KR100474188B1 - 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과거의 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하고, 판정조건으로 입력된 평균시간, 기준값, 지속시간 등을 이용하여 움직임의 유무를 판정하는 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터에 관한 것으로, 감지의 거리에 제한이 없으며, 주위 환경에 따라 판정조건을 적정하게 설정함으로써 움직임 감지의 정확도가 향상되고, 특정 영역에 대한 집중감시가 가능하며, 움직임 감지장치가 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 모니터에 내장되므로 별도의 외부 센서나 외부 장치를 이용하지 않고, 모니터 자체의 휘도 변화를 비교, 검출하여 물체의 움직임을 감지하므로 비용면에서 효율적이다.

Description

움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터{AN APPARATUS WHICH CAN BE BUILT IN A MONITOR AND THE METHOD FOR DETECTING MOTION}

본 발명은 과거의 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하고, 판정조건으로 입력된 평균시간, 기준값, 지속시간 등을 이용하여 움직임의 유무를 판정하는 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터에 관한 것이다.

종래의 움직임 감지방법과 움직임 감지장치는 열 추적(thermal bipolar device) 또는 적외선, 자기, 광학적 방식을 이용한 루프구성 방식 등 다양한 방법이 나와 있고 또한 보편적인 현장 상황 감시로는 폐쇄회로 텔레비전(closed circuit television) 방식이 널리 보급되어 있다.

루프구성 방식에 따른 경우 그 비용이 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 장점이 있으나 실제 설치 및 운용 유지 보수가 용이하지 않고 특히 신뢰성과 그 감도(sensitivity) 조정이 곤란하여 그 적용 범위가 제한되는 단점이 있다.

폐쇄회로 텔레비전 방식에 따른 경우는 현장상황을 관리자가 직접 확인할 수 있어 편리하나 모니터 화면을 늘 집중하도록 하는 유인 운용이 불가피하다는 단점이 있다.

또한, 종래의 감시 시스템은 별도의 센서와 연동되는게 일반적이며, 이러한 센서들에 의해 침입자가 감지되면 경보가 발생되어 VCR 등과 같은 외부기억장치에 해당 카메라 영상의 녹화가 시작됨과 더불어 경보음이 발생하여 운영자에게 침입자의 존재를 알려주도록 설계되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 감시 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 감시 시스템은 주변상황을 영상신호로 변환하여 출력하는 폐쇄회로 카메라(10)와, 외부센서(20)와, 상기 카메라(10)의 영상신호를 녹화하는 VCR(30), 카메라(10)의 영상신호를 표시하는 모니터(40)로 구성된다.

