KR101579275B1 - 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템 - Google Patents

위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템 Download PDF

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김영호
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Abstract

본 발명은 전자발찌 착용자 등과 같은 위험객체를 실시간으로 모니터링하여 방범 및 보안에 활용하는 것으로, 위치정보를 기반으로 하여 영상획득 및 이를 활용하여 객체의 특징부를 추출하여 대상객체인 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 위험객체 실시간 모니터링을 통한 방범보안 시스템 관제서버(1), CCTV카메라(2) 및 대상객체(3)로 구성되며 위험객체 위치정보 확인단계(S10), 위험객체 근접 가시용 CCTV 카메라 검색단계(S20), 감시용 CCTV 카메라에 위험객체 위치정보제공단계(S30), 위험객체 포커싱 영상획득단계(S40), 위험객체의 특징부 검색단계(S50), 위험객체 이탈 여부 판단단계(S60), 관리기관 1차 통보단계(S70), DB판단 및 수색명령 전송단계(S80), 위험객체 추적영상 획득 알림 단계(S90) 및 관리기관 2차 통보단계(S100)로 이루어지는 프로세스를 통하여 완성된다.

Description

위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템{SECURITY SYSTEM USING REAL-TIME MONITORING WITH LOCATION-TRACE FOR DANGEROUS-OBJECT}
본 발명은 전자발찌 착용자 등과 같은 위험객체를 실시간으로 모니터링하여 방범 및 보안에 활용하는 것으로, 위치정보를 기반으로 하여 영상획득 및 이를 활용하여 객체의 특징부를 추출하여 대상객체인 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대상객체를 인식하기 위해 위치정보와 CCTV 등의 영상매체 등을 이용하여 범죄 예방과 같은 방범보안 시스템을 제공하게 된다.
이와 같은 대상객체의 위치인식을 이용하여 제공되는 방범보안 시스템은 대부분 대상객체의 영상을 획득한 후 안면 인식 및 차량번호 등을 분석하여 대상객체의 위치만을 통보해주는 방식으로 제공되는 것이 대부분이다.
이에 대한민국 공개특허 제10-2012-0084159호(전자발찌 착용자에 대한 영상 감시 시스템 및 방법, 이하, '선행기술'이라 함) 전자발찌를 착용한 범죄 경력이 있는 특정인의 단순 위치 파악을 넘어 영상 정보 제공을 통한 실시간 모니터링을 가능하게 함으로써 범죄 재발 방지의 효과를 극대화할 수 있도록 하는 전자발찌 착용자에 대한 영상 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로 상기 전자발찌 착용자의 위치 정보를 실시간으로 전송받아, 상기 전자발찌 착용자의 위치와 근접하게 설치된 감시용 CCTV 장치(300)에 전자발찌 착용자의 위치 정보를 제공하는 CCTV관리서버(200)와; 상기 CCTV 관리서버(200)로부터 위치 정보가 제공된 전자발찌 착용자가 소정 거리 내에 접근시, 상기 전자발찌 착용자를 추적하여 영상을 촬영하는 감시용 CCTV 장치(300); 및 상기 감시용 CCTV 장치(300)에 의해 촬영된 영상 정보를 전송받아 저장관리하는 데이터베이스(205);를 포함하여 이루어져, 전자발찌 착용자의 이동 영상을 실시간으로 감시할 수 있어 범죄를 예방할 수 있는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 선행기술을 포함한 대부분의 기술들은 대상객체에 대한 영상획득시 일반적인 영상만을 획득하여 법정 근거자료로 활용하기 어렵거나, 대상객체에 대한 판독시 오류 및 오차 범위가 넓어 신뢰성이 높은 영상을 획득하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 제공함으로써, 대상객체의 인식에 대한 오류 및 오차범위를 줄여 대상객체에 대한 신뢰성이 높은 영상을 획득하여 범죄 예방 등의 방범보안을 효율적으로 실시할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 위험객체의 위치를 인식하여 실시간 모니터링을 통한 범죄를 예방하는 방범보안 시스템에 있어서,
촬영, 틸트 및 줌과 같은 카메라의 제어, 대상객체의 위치파악 및 영상분석 처리를 제어하는 관제부(11), 카메라에서 입력된 영상을 분석하고 처리하는 영상처리부(12), 외부전산망을 이용하여 카메라 및 서비스를 요청한 사용자의 통신단말기와의 통신을 수행하는 통신부(13) 및 대상객체의 신상정보, 위치정보 및 대상객체의 위치정보를 기반으로 한 카메라의 위치정보를 저장하는 메모리부(14)로 이루어지는 관제서버(1);와 상기 관제서버(1)에 제공되는 영상을 획득하기 위해, 광역감시를 위한 고해상도 카메라인 광역감시카메라(21)와 상기 광역감시카메라(21)와 병행 또는 단독으로 사용되며 대상객체인 차량(32)이나 사람(31)의 특징적인 영상을 획득하기 위한 줌인 및 줌아웃 촬영을 위한 스피드 돔형 카메라인 획득카메라(22)로 구성되는 CCTV카메라(2); 및 위치인식 수단을 구비하는 대상객체(3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 제공하게 된다.
