KR101685423B1 - 광역 감시 시스템 및 이동 물체 촬영 방법 - Google Patents

광역 감시 시스템 및 이동 물체 촬영 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광역 감시 시스템 및 이동 물체 촬영 방법을 개시한다.
본 발명의 광역 감시 시스템에서 이동 물체를 촬영하는 방법은, 카메라로부터 입력된 광역 감시 영상에서 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후의 이벤트 주체의 위치를 예측하는 단계; 상기 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 상기 카메라의 팬/틸트/줌 값을 결정하는 단계; 및 상기 이벤트 주체를 상기 카메라의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상을 기초로, 상기 예측 영역으로 상기 이벤트 주체가 출현하기 전에, 상기 예측 영역을 지향하며 대기 중인 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

광역 감시 시스템 및 이동 물체 촬영 방법{Wide area survillance system and method of photographing a moving object}
본 발명은 광역 감시 시스템 및 이동 물체 촬영 방법으로서, 보다 상세하게는, PTZ 카메라를 이용한 광역 감시 시스템 및 광역 감시 시스템에서 이동 물체 촬영 방법에 관한 것이다.
종래의 광역 감시 시스템은, 감시 카메라가 광역 범위를 감시하는 중 이벤트 발생 신호가 입력되면, 이벤트가 발생한 영역 또는 대상으로 PTZ 및 AF(Auto Focus)를 수행한 후 촬영한다.
다른 광역 감시 시스템의 예로서, 이동 물체가 지나가는 경로에 미리 감시 카메라가 대기하는 중에 이벤트 발생시 해당 물체가 진입하면 촬영한다. 예를 들어, 주차장 출구/입구에 카메라가 대기하고 있는 상태에서, 주차장 내에서 충돌 등과 같은 이벤트가 발생하는 경우, 이벤트 차량이 출구로 진입하면 감시 카메라가 이벤트 차량을 촬영한다.
또 다른 광역 감시 시스템의 예로서, 자동 추적(Auto-tracking) 기능이 있는 카메라를 이용하여 광역 범위를 감시하는 중 움직이는 물체를 추적하면서 줌인하는 예가 있다.
한국 등록 특허 0879623호는 사용자가 설정한 영역으로 이동 물체가 감지되면, 자동 PTZ 추적하는 광역 감시 시스템을 개시한다. 상기 특허의 광역 감시 시스템은 도 10에 도시된 바와 같이, 단계(S101)에서 PTZ 카메라 영상을 이용하여 감지하고자 하는 이벤트의 감지 영역 및 감지 규칙을 설정한다. 그리고 단계(S102)에서 광역 감시 시스템은 PTZ 카메라로부터 수신한 영상 신호를 분석하여 감시 영역에서 발생하는 이벤트를 감지한다. 이때, 이벤트 감지는 프리셋 투어링(Preset Touring)에 의한 이벤트 감지 방법(S1021) 및 연속 스캔(Continuous Scan)에 의한 이벤트 감지 방법(S1022)으로 분류될 수 있으며, 프리셋 투어링 방식(S1021) 및 연속 스캔 방식(S1022) 중 사용자에 의해 선택된 어느 하나의 방식에 따라 이벤트를 감지할 수 있다. 단계(S103)에서 광역 감시 시스템은 이벤트 감지 여부를 판단하여, 이벤트가 감지되지 않은 경우에는 단계(S102)로 복귀하는 반면에, 이벤트가 감지된 경우에는 단계(S104)로 진행하여, 감지된 이벤트 정보를 제어/모니터링 단말기로 전송하여 사용자에게 이벤트가 감지되었음을 통보한다. 단계(S105)에서 광역 감시 시스템은 이벤트를 발생시킨 이동 물체의 자동 PTZ 추적을 수행한다. 단계(S106)에서 광역 감시 시스템은 자동 PTZ 추적의 종료 여부를 판단하여, 자동 PTZ 추적이 종료되지 않은 경우에는 단계(S105)로 복귀하여 이벤트를 발생시킨 이동 물체의 자동 PTZ 추적을 반복하여 수행하는 반면에, 자동 PTZ 추적이 종료된 경우에는 단계(S102)로 복귀하여 감시 영역에 대한 이벤트 감지를 계속 수행한다.
