복수의 ＩＰ 카메라 영상을 표시하기 위한 영상 관제 시스템 및 그 방법 {Control system and method for displaying image data from IP cameras}

본 발명은 복수의 IP(Internet Protocol) 카메라로부터 수신되는 영상을 디스플레이하는 영상 관제 시스템에 대한 것으로, 더욱 구체적으로는 영상 관제 시스템의 하드웨어 성능에 제약받지 않고 효율적으로 복수의 카메라 영상을 수신하여 렌더링할 수 있는 영상 데이터 처리 방법에 대한 것이다.

CCTV(Closed Circuit TeleVision) 카메라를 이용한 보안 장치는 녹화하는 장치 및 감시 화면까지 굵은 동축 케이블을 배선해야 했기에 설치 비용이 많이 들고 설치 공사 또한 설치 장소나 환경에 의해 영향을 받는다.

이러한 기술 문제를 해소하기 위해 개발된 IP 카메라는 IP 네트워크 상에서 동작하고 별다른 장비 없이 카메라에 공유기만 연결해 사용하는 감시 카메라로서, 별도의 녹화기가 없어도 손쉽게 일정 장소를 감시할 수 있으며, 인터넷에 연결된 PC(Personal Computer)나 스마트폰을 이용해 감시 영상을 쉽게 확인할 수 있다.

또한, 도 1과 같이 복수의 IP 카메라(110)가 촬영한 영상을 영상 관제 시스템(100)의 한 화면에 표시함으로써 복수의 장소를 한번에 감시할 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따라 복수의 IP 카메라로부터 수신되는 영상을 영상 관제 시스템에서 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 IP 카메라(211), 제2 IP 카메라(212) 및 제3 IP 카메라(213) 각각의 요청을 처리하기 위해 영상 관제 시스템(200) 내에 제1 스레드(221), 제2 스레드(222) 및 제3 스레드(223)가 생성이 되며, 각 스레드는 해당 소켓을 통해 영상 데이터를 수신하고 디코딩하고 렌더링하게 된다.

스레드(thread)는 어떠한 프로그램 내에서, 특히 프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위를 말한다.

도 2를 참조하면, 연결된 IP 카메라의 개수 만큼 스레드가 생성되고, 각 스레드가, 대응하는 IP 카메라로부터 영상 데이터를 수신하고 수신된 영상 데이터를 디코딩 및 렌더링하는 작업을 모두 수행한다.

따라서, 연결되는 IP 카메라의 수가 많은 경우 많은 스레드가 동시에 동작하게 되어 프로세서에 부하가 걸리므로 시스템의 성능 저하를 야기할 수 있다.

또한, 영상 관제 시스템으로 사용되는 컴퓨터의 성능에 따라 다수의 IP 카메라 영상을 표시하는데 어려움이 있을 수 있으며, 다수의 IP 카메라 영상을 표시하는 성능이 컴퓨터의 성능에 좌우되는 문제가 있다.

또한, IP 카메라당 하나의 스레드가 이용되고 하나의 스레드가 영상의 수신, 디코딩 및 렌더링을 모두 수행하게 되므로, 단일 스레드가 수행해야 하는 과정이 많고 복잡한바, 고사양의 컴퓨터가 영상 관제 시스템으로 사용되어야 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 영상 관제 시스템으로 사용되는 컴퓨터의 성능과 무관하게 복수의 IP 카메라로부터 수신되는 복수의 영상을 효율적으로 표시할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템은, 네트워크를 통해 연결되는 복수의 IP 카메라로부터 수신된 영상을 표시하기 위해, 상기 복수의 IP 카메라와의 통신을 위한 소켓을 관리하기 위한 소켓 풀과, 상기 소켓 풀의 소켓을 통해 영상 데이터를 수신하기 위한 제1 고정 개수의 수신 스레드와, 상기 수신된 영상 데이터를 렌더링하기 위한 제2 고정 개수의 렌더링 스레드를 포함할 수 있다.

상기 영상 관제 시스템은, 상기 제1 고정 개수의 수신 스레드와 상기 제2 고정 개수의 렌더링 스레드 간의 영상 데이터 전달을 위한 큐를 더 포함할 수 있다.

IP 카메라로부터 영상 데이터가 수신되면, 상기 소켓 풀로부터 상기 IP 카메라와 연결된 소켓이 실행 상태로 전환되고, 상기 제1 고정 개수의 수신 스레드 중 대기 상태인 수신 스레드가 활성화되며, 상기 활성화된 수신 스레드는, 상기 실행 상태의 소켓을 통해 수신되는 영상 데이터를 상기 큐에 적재하고, 상기 영상 데이터의 수신이 완료되면 상기 실행 상태의 소켓을 대기 상태로 전환하여 상기 소켓 풀에 반환한 후, 대기 상태로 전환될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 IP 카메라와의 통신을 위한 소켓을 관리하기 위한 소켓 풀과, 상기 소켓 풀의 소켓을 통해 영상 데이터를 수신하기 위한 제1 고정 개수의 수신 스레드와, 상기 수신된 영상 데이터를 렌더링하기 위한 제2 고정 개수의 렌더링 스레드와, 상기 제1 고정 개수의 수신 스레드와 상기 제2 고정 개수의 렌더링 스레드 간의 영상 데이터 전달을 위한 큐를 포함하는 영상 관제 시스템에서의 영상 처리 방법은,