상기와 같은 시스템의 프로세스는 대상객체의 위험도에 따라 관심객체 및 위험객체로 등급을 분류하고 분류된 등급에 따라 대상객체의 위치정보를 확인하는 위험객체 위치정보 확인단계(S10); 위험객체가 인식된 위치정보 내의 근접 감시용 CCTV 카메라를 검색하는 위험객체 근접 가시용 CCTV 카메라 검색단계(S20); 상기 위험객체 근접 감시용 CCTV 카메라 검색단계(S20)에서 검색된 근접 감시용 CCTV 카메라에 대상객체의 정확한 위치정보를 제공하는 감시용 CCTV 카메라에 위험객체 위치정보제공단계(S30); 위험객체의 위치정보를 활용하여 대상객체의 특징부를 추출하기 위한 집중영상을 획득하기 위해 포커싱 영상을 획득하는 위험객체 포커싱 영상획득단계(S40); 획득된 포커싱 영상을 통하여 대상객체의 특징부를 검색하는 위험객체의 특징부 검색단계(S50);대상객체의 위치정보가 인식된 지역에서 위험객체가 이탈되었는지 여부를 판단하는 위험객체 이탈 여부 판단단계(S60); 앞선 단계(S60)에서 획득된 이탈여부 정보를 관리기관에 통보하는 관리기관 1차 통보단계(S70); 앞선 단계(S70)에서 획득된 정보를 이용하여 대상객체가 위치정보 내에 위치할 경우 풀바디 및 특징부 데이터베이스와의 비교 및 판단하거나 대상객체가 위치를 이탈할 경우 수색명령을 전송하게 되는 DB판단 및 수색명령 전송단계(S80); 대상객체의 영상을 분석을 통하여 위험객체를 특정한 후 대상객체의 움직임에 따라 추적하여 위치의 이동 및 실시간 상황을 파악하고이를 관리기관에 알리는위험객체 추적영상 획득 알림 단계(S90) 및 실시간으로 위치를 파악하고, 대상객체의 움직임 등을 파악하여 이동 궤적 등을 파악하여 관리기관에 통보하는 관리기관 2차 통보단계(S100)로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 관리기관 2차 통보단계(S100) 후, 성폭행 및 유괴와 같은 특정범죄자를 위험객체로 인지한 후 이에 대한 정보의 수신을 요청한 학부도 등의 휴대단말기로 전송하거나, 전자발찌관리자 등에게 정보를 전송하는 알림서비스를 더 포함하게 된다.
또한, 상기 획득된 포커싱 영상을 통하여 대상객체의 특징부를 검색하는 위험객체의 특징부 검색단계(S50)는 시각 집중방식을 적용하여 포렌식 영상을 획득하여 보다 신뢰성이 높은 영상을 제공하기 위해, 대상객체에 대한 검지와 영상획득을 통하여 상향식 시각 집중 지도생성단계(S510); 생성된 시각 집중 지도로부터 특이점 찾는 단계(S520); 상기 단계(S520)에서 지도마다 파악된 대상객체의 특이점을 지도상에 표기하여 누적 좌표를 생성하는 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530); 상기 단계(S530)에서 대상 객체의 특이점 누적좌표 지도를 이용하여 대상객체의 풀바디 중 특정부분을 설정하고, 특정부분에 대한 정보를 연속해서 획득하기 위하여 카메라의 줌인 및 줌아웃을 판단하게 되는 줌인/줌아웃 판단단계(S540); 상기 단계(S540)에서 획득된 특이점의 분포가 높은 특정부분을 선별하고 그 선별된 부분의 좌표를 판단하는 시각 집중 좌표 판단단계(S550); 및 상기 단계(S550)에서 파악된 시각 집중 좌표를 이용하여 카메라를 이동시켜 영상을 획득하는 획득 카메라 제어를 통해 검지위치로 이동하여 포렌식 영상 획득 단계(S560)로 구성되는 시각 집중에 의한 관심객체 검지를 기반으로한 영상 획득 스케쥴링을 이용한 포렌식 영상획득 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 제공하게 된다.