본 발명은 고속으로 이동하는 물체의 이동 경로를 예측하고, 예측된 위치에서 빠른 시간 내에 최적으로 이동 물체를 촬영할 수 있는 광역 감시 시스템 및 물체 촬영 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템에서 이동 물체를 촬영하는 방법은, 카메라로부터 입력된 광역 감시 영상에서 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후의 이벤트 주체의 위치를 예측하는 단계; 상기 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 상기 카메라의 팬/틸트/줌 값을 결정하는 단계; 및 상기 이벤트 주체를 상기 카메라의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상을 기초로, 상기 예측 영역으로 상기 이벤트 주체가 출현하기 전에, 상기 예측 영역을 지향하며 대기 중인 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 이벤트 주체의 위치 예측 단계는, 상기 이벤트가 감지된 광역 이벤트 영상으로부터 상기 이벤트 주체를 추출하는 단계; 상기 이벤트 주체 정보 및 감시 영역의 환경 정보를 기초로 상기 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석하는 단계; 및 상기 이동 패턴을 기초로 상기 이벤트 주체의 위치를 예측하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 이벤트 주체의 이동 패턴 분석 단계는, 상기 이벤트 주체의 현재 위치를 기준으로 이동 가능 영역을 설정하는 단계; 상기 이벤트 주체가 통과하는, 상기 이동 가능 영역을 한정하는 라인 위치를 기초로, 상기 이벤트 주체의 이동 방향을 판단하는 단계; 및 상기 이벤트 주체가 시간당 통과한 픽셀의 개수를 기초로 상기 이벤트 주체의 이동 속도를 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 카메라의 오토포커스 값 설정 단계는, 상기 이벤트가 감지된 광역 이벤트 영상으로부터 상기 이벤트 주체를 포함하는 영역을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 영역을 상기 카메라의 줌 배율만큼 확대한 상기 부분 확대 영상의 이벤트 주체를 기준으로 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 이벤트 주체가 복수인 경우, 이벤트 주체의 이동 속도를 기초로, 각 이벤트 주체의 예측 영역 감시 순서가 설정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템은, 카메라로부터 입력된 광역 감시 영상에서 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후의 이벤트 주체의 위치를 예측하는 이동 물체 추적부; 및 상기 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 상기 카메라의 팬/틸트/줌 값을 결정하고, 상기 이벤트 주체를 상기 카메라의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상을 기초로, 상기 예측 영역으로 상기 이벤트 주체가 출현하기 전에, 상기 예측 영역을 지향하며 대기 중인 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 카메라 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명은 이동 물체의 이동 경로 예측 시간을 단축하고, 예측 위치로 이동 물체가 출현하기 전에 카메라의 PTZ 값 및 AF 값을 설정하여, 고속으로 이동하는 물체를 빠른 시간 내에 최적으로 촬영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 이벤트 주체를 추출한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 패턴 분석을 위한 이동 가능 영역을 설정한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 예측 영역을 설정한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 영역의 사전 오토포커싱 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템에서 PTZ 카메라에 의한 이동 물체 촬영 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 9는 종래의 광역 감시 시스템에 의해 촬영된 영상의 예시도이다.
도 10은 종래의 광역 감시 시스템의 감시 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
광역 감시 중에 이벤트 발생 시 카메라의 PTZ(Pan/Tilt/Zoom) 값을 제어하여 물체를 촬영하는 종래의 감시 시스템의 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 이벤트 발생 영역으로 감시 카메라의 PTZ 및 AF 작동 시간 동안 물체가 이동하는 경우 물체가 제대로 촬영되지 않을 수 있다. 　이를 방지하기 위해 광역으로 물체를 촬영하는 경우 이동 물체에 대한 명확한 정보의 획득이 쉽지 않다.