이와 같은 감시 시스템은 감시가 요구되는 주요 위치에 설치된다. 상기 카메라(10)는 주변의 상황을 전기적인 아날로그 영상신호로 변환하여 출력한다. 외부 센서(20)는 움직이는 물체를 감지한다. 카메라(10)의 출력인 영상신호는 VCR(30)에 입력되어 비디오 테이프 상에 녹화되며, 모니터(40)에 입력되어 사용자가 카메라(10)가 설치된 감시가 요구되는 위치를 감시할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 감시 시스템은 외부 센서를 이용하여 움직이는 물체를 감지하기 때문에 외부 센서로부터 보완 시스템으로 이어지는 신호선에 대한 조작에 의해 어렵지 않게 감시 시스템이 무력화 될 수 있는 단점이 있으며, 비용면에서 비효율적이다. 특히 감시가 요구되는 영역과 감시시스템이 설치된 장소간에 거리가 먼 경우에 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위해 안출된 것으로서 과거의 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하고, 판정조건으로 입력된 평균시간, 기준값, 지속시간 등을 이용하여 움직임의 유무를 판정하는 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터에 관한 것으로 감지의 거리에 제한이 없으며, 주위 환경에 따라 판정조건을 적정하게 설정함으로써 움직임 감지의 정확도가 향상되고, 특정 영역에 대한 집중감시가 가능한 움직임 감지방법과 움직임 감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 움직임 감지 장치가 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 모니터에 내장되므로 별도의 외부 센서나 외부 장치를 이용하지 않고, 모니터 자체의 휘도 변화를 비교 검출하여 물체의 움직임을 감지하므로 비용면에서 효율적이고, 외부 센서로부터 보완 시스템으로 이어지는 신호선에 대한 조작에 의해 감시 시스템의 무력화를 염려할 필요가 없는 움직임 감지장치를 내장한 모니터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 모니터를 이용한 움직임 감지방법은 현재 모니터 화면의 휘도를 현재영상 저장부에 저장하는 단계와, 과거의 모니터 화면의 휘도를 기준영상 저장부에 저장하는 단계와, 움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값과 지속시간을 움직임 판정조건 입력부에 입력하는 단계와, 기준영상 평균값 계산부에서, 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기의 평균시간에 대한 상기 기준영상 저장부에 저장된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값을 계산하는 단계와, 상기 기준영상 평균값 계산부에서 계산된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 영상비교부에서 계산하는 단계와, 상기 영상비교부에서 계산된 절대값이 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기 기준값을 초과하는 경우에, 그 초과시간이 상기 지속시간을 초과하면, 움직임 판정부에서 움직임이 있는 것으로 판정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모니터 화면은 복수의 영역으로 분할되고, 각 영역에 대해 상기 단계들을 통해 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 모니터를 이용한 움직임 감지 장치는 과거의 모니터 화면의 휘도를 저장하는 기준영상 저장부와, 현재의 모니터 화면의 휘도를 저장하는 현재영상 저장부와, 움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값, 지속시간을 입력받는 판정조건 입력부와, 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기 평균시간에 대한 상기 기준영상 저장부에 저장된 과거의 모니터 화면의 휘도의 평균값을 계산하는 기준영상 평균값 계산부와, 상기 기준영상 평균값 계산부에서 계산된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하는 영상 비교부와, 상기 영상 비교부에서 계산된 절대값이 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기의 기준값을 초과하는 경우에, 그 초과시간이 상기 지속시간을 초과하면, 움직임이 있는 것으로 판정하는 움직임 판정부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로한다.

또한, 본 발명에 의한 모니터는 움직임 감지 장치가 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 내장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터를 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 움직임 감지장치의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 움직임 감지장치는 현재 모니터 화면의 휘도를 저장하는 현재영상 저장부(100), 과거의 모니터 화면의 휘도를 저장하는 기준영상 저장부(200), 상기 기준영상 저장부(200)에 저장되어 있는 과거의 모니터 화면의 휘도의 평균값을 계산하는 기준영상 평균값 계산부(300), 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하는 영상비교부(400), 움직임을 판정하는 움직임 판정부(500)와 움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값, 지속시간을 입력받는 판정조건 입력부(600)를 구비하고 있다.

상기 현재영상 저장부(100)와 기준영상 저장부(200)는 통상적인 컴퓨터용 저장매체가 사용될 수 있고, 예를들면 하드디스크, DRAM 등과 같은 것이 사용될 수 있다.

상기 기준영상 평균값 계산부(300), 상기 영상 비교부(400)와 상기 움직임 판정부(500)는 하나의 중앙처리장치에서 구현될 수 있다.

상기 판정조건 입력부(600)는 마우스나 키보드와 같은 것이 사용될 수 있고, 마이크를 통한 음성 입력도 가능하다.

도 3은 본 발명에 의한 움직임 감지방법의 일례의 흐름도이다.

도 2에 도시된 움직임 감지장치는 도 3에 도시된 바와 같은 순서로 작동한다.

우선, 현재 모니터 화면의 휘도를 저장하는 단계(S1)에서는, 카메라(미도시)로부터 촬영되어 모니터에 입력된 아날로그 비디오 신호는 아날로그 디지털 변환기(미도시)에 의해 디지털 비디오 신호로 변환되고, 현재영상 저장부(100)는 변환된 디지털 비디오 신호 중에서 현재 모니터 화면의 휘도만을 저장하고, 저장된 현재 모니터 화면의 휘도를 영상비교부(400)에 전달한다.