이때, 상기 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530) 후 획득카메라(22)를 제어하기 위해, 누적 좌표 지도를 통하여 카메라의 동작위치를 설정하되, 누적좌표간의 거리가 최소인 지점 및 누적좌표간의 시간변화량이 적으며, 연속된 시간상에 배치되는 누적좌표를 통하여 누적좌표의 분포를 파악하고 대상객체의 동선을 에측하여 카메라의 동작위치를 설정하여 영상정보를 획득하도록 하기 위해 획득카메라(22)를 제어하기 위한 스케줄링 과정이 더 포함하고, 상기 시각집중지도는 촬상되는 영상의 매 프레임마다 대상 객체의 색상, 코너 및 KLT 특징을 색상 맵핑 방식으로 표현하여 대상 객체의 고유한 특징으로 표현하도록 한다.
또한 상기 시각집중지도는 특징 지도와 도드라짐(Conspicuity)지도를 생성하고 최종적으로 시각집중 현저성(Saliency)지도를 생성하는 순으로 처리하며, 카메라가 특정 부분의 좌표를 이탈한 경우 복귀를 위하여 임의의 구간을 투어링하도록 설정하고 주기적으로 복귀하도록 하는 투어링 포인터로 복귀하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 제공함으로써, 본 발명의 목적을 보다 잘 달성할 수 있는 것이다.
본 발명의 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 제공함으로써, 대상객체의 인식에 대한 오류 및 오차범위를 줄여 대상객체에 대한 신뢰성이 높은 영상을 획득하여 범죄 예방 등의 방범보안을 효율적으로 실시할 수 있는 시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 관제부(1)의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프로세스에 대한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 위험객체의 특징부 검색단계(S50)의 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시각 집중영역과 특이점을 추출한 영상에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 특이점 누적좌표 지도를 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 코너와 KLT 특징을 추출한 영상에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 색상을 변화시킨 영상에 대한 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 시각 집중식 영상에 대한 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따라 획득된 포렌식 영상의 예시도이다.
이하에서 본 발명의 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템을 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 시스템에 대한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 관제부(1)의 구성도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 위험객체 실시간 모니터링을 통한 방범보안 시스템 관제서버(1), CCTV카메라(2) 및 대상객체(3)로 구성되며, 관제서버(1)는 관제부(11), 영상처리부(12), 통신부(13) 및 메모리부(14)로 구성된다.
상기 관제부(11)는 카메라의 촬영, 틸트 및 줌과 같은 제어, 대상객체의 위치, IP CCTV카메라,. 영상분석 처리를 제어 및 관리하는 것이고, 영상처리부(12)는 카메라에서 입력된 영상을 분석하고 처리하는 것이며 통신부(13)는 외부전산망 등을 이용하여 카메라 및 서비스를 요청한 사용자의 통신단말기와의 통신을 수행한다.
또한, 상기 메모리부(14)는 대상객체의 신상정보, 위치정보 및 대상객체의 위치정보를 기반으로 한 카메라의 위치정보 및 IP 정보를 저정하는 것이다.
또한 상기 CCTV카메라(2)는 광역감시를 위한 고해상도 카메라인 광역감시카메라(21)와 상기 광역감시카메라(21)와 병행사용되며 대상객체인 차량(32)이나 사람(31)의 특징적인 영상을 획득하기 위한 줌인 및 줌아웃 촬영을 위한 스피드 돔형 카메라인 획득카메라(22)로 구성된다.
여기서, 상기 영상인식 수단인 광역감시카메라(21) 및 획득카메라(22)는 단독으로 사용되거나 병행되어 사용된다.
이때, 상기 광역감시카메라(21)의 경우 대상객체를 검지하기 위한 광역감시를 담당하게 되며, 획득카메라(22)는 줌인 및 줌아웃 기능을 탑재하여 대상객체의 영상을 획득하는 역할을 하게 된다.
상기와 같은 대상객체인 사람(31) 및 차량(32)에는 위치인식 수단이 구비된 객체를 말하는 것으로 사람(31)의 경우 전자발찌 등과 같은 위치인식 수단을 부착하고 있는 객체를 말하며 RFID 및 GPS 등을 이용하여 위치를 인식하게 된다.
