KR101736472B1 - 영상 감시 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 애완동물의 배설물 배출을 감시하고 그에 따른 처리를 수행하는 영상 감시 장치 및 방법에 관한 것이다. 영상 감시 방법은 촬영 범위 내에서 피사체의 가시 영상 및 열 영상을 획득하는 단계, 피사체의 가시 영상으로 애완동물 여부를 판단하는 단계, 애완동물의 이동 전 위치 주변의 가시 영상 및 열 영상을 분석하여 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 단계, 및 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 관리자 시스템에 촬영 영상 및 영상 촬영 위치를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

영상 감시 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring image}

본 발명은 영상 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 애완동물의 배설물 배출을 감시하고 그에 따른 처리를 수행하는 영상 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.

영상 감시 장치는 위험 상황이 발생할 수 있는 특정 장소 및 공공 장소에 설치된 카메라를 통하여 입력되는 영상을 처리하고 대상을 인식하여 특정 지역을 감시하는 장치이다. 이러한 영상 감시 장치는 감시 카메라를 이용하여 장/단 거리 및 주/야간 원격 제어에 의하여 침입자를 탐지 및 추적할 수 있다. 이러한 기능을 갖는 영상 감시 장치는 위험 영역의 감시 및 추적 또는 불법 주정차 단속 등에 사용될 수 있다.

일본 공개 특허 공보 제2011-036564

본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 감시 카메라를 통하여 애완동물의 배설물 배출을 판단하고 그에 따른 처리를 수행할 수 있도록 하는 영상 감시 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 감시 방법은 촬영 범위 내에서 피사체의 가시 영상 및 열 영상을 획득하는 단계; 상기 피사체의 가시 영상으로 애완동물 여부를 판단하는 단계; 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변의 가시 영상 및 열 영상을 분석하여 상기 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 단계; 및 상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 관리자 시스템에 상기 촬영 영상 및 영상 촬영 위치를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 경고음을 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 애완동물 여부를 판단하는 단계는, 데이터베이스에 저장된 각종 애완동물 영상 및 상기 피사체의 가시 영상을 비교하여 애완동물 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배설물 배출 여부를 판단하는 단계는, 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 색상 또는 패턴과, 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변 열 영상의 온도를 분석하여 상기 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 감시 장치는 촬영 범위 내에서 피사체의 가시 영상 및 열 영상을 촬영하는 영상 촬영부; 상기 피사체의 가시 영상으로 애완동물 여부를 판단하고, 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변의 가시 영상 및 열 영상을 분석하여 상기 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 영상 분석부; 및 상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 상기 배설물 배출 영상 및 영상 촬영 위치를 수신하는 관리자 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 경고음을 출력하는 경고음 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 영상 분석부는, 데이터베이스에 저장된 각종 애완동물 영상 및 상기 피사체의 가시 영상을 비교하여 애완동물 여부를 판단하는 제1 판단부; 및 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 색상 또는 패턴과, 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변 열 영상의 온도를 분석하여 상기 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 제2 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 애완동물의 배설물 배출을 판단하고 그에 따른 처리를 수행할 수 있도록 함으로써 감시 영역 주변의 환경을 청결히 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 도 1 중 스팩트럼 분석에 의한 배설물 판단을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1 중 애완동물의 배설물 배출 영상을 보이는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

도 1을 참조하면, 영상 감시 장치(10)는 가시 카메라(101) 및 열상 카메라(102))를 포함하는 카메라(100), 영상 처리부(200), 영상 분석부(300), 경고음 출력부(400) 및 관리자 시스템(500)을 포함한다. 본 발명에 있어서, 영상 분석부(300)는 데이터베이스(310), 애완동물 판단부(320) 및 배설물 판단부(330)를 포함한다.

가시 카메라(101)는 예컨대 COMS(complementary metal-oxide semiconductor) 모듈 또는 CCD(charge coupled device) 모듈 등을 이용하여 피사체를 촬영하는 카메라를 의미하는 것으로, 입력되는 영상 프레임은 렌즈를 통해 COMS 모듈 또는 CCD 모듈로 제공되고, COMS 모듈 또는 CCD 모듈은 렌즈를 통과한 피사체의 광신호를 전기적 신호(촬영 신호)로 변환하여 출력한다.

열상 카메라(102)는 적어도 하나 이상의 감시 대상 영역에 대한 열 영상을 촬영한다. 열상 카메라(102)는 조도가 낮은 환경에서 은밀한 감시 기능을 유지하기 위해서는 열상 카메라의 사용이 바람직하다고 할 수 있다. 열상 카메라(102)는 각 물체로부터 방출되는 복사 에너지에 의해 물체와 그 물체의 주변 배경 간의 온도 차이를 검출하고 이를 전기 신호로 변환하여 영상화하는 카메라를 말한다. 인체는 주변의 무생물과 온도 내지 복사에너지 차이가 크기 때문에, 열상 카메라는 인체를 배경으로부터 쉽게 구별해낼 수 있는 영상을 제공한다. 그러므로, 열상 카메라(102)는 주간은 물론 야간에도 운용이 가능하여, 군에서 야간감시용이나 야간작전용으로 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 민간용 및 산업용으로도 응용이 확대되고 있다.

