KR100950734B1 - 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법 및 인터넷냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법 및 장치에 관한 것으로, 카메라 모듈로부터 현재상태의 영상 데이터를 취득하는 단계; 참조 영상 데이터와 상기 현재상태 영상 데이터 사이의 차영상 데이터를 얻는 단계; 상기 차영상 데이터로부터 임계치를 초과하는 변화가 수반되었는지의 여부를 판단하는 단계; 변화가 수반된 경우 상기 차영상 데이터를 대상으로 클러스터링을 수행한 후 가장 큰 군집을 선택하여 얻어지는 면적정보로부터 임계치를 초과하는 이상상태가 수반되었는지를 판단하는 단계를 포함하는 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법 및 동 방법이 구현된 인터넷 냉장고를 제공한다.

인터넷 냉장고, 경보

Description

댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법 및 인터넷 냉장고{Automatic Recognition Method of Abnormal Status at Home Surveillance System and Internet Refrigerator}

도 1은 본 발명의 인터넷 냉장고에 구비된 모니터의 일실시 화면.

도 2는 셋팅모드의 일실시화면.

도 3은 활성모드의 일실시화면.

도 4는 본 발명에 적용되는 이상상태 인식 알고리즘의 구체적인 예

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1: 정상영상입력부 2: 이상영상입력부

3: 촬영주기입력부 4: 통부주소입력부

10: 입력창 20: 이미지창

본 발명은 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댁내의 가전제품에 구비되는 카메라 모듈로부터 제공되는 영상을 통해 불청객의 침입 등의 이상상태를 자동으로 감지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

인터넷 냉장고 등이 보급됨에 따라, 이를 홈서버로 활용하려는 시도들이 늘어나고 있다. 즉, 냉장고 등에 필요한 유지/보수의 기능이 웹에 의해 수행되고, 기타 주방용 가전기기들을 효율적으로 제어하는 것이 가능하게 되었다.

그러나, 지금까지의 인터넷 냉장고 등에서는 비디오 카메라는 전자 앨범 등의 부가적인 기능에만 활용되고 있을 뿐, 카메라와 웹을 적절히 조합한 기능은 아직 개발되고 있지 않다.

또한, 지금까지의 웹을 이용한 경보 시스템은 단지 일정 시간 주기로 반복하여 얻은 감시 대상의 영상만을 전송할 뿐, 이상 유무를 자동으로 인식할 수 있는 기능은 구현되어 있지 않다. 이러한 이유로는 자동인식 기능을 구현하기 위해서는 수행할 연산량이 많고, 연산을 수행할 서버가 공간적으로 제약되어 있어 감시지역에 위치하기 힘들기 때문이다.

이에 따라, 종래 기술에 의해서는 감시지역에서 전송되는 영상을 인력으로 확인하여야 하는 노력이 뒤따르고, 이로 인해 인건비가 상승하는 등의 이유로 인해 경보 시스템의 개인적 이용은 어려운 실정이다. 따라서, 비교적 연산량이 적은 실내환경이 감시지역으로 한정되고, 저가로 구현이 가능한 새로운 경보발생체계가 요구되고 있다.

본 발명은 상기 종래 기술이 가지는 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 가전제품과 원격통신이 가능한 카메라에 의해 대상지역을 감시하고, 이상 상태를 자동으로 인식하여 인터넷을 통해 경고메시지 등을 발현할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 이상상태 자동인식방법이 구현된 인터넷 냉장고를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 카메라 모듈로부터 현재상태의 영상 데이터를 취득하는 단계; 참조 영상 데이터와 상기 현재상태 영상 데이터 사이의 차영상 데이터를 얻는 단계; 상기 차영상 데이터로부터 임계치를 초과하는 변화가 수반되었는지의 여부를 판단하는 단계; 변화가 수반된 경우 상기 차영상 데이터를 대상으로 클러스터링을 수행한 후 가장 큰 군집을 선택하여 얻어지는 면적정보로부터 임계치를 초과하는 이상상태가 수반되었는지를 판단하는 단계를 포함하며, 상기 참조 영상 데이터는 바로 이전 주기의 참조 영상 데이터와 현재상태 영상 데이터의 평균값으로 하는 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법을 제공한다.

상기 이상상태 자동인식방법은 댁내에 구비된 각종 전자제품에 구현이 가능하며, 바람직하게는 인터넷 기능이 지원되는 냉장고를 포함한다.

