트림을 보다 효율적으로 실시간 전달할 수 있도록 한다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
402, 450 : 네트워크 카메라 410, 454 : uIDC
412, 456 : 분산 미디어 서버 414, 458 : 미디어 저장장치
406 : 네트워크 408, 460 : 네트워크 노드
405 : 사용자 단말

Claims (20)

  1. 네트워크 카메라 분산 시스템으로서,
    네트워크에 연결되는 네트워크 카메라와,
    상기 네트워크 카메라에 근접한 네트워크 노드에서 상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 처리하는 분산 미디어 서버와,
    상기 네트워크에 연결되어 다수의 상기 분산 미디어 서버와 네트워크 카메라간 연결 설정과 상기 분산 미디어 서버의 동작 상태를 관리하는 중앙 집중 관리 서버
    를 포함하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 처리하여 저장하고, 상기 네트워크에 접속한 사용자 단말장치로부터의 상기 영상 데이터에 대한 요청 수신 시 상기 사용자 단말장치가 접속된 네트워크 노드를 통해 상기 영상 데이터를 전송하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 영상데이터에 대한 요청이 있는 경우, 상기 사용자 단말장치의 네트워크상 접속 위치를 확인하여 상기 사용자 단말장치가 상기 분산 미디어 서버와 근접한 네트워크 노드에 접속한 경우는 상기 영상 데이터를 고화질 영상으로 전송하고, 상기 근접한 네트워크 노드가 아닌 경우에는 저화질 영상으로 전송하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    동작 이상 발생시 가상화 관리 서버로 동작하는 네트워크상 인접한 네트워크 노드에 연결된 다른 분산 미디어 서버로 자신의 동작 정보를 전송하여 상기 다른 분산 미디어 서버에서 상기 네트워크 카메라에 대한 영상 데이터 처리가 수행되도록 하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 동작 정보는,
    상기 동작 이상 발생한 분산 미디어 서버의 자원 구성, 네트워크 연결 상태 또는 저장된 영상 데이터 정보를 포함하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 영상 데이터를 저장하는 미디어 저장장치를 포함하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 네트워크 카메라에 대응되게 상기 네트워크상 근접한 네트워크 노드에 분산되어 위치되는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터는,
    고화질의 영상데이터 또는 비디오/오디오 스트림 데이터 인 네트워크 카메라 분산 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 비디오/오디오 스트림 데이터를 스트림별로 가상화하여 처리하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드는,
    상기 네트워크에서 상기 분산 미디어 서버와 상기 네트워크 카메라간 위치하는 스위치 또는 라우터인 네트워크 카메라 분산 시스템.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자 단말장치는,
    상기 네트워크에 연결하여 상기 분산 미디어 서버와 데이터 통신이 가능한 단말장치인 네트워크 카메라 분산 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사용자 단말장치는,
    개인용 컴퓨터, 노트북, 테블릿 PC, PDA 또는 스마트폰을 포함하는 네트워크 카메라 분산 시스템.
  13. 네트워크 카메라 분산 방법으로서,
    네트워크에 연결되는 네트워크 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 해당 네트워크 카메라에 근접한 네트워크 노드에 연결되는 분산 미디어 서버에서 수신하는 단계와,
    상기 분산 미디어 서버에서 영상 데이터를 처리하여 저장하는 단계와,
    상기 네트워크를 통해 사용자 단말장치로부터 상기 영상 데이터에 대한 요청을 수신하는 단계와,
    상기 분산 미디어 서버에서 상기 영상 데이터를 상기 사용자 단말장치로 전송하는 단계
    를 포함하는 네트워크 카메라 분산 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 영상 데이터에 대한 요청이 있는 경우, 상기 사용자 단말장치의 네트워크상 접속 위치를 확인하는 단계와,
    상기 사용자 단말장치가 상기 분산 미디어 서버와 근접한 네트워크 노드에 접속한 경우는 상기 영상 데이터를 고화질 영상으로 전송하는 단계와,
    상기 근접한 네트워크 노드가 아닌 경우에는 저화질 영상으로 전송하는 단계
    를 포함하는 네트워크 카메라 분산 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 영상 데이터를 처리하여 저장하는 단계에서,
    상기 분산 미디어 서버는, 상기 비디오/오디오 스트림 데이터를 스트림별로 가상화하여 처리하는 네트워크 카메라 분산 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    동작 이상 발생시 가상화 관리 서버로 동작하는 네트워크상 인접한 네트워크 노드에 연결된 다른 분산 미디어 서버로 자신의 동작 정보를 전송하여 상기 다른 분산 미디어 서버에서 상기 네트워크 카메라에 대한 영상 데이터 처리가 수행되도록 하는 네트워크 카메라 분산 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 동작 정보는,
    상기 동작 이상 발생한 분산 미디어 서버의 자원 구성, 네트워크 연결 상태 또는 저장된 영상 데이터 정보를 포함하는 네트워크 카메라 분산 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 분산 미디어 서버는,
    상기 네트워크 카메라에 대응되게 상기 네트워크상 근접한 네트워크 노드에 분산되어 위치되는 네트워크 카메라 분산 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 영상 데이터는,
    고화질의 영상데이터 또는 비디오/오디오 스트림 데이터 인 네트워크 카메라 분산 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드는,
    상기 네트워크에서 상기 분산 미디어 서버와 상기 네트워크 카메라간 위치하는 스위치 또는 라우터인 네트워크 카메라 분산 방법.
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