또 다른 종래 감시 시스템으로서, 이벤트 발생 시 이동 물체가 반드시 지나가는 경로에 카메라가 미리 대기 중 물체 진입 시 촬영하는 경우, 주차장, 건물 내 등과 같이 사전에 반드시 이동 물체가 지나가는 경로가 정해진 곳에서만 사용이 가능하고, 활용 범위가 좁다는 문제점이 있다. 또한, 이동 물체가 정해지지 않은 곳으로 지나가는 경우와 같이 예외 행동 발생 시 대응이 불가능하다. 그리고, 주차장에서 이벤트 발생 이후 사고 차량이 나갈 때까지 지나간 모든 차량들에 대해 이벤트 차량인지 확인해야 하는 작업이 필수적으로 요구되고, 이를 위해 이벤트 발생 시점에 대상 물체를 촬영하고 물체 특징을 사전에 정의해야 하므로 이벤트 물체인지 여부를 판단할 수 있는 모듈이 필요하다.
또 다른 종래 감시 시스템으로서, 상기 특허 0879623호와 같이 카메라의 자동 추적(Auto-Tracking) 기능을 이용하는 시스템의 경우, 추적(Tracking)을 위한 처리 시간이 길어 고속으로 움직이는 물체에는 대응하기 어렵고, 사고 차량이나 도주 중인 범인에 대해서는 추적에 비해 물체의 움직임이 빨라 놓치는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명은 이벤트가 검출된 영상으로부터 이동 물체의 미래 위치를 예측하고, 예측 위치에 이동 물체가 출현하기 전에 카메라의 PTZ 값 및 오토포커스(AF) 값을 사전에 설정한다. 카메라는 PTZ 값 및 AF 값이 설정된 상태로 예측 위치에서 대기 중에 이동 물체를 확인하여 촬영한다. 이에 따라 본 발명은 빠른 속도의 이동 물체에 대해서도 정확한 촬영이 가능하여 고속으로 움직이는 물체의 촬영에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템(1)은, 카메라(10), 제어부(20) 및 표시부(90)를 포함한다.
본 발명의 광역 감시 시스템(1)은 물체의 이동 경로를 예측하고, 소정 시간 후 물체가 출현할 예측 위치에서 카메라(10)가 대기하고 있는 중에 이동 물체 발견시 신속하고 정확하게 대상을 촬영한다. 광역 감시 시스템(1)은 이벤트가 발생할 때까지 감시 시스템의 효율성을 높이기 위해 검출에 필요한 영상 크기로 최대한 넓은 범위를 감시한다. 이를 통해 감시 영역 내에 설치되는 카메라(10)의 수를 최소화할 수 있다.
카메라(10)는 특정 장소의 고정된 위치에 배치되고, 팬(Pan)/틸트(Tilt)/줌(Zoom) 기능을 갖는 PTZ 카메라일 수 있다. 카메라(10)는 구동장치에 의하여 이동 및/또는 패닝 및/또는 틸팅 회전하거나, 줌 렌즈를 줌-인 또는 줌-아웃 하여 줌 배율을 조정하면서, 다양한 영상을 입력받을 수 있다. 카메라(10)는 특정 영역을 복수개의 감시 영역으로 분할하여, 각각의 감시 영역을 프리셋 방식에 의하여 감시하면서 이동 물체를 탐지할 수 있다. 이때, 프리셋 방식에서는 미리 설정된 프리셋에 따라 이동 또는 회전하면서 각 감시 영역을 감시한다. 카메라(10)는 제어부(20)와 유선 또는 무선으로 연결되어 영상 및 제어데이터를 송수신할 수 있다.
제어부(20)는 카메라(10)에서 입력된 영상으로부터 이벤트를 감지하여 이동 물체를 추적하고, 이동 물체를 촬영하도록 카메라(10)를 제어한다. 제어부(20)는 이동 물체 추적부(30) 및 카메라 제어부(80)를 포함할 수 있다.