또한, 대상객체가 차량(32)일 경우에도 차량에 위치인식 수단을 부착 또는 구비되는 객체를 말하며, 앞서 설명한 RFID 및 GPS 등을 이용하여 위치를 인식하게 되는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 프로세스에 대한 순서도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템의 프로세스는 위험객체 위치정보 확인단계(S10), 위험객체 근접 가시용 CCTV 카메라 검색단계(S20), 감시용 CCTV 카메라에 위험객체 위치정보제공단계(S30), 위험객체 포커싱 영상획득단계(S40), 위험객체의 특징부 검색단계(S50), 위험객체 이탈 여부 판단단계(S60), 관리기관 1차 통보단계(S70), DB판단 및 수색명령 전송단계(S80), 위험객체 추적영상 획득 알림 단계(S90) 및 관리기관 2차 통보단계(S100)으로 이루어진다.
상기 위험객체 위치정보 확인단계(S10)는 대상객체의 위험도에 따라 분류하게 되는데, 관심객체 및 위험객체로 등급을 분류하고 분류된 등급에 따라 대상객체의 위치정보를 확인하는 과정이다.
이때, 대상객체의 위치정보는 RFID 및 GPS와 같은 위치인식 정보를 활용하게 된다.
위험객체 근접 감시용 CCTV 카메라 검색단계(S20)는 위험객체가 인식된 위치정보 내의 근접 감시용 CCTV 카메라를 검색하는 것이다.
이때, 근접 감시용 CCTV 카메라는 위험객체의 위치정보를 기반으로 지역반경을 설정하여 적용할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 감시용 CCTV 카메라는 앞서 설명한데로, 광역감시카메라(21) 또는 획득카메라(22) 중 어느 하나 이상을 적용하는 것이다.
감시용 CCTV 카메라에 위험객체 위치정보제공단계(S30)는 상기 위험객체 근접 감시용 CCTV 카메라 검색단계(S20)에서 검색된 근접 감시용 CCTV 카메라에 대상객체의 정확한 위치정보를 제공하게 되는 것이다.
위험객체 포커싱 영상획득단계(S40)는 위험객체의 위치정보를 활용하여 대상객체의 특징부를 추출하기 위해 집중영상을 획득하기 위해 포커싱 영상을 획득하는 과정이다.
위험객체의 특징부 검색단계(S50)는 획득된 포커싱 영상을 통하여 대상객체의 특징부를 검색하게 된다.
상기 위험객체의 특징부 검색단계(S50)는 시각 집중방식을 적용하여 포렌식 영상을 획득하여 보다 신뢰성이 높은 영상을 제공하게 되는데, 이하에서 본 발명에 따른 위험객체의 특징부 검색단계(S50)의 순서도를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
상기 위험객체의 특징부 검색단계(S50)는 상향식 시각 집중 지도생성단계(S510), 생성된 시각 집중 지도로부터 특이점을 찾는 단계(S520), 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530), 줌인 및 줌아웃 판단단계(S540), 시각 집중 좌표 판단단계(S550) 및 획득 카메라 제어를 통해 검지위치로 이동하여 포렌식 영상 획득단계(S560)로 구성된다.
상기 상향식 시각 집중 지도생성단계(S510)는 대상객체를 검지하고, 검지된 정보를 이용하여 식별 가능한 영상을 획득한 후, 시각 집중 지도를 생성한다.
이때, 광역감시카메라(21)를 이용하여 광역감시모드를 통하여 대상객체를 검지하고, 검지된 대상객체의 특징영상을 획득하기 위해, 획득카메라(22)를 이용하여 대상객체의 특이점을 실시간으로 탐색하면서 해당 객체의 식별 가능한 상태의 영상을 획득하게 된다.
상기와 같이 대상객체에 대한 검지와 영상획득을 통하여 상향식 시각 집중 지도를 생성하게 된다.
이때, 상기 시각 집중 지도는 색상 맵핑 방식에 의하여 광역 감시 모드에서 검지된 객체에 대한 색상, 코너, KLT 특징 등을 이용하여 시각 집중 지도를 생성하게 된다.
여기서 시각 집중 지도라 함은 촬상되는 영상의 매 프레임마다 대상 객체의 색상, 코너 및 KLT 특징 등을 색상 맵핑 방식을 이용하여 표현하는 것으로 대상객체의 고유한 특징으로 표현하는 것이다.(도 7 내지 도 10참조)
보다 상세하게 설명하면 시각집중 지도는 특징 지도와 도드라짐(Conspicuity) 지도를 생성하고 최종적으로 시각집중 현저성(Saliency) 지도를 생성하는 순서로 처리된다.