상기 현재영상 저장부(100)는 상기 영상비교부(400)에서 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산할 때까지 상기 현재 모니터 화면의 휘도를 저장하고, 상기 영상비교부(400)가 절대값을 계산한 후에는 저장되어 있던 모니터 화면의 휘도를 기준영상 저장부(200)로 전달하고, 새로운 현재 모니터 화면의 휘도를 저장한다.

이어서, 과거 모니터 화면의 휘도를 저장하는 단계(S2)에서는, 상기 기준영상 저장부(200)는 상기 현재영상 저장부(100)로부터 전달된 기존의 모니터 화면의 휘도를 과거의 모니터 화면의 휘도로서 저장하고, 판정조건 입력부(600)에서 입력된 평균시간 동안 저장한다.

상기 기준영상 저장부(200)는 일정한 시간 간격을 가지고 입력된 복수개의 과거의 모니터 화면의 휘도를 저장하고, 상기 현재영상 저장부(100)로부터 새로운 과거 모니터 화면의 휘도를 전달 받으면, 가장 먼저 저장되어 있던 과거의 모니터 화면의 휘도는 삭제되고, 새로운 과거 모니터 화면의 휘도가 저장되게 된다.

다음, 판정조건을 입력받는 단계(S3)에서는, 상기 판정조건 입력부(600)는 평균시간, 기준값, 지속시간을 입력받고 평균시간을 상기 기준영상 저장부(200)와 상기 기준영상 평균값 계산부(300)에 전달하고, 기준값과 지속시간을 상기 움직임 판정부(500)에 전달한다.

판정 조건의 입력은 움직임 감지의 최초 시작에서 1회 이루어지며, 움직임 감지가 진행중인 경우에도 필요한 때에 판정 조건이 수정 입력될 수 있다.

과거 모니터 화면의 휘도 평균값을 계산하는 단계(S4)에서는, 기준영상 평균값 계산부(300)는 상기 판정조건 입력부(600)에 입력된 평균시간 동안의 상기 기준영상 저장부(200)에 저장된 과거의 모니터 화면의 휘도의 평균값을 계산하고 이를 영상비교부(400)에 전달한다.

상기 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도를 비교하는 단계(S5)에서는, 상기 영상비교부(500)는 상기 기준영상 평균값 계산부(300)에서 계산된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 상기 현재영상 저장부(100)에서 전달된 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하여 상기 움직임 판정부(500)로 전달한다.

움직임을 판정하는 단계(S6)에서는, 상기 움직임 판정부(500)는 상기 영상비교부(400)로부터 계산되어 전달된 절대값이 상기 판정조건 입력부(600)에 입력된 기준값을 초과하는 경우에, 그 초과시간이 상기 지속시간을 초과하면 움직임이 있는 것으로 판정한다.

움직임이 있는 것으로 판정되면 상기 움직임 판정부(500)는 비디오 녹화를 시작하도록 하거나 모니터 화면에 움직임 발생에 대한 메시지가 디스플레이 되도록 하는 신호를 발생하도록 구성될 수 있으며, 보안 업체에 자동으로 신고 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.

움직임을 판정함에 있어서, 상기 절대값이 상기 기준값 이상이고, 상기 절대값이 상기 기준값 이상인 시간이 지속시간과 같거나 초과하는 경우에 움직임이 있는 것으로 판정하도록 하는 것도 가능하다.

상기 평균시간, 기준값과 지속시간을 주위 환경에 따라 조절할 수 있으므로 움직임을 감지함에 있어서, 상기 조건들의 다양한 조합에 의해 움직임 감지의 감도를 조절하고 움직임 감지의 정확도를 높일 수 있다.

평균시간을 1초로 입력하는 경우는 과거 1초 동안의 모니터 화면의 휘도의 평균값과 현재의 모니터 화면의 휘도를 비교함으로써 그 감도가 높아지는데 비하여, 평균시간을 30초로 입력하는 경우는 과거 30초 동안의 모니터 화면의 휘도의 평균값과 현재의 모니터 화면의 휘도를 비교함으로써 그 감도가 낮아진다.