이동 물체 추적부(30)는 광역으로 촬영된 입력 영상(이하, '광역 감시 영상'이라 함)으로부터 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후 이벤트 주체의 미래 위치를 예측한다. 이동 물체 추적부(30)는 이벤트 검출부(40), 주체 추출부(50), 패턴 분석부(60), 데이터베이스(65) 및 위치 예측부(70)를 포함할 수 있다.
이벤트 검출부(40)는 광역 감시 영상으로부터 이벤트 발생 여부를 확인한다. 이벤트 종류는 감시 시스템의 설치 장소에 따라 다르게 정의될 수 있다. 예를 들어, 사람이나 자동차에 의한 침입, 도난, 사고, 화재 등을 이벤트로 설정할 수 있다. 이벤트 검출부(40)는 이벤트 종류에 따라 설정된 세부 규칙에 따라 이벤트 발생 여부를 판단한다. 이벤트 검출부(40)는 기존에 정의된 다양한 형태의 이벤트를 차용하여 사용할 수도 있다. 이벤트 검출 방법은 특별히 한정되지 않고 종래의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
이벤트가 검출되면, 카메라(10)는 이동 또는 회전을 중단하고, 현재 프리셋 위치에서 이벤트가 검출된 광역 감시 영역을 촬영한다. 이벤트가 검출된 광역 감시 영역의 촬영 영상(이하, '광역 이벤트 영상'이라 함)은 별도의 저장부에 저장되어, 추후 이벤트 발생에 대한 증거로 사용될 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상의 예를 나타낸 도면이다. 도 2는, 광역 감시 영상에서 사람 침입 이벤트가 검출된 광역 이벤트 영상이다.
주체 추출부(50)는 광역 이벤트 영상으로부터 이벤트 주체를 식별 및 추출한다. 이벤트 주체는 사람, 자동차 등일 수 있다. 이벤트 주체의 식별 방법은 특별히 한정되지 않고 종래의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 이벤트 주체를 추출한 예를 나타낸 도면이다. 도 3에서, 추출된 이벤트 주체를 광역 이벤트 영상에 사각형과 같은 박스(제1박스, OB)로 표시하였다.
데이터베이스(65)는 이벤트 주체의 미래 위치 예측을 위한 사전 정보를 포함한다. 사전 정보를 이용함으로써 미래 위치 예측 시 발생할 수 있는 오류(Error)를 최소화하고, 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 사전 정보는 이벤트 주체 정보 및 환경 정보를 포함할 수 있다. 이벤트 주체 정보는, 이벤트 주체별 속성으로서, 이벤트 주체의 이동 형태, 이동 속도 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자동차의 경우 이차원(2D) 움직임, 즉, 전진/후진/회전의 3가지 움직임이 가능하다. 사람의 경우 자유로운 움직임이 가능하나, 사람이 움직일 수 있는 최대 속도는 자동차에 비해 제한적이다. 환경 정보는 감시 영역의 공간 정보로서, 벽이나 건물 등과 같이, 실제 촬영되는 감시 영역 중 이벤트 주체의 움직임(이동)이 불가능한 영역에 대한 정보이다. 이벤트 주체 정보 및 환경 정보를 기초로 미래 위치 예측시 고려할 범위를 축소하는 것이 가능하다.
패턴 분석부(60)는 데이터베이스(65)에 저장된 사전 정보를 기초로, 이벤트 주체의 위치, 이동 속도 및 이동 방향을 계산한다. 이에 따라 패턴 분석부(60)는 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석할 수 있다. 패턴 분석부(60)는 검출된 이벤트 주체를 중심 위치로 하고, 주변으로 이동 가능한 영역을 설정한다. 패턴 분석부(60)는 데이터베이스(65)로부터의 이벤트 주체 정보 및 환경 정보를 바탕으로 이동 가능 영역을 설정한다. 이동 가능 영역은 기 설정된 규칙에 따라 자동으로 설정될 수도 있고, 운용자의 입력에 따라 수동으로 설정될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 패턴 분석을 위한 이동 가능 영역을 설정한 예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 패턴 분석부(60)는 환경 정보를 기초로 이동 불가능 영역(도 4의 블랙 처리 영역)을 찾아 이동 영역을 제한하고, 이동 가능 영역을 이벤트 주체, 즉 제1박스(OB)를 둘러싸고 제1박스(OB)보다 큰 사이즈의 바둑판 형태의 박스(제2박스, MB)로 설정할 수 있다. 제2박스(MB)는 이동 가능 영역을 한정하는 복수의 라인으로 구성될 수 있다.