상기 특징 지도는 색상, 밝기, 방향 특징이 포함된 지도를 말한다. 색상 특징 추출을 위하여 4개(R(적색(red),녹색(Green),청색(Blue),황색(Yellow)) 컬러 채널을 수식 1을 이용하여 구하고, 이로부터 RG와 BY 색상정보를 수식 2로부터 구한다. 여기서, RG와 BY 색상은 적/녹과 황/청의 반대 쌍의 색상정보를 의미하며, 색상정보를 뇌로 전달해 주는 뇌의 시신경 회로가 3가지 추상체들에 의한 정보를 적/녹과 황/청의 반대 쌍의 색상정보로 바꾸어 전달하는 기작을 모델링한 것이다. 밝기 특징 추출을 위하여 그레이 스케일 1개, 방향 특징 추출을 위하여 가버(Gabor) 필터를 이용하여 얻은 4 방향(0, 45, 90, 135) 성분이 포함된 영상 4개를 얻는다.
수식 1 :
Figure 112015049556414-pat00001

수식 2 :
Figure 112015049556414-pat00002

도드라짐 지도는 특징 지도의 주변으로부터 가장 두드러지게 드러나는 부분이 강조되는 특징을 가지게 되는 지도를 말한다. 수식 3은 도드라짐 지도를 얻기 위한 가우시안 피라미드를 수행하는 과정을 표현한 것이다.
수식 3 :
Figure 112015049556414-pat00003

각각의 특징을 j라 하면, 9개의 가우시안 피라미드
Figure 112015049556414-pat00004
는 특징 지도
Figure 112015049556414-pat00005
에 가우시안 필터
Figure 112015049556414-pat00006
를 사용하여 점진적으로 서브샘플링하고 저주파 통과 필터링하여 얻는다. 여기서
Figure 112015049556414-pat00007
는 공간 컨볼루션 연산자이다. 각각의 특징 j에 대하여, 6개의 중간 다중 크기 도드라짐 지도들인
Figure 112015049556414-pat00008
를 수식 4에 의하여 구한다.
수식 4 :
Figure 112015049556414-pat00009

6개의 중간 다중 크기 도드라짐 지도들은 단일한 특징을 가지는 도드라짐 지도 C j 로 수식 5와 같이 합산된다.
수식 5 :
Figure 112015049556414-pat00010

여기서,
Figure 112015049556414-pat00011
는 정규화 함수이다.
최종적인 시각집중 현저성 지도는 수식 6과 같이 각각의 도드라짐 지도에 대한 가중치를 결정하고 조합하여 생성된다.
수식 6 :
Figure 112015049556414-pat00012
여기서 n은 현저성 지도의 수이다.
상기 상향식 시각 집중 지도생성단계(S510)후 생성된 시각 집중 지도로부터 특이점 찾는 단계(S520)는 시각 집중 지도로부터 대상객체의 특이점을 추출하는 과정으로서, 앞서 설명된 객체의 색상, 코너, KLT 특징 중 대상 객체만의 특이한 점을 찾게 되는 것이다.
여기서 상기 객체의 특징인 색상, 코너, KLT 특징 중 어느 하나 또는 하나 이상을 적용하여 특이점을 찾을 수 있는 것으로, 예를 들어, 대상 객체의 색상 중 특이한 점이 있을 경우 대상 객체의 특이점을 색상으로 지정하여 적용하며, 색상과 코너 또는 KLT 특징 모두 특이할 경우 세가지 요건을 모두 특이점으로 판단하여 대상 객체의 특이점을 찾게 되는 것이다.
이때, 각 지도마다의 특이점을 파악하는 과정을 반복적으로 수행하게 된다.
상기 특이점을 찾는 단계(S520)후 각각의 지도별로 특이점이 획득된 후 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530)가 수행된다.
여기서 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530)는 앞선 단계에서 지도마다 파악된 대상객체의 특이점을 지도상에 표기하여 누적 좌표를 생성하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 도 3과 같이 일정 구간에 대상객체의 특이점을 표기한 후 복수개의 지도에서 표기된 특이점을 하나의 지도상에 표기하여 누적 좌표를 찾게 되는 것이다.
여기서 상기 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530)후 획득카메라(22)를 제어하기 위한 스케줄링 과정이 더 포함될 수 있는데, 상기 획득카메라(22)의 제어를 위한 스케줄링은 누적 좌표 지도를 통하여 대상객체의 정보를 획득하기 위해 카메라의 동작을 스케줄을 설정하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 누적 좌표 지도를 통하여 카메라의 동작위치를 설정하기 위한 것으로, 누적좌표의 분포를 통하여 파악하게 된다.