이에 따라, 본 발명은 인터넷 통신이 가능하며, 소정 기록매체에 저장된 데이터의 처리가 가능한 범용 하드웨어를 포함하는 냉장고에 있어서,

원격전송이 가능한 카메라가 구비되며, 상기 카메라 모듈로부터 현재상태의 영상 데이터를 취득하는 단계; 참조 영상 데이터와 상기 현재상태 영상 데이터 사이의 차영상 데이터를 얻는 단계; 상기 차영상 데이터로부터 임계치를 초과하는 변화가 수반되었는지의 여부를 판단하는 단계; 변화가 수반된 경우 상기 차영상 데이터를 대상으로 클러스터링을 수행한 후 가장 큰 군집을 선택하여 얻어지는 면적정보로부터 임계치를 초과하는 이상상태가 수반되었는지를 판단하는 단계를 실행시키며, 상기 참조 영상 데이터는 바로 이전 주기의 참조 영상 데이터와 현재상태 영상 데이터의 평균값으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체를 포함하는 인터넷 냉장고를 제공한다

상기에서 이미지 클러스터링에 사용될 수 있는 알고리즘은 특별한 한정을 요하진 않는다. 따라서, 종래 통상적으로 사용되고 있는 계층적 또는 비계층적 클러스터링 알고리즘 모두가 본 발명에 적용될 수 있다. 계층적 알고리즘의 예로는 병합적 분석법(Agglomerative Approach), 분할적 분석법(Divisive Approach) 등이 있으며, 비계층적 알고리즘의 대표적인 예로는 K-평균 알고리즘이 있다.

또한 상기 기록매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들면, 롬, 플로피디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 매체일 수 있다.

또한, 범용 하드웨어는 CPU를 중심으로 하는 운영체제, 네트워크 관리기, 암 호처리기, 메모리, 및 데이터 버스구조 등으로서 이러한 것은 본 발명에 속하는 기술분야에의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항으로 세부적인 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 내용을 바람직한 실시예로서 제시된 해당 도면 등을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 인터넷 냉장고에 구비된 모니터의 실시 화면을 예시하고 있다. 아이콘 '방범'은 2개의 모드(셋팅 모드, 활성모드)로 구성된다.

셋팅모드는 도 2에 도시된 바와 같이 입력창(10)과 이미지창(20)을 구비한다. 이중에서 정상영상입력부(1)는 현재 이미지창(20)에 캡쳐된 정상상태의 영상을 참조 영상데이터로 정하기 위한 수단을 제공한다. 따라서, 상기 정상영상입력부(1)을 클릭하는 경우 우측에 현재 캡쳐된 이미지가 참조 영상데이터로서 저장장치에 저장된다.

이상영상입력부(2)는 상기 저장된 참조 영상데이터와 현재 캡쳐된 상태의 영상사이의 차영상의 임계치 및 이미지 클러스터링 기법에 의해 얻어진 변화가 가장 큰 군집의 면적의 임계치를 설정하기 위한 수단을 제공한다. 상기 차영상의 임계치 및 면적의 임계치는 사용자에 의해 선택가능한 수치로서, 경험적으로 정해질 수 있다. 예를 들면, 차영상은 정상상태에서도 시간에 따라 픽셀 자체의 명암이 변할 수 있다. 따라서, 자연적인 상태에서의 명암의 변화는 이상상태가 아니므로, 정상상태로 판정할 수 있어야 한다. 이러한 결과값은 경험적으로 측정이 가능하며 이를 임계치로 설정하고, 이를 초과하는 경우의 영상만을 이후의 판단과정에서 고려할 필 요가 생긴다. 면적의 임계치는 현재 영상의 변화가 비록 차영상에서는 큰 변화로서 판단된 경우라도, 실제 다른 요인, 예를 들어 쥐, 나방, 또는 빛의 영향을 통해 야기될 수도 있다. 이러한 경우도 정상상태로 판정할 수 있어야 하며, 이를 위해 변화를 수반하는 클러스터 중 그 크기가 가장 큰 면적의 임계치를 설정할 필요가 생긴다. 따라서, 정해진 임계치를 넘지 않는 변화는 침입자에 의해 야기된 변화로 판단할 수 없어 이러한 경우는 정상상태로 인식이 가능하게 된다.

촬영주기입력부(3)는 냉장고에 장착된 카메라(미도시)의 촬영주기를 설정하기 위한 수단을 제공한다. 바람직하게는 촬영주기는 사용자에 따라 임의의 시간으로 설정이 가능하도록 한다.

통보주소입력부(4)는 이상상태로 판단된 경우 인터넷을 통해 경찰, 보안회사, 사용자가 소지한 유선 또는 무선 단말기에 영상 및 소정의 경고 메시지를 전송하기 위한 주소를 입력하기 위한 수단이다. 상기 경고 메시지는 음성, 음향 또는 문자 등의 모든 메시지가 여기에 포함될 수 있다.

활성모드는 도 3에 도시된 바와 같이 촬영주기마다 촬영된 영상이 좌측에 표시되고, 우측에는 현재 상태의 영상이 표시되고 있다. 활성 모드에서는 셋팅 모드에서 정해진 촬영시간 주기에 따라 카메라를 개방한 후 영상을 취득한다. 취득한 영상은 후술하는 도 4의 이상상태 인식 알고리즘에 따라 참조 영상 데이터와 비교한 후 이상상태로 인식되면, 인터넷을 통해 경고메시지와 현재의 영상이 설정된 통보주소로 전송된다.

이하, 상기 본 발명에 적용되는 이상상태 인식 알고리즘의 구체적인 예를 도 4를 참조하여 설명한다.