패턴 분석부(60)는 소정 시간 동안의 광역 이벤트 영상에서, 이벤트 주체가 제2박스의 어떤 라인을 통과하는지에 관한 정보로부터 이벤트 주체의 이동 방향을 판단하고, 이벤트 주체가 제2박스의 라인을 통과하는 시간 정보로부터 이벤트 주체의 이동 속도를 계산할 수 있다. 여기서, 이벤트 주체의 이동 속도는 단위 시간당 이동한 픽셀(Pixel)의 개수를 기초로 계산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 5를 참조하면, 패턴 분석부(60)는 이벤트 주체를 한정하는 제1박스(OB)가 이벤트 주체를 중심으로 설정된 이동 가능 영역인 제2박스(MB)를 구성하는 복수의 라인들 중 라인(a)의 우측과 라인(b)의 하측을 통과하고 있음을 인식하여 이벤트 주체가 화살표 방향으로 이동하고 있음을 판단할 수 있다. 패턴 분석부(60)는 이벤트 주체, 즉 제1박스(OB)가 소정 시간 동안 이동함에 따라 지나가는 픽셀의 개수를 기초로 이벤트 주체의 이동 속도를 계산할 수 있다.
패턴 분석부(60)는 전술된 방법에 한정되지 않고, 종래의 다양한 방법을 적용하여 이벤트 주체의 현재 위치, 이동 속도, 이동 방향을 계산하여 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석할 수 있다. 예를 들어, 패턴 분석부(60)는 매 프레임마다 이동 물체 검출 알고리즘을 적용하여 검출된 위치 추적에 의해 물체의 이동 패턴을 분석할 수 있다. 다른 예로서, 패턴 분석부(60)는 현재 물체 위치 주변으로 이동 가능한 영역을 설정한 후, 물체가 설정된 영역에 들어왔는지를 물체의 특징을 비교하여 확인하면서 판단하는 방법으로서, 옵티컬 플로우(optical flow), 입자 필터(particle filter) 등을 이용한 물체 추적 방법에 의해 물체의 이동 패턴을 분석할 수 있다.
위치 예측부(70)는 이벤트 주체의 이동 패턴을 기초로 미래 위치를 예측한다. 위치 예측부(70)는 패턴 분석부(60)에서 계산한 이벤트 주체의 현재 위치, 이동 속도, 이동 방향을 바탕으로 이벤트 주체가 소정 시간 후 이동해 있을 위치(이하 '예측 영역'이라 함)를 계산한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 이벤트 영상에서 예측 영역을 설정한 예를 나타낸 도면이다. 도 6에서, 광역 이벤트 영상의 예측 영역을 박스(제3박스, FB)로 표시하였다.
카메라 제어부(80)는 예측 영역 정보를 기초로 카메라(10)의 촬영 범위를 조절한다. 카메라 제어부(80)는 예측 영역을 지향하도록 카메라(10)의 PT(Pan/Tilt) 값을 결정하고, 광역 감시에서 예측 영역 감시로의 전환을 위한 줌 값(줌 배율)을 결정한다. 카메라 제어부(80)는 이벤트 주체를 카메라(10)의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상을 기초로, 예측 영역을 지향하며 대기 중인 카메라(10)의 AF 값을 설정한다. 즉, 카메라(10)는 예측 영역으로 이벤트 주체가 출현하기 전에, 예측 영역에 이벤트 주체의 존재를 가정하고 AF 수행 후 대기하기 때문에, 예측 영역으로 이벤트 주체가 출현하면 단시간 내에 이벤트 주체를 최적으로 촬영할 수 있다.