각각의 누적좌표간의 거리가 최소인 지점 및 누적좌표간의 시간변화량이 적은 것 즉, 연속된 시간상에 배치되는 누적좌표로 판단하는 것이다.
상기와 같이 누적좌표의 분포를 통하여 대상객체의 동선 등을 예측하여 카메라의 동작위치를 설정하여 영상정보를 획득하도록 하는 것이다.
이는 카메라로부터 입력되는 매 프레임마다 시각 집중 지도를 이용한 특이점을 탐색이 가능하지만, 매 프레임마다 변화하는 시각 집중 위치에 따라 카메라 위치 변경을 위한 획득 카메라 제어 동작은 제어 장치에 무리가 갈 뿐만 아니라 안정된 포렌식 영상 획득을 위해서도 불필요하다. 따라서 일정한 스케줄에 따라 일정 구간 동안의 시각 집중 위치를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 최적의 특이점으로의 획득 카메라의 줌인이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
또한, 검지대상인 대상 객체가 단일 객체 일경우 단일 객체가 검지된 경우에는 유일한 검지 지점이 획득 카메라의 이동 지점이 된다. 이와는 다르게 다중 객체일 경우 다중 검지시에는 시작 집중 지도의 강도에 따라 우선순위를 정하여 순환적인 스케듈링으로 획득 카메라가 순차적으로 이동한다.
상기 단계(S530)후 대상 객체에 대한 줌인/줌아웃 판단 단계(S540)을 거치게 되는데, 앞선 단계에서 대상 객체의 특이점 누적좌표 지도를 이용하여 대상객체의 풀바디 중 특정부분을 설정하고, 특정부분에 대한 정보를 연속해서 획득하기 위하여 대상 객체의 영상을 획득하기 위해 획득카메라의 줌인 및 줌아웃을 판단하게 되는 것이다.
이를 위해, 줌인 및 줌아웃을 제어하기 위해 시각 관심 누적좌표를 이용하게 되는데, 누적좌표를 모두 포함하는 사각 영역을 설정하고, 사각 영역의 확장과 축소를 판단하여 줌인과 줌아웃을 결정한다.(도 6 참조)
예를 들어 사각 영역인 T+1 프레임이 T프레임과 비교하여 사각 영역이 확장되었다면 줌아웃으로 판단하고, T+1프레임이 T프레임과 비교하여 사각 영역이 축소되었다면 줌인으로 판단하게 되는 것이다.
이는 대상 객체의 특이점을 획득하더라도 유사한 객체와의 혼동을 방지하기 위해, 대상 객체마다 특이점의 분포가 높은 부분을 선별하여 그 부분에 대하여 집중영상을 획득하여 대상 객체를 특정하기 위한 것이다.
상기 단계(S540) 후 시각 집중 좌표 판단단계(S550)를 거치게 되는데, 이는 대상 객체의 특이점의 분포가 높은 특정부분을 선별하고 그 선별된 부분의 좌표를 판단하게 되는 것이다.
이와 같이 특정부분에 대한 시각 집중 좌표를 판단하여 영상획득을 위한 카메라의 동작을 제어하게 된다.
이때, 앞선 획득카메라(22)를 제어하기 위한 스케줄링 과정이 더 포함될 경우, 상기 획득카메라(22)의 제어를 위한 스케줄링은 누적 좌표 지도를 통하여 대상객체의 정보를 획득하기 위해 카메라의 동작 스케줄을 설정함에 있어서, 시각 집중 좌표 판단단계(S550)에서 획득된 시각 집중 좌표를 대상 객체의 정보를 획득하기 위한 새로운 좌표로 변환하여 카메라의 동작 스케줄을 재설정하게 되는 것이다.
상기 단계(S550) 후 획득 카메라 제어를 통해 검지위치로 이동하여 포렌식 영상 획득 단계(S560)를 거치게 되는데, 이는 앞선 단계에서 파악된 시각 집중 좌표를 이용하여 카메라를 이동시켜 영상을 획득하게 된다.
이때, 카메라가 특정부분의 좌표를 이탈한 경우 복귀를 위하여 임의의 구간에 일정 위치를 투어링하도록 설정하고 주기적으로 복귀하도록 하는 투어링 포인터로 주기적으로 복귀하는 과정을 더 포함할 수 있다.