영상 처리부(200)는 가시 카메라(101) 및 열상 카메라(102))로부터 출력되는 영상 프레임 신호에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행한다. 또한, 영상 처리부(200)는 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축형식은 가역 형식 또는 비가역 형식을 포함한다. 또한, 영상 처리부(200)에서는 기능적으로 색채 처리, 블러 처리, 에지 강조 처리, 영상 해석 처리, 영상 인식 처리, 영상 이펙트 처리 등도 행할 수 있다. 영상 인식 처리로 얼굴 인식, 장면 인식 처리 등을 행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 레벨 조정, 색 보정, 콘트라스트 조정, 윤곽 강조 조정, 화면 분할 처리, 캐릭터 영상 등 생성 및 영상의 합성 처리 등을 행할 수 있다.

영상 분석부(300)는 영상 처리된 피사체의 가시 영상으로 애완동물 여부를 판단하고, 영상 처리된 애완동물의 이동 전 위치 주변의 가시 영상 및 열 영상을 분석하여 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단한다.

이러한 영상 분석부(300)는 데이터베이스(310), 애완동물 판단부(320) 및 배설물 판단부(330)를 포함한다.

데이터베이스(310)에는 각종 애완동물의 영상이 저장되어 있다. 예를 들어, 데이터베이스(310)에는 다양한 종류의 애완동물 예를 들어, 개, 고양이 등의 영상 및 행동 패턴과 관련한 영상이 저장되어 있다.

애완동물 판단부(320)는 가시 카메라(101)에 의해 촬영되어 영상 처리된 피사체의 가시 영상과 데이터베이스(310)에 저장된 각종 애완동물 영상을 비교하여, 피사체의 애완동물 여부를 판단하고, 더 나아가 애완동물의 종류도 판단할 수 있다.

배설물 판단부(330)는 애완동물이 위치를 이동하였을 때, 애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 색상 또는 패턴과, 애완동물의 이동 전 위치 주변 열 영상의 온도를 분석하여 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단한다. 배설물 판단을 위해 다양한 알고리즘을 적용할 수 있다.

예를 들어, 배설물 판단부(330)는 도 2에 도시된 바와 같이 애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 스팩트럼 분석을 이용하여 배설물의 색깔을 추정할 수 있다. 일반적으로 대변의 경우 갈색으로 표현되고 소변의 경우 황색으로 표현되므로, 스펙트럼 분석을 통하여 애완동물의 배설물을 판단할 수 있다.

또한 배설물 판단부(330)는 갈색 또는 황색으로 표현된 스팩트럼 영역의 이미지를 분리하여 패턴 분석을 통하여 애완동물의 배설물을 판단할 수 있다. 일반적으로 대변은 반 고체 상태로 그 패턴이 있고 소변은 액체 상태로 패턴이 있으므로, 스팩트럼 분석 및 패턴 분석을 통하여 애완동물의 배설물을 판단할 수 있다.

또한 배설물 판단부(330)는 반사광 분석을 이용하여 애완동물의 배설물을 판단할 수 있는데, 햇빛 또는 조명에 의해 반사되는 영역을 확인하여 반사되는 부분에 대하여 기존 영상과 신규 영상을 비교함으로써 반사광이 다른 영역이 발생한 경우 이를 애완동물의 배설물로 판단할 수 있다. 반사광 분석을 이용하여 배설물을 판단하는 경우 스팩트럼 분석 또는 패턴 분석과 함께 적용하면 더욱 정확한 배설물 판단이 가능하다.

더 나아가 배설물 판단부(330)는 애완동물의 이동 전 위치 주변 열 영상의 온도를 분석하여 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단할 수 있다. 열을 가진 물체(사람 또는 애완동물)가 정지하였다가 이동하였을 때, 열을 가진 물체가 자리에 남아 있는 경우 배설물로 판단한다. 열 영상 분석을 이용하여 배설물을 판단하는 경우, 스팩트럼 분석, 패턴 분석 또는 반사광 분석과 함께 적용하면 더욱 정확한 배설물 판단이 가능하다.

이와 같은 배설물 판단으로 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 경고음 출력부(400)는 경고신호를 출력하여 애완동물 주인에게 이를 경고하여 즉각 청소를 할 수 있도록 유도하거나, 근처에 근무 중인 환경 미화원(또는 관리자)가 이를 인식하여 청소를 하도록 유도할 수 있다.