이벤트 주체가 예측 영역으로 도달하기 전에 AF 값은 배경을 기준으로 설정되어 있다. 이런 경우 실제 이벤트 주체가 예측 영역에 들어왔을 때, 이벤트 주체를 기준으로 AF 값을 다시 설정하게 되면 비효율적이며 고속 물체 촬영이 불가능하다. 　본 발명의 실시예는, 예측 영역으로 이벤트 주체가 출현하기 전에 AF 값을 미리 설정하고, 예측 영역에서 카메라(10)가 대기할 수 있도록 한다. 이에 따라 예측 영역으로 이벤트 주체가 출현하면, 오토포커싱 동작을 생략 또는 최소화할 수 있어, 빠른 속도로 이동 물체의 최적 촬영이 가능하다.
카메라 제어부(80)는 광역 이벤트 영상에서 이벤트 주체를 포함하는 소정 영역을 추출하고, 추출된 이벤트 주체를, 예측 영역의 감시를 위해 설정된 줌 레벨로 해상도를 늘려 확대한 후, 배경에 물체가 존재할 때와 같이 초점을 맞춰준다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 예측 영역의 사전 오토포커싱 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 7을 참조하면, 사전 오토포커싱을 위해, 카메라 제어부(80)는 광역 이벤트 영상에서 이벤트 주체를 포함하는 소정 영역을 추출한다. 카메라 제어부(80)는 적어도 제1박스(OB)를 포함하는 사이즈를 갖는 영역을 추출할 수 있다. 카메라 제어부(80)는 이동 패턴 분석 단계에서 사용된 영상을 이용하여 이벤트 주체를 포함하는 영역을 추출할 수 있다. 카메라 제어부(80)는 추출된 영역을 예측 영역의 감시를 위해 설정된 줌 값(줌 배율)만큼 확대하고, 확대된 이벤트 주체 영상을 보정한다. 여기서, 줌 값은 추출된 영역의 픽셀 수에 대한 전체 영상의 픽셀 수에 의해 결정될 수 있다. 영상 보정 방법은 본 발명의 실시예에서 특별히 한정되지 않고, 주변 픽셀들과 비교하여 선명도를 높이는 보간법(Interpolation) 및 여러 장의 저해상도 영상을 융합(Fusion)하여 해상도를 높이는 초해상도 기법(Super Resolution)과 같은 종래의 다양한 보정 기술을 적용할 수 있다. 카메라 제어부(80)는 확대 및 보정된 이벤트 주체 영상을 기준으로 카메라(10)의 AF 값을 설정한다.
카메라(10)는 팬/틸트 값에 따라 예측 영역으로 이동하고, 줌 값에 따라 예측 영역을 줌 인하고, AF 값에 따라 줌 인된 예측 영역에 대해 오토포커싱을 수행하고, 예측 영역으로 이벤트 주체가 출현할 때까지 대기한다. 카메라(10)는 기 정해진 시간 내에 이벤트 주체가 예측 영역에 출현하면, AF 값을 보정한 후 이벤트 주체를 촬영한다. 이때 카메라(10)는 배경에 물체가 존재하는 것으로 가정하고 미리 대략적으로 AF 값이 설정되어 있기 때문에, 예측 영역에 이벤트 주체가 출현시 AF 값의 보정 시간이 단축될 수 있다.
표시부(90)는 프리셋 방식에 의해 촬영되는 광역 감시 영상, 및 광역 이벤트 영상, 이벤트 주체의 미래 위치 예측에 의해 줌 인된 예측 영역의 영역 감시 영상을 표시한다. 광역 이벤트 영상 및 영역 감시 영상에는 이벤트 주체의 추적을 위한 제1박스(OB)가 이벤트 주체의 이동에 따라 함께 이동하며 표시될 수 있다.