단계 401에서 이상상태 영상을 판단하는 기준으로 사용되는 파라미터를 감시상황에 부합하는 적정한 값으로 미리 지정한다. 단계 402에서 정상상태의 그레이영상 I_r를 저장하고 이상상태 판단을 위한 기준으로 삼는다. 단계 403에서 카메라를 초기화시켜 촬영준비를 하고, 단계 404에서 무선으로 연결된 카메라 모듈로부터 현재의 영상 I_n를 취득한다.

단계 405에서는 참조 영상데이터와 현재상태의 영상데이터 사이의 차영상을 계산하고, 차영상의 절대값으로부터 픽셀의 그레이 스케일 합 d를 도출한다.

d=

단계 406에서 차영상의 절대값의 그레이 스케일 합 d가 임계치 dr을 초과하면, 이전 영상에 비해 급격한 변화가 생긴 것으로 판단한다. 만일 임계치 dr을 초과하지 않는 경우라면 정상상태로 인식하고 단계 411로 진행한다.

급격한 변화를 수반하는 것으로 판단된 경우 단계 407에서 K-평균 알고리즘을 이용한 이미지 클러스터링을 수행한다. 단계 408에서 이상영역의 면적을 계산하여 클러스터링을 수행한 군집 중에서 가장 큰 군집의 면적을 계산한다. 상기 단계 408의 결과값은 단계 409에서 이미 설정된 면적의 임계치 Sr과 비교되고, 이를 최과하는 경우에는 이상상태로 최종 판단하여 단계 410에서 영상/경고메시지를 전송한다.

단계 411은 상기 과정들을 수행한 후 참조 영상을 갱신하는 단계로서, 바람 직하게는 갱신할 참조 영상 I'r은 현재의 참조 영상 Ir과 현재 영상 In의 평균값으로 설정한다.

=

다음으로, 단계 412에서는 카메라를 닫고 일정시간이 지연된 후(S413) 다시 단계 403으로 복귀하여 전과정이 되풀이된다.

본 발명에 의하면 인터넷 냉장고에 부착된 카메라를 이용하여 이상 상태의 자동인식이 가능한 경보 시스템을 구현할 수 있다. 따라서, 가정내에 침입자 등이 발생한 경우 이를 이상상태로 판단하여 인터넷 등을 이용해 경찰서나 보안 회사 또는 사용자의 휴대폰 등으로 영상과 함께 경고메시지를 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 카메라 모듈로부터 현재상태의 영상 데이터를 취득하는 단계;

   참조 영상 데이터와 상기 현재상태 영상 데이터 사이의 차영상 데이터를 얻는 단계;

   상기 차영상 데이터로부터 임계치를 초과하는 변화가 수반되었는지의 여부를 판단하는 단계;

   변화가 수반된 경우, 상기 차영상 데이터를 대상으로 클러스터링을 수행한 후, 변화가 가장 큰 군집을 선택하여 얻어지는 면적정보로부터 임계치를 초과하는 이상상태가 수반되었는지를 판단하는 단계를 포함하며,

   상기 참조 영상 데이터는 바로 이전 주기의 참조 영상 데이터와 현재상태 영상 데이터의 평균값으로 하는 댁내 경보시스템에서의 이상상태 자동인식방법
2. 제 1항에 있어서,

   클러스터링은 계층적 또는 비계층적 클러스터링 알고리즘에 의해 수행되어지는 자동인식방법
3. 제 1항에 있어서,

   클러스터링은 k-평균 알고리즘에 의해 수행되어지는 자동인식방법
4. 삭제
5. 인터넷 통신이 가능하며, 소정 기록매체에 저장된 데이터의 처리가 가능한 범용 하드웨어를 포함하는 냉장고에 있어서,

   원격전송이 가능한 카메라가 구비되며, 상기 카메라 모듈로부터 현재상태의 영상 데이터를 취득하는 단계;

   참조 영상 데이터와 상기 현재상태 영상 데이터 사이의 차영상 데이터를 얻는 단계;

   상기 차영상 데이터로부터 임계치를 초과하는 변화가 수반되었는지의 여부를 판단하는 단계;

   변화가 수반된 경우, 상기 차영상 데이터를 대상으로 클러스터링을 수행한 후, 변화가 가장 큰 군집을 선택하여 얻어지는 면적정보로부터 임계치를 초과하는 이상상태가 수반되었는지를 판단하는 단계를 실행시키며,

   상기 참조 영상 데이터는 바로 이전 주기의 참조 영상 데이터와 현재상태 영상 데이터의 평균값으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷 냉장고
6. 제 5항에 있어서,

   클러스터링은 계층적 또는 비계층적 클러스터링 알고리즘에 의해 수행되어짐을 특징으로 하는 인터넷 냉장고
7. 제 5항에 있어서,

   클러스터링은 k-평균 알고리즘에 의해 수행되어짐을 특징으로 하는 인터넷 냉장고
8. 삭제

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