기준값을 작게 입력하는 경우는 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차가 작더라도 움직임이 있는 것으로 판정되므로 감도가 높아지고, 기준값을 크게 입력하는 경우는 감도가 낮아진다.

지속시간을 작게 입력하는 경우는 짧은 시간동안의 모니터 화면의 휘도 변화에 대해서 움직임이 있는 것으로 감지하게 되므로 그 감도가 높아진다. 반대로 지속시간을 크게 입력하는 경우는 그 감도가 낮아진다.

움직임 감지장치가 사용되는 주위환경이나 목적에 의해서 위와 같이 평균시간, 기준값과 지속시간을 다양하게 입력할 수 있으므로 주위환경에 따라 적절한 상기 판정조건의 조합으로 정확하게 움직임을 감지할 수 있다.

도 4는 움직임 감지방법의 일례로 모니터 화면을 복수의 영역으로 분할하여 나타낸 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 움직임 감지방법의 단계중에서 판정조건을 입력받는 단계(S3)에서 모니터 화면을 16등분하고, 각 영역에 대하여 고유번호를 부여한 후 상기 판정조건 입력부에 16등분된 모니터 영역에 대한 고유번호를 입력하는 단계를 추가하고, 움직임을 판정하는 단계(S6)에서 상기 판정조건 입력부에서 입력된 고유번호에 해당하는 모니터 영역 외의 변화에 대해서는 움직임이 있어도 무시하도록 함으로써 특정지역에 대한 움직임을 집중 감시할 수 있다.

상기 판정조건 입력부에 고유번호를 1, 4, 13, 16으로 입력하는 경우는, 1, 4, 13, 16 이외의 영역에서의 모니터 화면의 변화는 무시하고, 모니터 화면의 각 모서리부의 움직임만을 집중적으로 감시하게 된다.

모니터 화면의 감시 영역은 모니터 화면을 상기와 같이 16등분 하거나 미리 정해진 복수개의 영역으로 구분할 수 있으나, 가로와 세로의 길이를 임의로 지정하고 그 영역의 중심부를 임의로 지정하는 방법 또는 마우스를 조절하여 감시 영역을 특정하는 방법도 가능하다.

상기와 같은 방법을 하나의 카메라에 의해 촬영된 영역에 대해서 적용할 수 있으며, 복수 개의 카메라에 의해 촬영된 복수 개의 다른 영역을 하나의 모니터 화면에 디스플레이 시키고 원하는 영역에 대해서만 집중적으로 감시하게 할 수도 있다. 가령, 16대의 카메라로 16곳을 촬영하도록 하고, 각 영역에 대한 영상을 모두 모니터에 디스플레이 시키고, 그 중 감시를 원하는 영역을 특정하여 집중감시가 이루어 지도록 할 수 있다. 물론, 모든 영역에 대한 감시도 가능하다.

상기 움직임 감지방법에 의한 움직임 감지장치는 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 모니터에 내장되고 외부 센서나 외부 장치 없이 움직임 감지를 수행할 수 있다.

본 발명에 의한 움직임 감지방법 및 움직임 감지장치는 움직임이 있는 것으로 판정될 때의 영상을 녹화 테이프에 의해 자동으로 녹화되도록 하여 무인으로 운용될 수 있으며, 항상 주변 상황을 녹화하는 것이 아니라 움직임이 감지된 경우에만 선택적으로 녹화시켜 메모리 비용을 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 모니터를 이용한 움직임 감지방법과 움직임 감지장치 및 이를 내장한 모니터를 사용하는 경우는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 모니터 화면의 휘도의 변화를 비교 검출하여, 물체의 움직임을 판정하므로 그 감지의 거리에 제한이 없다는 효과가 있다.

둘째, 움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값과 지속시간을 다양하게 사용할 수 있으므로, 본 발명이 이용되는 주위 환경에 따라 판정조건을 적정하게 설정함으로써 움직임 감지의 정확도가 향상되는 효과가 있다.