표시부(90)는 시각적인 정보 및/또는 청각적인 정보를 운용자에게 제공할 수 있으며, 액정 디스플레이 패널(LCD), 유기 발광 디스플레이 패널(OLED), 전기 영동 디스플레이 패널(EPD) 등으로 이루어질 수 있다. 표시부(90)는 운용자의 터치를 통하여 입력을 받을 수 있도록 터치스크린 형태로 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광역 감시 시스템(1)에서 PTZ 카메라에 의한 이동 물체 촬영 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다. 이하에서, 도 1 내지 도 7과 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 8을 참조하면, 광역 감시 시스템(1)의 하나 이상의 카메라(10)는 감시 영역을 고정 또는 프리셋 방식으로 이동 또는 회전하면서 광역으로 감시한다(S801).
광역 감시 시스템(1)의 제어부(20)는 광역 감시 영상으로부터 이벤트 검출 여부를 판단한다(S803). 제어부(20)는 이벤트가 검출되지 않으면 계속해서 감시 영역을 고정 또는 프리셋 방식으로 이동 또는 회전하면서 광역으로 감시한다(S801).
이벤트가 검출되면, 카메라(10)는 이동 또는 회전을 중단하고, 이벤트가 검출된 감시 영역을 촬영한다(S805).
제어부(20)는 광역 이벤트 영상으로부터 이벤트 주체를 추출한다(S807).
제어부(20)는 이벤트 주체 정보 및 감시 영역의 환경 정보를 기초로 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석한다(S809). 제어부(20)는 이벤트 주체의 현재 위치를 기준으로 이동 가능 영역을 설정한다. 제어부(20)는 이동 가능 영역을 한정하는 복수의 라인들 중 이벤트 주체가 통과하는 라인을 기초로, 이벤트 주체의 이동 방향을 판단한다. 그리고, 제어부(20)는 이벤트 주체가 시간당 통과한 픽셀의 개수를 기초로 이벤트 주체의 이동 속도를 계산한다.
제어부(20)는 분석된 이동 패턴을 기초로 이벤트 주체의 미래 위치를 예측한다(S811). 제어부(20)는 이벤트 주체의 현재 위치, 이동 방향 및 이동 속도로부터 일정 시간 경과 후 이벤트 주체가 출현할 위치를 예측한다.
제어부(20)는 카메라(10)가 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 카메라(10)의 PTZ 값 및 AF 값을 설정한다(S813). 카메라(10)는 PTZ 값에 따라 PTZ를 수행하여 예측 영역으로 이동하고, 예측 영역에서 대기 중에, 설정된 사전 AF 값으로 예측 영역에 포커스를 맞추고 대기한다.
카메라(10)의 사전 AF 값을 설정하기 위해, 제어부(20)는 광역 이벤트 영상으로부터 이벤트 주체를 포함하는 영역을 추출한다. 그리고 제어부(20)는 추출된 영역을 카메라(10)의 줌 값만큼 확대한 부분 확대 영상의 이벤트 주체를 기준으로 카메라(10)의 AF 값을 설정한다. 카메라(10)는 PTZ 값 및 AF 값으로 설정된 상태로 예측 영역을 지향하며 촬영 대기한다.
카메라(10)는 예측 영역을 지향하며 대기 중, 정해진 시간 내에 이벤트 주체가 예측 영역에 출현하는 경우(S815), 이벤트 주체를 촬영한다(S817). 제어부(20)는 이벤트 주체가 정해진 시간 내에 예측 영역에 출현하지 않는 경우, 또는 다른 물체가 출현하는 경우(S808), 예측 실패로 판단하고, 다시 미래 위치를 예측(S811)하거나, 카메라(10)가 다시 동일 감시 영역 또는 다음 프리셋 위치의 감시 영역을 감시하도록 할 수 있다.
전술된 본 발명의 실시예는 하나의 이벤트 주체를 예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이벤트 주체가 복수이거나, 복수의 이벤트 주체가 동시에 발생하는 경우에도 적용될 수 있다.