IP 카메라로부터 영상 데이터가 수신되면, 상기 소켓 풀로부터 상기 IP 카메라와 연결된 소켓을 실행 상태로 전환하고, 상기 제1 고정 개수의 수신 스레드 중 대기 상태인 수신 스레드를 활성화하는 단계와, 상기 활성화된 수신 스레드가, 상기 실행 상태의 소켓을 통해 수신되는 영상 데이터를 상기 큐에 적재하고, 상기 영상 데이터의 수신이 완료되면 상기 실행 상태의 소켓을 대기 상태로 전환하여 상기 소켓 풀에 반환하는 단계와, 상기 영상 데이터의 수신을 처리한 수신 스레드를 대기 상태로 전환하는 단계와, 상기 수신된 영상 데이터가 상기 큐에 적재되면, 상기 제2 고정 개수의 렌더링 스레드 중 대기 상태인 렌더링 스레드를 활성화하는 단계와, 상기 활성화된 렌더링 스레드가, 상기 큐에 적재된 영상 데이터를 렌더링하여 출력하는 단계와, 상기 영상 데이터의 렌더링을 처리한 렌더링 스레드를 대기 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 컴퓨터의 성능 및 사양에 민감하지 않은 영상 관제 소프트웨어를 구현할 수 있으며, 고사양의 컴퓨터를 사용하지 않고도 복수의 IP 카메라로부터 감시 영상을 수신하여 표시할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 복수의 IP 카메라와 영상 관제 시스템이 연결된 네트워크 구성을 도시한 것이다.
도 2는 종래 기술에 따라 복수의 IP 카메라로부터 수신되는 영상을 영상 관제 시스템에서 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템의 소프트웨어가 복수의 IP 카메라로부터 수신되는 영상을 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...수단", "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 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.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템의 하드웨어 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 영상 관제 시스템(300)은 프로세서(310), 메모리(320), 저장장치(330), 네트워크 어댑터(340) 및 디스플레이(350)를 포함한다.

저장장치(330)는 본 발명에 따른 영상 처리 방법을 실행하기 위한 명령어가 수록된 컴퓨터 프로그램을 적재한다.

메모리(320)는 상기 컴퓨터 프로그램의 명령어들을 저장하는 휘발성 저장공간에 해당하며, 프로세서(310)는 메모리에 적재된 명령어들을 실행하여 본 발명에 의한 영상 처리 방법을 실행한다.

네트워크 어댑터(340)는 인터넷을 통해 IP 카메라와 통신하기 위한 구성이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템의 소프트웨어가 복수의 IP 카메라로부터 수신되는 영상을 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 관제 시스템(400)은, 소프트웨어 측면에서 보았을 때, 네트워크를 통해 연결되는 복수의 IP 카메라(401, 402, 403)로부터 수신된 영상을 표시하기 위해, 각 IP 카메라와의 통신을 위한 소켓을 관리하기 위한 소켓 풀(410)과, 소켓 풀(410)에 들어 있는 소켓을 통해 영상 데이터를 수신하기 위한 제1 고정 개수의 수신 스레드(420)와, 수신된 영상 데이터를 렌더링하기 위한 제2 고정 개수의 렌더링 스레드(430)를 포함한다.

또한, 영상 관제 시스템(400)은 제1 고정 개수의 수신 스레드(420)와 제2 고정 개수의 렌더링 스레드(430) 간의 영상 데이터 전달을 위한 큐(440)를 더 포함할 수 있다.

제1 IP 카메라(401), 제2 IP 카메라(402) 및 제3 IP 카메라(403)는 촬영한 영상 데이터를 소정의 포맷으로 인코딩하여 네트워크를 통해 영상 관제 시스템(400)으로 전송한다.

복수의 IP 카메라(401, 402, 403)가 소켓을 통해 영상 관제 시스템(400)에 연결되면 해당 소켓들은 대기(wait) 상태로 전환되고 소켓 풀(410)에 보관된다.

제1 IP 카메라(401), 제2 IP 카메라(402) 또는 제3 IP 카메라(403)로부터 영상 데이터가 수신되면, 소켓 풀(410)의 소켓들 중 영상 데이터를 보내는 IP 카메라와 연결된 소켓이 실행(run) 상태로 전환되고, 제1 고정 개수의 수신 스레드(420) 중 대기 상태인 수신 스레드 하나가 활성화되어 상기에서 실행 상태로 전환된 소켓(411)의 처리를 위해 동작한다.

활성화된 수신 스레드(421)는, 상기 실행 상태의 소켓(411)을 통해 수신되는 영상 데이터를 디코딩하여 큐(440)에 적재하며, 영상 데이터의 수신이 완료되면 상기 실행 상태의 소켓(411)을 대기 상태로 전환하여 소켓 풀(410)에 반환한다. 소켓 풀(410)로 반환된 소켓은, 연결된 IP 카메라로부터 다시 영상 데이터가 수신될 때 실행 상태로 다시 전환되어 사용될 수 있다.