셋째, 모니터 화면의 특정 영역에 대해서만 움직임을 감지하도록 설정할 수 있으므로, 나머지 영역의 변화를 무시하고 특정 영역에 대한 집중감시가 가능하고, 반대로 하나의 시스템내에서 동시에 복수개의 다른 영역에 대한 감시도 가능하므로 상황에 따라 다양하게 활용될 수 있는 효과가 있다.

넷째, 상기 움직임 감지 방법을 구현하도록 구성된 움직임 감지 장치가 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 모니터에 내장되므로 외부 센서와 외부장치를 이용하지 않고, 모니터 자체의 휘도 변화를 비교 검출하여 물체의 움직임을 감지함으로 비용면에서 효율적이고, 외부 센서와 외부장치가 없기 때문에 외부조작에 의해 움직임 감지가 방해 받을 염려가 없다.

다섯째, 상기 움직임 감지방법과 움직임 감지장치를 비디오 녹화 시스템과 연결하여 움직임이 감지된 상황만 녹화하도록 함으로써 메모리 자원을 절약할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 감시 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의한 움직임 감지장치의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명에 의한 움직임 감지방법의 일례의 흐름도이다.

도 4는 움직임 감지방법의 일례로 모니터 화면을 복수의 영역으로 분할하여 나타낸 구성도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10... 폐쇄회로 카메라 20... 외부센서

30... VCR 40... 모니터

100... 현재영상 저장부 200... 기준영상 저장부

300... 기준영상 평균값 계산부 400... 영상비교부

500... 움직임 판정부 600... 판정조건 입력부

Claims (4)

1. 모니터를 이용한 움직임 감지방법에 있어서,

   현재 모니터 화면의 휘도를 현재영상 저장부에 저장하는 단계와,

   과거의 모니터 화면의 휘도를 기준영상 저장부에 저장하는 단계와,

   움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값과 지속시간을 움직임 판정조건 입력부에 입력하는 단계와,

   기준영상 평균값 계산부에서, 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기의 평균시간에 대한 상기 기준영상 저장부에 저장된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값을 계산하는 단계와,

   상기 기준영상 평균값 계산부에서 계산된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 영상비교부에서 계산하는 단계와,

   상기 영상비교부에서 계산된 절대값이 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기 기준값을 초과하는 경우에, 그 초과시간이 상기 지속시간을 초과하면, 움직임 판정부에서 움직임이 있는 것으로 판정하는 단계로 이루어진 모니터를 이용한 움직임 감지 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모니터 화면은 복수의 영역으로 분할되고, 각 영역에 대해 상기 단계들을 통해 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 모니터를 이용한 움직임 감지 방법.
3. 모니터를 이용한 움직임 감지 장치에 있어서,

   현재의 모니터 화면의 휘도를 저장하는 현재영상 저장부와,

   과거의 모니터 화면의 휘도를 저장하는 기준영상 저장부와,

   움직임 판정조건으로서 사용되는 평균시간, 기준값, 지속시간을 입력받는 판정조건 입력부와,

   상기 판정조건 입력부에 입력된 상기 평균시간에 대한 상기 기준영상 저장부에 저장된 과거의 모니터 화면의 휘도의 평균값을 계산하는 기준영상 평균값 계산부와,

   상기 기준영상 평균값 계산부에서 계산된 과거 모니터 화면의 휘도 평균값과 현재 모니터 화면의 휘도와의 편차의 절대값을 계산하는 영상 비교부와,

   상기 영상 비교부에서 계산된 절대값이 상기 판정조건 입력부에 입력된 상기의 기준값을 초과하는 경우에, 그 초과시간이 상기 지속시간을 초과하면, 움직임이 있는 것으로 판정하는 움직임 판정부를 구비하여 이루어진 모니터를 이용한 움직임 감지 장치.
4. 상기 제 3 항에 의한 움직임 감지 장치가 하나의 인쇄회로기판으로 제작되어 내장되어 있는 모니터.