위험객체 이탈 여부 판단단계(S60)는 대상객체의 종류에 따른 구분 및 특징부 비교를 통하여 이탈여부를 판단하게 되는 것으로, 대상객체의 위치정보가 인식된 지역에서 위험객체가 이탈되었는지 여부를 판단하는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 대상객체가 전자발찌와 같은 위치추적수단을 구비하고 있을 경우, 제공된 위치정보를 이용하여 대상객체가 위치하는 곳의 영상을 획득하고, 1차적으로 대상객체의 종류에 맞는 풀바디 영상 판단 후 앞선 단계에서 획득된 포커싱 영상을 이용한 특징부 즉, 안면과 같은 대상객체만의 고유한 특징을 판단하여 대상객체가 위치추척수단의 위치에 존재하는지 여부를 판단하게 되는 것이다.
관리기관 1차 통보단계(S70)는 앞선 단계(S60)에서 획득된 이탈여부 정보를 관리기관에 통보하는 것이다.
앞선단계(S70)에서 획득된 정보를 이용하여 대상객체가 위치정보 내에 위치할 경우 풀바디 및 특징부 데이터베이스와의 비교 및 판단하거나 대상객체가 위치를 이탈할 경우 수색명령을 전송하게 되는 DB 판단 및 수색명령 전송단계(S80)를 거치게 된다.
상기 단계(S80) 후 위험객체 추적영상 획득 알림단계(S90)를 거치게 되는데, 상기 추적영상 획득 알림단계는 대상객체의 영상을 분석을 통하여 위험객체를 특정한 후 대상객체의 움직임에 따라 추적하여 위치의 이동 및 실시간 상황을 파악하고이를 관리기관에 알리게 되는 것이다.
상기와 같은 단계(S90)후 관리기관 2차 통보단계(S100)를 거치게 되는데, 실시간으로 위치를 파악하고, 대상객체의 움직임 등을 파악하여 이동 궤적 등을 파악하여 관리기관에 통보하는 것이다.
상기 단계(S100) 후, 알림서비스를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 성폭행 및 유괴와 같은 특정범죄자를 위험객체로 인지한 후 이에 대한 정보의 수신을 요청한 학부도 등의 휴대단말기로 전송하거나, 전자발찌관리자 등에게 정보를 전송하게 되는 것이다.
1 : 관제서버 2 : CCTV카메라
3 : 대상객체 11 : 관제부
12 : 영상처리부 13 : 통신부
14 : 메모리부 21 : 광역감시카메라
22 : 획득카메라

Claims (8)

  1. 위험객체의 위치를 인식하여 실시간 모니터링을 통한 범죄를 예방하는 방범보안 시스템에 있어서,
    촬영, 틸트 및 줌과 같은 카메라의 제어, 대상객체의 위치파악 및 영상분석 처리를 제어하는 관제부(11), 카메라에서 입력된 영상을 분석하고 처리하는 영상처리부(12), 외부전산망을 이용하여 카메라 및 서비스를 요청한 사용자의 통신단말기와의 통신을 수행하는 통신부(13) 및 대상객체의 신상정보, 위치정보 및 대상객체의 위치정보를 기반으로 한 카메라의 위치정보를 저장하는 메모리부(14)로 이루어지는 관제서버(1);와
    상기 관제서버(1)에 제공되는 영상을 획득하기 위해, 광역감시를 위한 고해상도 카메라인 광역감시카메라(21)와 상기 광역감시카메라(21)와 병행 또는 단독으로 사용되며 대상객체인 차량(32)이나 사람(31)의 특징적인 영상을 획득하기 위한 줌인 및 줌아웃 촬영을 위한 스피드 돔형 카메라인 획득카메라(22)로 구성되는 CCTV카메라(2); 및 위치인식 수단을 구비하는 대상객체(3)로 구성되고,
    대상객체의 위험도에 따라 관심객체 및 위험객체로 등급을 분류하고 분류된 등급에 따라 대상객체의 위치정보를 확인하는 위험객체 위치정보 확인단계(S10);
    위험객체가 인식된 위치정보 내의 근접 감시용 CCTV 카메라를 검색하는 위험객체 근접 가시용 CCTV 카메라 검색단계(S20);
    상기 위험객체 근접 감시용 CCTV 카메라 검색단계(S20)에서 검색된 근접 감시용 CCTV 카메라에 대상객체의 정확한 위치정보를 제공하는 감시용 CCTV 카메라에 위험객체 위치정보제공단계(S30);
    위험객체의 위치정보를 활용하여 대상객체의 특징부를 추출하기 위한 집중영상을 획득하기 위해 포커싱 영상을 획득하는 위험객체 포커싱 영상획득단계(S40);
    획득된 포커싱 영상을 통하여 대상객체의 특징부를 검색하는 위험객체의 특징부 검색단계(S50);
    대상객체의 위치정보가 인식된 지역에서 위험객체가 이탈되었는지 여부를 판단하는 위험객체 이탈 여부 판단단계(S60);
    앞선 단계(S60)에서 획득된 이탈여부 정보를 관리기관에 통보하는 관리기관 1차 통보단계(S70);