또한 배설물 판단으로 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 관리자 시스템(500)은 도 3에 도시된 바와 같은 애완동물의 배설물 배출 영상 및 카메라(100)가 설치된 위치 정보를 함께 수신할 수 있다. 여기서 관리자 시스템(500)은 환경 미화원(또는 관리자)의 스마트 폰일 수 있고, 영상 감시를 관리하는 관리소일 수 있으며, 유선 또는 무선으로 데이터를 수신할 수 있다.

이와 같이 관리자 시스템(500)이 애완동물의 배설물 배출 영상 및 카메라(100)가 설치된 위치 정보를 함께 수신하면, 환경 미화원(또는 관리자)이 해당 장소로 이동하여 청소를 한다. 이와 같은 처리에 의해 감시 영역 주변의 청결한 환경이 유지될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 감시 방법의 동작을 보이는 흐름도 이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 3에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.

영상 감시 장치(10)는 촬영 범위 내에서 촬영된 피사체의 가시 영상 및 열 영상을 획득하는 단계(S10)를 수행한다. 영상 감시 장치(10) 내부에는 가시 영상 촬영을 위한 가시 카메라 및 열 영상 촬영을 위한 열상 카메라가 구비되어 있어서 가시 영상 및 열 영상 촬영이 가능하다.

가시 영상 및 열 영상이 획득되면, 영상 감시 장치(10)는 피사체의 가시 영상으로부터 애완동물 여부를 판단하는 단계(S20)를 수행한다. 데이터베이스에는 다양한 종류의 애완동물 예를 들어, 개, 고양이 등의 영상 및 행동 패턴과 관련한 영상이 저장되어 있어, 피사체의 가시 영상과 데이터베이스에 저장된 각종 애완동물 영상을 비교하여, 피사체의 애완동물 여부를 판단하고, 더 나아가 애완동물의 종류도 판단할 수 있다.

애완동물 판단이 완료되면, 영상 감시 장치(10)는 애완동물이 이동하였을 때,애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 색상 또는 패턴과, 애완동물의 이동 전 위치 주변 열 영상의 온도를 분석하여 애완동물의 배설물 배출 여부를 판단하는 단계(S30)를 수행한다. 배설물 판단을 위한 영상 분석은 상기에 개시된 바와 같이 가시 영상에 대한 스팩트럼 분석, 패턴 분석 또는 반사광 분석과 열 영상에 대하 온도 분석을 이용할 있으며, 어느 한 분석 결과로도 배설물을 판단할 수 있으나, 적어도 둘 이상의 분석 결과를 이용하면 더욱 정확한 배설 물 판단이 가능하다.

이와 같은 배설물 판단으로 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 영상 감시 장치(10)는 경고신호를 출력하는 단계(S40)를 수행하여 애완동물 주인에게 이를 경고하여 즉각 청소를 할 수 있도록 유도하거나, 근처에 근무 중인 환경 미화원(또는 관리자)가 이를 인식하여 청소를 하도록 유도할 수 있다.

또한 배설물 판단으로 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 영상 감시 장치(10)는 관리자 시스템으로 애완동물의 배설물 배출 영상 및 카메라가 설치된 위치 정보를 함께 전송하는 단계(S50)를 수행하여, 환경 미화원(또는 관리자)이 해당 장소로 이동하여 청소를 하도록 유도할 수 있다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 본 발명에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 본 발명에 병합될 수 있다.

100: 카메라
101: 가시 카메라
102: 열상 카메라
200: 영상 처리부
300: 영상 분석부
310: 데이터베이스
320: 애완동물 판단부
400: 경고음 출력부
500: 관리자 시스템
330: 배설물 판단부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 촬영 범위 내에서 피사체의 가시 영상 및 열 영상을 촬영하는 영상 촬영부;
   다양한 종류의 애완동물 영상 및 상기 애완동물의 행동 패턴과 관련한 영상을 저장하고 있는 데이터베이스;
   상기 피사체의 가시 영상 및 상기 데이터베이스에 저장된 상기 애완동물 영상을 비교하여 상기 피사체가 애완동물인지 판단하는 애완동물 판단부;
   상기 피사체가 애완동물로 판단되고, 상기 애완동물의 이동 전 위치 주변 가시 영상의 스펙트럼 분석을 통하여 배설물의 색깔을 추정하고, 상기 배설물의 색깔을 추정한 스펙트럼 분석 이미지를 분리한 후 분리한 상기 이미지의 패턴 분석을 통하여 상기 배설물 배출 여부를 판단하는 배설물 판단부; 및
   상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 상기 배설물 배출 영상 및 영상 촬영 위치를 수신하는 관리자 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 애완동물이 배설물을 배출한 경우, 경고음을 출력하는 경고음 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 감시 장치.
7. 삭제

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