복수의 이벤트 주체가 추출된 경우, 광역 감시 시스템(1)의 제어부(20)는, 각 이벤트 주체에 대해 이동 패턴 분석 및 미래 위치를 예측한다. 이때, 이동 속도를 기초로 제어부(20)는 각 이벤트 주체의 예측 영역에 대한 감시 순서를 설정할 수 있다. 예를 들어, 이동 속도가 다른 두 개의 이벤트 주체가 검출되면, 제어부(20)는 각 이벤트 주체에 대해 이동 패턴 분석 및 미래 위치를 예측한다. 그리고, 제어부(20)는 이동 속도가 더 빠른 이벤트 주체에 대해 먼저 PTZ 값 및 AF 값을 설정하고, 카메라(10)가 해당 예측 영역에서 대기 후 촬영하고, 촬영이 완료되면, 제어부(20)는 이동 속도가 느린 이벤트 주체에 대해 PTZ 값 및 AF 값을 설정하고, 카메라(10)는 해당 예측 영역에서 대기 후 촬영한다. 만일 두 개의 이벤트 주체의 이동 속도가 비슷한 경우, 제어부(20)는 두 개의 이벤트 주체를 동시에 모두 감시 및 촬영할 수 있는 영역을 공통 예측 영역으로 설정할 수 있다.
다른 예로서, 광역 감시 시스템(1)을 주변의 타 감시 시스템과 연동시켜, 검출된 두 개의 이벤트 주체들 중 하나에 대한 예측 영역 및 PTZ/AF 값을 타 감시 시스템으로 전달하여 예측 영역을 감시 및 촬영하도록 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 카메라로부터 입력된 광역 감시 영상에서 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후의 이벤트 주체의 위치를 예측하는 단계;
    상기 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 상기 카메라의 팬/틸트/줌 값을 결정하는 단계; 및
    상기 광역 감시 영상에서 추출된 상기 이벤트 주체를 포함하는 영역을 상기 결정된 카메라의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상의 상기 이벤트 주체를 기초로, 상기 예측 영역으로 상기 이벤트 주체가 출현하기 전에, 상기 예측 영역을 지향하며 대기 중인 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 단계;를 포함하는 광역 감시 시스템에서 이동 물체를 촬영하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이벤트 주체의 위치 예측 단계는,
    상기 이벤트가 감지된 광역 이벤트 영상으로부터 상기 이벤트 주체를 추출하는 단계;
    상기 이벤트 주체 정보 및 감시 영역의 환경 정보를 기초로 상기 이벤트 주체의 이동 패턴을 분석하는 단계; 및
    상기 이동 패턴을 기초로 상기 이벤트 주체의 위치를 예측하는 단계;를 포함하고,
    상기 이벤트 주체의 이동 패턴 분석 단계는,
    상기 이벤트 주체의 현재 위치를 기준으로 이동 가능 영역을 설정하는 단계;
    상기 이벤트 주체가 통과하는, 상기 이동 가능 영역을 한정하는 라인 위치를 기초로, 상기 이벤트 주체의 이동 방향을 판단하는 단계; 및
    상기 이벤트 주체가 시간당 통과한 픽셀의 개수를 기초로 상기 이벤트 주체의 이동 속도를 계산하는 단계;를 포함하는 광역 감시 시스템에서 이동 물체를 촬영하는 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 카메라로부터 입력된 광역 감시 영상에서 이벤트가 감지되면, 일정 시간 경과 후의 이벤트 주체의 위치를 예측하는 이동 물체 추적부; 및
    상기 예측된 위치에 대응하는 예측 영역을 지향하며 예측 영역 감시를 수행하도록 상기 카메라의 팬/틸트/줌 값을 결정하고, 상기 광역 감시 영상에서 추출된 상기 이벤트 주체를 포함하는 영역을 상기 결정된 카메라의 줌 값으로 확대한 부분 확대 영상의 상기 이벤트 주체를 기초로, 상기 예측 영역으로 상기 이벤트 주체가 출현하기 전에, 상기 예측 영역을 지향하며 대기 중인 상기 카메라의 오토포커스 값을 설정하는 카메라 제어부;를 포함하는 광역 감시 시스템.
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