    앞선 단계(S70)에서 획득된 정보를 이용하여 대상객체가 위치정보 내에 위치할 경우 풀바디 및 특징부 데이터베이스와의 비교 및 판단하거나 대상객체가 위치를 이탈할 경우 수색명령을 전송하게 되는 DB판단 및 수색명령 전송단계(S80);
    대상객체의 영상을 분석을 통하여 위험객체를 특정한 후 대상객체의 움직임에 따라 추적하여 위치의 이동 및 실시간 상황을 파악하고이를 관리기관에 알리는위험객체 추적영상 획득 알림 단계(S90) 및
    실시간으로 위치를 파악하고, 대상객체의 움직임 등을 파악하여 이동 궤적 등을 파악하여 관리기관에 통보하는 관리기관 2차 통보단계(S100)로 이루어지는 프로세서로 구성되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    관리기관 2차 통보단계(S100) 후, 성폭행 및 유괴와 같은 특정범죄자를 위험객체로 인지한 후 이에 대한 정보의 수신을 요청한 학부도 등의 휴대단말기로 전송하거나, 전자발찌관리자 등에게 정보를 전송하는 알림서비스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 획득된 포커싱 영상을 통하여 대상객체의 특징부를 검색하는 위험객체의 특징부 검색단계(S50)는 시각 집중방식을 적용하여 포렌식 영상을 획득하여 보다 신뢰성이 높은 영상을 제공하기 위해,
    대상객체에 대한 검지와 영상획득을 통하여 상향식 시각 집중 지도생성단계(S510);
    생성된 시각 집중 지도로부터 특이점 찾는 단계(S520);
    상기 단계(S520)에서 지도마다 파악된 대상객체의 특이점을 지도상에 표기하여 누적 좌표를 생성하는 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530);
    상기 단계(S530)에서 대상 객체의 특이점 누적좌표 지도를 이용하여 대상객체의 풀바디 중 특정부분을 설정하고, 특정부분에 대한 정보를 연속해서 획득하기 위하여 카메라의 줌인 및 줌아웃을 판단하게 되는 줌인/줌아웃 판단단계(S540);
    상기 단계(S540)에서 획득된 특이점의 분포가 높은 특정부분을 선별하고 그 선별된 부분의 좌표를 판단하는 시각 집중 좌표 판단단계(S550); 및
    상기 단계(S550)에서 파악된 시각 집중 좌표를 이용하여 카메라를 이동시켜 영상을 획득하는 획득 카메라 제어를 통해 검지위치로 이동하여 포렌식 영상 획득 단계(S560)로 구성되는 시각 집중에 의한 관심객체 검지를 기반으로한 영상 획득 스케쥴링을 이용한 포렌식 영상획득 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 특이점 누적 좌표 지도 생성단계(S530) 후 획득카메라(22)를 제어하기 위해, 누적 좌표 지도를 통하여 카메라의 동작위치를 설정하되, 누적좌표간의 거리가 최소인 지점 및 누적좌표간의 시간변화량이 적으며, 연속된 시간상에 배치되는 누적좌표를 통하여 누적좌표의 분포를 파악하고 대상객체의 동선을 에측하여 카메라의 동작위치를 설정하여 영상정보를 획득하도록 하기 위해 획득카메라(22)를 제어하기 위한 스케줄링 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 시각집중지도는 촬상되는 영상의 매 프레임마다 대상 객체의 색상, 코너 및 KLT 특징을 색상 맵핑 방식으로 표현하여 대상 객체의 고유한 특징으로 표현하는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 시각집중지도는 특징 지도와 도드라짐(Conspicuity)지도를 생성하고 최종적으로 시각집중 현저성(Saliency)지도를 생성하는 순으로 처리되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
  8. 제 4 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    카메라가 특정 부분의 좌표를 이탈한 경우 복귀를 위하여 임의의 구간을 투어링하도록 설정하고 주기적으로 복귀하도록 하는 투어링 포인터로 복귀하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 위험객체 위치추적을 통한 실시간 모니터링을 이용한 방범보안 시스템.
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