영상 데이터의 수신 처리를 완료한 수신 스레드(421)는 대기 상태로 전환된다. 대기 상태로 전환된 수신 스레드(421)는 다음에 IP 카메라들 중 하나로부터 영상 데이터가 수신될 때 다시 활성화되어 사용될 수 있다.

수신되어 디코딩된 영상 데이터는 큐(440)에 적재된다. 수신된 후 렌더링 처리를 위해 대기하고 있는 복수의 영상 데이터가 존재하는 경우는 수신 순서 대로 큐(440)에 적재되며, 적재 순서 대로 렌더링된다. 영상 데이터의 수신이 완료되면 큐(440)에 적재된 영상 데이터의 처리를 위해, 제2 고정 개수의 렌더링 스레드(430) 중 대기 상태인 렌더링 스레드 하나가 활성화된다.

활성화된 렌더링 스레드(431)는, 큐(440)에 적재된 영상 데이터를 렌더링하여 출력한 후 대기 상태로 전환된다. 렌더링 완료된 영상 데이터는 영상 관제 시스템의 화면 디스플레이되며, 큐(440)로부터 삭제된다.

큐(440)에 적재되어 있는 영상 데이터가 남아 있는 경우는 렌더링 스레드들(430) 중 대기 상태인 렌더링 스레드 하나를 선택하여 렌더링 처리를 수행하도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 영상 관제 시스템의 소프트웨어는, 영상 데이터의 수신 처리 및 디코딩을 위한 소정 갯수의 수신 스레드와, 수신된 영상 데이터의 렌더링을 위한 소정 갯수의 렌더링 스레드를 별도로 둔다. 수신 스레드의 수와 렌더링 스레드의 수는 동일하거나 다를 수 있으며, 각 유형의 스레드 개수는 영상 관제 시스템의 하드웨어 성능이나 사양에 따라 결정될 수 있다.

연결을 요청하는 IP 카메라의 수가 증가하는 경우, 연결 요청된 순서대로 소켓 풀에 있는 대기 상태의 소켓이 할당된다. 또한, 연결 요청된 순서대로 대기 상태에 있는 수신 스레드와 렌더링 스레드가 할당된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, IP 카메라와의 통신을 위해 IP 카메라에 소켓 하나를 연결하고(S502), 연결된 소켓은 대기 상태로 전환되어 소켓 풀에 보관된다(S504).

IP 카메라로부터 영상 관제 시스템으로 영상 데이터가 수신되기 시작하면(S506), 소켓 풀로부터 상기 IP 카메라와 연결된 소켓을 실행 상태로 전환하고, 수신 스레드들 중 대기 상태인 수신 스레드를 하나 선택하여 활성화한다(S510). 영상 데이터의 수신이 시작되지 않은 경우라면(S506), 해당 소켓은 대기 상태로 남아 있고, 수신 스레드는 비활성화된 상태 즉 대기 상태로 남아 있다(S508).

다음으로 상기에서 활성화된 수신 스레드가 영상 데이터의 수신을 처리한다. 즉, 상기 실행 상태의 소켓을 통해 수신되는 영상 데이터를 디코딩한 후 큐에 적재한다(S512).

영상 데이터의 수신이 완료되면(S514), 실행 상태로 전환되었던 소켓을 대기 상태로 변환한 후 소켓 풀에 반환하여 보관되도록 하며, 수신을 처리한 수신 스레드를 비활성화하여 대기 상태로 전환한다(S516). 영상 데이터의 수신이 완료되지 않은 경우는(S514), 완료시까지 영상 데이터의 수신이 계속된다.

수신된 영상 데이터가 큐에 적재되면(S518), 렌더링 스레드들 중 대기 상태인 렌더링 스레드 하나를 선택하여 활성화한다(S522). 활성화된 렌더링 스레드는, 큐에 적재된 영상 데이터를 렌더링하여 출력함으로써 디스플레이에 표시되도록 한다(S522).

큐에 적재된 영상 데이터가 출력되어 큐에서 삭제되면(S518), 상기에서 선택되어 영상 데이터의 렌더링을 완료한 렌더링 스레드는 비활성화되어 대기 상태로 전환되며 다음 사용을 위해 대기하게 된다(S520).

본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

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 속한다.

110: IP 카메라
100: 영상 관제 시스템
211, 212, 213: IP 카메라
221, 222, 223: 스레드
300: 영상 관제 시스템
310: 프로세서
320: 메모리
330: 저장장치
340: 네트워크 어댑터
350: 디스플레이
400: 영상 관제 시스템
401, 402, 403: IP 카메라
410: 소켓 풀
411: 실행 상태의 소켓
420: 영상 데이터 수신 스레드
421: 활성화된 수신 스레드
430: 영상 데이터 렌더링 스레드
431: 활성화된 렌더링 스레드
440: 큐